CN104053928B - 具有传动器壳体的行星齿轮传动器 - Google Patents

Abstract

具有传动器壳体的行星齿轮传动器的一种行星齿轮级10，在所述传动器壳体中布置了位置固定地布置的空心轮23、至少两个支承在具有至少一面侧壁27a、27b的行星十字架12中的行星齿轮15以及太阳轮18，其中所述行星十字架12与输入轴11相连接，并且其中在所述输入轴11与另一行星齿轮级的构件之间存在着连接。按照本发明，提供行星齿轮传动器的一种行星齿轮级10，其中减小了尤其是所述行星十字架12的扭转负荷。这一点通过以下方式来实现：所述连接是与所述行星十字架12的、由负载/力矩导入来加荷的侧壁27a相连接的连接板条19，所述连接板条布置在处于两个行星齿轮15之间的区域中并且处于所述空心轮23的内部。

Description

具有传动器壳体的行星齿轮传动器

本发明涉及具有传动器壳体的行星齿轮传动器的一种行星齿轮级，在所述传动器壳体中布置了一位置固定地布置的空心轮、至少两个支承在具有至少一个侧壁的行星十字架中的行星齿轮以及一太阳轮，其中所述行星十字架与输入轴相连接，并且其中在所述输入轴与另一个行星齿轮级的构件之间存在着一种连接部。

一种这种类型的具有多个行星齿轮级的行星齿轮传动器从WO 2008/104258 A1中得到了公开。所述行星齿轮传动器设计用于风力发电设备，所述风力发电设备将风的动能转化为电能，并且将其馈入到电网中。所述行星齿轮传动器的行星齿轮级彼此共同作用，其中将负载从转子轴划分到第一行星齿轮级上，并且在外面围绕着所述第一行星齿轮级的空心轮划分到第二行星齿轮级上。这种设计方案扩大了所述行星齿轮传动器的结构体积，并且由此由于必要的庞大的构造而提高了所述行星齿轮传动器的重量。此外，通过较高的有待运动的质量对所述行星齿轮传动器的运行特性产生不利的影响。

另一种行星齿轮传动器从EP 1 240 443 B1中得到了公开。这种行星齿轮传动器同样具有与转子轴相连接的第一行星齿轮级，其中该第一行星齿轮级的行星十字架与第二行星齿轮级的空心轮相连接。这种设计方案司空见惯，并且用在比如安装在风力发电设备中的行星齿轮传动器上。

本发明的任务是，提供行星齿轮传动器的一种行星齿轮级，其中减小了所述行星齿轮级的行星十字架的扭转负荷。

该任务通过以下方式得到解决：所述连接部是一种与所述行星十字架的、由负载/力矩导入来施加载荷的侧壁相连接的连接板条，所述连接板条布置在处于两个行星齿轮之间的区域中并且布置在所述空心轮的内部。因此，在这种设计方案中，有待传递到另一行星齿轮级上的负载从所述第一行星齿轮级的行星十字架的旁边在处于两个行星齿轮之间的区域中被传输经过，并且被传输到所述另一行星齿轮级上。由此，一方面不需要围绕着所述第一行星齿轮级的空心轮来导引负载，并且所述第一行星十字架仅仅受到其自身的扭转的负荷，其自身的扭转至少导致所述第一行星齿轮级的行星齿轮销的减小的倾斜和/或倾斜位置。

在本发明的改进方案中，所述连接板条的数目相应于所述行星齿轮的数目。尤其是，所述行星齿轮传动器的第一行星齿轮级具有三个行星齿轮，并且与此相应地在所述空心轮内部在所述行星齿轮之间设置了三根连接板条。这种设计方案已经证实特别适合于将所述第二行星齿轮级与所述第一行星齿轮级连接起来。

在本发明的另一种设计方案中，所述连接板条与所述行星十字架的由所述负载/力矩导入来施加载荷的侧壁一体地构成。所述行星十字架与所述连接板条优选地构造为单构件的铸件，其中所述连接板条能够通过对于相应的铸模的简单的改动来制造。

在本发明的另一种设计方案中，在用所述负载/力矩导入来施加载荷的侧壁中将负载/力矩划分到所述连接板条中，并且划分到所述行星十字架中，或者划分到所述行星十字架的对置的侧壁中。如果比如像下面还要解释的那样，所述行星齿轮级是风力发电设备传动器的一部分，那么（相应地按需要通过另外的传动器级或者行星齿轮级）由所述负载/力矩导入来加荷的侧壁与所述风力发电设备的转子侧相连接，并且所述对置的侧壁与所述风力发电设备的发电机侧相连接。也就是说，总之，所述按本发明的负载/力矩划分在所述行星齿轮级的空心轮直径的内部似乎在处于所述行星齿轮之间的“空隙”中进行，并且没有扩大所述结构体积。

在本发明的一种改进方案中，所述连接板条与一连接环相连接。所述连接环可以构造为连续的封闭的环，或者也可以构造为分段环的形式的、中断的环。所述连接环相应地布置在与所述由负载/力矩导入来施加载荷的侧壁相对置的一侧上，并且为了没有困难的装配作业而具有一种外直径，该外直径小于所述第一或者第二行星齿轮级的空心轮的内直径。由此，没有以任何方式妨碍所述行星齿轮传动器与各个行星齿轮级的装配。优选所述连接环设有总共三根作为单构件的铸件的连接板条，由此在一种特别有利的设计方案中所述输入轴、所述（具有两个侧壁的）行星十字架、所述连接板条和所述连接环构造为被加工的铸件的形式的构件。

在本发明的一种改进方案中，所述连接板条或者所述连接环通过形状配合的或者摩擦连接的连接、尤其是通过一种插塞连接与另一行星齿轮级的空心轮或者行星十字架相连接。这样的连接有助于各个传动器级的没有问题的装配，其中这些传动器级比如可以布置在独立的壳体组件中。

在本发明的另一种设计方案中，所述插塞连接构造为在所述连接环上构成的外齿圈，并且构造为布置在所述空心轮或者所述行星齿轮托架上的内齿圈。这种组合已经证实特别合适，其中由此不仅简化了制造过程而且简化了装配过程。

在本发明的一种改进方案中，所述具有按本发明构成的行星齿轮级的行星齿轮传动器是一种流体发电站传动器、尤其是洋流发电站传动器或者风力发电站传动器。尤其优选给风力发电设备配备这样的风力发电站传动器。

本发明的有利的改进方案可以从附图说明中得知，在附图说明中对本发明的、在附图中示出的实施例进行了详细描述。附图示出：

图1是具有传动器的风力发电设备的侧视图，所述传动器则具有行星齿轮传动器的、按本发明构成的行星齿轮级；

图2是按本发明构成的行星齿轮级的端面的剖面图；并且

图3是按本发明构成的行星齿轮级的横截面。

图1示出了风力发电设备1连同其主要的标准组件的侧视图。所述风力发电设备1具有塔架2，在该塔架上面布置了机壳形式的、以能够围绕着垂直轴线旋转的方式得到支承的吊舱3。在所述吊舱3中抗扭转地固定了传动器4，其中所述传动器4具有传动轴5和输出轴6。所述传动器4的传动轴5与具有多个转子叶片8的转子的轮毂7相连接。所述输出轴6与有待驱动的、发电机9形式的驱动装置旋转连接。如此设计所述传动器4，使得其将所述传动轴5的缓慢的旋转运动转化为所述输出轴6的快速的旋转运动。借助于所述风力发电设备1来产生电能，方法是：所述由风置于旋转运动之中的转子将所述旋转运动通过所述传动轴5导入到所述传动器4中。所述传动器4尤其具有一拥有第一行星齿轮级10和第二行星齿轮级的行星齿轮传动器，所述第一行星齿轮级10和所述第二行星齿轮级与合计传动器（Summiergetriebe）相连接。所述合计传动器必要时通过圆柱齿轮传动器与所述输出轴6相连接，并且将所述旋转运动转化为更快的旋转运动。最后，通过所述输出轴6来将所述很快的旋转运动传递到所述发电机9中，用于产生电流。

图2示出了作为所述传动器4组成部分的、行星齿轮级10的端面的剖面图。所述行星齿轮级10具有输入轴11，该输入轴直接地或者通过圆柱齿轮传动器与所述传动轴5相连接。所述输入轴11与行星十字架12相连接，尤其一体地构造为铸件。所述行星十字架12差不多构造为环状，并且总共具有三个布置在所述行星十字架12的圆周上的钻孔13，所述行星齿轮销14被装入到所述钻孔13中（也参见图3）。行星齿轮15通过行星齿轮轴承16a、16b支承在所述行星齿轮销14上面。所述行星十字架12由两面彼此相连接的侧壁27a、27b所组成。所述侧壁27a朝向所述负载/力矩导入侧（也就是转子侧），而所述侧壁27b则朝向发电机侧。所述侧壁27a、27b通过所谓的小心脏形元件（Herzchen）17相连接，所述小心脏形元件主要地用于如所提到的那样连接所述侧壁27a、27b，并且次要地用于将润滑介质输送给所述彼此相啮合的齿轮，也就是一个空心轮23、三个行星齿轮15和一个太阳轮18（图3）。

连接板条19成形到所述行星十字架12的侧壁27a上，所述连接板条19从所述行星十字架12和所述侧壁27b中穿过。所述连接板条19在所述侧壁27b的一侧上与连接环20相连接，或者一体地优选构造为铸件。

根据图3，所述连接环20设有外齿部21，该外齿部与未进一步示出的第二行星齿轮级的、尤其是空心轮的内齿部22共同作用。在此，如此构成所述外齿部21，使得其可以贯穿所述第一行星齿轮级10的空心轮23。所述第一行星齿轮级10的空心轮23通过转矩支柱24抗扭转地布置在所述传动器4的壳体中。在所述壳体或者所述转矩支柱24中布置了第一轴承25a和第二轴承25b，所述行星十字架12或者所述输入轴11支承在所述第一轴承25a和所述第二轴承25b中。如果使所述输入轴11进行旋转运动，那么所述行星齿轮15就在固定的空心轮23上运转，并且将所述太阳轮18置于旋转运动之中，所述旋转运动通过太阳轮轴26优选被传递到合计传动器上。同时，通过所述旋转运动的输入轴11通过所述按本发明的连接来驱动第二行星齿轮级的空心轮，所述空心轮具有固定的行星齿轮托架。相应地，在所述第二行星齿轮级中将旋转运动施加到所述同样与合计传动器相连接的第二行星齿轮级的太阳轮上。在此，所述第二行星齿轮级的太阳轮与所述合计传动器的空心轴相连接，而所述第一行星齿轮级10的太阳轮18与所述合计传动器的行星齿轮托架相连接。相应地，通过所述合计传动器的太阳轮将所合计的旋转运动输出到所述输出轴6上。

附图标记列表：

1 风力发电设备

2 塔架

3 吊舱

4 传动器

5 传动轴

6 输出轴

7 轮毂

8 转子叶片

9 发电机

10 行星齿轮级

11 输入轴

12 行星十字架

13 钻孔

14 行星齿轮销

15 行星齿轮

16a、16b 行星齿轮轴承

17 小心脏形元件

18 太阳轮

19 连接板条

20 连接环

21 外齿部

22 内齿部

23 空心轮

24 转矩支柱

25a、25b 轴承

26 太阳轮轴

27a、27b 侧壁

Claims (9)

1.具有传动器壳体的行星齿轮传动器的行星齿轮级（10），在所述传动器壳体中布置了位置固定地布置的空心轮（23）、至少两个支承在具有至少一个侧壁的行星十字架（12）中的行星齿轮（15）以及太阳轮（18），其中所述行星十字架（12）与输入轴（11）相连接，并且其中在所述输入轴（11）与另一行星齿轮级的构件之间存在着一种连接，

其特征在于，在所述输入轴（11）与另一行星齿轮级的构件之间存在的连接是一种与所述行星十字架（12）的、由负载/力矩导入来施加载荷的第一侧壁（27a）相连接的连接板条（19），所述连接板条布置在处于两个行星齿轮（15）之间并且处于所述空心轮（23）的内部的区域中。

2.按权利要求1所述的行星齿轮级（10），

其特征在于，所述连接板条（19）的数目相应于所述行星齿轮（15）的数目。

3.按权利要求1或2所述的行星齿轮级（10），

其特征在于，所述连接板条（19）与所述第一侧壁（27a）一体地构成。

4.按权利要求1或2所述的行星齿轮级（10），

其特征在于，在所述第一侧壁（27a）中将负载/力矩划分到所述连接板条（19）中以及所述行星十字架（12）的第二侧壁（27b）中，该第二侧壁朝向发电机侧。

5.按权利要求1或2所述的行星齿轮级（10），

其特征在于，所述连接板条（19）与连接环（20）相连接。

6.按权利要求5所述的行星齿轮级（10），

其特征在于，通过插塞连接将所述连接板条（19）和/或所述连接环（20）与所述行星齿轮传动器的另一行星齿轮级的空心轮或者行星齿轮托架连接起来，其中所述插塞连接构造为在所述连接环（20）上构成的外齿部（21），并且构造为布置在所述另一行星齿轮级的空心轮或者行星齿轮托架上的内齿部（22）。

7.按权利要求1或2所述的行星齿轮级（10），

其特征在于，所述行星齿轮传动器是流体发电站传动器。

8.按权利要求7所述的行星齿轮级（10），

其特征在于，所述流体发电站传动器是洋流发电站传动器或者风力发电站传动器。

9.具有按前述权利要求中任一项所述的行星齿轮级（10）的风力发电设备。