[发明专利]轴向-径向滚动轴承、特别用于将转子叶片支承在风力发电机上

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴向-径向滚动轴承，特别用于将转子叶片支承在风力发电机上，其包含：一个第一轴承环和一个第二轴承环，第一轴承环和第二轴承环形成一个内环和一个外环；以及处于第一轴承环和第二轴承环之间的一个径向滚动轴承列以及多个轴向滚动轴承列。

背景技术

已知的风力发电机依其常规结构都具有一个塔架，塔架的上端上安置了一个处于一发电机外壳中的发电机。在发电机上直接地或者经过一个传动装置连接着转子，该转子典型地承载着三个转子叶片。为了使转子叶片的位置适合于不同的风速，这些叶片都可以围绕一个转子叶片纵轴线可旋转地连接到该转子上。为此采用一种轴向-径向大滚动轴承，这些大滚动轴承实际中相应地亦称之为叶片调整轴承。这些轴承及配属的一个调节装置的作用就是使所配属的转子叶片的定位角适合于相关风速或该风力发电机的运行状态。为此，在实际中往往采用双列式四点球轴承，如在DE20 2006 008 288和WO2009/147 865A1中所介绍的。双列式四点球轴承还可以成本比较合算地制造，需要的构造空间小，并可传递高的力矩负荷。

在已知的风力发电机上，通常只有在风速有很大变化时，才调整叶片的定位角，而现在力求比原先更频繁地、特别是与转子转速同步地调整转子叶片的定位角，从而针对叶片调整轴承造成比较起来大得多的持续负荷。因此需要这样的轴向-径向滚动轴承，这些滚动轴承的构造空间尽可能较小，而承载能力高、使用寿命长。依此需要考虑的是：在风力负荷条件下，由于转子叶片的长度很大，所以有很大的倾斜力矩作用于叶片调节轴承，这些倾斜力矩以特别的程度加载于用于轴向支撑的滚动体。

具有开头述及的特征的轴向-径向滚动轴承公开在专利文件WO2007/003866A1（图10）、DE20 2005 026 141A1及DE10 2008 009 740A1中，在那里介绍的轴向-径向滚动轴承是设计成三列式的，配有两个沿轴向彼此保持一定距离的轴向滚动轴承列，及一个安置在它们之间的径向滚动轴承列。为了能够承受在采用作为叶片调节轴承情况下所产生的巨大倾斜力矩，轴向滚动轴承列的滚动体必须具有足够大的尺寸。

发明内容

面对上述背景技术，本发明的任务在于：能够在极佳的构造空间利用的情况下，获得最大承载能力。

从具有开头所述的特征的一种轴向-径向滚动轴承出发，本发明的上述任务是通过以下措施加以解决的：设置至少四个轴向滚动轴承列，这些轴向滚动轴承列沿轴向方向彼此隔开地布置，并且径向滚动轴承列则沿轴向安置在第二和第三轴向滚动轴承列之间。因此，本发明涉及的是这样一种轴向-径向滚动轴承，其至少和优选正好按五列式设计的。虽然与已知的叶片调节轴承的具体实施方式相比存在附加的轴向滚动轴承列，但这样可达到更好的构造空间利用，这是因为通过分布到总共四个轴向滚动轴承列上的支撑便可缩小滚动体之故。

即使优选采用具有正好五个滚动轴承列的设计结构，但本发明仍包含这样一些设计结构，根据这些设计结构，在所介绍的配有四个轴向滚动轴承列和一个径向滚动轴承列的结构上，沿轴向观察，在一侧或者优选在两侧上连接附加的轴承列。所介绍的五列式结构于是形成这种滚动轴承的一个局部。可以设置其它的滚动轴承列，借以进一步提高承载力，从根据本发明配置的径向滚动轴承列出发优选选择一种对称结构。

本发明提出的轴向-径向滚动轴承特别适用于将转子叶片支承在风力发电机上。特别是在通常的设置用于这样一种叶片调节轴承的构造空间的条件下，可以提高承载能力及使用寿命。因此不需要从已知的结构出发来全新地设计叶片调节轴承的范围，本发明提出的轴承也可以在维修时作为对相同结构尺寸的双列式四点轴承的代替品后续配备。

通常设置滚子作为用于径向滚动轴承列和四个轴向滚动轴承列的滚动体。滚子的其它设计结构是不受局限的，所以滚子既可具有一种精确圆柱形的表面，也可具有一种花纹形的表面，借以在一定程度上提高针对倾斜的允许误差。在各个轴承列上，滚动体可以安置在保持架内或保持架扇形体中，或者也可通过中间件将之彼此分离开。除了相应的塑料制元件之外，也可以采用敞开的或闭合的钢制保持架，还可选用分段的钢制保持架，其都可配以塑料涂层。