在旋转轴中对导管定中心的制作方法

本发明涉及一种用于在旋转轴中对导管定中心的装置、一种包括这样的装置的在旋转轴中的导管的组件，以及一种具有对应的组件的风力发电设备。

背景技术：

在具有两个彼此相对旋转的部件的设备中通常必要的是：在两个部件之间建立导管连接，以便例如可以实现电功率传输和信号传输。对应的导管通常通过设置成用于旋转的轴被引导至集电环组件，在该集电环组件处经由与设备的一部分相关联的集电环和与设备的另一部分相关联的、放置在集电环上的（例如炭刷的）接收器形成的组件在设备的两个部分之间建立电连接。对于液压导管而言，常常动用完全相同地相对于轴线安排的旋转联结器的级联。

对于具有两个彼此相对旋转的部件的设备的实例是风力发电设备，在这两个部件之间必须建立导管连接。在已知的风力发电设备中，围绕基本上水平的轴线可旋转的转子（该转子具有安排在其上的转子叶片）通过风进行旋转。在此，转子利用转子轴支承在机舱中且（在必要时经由传动器）与发电机连接，以用于将转子的旋转能量转换为电能。在现代风力发电设备中，各种电驱动和/或液压驱动的部件（例如传感装置或叶片调整驱动器）位于转子本身中，这些部件必须经由转子轴与在不转动的机舱中的控制部件和供电部件电连接和/或液压连接。为此，导管通过实施为中空轴的转子轴被引导至转接点，例如集电环组件或旋转联结器。

引导通过旋转轴的、共同旋转的导管由于作用在其上的重力而遭受基本上弯曲的运动，因为导管由于在轴的内壁处的摩擦首先在一定的路段上与旋转轴一起运动，但是然后又由于重力而向下掉落。导管外罩在此随着时间流逝而磨损，这要求定期更换导管，以防止导管失效和由此或许设备作为整体而失效。此外，对于电气导管而言持续的运动可能导致缆线断裂，缆线断裂同样要求定期使设备停机和更换导管。尤其是轴向运动中的运动可能蔓延到导管端部，这可能使导管的可靠联接变得困难。

技术实现要素：

本发明的目的是，创造一种装置，其中从现有技术中已知的问题不再可能出现或仅还可能以降低的程度出现。

该目的通过根据主权利要求所述的装置以及根据并列权利要求所述的组件和风力发电设备来实现。

相应地，本发明涉及一种用于在旋转的中空轴中对导管定中心的装置，该装置包括管道，该管道的壁在整个管道长度上基本上平行于管道轴线开槽缝，并且该管道能够充分地变形以用于暂时扩宽槽缝以便将导管径向引入到管道中，其中在该管道的外侧以在纵向和周向上分布的方式安排有刷毛簇以用于支撑在旋转的中空轴的内直径处。

此外，本发明涉及一种组件，该组件包括一个中空轴和至少一个被引导穿过该中空轴的导管，其中该至少一个导管在安排在中空轴中的根据本发明的装置的管道中被引导。

本发明还涉及一种风力发电设备，其具有围绕形成为中空轴的转子轴可转动地支承在机舱处的转子，其中至少一个导管从转子、通过转子轴被引导至机舱，并且其中在转子轴中的导管引导件被实施为根据本发明的组件。

关于根据本发明的装置多次涉及“旋转的中空轴的内直径”，中空轴本身不是根据本发明的装置的元件。但是根据本发明的装置的正常应用包含该装置在中空轴中的安排，其中这取决于装置的尺寸相对于中空轴的内直径的正确比例。因此，提及“旋转的中空轴的内直径”是指共同确定根据本发明的装置的尺寸的标称直径，该标称直径仅仅出于更好理解的原因被称为旋转的中空轴的内直径。

借助于根据本发明的装置可行的是，一个或多个导管如此在旋转轴中定中心，使得从现有技术中已知的导管的弯曲运动和与其相关的缺点能够得以避免或至少明显降低。在此，该（这些）导管安排在管道中，该管道具有相对于旋转轴的内直径明显更小的内直径，从而安排在该管道中的导管的弯曲运动至少明显地减少。但是优选的是，管道的内直径如此匹配导管的外直径和/或数量，使得导管在管道内部在旋转时不再实施相对运动。

为了能够简单地将导管引入到管道中或在需要时将单独的导管再次取出（例如为了更换受损的导管），壁在整个管道长度上基本上平行于管道轴线开槽缝。该槽缝能够在需要时扩宽，从而能够至少分别在管道的径向方向上引入或取出导管。“基本上”就此而言意味着，槽缝的纵向与管道的纵轴线的偏差小于5度、优选小于3度、进一步优选小于1度。槽缝还能够完全平行于管道的纵轴线，由此能够实现管道或者槽缝的特别简单的且由此成本有效的制造。

为了能够实现这种扩宽（在扩宽之后槽缝当然必须再次闭合，以便将导管保持在管道的内部中），在优选的实施方案中管道能够设计成足够有弹性的，从而槽缝的扩宽能够仅仅通过管道的弹性变形而实现。该实施方案带来如下优点：槽缝原则上独立地再次闭合。弹性可变形性还能够用于通过夹持作用将导管固定在管道内部中以防止相对于管道的相对运动。为此管道内直径应选择成稍微小于待容纳的导管或待容纳的导管束的外直径。

但是替代性地例如也可行的是：提供在管道的长度上延伸的铰链装置（例如薄膜铰链），通过该铰链装置能够翻开管道，以便因此扩宽槽缝。最后还可行的是，管道设有第二纵截面，从而能够将管道拆开为两个部分，以便因此“扩宽”两个槽缝并将导管引入到管道中；接着将管道的这两个部分再次结合在一起。尤其在这两种情况下优选的是，该装置包括紧固元件，利用这些紧固元件防止该或这些槽缝的意外扩宽。这些紧固元件能够例如包括锁定元件或用于拧接的凸缘。

在上述所有实施方案中应注意的是：该装置包括管道，其中虽然应使得纵向槽缝的如有需要的扩宽成为可能，但是同时管道还具有保持基本管道形状的刚性。

管道本身通过安排在管道外侧的刷毛簇支撑在旋转的中空轴的内壁处，在使用时该装置被引入到该中空轴中。刷毛簇的自由端部在此贴靠旋转的中空轴的内壁并且相应地包括为了承载管道和包含在其中的导管的重量而足够刚性的刷毛。结果是根据本发明的装置的管道能够定中心地保持在旋转的中空轴中。这自然以下述条件为前提：即，刷毛簇包括足够数量的刷毛且刷毛簇总体上具有足够的刚性以用于承载管道以及位于其中的导管。但是对于本领域技术人员来说能够无问题地实现，找到合适的毛刷配置。

优选的是，装置的通过刷毛簇的自由端部限定的外直径至少对应于旋转的中空轴的内直径（更确切地说，该装置的标称直径），优选比旋转轴的内直径大至少5%、进一步优选至少10%。换句话说，围绕刷毛簇的圆周的直径应至少对应于中空轴的内直径，从而在中空轴旋转时刷毛簇还能够可靠地确保管道的定中心。甚至优选的是，圆周的直径比旋转的中空轴的内直径大近似5%、进一步优选近似10%。在这种情况下，在将装置引入到中空轴中之后，至少一些刷毛弯曲并且如此贴靠中空轴的内壁，使得获得弹性作用。由此能够使可能的振动（该振动可能导致位于管道中的该（这些）导管彼此摩擦和/或与管道本身相互摩擦）至少部分地远离管道。还能够实现相对于超过针对中空轴的内直径的理论尺寸的一定的公差。

还能够提出，刷毛簇以相对于管道的外侧不等于90°的角度而安排，其中刷毛优选与待期待的运动方向相反地倾斜。在装置的给出的运动方向上进行引入时，通过对应的安排能够使得将装置引入到中空轴中变得容易。

优选的是，刷毛簇规则分布地安排在管道的长度和/或圆周上。例如，刷毛簇能够安排在放置于管道外侧的虚拟网格的节点处。通过对应的安排，在装置的纵向上获得有规则地无刷毛簇的区段，在这些区段处例如管道的单独的部段连同安排在该单独的部段处的刷毛簇能够被分隔开，以便将装置缩短到期望的长度。在对应的区域中还能够安排有缆线束带，利用这些缆线束带管道能够相对于安排在其中的导管固定并防止槽缝的意外扩宽。当然还可行的是，在不规则地安排刷毛簇的情况下也提供对应的无刷毛簇的区段。

优选的是，该管道在其内侧具有在管道的整个长度上平行于管道纵轴线延伸的至少一个变细区域。通过这样的变细区域能够例如创造薄膜铰链。但是通过对应的变细区域，即使当管道在其余部分具有对于期望的柔性而言过大的壁厚（例如以便能够将刷毛簇固定在壁中）时，也能够确保管道的弹性的柔性以便在需要时扩宽纵向槽缝。如果设置有多个变细区域，则这些变细区域优选对称地和/或均匀地分布在管道的圆周上。

优选的是，在该管道的内侧的所有边缘是毛刺的和/或设有半径。除了在纵向槽缝的区域中的边缘之外，与变细区域相关的所有边缘也包含在其中。通过在管道的内侧避免尖锐的边缘，降低了容纳到管道中的导管损伤的风险。

优选地，在管道的外侧和/或端侧设置有连接元件，用于将装置与在轴向方向上直接相邻的装置连接成组合装置。通过对应的连接元件能够实现具有任意长度的、由根据本发明的装置形成的组合装置，其中单个装置此外能够具有可良好操作的长度。连接元件可能被设计为锥形支座的部件或者锁定连接件的部件，其能够与相邻装置的对应部件共同作用。

装置的管道能够以挤压成型方法或作为压铸件由塑料制造并且接着设有刷毛簇。对于上文描述的实施方案而言（其中槽缝的扩宽是通过管道的弹性变形实现的），塑料优选是足够弹性的。

在一种实施例中，管道的内直径为32mm，其中管道的壁厚为4.5mm。刷毛簇垂直于管道的外壁安排并且具有长度为大约22mm的刷毛。具有该实施例的尺寸的装置因此适用于在具有最大达85mm的实际内直径的中空轴中使用，其中根据该实例的装置通常也能够用于中空轴的最大达80mm的内直径。该装置的上述所有尺寸在需要时还能够变化±5%或±10%，以便例如实现另外的标称直径。

该装置在所提及的实施例中具有0.5m的长度。但是该装置能够在其管道的端侧设有连接元件，从而该装置能够与其他对应的装置连接成具有例如5m至8m的总长度的组合装置。该总长度的中间尺寸能够通过以下方式实现：即，适当地缩短该组合装置的外部装置。

此外还可行的是，沿着导管相继安排多个用于形成组合装置的装置，而这些装置在此不必相互连接。因为所有装置独立地支撑在中空轴处，所以在正常引入对应的“松散的”组合装置之后仍然实现根据本发明的优点。组合装置的这些单独装置能够在此直接相邻地或彼此间隔开地安排。

当在风力发电设备中使用由根据本发明的多个装置形成的组合装置时，通常从组合到一起的中空轴的总长度中（例如从传动器的与转子中空轴共轴地联结的中空轴的总长度）中得到所需的总长度。尤其在这样的情况下，中空轴的内直径能够改变，其中于是该装置的一部分优选相对于组合装置的另外的装置具有不同的外直径。但是还可行的是，在具有原则上更大的内直径的中空轴中安排有具有与传动器中空轴类似的内直径的附加的引导管道。

为了解释根据本发明的组件以及根据本发明的风力发电设备，参看上文的实施方案。

附图说明

现在借助有利的实施方式参照附图示例性地描述本发明。附图示出：

图1：根据本发明的装置的第一实施例；

图2：来自图1的装置的应用的示意图；

图3：根据本发明的装置的第二实施例；以及

图4：来自图3的装置的示意性截面图。

具体实施方式

在图1中展示了根据本发明的装置1的第一实施例。

装置1包括由塑料制成的管道2，该管道的壁3在整个管道长度上平行于管道轴线设有槽缝4。在此，塑料的弹性被选择成使得槽缝4能够变形以便将导管束90或单独的导管91径向地引入到管道2中。

在管道2的外侧安排有以规则的网格分布在纵向和周向上的刷毛簇5，这些刷毛簇垂直于管道2的外侧伸出。

刷毛簇5的最长的刷毛限定装置1的外直径。该外直径被选择成使得该外直径比装置1应被引入其中的中空轴的内直径大5%。在引入同一中空轴中之后，导管束90由贴靠中空轴的内壁的刷毛簇5保持定中心。

在图2中示意性地示出了将导管91或者导管束引入到根据图1的装置1中。以管道2为变形（图2a）的初始状态为出发点，槽缝4由于管道壁3的弹性变形而被扩宽成使得组合成导管束90的导管91能够在相对于管道轴线的径向方向上被引入到管道2中（图2b）。接着，管道2恢复成其原始形状，由此管道2包围导管束90（图2c）。

在图2c中还示出了通过刷毛簇5的自由端部（更确切地说，其相应最长的刷毛）限定的外直径6。管道2能够在图2c中示出的配置中利用缆线束带7紧固，这些缆线束带被放置在围绕管道2的无刷毛簇的区段处（参照图1）。

在图3中示出了根据本发明的装置1的第二实施例，该第二实施例建立在第一实施例上的基础上。因此下文仅仅解释与第一实施例的区别并且以下参照上文针对图1和2的实施方案。

刷毛簇5在根据图3的实施例中相对于管道2的外侧不再垂直地安排，而是安排成以小于90°的角度在转子轴线的方向上倾斜。通过刷毛簇5的对应安排，使得在通过箭头92指示的方向上将装置1引入到中空轴中变得容易。

此外，装置1还具有多个无刷毛簇的区段8，装置1在需要时能够在这些区段处被分隔开。结果可行的是，将装置1的长度减小到期望的程度。在同样的区段8中也能够安排缆线束带7以用于将装置1紧固在导管束90处（参照图1）。

此外，在管道2的两个端部设置有连接元件9，装置1能够经由这些连接元件与对应于示出的装置1的相邻装置相连接。连接元件9被实施为具有通孔的凸起部，连接夹（未示出）能够被引入到这些凸起部中。

如在根据图4的截面视图中看出的，管道2的壁3在周向上与槽缝4对置的位置处在内部具有变细区域9，该变细区域在管道2的整个长度上延伸。通过变细区域9使得由于管道2的弹性变形而扩宽槽缝4变得容易。在变细区域9的区域中的边缘全部被圆整，以避免损伤导管束90的导管91。

根据图1和2的第一实施例的管道2能够以挤出成型工艺来制造，而第二实施例的管道为压铸件。这两个实施方案的共同点是，刷毛簇5在制造管道2之后被安置在管道处。此外，管道2由如此有弹性的塑料制成，使得能够无损伤地实现结合图2描述的对槽缝4的扩宽。