GENERATOR UND VERFAHREN

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zur Verwendung im Antriebsstrang einer Windkraftanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Aus dem Stand der Technik sind Bestrebungen bekannt, das Getriebe und den Generator einer Windkraftanlage baulich zu integrieren. Gegenstand dieser Bestrebungen sind die Ausgangswelle des Getriebes und die Rotorwelle des Generators. Beide Wellen sind so miteinander gekoppelt, dass sie in einer gemeinsamen Lageranordnung gelagert werden können.

Eine derartige Anordnung wirft Probleme im Herstellungsprozess auf. In der Regel stammen das Getriebe und der Generator von unterschiedlichen Anbietern. Sowohl das Getriebe als auch der Generator müssen vor dem Zusammenbau und dem Einbau in eine Windkraftanlage einem Test unterzogen werden. Die Lageranordnung ist aber Bestandteil des Getriebes. Der Generatorhersteller kann den Generator infolgedessen nur mittels eines Getriebedummys testen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang einer Windkraftanlage unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile zu realisieren. Insbesondere soll ein integrierter Antriebsstrang realisiert werden, bei dem ein Getriebe und ein Generator unabhängig voneinander betrieben und somit unabhängig voneinander getestet werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe gemäß Anspruch 1 gelöst.

Eine solche Baugruppe beziehungsweise Anordnung umfasst ein Getriebe, einen Generator und ein Modul. Das Modul weist eine Welle oder Nabe, mindestens ein Lager und eine Stützstruktur auf. Mittels des Lagers ist die Welle oder Nabe drehbar in der Stützstruktur gelagert. Insbesondere ist die Welle oder Nabe mittels des Lagers um genau eine Achse drehbar in der Stützstruktur gelagert. Weiterhin verhindert das Lager eine Verschiebung der Welle oder Nabe relativ zu der Stützstruktur orthogonal zu der genannten Drehachse. Eine Verschiebung der Welle oder der Nabe re- lativ zu der Stützstruktur in Richtung dieser Drehachse kann zugelassen werden, wird aber bevorzugt ebenfalls durch das Lager verhindert.

In Hinblick auf eine bauliche Integration des Getriebes und des Generators ist die Welle oder Nabe vorzugsweise ausschließlich mittels des Lagers in der Stützstruktur gelagert. Dies bedeutet, dass die Welle oder Nabe in keiner weiteren von der Stützstruktur verschiedenen Komponente gelagert ist.

Ein Rotor des Generators kann an beziehungsweise auf der Welle fixiert werden. Diese Fixierung erfolgt mindestens drehfest, so dass der Rotor des Generators über die Welle angetrieben werden kann.

Weiterhin ist der Rotor des Generators vorzugsweise durch die Fixierung an der Welle oder der Nabe mittels des Lagers drehbar in der Stützstruktur gelagert. Dies bedeutet, dass der Rotor des Generators an der Welle oder der Nabe starr fixiert ist. Der Rotor des Generators ist also so an der Welle oder der Nabe fixiert, dass zwischen dem Rotor des Generators und der Welle oder der Nabe keinerlei Relativbewegungen möglich sind. Der Rotor des Generators stützt sich dann über die Welle oder Nabe in dem Lager ab. Zusammen mit der Welle oder Nabe kann der Rotor des Generators dabei um eine gemeinsame Drehachse verdreht werden.

Die Welle oder Nabe des Moduls kann drehfest mit einer Welle des Getriebes verbunden werden. Da der Rotor des Generators drehfest auf der Welle oder der Nabe des Moduls fixiert ist, kann der Rotor des Generators infolgedessen über die Welle des Getriebes angetrieben werden. Bei der Welle des Getriebes handelt es sich entsprechend um eine Ausgangswelle.

Die Welle oder Nabe des Moduls rotiert vorzugsweise mit der Welle des Getriebes um eine gemeinsame Drehachse. Die Welle oder Nabe des Moduls und die Welle des Getriebes sind also koaxial ausgerichtet. Bezüglich dieser Drehachse sind die Welle oder Nabe des Moduls und die Welle des Getriebes relativ zueinander drehfest verbunden. Orthogonal zu der Drehachse ist diese Verbindung vorzugsweise verschiebefest. In Hinblick auf die Montage und Demontage des Moduls an dem Getriebe wird weiterhin eine Verbindung, die eine Verschiebung der Welle des Moduls oder der Nabe relativ zu der Welle des Getriebes in Richtung der Drehachse zulässt. Dies lässt sich etwa mittels einer Passverzahnung erreichen.

Die Fixierung des Moduls an dem Getriebe erfolgt, indem die Stützstruktur an dem Getriebe fixiert wird, d. h. durch Fixierung der Stützstruktur an einer Komponente, vorzugsweise einem Hohlrad, des Getriebes.

Weiterhin kann mindestens ein Gehäuseteil des Generators an der Stützstruktur fixiert werden. Dies bedeutet umgekehrt, dass die Stützstruktur an dem Gehäuseteil fixiert werden kann. In dem Gehäuseteil des Generators ist vorzugsweise ein Stator angebracht.

Da die Stützstruktur sowohl an dem Getriebe als auch an dem Gehäuseteils des Generators fixiert werden kann, ist es möglich, einerseits das Getriebe mit dem Modul und andererseits den Generator mit dem Modul zu verwenden. Auf Seiten eines Getriebeherstellers kann also das Modul zum Testen des Getriebes verwendet werden. Gleichfalls kann das Modul auf Seiten eines Generatorherstellers zum Testen des Generators verwendet werden.

Dementsprechend kann die Stützstruktur in einer bevorzugten Weiterbildung an dem Getriebe fixiert werden, wenn der Gehäuseteil des Generators nicht an der Stützstruktur fixiert ist. Dies bedeutet, dass das Getriebe und das Modul eine Einheit bilden, die unabhängig von dem Generator betriebsbereit ist und getestet werden kann.

Dabei ist eine Weiterbildung besonders vorteilhaft, die eine geschlossene Gehäusestruktur vorsieht. Daher ist die Stützstruktur vorzugsweise derart an dem Getriebe fixierbar weitergebildet, dass sie einen Teil des Gehäuses des Getriebes bildet. Das Gehäuse des Getriebes weist eine Öffnung auf, durch welche die Welle des Getriebes, die Welle des Moduls oder die Nabe hindurchgeführt werden. Diese Öffnung wird weiterbildungsgemäß von der Stützstruktur verschlossen, wenn die Stützstruktur an dem Getnebe fixiert wird. Insbesondere kann die Baugruppe derart weitergebildet sein, dass das Gehäuse des Getriebes zweiteilig, mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil, ausgebildet ist, wobei die Stützstruktur den ersten Teil ausbildet und an dem zweiten Teil fixiert werden kann.

Analog kann in einer weiterhin bevorzugten Weiterbildung der Gehäuseteil des Generators an der Stützstruktur fixiert werden, wenn die Stützstruktur nicht an dem Getriebe fixiert ist. Der Generator und das Modul bilden dann eine unabhängig von dem Getriebe betriebsfähige und testbare Einheit.

Auch hier ist ein separates Gehäuse von Vorteil. Entsprechend ist die Baugruppe bevorzugt derart weitergebildet, dass der Gehäuseteil des Generators mit der Stützstruktur ein Gehäuse des Generators bildet, wenn der Gehäuseteil des Generators an der Stützstruktur fixiert ist. Wie auch das Gehäuse des Getriebes muss das Gehäuse des Generators eine Öffnung aufweisen, durch welche die Welle des Getriebes, die Welle des Moduls oder die Nabe verläuft. Diese Öffnung wird von der Stützstruktur verschlossen, wenn die Stützstruktur an dem Gehäuseteil des Generators fixiert wird. Insbesondere kann ein Gehäuse des Generators zweiteilig, mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil, ausgeführt sein, wobei die Stützstruktur den ersten Teil und der oben genannte Gehäuseteil den zweiten Teil bildet.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung kann die Stützstruktur an dem Getriebe fixiert werden, wenn der Gehäuseteil des Generators an der Stützstruktur fixiert ist. Der an der Stützstruktur fixierte Gehäuseteil des Generators und die Stützstruktur bilden also eine Einheit, die an dem Getriebe fixiert werden kann.

Der Zusammenbau der Baugruppe gestaltet sich bevorzugt derart, dass zunächst die Stützstruktur an dem Getriebe fixiert wird, wobei der Gehäuseteil des Generators nicht an der Stützstruktur fixiert ist. Mit dem montierten Modul kann das Getriebe nun getestet werden. Anschließend wird das Modul einem Generatorhersteller zur Verfügung gestellt. Dieser montiert das Modul an dem Generator, indem er das Gehäuseteil des Generators an der Stützstruktur fixiert. Mit dem montierten Modul kann nun der Generator getestet werden. Die Baugruppe wird schließlich durch das Getriebe komplettiert, indem die Stützstruktur an dem Getriebe fixiert wird, wobei insbesondere das Modul und der Generator bereits vormontiert sein können, wobei also der Gehäuseteil des Generators an der Stützstruktur fixiert ist.

Sämtliche oben beschriebenen Verfahrensschritte werden vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Diese Angabe ist jedoch nicht abschließend, das heißt einzelne oder alle Verfahrensschritte können in abweichender Reihenfolge ausgeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Getriebe mit einem Modul und einem Generator.

Ein Getriebe 102 weist ausgangsseitig einen Planetenradsatz 104 auf. Der Planetenradsatz 104 umfasst einen angetriebenen Planetenträger 106, Planetenräder 108, ein Hohlrad 1 10 und ein Sonnenrad 1 12. Die Planetenräder 108 sind drehbar in dem Planetenträger 106 gelagert. Sie kämmen mit dem Hohlrad 1 10 und dem Sonnenrad 1 12. Das Hohlrad 1 10 ist ortsfest angeordnet. Der Planetenträger 106 und das Sonnenrad 1 12 hingegen sind um eine gemeinsame Drehachse drehbar. Mit dem Sonnenrad 1 12 ist eine um dieselbe Drehachse drehbare Sonnenradwelle 1 14 drehfest verbunden.

Ein Modul 1 16 wird durch eine Stützstruktur 1 18, Lager 120 und eine Modulwelle 122 gebildet. Die Modulwelle 122 ist mittels der Lager 120 drehbar um die oben genannte Drehachse in der Stützstruktur 1 18 gelagert.

Das Hohlrad 1 10 des Planetenradsatzes 104 ist so ausgeführt, dass es einen Teil eines Gehäuses des Getriebes 102 bildet. Mittels Schrauben 124 ist die Stützstruktur 1 18 an dem Hohlrad 1 10 fixiert. Das Hohlrad 1 10 bildet zu diesem Zweck einen seitlich angeordneten Flansch aus, mit dem die Stützstruktur 1 18 verschraubt werden kann. Die Stützstruktur 1 18 verschließt damit eine von dem Hohlrad 1 10 gebildete Öffnung des Gehäuses des Getriebes 102. Die Stützstruktur bildet also einen Teil des Gehäuses des Getriebes 102. Die Sonnenradwelle 1 14 und die Modulwelle 120 weisen zusammengehörige Hälften einer Passverzahnung 126 auf. Wenn das Modul 1 16 an dem Getriebe 102 angebracht wird, indem die Stützstruktur 1 18 mit dem Hohlrad 1 10 verschraubt wird, greifen die beiden Hälften der Passverzahnung 126 ineinander. Auf diese Weise kommt eine drehfeste Verbindung zwischen der Sonnenradwelle 1 14 und der Modulwelle 122 zustande.

Die Passverzahnung 126 ist bezüglich der Modulwelle 122 getriebeseitig angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. heißt generatorseitig, weist die Modulwelle 122 ein Anschlussstück 128 auf. Schrauben 130 dienen dazu, einen Rotor 132 eines Generators 134 mit dem Anschlussstück 128 zu verschrauben. Auf diese Weise entsteht zwischen der Modulwelle 122 und dem Rotor 132 eine starre Verbindung. Die Modulwelle 122 trägt den Rotor 132. Dies bedeutet, dass der Rotor 132 ausschließlich in der Modulwelle 122 fixiert ist. Der Rotor 132 ist also ausschließlich mittels der Lager 120 in der Stützstruktur 1 18 gelagert ist. Weitere Lager zur Lagerung des Rotors 132 sind nicht vorgesehen. Insbesondere ist der Rotor 132 um die Drehachse der Modulwelle 122 drehbar.

Darüber hinaus weist der Generator 134 einen Gehäuseteil 136 auf. Schrauben 138 dienen dazu, den Gehäuseteil 136 mit der Stützstruktur 1 18 zu verschrauben. Damit ist der Gehäuseteil 136 über die Stützstruktur 1 18 an dem Getriebe 102 fixiert. Getriebeseitig ist der Gehäuseteil 136 geöffnet. Im Bereich dieser Öffnung befindet sich die Stützstruktur 1 18. Die Stützstruktur 1 18 dient also auch dazu, das Gehäuse des Generators 134 zu verschließen und bildet damit einen weiteren Gehäuseteil.

Die Stützstruktur 1 18 befindet sich zwischen dem Getriebe 102 und dem Generator 134. Durch die Stützstruktur 1 18 wird das Innere des Getriebes 102 vom Inneren des Generators 134 getrennt. Bezuqszeichen

102 Getriebe

104 Planetenradsatz

106 Planetenträger

108 Planetenrad

1 10 Hohlrad

1 12 Sonnenrad

1 14 Sonnenradwelle

1 16 Modul

1 18 Stützstruktur

120 Lager

122 Modulwelle

124 Schraube

126 Passverzahnung

128 Anschlussstück

130 Schraube

132 Rotor

134 Generator

136 Gehäuseteil

138 Schraube