(57)【要約】【課題】あそびがより小さくかつ磨耗がより少ない風力発電装置−方位角又はピッチ制御装置も提供。【解決手段】進行波型駆動装置を備えた、風力発電装置の方位角又はピッチ制御装置。【選択図】図１
2013527366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行波型駆動装置（Wanderwellenantrieb）を備えた、風力発電装置の方位角又はピッチ制御装置。
【請求項２】
前記進行波型駆動装置は、アウターリング（１００）、インナーリング（２００）、該インナーリング（２００）に配された可撓性リング（４００）、及び該インナーリング（２００）の周に設けられた複数のリニア駆動装置（３００）を有すること、
前記複数のリニア駆動装置（３００）は、前記可撓性リング（４００）と協働するよう構成され、活性化（作動）時に該可撓性リング（４００）が少なくとも一時的に前記インナーリング（２００）から局所的に持ち上がるよう該可撓性リング（４００）を変形すること、
前記複数のリニア駆動装置（３００）の制御は、該複数のリニア駆動装置が前記インナーリング（２００）の周りにおいて順次作動されるよう、実行されること
を特徴とする請求項１に記載の方位角又はピッチ制御装置。
【請求項３】
前記可撓性リング（４００）は、少なくとも部分的に楔形（ないし台形）の横断面を有すること、
前記可撓性リング（４００）の楔形部分は、前記インナーリング（２００）に張設されており、該可撓性リング（４００）が前記複数のリニア駆動装置（３００）の作動時に局所的に外方に押圧されるよう、該複数のリニア駆動装置（３００）と協働するよう構成されること
を特徴とする請求項２に記載の方位角又はピッチ制御装置。
【請求項４】
前記複数のリニア駆動装置（３００）は、液圧的に駆動されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の方位角又はピッチ制御装置。
【請求項５】
複数の連行ユニット（５００）が、前記（インナーリング（２００）の）周に沿って配されており、前記可撓性リング（４００）及び前記アウターリング（１００）に夫々固定されていること
を特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の方位角又はピッチ制御装置。
【請求項６】
進行波型駆動装置を備えた、中空駆動装置（Mittenfreier Antrieb）。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の風力発電装置の方位角又はピッチ制御装置を少なくとも１つ有する風力発電装置。
【請求項８】
風力発電装置の方位角又はピッチ制御装置としての、進行波型駆動装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置−方位角又はピッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置の方位角（ヨー）制御装置又はピッチ制御装置は、典型的には、１又は複数の電動機を有する。電動機は第１の歯車を介して第２の歯車ないしピニオンと結合しているため、方位角制御の際に電動機の回転により、風力発電装置の風向追尾のためのナセル（Gondel）の方位角の制御（調整）が可能になる。風力発電装置の振動を回避するために、複数のアクチュエータ（Stellmotoren）が互いに対し付勢（verspannt）されることも可能である。或いは、制動装置を備えた完全な方位角軸受が固定されることも可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
既知の方位角制御装置は、同様に既知のピッチ制御装置と同様に、噛合の際に不所望のあそびが生じる従来の歯車−ピニオン−コンビネーションを有する。更に、この種の噛合には磨耗が伴う。
【０００４】
一般的な技術水準としては、DE 42 16 050 A1、DE 33 06 755 A1及びWO 01/86141 A1が参照される。
【０００５】
それゆえ、本発明の課題は、あそびがより小さくかつ磨耗がより少ない風力発電装置−方位角又はピッチ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に基づく風力発電装置−方位角又はピッチ制御装置によって解決される。
【０００７】
上記課題を解決するために、風力発電装置−方位角又はピッチ制御装置は、進行波型駆動装置（これは、例えばカメラレンズのために使用される超音波モータの原理に従って基本的に作動する形式の駆動装置ないし駆動機構：Wanderwellenantrieb（対応英訳：travelling wave drive））を有する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一局面によれば、進行波型駆動装置は、アウターリング、インナーリング、該インナーリングに配された可撓性リング、及び該インナーリングの周に設けられた複数のリニア駆動装置を有する。複数のリニア駆動装置は、可撓性リングと協働するよう構成され、該リニア駆動装置の活性化（作動）時に該可撓性リングが少なくとも一時的にインナーリングから局所的に持ち上げられる（離隔する）よう、該可撓性リングは変形される。複数のリニア駆動装置の制御は、該複数のリニア駆動装置がインナーリングの周において順次作動されるよう、実行される。
【０００９】
本発明の一局面によれば、可撓性リングは、少なくとも部分的に楔形（ないし台形）の横断面を有する。可撓性リングの楔形部分は、インナーリングに張設されて（verspannt）おり、該可撓性リングが複数のリニア駆動装置の作動時に局所的に外方に押圧されるよう、該複数のリニア駆動装置と協働するよう構成される。
【００１０】
本発明の一局面によれば、リニア駆動装置は、液圧的又は電気的に駆動される。
【００１１】
本発明の更なる一局面によれば、（進行波型駆動）装置は、任意的に、夫々可撓性リング及びアウターリングに固定されている（インナーリングの）周に沿って配された複数の連行ユニットを有する。
【００１２】
本発明は、更に、進行波型駆動装置を備えた中空駆動装置（Mittenfreier Antrieb）に関する。
【００１３】
本発明は、更に、少なくとも１つの上記風力発電装置−方位角又はピッチ制御装置を備えた、風力発電装置に関する。
【００１４】
本発明は、風力発電装置の方位角制御装置又はピッチ制御装置として進行波型駆動装置を備えるという思想に基づく。そのような進行波型駆動装置は歯列（ギアートレイン）を備えず、例えば、ステータとして構成される硬性（剛性）リングに対し（中立ないし出発位置において）同心的に配置されるロータとして構成される弾性リングを備える。半径方向に配置されるロッド（複数）及びリニア駆動装置（複数）は、（１つの）波がステータに対し相対的に回転するよう、ロータの弾性リングを局所的に変形する。このたわみ波動（屈曲）運動（Walkbewegung（対応英訳：flexing movement））によって、ロータとステータの間の相対運動、即ち、回転運動が生じる。
【００１５】
本発明に応じた進行波型駆動装置、アウターリング、インナーリング、可撓性リング及びリニア駆動装置の構成によって、リニア駆動装置の作動時（及びリニア駆動装置と可撓性リングの協働時）、可撓性リングは、インナーリングより僅かにより大きい周長を有することとなる。これによって、可撓性リングは（周長差の分だけ）インナーリングに対して相対的に回転することができる。
【００１６】
進行波型駆動装置は、小さい回転数、大きいねじり剛性、がたつき（あそび）なし（Spielfreiheit）及び過負荷信頼性（安全性）を保証することができるので、有利である。
【００１７】
このような（進行波型駆動）駆動装置は、風力発電装置−方位角制御装置以外にも、ゆっくりと運動しかつ大きなトルクを伝達する必要がある他の駆動装置のために使用することもできる。
【００１８】
更に、本発明に応じた進行波型駆動装置は中空的に構成可能であり、このため、例えばケーブル及び／又は組立工は、中空部を介して、駆動装置（制御装置）全体及び隣接する空間にアクセスすることができる。この駆動装置（制御装置）は、１ｔ（トン）より大きい質量の駆動ないし回転に使用することができる。
【００１９】
本発明は、更に、ゆっくりと運動しかつ大きなトルクを伝達する駆動力（駆動装置）のための駆動装置としての進行波型駆動装置の使用に関する。
【００２０】
本発明の更なる実施形態は従属請求項の対象である。
【００２１】
本発明の利点及び実施例を以下に図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施例の進行波型モータの模式図。
【図２】（図２ａ〜図２ｃ）夫々異なる時点における第１実施例の進行波型モータの模式図。
【図３】第２実施例の進行波型モータの斜視断面図。
【図４】第２実施例の進行波型モータの圧力生成ユニットの一例の模式的断面図。
【図５】第３実施例の進行波型モータの模式的断面図。
【図６】部分的に切欠図で示したナセルの一例を有する風力発電装置の一例の単純化した図。
【実施例】
【００２３】
図１は第１実施例の進行波型駆動装置を模式的に示す。進行波型駆動装置は、アウターリング１００、インナーリング２００、複数のロッドないしリニア駆動装置３００、可撓性リングないし変形可能なリング４００及び、任意的に、可撓性リング４００及びアウターリング１００に固定される複数の連行部材５００を有する。図１には、８つのロッド３０１−３０８が示されている。ロッドは、リニア駆動装置として構成することも可能である。
【００２４】
ロッドないしリニア駆動装置３００が作動していないとき、可撓性リング４００はインナーリング２００に当接している。ロッドないしリニア駆動装置３０１−３０８は、可撓性リングないし個々のロッド３０１−３０８が夫々係合する係合部位（作用部位）４０１−４０８が対応するロッドないしリニア駆動装置３００の作動によって局所的にインナーリング２００から離隔するよう押圧されるようないし可撓性リング４００がこれらの部位において（局所的に）変形されるよう、順次的に制御される。ロッドないしリニア駆動装置３０１−３０８が順次制御されることによって、変形された部位（複数）が進行波（Wanderwelle）の形態でステータ（アウターリング）１００に対し相対的に回転するよう、可撓性リングは、（１つの）周に位置する複数のポイント４０１−４０２において変形される。
【００２５】
アウターリング１００は基準ポイント１０１を有し、インナーリング２００は基準ポイント２０１を有し、可撓性リング４００は基準ポイント４０１を有する。図１には、３つの基準ポイント１０１、２０１、３０１がすべて１２時の位置に示されている。ロッドないしリニア駆動装置３０３−３０７が作動されていない一方、ロッドないしリニア駆動装置３０１、３０２、３０８は活性化（作動）ないし部分的に活性化（作動）されている。ロッドないしリニア駆動装置３００は可撓性リング４００と接触している。ロッドないしリニア駆動装置の作動の際に、可撓性リングは少なくとも幾つかの位置においてインナーリング２００から離隔するよう押圧ないし変形されることができるため、可撓性リング４００はこれらの位置において（局所的に）インナーリング２００と最早接触しない。
【００２６】
図２ａ−図２ｃは、夫々、第１実施例の進行波型駆動装置を模式的に示す。図２ａ、図２ｂ及び図２ｃには、夫々、アウターリングないしステータ１００、インナーリングないしロータ２００、フレックスリングないし可撓性リング４００及び複数のロッドないしリニア駆動装置３００（３０１〜３０８）が示されている。個々のロッドないしリニア駆動装置３００の活性化（作動）によって、フレックスリングが（複数の）係合部位（作用部位）において（局所的に）変形し、それによりインナーリング２００から引き離されるように、フレックスリング４００に作用を及ぼすことができる。図２ａ、図２ｂ及び図２ｃには、第１実施例の進行波型駆動装置の作動中における３つの異なる時点が示されている。図２ａに示された状態は、実質的に、図１に示された状態に相当する。
【００２７】
図２ａでは、基準ポイント１０１、２０１及び４０１は正確に１２時位置に位置している。アウターリング１００は静止し、インナーリング２００は静止し、進行波も同様に静止している。
【００２８】
図２ｂには、アウターリング１００が１１．２５°に移動した時点が示されている。このとき、進行波は例えば９０°に移動しており、インナーリング２００は静止したままである。そのため、図２ｂには、基準ポイント１０１、２０１及び４０１が最早同じ（角度）位置に位置していない状態が示されている。図２ａ示された状態ではロッドないしリニア駆動装置３０１、３０２、３０８が活性化（作動）されているのに対し、図２ｂではロッドないしリニア駆動装置３０２、３０３及び３０４が活性化（作動）されている。ロッド３０１−３０８は目下第２の係合ポイント（作用ポイント）４０１ａ−４０８ａに係合（作用）している。このため、フレックスリング４００上のポイント４０１−４０８は夫々１１．２５°移動している。
【００２９】
図２ｃは進行波の進行の更なる一時点を示す。この場合では、ロッドないしリニア駆動装置３０４−３０６が活性化（作動）されている。アウターリングは２２．５°に移動し、進行波は１８０°に移動している。このため、ロッド３０１−３０８は夫々係合ポイント（作用ポイント）４０１ｂ−４０８ｂに係合（作用）する。
【００３０】
かくして、フレックスリングが、ロッドないしリニア駆動装置の活性化（作動）によって引き起こされる変形によって、その位置が移動する様子を図２ａ−図２ｃに見ることができる。
【００３１】
図３は、第２実施例の進行波型駆動装置の斜視断面図である。進行波型駆動装置は、アウターリングないしロータ１００、インナーリングないしステータ２００、フレックスリングないし可撓性リング４００及び複数のリニア駆動装置ないしロッド３００を有する。インナーリング２００とフレックスリング４００はアウターリング１００に対し同心的に配置されている。リニア駆動装置ないしロッド３００は第２実施例では液圧的に作動される。尤も、その代わりに、他の駆動装置（例えば電気的駆動装置）も利用可能である。液圧的作動のために、リニア駆動装置ないしロッド３００は液圧管３１０を介して液圧ユニット（Hydraulikeinheit）に結合している。リニア駆動装置ないしロッド３００が（有利には半径方向に）活性化（作動）される際に、フレックスリング４００はこれらの位置で変形される、即ち、フレックスリング４００は局所的にインナーリング２００から引き離される。ロッドないしリニア駆動装置３００を不活性化（作動停止）すると、フレックスリングの変形は再び元に戻り、フレックスリングとインナーリング２００との間の形状結合（形状間の嵌め合いによる結合：Formschluss）が再び形成される。インナーリング２００の中ないし際に設けられた複数のリニア駆動装置ないしロッド４００は有利には大きな振動（切替）周波数ないしサイクル（Schaltfrequenz）で作動される。フレックスリング４００の波によって、フレックスリング４００はインナーリング２００よりも周長（周囲の長さ）が僅かにより大きい。波が完全に一回転すると、フレックスリング４００はこの周長の差の分だけインナーリングに対し相対的に回転する。連行装置５００は回転運動をアウターリング１００に伝達することができる。
【００３２】
フレックスリング４００は有利には横断面が楔形状（ないし台形状）に形成される。フレックスリング４００の楔状部分４１０は例えば（インナーリング２００の）下部部分及び上部部分２１０、２２０によって挟み込みないし締め付けされることができる。尤も、これは、フレックスリングの変形が半径方向において（小さなストローク（Hueben）ないし外方への反らし曲げ（Auslenkungen）をもって）可能であるように、行なわれるべきであろう。
【００３３】
図４は、第２実施例のリニア駆動装置ないしロッドのための圧力生成ユニットの斜視断面図である。圧力生成ユニット５００は液圧管（Hydraulikschlaeuche）３１０を介して夫々対応するロッドないしリニア駆動装置３００（例えば第２実施例のもの）に結合する。圧力生成装置５００は複数のロッド５２０を有し、該複数のロッド５２０は夫々対応する作動空間（液圧室：Volumen）５１０と作用結合（Wirkverbindung）し、該作動空間５１０は他方では液圧管３１０を介してロッド３００と作用結合する。ロッド５２０の作動により作動空間５１０が減少すると、液圧管３１０の内部の圧力は上昇し、ロッドないしリニア駆動装置３００は液圧管３１０の端部において作動される。圧力生成ユニットは、更に、複数の作動ユニット５３０を有する。例えば、４つの作動ユニット５３０を備えることができる。尤も、その代わりに、より多く又はより少なくすることも可能である。作動ユニット５３０は回転可能部分（回転ディスク）５４０に配置することができる。この回転可能部分５４０は電動機５５０によって駆動することができる。電動機５５０が回転可能部分５４０を駆動すると、作動ユニット５３０が回転され、次いで、ロッド５２０が作動されることにより、夫々半径方向内方に押圧され、作動空間５１０が圧縮され、ロッドないしリニア駆動装置３００が活性化（作動）される。
【００３４】
図５は第３実施例の進行波型駆動装置の斜視断面図である。この場合、第３実施例の進行波型駆動装置は第１実施例及び第２実施例の進行波型駆動装置を基礎とすることができる。図５はとりわけ図３の構造要素群を示すが、図５においてはアウターリングが半透明に（部分的に透かして）記載されている。進行波型駆動装置はアウターリング１００、インナーリング２００、複数のロッドないしリニア駆動装置３００及びフレックスリング４００並びに複数の連行装置５００を有する。ロッド３００は液圧管３１０を介して例えば圧力生成装置と結合されており、かくしてロッドないしリニア駆動装置３００は順次活性化（作動）されることにより、フレックスリング４００をこの部位で少なくとも一時的に変形し、局所的にインナーリングから持ち上げることにより、進行波が形成される。連行装置５００によってフレックスリング４００はアウターリング１００と連動する。この連行装置は例えばＶ字状に形成することができるが、この場合、２つの自由端はアウターリングに固定されることができ、他方、曲折部はフレックスリング４００に固定されることができる。その代わりに、連行装置を他の形態とすることも可能である。かくして、連行装置５００は例えばバー（Stange）５００として構成することも可能である。
【００３５】
図６は部分的に切り欠いて示したナセル（ゴンドラ：Gondel）を有する風力発電装置の単純化して示した側面図である。風力発電装置はタワー１０、タワー１０上に設置されたナセル２０、少なくとも１つのロータブレード３０、ハブ４０、発電機５０及び機械支持装置（Maschinentraeger）６０を有する。機械支持装置６０は方位角制御装置７０によってタワー１０の頂部に回動可能に支持されている。方位角制御装置７０はナセルの方位角追尾ないし風向き追尾に利用される。方位角制御ないし風向追尾によって、ナセルは、ロータブレードが主風方向（Hauptwindrichtung）に対し常に適切な角度に配向されるように、機械支持装置と一緒に運動する。図６に示した風力発電装置の方位角制御装置７０は、第１、第２又は第３実施例の進行波型駆動装置として構成することができる。
【００３６】
上述した進行波型駆動装置は、例えば風力発電装置の方位角制御又はピッチ制御において使用ないし実行することができる。その代わりに、本発明の進行波型駆動装置は他の制御（駆動）装置にも使用することができる。とりわけ、進行波型駆動装置は、ゆっくりと回転する中空の制御（駆動）装置において使用ないし実行することができる。
【図１】
2013527366.tif 000003
【図２ａ】
2013527366.tif 000004
【図２ｂ】
2013527366.tif 000005
【図２ｃ】
2013527366.tif 000006
【図３】
2013527366.tif 000007
【図４】
2013527366.tif 000008
【図５】
2013527366.tif 000009
【図６】
2013527366.tif 000010
【国際調査報告】
2013527366.tif 000011
2013527366.tif 000012
2013527366.tif 000013
2013527366.tif 000014
2013527366.tif 000015
2013527366.tif 000016