AT523760B1

AT523760B1 - Bauteilzusammenstellung, sowie eine Windkraftanlage, in welcher die Bauteilzusammenstellung verbaut ist

Info

Publication number: AT523760B1
Application number: ATA50319/2020A
Authority: AT
Inventors: Bergmann Dipl Ing Dr Philipp; Ciklamini Dipl Ing Marek; Sebastian Hölzl Dipl Ing Dr Johannes; Reisenberger Dipl Ing Johannes
Original assignee: Miba Gleitlager Austria Gmbh
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2022-06-15
Also published as: EP4136369A1; AT523760A1; WO2021207776A1; CN115461559A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bauteilzusammenstellung (15) umfassend ein Trägerelement (17) mit einer Gewindebohrung (18), ein Funktionselement (16), welches am Trägerelement (17) befestigt ist, wobei eine Rückseite (22) des Funktionselementes (16) an einer Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17) anliegt, eine Schraube (14) mit einem Schraubenkopf (24) und einem Gewindeabschnitt (19), wobei der Schraubenkopf (24) an einer Schraubenkopfauflagefläche (25) des Funktionselementes (16) anliegt. Das Funktionselement (16) weist im Bereich der Durchgangsbohrung (21) an der Rückseite (22) eine Freistellung (26) mit einer Freistellungserstreckung (27) auf, wodurch die Schraubenkopfauflagefläche (25) elastisch federnd ausgebildet ist. Weiters ist eine Hülse (38) ausgebildet, die sich zwischen dem Schraubenkopf (24) und der Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17) erstreckt, wobei sich der Schraubenkopf (24) im angezogenen Zustand der Schraube (14), das heißt bei elastisch verformter Schraubenkopfauflagefläche (25), über die Hülse (38) direkt an der Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17) abstützt.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bauteilzusammenstellung, sowie ein Planetengetriebe, in welchem die Bauteilzusammenstellung verbaut ist.

[0002] Aus der EP2383480B1 ist ein Planetengetriebe für eine Windkraftanlage bekannt. Das Planetengetriebe umfasst einen Planetenträger mit einer ersten Planetenträgerwange und einer zweiten Planetenträgerwange, einen Planetenradbolzen, welcher im Planetenträger aufgenommen ist, ein Planetenrad, welches am Planetenradbolzen gelagert ist und ein Planetenradaxialgleitlager, welches zwischen dem Planetenrad und der Planetenträgerwange angeordnet ist. Üblicherweise sind derartige Planetenradaxialgleitlager mittels einer Schraube an der Planetenträgerwange befestigt.

[0003] Aus der WO 2014117196 A1 ist ein weiteres Planetengetriebe bekannt.

[0004] Aus der DE 102007019931 A1, der JP 2007182923 A, der EP 0538549 A1 und der EP 2658052 A1 sind verschiedene Konfigurationen bekannt, bei welchen zwei Bauteile mittels eines Befestigungselementes miteinander gekoppelt sind.

[0005] Aus der Erfahrung hat sich gezeigt, dass die Planetenradaxialgleitlager nach einer gewissen Einsatzdauer nicht mehr fest an der Planetenträgerwange aufgenommen sind und somit verrutschen können, was zu einer Funktionsstörung des Planetengetriebes führen kann.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Bauteilzusammenstellung bzw. ein Planetengetriebe zu schaffen, in welchem die einzelnen mittels einer Schraube miteinander befestigten Einzelteile ausreichend fest zueinander befestigt sind.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.

[0008] Im Folgenden werden die Effekte der Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels des Planetengetriebes beschrieben. Die genannten Effekte treten jedoch bei jeder erfindungsgemäß ausgebildeten Bauteilzusammenstellung auf, auch wenn diese nicht in einem Planetengetriebe verbaut ist, bzw. wenn es sich um kein Planetengetriebe handelt. Das in den Patentansprüchen beanspruchte Planetengetriebe ist eine Spezialausführung der allgemein beanspruchten Bauteilzusammenstellung.

[0009] Sämtliche Merkmale der Bauteilzusammenstellung können somit auch in der Spezialausführung des Planetengetriebes realisiert sein. Die Planetenträgerwange entspricht hierbei dem Trägerelement. Das Planetenradaxialgleitlager entspricht dem Funktionselement.

[0010] Die Probleme der mangelnden dauerhaft haltbaren Befestigung treten dann auf, wenn ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes, auch Funktionselementwerkstoff genannt, größer ist, als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes.

[0011] Bei der Herstellung des Planetengetriebes werden die Schrauben mit einem vorgegebenen Anzugsdrehmoment angezogen, um eine vorgegebene Klemmkraft bzw. Vorspannung zwischen dem Planetenradaxialgleitlager und der Planetenträgerwange zu erreichen. Forschungen im Zuge der Erfindung haben gezeigt, dass es im Betrieb des Planetengetriebes zu einer massiven Erwärmung des Innenraumes des Planetengetriebes und somit der im Innenraum des Planetengetriebes befindlichen Bauteile kommt. Dadurch dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes, auch Funktionselementwerkstoff genannt, größer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes, kommt es aufgrund der Erwärmung zu einer größeren Wärmeausdehnung des Planetenradaxialgleitlagers als der Schraube.

[0012] Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Planetengetriebe wird durch diese unterschiedliche Wärmeausdehnung bei Erwärmung der Bauteile die Klemmkraft der Schraube auf das Planetenradaxialgleitlager erhöht, wobei hierbei die Festigkeit des Planetenradaxialgleitla-

gerwerkstoffes überschritten wird. Dadurch kommt es zu einer plastischen Verformung des Planetenradaxialgleitlagers. Wenn nun die Temperatur im Innenraum des Planetengetriebes wieder abnimmt und die unterschiedliche Wärmedehnung des Planetenradaxialgleitlagers und der Schraube rückgängig wird, schrumpft das Planetenradaxialgleitlager aufgrund der obig beschriebenen plastischen Verformung im Bereich der Schraubenkopfauflagefläche unter seine Ausgangsgröße. Dadurch kann die ursprünglich eingestellte Vorspannung der Schraube nicht mehr erreicht werden, wodurch das Planetenradaxialgleitlager nicht mehr ausreichend festgehalten werden kann.

[0013] Erfindungsgemäß ist eine Bauteilzusammenstellung ausgebildet. Die Bauteilzusammen-

stellung umfasst:

- ein Trägerelement mit einer Gewindebohrung, wobei das Trägerelement aus einem Trägerelementwerkstoff gebildet ist;

- ein Funktionselement mit einer Durchgangsbohrung, welches am Trägerelement befestigt ist, wobei eine Rückseite des Funktionselementes an einer Anlagefläche des Trägerelementes anliegt, wobei das Funktionselement aus einem Funktionselementwerkstoff gebildet ist;

- eine Schraube mit einem Schraubenkopf und einem Gewindeabschnitt, wobei der Gewindeabschnitt durch die Durchgangsbohrung des Funktionselementes hindurch in die Gewindebohrung des Trägerelementes eingeschraubt ist und der Schraubenkopf an einer Schraubenkopfauflagefläche des Funktionselementes anliegt, um das Funktionselement am Trägerelement zu klemmen, wobei die Schraubenkopfauflagefläche eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung aufweist, wobei die Schraube aus einem Schraubenwerkstoff gebildet ist,

wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Funktionselementwerkstoffes größer ist als ein

Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes.

Das Funktionselement weist im Bereich der Durchgangsbohrung an der Rückseite eine Freistel-

lung mit einer Freistellungserstreckung auf, wodurch die Schraubenkopfauflagefläche elastisch

federnd ausgebildet ist.

[0014] Überraschenderweise lässt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Funktionselementes eine dauerhaft haltbare Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Trägerelement erreichen. Diese dauerhaft haltbare Verbindung bleibt auch bei stärkeren Temperaturschwankungen beständig. Insbesondere kann durch die erfindungsgemäße Bauteilzusammenstellung erreicht werden, dass die Vorspannung der Schraube über die Lebensdauer der Bauteilzusammenstellung erhalten bleibt bzw. nur geringfügig durch Kriecheffekte der einzelnen Bauteile nachlässt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass aufgrund der federnden Eigenschaft des Funktionselementes auch bei Erwärmung der Bauteilzusammenstellung keine oder nur eine vertretbar geringe plastische Verformung des Funktionselementes auftritt, welche nicht dazu führt, dass das Funktionselement nicht mehr ausreichend gehalten wird. Darüber hinaus sind in der erfindungsgemäßen Bauteilzusammenstellung keine federnden Unterlagen unter dem Schraubenkopf, wie etwa tellerfedern usw. notwendig, welche zum Ausgleich der unterschiedlichen Längendehnung dienen würden. Dadurch kann der Aufbau der Bauteilzusammenstellung maßgeblich vereinfacht werden, was einerseits die Gefahr eines fehlerhaften Zusammenbaus der Bauteilzusammenstellung wesentlich reduziert und andererseits wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.

[0015] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Freistellungserstreckung zumindest so groß ist, wie die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung. Besonders bei einer derartigen Ausgestaltung des Funktionselementes lässt sich erreichen, dass die Vorspannung der Schraube über die Lebensdauer der Bauteilzusammenstellung erhalten bleibt.

[0016] Weiters ist vorgesehen, dass eine Hülse ausgebildet ist, die sich zwischen dem Schraubenkopf und der Anlagefläche des Trägerelementes erstreckt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Schraube mit einem derart hohen Drehmoment angezogen werden kann, dass ein Herausdrehen der Schraube unterbunden wird, da sich der Schraubenkopf über die Hülse direkt an der Anlagefläche des Trägerelementes abstützen kann. Durch richtige Dimensionierung der Länge des Absatzes bzw. der Hülse in Relation zur Dimensionierung des Funktionselementes kann hierbei erreicht werden, dass das Funktionselement beim Festziehen der Schraube gering-

fügig vorgespannt und daher geringfügig elastisch verformt wird.

[0017] Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung zwischen 30% und 100%, insbesondere zwischen 50% und 95%, bevorzugt zwischen 70% und 80% der Freistellungserstreckung beträgt. Durch diese Maßnahme kann eine ausreichende Elastizität der Schraubenkopfauflagefläche erreicht werden, wobei diese gleichzeitig eine ausreichende Stabilität bieten kann, um die notwendige Klemmkraft der Schraube aufnehmen zu können.

[0018] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Funktionselement aus einer AIlSn-Legierung gebildet ist und die Schraube aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist. Besonders bei einer derartigen Kombination des Werkstoffes des Funktionselementes und des Werkstoffes der Schraube können die positiven Effekte der langzeitig haltbaren Klemmung des Funktionselementes erreicht werden.

[0019] Eine AlSn-Legierung ist eine Legierung, welche Aluminium und Zinn umfasst und besonders als Gleitlagerwerkstoff hervorragende Eigenschaften aufweist. Eine derartige Legierung weist einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.

[0020] In einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass das Funktionselement aus einem Kupferwerkstoff oder einer Kupferlegierung gebildet ist und die Schraube aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist.

[0021] Natürlich kann das Funktionselement auch aus einem sonstigen Werkstoff mit hoher Wärmedehnung gebildet sein.

[0022] Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Trägerelement aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist.

[0023] Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass zwischen der Schraubenkopfauflagefläche und der Freistellung ein ringförmiger Kragarm gebildet ist, wobei eine Kragarmdicke zwischen 20% und 100%, insbesondere zwischen 30% und 80%, bevorzugt zwischen 40% und 60% eines Durchgangsbohrungsdurchmessers beträgt. Besonders ein Kragarm mit einer derartigen Kragarmdicke kann eine ausreichende Elastizität bei gleichzeitig ausreichender Stabilität aufweisen.

[0024] Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Schraubenkopfauflagefläche in einer Senkung versenkt im Funktionselement ausgebildet ist. Dies bringt besonders den Vorteil mit sich, wenn das Funktionselement als Gleitlager ausgebildet ist und eine Gleitoberfläche aufweist.

[0025] Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Schraube als Dehnschraube ausgebildet ist. Besonders wenn die Schraube als Dehnschraube ausgebildet ist, lässt sich eine langzeitig haltbare Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Trägerelement erreichen. Bei Verwendung einer Dehnschraube kann auch von einem vorgegebenen Anzugsdrehmoment abgewichen werden, ohne dass dies zu einer starken Veränderung der Klemmkraft führt, wodurch die Toleranzen besser eingehalten werden können.

[0026] Insbesondere die Kombination einer Schraube mit einem Absatz, welche gleichzeitig als Dehnschraube ausgebildet ist, bringt eine überraschend stabile Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Trägerelement mit sich, da bei einer derart ausgebildeten Schraube das tatsächlich aufgebrachte Anzugsdrehmoment vom vorgegebenen Anzugsdrehmoment abweichen kann und trotzdem eine ausreichende Klemmkraft bzw. Festigung der Schraube im Trägerelement erreicht werden kann.

[0027] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Schraubenkopfauflagefläche bei einer Umgebungstemperatur von 20°C elastisch vorgespannt ist. Insbesondere wird die Bauteilauslegung bzw. die Toleranzangabe so gewählt, dass bei Erreichen eines vorgegebenen Anzugsdrehmomentes der Schraube im Zusammenbau der Bauteilzusammenstellung eine elastische Vorspannung der Schraubenkopfauflagefläche erreicht wird. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass auch bei Abfall der Umgebungstemperatur und somit negativer Wärmedehnung der einzelnen Bauteile der Bauteilzusammenstellung noch eine ausreichende Klemmung des Funktionselementes am Trägerelement erreicht werden kann. Die elastische Vorspannung der

Schraubenkopfauflagefläche bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C kann so gewählt werden, dass auch bei einer minimalen am Aufstellungsort der Bauteilzusammenstellung vorliegenden Umgebungstemperatur und somit negativer Wärmedehnung zu diesem Zusammenbauzustand noch eine ausreichende Klemmkraft der Schraube auf das Funktionselement aufgebracht wird.

[0028] Erfindungsgemäß ist ein Planetengetriebe ausgebildet. Das Planetengetriebe umfasst:

- einen Planetenträger mit einer ersten Planetenträgerwange und einer zweiten Planetenträgerwange, wobei in zumindest einer der Planetenträgerwangen eine Gewindebohrung ausgebildet ist, wobei die Planetenträgerwange aus einem Planetenträgerwangenwerkstoff gebildet ist;

- zumindest einen Planetenradbolzen, welcher im Planetenträger, insbesondere in den beiden Planetenträgerwangen, aufgenommen ist;

- zumindest ein Planetenrad, welches am Planetenradbolzen gelagert ist;

- zumindest ein Planetenradaxialgleitlager mit einer Durchgangsbohrung, welches zwischen dem Planetenrad und der Planetenträgerwange angeordnet ist und welches an der Planetenträgerwange befestigt ist, wobei eine Rückseite des Planetenradaxialgleitlagers an einer Anlagefläche der Planetenträgerwange anliegt, wobei das Planetenradaxialgleitlager aus einem Planetenradaxialgleitlagerwerkstoff gebildet ist,

- zumindest eine Schraube mit einem Schraubenkopf und einem Gewindeabschnitt, wobei der Gewindeabschnitt durch die Durchgangsbohrung des Planetenradaxialgleitlagers hindurch in die Gewindebohrung der Planetenträgerwange eingeschraubt ist und der Schraubenkopf an einer Schraubenkopfauflagefläche des Planetenradaxialgleitlagers anliegt, um das Planetenradaxialgleitlager an der Planetenträgerwange zu klemmen, wobei die Schraubenkopfauflagefläche eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung aufweist, wobei die Schraube aus einem Schraubenwerkstoff gebildet ist,

wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes größer ist

als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes. Das Planetenradaxialgleitla-

ger weist im Bereich der Durchgangsbohrung an der Rückseite eine Freistellung mit einer Freistellungserstreckung auf, wodurch die Schraubenkopfauflagefläche elastisch federnd ausgebildet ist.

[0029] Das erfindungsgemäße Planetengetriebe bringt den Vorteil mit sich, dass durch den genannten Aufbau das Planetenradaxialgleitlager über die gesamte Lebensdauer des Planetengetriebes hinweg ausreichend fest und ausreichend haltbar an der Planetenträgerwange gehalten werden kann. Besonders bei Planetengetrieben kommt es im Betrieb zu einer großen Temperaturschwankung der innenliegenden Bauteile des Planetengetriebes, wodurch es notwendig ist, dass das Planetenradaxialgleitlager, welches aus einem Gleitlagerwerkstoff mit einer hohen Wärmedehnung hergestellt ist, durch die Temperaturschwankungen im Bereich der Schraubenkopfauflagefläche nicht plastisch verformt und somit beschädigt wird.

[0030] Erfindungsgemäß ist eine Windkraftanlage mit einem Planetengetriebe ausgebildet, wobei das Planetengetriebe entsprechend den obigen Ausführungen ausgebildet ist.

[0031] Für das Wesen der Erfindung ist es nicht erforderlich, dass der Schraubenkopf direkt an einer Schraubenkopfauflage aufliegt. Natürlich ist es auch denkbar und ist dies auch von den Patentansprüchen umfasst, dass zwischen dem Schraubenkopf und der Schraubenkopfauflage eine Beilagscheibe, eine Sicherungsscheibe, ein Sprengring, ein Federring und dergleichen angeordnet sein kann.

[0032] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0033] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

[0034] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes in einer schematischen Schnittdarstellung;

[0035] Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung;

[0036] Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung; [0037] Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung;

[0038] Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung; [0039] Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung.

[0040] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0041] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes 1 in einer Schnittansicht gemäß einem Querschnitt entlang einer Mittellinie 2 des Planetengetriebes 1.

[0042] Bekanntlich umfassen Windkraftanlagen einen Turm an dessen oberem Ende eine Gondel angeordnet ist, in der der Rotor mit den Rotorblättern gelagert ist. Dieser Rotor ist über das Planetengetriebe 1 mit einem Generator, der sich ebenfalls in der Gondel befindet, wirkungsverbunden, wobei über das Planetengetriebe 1 die niedrige Drehzahl des Rotors in eine höhere Drehzahl des Generatorrotors übersetzt wird. Da derartige Ausführungen von Windkraftanlagen zum Stand der Technik gehören, sei an dieser Stelle an die einschlägige Literatur hierzu verwiesen.

[0043] Das Planetengetriebe 1 weist ein Sonnenrad 3 auf, das mit einer Welle 4, die zum Generatorrotor führt, bewegungsgekoppelt ist. Das Sonnenrad 3 ist von mehreren Planetenrädern 5, beispielsweise zwei, vorzugsweise drei, umgeben. Sowohl das Sonnenrad 3 als auch die Planetenräder 5 weisen außenliegende Stirnverzahnungen auf, die in kämmenden Eingriff miteinander stehen, wobei diese Stirnverzahnungen in Fig. 1 schematisch dargestellt sind.

[0044] Die Planetenräder 5 sind jeweils mittels eines Planetenradbolzens 6 in einem Planetenträger 7 gelagert. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Planetenradbolzen 6 kraft- bzw. formschlüssig in einer ersten Planetenträgerwange 8 und einer zweiten Planetenträgerwange 9 fixiert bzw. aufgenommen ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Planetenradbolzen 6 über ein nicht explizit dargestelltes beliebiges Sicherungselement gegen Verdrehen gesichert wird. Die beiden Planetenträgerwangen 8, 9 sind Teil des Planetenträgers 7.

[0045] Die Planetenräder 5 umgebend ist ein Hohlrad 10 angeordnet, welches eine Innenverzahnung aufweist, die in kämmendem Eingriff mit der Stirverzahnung der Planetenräder 5 steht. Das Hohlrad 10 kann in einem ein- oder mehrteiligen Planetengetriebegehäuse 11 ausgebildet sein, bzw. mit diesem gekoppelt sein.

[0046] Weiters kann vorgesehen sein, dass zur Lagerung der Planetenräder 5 an den Planetenradbolzen 6 je Planetenrad 5 zumindest ein Planetenradradialgleitlager 12 vorgesehen ist.

[0047] Weiters kann vorgesehen sein, dass zur Lagerung der Planetenräder 5 an den Planetenradbolzen 6 je Planetenrad 5 zumindest ein Planetenradaxialgleitlager 13 vorgesehen ist. Das Planetenradaxialgleitlager 13 kann mittels einer Schraube 14 an der Planetenträgerwange 8, 9 befestigt sein.

[0048] In der Fig. 2 ist in einer Detailansicht eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Lagersituation des Planetenradaxialgleitlagers 13 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen Fig. 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0049] Im Folgenden wird diese Lagersituation als Bauteilzusammenstellung 15 bezeichnet, da eine derartige Bauteilzusammenstellung 15 nicht nur im Planetengetriebe 1 eingesetzt werden kann, sondern auch in weiteren Anwendungen. Die einzelnen Merkmale der Bauteilzusammen-

stellung 15 sind natürlich auf das Planetengetriebe 1 umzulegen.

[0050] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Planetenradaxialgleitlager 13, welches im Allgemeinen auch als Funktionselement 16 bezeichnet werden kann, mittels der Schraube 14 an der zweiten Planetenträgerwange 9, welche im Allgemeinen auch als Trägerelement 17 bezeichnet werden kann, befestigt. Insbesondere ist vorgesehen, dass im Trägerelement 17 eine Gewindebohrung 18 ausgebildet ist, in welche ein Gewindeabschnitt 19 der Schraube 14 eingeschraubt ist.

[0051] Die Schraube 14, insbesondere ein Schraubenschaft 20 der Schraube 14 ist durch eine im Funktionselement 16 angeordnete Durchgangsbohrung 21 hindurchgeführt.

[0052] Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, liegt eine Rückseite 22 des Funktionselementes 16 an einer Anlagefläche 23 des Trägerelementes 17 an. Mittels der Schraube 14 wird das Funktionselement 16 an das Trägerelement 17 angedrückt. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass ein Schraubenkopf 24 der Schraube 14 an einer Schraubenkopfauflagefläche 25 des Funktionselementes 16 anliegt.

[0053] Weiters ist an der Rückseite 22 des Funktionselementes 16 eine Freistellung 26 ausgebildet, welche im Bereich der Schraubenkopfauflagefläche 25 ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Freistellung 26 eine Freistellungserstreckung 27 aufweist. Die Schraubenkopfauflagefläche 25 weist eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schraube 14 als Innensechskantschraube ausgebildet, wobei die Schraubenkopfauflagefläche 25 als Kreisringfläche ausgebildet ist. Die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 entspricht somit im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem Durchmesser.

[0054] In einer alternativen Ausführungsvariante kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 nicht rotationssymmetrisch, sondern beispielsweise rechteckig oder in einer sonstigen Form ausgebildet sein kann. Analog dazu ist auch die Freistellung 26 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als zylindrisches Element ausgebildet, wodurch auch die Freistellungserstreckung 27 ein Durchmesser ist. Natürlich kann auch die Freistellung 26 jede sonstige beliebige Form aufweisen.

[0055] Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, weist die Durchgangsbohrung 21 einen Durchgangsbohrungsdurchmesser 29 auf. Die Schraubenkopfauflagefläche 25 wird somit zwischen der Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 und dem Durchgangsbohrungsdurchmesser 29 gebildet.

[0056] Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, wird durch die Freistellung 26 ein Kragarm 30 gebildet, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisringförmig ausgebildet ist. Der Kragarm 30 weist eine Kragarmdicke 31 auf, welche wesentlich die Steifigkeit bzw. die Festigkeit des Kragarmes 30 bestimmt. Durch die Ausbildung der Freistellung 26 bzw. damit zusammenhängend des Kragarmes 30 kann die Schraubenkopfauflagefläche 25 elastisch nachgiebig ausgebildet sein.

[0057] Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, weist die Freistellung 26 eine Freistellungstiefe 32 auf. Die Freistellungstiefe 32 ist vorzugsweise so groß gewählt, dass bei maximal auftretender Verformung der Schraubenkopfauflagefläche 25 der Kragarm 30 nicht an der Anlagefläche 23 des Trägerelementes 17 zur Anlage kommt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Freistellungstiefe 32 der Übersichtlichkeit halber im Vergleich zu den Proportionen der restlichen Bauteile übertrieben groß dargestellt. Die Freistellungstiefe 32 kann zwischen 0,1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 3 mm betragen. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Freistellungstiefe 32 zwischen 1% und 300 %, insbesondere zwischen 2 % und 200 %, bevorzugt zwischen 50 % und 120 % der Kragarmdicke 31 beträgt.

[0058] Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass im Funktionselement 16 eine Senkung 33 ausgebildet ist, welche zur Aufnahme des Schraubenkopfes 24 dient. Die Senkung 33 kann einen Senkungsdurchmesser 34 aufweisen. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Senkungsdurchmesser 34 zwischen 50 % und 200 %, insbesondere zwischen 70 % und 120 %, bevorzugt zwischen 80 % und 90 % der Freistellungserstreckung 27 beträgt.

[0059] In der Fig. 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0060] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Schraube 14 im Bereich des Schraubenschaftes 20 einen Absatz 35 aufweist, welcher im verschraubten Zustand an der Anlagefläche 23 des Trägerelementes 17 anliegt. Der Absatz 35 weist eine Absatzhöhe 36 auf, welche vorzugsweise so gewählt ist, dass im verschraubten Zustand der Schraube 14 der Schraubenkopf 24 derart an die Schraubenkopfauflagefläche 25 angedrückt wird, sodass die Schraubenkopfauflagefläche 25 elastisch verformt wird. Hierdurch kann eine Klemmung bzw. eine Vorspannung der Schraubensituation erreicht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen die Absatzhöhe 36 des Absatzes 35 geringer ist als die Summe aus der Kragarmdicke 31 und der Freistellungstiefe 32.

[0061] In der Fig. 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0062] Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Schraube 14 als Dehnschraube ausgebildet ist, wobei der Schraubenschaft 20 zumindest abschnittsweise einen Verjüngungsabschnitt 37 aufweist. Durch die Verwendung einer Dehnschraube können unterschiedliche Wärmedehnungen des Trägerelementes 17 und der Schraube 14 ausgeglichen bzw. aufgenommen werden.

[0063] In der Fig. 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0064] Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Schraube 14 als Dehnschraube ausgebildet ist, wobei der Schraubenschaft 20 zumindest abschnittsweise einen Verjüngungsabschnitt 37 aufweist und gleichzeitig den Absatz 35 aufweist.

[0065] In der Fig. 6 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 5 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren 1 bis 5 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0066] Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Hülse 38 ausgebildet ist, welche die Schraube 14 umgibt und die gleiche Funktion erfüllt wie der Absatz 35.

[0067] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Planetengetriebe 29 Durchgangsbohrungsdurch2 Mittellinie messer

3 Sonnenrad 30 Kragarm

4 Welle 31 Kragarmdicke

5 Planetenrad 32 Freistellungstiefe

6 Planetenradbolzen 33 Senkung

7 Planetenträger 34 Senkungsdurchmesser 8 erste Planetenträgerwange 35 Absatz

9 zweite Planetenträgerwange 36 Absatzhöhe

10 Hohlrad 37 Verjüngungsabschnitt 11 Planetengetriebegehäuse 38 Hülse

12 Planetenradradialgleitlager 13 Planetenradaxialgleitlager 14 Schraube

15 Bauteilzusammenstellung 16 Funktionselement

17 Trägerelement

18 Gewindebohrung

19 Gewindeabschnitt

20 Schraubenschaft

21 Durchgangsbohrung

22 Rückseite

23 Anlagefläche

24 Schraubenkopf

25 Schraubenkopfauflagefläche 26 Freistellung

27 Freistellungserstreckung

28 Schraubenkopfauflageflächenerstreckung

Claims

Patentansprüche

1. Bauteilzusammenstellung (15) umfassend:

- ein Trägerelement (17, 8, 9) mit einer Gewindebohrung (18), wobei das Trägerelement (17, 8, 9) aus einem Trägerelementwerkstoff gebildet ist;

- ein Funktionselement (16, 13) mit einer Durchgangsbohrung (21), welches am Trägerelement (17) befestigt ist, wobei eine Rückseite (22) des Funktionselementes (16) an einer Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17) anliegt, wobei das Funktionselement (16, 13) aus einem Funktionselementwerkstoff gebildet ist;

- eine Schraube (14) mit einem Schraubenkopf (24) und einem Gewindeabschnitt (19), wobei der Gewindeabschnitt (19) durch die Durchgangsbohrung (21) des Funktionselementes (16, 13) hindurch in die Gewindebohrung (18) des Trägerelementes (17, 8, 9) eingeschraubt ist und der Schraubenkopf (24) an einer Schraubenkopfauflagefläche (25) des Funktionselementes (16, 13) anliegt, um das Funktionselement (16, 13) am Trägerelement (17, 8, 9) zu klemmen, wobei die Schraubenkopfauflagefläche (25) eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28) aufweist, wobei die Schraube (14) aus einem Schraubenwerkstoff gebildet ist,

wobei das Funktionselement (16, 13) im Bereich der Durchgangsbohrung (21) an der Rück-

seite (22) eine Freistellung (26) mit einer Freistellungserstreckung (27) aufweist, wodurch

die Schraubenkopfauflagefläche (25) elastisch federnd ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Funktionselementwerkstoffes größer

ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes, wobei eine Hülse (38)

ausgebildet ist, die sich zwischen dem Schraubenkopf (24) und der Anlagefläche (23) des

Trägerelementes (17, 8, 9) erstreckt, wobei sich der Schraubenkopf (24) im angezogenen

Zustand der Schraube (14) über die Hülse (38) direkt an der Anlagefläche (23) des Trä-

gerelementes (17) abstützt, wobei die Hülse (38) die Durchgangsbohrung (21) durchragt.

2. Bauteilzusammenstellung (15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellungserstreckung (27) zumindest so groß ist, wie die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28).

3. Bauteilzusammenstellung (15) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28) zwischen 30% und 100%, insbesondere zwischen 50% und 95%, bevorzugt zwischen 70% und 80% der Freistellungserstreckung (27) beträgt.

4. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (16, 13) aus einer AlSn-Legierung gebildet ist und die Schraube (14) aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist.

5. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schraubenkopfauflagefläche (25) und der Freistellung (26) ein ringförmiger Kragarm (30) gebildet ist, wobei die Kragarmdicke (31) zwischen 20% und 100%, insbesondere zwischen 30% und 80%, bevorzugt zwischen 40% und 60% des Durchgangsbohrungsdurchmessers (29) beträgt.

6. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenkopfauflagefläche (25) in einer Senkung (33) versenkt im Funktionselement (16, 13) ausgebildet ist.

7. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (14) als Dehnschraube ausgebildet ist.

8. Planetengetriebe (1) umfassend:

- einen Planetenträger (7) mit einer ersten Planetenträgerwange (8) und einer zweiten Planetenträgerwange (9), wobei in zumindest einer der Planetenträgerwangen (8, 9) eine Gewindebohrung (18) ausgebildet ist, wobei die Planetenträgerwange (8, 9) aus einem Planetenträgerwangenwerkstoff gebildet ist;

- zumindest einen Planetenradbolzen (6), welcher im Planetenträger (7), insbesondere in den beiden Planetenträgerwangen (8, 9), aufgenommen ist;

- zumindest ein Planetenrad (5), welches am Planetenradbolzen (6) gelagert ist; - zumindest ein Planetenradaxialgleitlager (13) mit einer Durchgangsbohrung (21), welches zwischen dem Planetenrad (5) und der Planetenträgerwange (8, 9) angeordnet ist und welches an der Planetenträgerwange (8, 9) befestigt ist, wobei eine Rückseite (22) des Planetenradaxialgleitlagers (13) an einer Anlagefläche (23) der Planetenträgerwange (8, 9) anliegt, wobei das Planetenradaxialgleitlager (13) aus einem Planetenradaxialgleitlagerwerkstoff gebildet ist,

- zumindest eine Schraube (14) mit einem Schraubenkopf (24) und einem Gewindeabschnitt (19), wobei der Gewindeabschnitt (19) durch die Durchgangsbohrung (21) des Planetenradaxialgleitlagers (13) hindurch in die Gewindebohrung (18) der Planetenträgerwange (8, 9) eingeschraubt ist und der Schraubenkopf (24) an einer Schraubenkopfauflagefläche (25) des Planetenradaxialgleitlagers (13) anliegt, um das Planetenradaxialgleitlager (13) an der Planetenträgerwange (8, 9) zu klemmen, wobei die Schraubenkopfauflagefläche (25) eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28) aufweist, wobei die Schraube (14) aus einem Schraubenwerkstoff gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Planetenradaxialgleitlager (13) im Bereich der Durchgangsbohrung (21) an der Rück-

seite (22) eine Freistellung (26) mit einer Freistellungserstreckung (27) aufweist, welche zu-

mindest so groß ist, wie eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28), wodurch die

Schraubenkopfauflagefläche (25) elastisch federnd ausgebildet ist und wobei der Wär-

meausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes größer ist als der Wär-

meausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes, wobei eine Hülse (38) ausgebildet ist, die sich zwischen dem Schraubenkopf (24) und der Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17, 8, 9) erstreckt, wobei sich der Schraubenkopf (24) im angezogenen Zustand der

Schraube (14) über die Hülse (38) direkt an der Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17)

abstützt, wobei die Hülse (38) die Durchgangsbohrung (21) durchragt.

9. Windkraftanlage mit einem Planetengetriebe (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) nach Anspruch 8 ausgebildet ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen