DE102009026131B3

DE102009026131B3 - Bremsanordnung an einer Windkraftanlage

Info

Publication number: DE102009026131B3
Application number: DE102009026131A
Authority: DE
Inventors: Gabor-Josef Agardy; Jürn EDZARDS; Thomas BÜKER
Original assignee: EMB Systems AG
Current assignee: Ktr Brake Systems De GmbH
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-08

Abstract

Bremsanordnung für eine Windkraftanlage, mit einem Bremsträger (21), wenigstens einem Führungselement (19), wenigstens einem als Schwimmsattel ausgebildeten Bremssattel (22), dem wenigstens ein Bremsbackenpaar (26, 27) zugeordnet ist und der zumindest eine Ausnehmung (31) aufweist, in welche das Führungselement (19) derart eingreift, dass der Bremssattel (22) an dem Führungselement (19) verschiebbar geführt ist, und einer Bremsmechanik (28), mittels welcher die Bremsbacken des Bremsbackenpaars (26, 27) an einen Körper (24) angedrückt werden können, der in einen Raum zwischen den Bremsbacken eingreift und relativ zu diesen bewegbar ist, wobei das Führungselement (19) mehrere durchgehende und zueinander beabstandete Löcher (32) umfasst, durch welche sich mehrere Befestigungsmittel (20) hindurch erstrecken, mittels welchen das Führungselement (19) starr an dem Bremsträger (21) festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung an einer Windkraftanlage, mit einem Bremsträger, wenigstens einem Führungselement, wenigstens einem als Schwimmsattel ausgebildeten Bremssattel, dem wenigstens ein Bremsbackenpaar zugeordnet ist und der zumindest eine Ausnehmung aufweist, in welche das Führungselement derart eingreift, dass der Bremssattel an dem Führungselement verschiebbar geführt ist, und einer Bremsmechanik, mittels welcher die Bremsbacken des Bremsbackenpaars an einen Körper angedrückt werden können, der in einen Raum zwischen den Bremsbacken eingreift und relativ zu diesen bewegbar ist.
Gemäß der JP 10-281 193 A ist ein Bremssattel einer Scheibenbremse gleitfähig an Führungsbolzen gelagert, die in einen Träger eingeschraubt sind, der an einer Fahrzeugkarosserie mittels eines Tragbolzens befestigt ist. Eine Verbindungsplatte ist mit ihrem einen Ende mittels des Tragbolzens an dem Träger und mit ihrem anderen Ende an einem dem Träger abgewandten Ende des Führungsbolzens befestigt, sodass der Führungsbolzen mit seinen beiden Enden an dem Träger abgestützt ist.
Diese Bremse ist für relativ kleine Kräfte ausgelegt und für den Einsatz in Kraftfahrzeugen gedacht. Bei Azimutbremsen und Rotorbremsen von Windkraftanlagen treten jedoch deutlich größere Kräfte als in Kraftfahrzeugen auf. Insbesondere werden für Azimutbremsen überwiegend hydraulische Festsättel eingesetzt. Ein Festsattel unterscheidet sich von einem Schwimmsattel im Wesentlichen dadurch, dass er starr mit dem Bremsträger verbunden ist, sodass zur Betätigung der Bremse beide Bremsbacken eines Bremsbackenpaars relativ zu dem Bremssattel verschoben werden müssen. Im Gegensatz dazu ist der Schwimmsattel schwimmend gelagert, sodass zur Betätigung der Bremse nur eine Bremsbacke eines Bremsbackenpaars relativ zu dem Bremssattel verschoben wird, wohingegen die andere Bremsbacke des Bremsbackenpaars mit dem Schwimmsattel starr verbunden ist. Die Verschiebung der starr mit dem Bremssattel verbundenen Bremsbacke erfolgt zusammen mit dem Bremssattel über die Schwimmlagerung. Dabei wird die starr mit dem Bremssattel verbundene Bremsbacke beim Bremsen mit fast der gleichen Kraft gegen die Bremsscheibe gedrückt wie die relativ zum Schwimmsattel verschiebbare Bremsbacke.
Hydraulisch betätigte Bremssättel weisen den Nachteil auf, dass es durch Undichtigkeiten in der Hydraulik zu Verschmutzungen der Bremsscheibe kommen kann. Ferner können durch solche Leckagen die Bremsen selbst Schaden nehmen und Folgeschäden an anderen Komponenten der Windkraftanlage hervorgerufen werden. Leckagen in der Hydraulik können somit erhebliche Störungen des Betriebs der Windkraftanlage herbeiführen, bis hin zum vollständigen Ausfall derselben.
In der EP 1 664 573 B1 wird eine Azimutbremse für Windkraftanlagen beschrieben, die anstelle einer Hydraulik einen elektrischen Antrieb aufweist und somit als elektromechanische Bremse ausgebildet ist. Diese Lösung wird bereits in neueren Windkraftanlagen eingesetzt, wobei der Bremssattel vorzugsweise als Schwimmsattel ausgebildet ist. Hierdurch ergeben sich sowohl technische Vorteile als auch Kostenvorteile gegenüber einer Bremse mit Festsattel, da lediglich eine Bremsbacke jedes Bremsbackenpaars angetrieben werden muss. Ferner führt die Ausgestaltung der Azimutbremse als elektromechanische Bremse zu dem Vorteil, dass Leckagen in der Hydraulik und damit verbundene Verschmutzungen nicht auftreten können.
Schwimmsättel werden aber auf eine andere Art und Weise am Bremsträger gelagert als Festsättel. Bei der Neukonstruktion einer Windkraftanlage bereitet dies keine Schwierigkeiten, sollen allerdings Festsättel einer bestehenden Windkraftanlege durch Schwimmsättel ersetzt werden, so tritt das Problem auf, dass die Führungselemente für die Schwimmsättel nicht an den Stellen des Bremsträgers befestigt werden können, die zur Befestigung der Festsättel vorgesehen sind. Insbesondere können zur Befestigung von Festsätteln in den Bremsträger eingebrachte Bohrungen nicht zur Befestigung von Führungselementen von Schwimmsätteln genutzt werden. Der Bremsträger muss somit nachträglich zur Befestigung der Führungselemente hergerichtet werden, was mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden ist, der bis zu drei Arbeitstage in Anspruch nehmen kann. Der Aufwand entsteht dabei insbesondere durch das Einbringen von Bohrungen in den Bremsträger, welche der Befestigung der Führungselemente dienen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Bremsanordnung derart weiterzubilden, dass der oben genannte Arbeitsaufwand reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Bremsanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die erfindungsgemäße Bremsanordnung an einer Windkraftanlage umfasst einen Bremsträger, wenigstens ein Führungselement, wenigstens einen als Schwimmsattel ausgebildeten Bremssattel, dem wenigstens ein Bremsbackenpaar zugeordnet ist und der zumindest eine Ausnehmung aufweist, in welche das Führungselement derart eingreift, dass der Bremssattel an dem Führungselement verschiebbar geführt ist, und eine Bremsmechanik, mittels welcher die Bremsbacken des Bremsbackenpaars an einen Körper angedrückt werden können, der in einen Raum zwischen den Bremsbacken eingreift und relativ zu diesen bewegbar ist, wobei das Führungselement mehrere durchgehende und zueinander beanstandete Löcher umfasst, durch welche sich mehrere Befestigungsmittel hindurch erstrecken, mittels welchen das Führungselement starr an dem Bremsträger festgelegt ist. Das wenigstens eine und dem Bremssattel zugeordnete Bremsbackenpaar ist insbesondere an dem Bremssattel vorgesehen.
Bei der erfindungsgemäßen Bremsanordnung ist es möglich, die Löcher im Führungselement entsprechend dem Bohrbild eines Festsattels anzuordnen, sodass das Führungselement der erfindungsgemäßen Bremsanordnung an denselben Stellen des Bremsträgers befestigt werden kann wie der Festsattel. Dadurch entfällt das aufwendige Einbringen von Bohrungen in den Bremsträger, sodass bis zu zwei Arbeitstage an Aufwand eingespart werden können. Durch die erfindungsgemäße Bremsanordnung ist somit eine deutliche Kostenreduktion bei der Nachrüstung einer älteren Windkraftanlage mit Schwimmsätteln erzielbar.
Das Führungselement ist bevorzugt auf den Bremsträger aufgesetzt und erstreckt sich vorzugsweise nicht durch diesen hindurch. Somit ist eine Montage des Führungselements einfach realisierbar. Das Führungselement wird insbesondere derart ausgerichtet, dass die Löcher mit den Befestigungsstellen des Bremsträgers fluchten, wonach z. B. die Befestigungsmittel in die Löcher eingebracht und montiert werden.
An den Befestigungsstellen sind insbesondere Bohrungen in den Bremsträger eingebracht, in welche die Befestigungsmittel eingreifen. Die Bohrungen können jeweils als Sackloch oder durchgehend ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Bohrungen jeweils mit einem Innengewinde versehen.
Die durchgehenden Löcher in dem Führungselement sind bevorzugt entsprechend dem Bohrbild eines Festsattels angeordnet, welches z. B. mehrere Lochreihen zeigt. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bilden die Löcher somit mehrere Lochreihen, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen.
Das Bohrbild ist insbesondere vorgegeben. Ferner sind die Bohrungen in dem Bremsträger vorzugsweise entsprechend dem Bohrbild angeordnet. Falls das Führungselement und/oder der Bremssattel aber größere Kräfte übertragen bzw. aufnehmen sollen, als durch das vorgegebene Bohrbild möglich, können zusätzlich zu den gemäß Bohrbild bereits vorhandenen Bohrungen ein oder mehrere neue Bohrungen in den Bremsträger eingebracht werden. Da die bereits vorhandenen Bohrungen aber weiterhin genutzt werden, ist der Arbeitsaufwand immer noch geringer, als wenn alle Bohrungen in den Bremsträger neu eingebracht werden müssten.
Die Befestigungsmittel sind insbesondere von einer dem Bremsträger abgewandten Seite des Führungselements her in dieses eingebracht. Auch dies erleichtert die Montage, da das Aufsetzen des Führungselements und das Einbringen der Befestigungsmittel von derselben Seite des Bremsträgers her möglich sind. Vorzugsweise erfolgt die komplette Montage der Bremsanordnung von dieser Seite des Bremsträgers her.
Die Befestigungsmittel sind bevorzugt in den Bremsträger eingeschraubt oder an diesem festgeschraubt. Insbesondere sind die Befestigungsmittel als Schrauben ausgebildet. Die Schraubenköpfe der Schrauben oder auf diese aufgeschraubte Muttern sind bevorzugt auf der dem Bremsträger abgewandten Stirnseite des Führungselements abgestützt. Die Außengewinde der Schrauben greifen bevorzugt mit den Innengewinden der Bohrungen ineinander. Alternativ können die Befestigungsmittel an den Bremsträger angeschweißt oder auf der dem Führungselement abgewandten Seite des Bremsträgers durch Muttern oder Schraubenköpfen gesichert sein. Hierdurch kann sich allerdings der Montageaufwand erhöhen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst jedes der Befestigungsmittel zumindest einen in dem Führungselement sitzenden Bolzenbereich, dessen Querschnitt insbesondere eine kreisförmige Umfangskontur aufweist. Somit können handelsübliche Bolzen, vorzugsweise Schraubbolzen und/oder Schrauben als Befestigungsmittel eingesetzt werden.
Die Löcher und/oder die Befestigungsmittel sind insbesondere von einer dem Bremsträger abgewandten Seite des Führungselements her zugänglich. Dies ermöglicht nicht nur eine einfache Montage von einer Seite des Bremsträgers sondern auch einen relativ schnellen Ausbau des Führungselements und/oder des Bremssattels, z. B. zu Austausch- oder Wartungszwecken.
Die Ausnehmung ist vorzugsweise durchgehend. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umgibt oder umringt der Bremssattel die Ausnehmung vollständig oder im Wesentlichen vollständig. Alternativ umgibt oder umringt der Bremssattel die Ausnehmung lediglich teilweise. In diesem Fall ist die Ausnehmung bevorzugt am Außenrand des Bremssattels vorgesehen, sodass deren Wandung eine Öffnung aufweist.
Das Führungselement und der Körper weisen einen Abstand zueinander auf. Somit ist die Ausnehmung vorzugsweise in einem dem Körper abgewandten Bereich des Bremssattels vorgesehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung zu dem Körper hin offen. Hierdurch ist ein sehr kompakter Aufbau des Bremssattels möglich, da der Körper und das Führungselement unter Wahrung des Abstands in großer Nähe zueinander angeordnet sein können.
Die Umfangskontur des Querschnitts des Führungselements kann kreisförmig verlaufen und/oder das Führungselement als gerader Kreiszylinder ausgebildet sein. In diesem Fall ist zusätzlich zum Führungselement vorzugsweise ein als Drehmomentstütze wirkendes Stützelement vorgesehen, welches an dem Bremsträger starr befestigt ist und mit dem Bremssattel zur Aufnahme von Drehmomenten zusammenwirkt. Bevorzugt greifen das Führungselement und der Bremssattel aber unter Ausbildung einer Verdrehsicherung formschlüssig derart ineinander, dass der Bremssattel gegenüber dem Führungselement nicht verdrehbar ist. In diesem Fall bildet das Führungselement selbst eine Drehmomentstütze.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weichen die Wandung der Ausnehmung und die Mantelfläche des Führungselements zumindest bereichsweise im Querschnitt von der Kreisform ab. Bevorzugt weist der Querschnitt des Führungselements eine nicht-kreisförmige und/oder im Wesentlichen rechteckige Umfangskontur auf, welcher die Wandung der Ausnehmung zumindest bereichsweise folgt. Dies sind z. B. Möglichkeiten, die Verdrehsicherung auszubilden.
Die Bremsbacken können mittels der Bremsmechanik bevorzugt auch von dem Körper abgerückt werden. Mit der Bremsmechanik ist vorzugsweise wenigstens ein elektrischer Antrieb gekoppelt, mittels welchem die Bremsmechanik betätigbar ist. Die erfindungsgemäße Bremsanordnung ist demnach als elektromechanische Bremsanordnung ausgebildet, sodass Leckagen in einer Hydraulik nicht auftreten können.
Die Bremsmechanik umfasst insbesondere wenigstens einen an dem Schwimmsattel schwenkbar gelagerten Hebel, der über ein Getriebe eine Schwenkbewegung des Hebels in eine geradlinige Andruckbewegung der Bremsbacken umsetzt. Vorzugsweise umfasst die Bremsmechanik ein lineares Stellglied, welches mit dem Hebel im Abstand zu seiner Schwenkachse gelenkig verbunden ist. Insbesondere ist das lineare Stellglied mittels des elektrischen Antriebs betätigbar. Die Länge des linearen Stellglieds ist vorzugsweise durch Betätigen des Antriebs variierbar. Das lineare Stellglied ist z. B. als Spindeltrieb ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Bremsanordnung wenigstens einen als Schwimmsattel ausgebildeten zusätzlichen Bremssattel auf, dem wenigstens ein zusätzliches Bremsbackenpaar zugeordnet ist und der zumindest eine zusätzliche Ausnehmung aufweist, in welche das Führungselement derart eingreift, dass der Bremssattel an dem Führungselement verschiebbar geführt ist. Dabei können die Bremsbacken des zusätzlichen Bremsbackenpaars insbesondere mittels der Bremsmechanik oder mittels einer zusätzlichen Bremsmechanik an den Körper angedrückt werden, der in einen Raum zwischen den Bremsbacken des zusätzlichen Bremsbackenpaars eingreift und relativ zu diesen bewegbar ist. Somit ist es möglich, zwei Bremssättel an demselben Führungselement zu führen, sodass eine deutliche Bauraumreduzierung erzielbar ist. Das wenigstens eine und dem zusätzlichen Bremssattel zugeordnete zusätzliche Bremsbackenpaar ist insbesondere an dem zusätzlichen Bremssattel vorgesehen. Bevorzugt können die Bremsbacken des zusätzlichen Bremsbackenpaars mittels der Bremsmechanik oder mittels der zusätzlichen Bremsmechanik auch von dem Körper abgerückt werden.
Bevorzugt sind die Bremssättel entlang des Körpers nebeneinander angeordnet. Ferner sind die Ausnehmungen auf den einander zugewandten Seiten der Bremssättel vorzugsweise offen, sodass die Wandungen der Ausnehmungen auf den einander zugewandten Seiten der Bremssättel jeweils mit einer Öffnung versehen sind. Insbesondere sitzt das Führungselement zwischen den Bremssätteln und durchgreift die Öffnungen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Bremsanordnung mehrere Bremssättel und mehrere Führungselemente auf, die entlang eines Kreises angeordnet sind, wobei zwischen zwei benachbarten der Bremssättel jeweils eines der Führungselemente sitzt. Eine derartige Bremsanordnung wird insbesondere in einem Azimutsystem der Windkraftanlage eingesetzt.
Der Körper ist bevorzugt flach und z. B. als Platte oder Scheibe ausgebildet. Insbesondere ist der Körper eine Bremsscheibe, die vorzugsweise als Ring ausgebildet ist. Alternativ kann der Körper aber auch eine Bremstrommel sein. Insbesondere ist der Körper ein Festkörper und vorzugsweise steif.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bilden der Bremsträger und der Körper Komponenten einer Azimutbremse der Windkraftanlage, wobei eine erste der Komponenten mit einem Turm der Windkraftanlage und eine zweite der Komponenten mit einem an dem Turm drehbar gelagerten Maschinenträger fest, insbesondere drehfest oder starr, verbunden ist. Vorzugsweise ist der Bremsträger mit dem Maschinenträger und der Körper mit dem Turm fest, insbesondere drehfest oder starr, verbunden. Es ist aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich, sodass der Körper mit dem Maschinenträger und der Bremsträger mit dem Turm fest, insbesondere drehfest oder starr, verbunden ist.
Alternativ können der Bremsträger und der Körper aber auch Komponenten einer Rotorbremse der Windkraftanlage bilden, wobei eine erste der Komponenten mit dem Maschinenträger, einem zu diesem ortsfesten Bauteil, einem Getriebe oder einem elektrischen Generator der Windkraftanlage und eine zweite der Komponenten mit einer Welle im Hauptantriebsstrang der Windkraftanlage fest, insbesondere drehfest oder starr, verbunden ist. In diesem Fall sitzt der Körper vorzugsweise an der Welle.
Das Führungselement kann mehrteilig sein. Bevorzugt ist das Führungselement aber einstückig. Insbesondere ist das Führungselement massiv ausgebildet, z. B. in Form eines Blocks oder Klotzes. Das Führungselement besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl.
Das Führungselement, die Löcher und/oder die Befestigungsmittel erstrecken sich bevorzugt in einer Längsrichtung. Entsprechendes gilt insbesondere auch für die Bohrungen in dem Bremsträger. Bevorzugt erstreckt sich die Ausnehmung in Längsrichtung, sodass der Bremssattel an dem Führungselement in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Ist der zusätzliche Bremssattel vorhanden, so erstreckt sich bevorzugt die zusätzliche Ausnehmung in Längsrichtung, sodass der zusätzliche Bremssattel an dem Führungselement in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Vorzugsweise erstrecken sich die Öffnungen in den Wandungen der Ausnehmungen in Längsrichtung. Insbesondere sind die Ausnehmungen und/oder die Öffnungen in Längsrichtung durchgehend. Die Längsrichtung verläuft bevorzugt in Richtung der Längsachse des Turms der Windkraftanlage.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine erste Bremsbacke jedes Bremsbackenpaars starr mit dem jeweiligen Bremssattel verbunden und/oder einstückig mit diesem ausgebildet, und eine zweite Bremsbacke jedes Bremsbackenpaars ist bevorzugt relativ zu dem jeweiligen Bremssattel verschiebbar geführt, insbesondere in Längsrichtung.
Der Körper ist insbesondere relativ zu den Bremsbacken drehbar. Die Drehachse des Körpers verläuft vorzugsweise in Längsrichtung.
Der oder die Bremssättel sind insbesondere gleitend an dem Führungselement geführt. Zur Reduzierung der Gleitreibung können zwischen dem Führungselement und der Wandung der Ausnehmung ein oder mehrere Gleitelemente sitzen, die z. B. jeweils als beschichtetes Blech oder als Kunststoff-Gleitführung ausgebildet sind. Das oder die Gleitelemente können aber auch die Oberfläche des Führungselements und/oder der Wandung bilden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Windkraftanlage mit einem Azimutsystem,
2 eine Draufsicht auf eine Bremsanordnung für das Azimutsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine Schnittansicht durch die Bremsanordnung nach 2 entlang der Schnittlinie A-A,
4 eine Draufsicht auf eine Bremsanordnung für das Azimutsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
5 eine Schnittansicht durch die Bremsanordnung nach 4 entlang der Schnittlinie B-B.
Aus 1 ist eine schematische Darstellung einer Windkraftanlage 1 mit einem auf einem Fundament 2 stehenden Turm 3 ersichtlich, an dessen dem Fundament 2 abgewandten Ende eine Gondel 4 um eine Längsachse 5 des Turms 3 drehbar gelagert ist. Ferner weist die Windkraftanlage 1 ein Azimutsystem 6 auf, mittels welchem die Gondel 4 relativ zu dem Turm 3 um die Längsachse 5 gedreht werden kann. Die Gondel 4 umfasst einen Maschinenträger 7, an welchem ein Rotor 8 mittels eines Hauptlagers 9 um eine Rotorachse 10 drehbar gelagert ist. Der Rotor 8 weist eine Rotorwelle 11 und eine mit dieser drehfest verbundene Nabe 12 auf, an der mehrere Rotorblätter 13 gelagert sind, die sich in ihrer Längsrichtung quer oder im Wesentlichen quer zur Rotorachse 10 von der Rotornabe 12 wegerstrecken. Der Rotor 8 ist durch Wind 14 um die Rotorachse 10 drehbar, wobei eine Drehbewegung des Rotors 8 um die Rotorachse 10 mittels der Rotorwelle 11 an einen elektrischen Generator 15 abgebbar ist. Mit der Rotorwelle 11 ist eine Bremsscheibe 16 drehfest verbunden, die mittels einer Rotorbremse 17 gebremst werden kann. Gemäß einer Alternative kann zwischen den Rotor 8 und den Generator 15 ein Getriebe geschaltet sein.
Das Azimutsystem 6 verfügt über eine Azimutbremse 47 mit mehreren Bremsanordnungen, die rings der Längsachse 5 des Turms 3 angeordnet sind. Nachfolgend wird eine dieser Bremsanordnungen 18 anhand von zwei Ausführungsformen beschrieben.
Aus den 2 und 3 sind unterschiedliche Ansichten der Bremsanordnung 18 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei ein Führungselement 19 mittels mehrerer als Schrauben ausgebildeter Befestigungsmittel 20 starr an einem Bremsträger 21 festgelegt ist, der starr mit dem Maschinenträger 7 verbunden oder von diesem gebildet ist. An dem Führungselement 19 ist ein als Schwimmsattel ausgebildeter Bremssattel 22 in einer Längsrichtung 23 verschiebbar gelagert, in den eine mit dem Turm 3 starr verbundene, ringförmige Bremsscheibe 24 eingreift.
In einem der Bremsscheibe 24 zugewandten Bereich (vorderer Bereich) 25 des Bremssattels 22 sind zwei Bremsbacken 26 und 27 vorgesehen, von denen die Bremsbacke 26 starr mit dem Bremssattel 22 verbunden ist. Die Bremsbacke 27 kann in Längsrichtung 23 relativ zu dem Bremssattel 22 mittels einer Bremsmechanik 28 verschoben werden, die dafür mit einem elektrischen Antrieb 29 gekoppelt und durch diesen betätigbar ist. Die Bremsscheibe 24 greift in den Raum zwischen den beiden Bremsbacken 26 und 27 ein, welche durch Betätigung der Bremsmechanik 28 mittels des Antriebs 29 an die Bremsscheibe 24 angedrückt werden können. In einem der Bremsscheibe 24 abgewandten Bereich (hinterer Bereich) 30 des Bremssattels 22 ist eine in Längsrichtung 23 durchgehende Ausnehmung 31 vorgesehen, in welcher das Führungselement 19 sitzt.
Aus 3 ist ersichtlich, dass sich die Schrauben 20 durch das Führungselement 19 in Längsrichtung 23 durch Löcher 32 hindurch erstrecken, die in dem Führungselement 19 vorgesehen sind. Die unteren Enden 33 der Schrauben 20 ragen aus dem Führungselement 19 heraus und sind im montierten Zustand des Führungselements 19 in den hier lediglich schematisch dargestellten Bremsträger 21 eingeschraubt. Die Löcher 32 sind im Querschnitt kreisförmig und nehmen jeweils einen Bolzenbereich 34 der Schrauben 20 auf, der ebenfalls im Querschnitt kreisförmig ist. Die Köpfe 35 der Schrauben 20 weisen quer zur Längsrichtung 23 größere Abmessungen als die Löcher 32 auf, sodass die Köpfe 35 auf der dem Bremsträger 21 abgewandten Stirnseite 36 des Führungselements 19 abgestützt sind. Zur einfachen Montage der Schrauben 20 sind deren Köpfe 35 mit einer Schlüsselfläche versehen.
Die Löcher 32 weisen einen Abstand zueinander auf, sodass auch die Schrauben 20 einen Abstand zueinander aufweisen. Dabei sind die Schrauben 20 und die Löcher 32 insbesondere entsprechend einem Bohrbild eines Festsattels angeordnet, wobei die Löcher 32 mehrere Lochreihen bilden.
Das massiv und einstückig ausgebildete Führungselement 19 ist auch unter großen Belastungen durch die Schrauben 20 gegenüber einer Verdrehung relativ zu dem Bremsträger 21 gesichert. Ferner weist das Führungselement 19 eine im Wesentlichen rechteckige Umfangskontur auf, welcher die Wandung 37 der Ausnehmung 31 folgt. Der Bremssattel 22 ist somit verdrehsicher an der Führung 19 gelagert, welche gleichzeitig als Drehmomentstütze für den Bremssattel 22 dient. Ferner umringt der Bremssattel 22 das Führungselement 19 vollständig.
Aus den 4 und 5 sind unterschiedliche Ansichten der Bremsanordnung 18 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform ähnliche oder identische Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein zusätzlicher Bremssattel 38 vorgesehen, wobei die Bremssättel 22 und 38 entlang dem Umfang der Bremsscheibe 24 nebeneinander angeordnet sind. Das Führungselement 19 ist zwischen den beiden Bremssätteln 22 und 38 angeordnet und in der gleichen Weise ausgebildet und an dem Bremsträger 22 befestigt wie bei der ersten Ausführungsform. Der Bremssattel 38 weist eine in Längsrichtung 23 durchgehende Ausnehmung 39 auf, in welcher das Führungselement 19 sitzt, sodass der Bremssattel 38 in Längsrichtung 23 verschiebbar an dem Führungselement 19 geführt ist. Die Wandungen 37 der Ausnehmungen 31 und 39 sind auf den einander zugewandten Seiten der Bremssättel 22 und 38 mit Öffnungen 40 und 41 versehen, wobei das Führungselement 19 die Öffnungen 40 und 41 durchgreift. Die zueinander hin offenen Ausnehmungen 31 und 39 sind am Rand des jeweiligen Bremssattels 22 bzw. 38 vorgesehen, wobei das Führungselement 19 als Führung für beide Bremssättel 22 und 38 dient. Hierdurch ist eine besonders platzsparende Anordnung der beiden Bremssättel 22 und 38 möglich.
Entlang des Umfangs der Bremsscheibe 24 sind zusätzliche Führungselemente 42 und 48 vorgesehen, von denen das Führungselement 42 in eine zweite Ausnehmung 43 des Bremssattels 22 und das Führungselement 48 in eine zweite Ausnehmung 44 des Bremssattels 38 eingreift. Die Führungselemente 42 und 48 sind entsprechend dem Führungselement 19 ausgebildet und wie dieses an dem Bremsträger 22 befestigt. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass sich rings der Bremsscheibe 24 weitere Bremssättel anschließen können, die an den Führungen 42 und 48 geführt sind.
An dem Bremssattel 38 sind zwei Bremsbacken 45 und 46 vorgesehen, wobei die Bremsbacke 45 starr mit dem Bremssattel 38 verbunden ist. Die Bremsbacke 46 ist mittels der Bremsmechanik 28 relativ zu dem Bremssattel 38 in Längsrichtung 23 verschiebbar, sodass die Bremsbacken beider Bremsbackenpaare 26, 27 und 45, 46 mittels der Bremsmechanik 28 an die Bremsscheibe 24 andrückbar sind. Die Bremsmechanik 28 ist dafür mittels des elektrischen Antriebs 29 betätigbar.
Bezugszeichenliste

1: Windkraftanlage
2: Fundament
3: Turm
4: Gondel
5: Längsachse des Turms
6: Azimutsystem
7: Maschinenträger
8: Rotor
9: Hauptlager
10: Rotorachse
11: Rotorwelle
12: Rotornabe
13: Rotorblatt
14: Wind
15: elektrischer Generator
16: Bremsscheibe
17: Rotorbremse
18: Bremsanordnung
19: Führungselement
20: Befestigungsmittel
21: Bremsträger
22: Bremssattel
23: Längsrichtung
24: Bremsscheibe
25: vorderer Bereich des Bremssattels
26: Bremsbacke
27: Bremsbacke
28: Bremsmechanik
29: elektrischer Antrieb
30: hinterer Bereich des Bremssattels
31: Ausnehmung im Bremssattel
32: Loch im Führungselement
33: unteres Ende des Befestigungsmittels
34: Bolzenbereich des Befestigungsmittels
35: Kopf des Befestigungsmittels
36: Stirnseite des Führungselements
37: Wandung der Ausnehmung
38: Bremssattel
39: Ausnehmung
40: Öffnung
41: Öffnung
42: Führungselement
43: Ausnehmung
44: Ausnehmung
45: Bremsbacke
46: Bremsbacke
47: Azimutbremse
48: Führungselement

Claims

Bremsanordnung an einer Windkraftanlage, mit einem Bremsträger (21), wenigstens einem Führungselement (19), wenigstens einem als Schwimmsattel ausgebildeten Bremssattel (22), dem wenigstens ein Bremsbackenpaar (26, 27) zugeordnet ist und der zumindest eine Ausnehmung (31) aufweist, in welche das Führungselement (19) derart eingreift, dass der Bremssattel (22) an dem Führungselement (19) verschiebbar geführt ist, einer Bremsmechanik (28), mittels welcher die Bremsbacken des Bremsbackenpaars (26, 27) an einen Körper (24) angedrückt werden können, der in einen Raum zwischen den Bremsbacken eingreift und relativ zu diesen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (19) mehrere durchgehende und zueinander beabstandete Löcher (32) umfasst, durch welche sich mehrere Befestigungsmittel (20) hindurch erstrecken, mittels welchen das Führungselement (19) starr an dem Bremsträger (21) festgelegt ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (20) von einer dem Bremsträger (21) abgewandten Seite des Führungselements (19) her in dieses eingebracht sind.
Bremsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (20) in den Bremsträger (21) eingeschraubt oder an diesem festgeschraubt sind.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (20) Schrauben sind, deren Köpfe (35) auf der dem Bremsträger (21) abgewandten Stirnseite (36) des Führungselements (19) abgestützt sind.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (31) durchgehend ist, sodass die Befestigungsmittel (20) von einer dem Bremsträger (21) abgewandten Seite des Führungselements (19) zugänglich sind.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (19) und der Bremssattel (21) unter Ausbildung einer Verdrehsicherung formschlüssig ineinander greifen, sodass der Bremssattel (21) gegenüber dem Führungselement (19) nicht verdrehbar ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (37) der Ausnehmung (31) und die Mantelfläche des Führungselements (19) zumindest bereichsweise im Querschnitt von der Kreisform abweichen.
Bremsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Führungselements (19) eine im Wesentlichen rechteckige Umfangskontur aufweist, welcher die Wandung (37) der Ausnehmung (31) zumindest bereichsweise folgt.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen als Schwimmsattel ausgebildeten zusätzlichen Bremssattel (38), dem wenigstens ein zusätzliches Bremsbackenpaar (45, 46) zugeordnet ist und der zumindest eine zusätzliche Ausnehmung (39) aufweist, in welche das Führungselement (19) derart eingreift, dass der Bremssattel (38) an dem Führungselement (19) verschiebbar geführt ist, wobei die Bremsbacken des zusätzlichen Bremsbackenpaars (45, 46) mittels der Bremsmechanik (28) oder mittels einer zusätzlichen Bremsmechanik an den Körper (24) angedrückt werden können, der in einen Raum zwischen den Bremsbacken des zusätzlichen Bremsbackenpaars (45, 46) eingreift und relativ zu diesen bewegbar ist.
Bremsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssättel (22, 38) entlang des Körpers (24) nebeneinander angeordnet sind, die Wandungen (37) der Ausnehmungen (31, 39) auf den einander zugewandten Seiten der Bremssättel (22, 38) mit Öffnungen (40, 41) versehen sind, das Führungselement (19) zwischen den Bremssätteln (22, 38) sitzt und die Öffnungen (40, 41) durchgreift.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (24) eine Bremsscheibe ist.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (21) und der Körper (24) Komponenten einer Azimutbremse (47) der Windkraftanlage (1) bilden, wobei eine erste der Komponenten mit einem Turm (3) der Windkraftanlage (1) und eine zweite der Komponenten mit einem an dem Turm drehbar gelagerten Maschinenträger (7) fest verbunden ist.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit der Bremsmechanik (28) gekoppelten, elektrischen Antrieb (29), mittels welchem die Bremsmechanik (28) betätigbar ist.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (19) als massiver Block ausgebildet ist.
Bremsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehenden Löcher (32) in dem Führungselement (19) mehrere Lochreihen bilden.