(57)【要約】      （修正有）【課題】過剰寸法にされることなく、曝される荷重に耐えることが出来る風力タービン駆動部を提供する。【解決手段】ロータ軸を有するロータとロータ軸に連結される遊星歯車ユニット１２を有する変速機箱８とから形成される風力タービン駆動部１であって、その駆動部１は、変速機箱８がロータ軸の遠端部によって支持され、かつ反作用アームが設けられる型式のものであり、このロータ軸は、ナセル４に直接結合される少なくとも１つの軸受５と、ナセル４に固定されるかあるいは変速機箱８の一部であるかのいずれかである第２の軸受６，２２とによって軸受搭載され、遊星歯車ユニット１２の遊星キャリア１３は最大で１つの軸受２２，２３を使用してギヤ箱８内に軸受搭載される。【選択図】図３
2009162380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ軸（３）を有するロータ（２）と前記ロータ軸（３）に連結される遊星歯車ユニット（１２）を有する変速機箱（８）とから形成される風力タービン駆動部（１）であって、前記変速機箱（８）が前記ロータ軸（３）の遠端部によって支持され、かつ前記遊星歯車ユニット（１２）が稼動している間、前記変速機箱（８）が前記ロータ軸（３）と一緒に回るのを防止できるように前記駆動部（１）が前記回転軸（３）周りの反作用トルクを前記変速機箱（８）からナセル（４）に伝動する反作用アーム（２１）が設けられる型式のものであり、前記ロータ軸（３）が、前記ナセル（４）に直接結合される少なくとも１つの軸受（５）と、直接ロータ支承の場合前記ナセル（４）に固定されるか、あるいは間接ロータ支承の場合前記変速機箱（８）の一部であるかのいずれかである第２の軸受（６、２２）によって軸受搭載される駆動部（１）において、
前記遊星歯車ユニット（１２）の遊星キャリア（１３）が最大で１つの軸受（２２、２３）を使用して前記ギヤ箱（８）内に軸受搭載されることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記遊星キャリア（１３）の前記の軸受（２３）が出力軸受として配置され、特に前記遊星歯車ユニット（１２）の遊星輪（１６）が、前記遊星キャリア（１３）の前記の軸受（２３）と前記ロータ軸（３）との間に軸方向に置かれることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項３】
請求項１に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記遊星キャリア（１３）の前記の軸受（２２）が入力軸受として配置され、特に前記遊星キャリア（１３）の前記軸受（２２）が、前記遊星歯車ユニット（１２）の遊星輪（１６）と前記ロータ軸（３）との間に軸方向に置かれることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記変速機箱（８）の前記遊星キャリア（１３）に追加の支持部（２４、２６）が設けられることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項５】
請求項４に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記追加の支持部が、前記遊星キャリア（１３）を前記変速機箱（８）に対して追加的に回転式に支持する支承ローラ、支持ローラまたはカムローラ（２４）であることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項６】
請求項５に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記支承ローラ、支持ローラまたはカムローラ（２４）に弾性要素（２５）が設けられることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項７】
請求項４に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記追加の支持部が、前記変速機箱（８）を前記ナセル（４）に対して追加的に支持する弾性システム（２６）であることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれか一項に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記追加の支持部（２４、２６）が出口支持部であり、前記遊星輪（１６）が前記追加の支持部の作用点と前記ロータ軸（３）との間に軸方向に置かれることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項９】
請求項４乃至７に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記追加の支持部が入り口支持部であり、前記追加の支持部（２４、２６）の作用点が前記遊星歯車ユニット（１２）の前記遊星輪（１６）と前記ロータ軸（３）との間に軸方向に置かれることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１０】
請求項４に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記反作用アームが軸受の近傍に配置され、特に前記反作用アーム（２１）に対する前記遊星キャリア（１３）の前記軸受（２２、２３）のモーメントアーム（Ａ、Ｂ）が、当該反作用アーム（２１）に対する前記追加の支持部（２４、２６）のモーメントアーム（Ｂ、Ａ）より小さいことを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１１】
請求項２、９及び１０に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記ロータ軸（３）が直接ロータ支承に従って軸受搭載されることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１２】
請求項３、８及び１０に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記ロータ軸（３）が間接ロータ支承に従って軸受搭載されることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記遊星キャリア（１３）の前記の軸受（２３）がモーメント荷重を吸収することができることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記遊星キャリア（１３）の前記軸受（２３）が複列型式のものであることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１５】
請求項１４に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記の軸受（２３）の外側または内側軸受リングのいずれかが全体として形成され、前記軸受（２３）の２列のローラ要素に対する２つの支承面が設けられることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記遊星キャリア（１３）の前記軸受（２３）が円錐軸受であることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の風力タービン駆動部（１）において、
前記遊星キャリア（１３）の前記軸受（２３）が、前記軸受（２３）内のいくらかの遊びの結果としての、前記変速機箱（８）に対して前記遊星キャリア（１３）のどのような移動も防止するように、軸方向かつ／または半径方向に予荷重されることを特徴とする、風力タービン駆動部（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービン駆動部に関する。
【０００２】
詳しくは本発明は、ロータ軸を有するロータとロータ軸に連結される遊星歯車ユニットを有する変速機箱とから形成される風力タービン駆動部に関する。
【０００３】
より具体的には本発明は、変速機箱がロータ軸の遠端部によって支持され、かつ遊星歯車ユニットが稼動している間、変速機箱がロータ軸と一緒に回るのを防止できるように回転軸周りの反作用トルクを変速機箱からナセルに伝動する反作用アームが設けられる型式の、かつロータ軸がナセルに直接結合される少なくとも１つの軸受と、直接ロータ支承の場合ナセルに固定されるか、あるいは間接ロータ支承の場合変速機箱の一部であるかのいずれかである第２の軸受とによって軸受搭載される型式の風力タービン駆動部に関する。
【背景技術】
【０００４】
そのような風力タービン駆動部は最新技術によって既に知られている。
【０００５】
そのような知られた風力タービン駆動部の遊星歯車ユニットの遊星キャリアは、遊星歯車システムの遊星輪が軸受対の間に位置決めされるような方式で、通常軸方向に配置される２つのローラ軸受によって常にハウジング内に軸受搭載される。
【０００６】
そのような風力タービン駆動部の典型は、ロータ荷重の主要な部分が直接ナセルに伝達されることである。
【０００７】
実際、ナセルに直接固定される２つの軸受でロータ軸が軸受搭載される直接ロータ支承の第１の場合では、トルク以外のどのような荷重も、理想的には変速機箱の反作用アームを介してロータ軸からハウジングにまったく伝達されないはずである。
【０００８】
しかしながら、風力タービン駆動部内の弾性的変形の故に、ならびに反作用アームのナセルとの接触点での構造の剛性の相違の故に、実際にはそれにもかかわらずトルク以外のロータ荷重の一部分は、遊星キャリアの軸受及び変速機箱の反作用アームからの支承を介してナセルへ伝達されるであろう。
【０００９】
変速機箱の遊星キャリアの軸受のうちの１つがロータ軸を支持するようにも働く、間接ロータ支承の第２の場合では、反作用アームを介したナセルへのロータ荷重の伝動はもちろんより大きいであろうが、それにもかかわらずロータ軸の荷重が変速機箱の１つまたはいくつかの軸受によって完全に吸収される、風力タービン駆動部の知られたより一体化された設計と比較して相対的に小さいであろう。
【００１０】
本発明が関連する風力タービン駆動部の型式の利点は、変速機箱への小さなロータ荷重のおかげで、変速機箱の使用される材料、寸法、設計等に関する限り、より要求が少ないであろう。
【００１１】
しかしながら、現行の設計はしばしば過剰寸法になる。
【００１２】
例えば、変速機箱内の遊星キャリアを支持するために変速機箱の駆動軸のところに使用される軸受は、実際の荷重より数倍も高い荷重を通常吸収することができる。
【００１３】
これは単に、使用される軸受が遊星キャリアの駆動軸上にそれらを搭載することができるように十分大きくなければならないことに起因する。
【００１４】
当然のこととして、これはそのような風力タービン駆動部のコスト金額、ならびにその搭載に対して不利である。
【００１５】
さらに、大きな軸受は、入手するのが困難であり、それらは非常に長い納期を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上述のかつ他の欠点の１つまたはいくつかを是正することを目的とする。
【００１７】
特に本発明は、過剰寸法にされることなく風力タービン駆動部が曝される荷重に耐えることができる風力タービン駆動部を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的のために、本発明は、ロータ軸を有するロータとロータ軸に連結される遊星歯車ユニットを有する変速機箱とから形成される風力タービン駆動部に関し、その駆動部は、変速機箱がロータ軸の遠端部によって支持され、遊星歯車ユニットが稼動している間、変速機箱がロータ軸と一緒に回るのを防止できるように、回転軸周りの反作用トルクを変速機箱からナセルに伝動する反作用アームが設けられる型式のものであり、このロータ軸は、ナセルに直接連結される少なくとも１つの軸受と、直接ロータ支承の場合ナセルに固定されるか、または間接ロータ支承の場合変速機箱の一部であるかのいずれかである第２の軸受とによって軸受搭載され、遊星歯車ユニットの遊星キャリアが最大で１つの軸受を使用してギヤ箱内でさらに軸受搭載される。
【００１９】
本発明によるそのような風力タービン駆動部の１つの利点は、遊星歯車ユニットの遊星キャリアが、知られた設計での場合のような２つの軸受の代わりにただ１つの軸受で軸受搭載されることである。
【００２０】
当然のこととして、これは大きなコスト節約を可能にする。
【００２１】
本発明による風力タービン駆動部の好ましい実施形態によれば、遊星キャリアの上述の軸受は出力軸受として配置され、特に遊星歯車ユニットの遊星輪は遊星キャリアの上述の軸受とロータ軸または駆動軸との間に軸方向に位置する。
【００２２】
本実施形態は、遊星キャリアの軸受がロータ軸の軸受のところに既に存在する支持部から軸方向に遠く離れて置かれ、不必要な２重の支持部がまったくないので直接ロータ支承の場合特に有利であり、これが本発明の設計の場合である。
【００２３】
さらに、遊星歯車ユニットの遊星キャリアの直径は、通常遊星輪の発電機側でロータ軸側より小さく、その結果より小さな直径を有する軸受をそこに選択することが可能になり、その軸受は通常より容易に入手可能でありかつより安価である。
【００２４】
本発明による風力タービン駆動部の別の好ましい実施形態によれば、遊星キャリアの上述の軸受は入力軸受として配置され、特に遊星キャリアのこの軸受は遊星歯車ユニットの遊星輪とロータ軸との間に位置する。
【００２５】
本発明による風力タービン駆動部のそのような実施形態は、遊星キャリアの軸受は間接ロータ支承の場合、ロータ荷重の主要な部分を変速機箱からナセルにハウジングを介して伝動しなければならないので、その場合特に有利である。
【００２６】
当然のこととして、遊星輪、遊星歯車、ならびに太陽歯車は、好ましくはできるだけ少なく前記ロータ荷重に曝されるべきであり、遊星キャリアの軸受が遊星歯車ユニットの遊星輪とロータ軸との間に軸方向に配置される場合は、そのようになる。
【００２７】
間接ロータ支承を有する知られた風力タービン駆動部と対照的な本発明によるそのような風力タービン駆動部の利点は、１つの軸受しか変速機箱内に使用されないことである。
【００２８】
本発明による風力タービン駆動部の好ましい実施形態によれば、変速機箱の遊星キャリアに追加の支持部が設けられる。
【００２９】
そのような追加の支持部は、遊星キャリアを回転式に変速機箱に対して支持する、例えば支承ローラ、支持ローラまたはカムローラ、あるいは例えば変速機箱をナセルに対して追加的に支持する弾性システムであることができる。
【００３０】
そのような追加の支持部は、遊星キャリアの軸受上の荷重が単一の軸受によって支持するのに大きすぎるとき、時には必要な場合がある。
【００３１】
しかしながら、追加の支持部の上述の形態の利点は、それらが容易に入手可能であり、製造しかつ搭載するのに簡単であること、ならびに既存の風力タービン駆動部の場合のように支持部として追加の軸受を設けなければならない場合より、ずっと安価であることである。
【００３２】
したがって、そのような追加の支持部は、どのような過剰寸法化もなしに問題点に対するより経済的なかつより適切な解決策を提供する。
【００３３】
本発明による風力タービン駆動部の好ましい実施形態によれば、この追加の支持部は出力支持部であり、特に遊星輪はこの追加の支持部の作用点とロータ軸との間に軸方向に置かれる。
【００３４】
そのような実施形態は、好ましくは間接ロータ支承の場合である、遊星キャリアの軸受が入力軸受として配置される場合特に有利である。
【００３５】
実際、ロータ軸によって支持されない変速機箱の重量は、その場合追加的に支持されなければならず、それは遊星キャリアの軸受を使用して変速機箱の入り口のところに既に設けられた支持部からできるだけ遠くで、換言すれば、変速機箱の出口のところで行われるのが最良である。
【００３６】
本発明による風力タービン駆動部の別の好ましい実施形態によれば、この追加の支持部は、入り口支持部であり、特にこの追加の支持部の作用点は、遊星歯車ユニットの遊星輪とロータ軸との間に軸方向に置かれる。
【００３７】
類似の方式で、我々はこの実施形態が、遊星キャリアの軸受が出力軸受として配置される直接ロータ支承の場合に特に有利であると結論付けることができ、その結果当然のこととして、変速機箱の入り口のところに遊星キャリアに追加の支持部が設けられるのが好ましい。
【００３８】
本発明による追加の支持部を有する上述の風力タービン駆動部のさらに別の好ましい実施形態によれば、反作用アームが軸受の近傍の配列内に設けられ、特にこの反作用アームに対する遊星キャリアの軸受のモーメントアームが、反作用アームに対する追加の支持部のモーメントアームより小さくなる。
【００３９】
反作用アームが軸受の近傍に配置されるそのような実施形態は、変速機箱の遊星キャリアからナセルに伝達されなければならない荷重の主要な部分が遊星キャリアの軸受を介して行き、その結果、この反作用アームが軸受の近傍に配置されるとき、荷重のこの部分が直接ナセルに、または少なくとも変速機箱への限られた曲げ歪しか伴わずにナセルに伝達される。
【００４０】
要約すると、本発明に従った極めて好ましい、本発明による風力タービン駆動部の２つの実施形態が存在する。
【００４１】
第１の場合は、直接ロータ支承を伴う本発明による風力タービン駆動部の実施形態であり、遊星キャリアの軸受は出力軸受として配置され、反作用アームが軸受の近傍に配置され、かつ入り口支持部である追加の支持部も設けることができる。
【００４２】
第２の場合は、間接ロータ支承を伴う本発明による風力タービン駆動部の実施形態であり、遊星キャリアの軸受は入力軸受として配置され、反作用アームが軸受の近傍に配置され、かつ出口支持部である追加の支持部も設けることができる。
【００４３】
これらの実施形態について、すべての上述の利点がすぐに得られる、すなわち、遊星キャリアの荷重の主要な部分はただ１つの軸受によってナセルに伝達され、その軸受はロータ軸の既に存在する支持部に対して効果的に位置決めされ、その一方それは、軸受の近傍に反作用アームを位置決めし、どのような過剰寸法化もなしに最も必要とされるところに追加の支持部を設けることができることのおかげで、変速機箱へのあまりにも大きすぎる曲げモーメントなしでその荷重をナセルに伝達することができる。
【００４４】
本発明による風力タービン駆動部の別の好ましい実施形態によれば、遊星キャリアの軸受はモーメント荷重を吸収することができる。
【００４５】
そのような軸受の好例は、例えばその内側または外側軸受リングが全体として形成され、軸受の２列のローラ要素のための２つの支承面が設けられる、例えば複列型の円錐軸受である。
【００４６】
本発明による風力タービン駆動部のそのような実施形態は、駆動部をコンパクトに作ることができるにもかかわらず、ロータ軸及び変速機箱に対する十分な安定性を与える。
【００４７】
本発明の特徴をより良く明らかにするために、本発明による風力タービン駆動部の以下の好ましい実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】直接ロータ支承を有する知られた風力タービン駆動部の実施形態の斜視図である。
【図２】間接ロータ支承を有する知られた風力タービン駆動部の実施形態の斜視図である。
【図３】図１でのＩＩＩ−ＩＩＩによって指示される断面による直接ロータ支承を有する風力タービン駆動部の横断面図である。
【図４】図１での断面ＩＩＩ−ＩＩＩによる横断面を類似する方法で示すが、本発明による風力タービン駆動部の最も一般的な実施形態の図である。
【図５】図４と類似する、追加の支持部が設けられた本発明による風力タービン駆動部の別の実施形態を示す図である。
【図６】図５でＦ６によって指示される部分をより詳細に示す図である。
【図７】図４及び５と類似する、代替の追加の支持部が設けられている、本発明による風力タービン駆動部のさらに別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１及び図３は、風力タービン駆動部１の知られた実施形態を示す。
【００５０】
この風力タービン駆動部１は、図に示されていないロータ翼を有する、ロータ軸３によって支持されるロータ２から形成される。
【００５１】
このロータ軸３は、２つの軸受５及び６によってナセル４に対して軸受搭載され、ロータ軸３の軸受のこの配列は、この後直接ロータ支承と呼ばれるであろう。
【００５２】
さらにロータ軸３は、カップリング９を使用して変速機箱８の駆動軸７に連結される。
【００５３】
この変速機箱８内で、図面に示されていない電気発電機を変速機箱８の被駆動軸１１を介して正しく駆動するのに十分に速い回転を得るために、ロータ軸３の遅い回転が変速機箱８の第１段の被駆動軸１０のところでより速い回転に変換される。
【００５４】
図３の断面でより詳細に示すように、遊星歯車ユニット１２がこの目的のためにしばしば使用される。
【００５５】
この遊星歯車ユニット１２の駆動軸７は、遊星車軸上に遊星輪１６が回転方式で遊星軸受１５を使用して搭載される、遊星車軸１４が設けられた遊星キャリア１３から形成される。
【００５６】
前記遊星輪１６は、一方ではボルト１８を使用して変速機箱８のハウジング１９に固定される遊星歯車１７と、他方では前記歯車ユニット１２から形成される第一段の被駆動軸１０上に設けられる太陽歯車２０と一緒に働く。
【００５７】
図２に示されるような知られた風力タービン駆動部１の実施形態は、ロータ軸３が、第１の実施例でのように２つの軸受５及び６による代わりにナセル４に対して１つの軸受５を使用してのみ軸受搭載され、このロータ軸３が、変速機箱８内の軸受によってさらに支持される特徴を除き、図１及び図３のものに完全に類似する。
【００５８】
ロータ軸３のそのような支承は、この後間接ロータ支承と呼ばれるであろう。例えば図１乃至図３に示すような本発明に関連するこの知られた風力タービン駆動部１は、変速機箱８が、遊星歯車ユニット１２を機能させるのに必要な反作用力の橋渡し、ならびに変速機箱８がロータ軸３と一緒に回るのを防止できるように、ナセル４に対して反作用アーム２１によってのみほとんど支持される型式のものであることに留意されたい。
【００５９】
導入部に記載したように、上述の型式の知られた風力タービン駆動部１では、遊星キャリア１３は２つの軸受２２及び２３を使用して変速機箱８のハウジング１９内に軸受搭載される。
【００６０】
それらは通常、それらが軸方向に遊星輪１６を囲むような方式で軸方向に配置される。
【００６１】
図３にさらに示すように、遊星輪１６のロータ側の軸受２２は通常、遊星輪１６の発電機側の軸受２３の直径Ｄ’より大きな直径Ｄを有する。
【００６２】
さらに、ロータ軸３がナセル４に対して２つの軸受５及び６で軸受搭載される直接ロータ支承については、ロータ２からの軸受２２及び２３への荷重は、相当に限定されることは明らかである。
【００６３】
特に、この場合軸受２２及び２３は、風力タービン駆動部１の弾性変形の結果として、ならびに反作用アーム２１のナセル４との接触点２１’の剛性の差に起因して、ロータ荷重の一部分にのみ曝される。
【００６４】
ロータ２から発生し、かつ変速機箱８によって反作用アームを介してナセル４に伝達されなければならないこれらの荷重は、反作用アーム２１とナセル４の間の接続部に低い剛性を与えることによって制限することができる。
【００６５】
図２の配置でのように、ロータ軸３がナセル４に対してただ１つの軸受５で軸受搭載される間接ロータ支承の場合、ロータ荷重のより大きな部分が軸受２２及び２３によって伝達されるであろうことは明らかである。
【００６６】
ロータ２から発生する荷重は別として、この軸受２２及び２３は、ロータ軸３によって支持されない変速機箱８の重量Ｇから結果として生じる荷重の部分も反作用アーム２１を介してナセル４に伝達する。
【００６７】
軸受２２と２３の間の荷重差の分布は、以下で定義されるモーメントアームＡ、Ｂ及びＣによって決まる。
−Ａは、反作用アーム２１の作用点と軸方向に最も近くかつそれを介してロータ軸３または変速機箱８の荷重が反作用アーム２１に伝達される遊星輪１６のロータ側の支点との間の軸方向距離である。
−Ｂは、反作用アーム２１の作用点と軸方向に最も近くかつそれを介してロータ軸３または変速機箱８の荷重が反作用アーム２１に伝達される遊星輪１６の発電機側の支点との間の軸方向距離である。
−Ｃは、ロータ軸２によって支持されない変速機箱８の重量Ｇの重心と反作用アーム２１の作用点との間の軸方向距離である。
【００６８】
図３の場合、これは以下を意味する。
−Ａは、軸受２２と反作用アーム２１の作用点の間の軸方向距離である。
−Ｂは、反作用アーム２１の作用点と軸受２３の間の軸方向距離である。
−Ｃは、上述のとおりである。
【００６９】
ロータ軸３がナセル４に対して２つの軸受５及び６によって支持される、図１及び図３でのような直接ロータ支承についての典型的な設計では、軸受２２及び２３上の荷重は、ロータ軸３によって支持されない変速機箱８の上述の重量Ｇによって主として決まるであろう。
【００７０】
遊星キャリア１３を支持する軸受２２は、ロータ軸３の軸受６に極めて近接して位置決めされ、その結果軸受２２が極めて限られた荷重にのみ曝されることに留意する。
【００７１】
しかしながら、遊星キャリア１３の大きな直径Ｄの故に、そのように大きな直径Ｄを同様に有する軸受２２を選択することが必要であり、その結果軸受２２が耐えることができる最大荷重は、それが吸収し得るべきである実際の荷重より数倍もより大きくなる。
【００７２】
やはりこの軸受２２は、直接ロータ支承を有する知られた風力タービン駆動部１では過剰寸法になる。
【００７３】
ナセル４に対してロータ軸３を直接支持するただ１つの軸受５を有する、図２でのような間接ロータ支承を伴う典型的な設計では、反作用アームと遊星輪１６のロータ側上の支点との間のモーメントアームＡは、軸受２２の高さのところで通常小さく、その結果として軸受２２はほとんどロータ軸３によって荷重が掛けられるであろう。
【００７４】
ロータ軸３によって支持されない変速機箱８の重量Ｇは、その場合軸受２３によってかなり吸収されるであろう。
【００７５】
当然のこととして、これは軸受２２への荷重が図１及び図３の場合より大きいという結果を有する。
【００７６】
それにもかかわらず本発明によれば、間接ロータ支承のこの場合でさえ、荷重が変速機箱８からナセル４にどのような過剰寸法化もなしに伝達されるいくつかの簡略化を導入することが可能になる。
【００７７】
図４は、ロータ軸がナセル４に対して２つの軸受５及び６によって支持される、図１及び図３に示すような直接ロータ支承を有する知られた場合に対し解決策が提供される、本発明による風力タービン駆動部１の第１の実施形態を示す。
【００７８】
本発明は、遊星歯車ユニット１２の遊星キャリア１３をただ１つの軸受２３を使用してギヤ箱８内に軸受搭載することにある。
【００７９】
図３の知られた場合の軸受２２は、前に説明したようにこの軸受２２は相当に過剰寸法化されているので、ここでは省略される。
【００８０】
ロータ軸３から軸方向に最も遠く離れた軸受２３のみがここでは維持するように選ばれ、これによって当然のことに、ナセル４に対してロータ軸３を支持する軸受５及び６と重なることが結果として少なくなる。
【００８１】
別の利点は、直径Ｄ’がここでは直径Ｄより小さいことである。
【００８２】
遊星キャリア１３の軸受２３はさらに、遊星歯車ユニット１２の遊星輪１６が軸受２３とロータ軸３との間に軸方向に置かれるように位置決めされる。
【００８３】
本特許ではこれより後、文脈は、軸受２３が変速機箱８の出口のところに置かれることが指摘されるような形態で、軸受２３が出力軸受として配置されると仮定されるであろう。
【００８４】
したがって、ロータ２の荷重の一部分は、軸受２３にどのような追加の荷重を掛けることなく遊星輪１６によって反作用アーム２１にも伝達することが可能になる。
【００８５】
本発明による遊星キャリア１３の軸受２３は、ロータ軸３の幾何学的軸を通る平面内のモーメント荷重を吸収する能力があるのが好ましい。
【００８６】
複列式の軸受、例えば複列円錐軸受をこの目的のために選択することができる。
【００８７】
好ましくは、その外側軸受リングまたはその内側軸受リングが全体として形成される複列軸受２３さえも本発明に従って使用することができ、この軸受リングには軸受の２列の回転要素のための２つの支承面が設けられる。
【００８８】
いくつかの場合には、変速機箱８に対する軸受２３内の遊びの結果としての遊星キャリア１３のどのような移動も防止できるように、遊星キャリア１３の軸受２３を軸方向にかつ／または半径方向に予圧することも興味深い可能性がある。
【００８９】
図５及び図６は、本発明による風力タービン駆動部１の別の実施形態を示し、それは、遊星キャリア１３に追加の支持部が設けられていることを除き、図４のものと完全に類似する。
【００９０】
この追加の支持部は、ロータ軸３に対する十分な支持を与えなければならず、所与の実施例では、それは知られた風力タービン駆動部でのように軸受２２ではなく、１つまたはいくつかの支承ローラ２４の形態の追加の支持部であり、その詳細は図６に示されている。
【００９１】
別法として、支持ローラ２４またはカムローラ２４の使用も行うことができる。
所与の実施例では、この追加の支持部２４は、軸方向にロータ軸３と遊星輪１６の間で、省略された軸受２２の高さのところに位置決めされる。
変速機箱８の入り口のところに追加の支持部２４を有するそのような配置は、ここから後、入り口支持部と呼ばれるであろう。
【００９２】
遊星キャリア１３の軸受２３が出力軸受として配置される、直接ロータ支承のこの場合、ロータ軸３を変速機箱８の入り口で追加的に支持することが適切であり得ることは明らかである。
【００９３】
既存の風力タービン駆動部１５との相違点は、そのような支持ローラ、カムローラまたは支承ローラ２４は、知られた風力タービン駆動部に一般に使用されるような、駆動軸７の周りの完全な軸受２２よりずっと安いことである。
【００９４】
さらに、そのようなローラ２４は、特に完全な軸受２２と比較して、比較的容易に搭載することができる。
【００９５】
本発明の好ましい実施形態によれば、この支持ローラ、支承ローラまたはカムローラ２４は、図６により詳細に示すように、少なくとも１つの半径方向に弾性な要素２５が設けられる。
【００９６】
反作用アーム２１は、軸受、すなわち遊星キャリア１３の軸受２３の近傍に配置されるのが好ましい。
【００９７】
これは、反作用アーム２１が軸方向の視点から軸受２３にできるだけ近接して位置決めされるのが最良であり、その結果反作用アーム２１に対する軸受２３のモーメントアームＢが、前記反作用アーム２１に対する追加の支持部２４のモーメントアームＡより小さくなることを意味する。
結果として、変速機箱８内にどのようなまったく大きすぎる曲げモーメントも発生させずに、伝達される予定の荷重の主要な部分を吸収する軸受２３への荷重ができるだけ直接的にナセル４に伝達される。
本発明による風力タービン駆動部１のさらに別の実施形態が図７に示され、今回はロータ軸３がただ１つの軸受５でナセル４上に直接軸受搭載され、一方ロータの荷重３の残りはギヤ箱８内で吸収される、図２でのような間接ロータ支承を伴う場合に対する解決策が提供される。
【００９８】
しかしながら本発明によれば、知られた風力タービン駆動部に慣例的であるものと対照的に、遊星キャリア１３もただ１つの軸受２３で変速機箱８内に軸受搭載される。
導入部で既に説明したように、間接ロータ支承を伴うこの場合、遊星キャリア１３の軸受２２を、遊星キャリア１３の軸受２２が変速機箱８の入り口のところに置かれる、または換言すれば遊星歯車ユニット１２の遊星輪１６とロータ軸３との間に軸方向に置かれること意味する入力軸受として配置することが得策である。
【００９９】
実際、この軸受２２は、間接ロータ支承の場合ロータ軸３上の荷重の主要な部分を吸収しなければならない。
【０１００】
軸受２２を入力軸受として配置することによって、遊星輪１６、遊星歯車１７及び太陽歯車２０は、前記主要荷重に対して大部分は守られるであろう。
【０１０１】
軸受２２を部分的に軽減させるために、今回変速機箱８をナセル４に対して弾性システム２６を使用して追加的に支持することが決定された。
【０１０２】
この場合の前記の弾性システム２６は、ロータ軸３によってナセル４に対して支承されない変速機箱８の重量Ｇを、軸受２２を介する代わりに直接支持する。
【０１０３】
既に部分的に変速機箱８を支持する軸受２２が入力軸受として配置される間接ロータ支承のこの場合、変速機箱８を変速機箱８の出口のところで、すなわち出口支持部を使用して、追加的に支持することはもちろん最良である。
【０１０４】
本発明による風力タービン駆動部１のこの実施形態でも、反作用アーム２１を軸受の近辺に配置することは有利であり、反作用アーム２１に対する軸受２２のモーメントアームＡは今回、反作用アーム２１に対する追加の支持部２６のモーメントアームＢより小さくなる。
【０１０５】
このような方法で、今回軸受２２によって吸収される、伝達される予定の荷重の主要な部分は、この場合も変速機箱８内にまったく大きすぎる曲げモーメントを発生させずにできるだけ直接的にナセル４に伝達される。
【０１０６】
より少ない構成部品またはより安価な構成部品を使用することによって過剰寸法化が避けられる本発明による風力タービン駆動部１の所与の実施例のすべてで、それが曝される荷重に合致するが、知られた風力タービン駆動部より安価でかつ搭載するのにより容易な適合設計が得られることは明らかである。
【０１０７】
当然のこととして、多くの他の実施形態も可能である。
【０１０８】
本発明は例示として説明され、添付の図面に示される本発明による風力タービン駆動部１の実施形態に決して限定されず、反対に、そのような風力タービン駆動部１は、本発明の範囲内に依然として留まりながら多くの他の方法で製造することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１：風力タービン駆動部、２：ロータ、３：ロータ軸、４：ナセル、５：軸受、６：軸受、７：駆動軸、８：変速機箱、９：カップリング、１０：駆動軸、１１：被駆動軸、１２：遊星歯車ユニット、１３：遊星キャリア、１４：遊星車軸、１５：遊星軸受、１６：遊星輪、１７：遊星歯車、１８：ボルト、１９：ハウジング、２０：太陽歯車、２１：反作用アーム、２２：軸受、２３：軸受、２４：支持ローラ、２５：弾性要素、２６：弾性システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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