用於風力發電設備的偏航驅動器的液壓制動裝置以及用於其的控制裝置的製作方法

2023-06-21 01:53:26

專利名稱：用於風力發電設備的偏航驅動器的液壓制動裝置以及用於其的控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於風力發電設備(Windkraftanlage)的機艙(Kanzel)的偏航驅動器(Azimutantrieb)的液壓的制動裝置,其帶有與機艙抗扭地相連接的(drehfest)制動盤環(Bremsscheibenring),多個盤式制動器以分布在制動盤環的周緣上的方式與制動盤環相關聯，本發明也涉及一種用於操控這種類型的液壓制動裝置的控制裝置以及用於控制這種類型的液壓制動裝置的方法。
背景技術：
用於風力發電設備的偏航驅動器的這種類型的液壓制動裝置是普遍已知的。這種類型的風力發電設備具有固定地豎立(aufstehen)在底座上的塔架，在該塔架的頂端處水 平地可旋轉地支承有支承風力轉子(Windrotor)的機艙。為了使機艙相對於固定的塔架旋轉，設置偏航驅動器。為了在調整的旋轉位置中例如在風向上使機艙止動(blockieren)，設置液壓的制動裝置。該液壓的制動裝置也用於，在機艙的旋轉運動時建立受控的制動效果(Bremswirkung)。該制動裝置具有與機艙抗扭地相連接的制動盤環,該制動盤環與機艙的旋轉軸線同軸地取向並且具有相對大的直徑。以分布在制動盤環的周緣上的方式設置多個鉗形地包圍制動盤環的相應的盤區段的盤式制動器，該盤式制動器通過承載組件靜止地固定在塔架處。優選地，多於十個盤式制動器布置成分布在制動盤環的周緣上。為了可在調整的風向上使機艙止動，利用約170bar的制動壓力同時加載所有盤式制動器。這代表制動裝置的保持模式。為了在旋轉模式中使機艙的旋轉成為可能且儘管如此將受控的制動效果施加到制動盤環上並且由此施加到機艙上，在旋轉模式中，利用減小的約IObar的壓力使盤式制動器運行。由此，在旋轉模式中，盤式制動器的所有摩擦襯片也以一定的壓力貼靠在制動盤環處。由此，可產生尖銳刺耳噪聲(Quietschgerjiusch)和摩擦噪聲,在風力發電設備的環境中這些噪聲可視作為起幹擾作用的。

發明內容
本發明的目的為，實現開頭提及的類型的制動裝置、控制裝置以及方法，其至少很大程度上減小在機艙的旋轉模式中起幹擾作用的噪聲。對於液壓制動裝置，該目的通過以下方式實現，即至少一個盤式制動器設有與其它盤式制動器不同的摩擦襯片組件，該摩擦襯片組件的摩擦係數相對於其它盤式制動器為減小的。根據本發明的解決方案由此出發，即在制動盤環的滑動過程中帶有減小的摩擦係數的摩擦襯片組件在任何時候引起小的噪聲。在本發明的設計方案中，該至少一個帶有不同的摩擦襯片組件的盤式制動器具有至少一個可鬆開的罩殼側壁(Gehjiuseseitenwange),該罩殼側壁在鬆開的狀態中使側向地取出摩擦襯片組件成為可能。因此，根據本發明的制動裝置具有不同地設計的盤式制動器。如此設計至少一個盤式制動器，即使側向地取出摩擦襯片組件成為可能。這具有的優點為，可在不必從其在制動盤環處的位置中鬆開相應的盤式制動器的情況下更換相應的摩擦襯片。僅僅必須如此布置盤式制動器，即側向地在盤式制動器旁邊、也就是說在機艙的制動盤環的周向上有足夠的空間用於取出摩擦襯片組件和插入新的摩擦襯片組件。對於用於不僅對於機艙的保持模式而且對於機艙的旋轉模式操控液壓的制動裝置的控制裝置來說，基於本發明的目的通過以下方式實現，即在保持模式中以保持壓力控制所有盤式制動器，並且在機艙的旋轉模式中通過數量減少的以保持壓力被控制的盤式制動器產生制動壓力，並且無壓力地控制其餘盤式制動器。減少的盤式制動器數量取決於應用的盤式制動器的總數，並且在機艙的旋轉模式中，通過至少一個單個的以保持壓力被控制的盤式制動器產生制動壓力。優選地，設置兩個這樣的盤式制動器，即，當機艙處於旋轉模式中以保持壓力控制該盤式制動器。數量方面有利地為兩個的在旋轉模式中以保持壓力被控制的盤式制動器與優選地另外十二個無壓力地控制的盤式制動器相組合。保持壓力為這樣的限定的壓力，即其對於所有盤式制動器是相同的。以有利的方式，以保持壓力控制的盤式制動器的數量小於在旋轉模式中無壓力地控制的盤式制動器的數量。代替無壓力地控制、也就是以零進行控制，同樣可能的是，利用相對於保持壓力顯著減小的壓力加載這些盤式制動器。 在本發明的設計方案中，該至少一個在旋轉模式中以保持壓力被控制的盤式制動器具有帶有相對於無壓力地被控制的盤式制動器減小的摩擦係數的摩擦襯片組件。由此，在旋轉模式中，實現進一步改進的噪聲減小。因為通過在旋轉模式中僅僅壓力加載數量很少的盤式制動器，必然已經減少了以壓力在制動盤環上滑動的面的數量。因為僅僅壓力加載的盤式制動器利用其摩擦襯片組件緊緊地貼靠在制動盤環的相應的面處。通過選擇帶有減小的摩擦係數的摩擦襯片組件，進一步減小通過滑動摩擦產生的噪聲生成。在本發明的另一設計方案中，在旋轉模式和保持模式中盤式制動器的保持壓力在120和200bar之間的範圍中。以尤其有利的方式，或者利用在120和200bar之間的最大保持壓力操控所有盤式制動器，或者無壓力地接通(schalten)這些盤式制動器。不必以減小的制動壓力控制，但是根據另一設計方案這是可能的。根據本發明，通過以下方式實現在旋轉模式中所需的減小的制動壓力，即，僅僅少數盤式制動器、但是至少一個盤式制動器保持利用保持壓力被加載，相反地無壓力地接通其它盤式制動器。因此，可利用極其簡單的控制部件構建液壓迴路。在本發明的另一設計方案中，所有盤式制動器聯接到共同的液壓迴路處，並且可取決於壓力操控的液壓的鎖止元件(尤其為止回閥)與該至少一個在旋轉模式中以保持壓力被控制的盤式制動器的聯接管路相關聯。以尤其有利的方式，設置這樣的止回閥用於該至少一個盤式制動器，即在液壓控制的相應的通風過程時，通過該止回閥關閉相應的聯接管路，該止回閥防止在該至少一個盤式制動器的區域中的壓力卸載。對於用於控制液壓的制動裝置的方法(其中，在保持模式中以保持壓力控制所有盤式制動器並且在旋轉模式中將減小的制動壓力施加到制動盤環上)，通過以下方式實現基於本發明的目的，即在旋轉模式中以完全的保持壓力控制至少一個盤式制動器，並且無壓力地控制其餘盤式制動器。由此，通過盤式制動器總體上將期望的減小的制動壓力施加到制動盤環上。減小噪聲的優點與簡單地構建液壓迴路(Hydraulikschaltung)的可能性相結合。


從權利要求中以及從以下對本發明的優選的實施形式的描述中得到本發明的其它優點和特徵，根據圖紙示出該優選的實施形式。圖I示意性地以部分地剖開的圖示在帶有液壓的制動裝置的可旋轉的機艙的區域中顯示了風力發電設備的一種實施形式，
圖2以放大的示意性的圖示顯示了根據圖I的用於機艙的液壓的制動裝置的俯視圖， 圖3以進一步放大的圖示顯示了根據圖2的制動裝置的局部III，
圖4以放大的透視的圖示顯示了在根據圖2的制動裝置中應用的盤式制動器的第一類型，以及
圖5顯示了在根據圖2的制動裝置中應用的盤式制動器的第二類型。
具體實施例方式根據圖1，風力發電設備具有以固定的底座為基礎的塔架1，其在其頂端的區域中載有機艙2。機艙2以相對於塔架I可繞垂直的旋轉軸線水平地旋轉的方式被支承。機艙載有風力轉子3，以基本上已知的方式通過風將風力轉子3置於旋轉中並且風力轉子3用於藉助於發電機產生電流。為了可使機艙2旋轉，以未詳細示出的方式設置偏航驅動器。為了可在期望的旋轉位置中使機艙2止動並且為了在通過偏航驅動器使機艙2旋轉時將受控的制動效果施加到機艙2上，設置制動裝置，將根據圖2至5詳細對制動裝置進行描述。制動裝置具有制動盤環4，其抗扭地與機艙2相連接並且與機艙2相對於塔架I的旋轉軸線同軸地取向。制動盤環4關聯有多個盤式制動器5，6，該盤式制動器5，6布置成分布在制動盤環4的周緣上。如可根據圖2看出的那樣，總共設置十四個盤式制動器5，6，其彼此成對地關聯。所有盤式制動器5，6具有鉗形的制動罩殼，該制動罩殼在制動盤環4的上側和下側的區域中包圍制動盤環4。在制動盤環4的兩側上，每個盤式制動器5，6分別具有至少一個制動活塞以及摩擦襯片組件8，8a。由此，在制動活塞相應地加載壓力時，可使盤式制動器5，6的摩擦襯片組件8和8a從上和從下壓靠制動盤環4的相應的面區段。所有盤式制動器5，6實施成液壓盤式制動器。液壓地壓力加載或無壓力地接通相應的制動活塞。為了液壓地操控盤式制動器5和6，設置液壓的控制單元S，該控制單元S通過液壓管路S1, S2操控盤式制動器5和6的相應的制動活塞。如可根據圖2和3看出的那樣，液壓的制動裝置具有兩種不同類型的盤式制動器5和6。總共設置十二個根據圖5的盤式制動器5以及兩個根據圖4的盤式制動器6。在盤式制動器5中，摩擦襯片組件8a僅僅可向上或向下從制動罩殼中鬆開。相反地，在根據圖2至4的盤式制動器6中，制動罩殼在相對的側邊上不僅對於上制動鉗區段而且對於下制動鉗區段分別具有兩個可取下的罩殼側壁7。罩殼側壁7通過螺栓連接與制動罩殼的相應的罩殼區段相連接。在取下相應的罩殼側壁區段7之後可實現側向地取出相應的摩擦襯片組件8，並且從該側插入新的摩擦襯片組件8。這具有的重要的優點為，在各個盤式制動器6已裝配在制動盤環4處的狀態中可進行摩擦襯片組件8的更換。相反地，僅僅在從制動盤環4處相應地拆卸並移除各個盤式制動器5之後，才可能更換每個盤式制動器5的摩擦襯片組件8a。在所示出的實施例中，與盤式制動器5的摩擦襯片組件8a相比，兩個盤式制動器6的摩擦襯片組件8具有減小的摩擦係數。在風力發電設備的運行中，以如下方式控制制動裝置
在保持模式中(在其中機艙2已經在期望的風向上取向並且應被鎖止在該已取向的旋轉位置中)，利用在170和ISObar之間的制動壓力(保持壓力)加載所有盤式制動器5和6。一旦應使機艙2旋轉，則無壓力地接通十二個盤式制動器5。相反地，利用約170至ISObar的制動壓力繼續加載兩個盤式制動器6。由於兩個盤式制動器6的摩擦襯片組件8同時具有減小的摩擦係數，因此在該旋轉模式中兩個盤式制動器6的制動壓力不夠用於使制動盤環4止動。相反地，兩個盤式制動器6的制動壓力僅僅引起作用到制動盤環4上的期望的受控的制動效果，以用於在機艙的旋轉期間施加足夠的轉矩，該轉矩防止作用到 偏航驅動器的傳動機構上的不期望的起振蕩作用的運動。由於該「滑動制動」，兩個盤式制動器6的摩擦襯片組件8相對快地磨損。然而，由於不必拆卸盤式制動器6以用於更換摩擦襯片組件8，快速地更換摩擦襯片組件8是可能的。此外，僅僅兩個盤式制動器6的摩擦襯片組件8磨損，相反地，其餘十二個盤式制動器的摩擦襯片組件8a近乎不具有磨損，因為基本上在機艙2的靜態的狀態中施加期望的保持壓力。如可根據圖2看出的那樣，兩對盤式制動器5，6 (其分別包括帶有可側向地更換的摩擦襯片組件8的盤式制動器6)彼此鄰近地沿著制動盤環4布置，其中，在這兩對盤式制動器5，6之間的間距大於在其餘對的盤式制動器5之間的間距。此外，帶有可側向地更換的摩擦襯片組件8的兩個盤式制動器6布置在兩個盤式制動器對的彼此面對的側邊上，從而對於兩個盤式制動器6來說，可利用在盤式制動器5，6對之間的較大的間距，以用於拆卸罩殼側壁7和更換摩擦襯片組件8。由此，通過根據本發明的實施形式，設置兩個不同的液壓的操控一方面用於機艙2的保持模式並且另一方面用於機艙2的旋轉模式。在保持模式中，利用相應地最大的制動壓力加載所有盤式制動器5和6。相反地，在旋轉模式中，使盤式制動器5通風並且由此無壓力地控制盤式制動器5。相反地，在盤式制動器6中保持最大的制動壓力。根據一種尤其簡單的實施形式，在盤式制動器6的液壓管路S1的區域中設置止回閥，在通過整個液壓迴路的控制單元S進行通風時，通過相應的壓力降使止回閥轉換到其鎖止位置中，從而在兩個盤式制動器6中保持期望的制動壓力。同樣，為了機艙的維護或類似情況而無壓力地接通盤式制動器6，可手動地或通過附加的控制元件使止回閥再次轉換到其打開位置中。
權利要求
1.一種用於風力發電設備的機艙的偏航驅動器的液壓的制動裝置，該制動裝置帶有與所述機艙抗扭地相連接的制動盤環，多個盤式制動器以分布在所述制動盤環的周緣上的方式與所述制動盤環相關聯， 其特徵在於，至少一個盤式制動器(6)設有與其它盤式制動器(5)不同的摩擦襯片組件(8)，該摩擦襯片組件(8)的摩擦係數相對於所述其它盤式制動器(5)為減小的。
2.根據權利要求I所述的制動裝置，其特徵在於，所述至少一個帶有不同的摩擦襯片組件(8)的盤式制動器(6)具有至少一個可鬆開的罩殼側壁(7)，該罩殼側壁(7)在鬆開的狀態中使側向地取出所述摩擦襯片組件(8)成為可能。
3.一種用於操控根據權利要求I的前序部分或權利要求I所述的液壓的制動裝置的控制裝置，其特徵在於，在機艙(2)的保持模式中以保持壓力控制所有盤式制動器(5，6)，並且在所述機艙(2)的旋轉模式中由數量減少的以保持壓力被控制的盤式制動器(6)產生制動壓力，並且無壓力地控制其餘盤式制動器(5)。
4.根據權利要求3所述的控制裝置，其特徵在於，所述至少一個在所述旋轉模式中以保持壓力被控制的盤式制動器(6)具有帶有相對於所述無壓力地被控制的盤式制動器(5)減小的摩擦係數的摩擦襯片組件(8)。
5.根據權利要求3所述的控制裝置，其特徵在於，所述制動裝置具有兩個在所述旋轉模式中以保持壓力被控制的盤式制動器出)以及十二個在所述旋轉模式中無壓力地被控制的盤式制動器(5)。
6.根據權利要求3至5中任一項所述的控制裝置，其特徵在於，在所述旋轉模式和所述保持模式中所述盤式制動器(5和6)的保持壓力在120和200bar之間的範圍中。
7.根據權利要求3至6中至少一項所述的控制裝置，其特徵在於，所有盤式制動器(5和6)聯接到共同的液壓迴路處，並且可取決於壓力操控的液壓的鎖止元件、尤其地止回閥與所述至少一個在所述旋轉模式中以保持壓力被控制的盤式制動器￠)的聯接管路(S1)相關聯。
8.一種用於控制根據權利要求I的前序部分或權利要求I所述的液壓的制動裝置的方法，其中，在保持模式中以保持壓力控制所有盤式制動器(5和6)並且在旋轉模式中將減小的制動壓力施加到制動盤環(4)上，其特徵在於，在所述旋轉模式中以完全的保持壓力控制至少一個盤式制動器(6)，並且無壓力地控制其餘盤式制動器。
全文摘要
一種用於在風力發電設備的機艙中的偏航驅動器的液壓的制動裝置，帶有與機艙抗扭地相連接的制動盤環，多個盤式制動器以分布在制動盤環的周緣上的方式與制動盤環相關聯，其中，至少一個盤式制動器設有與其它盤式制動器不同的摩擦襯片組件，其摩擦係數相對於其它盤式制動器減小。
文檔編號F16D65/18GK102822510SQ201080065617
公開日2012年12月12日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年1月20日
發明者P.貝姆, P.德尤倫 申請人:施特羅馬格韋普有限責任公司