風能設備的轉子輪轂的製作方法

2023-09-23 06:03:40

專利名稱：風能設備的轉子輪轂的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種尤其是帶有至少一轉子葉片的風能設備的轉子的 轉子輪轂，其中輪轂核心體和至少一輪轂外殼相互連接。此外本發明 涉及一種帶有轉子輪轂的風能設備。
背景技術：
在風能設備中，轉子葉片用葉片支承可旋轉地固定在轉子輪轂上。 已知的風能設備由一塔筒、 一布置在塔筒上端部的吊艙、 一轉子組成， 該轉子圍繞著轉子旋轉軸線可旋轉地外部支撐在吊艙上，並且該轉子具 有一轉子輪轂以及至少一從轉子輪轂延伸出的轉子葉片。 一屬於這一類
的風能設備例如在DE-A102004023773中作了描述，該風能設備具有一 帶有葉片調節系統的轉子輪轂。
此外EP-B-1303698公開了 一種風能設備的轉子輪轂。轉子輪穀在 轉子軸和轉子葉片之間建立起機械連接。

發明內容
從現有技術出發本發明的任務是，提出一種轉子輪轂，該轉子輪轂 可以簡單的方式並且成本4氐廉地製造以及裝配，其較大的轉子輪轂應該
可以用有效的方式運^r。
該任務通過一種尤其是帶有至少一轉子葉片的風能設備的轉子的 轉子輪穀獲得解決，其中 一輪轂核心體和至少 一輪轂外殼藉助於法蘭接 頭相互連接，該法蘭接頭藉此被繼續改進，法蘭接頭以一相對於轉子的 旋轉軸線預先確定的傾斜度構成，其中法蘭接頭的傾斜度大大大於輪轂 外殼的轉子葉片連接表面的傾斜度。
尤其是提供一種組合的轉子輪轂，該轉子輪轂例如在裝配完成的狀 態下由單獨的輪穀核心體和至少一個或者多個單獨的輪轂外殼在風能 設備的吊艙上構成。在本發明的框架下，轉子葉片可以已經配備有輪轂 外殼或者構成帶有輪轂外殼的轉子葉片。
本發明以這樣的構思為基礎，在風能設備的無鉸鏈轉子或者剛性轉 子輪轂中設有 一法蘭接頭，在該風能設備中轉子葉片通過無鉸鏈的或者 剛性的轉子輪轂與轉子軸實現剛性連接，該法蘭接頭布置在一連接平面中，並且與轉子或者轉子軸的旋轉軸線圍成一預先確定的角度。在幾何 意義下轉子軸線穿透該平面，在輪穀核心體和4侖轂外殼之間的連接法蘭 或者法蘭接頭的平整連接表面位於該平面中。為此在輪轂核心體，該輪 轂核心體與轉子軸相連接，和在輪轂核心體和在這上面布置的轉子葉片
之間的輪轂外殼之間的法蘭接頭優選的是構成平整的連接表面。
跟在外部轉子葉片和輪轂核心體之間的迄今為止的連接殼體的連 接端相比，該平面構成傾斜的，在核心體和連接殼體之間的法蘭接頭布 置在該平面中。在迄今為止的連接端中法蘭的連接平面和轉子軸線相互 平行排列，以使它們不相切或者相交。在這期間在其它已知的連接端中 根據現有技術轉子葉片的連接平面以一在相對旋轉軸線3°的範圍內的 傾斜角度傾斜。該轉子葉片的連接平面的傾斜角度根據本發明小於在輪 轂核心體和輪轂外殼之間的連接平面的傾斜角度。
根據本發明提供一種風能設備的轉子輪轂，該轉子輪轂具有一作為 轉子輪穀殼體的輪轂核心體，其中輪轂核心體與轉子軸相連接。此外輪 轂核心體具有至少一法蘭接頭，該法蘭接頭表面相對轉子軸的旋轉軸線 以預先確定的角度傾斜。此外，堅持根據本發明法蘭接頭的表面以一預 先確定的、相對轉子葉片的轉子葉片軸線非直角的角度布置。
輪穀核心體將轉子輪轂作為中心件與轉子軸相連接。接著連接殼體 或者輪轂外殼被布置在與轉子旋轉軸線傾斜布置的法蘭接頭上，以便轉 子葉片可以一皮裝配在這上面。
構成一可分的、即組合的轉子輪轂，以使藉此轉子輪轂、例如輪轂核心 體和/或者輪轂外殼的單獨部件的運輸變得更容易一些。緊接著在風能設 備的安裝地點，運輸到那裡的轉子輪穀的單獨的部件被裝配，並且例如 藉助於螺栓連接通過法蘭連接端相互連接。因此按照本發明這是可行
的，例如具有在直徑上3米到6米的法蘭接頭的轉子輪轂在它加工之後 可毫無問題地運輸到安裝地點。
按照該任務的一可選擇的解決辦法或者在另一方案中規定，輪轂核 心體的高度小於輪轂外殼的尤其是圓形的轉子葉片的連接端表面的直 徑，其中尤其是在輪穀核心體和輪轂外殼之間的法蘭接頭有利的方式是 構成圓形。藉此可以提供一組合的轉子輪穀，該轉子輪轂通過與優選的 是圓形的輪轂外殼的葉片法蘭直徑相比輪轂核心體更低的高度使輪轂核心體的運輸更容易，因為輪轂核心體的高度可以被看作輪轂核心體的 運輸高度。因此例如具有到轉子軸側面3米的環形接合法蘭的連接端直 徑的輪轂核心體並且高度在4米以下時可以在運輸汽車上,皮運輸，其中
一具有超過4米的(圓形)葉片法蘭直徑的轉子葉片可被安裝在具有輪 穀核心體和至少一個輪穀外殼的裝配完成的轉子輪轂上。例如在0.5米
至2.5米之間的輪轂核心體的高度小於葉片法蘭直徑。
在優選的結構形式中，在輪轂核心體和輪轂外殼之間的法蘭接頭構 成圓形。此外這具有優點，由於在法蘭接頭的區域中圓形的連接位置在 輪轂核心體和在上面固定的連接殼體之間在裝配時建立起一更牢固的 連接，因為同橢圓形法蘭圓周相比有更多的螺栓分布在圓形法蘭的圓周 上。此外在製造時獲得眾多的優點。
為了提供一具有多個轉子葉片的轉子，此外規定，在輪轂核心體和 多個輪轂轉子葉片連接殼體之間在轉子輪轂上構成多個法蘭接頭。
對此此外有利的方式是規定，法蘭接頭均勻地布置在或者設在輪轂 核心體上。
尤其是每個輪轂外殼與一轉子葉片相連接。在帶有一具有多個轉子 葉片的轉子的風能設備中連接殼體各自與 一轉子葉片相連接。
此外這是有利的，當輪轂外殼和輪轂核心體牢固地相互連接時。 為了使維護人員能接近轉子，此外規定，在輪轂核心體上設有一進
口。在本發明的框架下在轉子或者吊艙的其它位置上也可以設有另一進 c 。
尤其是進口在轉子軸線的區域中在輪轂核心體上構成。這同樣是可 以考慮的，進口設在轉子輪轂的其它位置上。
為了轉子葉片在轉子輪轂上的固定，輪轂外殼朝向轉子葉片側具有 一法蘭接頭，以便轉子葉片固定在或者布置在這上面。該法蘭接頭也被 稱為轉子葉片法蘭或者葉片法蘭。
優選的是轉子葉片側的連接法蘭構成圓形，以便在轉子葉片和各自 的連接殼體之間建立可靠的連接，並且以簡單的方式使轉子葉片藉助於 圓形葉片支承的調節成為可能。
此外根據本發明的轉子輪轂的優選的結構形式提出，輪轂外殼的轉 子葉片側的連接法蘭的直徑大於輪轂核心體側的連接法蘭的尤其是圓 形直徑的直徑。由此獲得考慮到輪轂核心體或者根據本發明的轉子輪轂的剛度、重量和尺寸的最佳的比例。在大的轉子輪轂時，例如具有超過 4米的葉片法蘭直徑的轉子葉片被安裝在該轉子輪穀上，藉此簡單的運 輸是可行的，因為輪轂核心體的運輸高度或者高度小於葉片法蘭直徑。 此外，該任務通過一風能設備獲得解決，該風能設備配備有具有與
為了避免重複明確參閱前面的結構。


下面本發明不限制 一般的發明構思藉助於 一 實施例示範地說明，其 中關於所有在文本中未詳細說明的根據本發明的細節明確參閱附圖。其
中
圖1表示的是一通過根據本發明的轉子輪轂的橫剖面圖，並且
圖2表示的是按照圖1所示的根據本發明的轉子輪轂的俯視圖。
一附圖標記表示，因此就不用相應地重新介紹了。
具體實施例方式
圖1在橫剖面中表示了一轉子輪轂10。轉子輪轂10具有一輪轂核 心體12,該輪轂核心體12通過一環形接合法蘭14與(未表示的)風能 設備的轉子軸相連接。在圖1中基於橫剖面圖示表示了輪轂核心體12 與輪轂外殼16的連接。典型地環形接合法蘭14比如說對於具有8至12 兆瓦功率的風能設備具有3米的直徑。
此外，在圖1中畫出了輪轂核心體12的高度h，該高度例如在4米 以下。高度h對於輪轂核心體12的運輸是一關鍵性的尺寸，因為藉此 運輸汽車的運輸高度被確定。在普通道路上的簡單的運輸在4米以下的 高度時毫無問題是可行的。
如由圖2表明的，轉子4侖轂10在俯碎見圖中這樣構成，三個4侖轂外 殼16成星形並且均勻地布置在輪轂核心體12上。在輪轂外殼16上通 過相應的法蘭和葉片支承20 (未表示的)轉子葉片可旋轉地與輪轂外殼 16相連接。
此外，由圖2可以看出，三個外部件以輪穀外殼16的形式布置在 輪轂核心體12上。因此轉子輪轂10由一定數量的分離的殼體或者單獨 的零件組成，該零件在風能設備建造時被相互連接。
為了將輪轂外殼16與輪轂核心體12相連接，在兩個殼體之間設有一法蘭18,以使兩個殼體12和16牢固地拼合併相互連接。由圖1得知， 法蘭接頭18位於一平面22內，該平面相對轉子的旋轉軸線24處在一 預先確定的角度下。在這裡平面22和旋轉軸線24圍成一角度a,該角 度構成銳角。在幾何意義下旋轉軸線24在點P穿透平面22。
根據本發明所有連接法蘭或者法蘭接頭18在相對轉子旋轉軸線24 預先確定的角度下在輪轂外殼16的輪轂核心體12上構成。
由於平面22相對於旋轉軸線24不平行地布置，所以可以建造對運 輸節省空間的輪轂核心體12,以及直到6米尺寸的轉子輪轂10的更大 的輪轂核心體12，而在運輸時不會產生更大的困難。通過平面22的傾 斜配置可以製造緊湊的輪穀核心體12,法蘭接頭18布置在該平面中。 優選的方式是單個零件在澆鑄工藝中製造。
此外，在圖1中畫出了一 (這裡未表示的)轉子葉片的轉子葉片軸 線，該轉子葉片軸線同樣在一預先確定的角度下在恰當的角度的選擇時 對於旋轉軸線24適合於在85。到90°之間的角度範圍。
此外法蘭接頭18由於加工的原因在輪穀核心體12上構成圓形，由 此在輪轂核心體12和輪轂外殼16之間建立一牢固的和穩定的連接。
此外，輪轂核心體12在輪轂核心體12的外側、即在背向風能設備 一側的吊搶上具有一進口 28,該進口這樣確定尺寸，以使維修人員為了 維修工作可以進入構成空心件的輪轂核心體12。當然在本發明的框架下 是可行的，維修人員的進口設在轉子輪轂的其它位置上。例如進口可在 側面畫出的4侖穀核心體12的區域A中構成，該區域位於轉子軸線連4妾 端的附近或者位於環形接合法蘭14的附近，或者可在輪轂外殼16的一 個上構成。
優選的是在平面22和旋轉軸線24之間的角度a在數量級上在10°至 75°之間。理想的方式是在一優選的結構形式中，角度a大於15。，尤 其是在15°和45°之間。藉此作為獨立部件按照錐體的或者往尖部越 來越細的殼體的方式可以達到 一輪轂核心體12的特別緊湊的結構類型。
此外在圖1中畫出了法蘭接頭18和法蘭接頭20 (葉片法蘭接頭) 的螺栓孔分布圓直徑。在這裡可得知，法蘭接頭20的直徑dr大於在輪 轂核心體12和輪轂外殼16之間的法蘭接頭18的直徑DI此外優選的 是法蘭接頭20布置在一平面內，該平面基本上平行於轉子輪轂10的旋 轉軸線24。例如直徑Dr具有大於4米、尤其是大於4.5米的尺寸。因此法蘭接頭的直徑DR大於具有例如在4米以下的值的輪轂核心體12的 高度h。此外在圖1中標出了輪轂外殼16的前邊的結構高度B,該結構 高度優選的是不大於或者小於輪轂核心體12的高度h,並且例如在2米 到3米的範圍內。
此外在圖2中表明了，在輪穀核心體12和4侖轂外殼16之間的法蘭 接頭18均勻地在輪轂核心體上構成。在法蘭接頭18上的螺栓連接孔在 這裡均勻地在圓周上分布，以^更藉此在兩個殼體12和16之間的法蘭18 上可比例如在橢圓型的法蘭上設有更多的螺栓連接，該橢圓型的法蘭平 行於轉子軸線24。
那麼尤其是沿著風向的大的轉子葉片彎曲力矩(衝擊力矩)可以特 別可靠地被吸收。
附圖標記表
10轉子輪穀
12輪穀核心體
14環形接合法蘭
16輪穀外殼
18法蘭接頭
20法蘭接頭
22平面
24旋轉軸線
26轉子葉片軸線
28進口
a角度
A區域/範圍
B結構高度
Dr直徑
h高度 P交點
權利要求
1. 一種尤其是帶有至少一轉子葉片的風能設備的轉子的轉子輪轂(10)，其中輪轂核心體(12)和至少一輪轂外殼(16)藉助於法蘭接頭(18)相互連接，其特徵在於，法蘭接頭(18)以一相對於轉子的旋轉軸線(24)預先確定的傾斜度構成，其中法蘭接頭(18)的傾斜度(α)大大大於輪轂外殼(16)的轉子葉片連接端表面的傾斜度。
2. 按照權利要求1前敘部分所述或者根據權利要求1所述的轉子輪穀(10),其特徵在於，輪轂核心體(12)的高度(h)小於輪轂外殼(16)的轉子葉片連接端表面的直徑(DR)。
3. 根據權利要求1或者2所述的轉子輪轂(10)，其特徵在於，法蘭接頭(18)構成圓形。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的轉子輪轂(10),其特徵在於，在輪轂核心體(12)和多個輪轂外殼(16)之間設有多個法蘭接頭(18)。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的轉子輪轂(10)，其特徵在於，在輪轂核心體(12)上均勻地設有多個法蘭接頭(18)。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的轉子輪轂(10),其特徵在於，輪轂外殼(16)與一轉子葉片相連接。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的轉子輪轂(10),其特徵在於，輪轂外殼(16)和輪轂核心體(12)牢固地相互連接。
8. 根據權利要求1至7中任一項所述的轉子輪轂(10),其特徵在於，在輪轂核心體(12)上設有一進口 (28)。
9. 根據權利要求8所述的轉子輪轂U0),其特徵在於，進口 (28)在轉子軸線(24)的區域中在輪轂核心體(12)上構成。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的轉子輪轂(10),其特徵在於，輪轂外殼(16)朝著轉子葉片側具有一法蘭接頭(20)。
11. 根據權利要求10所述的轉子輪轂(10),其特徵在於，轉子葉片側的法蘭接頭(20)構成圓形。
12. 根據權利要求10或者11所述的轉子輪轂(10),其特徵在於，輪轂外殼(16)的轉子葉片側的法蘭接頭(20)的直徑(Dr)大於尤其是圓形的輪轂核心體側的法蘭接頭(18)的直徑(D。。
13. 帶有根據權利要求1至12中任一項所述的轉子輪轂(10)的風能設備。
全文摘要
本發明涉及一種風能設備的轉子輪轂，尤其是帶有至少一轉子葉片的風能設備的轉子的轉子輪轂(10)，其中輪轂核心體(12)和至少一輪轂外殼(16)藉助於法蘭接頭(18)相互連接。轉子輪轂(10)由此被繼續改進，法蘭接頭(18)以一相對於轉子的旋轉軸線(24)預先確定的傾斜度(α)構成，其中法蘭接頭的傾斜度大大大於輪轂外殼的轉子葉片連接端表面的傾斜度。此外本發明涉及一種帶有轉子輪轂(10)的風能設備。
文檔編號F03D1/06GK101484693SQ200780025105
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月14日 優先權日2006年7月3日
發明者P·誇爾 申請人:再生動力系統股份公司