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Title:
AZIMUTH BEARING OF A WIND TURBINE GENERATOR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/049605
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a wind turbine generator system, especially for converting wind energy into electric energy, which has at least one rotor with at least one rotor blade, which essentially takes up the wind energy that is to be converted, at least one machine support, with which the rotor is connected so that it can rotate, a tower, on which the machine support is mounted so that, depending on the direction of the wind, it can rotate about a vertical axis of the tower, a bearing having at least one pair of bearing partners, by means of which the machine support is mounted on the tower, wherein the bearing partners can be spaced apart variably and the space formed by the spacing apart is filled with a gaseous or liquid medium.

Inventors:
JESCHKE ALEXANDER (DE)
WERNICKE JENS-THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2008/001686
Publication Date:
April 23, 2009
Filing Date:
October 20, 2008
Export Citation:
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Assignee:
INNOVATIVE WINDPOWER AG (DE)
JESCHKE ALEXANDER (DE)
WERNICKE JENS-THOMAS (DE)
International Classes:
F03D11/00
Foreign References:
GB2430986A2007-04-11
DE10238017A12003-04-30
DE19917498A12000-01-05
US20040041406A12004-03-04
DE102005039434A12007-02-22
Attorney, Agent or Firm:
KOCH, Carsten (Gutenbergstrasse 12, Düren, DE)
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Claims:

Patentansprüche:

1. Windkraftanlage, insbesondere zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie, aufweisend

wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt, welches im Wesentli- chen die umzuwandelnde Windenergie aufnimmt; wenigstens einen Maschinenträger, mit dem der Rotor drehbar verbunden ist; wenigstens einen Turm, auf dem der Maschinenträger windrichtungsabhängig um eine vertikale Achse des Turms drehbar gelagert ist,

ein wenigstens ein Lagerpartnerpaar aufweisendes Lager, mittels dessen die La- gerung des Maschinenträgers auf dem Turm erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerpartner veränderlich beabstandbar sind und der durch ein Beabstanden entstehende Zwischenraum mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium gefüllt ist.

2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beabstandung im Wesentlichen in Richtung der axial wirkenden Gravitationskräfte zum Zwecke der Lagerung des Maschinenträgers ausgeprägt ist.

3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beabstandung eine wesentliche Ausprägung in Richtung der radial wirkenden Biegekräfte zur Zentrierung des Maschinenträgers aufweist.

4. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenträger und wenigstens einer der den Maschinenträger tragenden Lagerpartner drehfest miteinander verbunden ist.

5. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Maschinenträger als wenigstens ein Lagerpartner ausgeprägt ist.

6. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlage wenigstens eine Stelleinrichtung zur horizontalen Ausrichtung des Maschinenträgers umfasst.

7. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlage wenigstens eine Bremseinrichtung zur Fixierung des Maschinenträgers in seiner horizontalen Ausrichtung umfasst.

8. Windkraftanlage nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung und die Bremseinrichtung eine Einheit bilden.

9. Windkraftanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandete Lagerung temporär erfolgt.

10. Windkraftanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandete Lagerung während einer änderung der horizontalen Ausrichtung des Maschinenträgers erfolgt.

11. Windkraftanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beabstandung des den Maschinenträger tragenden La-

gerpartners in Richtung der axial wirkenden Gravitationskräfte senkrecht zur Lagerebene und/ oder in Richtung der radial wirkenden Biegekräfte parallel zur Lagerebene dynamisch geregelt erfolgt.

12. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Beabstandung hydraulisch erfolgt.

13. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beabstandung pneumatisch erfolgt.

14. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Lagerpartner Vorrichtungen zum Einbringen von Trägermedien integriert sind.

15. Windkraftanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Einbringen des Trägermediums als Düsen ausgeführt sind.

16. Windkraftanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lagerpartner aus einem porösen, für ein Trägermedium durchlässigen Mate- rial besteht, mittels dessen das Trägermedium eingebracht wird.

17. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beabstandung magnetisch erfolgt.

18. Windkraftanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Ausrichtung des Maschinenträgers und/oder die Fixierung des Maschinen- trägers in der horizontalen Ausrichtung magnetisch erfolgt.

19. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Elektromagnet Verwendung findet.

20. Windkraftanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Permanentmagnet Verwendung findet.

21. Windkraftanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Beabstandung durch die Wechselwirkungen wenigstens zweier, jeweils in den Lagerpartnern angeordneter Magnete erfolgt.

Description:

Azimutlager einer Windkraftanlage

[Ol] Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage, insbesondere zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie, welche wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt, welches im Wesentlichen die umzuwandelnde Windenergie aufnimmt, wenigstens einen Maschinenträger, mit dem der Rotor drehbar verbunden ist, einen Turm, auf dem der Maschinenträger windrichtungsabhängig um eine vertikale Achse des Turms drehbar gelagert ist, ein wenigstens ein Lagerpartnerpaar aufweisendes Lager, mittels dessen die Lagerung des Maschinenträgers auf dem Turm erfolgt, aufweist, wobei die Lagerpartner veränderlich beabstandbar sind und der durch ein Beabstanden entstehende Zwischenraum mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium gefüllt ist.

[02] Die in der horizontalen Ebene drehbare Lagerung des Maschinenträgers einer Windkraftanlage (WKA), im Allgemeinen als Drehlager oder Azimutlager bezeichnet, dient der windrichtungsabhängigen Ausrichtung des Rotors. Da moderne Windkraftanlagen (WKAs) Rotoren mit einem Durchmesser von mehr als 100m und Maschinenhäuser mit Durchmessern von über 12 m und Gewichten von über 200 Tonnen aufweisen können, wirken auf die Azimutlager erhebliche Lasten. Diese sind durch die zu lagernden Massen, als auch durch die auftretenden Windlasten, besonders bei hohen Windgeschwindigkeiten, bedingt.

[03] Die Kombination dieser Lasten mit zum Teil geringsten Schwenkbewegungen des Maschinenträgers zum Zwecke der Windnachführung kann zu einem starken Verschleiß, Riffelbildung in den Lagerflächen und somit nach kurzer Zeit zum Ausfall des Azimutlagers führen.

[04] In DE4104137 wird ein mittenfreies Groß Wälzlager zum Zwecke der Lagerung, insbesondere für die Maschinenhauslagerung von Windkraftanlagen, mit einer zusätzlichen Bremseinrichtung offenbart. Die Bremseinrichtung hat die Aufgabe, das Großwälzlager durch die Normalkraft der Bremsanlage zu entlasten und somit den Ausfall des Lagers durch Riffelbildung zu verhindern.

[05] In DEl 9629168 wird eine weitere Ausführungsform der bremsunterstützten Azimutlagerung offenbart. Es wird eine hydraulisch arbeitende Bremse für ein als Wälzlager ausgeführtes Azimutlager einer WKA beschrieben, welche die notwendigen Feststellkräfte aufzubringen vermag, gleichzeitig aber ein leichtes Verschwenken des Ma- schinenhauses erlaubt.

[06] Ein anderer Ansatz zur Reduktion des Verschleißes wird in DE 19962978 offenbart. Da in der Regel eine Windnachführung des Maschinenträgers nur bei deutlichen änderungen der Windrichtung notwendig ist und gleichzeitig eine Dämpfung des Systems von allzu hektischen Nachführbewegungen angestrebt wird, wird in DE 19962978 die Ausführung des Azimutlagers als Gleitlager offenbart, welches ebendiese Eigenschaften aufweist.

[07] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß der drehbaren Lagerung des Maschinenträgers einer Windkraftanlage zu reduzieren.

[08] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Windkraftanlage, die insbesondere der Um- Wandlung von Windenergie in elektrische Energie dient und wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt, welches im Wesentlichen die umzuwandelnde Windenergie aufnimmt, wenigstens einen Maschinenträger, mit dem der Rotor drehbar verbunden ist, wenigstens einen Turm, auf dem der Maschinenträger windrichtungsabhängig um eine vertikale Achse des Turms drehbar gelagert ist, und ein wenigstens ein Lagerpart-

nerpaar aufweisendes Lager, mittels dessen die Lagerang des Maschinenträgers auf dem Turm erfolgt umfasst, wobei die Lagerpartner veränderlich beabstandbar sind und der durch ein Beabstanden entstehende Zwischenraum mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium gefüllt ist.

[09] Sowohl im Vorgesagten, als auch in den folgenden Ausführungen sei durch den Begriff „wenigstens" sowohl das singuläre als auch multiple Vorhandensein eines Merkmals indiziert.

[10] Als Maschinenträger ist insbesondere die eigentliche Trägereinheit mit den hierauf montierten Maschinen, wie beispielsweise einem Getriebe oder einem Generator umfasst. Im Folgenden soll unter dem Begriff des Maschinenträgers auch ein die Trägereinheit umgebendes Gehäuse und entsprechende Verkleidungen bis hin zu den als Maschinenhaus oder Gondel bezeichneten Einheiten verstanden werden.

[11] Die windrichtungsabhängige, um eine vertikale Achse des Turms drehbare Lagerang des Maschinenträgers kann insbesondere eine Lagerang des Maschinenträgers, bei der der Maschinenträger und somit der Rotor der WKA derart zum Wind ausgerichtet wird, um den Wirkungsgrad der WKA zu optimieren, umfassen.

[12] Als Lagerpartnerpaar können insbesondere diejenigen Lagerpartner des betrachteten Drehlagers umfasst sein, die bei dem Vorgang der Lagerang einer direkten Wechselwirkung unterliegen und deren Lagerflächen bevorzugt im Wesentlichen gegenüber- liegend angeordnet sind.

[13] Die veränderliche Beabstandbarkeit der Lagerpartner kann in einer bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA insbesondere auch eine Beabstandung von Null umfassen. In diesem Fall wird die eigentliche Funktion der Lagerang, der Drehbe-

wegung einen möglichst geringen Widerstand entgegen zu setzen, außer Kraft gesetzt. Auf Grund der wirkenden Haftreibung zwischen den nicht beabstandeten Lagerpartnern kann eine Bremswirkung erzielt werden, wie sie analog durch eine übliche Bremseinrichtung erreicht werden kann. Hierdurch können die jeweiligen Lagerpartner in ihrer relativen Lage zueinander derart fixiert werden, dass sämtliche auf das Lager wirkende Belastungen, insbesondere durch das Gewicht des Maschinenträgers und den an der WKA angreifenden Wind, in die an das Lager angrenzenden Komponenten, insbesondere den Turm der WKA, abgeleitet werden. Da die einzelnen Lagerkomponenten, insbesondere die Lagerpartner, in diesem Zustand annähernd keiner Lageänderung zueinander unterliegen, wird der Verschleiß des Lagers minimiert.

[14] Eine Lagerung der Lagerpartner kann auf verschiedene Arten durch eine Beabstandung der Lagerpartner voneinander und eine Befüllung des Zwischenraumes zwischen den Lagerpartnern erfolgen.

[15] Eine diesbezügliche Realisierung kann durch das Einbringen eines entsprechen- den flüssigen oder gasförmigen Mediums zwischen den Lagerpartnern derart ausgebildet werden, dass die Lagerpartner durch das eingebrachte Medium voneinander beabstandet werden. Eine weitere Möglichkeit kann durch eine Beabstandung der Lagerpartner und dem anschließenden Einbringen eines entsprechenden Mediums in den entstandenen Zwischenraum realisiert werden.

[16] Die Kombination der Beabstandung und der Befüllung des Zwischenraumes führt zu einer Reduktion der wirksamen Haftreibung zwischen den Lagerpartnern im Vergleich zum zuvor beschriebenen, nicht beabstandeten Zustand der Lagerpartner. In diesem beabstandeten Zustand der Lagerpartner des Drehlagers kann der Maschinenträger mit nur geringem Kraftaufwand, bevorzugt durch ein Leitwerk oder einen Stellan- trieb, in der horizontalen Ebene ausgerichtet werden.

[17] In einer bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA kann die Beabstandung der Lagerpartner im Wesentlichen in Richtung der axial wirkenden Gravitationskräfte erfolgen. In dieser Ausprägungsform wird der Maschinenträger relativ zum Turm um das Maß der Beabstandung angehoben, um die wirkenden Gravitations- kräfte und die damit einhergehenden Haftreibungskräfte zwischen den zuvor mit Abstand 0 ausgeprägten Lagerpartnern zu überwinden. Das Einbringen des gasförmigen oder flüssigen Mediums in den entstehenden Zwischenraum zwischen den Lagerpartnern führt dazu, dass der Maschinenträger auf einem Gas- bzw. Flüssigkeitspolster schwebt und sich reibungsarm in der horizontalen Ebene ausrichten lässt.

[18] In einer weiteren bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA kann die Beabstandung der Lagerpartner mit einer wesentlichen Ausprägung in Richtung der radial wirkenden Biegekräfte erfolgen. Durch die Befüllung des entstandenen Zwischenraumes zwischen den Lagerpartnern kann im Wesentlichen eine Zentrierung des den Maschinenträger tragenden Lagerpartners relativ zu dem auf der Turmseite des Drehla- gers befindlichen Lagerpartners erfolgen.

[19] In einer weiteren bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA können der Maschinenträger und der den Maschinenträger tragende Lagerpartner drehfest miteinander verbunden sein. Somit kann sich eine relative Ausrichtung und/ oder Zentrierung der Lagerpartner zueinander direkt in eine Ausrichtung und/ oder Zentrierung des Maschinenträgers relativ zu dem das Drehlager tragenden Turm der WKA auswirken.

[20] In einer besonders bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA kann der Maschinenträger derart ausgestaltet sein, dass der Maschinenträger oder ein Teil des Maschinenträgers als wenigstens ein zu den auf der Turmseite befindlichen Lagerpartnern korrespondierender Lagerpartner ausgebildet ist.

[21] In einer weiteren bevorzugten Ausprägungsvariante kann die erfindungs gemäße WKA wenigstens eine Stelleinrichtung zur horizontalen Ausrichtung des Maschinenträgers umfassen. Hierbei kann die erfindungsgemäße WKA in einer besonders bevorzugten Ausprägungsform wenigstens ein Leitwerk aufweisen, durch welches der Maschi- nenträger windrichtungsabhängig durch den an der WKA und insbesondere am Leitwerk angreifenden Wind ausgerichtet wird. In einer anderen, besonderen Ausprägung kann die windrichtungsabhängige Ausrichtung des Maschinenträgers durch wenigstens einen Stellantrieb erfolgen. Dieser kann in einer besonders bevorzugten Ausprägung durch einen Windrichtungssensor direkt oder indirekt gesteuert werden.

[22] Eine weitere bevorzugte Realisierungsform der erfindungsgemäßen WKA kann eine Bremseinrichtung zur Fixierung des Maschinenträgers in seiner horizontalen Ausrichtung aufweisen, wobei eine diesbezüglich besonders bevorzugte Ausprägungsform dahingehend realisiert wird, dass die Stelleinrichtung und die Bremseinrichtung eine Einheit bilden. Diese Kombination kann sich insbesondere dann als vorteilhaft erwei- sen, wenn die Einheit aus wenigstens einem Stellantrieb besteht, der durch eine entsprechende Ansteuerung entweder die windrichtungsabhängige, horizontale Ausrichtung des Maschinenträgers vornimmt oder die horizontale Drehbewegung des Maschinenträgers blockiert.

[23] In einer weiteren bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA kann die Beabstandung des Lagers nur temporär erfolgen. Da eine Lagerung nur zu den Zeitpunkten einer änderung der windrichtungsabhängigen, horizontalen Ausrichtung des Maschinenträgers notwendig sein kann, kann in einer besonders bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA die Beabstandung der Lagerpartner nur zu diesen Zeitpunkten erfolgen.

[24] Im Falle einer Lagerung und/ oder einer Zentrierung des Maschinenträgers durch eine Beabstandung der Lagerpartner können auf das Drehlager beabstandungsverän- dernde, dynamische Kräfte, insbesondere durch sich ändernde Windlasten, wirken. In einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung kann daher die Beabstandung und/ oder die Befüllung des Zwischenraumes zwischen den Lagerpartnern mittels einer dynamischen Regelung erfolgen. Diese kann die Beabstandung und die Befüllung derart regeln, dass die Eigenschaften der Lagerung unabhängig von den dynamisch wirkenden Kräften erhalten bleiben. In einer besonders bevorzugten Ausprägung kann diese Regelung anhand von Sensorwerten erfolgen, wobei sich die Einbeziehung der gemessenen Abstän- de und Abstandsänderungen der Lagerpartner zueinander in Kombination mit Messwerten bezüglich der Windstärke und Windrichtung als besonders vorteilhaft erweisen können.

[25] In einer bevorzugten Ausprägung der erfindungsgemäßen WKA können die Beabstandung der Lagerpartner und die Befüllung des durch die Beabstandung entste- henden Zwischenraumes als zusammenhängender Vorgang ausgeprägt sein. Eine diesbezüglich besonders bevorzugte Realisierungsform kann hydraulisch arbeiten und beinhaltet die Befüllung des Zwischenraumes mit einem flüssigen Trägermedium. Die Beabstandung der Lagerpartner kann dabei in Abhängigkeit vom Fülldruck des Trägermediums erfolgen und wird in dieser Ausprägung durch einen erhöhten Druck vergrö- ßert oder durch einen verringerten Druck reduziert. In einer diesbezüglich ebenfalls besonders bevorzugten Ausprägungsvariante kann die Beabstandung der Lagerpartner ähnlich der zuvor beschriebenen Realisierung erfolgen, wobei die Beabstandung nicht mittels eines flüssigen, sondern mittels eines gasförmigen Mediums pneumatisch erfolgt. Das Einbringen des Mediums kann sowohl im hydraulischen als auch im pneumatischen Fall durch entsprechende Vorrichtungen vollzogen werden, die in einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung in wenigstens einen der Lagerpartner integriert sein können. Die Begrifflichkeit des Einbringens umfasst dabei sowohl das Einbringen, als auch das

Verteilen oder Entfernen des Trägermediums. In einer besonders bevorzugten Variante können diese Vorrichtungen als Düsen ausgeführt sein, mittels derer das Medium in den Zwischenraum eingebracht werden kann. In einer weiteren, ebenfalls besonders bevorzugten Ausführungsart können die Vorrichtungen zum Einbringen des Mediums aus porösem, für das Trägermedium durchlässigem Material realisiert sein. In beiden Ausführungsformen kann des Einbringen des Mediums mittels entsprechender Pumpvorrichtungen erfolgen, die das Medium aus einem bzw. in ein entsprechendes Reservoir transportieren.

[26] Eine ebenfalls bevorzugte Form der Beabstandung der Lagerpartner kann unab- hängig von der Befüllung des Zwischenraumes sein und kann durch die Ausnutzung magnetischer Wechselwirkungen erfolgen. In einer besonders bevorzugten Ausprägung kann eine magnetische Beabstandung durch die magnetischen Wechselwirkungen zwischen wenigstens zwei, jeweils in einem der wenigstens zwei Lagerpartner angeordneten Magneten erfolgen, wobei der Begriff des Magneten alle bekannten Magnetformen, insbesondere Permanentmagnete und Elektromagnete umfasst. Eine entsprechende Beabstandung kann derart realisiert sein, dass sich die in den Lagerpartnern befindlichen Magneten direkt gegenüberliegen. Diese können dann derart beschaltet werden, dass sich an den zueinander gewandten Grenzflächen magnetisch gleiche Pole ausprägen, wobei die hieraus resultierenden magnetischen Abstoßungskräfte zu einer Beabstandung der Lagerpartner führen.

[27] In einer diesbezüglich besonders bevorzugten Realisierungsform können die magnetischen Wechselwirkungen zur windrichtungsabhängigen, horizontalen Ausrichtung des Maschinenträgers und/ oder zur Fixierung des Maschinenträgers in seiner horizontalen Ausrichtung verwendet werden.

[28] Im Weiteren werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt

Figur 1 : den Schnitt durch eine Windkraftanlage

Figur 2: den Schnitt durch das pneumatische Azimutlager einer Windkraftanlage

Figur 3: die Draufsicht auf ein pneumatisches Azimutlager mit kombinierter Stell- und Feststelleinrichtung

Figur 4: den Schnitt durch das magnetische Azimutlager einer Windkraftanlage

[29] Eine erfindungsgemäße Windkraftanlage ist in Figur 1 schematisch dargestellt und besteht in der Regel aus den Hauptkomponenten Rotor (101), Maschinenträger (103) und Turm (105), wobei der Maschinenträger (103) und der Turm (105) durch ein Azimutlager (107) verbunden sind. Ziel des Azimutlagers (107) ist, die in der horizontalen Ebene drehbare Lagerung des Maschinenträgers um eine vertikale Achse des Turmes (105) zu realisieren, um eine windrichtungsabhängige Ausrichtung des Rotors (101) zu ermöglichen.

[30] Ein erstes Ausführungsbeispiel des Azimutlagers einer erfindungsgemäßen WKA ist in Figur 2 wiedergegeben, wobei die Darstellung anhand einer entsprechenden Querschnittzeichnung einens vertikalen Schnitts durch das Lager erfolgt. In diesem Bei- spiel erfolgt die Lagerung des Maschinenträgers (103/203) in Richtung der axial wirkenden Gravitationskräfte pneumatisch durch gegenüberliegende Lagerpartner (211,213). Hierbei sind die auf der Seite des Maschinenträgers (203) befestigten Lager-

partner (211) als einfache Vollmaterialblöcke ausgeführt, von denen nur die in der Schnittebene befindlichen Lagerpartner dargestellt sind. Während des Vorganges der Lagerung werden diese Lagerpartner (211) und somit auch der Maschinenträger (103/203) und der Rotor (101) durch Druckluft, die aus den porösen Lagerflächen (215) der Lagerpartner (213) auf der Turmseite entweicht, angehoben. Wiederum sind nur die in der Schnittebene befindlichen Lagerpartner (213) abgebildet. Somit schwebt der Maschinenträger auf einem Luftpolster (219), welches die Haftreibung zwischen den Lagerpartnern (211,213) derart minimiert, dass eine windrichtungsabhängige Ausrichtung des Maschinenträgers(103/203) realisiert ist. Die Menge bzw. der Druck der Druckluft, welche aus den einzelnen Lagerpartnern (213) bzw. aus den darin befindlichen porösen Lagerflächen (215) entweicht, wird über eine entsprechende dynamische Regeleinrichtung (221) in Abhängigkeit von den momentan auf das Maschinenhaus (103/203) und den Rotor (101) wirkenden Kräften angepasst, so dass die Lagereigenschaften während des Vorganges der Lagerung konstant bleiben. Die entsprechenden Stellgrößen werden unter Heranziehung der gemessenen, relativen Lageänderungen der Lagerpartner zueinander unter Einbeziehung der gemessenen Windrichtung und Stärke bestimmt. Die Regeleinrichtung an sich ist als FPGA-basiertes Steuergerät ausgeführt. Sobald die Ausrichtung des Maschinenträgers (103/203) abgeschlossen ist, wird der Druckluftdurchsatz durch die Regeleinheit (221) derart reduziert, dass sich der Maschinenträger absenkt und die Lagerpartner (211) auf den Lagerpartnern (213) bzw. auf den Luftaustrittsflächen (215) aufliegen. Durch die durch das Aufliegen wirkende Haftreibung zwischen den Lagerpartnern (211,213) ist der Maschinenträger (103/203) in Bezug auf den Turm (107) fixiert.

[31] Eine Zentrierung bzw. Ausrichtung des Maschinenträgers (103/203) bezüglich der Drehachse erfolgt ebenfalls pneumatisch. Die parallel zur horizontalen Ebene angebrachten Luftdüsen (217) werden während der Lagerung durch die Regeleinheit (221)

derart angesteuert, dass äußere Einflüsse, wie beispielsweise die dynamisch auf den Maschinenträger (103/203) wirkenden Windkräfte, ausgeglichen werden.

[32] Eine Draufsicht der Implementierung der kombinierten windrichtungsabhängigen Ausrichtung und Fixierung des Maschinenträgers (103/203) ist in Figur 3 darge- stellt. Der Maschinenträger (103/203) weist auf der Unterseite einen Ring (301) mit einer Innenverzahnung auf, in welchen ein Ritzel (303) eingreift, welches durch einen im Turm befestigten Stellmotor (nicht dargestellt) angetrieben wird. Soll die Ausrichtung des Maschinenträgers (103/203) verändert werden, so erfolgt eine Lagerung des Maschinenträgers in der zuvor beschriebenen Weise. Der derart drehbare Maschinenträger (103/203) wird dann durch den Antrieb des mit dem innenverzahnten Ring (301) des Maschinenträgers (103/203) kämmenden Ritzels (303) ausgerichtet. Ist der Ausrichtungsvorgang abgeschlossen, wird die Lagerung des Maschinenträgers (103/203) beendet und der Stellmotor derart angesteuert, dass das zugehörige Ritzel (303) in seiner vorherrschenden Position blockiert wird und den Maschinenträger (103/203) über den Eingriff in den verzahnten Ring (301) fixiert.

[33] Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Figur 4 dargestellt.

[34] Bei dieser Realisierung erfolgt die Beabstandung durch magnetische Wechselwirkungen zwischen den Lagerpartnern (411) auf der Seite des Maschinenträgers (403) und den zugehörigen Lagerpartnern (413, 415) auf der Turmseite. Im gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel sind die maschinenträgerseitigen Lagerpartner (411) als Permanentmagente ausgeführt, welche, zu den Zeitpunkten einer Lagerung, mit den als Elektromagneten ausgeführten Lagerpartnern (413, 415) wechselwirken.

[35] Zum Zwecke der Lagerung des Maschinenträgers (403) im Wesentlichen in Richtung der axial wirkenden Gravitationskräfte werden die Elektromagneten (415)

derart elektrisch durch die Regeleinheit (421) angesteuert, dass sich an deren den korrespondierenden Lagerpartnern zugewandten Grenzflächen magnetische Pole ausprägen, die den Polen der Permanentmagnete in den maschinenträgerseitigen Lagerpartnern (411) entsprechen. Durch die derart generierten, magnetischen Abstoßungskräfte zwi- sehen den Lagerpartnern (411) und (415) wird der Maschinenträger (403) in Richtung der axial wirkenden Gravitationskräfte relativ zum Turm der WICA beabstandet. Durch die Beabstandung reduziert sich die wirkende Haftreibung zwischen den Lagerpartnern (411, 415) erheblich, so dass der Maschinenträger (403) horizontal drehbar und windrichtungsabhängig ausrichtbar ist.

[36] Die Ausrichtung des Maschinenträgers (403) erfolgt in dieser Ausführungsform nicht durch einen Stellantrieb, sondern durch die aus der entsprechenden Ansteuerung der Lagerpartner (413, 415) durch die Regeleinheit (421) resultierenden magnetischen Wechselwirkungen. Um beispielsweise eine Rechtsdrehung des Maschinenträgers (403) zu realisieren, werden die durch die Ansteuerung entstehenden Magnetfelder derart aus- geprägt, dass die Lagerpartner (413) eine Anziehungskraft auf die jeweils rechts benachbarten Lagerpartner (411) ausüben. Begründet durch die drehbare Lagerung des Maschinenträgers (403), resultieren die wirkenden magnetischen Anziehungskräfte in einer rechtsgerichteten Drehbewegung des Maschinenträgers (403). Die Drehbewegung endet, sobald der Abstand zwischen den sich primär anziehenden Polen minimiert ist und sich die primär wechselwirkenden Lagerpartner gegenüberliegen.

[37] Um den Maschinenträger bezüglich einer vertikalen Achse des Turms in der horizontalen Ebene auszurichten, erfolgt eine dynamische Ansteuerung der ebenfalls als Elektromagnete ausgeprägten Lagerpartner (413) durch die Regeleinheit (421). Durch die resultierenden Wechselwirkungen zwischen den Lagerpartnern (411) und (413) wird der Maschinenträger (403) bezüglich einer vertikalen Achse des Turms ausgerichtet. Da die Ansteuerung der Lagerpartner (413) dynamisch erfolgt, können auftretende Abwei-

chungen durch temporär auf den Maschinenträger wirkende Windkräfte ausgeregelt werden.

[38] Sobald der Vorgang der Maschinenträgerausrichtung abgeschlossen ist, werden die Elektromagneten (415) basierend auf den sensorisch ermittelten Abständen zwi- sehen den Lagerpartnern (411)und (415) dahingehend durch die Regeleinheit (421) angesteuert, dass sich das ausgeprägte, die Beabstandung verursachende Magnetfeld derart reduziert, dass sich die Beabstandung der Lagerpartner (411) und (415) gleichmäßig verringert. Die Reduktion des sich ausprägenden Feldes durch die Regeleinheit wird so lange fortgesetzt, bis die Beabstandung der Lagerpartner (411) und (415) aufgehoben ist. Sobald dieser Zustand erreicht ist, erfolgt eine Ansteuerung der Lagerpartner (415) dahingehend, dass sich an der den Turmlagerpartnern (411) zugewandten Grenzfläche ein zum Lagerpartner (411) komplementärer magnetischer Pol ausbildet. Durch die auftretenden magnetischen Wechselwirkungen ziehen sich die korrespondierenden Lagerpartner gegenseitig an und sorgen dergestalt für eine Fixierung des Maschinenträgers (403) relativ zum Turm der WKA.