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Patent Searching and Data


Title:
BRAKE, ESPECIALLY FOR WIND FARMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/076818
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a brake, especially for wind farms, comprising a set of brake blocks (16, 18) and a drive (28) for the brake blocks. The invention is characterised in that the drive (28) engages with a lever (24) which can be pivoted on a plane which is parallel to the brake blocks (16, 18) and which acts upon the brake blocks (16, 18) by means of a gear mechanism (22) which converts the pivoting movement into an axial movement.

Inventors:
AGARDY GABOR-JOSEF (DE)
EDZARDS JUERN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/008175
Publication Date:
September 18, 2003
Filing Date:
July 23, 2002
Export Citation:
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Assignee:
HANNING & KAHL GMBH & CO KG (DE)
AGARDY GABOR-JOSEF (DE)
EDZARDS JUERN (DE)
International Classes:
F16D65/18; F03D11/00; F16D65/14; (IPC1-7): F16D65/18
Domestic Patent References:
WO2001021977A12001-03-29
Foreign References:
GB2074261A1981-10-28
US4354581A1982-10-19
US4513839A1985-04-30
GB2004607A1979-04-04
DE19605988A11997-08-21
DE3516821A11986-11-13
Attorney, Agent or Firm:
Wiebusch, Manfred (Artur-Ladebeck-Strasse 51 Bielefeld, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Bremse, insbesondere für Windkraftanlagen, mit einem Satz Bremsbacken (16,18) und einem Antrieb (28) für die Bremsbacken, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (28) an einem Hebel (24) angreift, der in einer zu den Bremsbak ken (16,18) parallelen Ebene schwenkbar ist und über ein Getriebe (22), das die Schwenkbewegung in eine Axialbewegung umsetzt, auf die Bremsbacken (16, 18) wirkt.
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) ein Spindelgetriebe ist.
3. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) ein Kugelspindelgetriebe ist.
4. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) eine Spindel mit Planetenrollengewinde aufweist.
5. Bremse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) eine axial verschiebbar und drehfest in einem Gehäuse (20) ge führte Spindel (34) aufweist, die mit einem Ende auf eine der Bremsbacken (18) wirkt und die mit einer an dem Hebel (24) ausgebildeten Gewindebuchse (38) in Gewindeeingriff steht.
6. Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebuchse (38) mit Wälzlagern (46) im Gehäuse (20) gelagert ist.
7. Bremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ge windebuchse (38) an mindestens einem axialen Ende über Axiallager (48) am Gehäuse abstützt.
8. Bremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Federspeicherbremse ausgebildet ist und daß das Getriebe (22) ein Federpaket (52) spannt, wenn der Antrieb (28) aktiv ist, und die Kraft des Feder pakets (52) auf die Bremsbacken (16,18) wirken läßt, wenn der Hebel (24) frei gegeben wird.
9. Bremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) in umgekehrten Stellungen im Gehäuse (20) montierbar ist.
Description:
BREMSE, INSBESONDERE FÜR WINDKRAFTANLAGEN Die Erfindung betrifft eine Bremse, insbesondere für Windkraftanlagen, mit ei- nem Satz Bremsbacken und einem Antrieb für die Bremsbacken.

Bremsen für den Rotor einer Windkraftanlage oder für ähnliche Großaggregate müssen in der Lage sein, hohe Bremskräfte zu erzeugen, und erfordern daher ei- nen entsprechend stark ausgelegten Antrieb. Bisher wird ein hydraulischer An- trieb eingesetzt, der unmittelbar die Anpreßkraft für die Bremsbacken erzeugt.

Die verhältnismäßig große und schwere Kolben/Zylindereinheit des hydrauli- schen Antriebs liegt dann unmittelbar hinter den Bremsbacken. Bei beengten räumlichen Verhältnissen, beispielsweise in der Gondel einer Windkraftanlage, kann es sich daher als schwierig erweisen, den nötigen Platz für den Antrieb be- reitzustellen.

Hydraulische Antriebe haben zudem den Nachteil, daß sie verhältnismäßig um- weltbelastend, teuer und wartungsaufwendig sind, da eine geeignete Hydraulik- flüssigkeit sowie Dichtungen und dergleichen zur Abdichtung des Hydrauliksy- stems benötigt werden und da aus Gründen der Betriebssicherheit der Füll- stand und der Zustand der Hydraulikflüssigkeit von Zeit zu Zeit überprüft wer- den muß. Unter diesen Gesichtspunkten wäre es wünschenswert, statt eines hy- draulischen Antriebs einen elektromechanischen Antrieb einzusetzen. Es erweist sich jedoch als schwierig, mit Hilfe eines elektromechanischen Antriebs eine ausreichende Anpreßkraft für die Bremsbacken bereitzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremse der eingangs genannten Art zu schaf- fen, die eine größere Freiheit hinsichtlich der Gestaltung und Anordnung des Antriebs aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Antrieb an einem Hebel angreift, der in einer zu den Bremsbacken parallelen Ebene schwenkbar ist und über ein Ge- triebe, das die Schwenkbewegung in eine Axialbewegung umsetzt, auf die Bremsbacken wirkt.

Bei der erfindungsgemäßen Bremse kann somit der Antrieb seitlich versetzt zu den Bremsbacken angeordnet sein, was sich unter bestimmten Einbaubedin- gungen als vorteilhaft erweist. Da außerdem der Antrieb über den Hebel und

das Getriebe auf die Bremsbacken einwirkt, läßt sich durch die Hebel-und Ge- triebeübersetzung eine bedeutende Kraftverstärkung erreichen, so daß der An- trieb selbst entsprechend schwächer ausgelegt werden kann. Dies ermöglicht insbesondere auch den Einsatz elektromechanischer Antriebe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- chen.

Das Getriebe wird vorzugsweise durch eine Spindel gebildet, die drehfest und axial verschiebbar in einem Gehäuse gehalten ist und an einem Ende eine der Bremsbacken trägt und die mit einer Gewindebuchse am radial inneren Ende des Hebels in Eingriff steht.

Für eine leichtgängige Verstellung kann die Gewindebuchse als Kugelbuchse ausgebildet sein. Ebenso ist der Einsatz eines Planetenrollengewindes, einer Pla- neten-Wälz-Gewindespindel oder einer Differentialrollenspindel möglich. Außer- dem ist es bevorzugt, die Gewindebuchse mit Wälzlagern in dem Gehäuse zu la- gern und insbesondere durch ein Axiallager gegen die beim Verstellen der Spin- del auftretenden axialen Reaktionskräfte abzustützen.

Die Bremse kann wahlweise als aktive Bremse ausgelegt sein, bei der die Brems- backen in die bremswirksame Position gebracht werden, wenn der Antrieb erregt ist, oder als passive Bremse, beispielsweise als Federspeicherbremse, bei der der Antrieb aktiviert werden muß, um die Bremse in der gelösten Stellung zu halten, so daß die Bremse bei einem Abfall der Antriebsenergie automatisch greift. Im letzteren Fall muß die Spindel mit Hilfe des Getriebes und des Hebels in die den Bremsbacken entgegengesetzten Richtung verstellt werden, um das Federpaket zu spannen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe so ausgebildet, daß es sich je nach Anwendungsfall in umgekehrten Stellungen in dem Gehäuse montieren läßt, so daß aktive und passive Bremsen weitgehend unter Verwendung identischer Bauteile hergestellt werden können und eine ein- fache Umrüstung von einem Bremsentyp auf den anderen möglich ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich- nung näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine Ansicht einer Scheibenbremse für eine Windkraftanlage ; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1 ; und Fig. 3 einen Schnitt durch eine Federspeicherbremse.

Die in Figuren 1 und 2 gezeigte Scheibenbremse weist einen am Rand einer Bremsscheibe 10 angeordneten Schwimmsattel 12 auf, der auf achsparallel zur Bremsscheibe 10 verlaufenden Führungsstangen 14 verschiebbar geführt ist und die Bremsscheibe 10 mit zwei Bremsbacken 16, 18 umgreift, wie in Figur 2 zu erkennen ist. An den Schwimmsattel 12 ist ein Gehäuse 20 angebaut, das ein Getriebe 22 aufnimmt und aus dem ein Hebel 24 herausragt, der in einer zu der Bremsscheibe 10 und den Bremsbacken 16,18 parallelen Ebene um die Achse des Getriebes 22 schwenkbar ist.

Das freie Ende des Hebels 24 ist gelenkig mit einer Stellstange 26 eines elektro- mechanischen Antriebs 28 verbunden. Der Antrieb 28 ist im gezeigten Beispiel schwenkbar an einem Widerlager 30 befestigt, das fest am Gestell der Wind- kraftanlage sitzt. Wahlweise könnte der Antrieb 28 jedoch auch mit Hilfe eines Halters 32 an dem Schwimmsattel 12 gehalten sein, wie in Figur 1 strichpunk- tiert angedeutet ist.

Das Getriebe 22 wird im gezeigten Beispiel durch eine Spindel 34 gebildet, die in ihrem mittleren Abschnitt ein Gewinde 36, beispielsweise ein Rollgewinde trägt und mit einer am inneren Ende des Hebels 24 ausgebildeten Gewindebuchse 38, beispielsweise einer Kugelbuchse, in Eingriff steht. Die auf beiden Seiten des Gewindes 36 gelegenen Endabschnitte der Spindel 34 sind verschiebbar in Gleitlagern 40,42 geführt und tragen Keile 44, mit denen die Spindel gegen Ver- drehung gesichert ist. Die Gewindebuchse 38 ist mit Radial-Wälzlagern 46 dreh- bar im Getriebegehäuse 20 gelagert. Auf der den Bremsbacken 16, 18 entgegen- gesetzten Seite wird sie zusätzlich durch Axiallager 48 im Getriebegehäuse abge- stützt.

Das in Figur 2 linke Ende der Spindel 34 ist mit der beweglichen Bremsbacke 18 verbunden. Wenn der Hebel 24 mit Hilfe des Antriebs 28 um die Achse der Spin-

del 34 geschwenkt wird, so verlagert sich die Spindel 34 nach links in Figur 2, und die Bremsbacken 16,18 werden gleichmäßig gegen die Bremsscheibe ange- preßt. Die dabei an der Gewindebuchse 38 auftretenden Reaktionskräfte werden durch die Axiallager 48 aufgenommen.

Im gezeigten Beispiel ist der Antrieb 28 umkehrbar, und die Bremse wird gelöst, indem die Stellstange 26 mit Hilfe des Antriebs ausgefahren wird, so daß der Hebel 24 wieder in die Ausgangsstellung zurückgeschwenkt wird.

Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Bremse, die in diesem Fall als Federspeicherbremse ausgebildet ist. An das Getriebegehäuse 20 ist auf der dem Schwimmsattel 12 entgegengesetzten Seite ein Federspeicher 50 mit einem Federpaket 52 angebaut. Das Getriebe 22 ist hier in umgekehrter Stellung in das Gehäuse 20 eingebaut, so daß die Axiallager 48 auf der den Bremsbacken 16,18 zugewandten Seite liegen. Der in Figur 3 nicht gezeigte Antrieb ist bei ge- löster Bremse erregt und hält die Spindel 34 in einer nach rechts verschobenen Position, in der sie über einen Ausrücker 54 das Federpaket 52 komprimiert hält. Wenn der Antrieb 28 abgeschaltet wird (oder durch Stromausfall unwirk- sam wird), so wird die bewegliche Bremsbacke 18 durch das gespannte Federpa- ket 52 über den Ausrücker 54 und die Spindel 34 nach links in die bremswirk- same Position gedrückt. Das Getriebe 22 darf in diesem Fall nicht selbsthem- mend sein, damit der Hebel 24 allein durch die Kraft des Federpakets 52 ver- schwenkt werden kann.

Bei beiden Ausführungsformen kann eine zusätzliche Verrastung oder Verriege- lung für den Hebel 24 und/oder den Antrieb 28 vorgesehen sein, so daß sich die Bremse auch ohne dauernde Aktivierung des Antriebs in der wirksamen oder der unwirksamen Stellung oder in beiden Stellungen arretieren läßt. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, den Hebel 24 elastisch auszubilden oder elastisch, beispielsweise durch eine Schlingfeder, mit der Gewindebuchse 38 zu koppeln, damit die Wirkung des Antriebs gedämpft wird und/oder ein sicheres Einfallen und Wirksamwerden der Verriegelung gewährleistet wird.