DE102007032937A1 - Protection device for rotor blade of wind turbine, has blade support partially covered in operating position, such that blade support is protected against penetration of humidity, where device is made of rubber material - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz eines Blattlagers einer Windenergieanlage. Die Rotorblätter einer Windkraftanlage sind im Betrieb Feuchtigkeit ausgesetzt. So sammeln die Blätter Regenwasser, welches an den Blättern herunter läuft und auf die Rotornabe trifft, wenn die Blätter nach oben gerichtet sind. Dabei können erhebliche Mengen Wasser in das Blattlager der Windenergieanlage gelangen, also das Lager, das eine Verdrehung der Rotorblätter um ihre Längsachse ermöglicht. Dieses Lager wird auch als Pitchlager oder Drehverbindung-Rotorblatt bezeichnet. Die in das Blattlager eintretende Feuchtigkeit führt zu einem Auswaschen der Lagerschmierung und damit zu einer Beeinträchtigung der Lagereigenschaften durch eine erhöhte Lagerreibung. Außerdem kann es durch die eindringende Feuchtigkeit zur Korrosion des Lagers kommen.The The present invention relates to a device for protecting a Journal of a wind turbine. The rotor blades of a Wind turbines are exposed to moisture during operation. So collect the Leaves rainwater, which runs down the leaves runs and hits the hub when the leaves are directed upward. This can be significant amounts Water get into the leaf bearing of the wind turbine, so that Bearing, which is a rotation of the rotor blades about their longitudinal axis allows. This bearing is also called pitch bearing or rotary joint rotor blade designated. The moisture entering the sheet store results to wash out the bearing lubrication and thus to an impairment the bearing characteristics by an increased bearing friction. Moreover, it can be damaged by the ingress of moisture Corrosion of the bearing come.
Um
das Eintreten von Wasser in das Lager zu verhindern, ist es grundsätzlich
bekannt, Blattlager von Windenergieanlagen durch entsprechende Vorrichtungen
zu schützen. Aus
An derartige Schutzvorrichtungen werden in der Praxis vielfältige Anforderungen gestellt, die nur schwer miteinander zu vereinen sind. Insbesondere ist bei bekannten Vorrichtungen nachteilig, daß eine Wartung der von der Dichtung abgedeckten Teile des Blattlagers nach Montage der Dichtung nur mit großem Aufwand möglich ist. Die für die Wartung von Blattlagern üblicherweise eingesetzten Hydraulikwerkzeuge erfordern einen erheblichen Platzbedarf. Damit die Zugänglichkeit des Blattlagers auch für diese Werkzeuge gewährleistet werden kann, muß die bekannte Dichtung in aufwendiger Weise von dem Blattlager demontiert werden. Durch die bekannte Dichtung werden außerdem weitere Arbeitsschritte bei der Montage der Windenergieanlage erforderlich, nämlich eine Montage der Dichtung nach dem Aufstellen der Windenergieanlage am Aufstellort. Die bekannte Vorrichtung ist sowohl hinsichtlich ihrer Konstruktion als auch ihrer Montage aufwendig. Hinzukommt, daß in der Praxis nicht alle Bereiche des Blattlagers zuverlässig von der Schutzvorrichtung geschützt werden.At Such protections become diverse in practice Requirements that are difficult to reconcile. In particular, it is disadvantageous in known devices that a maintenance the parts of the blade bearing covered by the seal after assembly the seal is possible only with great effort. Those for the maintenance of blade bearings usually used hydraulic tools require a considerable amount of space. In order to the accessibility of the leaf bearing also for this Tools can be guaranteed, the known Seal can be disassembled in a complex manner from the blade bearing. The well-known seal also further steps are at the installation of the wind turbine required, namely a mounting of the seal after setting up the wind turbine at the installation site. The known device is both in terms of their construction and their installation consuming. Come in addition, that in practice not all areas of the blade bearing reliable protected by the protection device.
Ausgehend von dem voran erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der in einfacher und kostengünstiger Weise ein sicherer Schutz eines Blattlagers einer Windenergieanlage vor Feuchtigkeit bei gleichzeitig einfacher Wartungsmöglichkeit des Blattlagers, insbesondere der Schraubenverbindung zwischen dem Blattlager und der Rotornabe, ermöglicht wird.outgoing from the above prior art, the invention is Therefore, the object of a protective device of the above to provide said type, with the simpler and cheaper Sure secure protection of a blade bearing a wind turbine Moisture while maintaining easy maintenance the blade bearing, in particular the screw connection between the Leaf bearing and the rotor hub, is made possible.
Diese Aufgabe wird durch den Gegentand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.These The problem is solved by the contrast of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the dependent Claims, the description and the figures.
Für eine eingangs genannte Schutzvorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schutzvorrichtung in einer Betriebsposition das Blattlager zumindest teilweise abdeckt, so daß dieses vor einem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt ist, und daß die Schutzvorrichtung aus der Betriebsposition in eine Wartungsposition bewegt werden kann, in der zumindest ein Teil des Blattlagers von außen zugänglich ist.For an initially mentioned protective device becomes that of the invention underlying task solved by the Guard in an operating position, the blade bearing at least partially covers, so that this is against the ingress of moisture is protected, and that the protection device the operating position can be moved to a maintenance position, in the at least part of the sheet storage accessible from the outside is.
Erfindungsgemäß überspannt in der Betriebsposition also zumindest ein Teil der Schutzvorrichtung zumindest einen Teil des Blattlagers. Dabei kann der gesamte von außen zugängliche Bereich des Blattlagers, insbesondere das gesamte Blattlager durch die Schutzvorrichtung abgedeckt sein. Die Schutzvorrichtung kann dazu ringförmig ausgebildet sein und um das Rotorblatt herum verlaufen, beispielsweise in Form einer Schürze. Zum Abdecken des Blattlagers kann die Schutzvorrichtung ein Dichtungselement aufweisen.Spanned according to the invention in the operating position so at least a part of the protection device at least part of the leaf store. It can the entire of externally accessible area of the blade bearing, in particular the entire leaf bearing be covered by the protection device. The protective device may be designed to be annular and run around the rotor blade, for example in the form of a Apron. To cover the leaf bearing, the protection device have a sealing element.
Indem die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung in ihrer Betriebsposition das Blattlager zumindest teilweise abdeckt, ist dieses sicher vor dem Eindringen von Feuchtigkeit, beispielsweise Regenwasser, geschützt. Zum Schutz des Blattlagers vor Feuchtigkeit ist kein weiteres Bauteil zwischen dem Rotorblatt und dem Blattlager erforderlich. Dies spart Kosten und Aufwand. Außerdem kann die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung aus ihrer das Blattlager vor Feuchtigkeit schützenden Betriebsposition in eine Wartungsposition bewegt werden. In dieser Wartungsposition können Teile des Blattlagers, insbesondere zu wartende Teile, von außen beispielsweise mittels eines Hydraulikwerkzeugs gut erreicht werden. Somit ist in der Betriebsposition ein sicherer Schutz des Blattlagers vor eindringender Feuchtigkeit gewährleistet, während in der Wartungsposition eine gute Zugänglichkeit der zu wartenden Teile besteht und damit eine einfache und kostengünstige Wartung des Lagers auch durch Werkzeuge mit einem erhöhten Platzbedarf möglich ist.By the protective device according to the invention in its operating position at least partially covers the blade bearing, this is safe from the ingress of moisture, such as rainwater, protected. To protect the blade bearing from moisture no further component between the rotor blade and the blade bearing is required. This saves costs and effort. In addition, the protective device according to the invention can be moved from its operating position protecting the blade bearing from moisture to a maintenance position. In this maintenance position parts of the blade bearing, in particular parts to be serviced, can be easily reached from the outside, for example by means of a hydraulic tool. Thus, in the operating position a secure protection of the blade bearing is guaranteed against the ingress of moisture, while in the maintenance position there is good accessibility of the parts to be serviced and thus a simple and inexpensive maintenance of the camp by tools with egg nem increased space is possible.
Eine Bewegung der Schutzvorrichtung in die Wartungsposition kann insbesondere bedeuten, daß nur ein Teil der Schutzvorrichtung, beispielsweise ein Dichtungselement (z. B. eine Schürze), tatsächlich bewegt wird. Das Material der Schutzvorrichtung und insbesondere des Dichtungselements kann dazu elastisch sein. Auf diese Weise kann die Schutzvorrichtung besonders sicher vor Feuchtigkeit schützen und außerdem einfach in die Wartungsposition bewegt werden. Darüber hinaus werden durch ein elastisches Material Beschädigungen bei im Zuge eines Transports oder einer Montage der Vorrichtung unweigerlich auftretenden Berührungen oder Stößen mit anderen Gegenständen vermieden.A Movement of the protection device in the maintenance position can in particular mean that only a part of the protection device, for example a sealing member (eg, an apron) is actually moved becomes. The material of the protective device and in particular of the sealing element can be elastic. In this way, the protection device especially safe from moisture and also simply be moved to the maintenance position. About that In addition, damage by an elastic material in the course of transport or assembly of the device inevitably occurring touches or bumps with other objects avoided.
Die Schutzvorrichtung kann insbesondere manuell zwischen der Wartungsposition und der Betriebsposition bewegt werden. Es ist aber auch eine Bewegung der Schutzvorrichtung mittels eines geeigneten Werkzeugs denkbar. Die Schutzvorrichtung ist dabei so ausgebildet, daß sie unter den normalen Betriebsbedingungen (Wind, Fliegkraft) formstabil bleibt.The In particular, the protective device can be moved manually between the maintenance position and the operating position are moved. It is also a movement the protection device by means of a suitable tool conceivable. The protective device is designed so that they remains dimensionally stable under normal operating conditions (wind, flying force).
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Schutzvorrichtung in der Betriebsposition an einer Außenfläche des Blattlagers anliegen. Auf diese Weise wird die Abdichtung gegen Feuchtigkeit in besonders sicherer Weise erreicht. Die Schutzvorrichtung kann dabei insbesondere einen ringförmig ausgebildeten Teil aufweisen, der über den Umfang der Zylindermantelfläche des Blattlagers an diesem anliegt. Insbesondere kann dazu eine entsprechende, an der Zylindermantelfläche anliegende Dichtlippe an der Schutzvorrichtung vorgesehen sein. Auf diese Weise wird eine vollständige Abdichtung des Blattlagers gegen Feuchtigkeit erreicht.According to one preferred embodiment of the invention, the protective device in the operating position on an outer surface of the Leaf bearing abut. In this way, the seal against moisture achieved in a particularly secure manner. The protection device can in particular a ring-shaped part have, over the circumference of the cylinder jacket surface of the blade bearing abuts this. In particular, a corresponding, on the cylinder jacket surface fitting sealing lip on the Guard be provided. In this way, a complete seal of the sheet storage against moisture reached.
Eine besonders praxisgemäße Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schutzvorrichtung zum Bewegen aus der Betriebsposition in die Wartungsposition zumindest teilweise von dem Blattlager weg geklappt werden kann. Durch ein Wegklappen oder Wegschwenken zumindest eines Teils der Schutzvorrichtung kann ein zu wartender Bereich des Blattlagers in besonders einfacher Weise, beispielsweise manuell, freigelegt werden. Insbesondere kann das Material der Schutzvorrichtung, und insbesondere seine Elastizität, in geeigneter Weise ausgebildet sein, um das Wegklappen oder Wegbiegen zu ermöglichen. Natürlich kann die Schutzvorrichtung auch entsprechend von der Wartungsposition wieder zurück in die Betriebsposition geklappt werden. Das Bewegen der Schutzvorrichtung zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition ist so besonders einfach.A particularly practical embodiment of the invention provides that the protective device for moving out of the Operating position in the maintenance position at least partially from the leaf bearing can be folded away. By folding away or Swinging away at least a part of the protective device can serviceable area of the blade bearing in a particularly simple manner, for example, manually, be exposed. In particular, that can Material of the protective device, and in particular its elasticity, be suitably designed to fold away or to bend away enable. Of course, the protection device also correspondingly back from the maintenance position be folded into the operating position. Moving the fender between the operating position and the maintenance position is so special easy.
Grundsätzlich können ein oder mehrere Gelenke (z. B. Scharniere) zum Wegklappen eines Teils der Schutzvorrichtung vorgesehen sein. Es ist zum Beispiel denkbar, daß die Schutzvorrichtung mehrere, insbesondere vier separate Klappen aufweist, die jeweils mittels eines Gelenks oder Scharniers weggeklappt werden können. Diese Klappen können beispielsweise im Abstand von jeweils 90° über den Umfang des Rotorblatts verteilt angeordnet sein. Rotorblätter von Windenergieanlagen der in Rede stehenden Art sind üblicherweise über das Blattlager um 90° um ihre Längsachse verschwenkbar. Bei Vorsehen von vier jeweils im Abstand von 90° vorgesehenen Klappen sind durch ein entsprechendes Verschwenken des Blatts sämtliche über den Umfang verteilte Schraubenverbindungen durch die Klappen für eine Wartung zugänglich.in principle can use one or more joints (eg hinges) for Fold away a part of the protective device may be provided. It For example, it is conceivable that the protection device could in particular four separate flaps, each by means of of a joint or hinge can be folded away. These flaps, for example, at a distance from each 90 ° distributed over the circumference of the rotor blade be. Rotor blades of wind turbines in question Species are usually about the leaf bearing around 90 ° pivotable about its longitudinal axis. With provision of four each provided at a distance of 90 ° flaps are by a corresponding pivoting of the sheet all over the circumference distributed screw connections through the flaps for a maintenance accessible.
Gemäß einer bevorzugten alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Schutzvorrichtung um eine flexible Materialbrücke der Schutzvorrichtung von dem Blattlager weg geklappt werden kann. Selbstverständlich kann die Schutzvorrichtung wiederum um die Materialbrücke in die Betriebsposition zurückgeklappt werden. Wenn eine solche Materialbrücke vorgesehen ist, muß also kein separates Gelenk vorgesehen werden. Vielmehr wird die Schutzvorrichtung, bzw. ein Teil der Schutzvorrichtung, um eine mit benachbarten Vorrichtungsbereichen, insbesondere zumindest dem das Blattlager abdeckenden Teil der Schutzvorrichtung, einstückig ausgebildete Materialbrücke geklappt. Das Material der Brücke ist schwächer, z. B. dünner oder flexibler, als das benachbarte Material der Schutzvorrichtung. Die Materialbrücke kann insbesondere aus demselben Material bestehen, wie benachbarte Bereiche der Vorrichtung, z. B. der das Blattlager abdeckende Teil. In diesem Fall kann die Materialbrücke für die erforderliche Flexibilität zum Klappen um die Brücke eine dünnere Wandstärke besitzen als benachbarte Bereiche der Vorrichtung. Die Materialbrücke kann aber auch aus einem anderen, beispielsweise flexibleren Material bestehen, als benachbarte Bereiche der Schutzvorrichtung.According to one preferred alternative embodiment is provided that the Protection device around a flexible material bridge of the protection device can be folded away from the blade bearing. Of course The guard can turn around the material bridge be folded back into the operating position. When a Such material bridge is provided, so must no separate joint can be provided. Rather, the protection device, or a part of the protection device to one with adjacent device areas, in particular at least the part of the protective device covering the leaf bearing, integrally formed material bridge folded. The material of the bridge is weaker, z. B. thinner or more flexible than the adjacent material of the protection device. The material bridge can in particular be made of the same material exist as adjacent areas of the device, for. B. the Leaf bearing covering part. In this case, the material bridge for the flexibility needed to fold around the bridge a thinner wall thickness own as adjacent areas of the device. The material bridge but can also consist of another, for example, more flexible material, as adjacent areas of the protection device.
Durch eine solche Materialbrücke ergibt sich zum einen eine vereinfachte und damit kostengünstigere Herstellung und Montage der Vorrichtung, da kein separates Gelenk erforderlich ist. Außerdem besteht eine geringere Anzahl von verschleißenden und zu wartenden Teilen als bei einem separaten Gelenk. Im übrigen bietet eine einstückig mit dem das Blattlager abdeckenden Teil der Schutzvorrichtung und ggf. auch dem Rest der Schutzvorrichtung ausgebildete Materialbrücke im Gegensatz zu einem separaten Gelenk, beispielsweise einem Scharnier, einen besseren Schutz vor einem Eindringen von Feuchtigkeit.By Such a material bridge results on the one hand a simplified and thus cheaper production and installation of the Device, since no separate joint is required. Furthermore There is a smaller number of weary and too waiting parts than with a separate joint. Furthermore provides an integral with the leaf bearing covering Part of the protection device and possibly also the rest of the protection device formed material bridge as opposed to a separate joint, For example, a hinge, better protection against one Ingress of moisture.
Die Schutzvorrichtung kann zumindest teilweise aus einem Gummiwerkstoff bestehen. Gummiwerkstoffe besitzen eine ausreichende Elastizität, so daß bei Stößen oder Berührungen der Vorrichtung im Zuge einer Montage oder eines Transports keine Beschädigungen zu befürchten sind. Darüber hinaus können Gummiwerkstoffe witterungsbeständig hergestellt werden und es wird eine sehr gute Abdichtung gegen Feuchtigkeit erreicht. Eine Schutzvorrichtung aus einem Gummiwerkstoff besitzt auch die für das Bewegen der Vorrichtung zwischen der Betriebs- und der Wartungsposition erforderliche Elastizität. Schließlich sind Gummiwerkstoffe beispielsweise im Vergleich zu Verkleidungen aus GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff) kostengünstig erhältlich. Geeignete Gummiwerkstoffe können natürlichen Ursprungs oder synthetisch hergestellt sein. Selbstverständlich sind als Material für die Schutzvorrichtung oder Teile der Vorrichtung auch andere Werkstoffe, beispielsweise Kunststoffe, denkbar.The protective device may at least partially consist of a rubber material. rubber Materials have sufficient elasticity, so that in case of impact or contact with the device in the course of assembly or transport no damage is to be feared. In addition, rubber materials can be made weather-resistant and a very good seal against moisture is achieved. A protective device made of a rubber material also has the elasticity required for moving the device between the operating and maintenance positions. Finally, rubber materials, for example, in comparison to panels made of fiberglass (fiberglass reinforced plastic) available at low cost. Suitable rubber materials may be of natural origin or synthetically produced. Of course, as a material for the protective device or parts of the device, other materials, such as plastics, conceivable.
Es kann vorgesehen sein, daß in der Wartungsposition zumindest eine Verbindung zwischen dem Blattlager und einer Rotornabe der Windenergieanlage von außen zugänglich ist. Gerade diese Verbindungen, und insbesondere die dabei üblicherweise vorgesehenen Schraubverbindungen, müssen regelmäßig gewartet werden und daher gut zugänglich sein.It can be provided that in the maintenance position at least a connection between the blade bearing and a rotor hub of Wind turbine is accessible from the outside. Just these compounds, and in particular the usual provided screw connections, must be regular be serviced and therefore be easily accessible.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Schutzvorrichtung an dem Rotorblatt der Windenergieanlage befestigt werden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Schutzvorrichtung bereits bei der Rotorblattfertigung an diesem angebracht werden kann. Auf der Baustelle zur Montage der Windenergieanlage am tatsächlichen Aufstellort werden dadurch weitere Arbeitsschritte vermieden. Die Befestigung der Schutzvorrichtung an dem Rotorblatt kann dabei auf der der Rotorblattspitze abgewandeten Blattseite erfolgen. Zur Befestigung an dem Rotorblatt kann die Schutzvorrichtung eine geeignete Befestigungseinrichtung besitzen, wie sie dem Fachmann an sich bekannt sind.According to one Another embodiment of the invention, the protection device be attached to the rotor blade of the wind turbine. This embodiment has the advantage that the protective device already at the rotor blade production can be attached to this. On the Construction site for mounting the wind turbine on the actual Aufstellort be avoided by further steps. The Attachment of the protection device on the rotor blade can thereby the side of the blade facing away from the rotor blade tip done. For fixing on the rotor blade, the protective device can be a suitable fastening device possess, as they are known in the art.
Gemäß einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann in der Betriebsposition zumindest der das Blattlager abdeckende Teil der Schutzvorrichtung ausgehend von der Befestigung an dem Rotorblatt der Windenergieanlage einen in Richtung des Blattlagers stetig zunehmenden Abstand zu der Längsachse des Rotorblatts aufweisen. Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Schutzvorrichtung zumindest teilweise in Form einer Schürze ausgebildet sein, bei der von dem Rotorblatt abfließendes Regenwasser über die Schutzvorrichtung hinweg an dem Blattlager vorbei abfließen kann. Darüber hinaus wird auf diese Weise die Belastung der Schutzvorrichtung durch Wind im Betrieb minimiert, da die Schutzvorrichtung eine aerodynamisch angepaßte Form besitzt, die keine erheblichen Windangriffsflächen aufweist. Eine stetige Zunahme des Abstands heißt dabei selbstverständlich insbesondere, daß die Höhe der Zunahme in Richtung des Blattlagers auch abnehmen kann.According to one another particularly practical embodiment can in the operating position at least the leaf bearing covering Part of the protection device starting from the attachment to the Rotor blade of the wind turbine one in the direction of the blade bearing steadily increasing distance to the longitudinal axis of the rotor blade exhibit. According to this embodiment, the Protective device formed at least partially in the form of a skirt be, at the effluent from the rotor blade over rainwater drain the guard away past the blade bearing can. In addition, in this way, the burden the protection device minimized by wind during operation, as the protection device has an aerodynamically adapted shape that does not have significant Wind attack surfaces has. A steady increase in the Of course, distance means, in particular, that the Amount of increase in the direction of the leaf bearing also decrease can.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.One Embodiment of the invention will be described below a drawing explained in more detail.
Es zeigen schematisch:It show schematically:
In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
In den Figuren ist ein ausschnittsweiser Querschnitt eines Rotorblatts
Weiterhin
ist in den Figuren eine an der Mantelfläche des Rotorblatts
In
In
Nach
Abschluß der Wartung kann das Hydraulikwerkzeug
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130301 |
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