Windkraftanlagen erzeugen durch Rotationen ihrer mit Rotor- blätter versehenen Nabe über ein nachgeschaltetes Getriebe, das mit einem Generator mechanisch verbunden ist, elektrische Energie. Dabei handelt es sich um eine Kombinationen von Ein- zelelementen, wie Getriebe, Kupplung und Generator die axial hintereinander angeordnet sind und ein entsprechend hohes Ge- wicht und dementsprechenden Platzbedarf aufweisen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde eine Wind- kraftanlage zu schaffen, bei der das Gewicht von Generator und Getriebe als auch deren Platzbedarf reduziert ist gegen- über herkömmlichen Anlagen und nahezu wartungsfrei betreibbar ist. Des weiteren soll eine derartige Getriebe-Generator- Einheit auch für Off-shore-Anlagen einsetzbar sein.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, dass das Getriebe im Generator integriert ist.

Damit ist der Abtrieb des Getriebes direkt mit dem Läufer des Generators mechanisch gekoppelt. Durch den erfindungsgemäßen Entfall der Kupplung ist die gesamte Getriebe-Generator-Ein- heit kompakter, benötigt weniger Bauvolumen und ist damit, dies ist für den Off-shore-Einsatz relevant, einfacher abzu- dichten. Der Läufer, der vorzugsweise ein permanentmagneter- regter Läufer oder aber auch ein elektrisch erregter Läufer sein kann, wird dabei als Innen-oder auch als Außenläufer ausgeführt.

Der Außenläufer wird dabei auf der feststehenden Getriebestu- fe einseitig oder beidseitig gelagert. Diese Lagerung ist in die Statorstruktur integriert. Die Lagerung ist vorzugsweise isoliert ausgeführt und unterdrückt damit ev. Kreisströme. Es wird außerdem ein kleiner und gleichmäßiger Luftspalt er- reicht.

Je nach Auslegung des Getriebes kann die Getriebeabtriebsstu- fe als Planetenträger oder auch als Innenverzahnung ausge- führt sein. Dementsprechend weist die Getriebeantriebsstufe, also der Antriebsstrang eine Innenverzahnung bzw. einen Pla- netenträger auf. Die Anordnung der Getriebestufen kann in Ab- hängigkeit der elektrischen Auslegung des Generators bei ein- seitiger Lagerung innerhalb der Statorstruktur und bei beid- seitiger Lagerung vor der Statorstruktur liegen.

Die Lager selbst sind dabei als konventionelle Wälz-oder Gleitlager ausgeführt. Sie können aber ebenso als magnetische oder hydrostatische Lager ausgeführt sein mit den dafür je- weils erforderlichen Systemkomponenten wie elektrische Steu- er-und Regelungstechnik, ggf. Pumpen und der notwendigen Ü- berwachungstechnik.

Die feststehende Statorstruktur trägt zum einen die elek- trisch relevanten Generatorkomponenten und zum anderen ist sie derart ausgeführt, um eine oder mehrere feststehende Ge- triebestufen aufnehmen zu können.

Damit wird das gesamte Anlagengewicht von Getriebe und Gene- rator gegenüber herkömmlichen Anlagen reduziert, der Gesamt- wirkungsgrad wird erhöht und die Anzahl der Lagerungen redu- ziert. Außerdem werden Ausrichtfehler bei der Montage verrin- gert und die Länge des Antriebsstranges erheblich verkürzt.

Durch Verwendung eines permanentmagneterregten Läufers wird vorteilhafterweise die Wartung gegenüber herkömmlichen elekt- risch erregten Läufern weiter reduziert.

An wartungsbedürftigen Funktionselementen verbleiben damit lediglich eine zentrale Steuerung eines Schmiermittelkreis- laufes, die Steuerungs-und Regelungsorgane des Generators, gegebenenfalls Überwachungs-und Steuerungseinrichtungen ei- nes Kühlmittelkreislaufs des Generators, Steuerungs-und Überwachungsorgane von Bremseinrichtungen und entsprechende Steuerungsorgane zur Drehung der Rotorblätter. Vorteilhaft sind weitere Überwachungsorgane wie z. B. Sensoren zur Körper- schallmessung des Getriebes, Erfassung der Windgeschwindig- keit und der Winkel der Rotorblätter.

Die vorliegenden Betriebsdaten ermöglichen nun vor Ort oder von einer zentralen Warte aus automatische oder manuelle Ein- griffe in die Windkraftanlage. Dieser Datentransfer, der als bidirektionale Kommunikation stattfindet, ist vorteilhafter- weise insbesondere bei Off-shore-Anlagen drahtlos einsetzbar.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden in sche- matisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Darin zeigen : FIG 1, 2 Ausführungsformen einer Windkraftanlage mit integ- rierten Getriebe und einen permanentmagneterregten Außenläu- fer mit Planetenträger.

FIG 1 und 2 zeigen jeweils eine nicht näher dargestellte Windkraftanlage 1, bei der die Windenergie in Rotation eines Antriebsstranges 2 umgesetzt wird, der in einer nicht näher dargestellten Gehäusestruktur drehbar gelagert ist. Die Ge- häusestruktur weist vorteilhafterweise nicht näher darge- stellte Luft-oder Flüssigkeitskühleinrichtungen insbesondere der elektrischen Betriebsmittel auf.

Der Antriebsstrang 2 ist zumindest dort hohl ausgeführt, wo sich eine Innenverzahnung 1-2 befindet. Die Verzahnung kann dabei schräg oder gerade ausgeführt sein. Durch Rotation des

Antriebsstranges 2 wird über eine oder mehrere Getriebeab- triebsstufen 4, ein feststehendes Zahnrad 3 und eine mechani- sche Verbindung 9 der Außenläufer 8 ebenfalls in Rotation versetzt. Dabei bildet der einem Stator 5 gegenüberliegende Teil des Außenläufers 8, also der Rotor 7 mit seinen Perma- nentmagneten 6 einen Generator. Unter dem Außenläufer 8 wird dabei die mechanische Struktur verstanden, die den mit dem Stator 5 elektromagnetisch wechselwirkenden Teil also den Ro- tor 7 beinhaltet und das Antriebsmoment vom Antriebstrang 2 an den Generator weiterleitet.

Der Stator 5 selbst ist in der nicht näher dargestellten Ge- häusestruktur integriert. Der Außenläufer 8 ist über eine La- gerung 11 von der Gehäusestruktur 10 abgesetzt. Die Lagerung 11 ist bei beiden Ausführungsformen beidseitig ausgeführt ; sie kann aber, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist auch einsei- tig ausgeführt werden. Dies führt u. a. zu einer weiteren Re- duzierung von Montage-und Wartungsarbeiten. Die Lagerung ist vorteilhafterweise isoliert ausgeführt.

Die Anordnung der Getriebe stufen erfolgt in Abhängigkeit der elektrischen Auslegung des Generators bei einseitiger Lage- rung innerhalb der Statorstruktur und bei beidseitiger Lage- rung im wesentlichen vor der Statorstruktur.

Damit lässt sich eine sehr kompakte Windkraftanlage 1 auf- stellen, da die integrierte Bauweise eines Getriebes mit den Getriebeabtriebsstufen 4, einem feststehenden Zahnrad 3 und einem Generator eine kompakte Bauweise ermöglicht.

Die Windkraftanlage kann ebenso mit innenliegenden Läufern ausgestattet werden.

Außen-und Innenläufer können ebenso elektrisch erregt ausge- führt sein.