CN102410154A - 用于风力设备的功率分流式传动装置 - Google Patents

用于风力设备的功率分流式传动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种功率分流式传动装置，其包括能够通过驱动轴与转子毂连接的带外齿的中心齿轮。环绕中心齿轮成对地设置有至少多个小齿轮轴。小齿轮轴在第一端上分别具有与中心齿轮啮合的小齿轮并且在第二端上分别具有直径比小齿轮变大的齿轮。每两个小齿轮轴形成小齿轮轴对。小齿轮轴对的第一小齿轮轴的齿轮设置在中心齿轮的第一侧上。小齿轮轴对的第二小齿轮轴的齿轮设置在中心齿轮的第二侧上。多个累加轴分别与小齿轮轴对相关联，其中，所述累加轴的小齿轮与相关的小齿轮轴对的两个齿轮啮合。包围中心齿轮和小齿轮轴的传动装置壳体具有多个凸状的壳面部段，并且能够在风力设备的吊舱内在扭矩支承件已松脱的情况下围绕转子轴线转动。

Description

用于风力设备的功率分流式传动装置
技术领域
本发明涉及一种用于风力设备的功率分流式传动装置。
背景技术
从US 6,731,017中已知一种用于风力设备的驱动装置，在所述驱动装置中，转子通过转子轴与带外齿的中心齿轮连接，以便在所述中心齿轮的圆周上设置多个小齿轮轴。所述小齿轮轴的每个在第一端部上包括与中心齿轮啮合的小齿轮，而在第二端部上设置有齿轮。每两个小齿轮轴形成一个小齿轮轴对。小齿轮轴对的第一小齿轮轴的齿轮设置在中心齿轮的朝向转子的一侧上。相反，小齿轮轴对的第二小齿轮轴的齿轮设置在中心齿轮的与转子相背离的一侧上。小齿轮轴对的两个齿轮和与在与小齿轮轴对相关联的累加轴(Summierwelle)上的小齿轮啮合。每个累加轴又分别与风力设备的多个发电机中的一个连接。
在EP 1 279 867B1中说明了一种具有内部的功率分配的多级式传动装置，所述传动装置包括与输入轴或输出轴连接的带外齿的大齿轮。大齿轮由多个小齿轮轴环绕，所述小齿轮轴的小主动齿轮与大齿轮啮合。所述小齿轮轴支承各一个齿轮。两个齿轮分别形成一个齿轮对，并且交替地设置在大齿轮前和后。齿轮设置有不同的倾斜方向的斜齿，并且与共同的、双斜齿的、无轴向支承的小齿轮轴啮合。大齿轮由总计八个小齿轮轴环绕，所述八个小齿轮轴的齿轮与共同的、双斜齿的、无轴向支承各一个齿轮对的四个小齿轮轴啮合，并且借助所述四个小齿轮轴形成功率分配的第一级。功率分配的第一级的四个小齿轮轴与功率分配的第二级的四个小齿轮轴连接。功率分配的第二级的四个小齿轮轴又支承各一个齿轮，其中，两个齿轮形成一个齿轮对。齿轮对的齿轮与共同的、自由地支承各一个齿轮对的两个小齿轮轴啮合。
从EP 1 619 386B1中已知一种用于较高功率的风力设备的多级的功率分流式风力传动装置，尤其是相对于在EP 1 279 867B1中说明的传动装置，所述多级的功率分流式风力传动装置的区别在于，代替在两个或多个平行的从动轴上的功率分流，在仅一个发电机侧的轴上进行功率分流。全部的小齿轮轴简单地斜齿啮合，并且通过至少两个间隔的纯粹的径向轴承和至少一个纯粹的轴向轴承支承。因此，用于小齿轮轴的轴承结构就已经需要很多数量的部件。特别是在使用滑动轴承时，用于轴承元件和齿部部分的润滑剂供给变得相应地昂贵。
发明内容
本发明基于的目的是，提供一种用于风力设备的功率分流式传动装置，所述传动装置特别是对于离岸应用具有非常好的易安装性和易维修性。
根据本发明，所述目的通过一种传动装置得以实现。在下文中说明了本发明的有利的改进形式。
根据本发明的用于风力设备的功率分流式传动装置包括可通过驱动轴与转子毂连接的带外齿的中心齿轮。环绕中心齿轮成对地设置有至少八个小齿轮轴。所述小齿轮轴在第一端上分别具有与中心齿轮啮合的小齿轮，并且在第二端上分别具有直径比小齿轮变大的齿轮。在此，每两个小齿轮轴形成小齿轮轴对。小齿轮轴对的第一小齿轮轴的齿轮设置在中心齿轮的第一侧上，而小齿轮轴对的第二小齿轮轴的齿轮设置在中心齿轮的第二侧上。此外，设有分别与小齿轮轴对相关联的至少四个累加轴，所述累加轴的小齿轮与相关联的小齿轮轴对的两个齿轮啮合。
此外，根据本发明的传动装置具有包围中心齿轮和小齿轮轴的传动装置壳体。所述传动装置壳体具有多个凸状的壳面部段，并且在风力设备的吊舱内可在扭矩支承件已松脱的情况下围绕转子轴线转动。原则上，传动装置壳体也可以具有基本上圆柱形的壳面。此外，在传动装置壳体上设有延伸通过第一剖面的第一壳体接缝和延伸通过与第一剖面平行的第二剖面的第二壳体接缝。第一和第二壳体接缝之间，第三壳体接缝延伸通过对角的第三剖面。在此，传动装置壳体通过所述壳体接缝被分成至少四个壳体部分。
通过第一壳体接缝限定的第一外壳体部分属于所述至少四个壳体部分，在拆卸所述第一外壳体部分时，可从所述传动装置壳体中取出第一和第二累加轴以及第一小齿轮轴对的第二小齿轮轴和第二小齿轮轴对的第一小齿轮轴。第二外壳体部分通过第二壳体接缝限定。在拆卸第二外壳体部分时，可从传动装置壳体中取出第三和第四累加轴以及第三小齿轮轴对的第二小齿轮轴和第四小齿轮轴对的第一小齿轮轴。此外，设有通过第一和第三壳体接缝限定的第三壳体部分以及通过第二和第三壳体接缝限定的第四壳体部分。在分开所述第三和第四壳体部分时，可从所述传动装置壳体中取出中心齿轮以及第一小齿轮轴对的第一小齿轮轴和第三小齿轮轴对的第一小齿轮轴。由于传动装置壳体在吊舱内的可旋转性和传动装置外壳的划分，能够以相对简单的方式接近根据本发明的传动装置的基本上全部的齿部部分。
根据本发明的一个优选的改进形式，在累加轴上且相应地在中心齿轮的第二侧上设置有齿轮，所述齿轮与第二传动级相关联。在此，第一累加轴与第一小齿轮轴对相关联，而第二累加轴与第二小齿轮轴对相关联。第三或第四累加轴以相应的方式与第三或第四小齿轮轴对相关联。
累加轴的齿轮优选分别与从动侧的小齿轮轴的小齿轮啮合。在此，每两个从动侧的小齿轮轴形成一个从动侧的小齿轮轴对。此外，从动侧的小齿轮轴分别具有齿轮。从动侧的小齿轮轴对的齿轮优选分别与从动轴的小齿轮啮合。第一和第二累加轴以及与所述第一和第二累加轴相关联的从动侧的第一小齿轮轴对优选通过第一壳体盖覆盖。以相应的方式，第三和第四累加轴以及与所述第三和第四累加轴相关联的从动侧的第二小齿轮轴对通过第二壳体盖覆盖。以这种方式也能够非常简单地接近第二传动级的全部齿部部分。
附图说明
下面根据一个实施例借助于附图详细阐述本发明。附图中示出：
图1示出设置在用于风力设备的功率分流式传动装置的壳体内的已啮合的结构元件和轴的在转子侧的立体视图；
图2示出根据图1的已啮合的结构元件和轴的在发电机侧的立体视图；
图3示出具有包围根据图1的已啮合的结构元件和轴的第一壳体部分的结构的在发电机侧的视图；
图4示出具有包围根据图1的已啮合的结构元件和轴的第一和第三壳体部分的结构的在发电机侧的视图；
图5示出示出具有包围根据图1的已啮合的结构元件和轴的第一、第三和第四壳体部分的结构的在发电机侧的视图；
图6示出示出具有包围根据图1的已啮合的结构元件和轴的第一到第四壳体部分的结构的在发电机侧的视图；
图7示出具有覆盖第二传动级的齿部部分的附加的壳体盖的根据图6的结构；以及
图8示出具有包围第一和第三壳体部分的已啮合的结构元件和轴的结构。
具体实施方式
根据图1和2，在用于风力设备的功率分流式传动装置的壳体内设置有能够通过转子轴与转子毂连接的带外齿的中心齿轮101。中心齿轮101优选抗扭地固定在构成为空心轴的转子轴上，所述转子轴例如支承在安装在风力设备的吊舱上的转子轴承中。围绕中心齿轮101成对地设置有第一传动级的总共八个小齿轮轴110、120，所述小齿轮轴在第一端上分别具有与中心齿轮101啮合的小齿轮112、122，并且在第二端上分别具有直径比小齿轮112、122明显更大的齿轮111、121。在此，每两个小齿轮轴110、120形成一个小齿轮轴对。小齿轮轴对的第一小齿轮轴110的齿轮111设置在中心齿轮101的朝向转子毂的一侧上，而小齿轮轴对的第二小齿轮轴120的齿轮121设置在中心齿轮101的与转子毂相背离的一侧上。此外设有分别与小齿轮轴对相关联的总共四个累加轴130。所述累加轴分别包括两个轴向间隔的小齿轮132，所述小齿轮分别与相关联的小齿轮轴对的齿轮111、121啮合。
小齿轮轴110、120通过插入两个相对置的壳体壁中的轴承支承。由于小齿轮轴110、120的这种类型的对称的结构，除了中心齿轮101和转子轴的自重外，在均匀的发电机负载的情况下，即转子功率分为在两个发电机上的相等的部分，支承中心齿轮101的转子轴的轴承结构不具有径向力。
在累加轴130上分别在中心齿轮101的与转子毂相背离的一侧上设置有齿轮131，所述齿轮与第二传动级相关联。累加轴130的齿轮131分别与在第二传动级的小齿轮轴200上的小齿轮202啮合。第二传动级的小齿轮轴200分别支承齿轮201，所述齿轮与小齿轮轴200固定连接，并且具有斜齿。在本实施例中，在第二传动级的小齿轮轴200上的四个齿轮201的斜齿具有成对的不同的倾斜方向。根据在传动装置中的齿轮201的结构，所述倾斜方向构成为向左倾斜或向右倾斜。具有不同的倾斜方向的每两个齿轮201形成一个齿轮对。在此，齿轮对的齿轮201分别与共同的从动轴300的小主动齿轮301啮合。根据本实施例，设有两个从动轴300，所述从动轴可与风力设备的两个发电机中的各一个连接。从动轴300优选是双斜齿啮合的且无轴向支承。
考虑到低的噪音发射，中心齿轮101和小齿轮轴110、120的小齿轮112、122优选是双斜齿啮合的或者人字齿啮合的。中心齿轮101和小齿轮轴110、120的小齿轮112、122原则上也可以是直齿啮合的。有利的是，小齿轮轴110、120的齿轮111、121和累加轴130的小齿轮132是斜齿啮合的。在此，第一小齿轮轴110的齿轮111具有与第二小齿轮轴120的齿轮121不同的倾斜方向。小齿轮轴110、120的齿轮111、121以及累加轴130的齿轮131和小齿轮132在它们的斜齿角度方面构造为，使得轴向力相互抵消。因此，仅需要径向支承小齿轮轴110、120。因此可省去累加轴130的轴向支承。
中心齿轮101、小齿轮轴110、120、200、累加轴130和从动轴300支承在图3-8中所示出的传动装置壳体中。所述传动装置壳体特别是包围中心齿轮101和小齿轮轴110、120、200，并且具有例如在图7中示出的多个凸状的壳面部段411-414。此外，在壳体外壁中设有用于轴承座的孔420。孔420从外部分别借助于轴承盖覆盖。有利的是，用于设置在传动装置壳体内的轴110、120、130、200、300的基本上全部的轴承可通过拆卸相应的轴承盖接近。以这种方式能够简单地更换轴承。此外，在风力设备的吊舱内传动装置壳体在扭矩支承件410已松脱的情况下可围绕在图8中示出的转子轴100的轴线转动。
传动装置壳体具有延伸通过第一剖面的第一壳体接缝和延伸通过与第一剖面平行的第二剖面的第二壳体接缝。在第一和第二壳体接缝之间，第三壳体接缝延伸通过对角的第三剖面。在此，在第一传动级的范围中传动装置壳体通过三个壳体接缝被分为四个壳体部分401-404。
在图3中示出通过第一壳体接缝限定的第一外壳体部分，在拆卸第一外壳体部分时可从传动装置壳体中取出第一和第二累加轴130a、130b以及第一小齿轮轴对的第二小齿轮轴120和第二小齿轮轴对的第一小齿轮轴110。在此，第一累加轴130a与第一小齿轮轴对相关联，而第二累加轴130b与第二小齿轮轴对相关联。此外，设有在图6中示出的通过第二壳体接缝限定的第二外壳体部分402。在拆卸所述壳体部分402时，可从传动装置壳体中取出第三和第四累加轴130c、130d以及第三小齿轮轴对的第二小齿轮轴120和第四小齿轮轴对的第一小齿轮轴110。第三或第四累加轴130c、130d与第三或第四小齿轮轴对相关联。
在图4中示出通过第一和第三壳体接缝限定的第三壳体部分403。第四壳体部分404与所述第三壳体部分403连接，所述第四壳体部分通过第二和第三壳体接缝限定，并且在图5中示出。在分开第三和第四壳体部分403、404时，可从传动装置壳体中取出中心齿轮101以及第一小齿轮轴对的第一小齿轮轴110a和第三小齿轮轴对的第一小齿轮轴110c。这例如在图8中可见。
传动装置壳体可在风力设备的吊舱内借助于作用在从动轴300上的辅助驱动装置围绕转子轴100的轴线转动。为此首先在发电机侧打开设置在从动轴300上的离合器310。随后，传动装置壳体能够转动到任意的位置上，以便能够例如在维护工作时获取所希望的齿部部分。这特别是在离岸风力设备的维护或修理工作时是有利的。第一传动级的八个小齿轮轴110、120中的两个设置在没有三个所述的壳体接缝延伸的区域中。所述小齿轮轴可通过打开壳体，例如通过在可选的径向环绕的壳体接缝上打开壳体，轴向地安装和拆卸。
在图7中示出，第一和第二累加轴130a、130b以及与所述累加轴相关联的从动侧的第一小齿轮轴对通过第一壳体盖405覆盖。相应地，第三和第四累加轴130c、130d以及与所述累加轴相关联的从动侧的第二小齿轮轴对通过第二壳体盖406覆盖。第一壳体盖405与第一和第三壳体部分401、403连接，而第二壳体盖406与第二和第四壳体部分402、404连接。
本发明不局限于已说明的实施例。

Claims (10)

1.一种用于风力设备的功率分流式传动装置，具有：
-通过驱动轴能够与转子毂连接的带外齿的中心齿轮；
-环绕所述中心齿轮成对地设置的至少八个小齿轮轴，所述小齿轮轴在第一端上分别具有与所述中心齿轮啮合的小齿轮，并且在第二端上分别具有直径比所述小齿轮变大的齿轮，其中，每两个小齿轮轴形成小齿轮轴对，并且小齿轮轴对的第一小齿轮轴的所述齿轮设置在所述中心齿轮的第一侧上，而所述小齿轮轴对的第二小齿轮轴的所述齿轮设置在所述中心齿轮的第二侧上；
-分别与小齿轮轴对相关联的至少四个累加轴，所述累加轴的小齿轮与相关联的小齿轮轴对的两个齿轮啮合；
-包围所述中心齿轮和所述小齿轮轴的传动装置壳体，所述传动装置壳体具有多个凸状的壳面部段，并且在风力设备的吊舱内能够在扭矩支承件已松脱的情况下围绕转子轴线转动；
-延伸通过第一剖面的第一壳体接缝和延伸通过与所述第一剖面平行的第二剖面的第二壳体接缝；
-在所述第一和所述第二壳体接缝之间延伸通过对角的第三剖面的第三壳体接缝，其中，所述传动装置壳体通过所述壳体接缝被分成至少四个壳体部分；
-通过所述第一壳体接合部限定的第一外壳体部分，在拆卸所述第一外壳体部分时，能够从所述传动装置壳体中取出第一和第二累加轴以及第一小齿轮轴对的第二小齿轮轴和第二小齿轮轴对的第一小齿轮轴；
-通过所述第二壳体接缝限定的第二外壳体部分，在拆卸所述第二外壳体部分时，能够从传动装置壳体中取出第三和第四累加轴以及第三小齿轮轴对的第二小齿轮轴和第四小齿轮轴对的第一小齿轮轴；
-通过所述第一和所述第三壳体接缝限定的第三壳体部分以及通过所述第二和所述第三壳体接缝限定的第四壳体部分，在分开所述第三和第四壳体部分时，能够从所述传动装置壳体中取出所述中心齿轮以及第一小齿轮轴对的第一小齿轮轴和第三小齿轮轴对的第一小齿轮轴。
2.如权利要求1所述的传动装置，其中，在所述累加轴上且分别在所述中心齿轮的第二侧上设置有齿轮，所述齿轮与第二传动级相关联，并且其中，所述第一累加轴与所述第一小齿轮轴对相关联，并且其中，所述第二累加轴与所述第二小齿轮轴对相关联，并且其中，所述第三累加轴与所述第三小齿轮轴对相关联，并且其中，所述第四累加轴与述第四小齿轮轴对相关联。
3.如权利要求2所述的传动装置，其中，所述累加轴的所述齿轮分别与从动侧的小齿轮轴的小齿轮啮合，其中，每两个从动侧的小齿轮轴形成一个从动侧的小齿轮轴对，并且其中，所述从动侧的小齿轮轴分别具有齿轮，并且其中，所述从动侧的小齿轮轴对的所述齿轮分别与从动轴的小齿轮啮合，并且其中，所述第一和所述第二累加轴以及与所述第一和第二累加轴相关联的从动侧的第一小齿轮轴对通过第一壳体盖覆盖，并且其中，所述第三和所述第四累加轴以及与所述第三和第四累加轴相关联的从动侧的第二小齿轮轴对通过第二壳体盖覆盖。
4.如权利要求3所述的传动装置，其中，所述第一壳体盖与所述第一和所述第三壳体部分连接，并且其中，所述第二壳体盖与所述第二和所述第四壳体部分连接。
5.如权利要求1到4之一所述的传动装置，其中，在壳体外壁中设有用于轴承座的孔，并且其中，所述孔从外部分别借助于轴承盖覆盖。
6.如权利要求5所述的传动装置，其中，用于设置在所述传动装置壳体内的轴的基本上全部的轴承能够通过拆卸相应的轴承盖接近。
7.如权利要求1到6之一所述的传动装置，其中，所述传动装置壳体在风力设备的所述吊舱内能够借助于作用在从动轴上的辅助驱动装置围绕所述转子轴线转动。
8.如权利要求1到7之一所述的传动装置，其中，所述小齿轮轴的所述齿轮和所述累加轴的所述小齿轮是斜齿啮合的，并且其中，所述累加轴仅径向支承，其中，所述小齿轮轴的所述齿轮和所述累加轴的所述小齿轮在它们的斜齿角度方面构造为，使得轴向力相互抵消。
9.如权利要求1到8之一所述的传动装置，其中，所述中心齿轮和所述小齿轮轴的所述小齿轮是双斜齿啮合的或人字齿啮合的。
10.如权利要求1到9之一所述的传动装置，其中，所述能够与转子毂连接的驱动轴是转子轴，并且其中，所述第一小齿轮轴的所述齿轮设置在转子侧上，并且其中，所述第二小齿轮轴的所述齿轮设置在发电机侧上。
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