专利名称：包括行星齿轮的风力涡轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有叶轮、机舱和塔的风力涡轮机，其中机舱包括具有行星轮保持装置的行星齿轮，叶轮轮毂刚性地连接在行星轮保持装置上，所述行星轮保持装置连接到或可连接到发电机轴上，并且其中行星齿轮包括固定安装在机舱内的发动机框架上或固定安装在刚性地与所述框架连接的构件上的齿圈，并且其中行星齿轮的行星轮可围绕中心布置的太阳轮运行，所述行星轮与可任选地连接在平行齿轮上的所述太阳轮接合。
背景技术：
这种具有叶轮、机舱和塔的风力涡轮机已经为人所知，其中叶轮轮毂刚性地固定在行星齿轮的行星轮保持装置上，而不是固定在传统安装装置的主轴上。用于行星齿轮的齿圈固定地安装在公知风力涡轮机的管状构件内，所述管状构件刚性地连接在发动机框架上。行星轮保持装置的行星轮通过它们的齿与齿圈的内齿部分协作，所述行星轮保持装置通过布置在齿圈的各自侧部上的径向轴向滚子轴承和球轴承可转动地布置在管状构件的内部。由于行星轮是简单和宽的结构，并且由于轴承相对刚性，当作用在行星轮保持装置上的力瞬时很高的情况下，叶轮破坏的危险性相当大。对于产生强电力的风力涡轮机来说，这种结构完全不令人满意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种所述类型的风力涡轮机，该涡轮机是适于产生非常强的电力的风力涡轮机并且非常紧凑，同时确保行星轮保持装置的轴承具有预定弹性。
按照本发明的风力涡轮机其特征在于行星轮保持装置通过至少两组双联行星轮可转动地安装在齿圈上，由此每组双联行星轮可转动地安装在行星轮保持装置的支架轴上，并且所述行星轮保持装置通过外部径向轴向滚子轴承并通过径向伸出超过所述齿圈的轴向向后指向的凸缘可转动地布置在齿圈的弯曲外侧上。因此获得非常紧凑的结构，并且行星轮保持装置可在每组行星轮的每个行星轮受到叶轮上的大应力时略微屈服，所述叶轮安装在所述行星轮保持装置上。
按照本发明，每组双联行星轮的每个行星轮可通过双球面滚子轴承安装在支架轴上，最好是径向轴向滚子轴承，其滚子可在轴承外圈的公用球面轨道上运行。因此获得特别好的可能性，即每组行星轮的两个行星轮能够以如下方式进行非常微弱的横向倾斜，使其确保通过行星轮的齿传递的应力总是在整个齿的宽度上均匀分布。
另外，行星轮保持装置的外部径向轴向滚子轴承可按照本发明大致与行星轮保持装置的支架径向相对布置，这原来是特别有利的结构。
按照本发明，每组双联行星轮的行星轮的支架轴可通过安装在行星轮保持装置上并将该组行星轮的行星轮分开的弹性载板支承。以此方式，即使非常大的力或力矩作用在行星轮保持装置上，也可获得单个行星轮的有效支承。
此外，按照本发明可在行星齿轮之后设置辅助行星齿轮，并制成其中以便增加发电机的转数与叶轮轮毂的转数的比例。如上所述，因此可以增加此比例。
按照本发明，叶轮轮毂可通过螺栓紧固在所述行星轮保持装置的凸缘上来固定在行星轮保持装置上，所述螺栓还延伸到外部径向轴向滚子轴承的外圈内，由此获得叶轮特别可靠的固定。
按照本发明，行星轮保持装置的外部径向轴向滚子轴承的外圈可设置径向向内的周向突出部，其带有两个局部相互背向的截锥表面并形成该轴承滚子的外轨道，而所述轴承的内圈可设置相应的周向凹入部，其带有两个局部相向的截锥表面并同样形成用于轴承滚子的轨道。以此方式，径向轴向滚子轴承以特别可靠的方式操作。
另外，按照本发明，行星轮保持装置可以是大致的罐形并设置至少两个内部轴向指向的突出部，例如通过旋在所述突出部上的端板将所述突出部挤入轨道以便将该载板固定在所述突出部上。以此方式，该载板以特别有效和简单的方式紧固。
按照本发明，外部径向轴向滚子轴承可安装在齿圈上的外端凸缘的紧后部，因此强化了齿圈外侧处的行星轮保持装置的轴承。
最后，按照本发明，每个行星轮有利地具有支架宽度的0.35～0.45倍的宽度。
图1表示本发明的风力涡轮机；图2是机舱一部分的示意图，其表示风力涡轮机的叶轮轮毂如何连接在所述风力涡轮机的行星齿轮上，通过机舱的横截面视图表示所述行星齿轮和相邻的部分；以及图3以放大比例表示图2的中央部分。
具体实施例方式
图1所示的风力涡轮机包括叶轮1、机舱2和塔3。如图2和3所示，机舱2包括行星齿轮4，并且叶轮1的轮毂6刚性地固定在所述行星齿轮4的行星轮保持装置5上。行星齿轮4连接到或可连接到未示出的发电机的轴上。行星齿轮4包括转动径向内侧设置有齿7a的齿圈7。齿圈7固定地安装在壳体部分8上，该壳体部分继而刚性地连接在机舱内的发动机框架9上。齿圈7可任选地直接固定在发动机框架9上。行星齿轮4包括与中央布置的太阳轮14接合的行星轮17，该太阳轮包括管状延伸部15。平行齿轮30可插入管状延伸部和未示出的发电机轴之间。所述平行齿轮示意表示。平行齿轮的输出轴以31表示。轮毂6包括三个开口16，只表示其中之一，并且叶轮叶片可固定在这些开口中。行星轮保持装置通过所述行星轮可转动地安装在齿圈7中。行星轮以至少两组双联行星轮的形式设置，其中一组双联行星轮17包括行星轮17a和17b。第二组双联行星轮与第一组双联行星轮相同，并且没有在附图中出现。每组双联行星轮17在支架内安装在支架轴19上，该支架固定在刚性连接在行星轮保持装置5上的载板21上。行星轮保持装置另外通过外部径向轴向滚子轴承27可转动地布置在齿圈7的弯曲外侧7b上。此径向轴向滚子轴承27安装在所述外侧7b和行星轮保持装置5上的轴向向后凸缘23之间，所述凸缘径向伸出超过齿圈7。
如所示，每组双联行星轮的每个行星轮17a或17b可通过双球面轴承25安装在支架轴19上。此滚子轴承25最好是径向轴向滚子轴承，其滚子25’可在轴承外圈25上的公共球面轨道25”上运行，参考图3。对于行星轮17a的以上陈述同样适用于行星轮17b以及行星齿轮中的另外可能的行星轮。
如图所示，行星轮保持装置凸缘23的径向轴向滚子轴承27可放置在齿圈的外表面7a上的位置处，所述位置与行星轮保持装置5的支架相对，支架通过具有一组双联行星轮的支架轴形成。
载板21可具有略微的弹性，并且如所示每个支架的行星轮17a和17b可通过板21分开，所述行星轮布置在所述板21的各自一侧上。
辅助行星齿轮34可安装在行星齿轮4之后并与其连接，表示出所述辅助行星齿轮34的壳体。此辅助行星齿轮用来增加未示出的发电机轴的转数和叶轮轮毂6的转数的比例。
叶轮轮毂6可通过多个螺栓33紧固在保持装置的凸缘23上而固定在行星轮保持装置5上，螺栓同样延伸到外部径向轴向滚子轴承27的外圈27a中。轴承中的外圈27a可包括径向向内周向突出部27a’，其具有两个局部相互背向的截锥表面并形成轴承滚子27a的外轨道27a”，而所述轴承内的内圈27b包括相应的周向凹入部，其具有两个局部相互面向的截锥表面并同样形成轴承滚子27a的轨道27b”。
行星轮保持装置5可以是大致的罐形并设置至少两个内部轴向指向的突出部5b。通过由螺栓41旋在突出部上的端板40将所述突出部挤入轨道36以便将该载板21固定在这些轴向指向的突出部上。
如果风力涡轮机在使用时经受特别大的风力时，载板21和双联行星轮17a和17b可略微屈服，由此所述载板可略微弹性变形，行星轮的轴承内的滚子25’可在支架轴19略微转动时在球面轨道25”上略微运动。因此，通过行星轮传递的力是在接合位置处沿每个齿均匀分布的压力载荷。
本发明可以进行改型而不偏离本发明的范围。
权利要求
1.一种具有叶轮(1)、机舱(2)和塔(3)的风力涡轮机，其中机舱包括具有行星轮保持装置(5)的行星齿轮(4)，叶轮轮毂(6)刚性地连接在行星轮保持装置上，所述行星轮保持装置连接到或可连接到发电机轴上，并且其中行星齿轮(4)包括固定安装在机舱内的发动机框架(9)上或固定安装在刚性地与所述框架连接的构件上的齿圈(7)，并且其中行星齿轮的行星轮(14)围绕中心布置的太阳轮(14)运行，所述行星轮与任选地连接在平行齿轮(30)上的所述太阳轮(14)接合，其特征在于行星轮保持装置(5)通过至少两组(17)双联行星轮(17a、17b)可转动地安装在齿圈(7)上，由此每组双联行星轮可转动地安装在行星轮保持装置的支架轴(19)上，并且所述行星轮保持装置(5)通过外部径向轴向滚子轴承(28)并通过径向伸出超过所述齿圈的轴向向后指向的凸缘(23)可转动地布置在齿圈(7)的弯曲外侧(7b)上。
2.如权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，每组双联行星轮的每个行星轮通过最好是径向轴向滚子轴承的双球面滚子轴承(25)安装在支架轴(19)上，轴承的滚子(25’)在轴承外圈(25)的公用球面轨道(25”)上运行。
3.如权利要求1或2所述的风力涡轮机，其特征在于，行星轮保持装置(23)的外部径向轴向滚子轴承(27)与行星轮保持装置(5)的支架(19)大致径向相对布置。
4.如权利要求1、2或3所述的风力涡轮机，其特征在于，每组双联行星轮的行星轮(17a、17b)的支架轴(19)通过安装在行星轮保持装置(85)上并将该组行星轮的行星轮(17a、17b)分开的弹性载板(21)支承。
5.如权利要求1～4中一项或多项所述的风力涡轮机，其特征在于，在行星齿轮(4)之后设置辅助行星齿轮(34)，并与其连接，所述辅助行星轮齿轮(34)增加发电机的转数与叶轮轮毂(6)的转数的比例。
6.如权利要求1～5中一项或多项所述的风力涡轮机，其特征在于，叶轮轮毂(6)通过螺栓(33)紧固在所述行星轮保持装置的凸缘(23)上来固定在行星轮保持装置(5)上，所述螺栓还延伸到外部径向轴向滚子轴承(27)的外圈(27a)内。
7.如权利要求1～6中一项或多项所述的风力涡轮机，其特征在于，行星轮保持装置(5)的外部径向轴向滚子轴承(27)的外圈(27a)包括径向向内的周向突出部(27a’)，其带有两个局部相互背向的截锥表面(27a”)并形成该轴承滚子(27a)的外轨道，而所述轴承的内圈(27b)设置相应的周向凹入部，其带有两个局部相向的截锥表面并同样形成用于轴承滚子(27a)的轨道(27b”)。
8.如权利要求1～7中一项或多项所述的风力涡轮机，其特征在于，行星轮保持装置(5)是大致的罐形并设置至少两个内部轴向指向的突出部(5b)，通过螺钉(41)旋在所述突出部上的端板(40)将所述突出部(5b)挤入轨道(36)以便将该载板(21)固定在所述突出部上。
9.如权利要求1～8中一项或多项所述的风力涡轮机，其特征在于，外部径向轴向滚子轴承(27)安装在齿圈(7)上的外端凸缘(28)的紧后部。
10.如权利要求1～8中一项或多项所述的风力涡轮机，其特征在于，每个行星轮具有支架宽度的0.35～0.45倍的宽度。
全文摘要
一种具有叶轮(1)、机舱(2)和塔(3)的风力涡轮机，其中机舱包括具有行星轮保持装置(5)的行星齿轮(4)，叶轮轮毂(6)刚性地连接在行星轮保持装置上，所述行星轮保持装置连接到或可连接到发电机轴上，并且其中行星齿轮(4)包括固定安装在机舱内的发动机框架(9)上或固定安装在刚性地与所述框架连接的构件上的齿圈(7)，并且其中行星齿轮的行星轮(14)围绕中心布置的太阳轮(14)运行，所述行星轮与任选地连接在平行齿轮(30)上的所述太阳轮(14)接合，其特征在于行星轮保持装置(5)通过至少两组(17)双联行星轮(17a、17b)可转动地安装在齿圈(7)上，由此每组双联行星轮可转动地安装在行星轮保持装置的支架轴(19)上，并且所述行星轮保持装置(5)通过外部径向轴向滚子轴承(28)并通过径向伸出超过所述齿圈的轴向向后指向的凸缘(23)可转动地布置在齿圈(7)的弯曲外侧(7b)上。
文档编号F16H1/28GK1556896SQ02811174
公开日2004年12月22日 申请日期2002年3月14日 优先权日2001年4月2日
发明者M·克里斯坦森, M 克里斯坦森 申请人:维斯塔斯风力系统有限公司