BE1016856A5

BE1016856A5 - Een tandwielkast voor een windturbine.

Info

Publication number: BE1016856A5
Application number: BE2005/0565A
Authority: BE
Original assignee: Hansen Transmissions Int
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2007-08-07
Also published as: JP2007138947A; CN1975199A; US20070142156A1; EP1788281A1; CA2568375A1; US7614976B2; AU2006241313A1; CN100520111C

Abstract

Een tandwielkast (1) voor een windturbine die bestaat uit een behuizing (2) en een tandwieloverbrenging (3) met een ingaande as (4) met minstens één aandrijvend tandwiel (10, 16, 12) die verbonden is of kan worden met de rotor (5) van de windturbine, daardoor gekenmerkt dat, in onbelaste toestand (W=O) van de tandwielkast (1), de symmetrieas (AA') van de zitting (8) of zittingen (23, 24) van de lagering (7, 21, 22) van de ingaande as (4) in de behuizing (2,20) niet samenvalt met de meetkundige symmetrieas (BB') van de tandwieloverbrenging (3) en aldus een zekere afwijking (X, P) tussen de voornoemde symmetrieassen (AA', BB') in onbelaste toestand aanwezig is.

Description

Een tandwielkast voor een windturbine.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een tandwielkast voor een windturbine.

Meer speciaal heeft de huidige uitvinding betrekking op een tandwielkast voor een windturbine die bestaat uit een behuizing en een tandwieloverbrenging met een ingaande as met minstens één aandrijvend tandwiel die verbonden is of kan worden met de rotor van de windturbine, waarbij, in het bijzonder, voor de goede werking van de voornoemde tandwieloverbrenging, de symmetrieas van de ingaande as normalerwijze samenvalt of is uitgelijnd met de meetkundige symmetrieas van de tandwieloverbrenging.

Met de meetkundige symmetrieas wordt de symmetrieas bedoeld van het geheel van tandwielen die rechtstreeks of onrechtstreeks door het aandrijvend tandwiel worden aangedreven en die bijvoorbeeld gevormd worden door een aantal tandwielen die symmetrisch rond het aangedreven tandwiel zijn aangebracht of door onderdelen van een planetair tandwielstelsel die samenwerken met het aandrijvend tandwiel.

Bij de bekende tandwieloverbrengingen voor windturbines valt de symmetrieas van de zittingen van de lagers van de ingaande as in onbelaste toestand nagenoeg samen met de voornoemde meetkundige symmetrieas van de tandwieloverbrenging, op uitlijnfouten binnen de tolerantiegrenzen na.

Hierbij wordt er met een belangrijke factor geen rekening gehouden, namelijk met de belasting op de ingaande as door de rotor van de windturbine.

Deze belasting is in de huidige windturbines met rotorbladen van enkele tientallen meters zeer groot en bestaat uit een statische component, als gevolg van het rotorgewicht, en een dynamische component, ten gevolge van een variërende en mogelijk asymmetrische windbelasting, die evenwel van een kleinere grootteorde is dan de statische belasting.

Ten gevolge van de spelingen in de lagers van de ingaande as, of van elastische vervormingen onder invloed van de rotorbelasting in deze lagers of in de behuizing die deze lagers ondersteunt, zal de uitlijning van de ingaande as na belasting door de rotor een niet te verwaarlozen afwijking vertonen ten opzichte van de meetkundige symmetrieas van de tandwieloverbrenging.

Kortom, bij de bekende tandwielkasten leidt de perfecte uitlijning in onbelaste toestand van de zitting van de lagers van de ingaande as en de meetkundige symmetrieas van de tandwieloverbrenging, tot een uitlijnfout wanneer de ingaande as wordt belast door de rotor.

Een gevolg van de voornoemde uitlijnfout is dat de spelingen tussen de flanken van de tanden van de tandwielen in sommige gevallen, bijvoorbeeld eenvoudigweg ten gevolge van het rotorgewicht of door een combinatie van het statisch rotorgewicht met een extreme dynamische belasting, te beperkt kan worden of compleet afwezig kan zijn of omgekeerd juist kan toenemen.

Een nadeel van dit alles is dat een ongelijkmatige belasting van de tandwielen wordt bekomen en het normale krachtenspel tussen de tandwielen wordt verstoord.

Verder is het bekend dat bij de klassieke ontwerpen van windturbines de rotoras en de ingaande as van de tandwieloverbrenging elk apart zijn gelagerd; de rotoras ten opzichte van de behuizing van de windturbine en de ingaande as ten opzichte van de behuizing van de tandwielkast, waarbij deze laatste zelf via een veer- demper systeem is verbonden met de behuizing van de windturbine.

Het voordeel van zulk klassiek ontwerp is dat de behuizing van de tandwielkast de beweging van de rotoras, via de lagering op de ingaande as, vrij goed volgt, afgezien van de spelingen en vervormingen in de lagers en de vervorming van de behuizing van de tandwielkast ten gevolge van de reactiekrachten die naar de behuizing van de windturbine worden overgebracht.

Hierdoor blijven de ingaande as en de behuizing van de tandwielkast ten opzichte van elkaar relatief goed uitgelijnd.

Zoals tevens bekend is, wordt bij de huidige ontwerpen van windturbines veel aandacht besteed aan gewichtsreductie, waarbij de voornoemde lagering van de ingaande as in de tandwielkast vaak geëlimineerd wordt en de functie van deze lagering van de ingaande as wordt overgenomen door de rotorlagers, of beter nog door één groot geïntegreerd hoofdlager, dat in staat is, zowel radiale, als axiale belastingen en dus ook momenten op te vangen.

Door het wegnemen van de rechtstreekse lagering van de ingaande as in de tandwielkast wordt de relatieve positie van de behuizing van de tandwielkast ten opzichte van de ingaande as niet meer bepaald door de ingaande as, maar door de som van alle elastische vervormingen ten gevolge van de rotorbelasting in de behuizing van de tandwielkast, in de interface tussen de behuizing van de tandwielkast en de behuizing van de windturbine, in de behuizing van de windturbine zelf en in het hoofdlager, evenals door de verplaatsing die de ingaande as ondergaat, zodat de relatieve verplaatsing tussen de ingaande as en de behuizing van de tandwielkast onder de rotorbelasting groter is en de voornoemde uitlijnfout in de belaste toestand en de nadelige effecten daarvan op de tandwielen in deze recente ontwerpen van windturbines eveneens groter zijn.

Dit zou bijvoorbeeld kunnen worden tegengegaan door de constructie stijver uit te voeren, waardoor echter op de bekomen gewichtsreductie opnieuw wordt ingeboet.

De afwijking op de uitlijning van de ingaande as in de belaste toestand staat met andere woorden een verdere gewichtsreductie van de windturbines in de weg.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meerdere van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een tandwielkast voor een windturbine van het voornoemde type waarbij, in onbelaste toestand van de tandwielkast, dus vóór de rotor op de ingaande as is gemonteerd, de symmetrieas van de zitting of zittingen van de lagering van de ingaande as in de behuizing niet samenvalt met de meetkundige symmetrieas van de tandwieloverbrenging en aldus een zekere afwijking tussen de voornoemde symmetrieassen aanwezig is die zodanig is dat, in statisch belaste toestand, met andere woorden onder het gewicht van de rotor, de uitlijnfout die wordt veroorzaakt door het gewicht van de rotor minstens gedeeltelijk wordt gecompenseerd.

Een voordeel van zulke tandwielkast volgens de uitvinding is dat daardoor de uitlijnfout die wordt veroorzaakt door het gewicht van de rotor minstens gedeeltelijk kan worden gecompenseerd, waardoor een volledige opheffing van de speling tussen de flanken van de tandwielen, evenals een ongelijkmatige belasting van de tandwielen ten gevolge van te kleine spelingen vermeden kan worden, zodat het normale krachtenspel tussen de tandwielen niet wordt verstoord. Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een tandwielkast overeenkomstig de uitvinding is de voornoemde afwijking in onbelaste toestand zodanig dat, in statisch belaste toestand, met andere woorden onder het gewicht van de rotor, de symmetrieas van de ingaande as hoofdzakelijk samenvalt met de meetkundige symmetrieas van de tandwieloverbrenging en aldus de uitlijnfout tussen de voornoemde symmetrieassen in de statisch belaste toestand nul of nagenoeg nul is.

Een voordeel van deze uitvoeringsvorm van een tandwielkast volgens de uitvinding is dat de uitlijnfout in de belaste toestand maximaal wordt gereduceerd, omdat de statische belasting van het rotorgewicht de enige voorspelbare component van de belasting is die bovendien steeds in dezelfde richting werkt, dit in tegenstelling tot de dynamische belasting onder invloed van een variërende windbelasting, die eerder stochastisch van aard is, en bovendien, zowel een positieve, als een negatieve bijdrage kan leveren aan de uitlijnfout in de belaste toestand, waarbij deze dynamische belasting evenwel typisch van een kleinere grootteorde is dan de statische belasting.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een tandwielkast voor een windturbine volgens de uitvinding, met verwijzing naar bijgaande figuren, waarin: figuren 1 tot 3 schematisch en in doorsnede een tandwielkast volgens de uitvinding weergeven, respectievelijk in de onbelaste gedemonteerde toestand, in de onbelaste gemonteerde toestand en in de belaste gemonteerde toestand; figuren 4 tot 6 analoog aan de figuren 1 tot 3 een andere uitvoeringsvorm van een tandwielkast volgens de uitvinding weergeven; figuur 7 op grotere schaal het deel weergeeft dat in figuur 6 is aangeduid met F7; en, figuren 8 tot 10 analoog aan de figuren 1 tot 3 nog een andere uitvoeringsvorm van een tandwielkast volgens de uitvinding weergeven respectievelijk in onbelaste en belaste toestand.

Het is duidelijk dat deze figuren sterke vereenvoudigingen van de realiteit zijn die slechts tot doel hebben het principe achter de uitvinding duidelijk naar voren te brengen.

Deze vereenvoudigingen bestaan er bijvoorbeeld in de reële vervormingen en verplaatsingen die in een windturbine optreden onder invloed van een rotorbelasting in eerste instantie te benaderen door bijvoorbeeld een translatie volgens een bepaalde richting of een rotatie rondom een punt van een bepaalde as van de tandwielkast, waarbij voor de duidelijkheid deze verplaatsingen bovendien overdreven groot zijn weergegeven.

In de realiteit zijn de voornoemde vervormingen en verplaatsingen uiteraard veel complexer.

De voornoemde as kan bijvoorbeeld ietwat doorbuigen onder invloed van de rotorbelasting, zodat de verschillende punten van de as dus elk afzonderlijk een combinatie van een verschuiving en een rotatie ondergaan ten opzichte van hun positie in onbelaste toestand.

Door echter hetzelfde principe toe te passen als hierna uitgelegd voor de vereenvoudigde voorbeelden, is het volgens de uitvinding tevens mogelijk een betere uitlijning te bekomen voor de ingewikkeldere vervormingen en verplaatsingen die in de realiteit voorkomen.

In de figuren 1 en 2 is een onbelaste tandwielkast 1 weergegeven voor de montage in een windturbine die in hoofdzaak bestaat uit een behuizing 2 en een tandwieloverbrenging in de vorm van een planetair tandwielstelsel 3, met een ingaande as 4 die dienst doet als aandrijvende as waarop de rotor 5 van de windturbine kan worden gemonteerd, zoals schematisch is weergegeven in de figuur 2, en een uitgaande as 6, bijvoorbeeld voor de aandrijving van een elektrische generator die voor de eenvoud niet is weergegeven.

De ingaande as 4, evenals de rotor 5 worden ondersteund door een gezamenlijk hoofdlager 7 dat met zijn binnenste lagerring is aangebracht in een zitting 8 van de behuizing 2, waarbij dit hoofdlager 7 uiteraard in staat is, zowel axiale, als radiale belastingen en momenten op te nemen.

Het planetair tandwielstelsel 3 bestaat in dit geval uit een planeetdrager 9 op de voornoemde ingaande as 4; planeetwielen 10 die via lagers 11 verdraaibaar zijn aangebracht op de planeetdrager 9 en die dienst doen als aandrijvende tandwielen; een ringwiel 12 dat vast is verbonden met de behuizing 2 en een zonnewiel 13 die op de voornoemde uitgaande as 6 verdraaibaar in de behuizing 2 is aangebracht door middel van lagers 14, waarbij de planeetwielen 10 samenwerken met het ringwiel 12 en het zonnewiel 13.

De tandwielkast 1 is volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd dat de symmetrieas AA' van de zitting 8 van de lagering 7 van de ingaande as 4 in onbelaste toestand niet samenvalt met de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3, die in dit geval gevormd wordt door de meetkundige symmetrieas BB' van het ringwiel 12 en het zonnewiel 13 die met de planeetwielen 10 samenwerken.

Hierdoor is er aldus een zekere afwijking ΔΧ tussen de voornoemde symmetrieassen AA' en BB' aanwezig, waarbij de beide symmetrieassen AA' en BB' in de dwarsrichting over een afstand ΔΧ ten opzichte van elkaar zijn verschoven, of, meer concreet uitgedrukt, de zitting van het hoofdlager 7 zodanig in de behuizing 2 is aangebracht dat ze in onbelaste toestand excentrisch is ten opzichte van de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3, zoals duidelijk blijkt uit figuur 1.

In het weergegeven voorbeeld is de symmetrieas AA' naar boven verschoven over een afstand ΔΧ ten opzichte van de symmetrieas BB'.

Uiteraard bestaat hierdoor in deze onbelaste toestand, zoals duidelijk is weergegeven in de figuren 1 en 2, tevens een uitlijnfout ΔΥ tussen de symmetrieas CC' van de ingaande as 4 en de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3.

Zoals schematisch in figuur 3 is weergegeven, zal echter ten gevolge van speling in het hoofdlager 7 en/of elastische vervorming van dit hoofdlager 7 of de ondersteunende behuizing 2 onder het gewicht W van de rotor 5 de ingaande as 4 en dus de planeetdrager 9 met de planeetwielen 10 over een afstand ΔΖ ten opzichte van de behuizing 2 neerwaarts verplaatsen.

Uiteraard is het in de realiteit mogelijk, zoals reeds werd vermeld, dat de ingaande as 4 eveneens een zekere hoekverdraaiing of een zekere doorbuiging ondergaat.

Voor de eenvoud en om het principe achter de uitvinding aanschouwelijk te kunnen voorstellen, wordt hier echter in eerste instantie verondersteld dat de speling in het hoofdlager 7 en de voornoemde vervormingen van het hoofdlager 7 of de behuizing 2 onder het rotorgewicht W enkel resulteren in een verplaatsing ΔΖ volgens de verticale richting en dat bijvoorbeeld de spelingen en elastische vervormingen in de lagers 11, evenals de vervormingen in de planeetdrager 9 en in de behuizing 2 tussen het ringwiel 12 en het zonnewiel 13 verwaarloosbaar zijn ten opzichte van de voornoemde verplaatsing ΔΖ.

Door de neerwaartse verplaatsing ΔΖ zal de uitlijnfout ΔΥ tussen de symmetrieas CC' van de ingaande as 5 en de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3 verkleinen, zodat de beide symmetrieassen BB' en CC' in de statisch belaste toestand van figuur 2 dus beter uitgelijnd zijn, dan in het geval van de bekende tandwielkasten voor windturbines, waarbij idealiter de uitlijnfout ΔΥ tot nul wordt herleid waardoor de symmetrieassen CC' en BB' in de statisch belaste toestand perfect zijn uitgelijnd.

Dit zorgt ervoor dat in de statisch belaste toestand, de tanden 15 van de verschillende tandwielen 10, 11 en 13 in elkaar grijpen over een hoogte H van de tanden 15, waarbij er een normale speling H' tussen de flanken van de tanden 15 behouden blijft, zodat het normale krachtenspel tussen de verschillende tandwielen niet gestoord wordt.

De dynamische component van de rotorbelasting, bijvoorbeeld onder een variërende of asymmetrische windbelasting, wordt, bij het bepalen van de afwijking ΔΧ buiten beschouwing gelaten, omdat deze dynamische component onvoorspelbaar is en vervormingen teweegbrengt, die, zowel een positieve, als een negatieve bijdrage zouden kunnen leveren aan de voornoemde neerwaartse verplaatsing ΔΖ.

Deze dynamische component is evenwel typisch een grootteorde kleiner dan de statische component, zodat deze component op zich geen echt probleem vormt, echter mogelijk wel in combinatie met de statische component, indien geen compensatie zou worden toegepast, zoals voorgesteld door de huidige uitvinding,.

Het voordeel van de uitvinding is dat, zelfs rekening houdende met de dynamische component van de rotorbelasting, de uitlijnfout ΔΥ veel kleiner is dan bij de bekende windturbines.

Bij een andere uitvoeringsvorm van een tandwielkast 1 volgens de uitvinding die in de figuren 4 tot 7 is weergegeven, is de tandwieloverbrenging 3 geen planetair tandwielstelsel maar een aandrijvend tandwiel 16 dat rechtstreeks op een ingaande as 4 is aangebracht en dat samenwerkt met een stel aangedreven tandwielen 17 die symmetrisch zijn opgesteld rondom het aandrijvend tandwiel 16 op assen 18 die gelagerd zijn in de behuizing 2 van de tandwielkast 1 door middel van lagers 19, en die dienst doen als aangedreven assen 18, bijvoorbeeld voor het aandrijven van meerdere generatoren.

De ingaande as 4 is verder door middel van een geïntegreerd hoofdlager 7 in de behuizing 20 van de windturbine gelagerd, waarbij in dit geval de buitenste lagerring van het hoofdlager 7 is aangebracht in een zitting 8 van de behuizing 20 van de windturbine.

De tandwielkast 1 is volgens de uitvinding opnieuw zodanig uitgevoerd dat de symmetrieas AA' van de zitting 8 van de lagering 7 van de ingaande as 5 in de behuizing 20 in onbelaste toestand niet samenvalt met de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3, die in dit geval de as BB' is die centraal gelegen is ten opzichte van de assen 18 van de aangedreven tandwielen 17, waardoor er aldus opnieuw een zekere afwijking ΔΧ tussen de voornoemde symmetrieassen AA' en BB' aanwezig is, waarbij beide symmetrieassen AA' en BB' zoals in het voorgaande voorbeeld in de dwarsrichting over een afstand ΔΧ ten opzichte van elkaar zijn verschoven.

Dit werd echter in het hier beschouwde voorbeeld gerealiseerd door de behuizing 2 van de tandwielkast 1 zodanig op de behuizing 20 van de windturbine aan te brengen dat de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3 in onbelaste toestand excentrisch is ten opzichte van de symmetrieas AA' van de zitting 8 van het hoofdlager 7, waarbij bovendien de symmetrieas BB' ditmaal naar boven is verschoven over een afstand ΔΧ ten opzichte van de symmetrieas AA'.

Uiteraard bestaat hierdoor in deze onbelaste toestand, zoals is weergegeven in de figuren 4 en 5, tevens opnieuw een uitlijnfout ΔΥ tussen de symmetrieas CC' van de ingaande as 5 en de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3.

Om het principe achter de uitvinding aanschouwelijk naar voren te brengen wordt er vanuit gegaan dat nder invloed van het gewicht W van de rotor 6, zoals is weergegeven in de figuren 4 en 5, in dit geval de ingaande as 5 in eerste instantie over een zekere hoek AR zal roteren ten gevolge van spelingen in het hoofdlager 7 of van vervormingen van dit hoofdlager 7 of de ondersteunende behuizing 20.

Deze rotatie AR resulteert ter hoogte van het aandrijvend tandwiel 15 voor kleine hoeken in eerste benadering in een opwaartse verplaatsing ΔΖ volgens de verticale richting.

Hierbij werden voor de eenvoud allerlei andere mogelijke vervormingen en verplaatsingen, die een invloed kunnen hebben op de voornoemde opwaartse verplaatsing ΔΖ, zoals bijvoorbeeld een neerwaartse verplaatsing analoog aan het vorige voorbeeld, als verwaarloosbaar verondersteld.

Het is duidelijk dat door het excentrisch opstellen van de symmetrieas AA' van de zitting 8 van het hoofdlager 7 ten opzichte van de symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3, in de belaste toestand opnieuw een kleinere uitlijnfout ΔΥ tussen de ingaande as 5 en de synunetrieas BB' wordt bekomen of met andere woorden een betere uitlijning in de belaste toestand, dan bij de bekende tandwielkasten, althans toch ter· hoogte van het aandrijvend tandwiel 16.

Een extra verbetering kan er volgens de uitvinding in bestaan de kleine resterende hoekafwijking AR die in dit voorbeeld aanwezig is tussen het aandrijvend tandwiel 15 en de aangedreven tandwielen 17 en die in de figuren 6 en 7 voor de duidelijkheid overdreven groot is getekend, te compenseren door de microgeometrie van de tandwielen aan te passen.

Uiteraard is bij voorkeur, zoals in het voorgaande voorbeeld, de aangebrachte afwijking of excentriciteit ΔΧ gelijk, of nagenoeg gelijk, aan de opwaartse verplaatsing ΔΖ, zodat de uitlijnfout ΔΥ in de statisch belaste toestand nul of nagenoeg nul is.

Bij nog een andere uitvoeringsvorm, die in de figuren 8 tot 10 is weergegeven, is de tandwieloverbrenging 3 zoals in de figuren 1 tot 3 opnieuw een planetair tandwielstelsel, waarbij ditmaal echter op een ingaande as 4 een aandrijvend ringwiel 12 werd aangebracht dat via planeetwielen 10 en een zonnewiel 13 een uitgaande as 6 aandrijft, waarbij de planeetwielen 10 en het zonnewiel 13 respectievelijk in de behuizing 2 van de tandwielkast 1 gelagerd zijn door middel van lagers 11 en 14.

De behuizing 2 van de tandwielkast 1 vervult met andere woorden de functie van planeetdrager 9 van het planetair tandwielstelsel.

Verder is de ingaande as 4 in dit geval door middel van twee lagers 21 en 22 in de behuizing 20 van de windturbine gelagerd, waarbij deze lagers 21 en 22 in staat zijn; zowel een radiale, als een axiale belasting op te vangen , waarbij de buitenste lagerringen van deze lagers 21 en 22 respectievelijk zijn aangebracht in zittingen 23 en 24 van de behuizing 20 van de windturbine.

De tandwielkast 1 is volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd dat de symmetrieas AA' van de zittingen 23 en 24 van de lagers 21 en 22 van de ingaande as 4 in onbelaste toestand niet samenvalt met de meetkundige symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3, die in dit geval de symmetrieas BB' is van de uitgaande as 6, waardoor er aldus opnieuw een zekere afwijking ΔΡ tussen de voornoemde symmetrieassen AA' en BB' aanwezig is, die in dit geval bestaat uit een hoekverdraaiing ΔΡ van de beide symmetrieassen AA' en BB' ten opzichte van elkaar.

Dit is in het getoonde voorbeeld verwezenlijkt door de zittingen 23 en 24 zodanig uit te lijnen in de behuizing dat ze over de voornoemde hoek ΔΡ zijn verdraaid ten opzichte van de symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3.

Uiteraard bestaat hierdoor in onbelaste toestand, zoals is weergegeven in de figuren 8 en 9, opnieuw een uitlijnfout AQ in de vorm van een hoekverdraaiing AQ tussen de symmetrieas CC' van de ingaande as 4 en de symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3.

Voor de eenvoud wordt er ditmaal opnieuw vanuit gegaan, net zoals in het vorige voorbeeld, dat onder het gewicht W van de rotor 5, zoals is weergegeven in figuur 10, de ingaande as 4 in eerste instantie een hoekverdraaiing AR ondergaat, zodat de voornoemde uitlijnfout AQ in de statisch belaste toestand opnieuw wordt verkleind, waarbij uiteraard voor het bekomen van een minimale uitlijnfout AQ bij voorkeur de aangebrachte afwijking in de vorm van een hoekverdraaiing AP tussen de zittingen 23 en 24 en de symmetrieas BB' gelijk is aan de hoekverdraaiing AR die de ingaande as 4 ondergaat onder het gewicht W.

Het is duidelijk dat volgens de uitvinding vele alternatieven voor de hier beschreven voorbeelden mogelijk zijn.

Zo is het perfect mogelijk in de onbelaste toestand, ter compensatie, een afwijking aan te brengen die een combinatie is van een verschuiving ΔΧ, zoals in de voorbeelden van de figuren 1 tot 5, en een rotatie AP, zoals in het voorbeeld van de figuren 6 en 7, zodat een minimale uitlijnfout wordt bekomen onder een statische belasting W.

Het is ook duidelijk dat in de getoonde voorbeelden voor de eenvoud slechts rekening werd gehouden met een beperkt aantal factoren, zoals de speling in het hoofdlager 7 volgens de verticale richting en zo meer, terwijl het in de praktijk mogelijk is allerlei verplaatsingen tussen de symmetrieas AA' van de ingaande as 4 en de symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3 onder het gewicht W van de rotor 5 in rekening te brengen, zoals bijvoorbeeld verplaatsingen ten gevolge van de vervorming van de behuizing 2 van de tandwielkast 1 of van spelingen in andere lagers van de tandwielkast 1.

Verder is het ook duidelijk dat in de voorbeelden geen rekening werd gehouden met doorbuiging van de verschillende assen, wat niet wegneemt dat, door het principe van de uitvinding toe te passen, de uitlijnfout tussen de ingaande as 4 en de symmetrieas BB' van de tandwieloverbrenging 3 in de statisch belaste toestand kan worden beperkt, eveneens rekening houdend met zulke doorbuigingen of dergelijke.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen doch dergelijke tandwielkast voor een windturbine kan in verschillende vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

1. Een tandwielkast (1) voor een windturbine die bestaat uit een behuizing (2) en een tandwieloverbrenging (3) met een ingaande as (4) met minstens één aandrijvend tandwiel (10,16,12) die verbonden is of kan worden met de rotor (5) van de windturbine, daardoor gekenmerkt dat, in onbelaste toestand (W=0) van de tandwielkast (1), de symmetrieas (AA') van de zitting (8) of zittingen (23,24) van de lagering (7, 21, 22) van de ingaande as (4) in de behuizing (2,20) niet samenvalt met de meetkundige symmetrieas (BB') van de tandwieloverbrenging (3) en aldus een zekere afwijking (ΔΧ, ΔΡ) tussen de voornoemde symmetrieassen (AA',BB') in onbelaste toestand aanwezig is die zodanig is dat, in statisch belaste toestand, met andere woorden onder het gewicht (W) van de rotor (5), de uitlijnfout die wordt veroorzaakt door het gewicht (W) van de rotor (5) minstens gedeeltelijk wordt gecompenseerd.

2. Een tandwielkast volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde afwijking in onbelaste toestand bestaat uit een verschuiving (ΔΧ) in de dwarsrichting van de voornoemde symmetrieassen (AA' , BB' ) ten opzichte van elkaar.

3. Een tandwielkast volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde afwijking in onbelaste toestand bestaat uit een rotatie (AR) van de voornoemde symmetrieassen (AA', BB') ten opzichte van elkaar.

4. Een tandwielkast volgens de conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde afwijking in onbelaste toestand bestaat uit een combinatie van een verschuiving (ΔΧ) volgens conclusie 2 en een rotatie (ΔΡ) volgens conclusie 3.

5. Een tandwielkast volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de afwijking (ΔΧ, ΔΡ) in onbelaste toestand (W=0) zodanig is dat, in statisch belaste toestand, met andere woorden onder het gewicht (W) van de rotor 5, de symmetrieas (CC' ) van de ingaande as 4 hoofdzakelijk samenvalt met de meetkundige symmetrieas (BB') van de tandwieloverbrenging (3) en aldus de uitlijnfout (ΔΥ, Δζ)) tussen de voornoemde symmetrieassen (BB',CC') in de statisch belaste toestand nul of nagenoeg nul is.

6. Een tandwielkast volgens conclusies 5, daardoor gekenmerkt dat de ingaande as (4) gelagerd is door het lager (7) of de lagers (21, 22) die de rotoras ondersteunen in de behuizing (20) van de turbine.

7. Een tandwielkast volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de behuizing (2) van de tandwielkast (1) zodanig op de behuizing (20) van de windturbine is aangebracht dat de meetkundige symmetrieas (BB') van de tandwieloverbrenging (3) in onbelaste toestand excentrisch is ten opzichte van de symmetrieas (AA' ) van de zitting (8) of zittingen (23,24) van de lagering (7,21,22) van de ingaande as (4) in de behuizing (2,20).

8. Een tandwielkast volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de zittingen (8,23,24) van de voornoemde lagers (7,21,22) zodanig in de behuizing (2,20) zijn aangebracht dat ze in onbelaste toestand excentrisch zijn ten opzichte van de meetkundige symmetrieas (BB') van de tandwieloverbrenging (3).

9. Een tandwielkast volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de tandwieloverbrenging (3) hoofdzakelijk een planetaire tandwieloverbrenging is.

10. Een tandwielkast volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat het aandrijvend tandwiel het ringwiel (12) van de planetaire tandwieloverbrenging is.

11. Een tandwielkast volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat de aandrijvende tandwielen de planeetwielen (10) van de planetaire tandwieloverbrenging zijn.

12. Een tandwielkast volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de tandwieloverbrenging hoofdzakelijk bestaat uit een aandrijvend tandwiel (16) op de ingaande as (4), dat meerdere tandwielen (17) aandrijft die symmetrisch rondom het aandrijvend tandwiel (16) zijn aangebracht.