CN105829771A - 行星支承装置的轴向固定 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其是用于风力发电机组的行星传动装置，其具有至少一个行星齿轮(102)、至少一个行星杆(108)和至少一个行星架(110)。行星齿轮(102)借助至少一个第一轴承(104)和至少一个第二轴承(106)能转动地支承在行星杆(108)上，其中，第一轴承(104)可以支撑行星齿轮(102)至少以防沿轴向的第一方向(124)的移动，并且其中，第二轴承(106)可以支撑行星齿轮(102)至少以防沿反向于第一方向(124)延伸的轴向的第二方向(126)的移动。行星传动装置包括用于使第一轴承(104)的内圈支撑在行星架(110)上以防内圈沿第一方向(124)移动的至少一个机构(128)、用于使第二轴承(106)的内圈支撑在行星杆(108)上以防内圈沿第二方向(126)移动的至少一个机构(130)和用于使行星杆(108)支撑在行星架(110)上以防行星杆(108)沿第一方向(124)移动的至少一个机构(202、204)。根据本发明，用于使行星杆(108)支撑在行星架(110)上的机构(202、204)以如下方式布置，即，使得第一轴承(104)和第二轴承(106)不能够位于行星杆(108)与行星架(110)之间的负载路径中。

Description

行星支承装置的轴向固定
技术领域
本发明涉及一种行星传动装置，其尤其是可以作为风力发电机组的传动装置中的行星级来使用。
背景技术
图1示出在开头提到的类型的行星传动装置中的行星齿轮102的由现有技术公知的支承装置。行星齿轮102借助第一轴承104和第二轴承106能转动地支承在行星杆或行星销108上。行星杆108固定在行星架110中。
第一轴承104的内圈和第二轴承106的内圈沿轴向方向夹紧在行星架110与行星杆108之间。但是因为第一轴承104和第二轴承106是圆柱滚子轴承，所以沿轴向方向需要一定的轴承间隙112。为了确保这一点，间隔保持件114位于第一轴承104的内圈与第二轴承106的内圈之间。
使用间隔保持件114不仅导致附加的成本，而且还导致在装配时的问题。传动装置的装配通常以如下方式进行，即，首先第一轴承104和第二轴承106分别从不同的侧进入行星齿轮102中。在带有第一轴承104和第二轴承106的行星齿轮102定位在行星架110中之后，行星杆108穿过开口116引入行星架110中。如果使用间隔保持件114，那么该间隔保持件也必须在引入行星杆108之前定位。然而，间隔保持件114沿径向方向的引导既无法通过行星齿轮102来进行，也无法通过第一轴承104或第二轴承106来进行。这就需要用于定位间隔保持件114的附加的措施。
此外无法实现的是，在行星架110中引入行星杆108之后修正轴承间隙112。为此，必须拆除间隔保持件114并且用具有不同宽度的间隔保持件114取代它。
由文献US2012/0003096A1公知了行星齿轮借助两个轴承而不使用两个轴承的内圈之间的间隔保持件进行的支承。行星杆圆柱状地构造。因此，两个轴承没有沿轴向方向引导通过行星杆。取而代之地，行星架具有两个沿周向方向与转动轴线正交地延伸的面。两个轴承的内圈可以分别支撑在这些面上，以防沿轴向方向的移动。也就是说，轴承间隙通过两个面来限定。
在所描述的解决方案中，行星架必须以如下方式制成，即，使得内圈可以支撑在其上的两个面的间距处于通过要实现的轴承间隙来预定的很窄的公差范围内。这在实践中引起很大的问题。此外，行星架相对于两个侧向的半体中的一个沿轴向方向的负荷的刚性仅是非常不充分的。而传动装置也无法以文献US2012/0003096A1所示的形式来装配，这是因为行星架明显是一体式地实施的。而两件式地实施的行星架将进一步加剧上面描述的公差问题。
发明内容
本发明的任务在于给出一种不具有开头所描述的现有技术的缺点的行星传动装置。
根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的行星传动装置来解决。在从属权利要求中给出有利的改进方案。
行星传动装置具有借助至少一个第一轴承和至少一个第二轴承能转动地支承到行星杆上的行星齿轮。行星齿轮优选以能绕恰好一个转动轴线转动的方式支承。
用于使第一元件支撑在第二元件中以防沿一个方向移动的机构下面被称为用于使第一元件形状锁合地(formschlüssig)固定在第二元件上以防沿所提到的方向移动的机构。第一元件支撑在第二元件上以防第一元件沿一个方向移动相应地意味着第一元件固定在第二元件上，从而防止了第一元件沿所提到的方向的平移运动。
第一轴承以如下方式构造，即，使得第一轴承可以支撑行星齿轮至少以防沿轴向的第一方向，例如沿风力发电机组的转子的方向的移动。移动的意思是平移运动。因此，沿轴向方向的移动意味着与行星齿轮的转动轴线平行的平移运动。
根据实施方式，第一轴承将行星齿轮支撑在行星架上和/或行星杆上。这意味着的是，如果可能引起沿轴向方向的移动的力作用到行星齿轮上，那么第一轴承抵抗该力，从而行星齿轮的轴向位置保持不变。也就是说，对行星齿轮的支撑在一定情况下依赖于作用到行星齿轮上的轴向力地实现。
类似地，第二轴承可以支撑行星齿轮至少以防沿与第一方向相反地延伸的轴向的第二方向，例如沿风力发电机组的发电机的方向的移动。第一方向和第二方向在此彼此背离地定向。第一轴承的内圈沿第一方向的移动和/或第二轴承的内圈沿第二方向的移动相应地导致两个内圈的间距增大。从第二轴承来看，第一轴承位于第一方向中，从第一轴承来看，第二轴承位于第二方向中。
用于支撑两个轴承的内圈的机构用于沿轴向方向定位第一轴承和第二轴承和进而还有行星齿轮。至少一个机构用于使第一轴承的内圈支撑在行星架上以防内圈沿第一方向移动。行星架优选具有与行星齿轮的转动轴线正交地沿周向方向延伸的面，作为用于支撑第一轴承的内圈的机构。该面是与转动轴线正交地延伸的圆环。如果第一轴承的内圈与该面处于接触，那么就防止内圈沿第一方向移动。接触要么直接地要么经由位于第一轴承的内圈与面之间的元件，例如环形的间隔保持件来实现。
类似地，行星传动装置具有至少一个用于使第二轴承的内圈支撑在行星杆上以防内圈沿第二方向移动的机构。该机构防止了第二轴承的内圈沿第二方向的移动。
行星杆优选具有凸肩，也就是与行星齿轮的转动轴线正交地沿周向方向延伸的面，作为用于支撑第二轴承的内圈的机构，该面是与行星齿轮的转动轴线正交地延伸的圆环。该面以如下方式构造，即，使得可以实现与第二轴承的内圈的接触。该接触要么直接地要么经由可以例如构造为环形的间隔保持件的另外的元件来实现。
因为第一轴承可以支撑行星齿轮以防沿第一方向的移动并且第二轴承可以支撑行星齿轮以防沿第二方向的移动，所以通过用于支撑第一轴承的内圈的机构和用于支撑第二轴承的内圈的机构来限定两个轴承的轴承间隙。因为第一轴承的内圈支撑在行星架上并且第二轴承的内圈支撑在行星杆上，所以需要依赖于期望的轴承间隙来确定行星杆相对于行星架的位置。为此，行星杆支撑在行星架上以防沿第一方向的移动。
行星杆和行星架优选分别具有与行星齿轮的转动轴线正交地沿周向方向延伸的面，作为用于支撑的机构。两个面以如下方式取向，即，使得可以实现形状锁合的接触。面优选彼此相对置。两个面的接触要么直接地要么经由优选是环形的间隔保持件的另外的元件来实现。根据本发明，另外的元件不是第一轴承和/或第二轴承，尤其不是第一轴承的内圈和/或第二轴承的内圈。根据本发明，第一轴承和/或第二轴承或者第一轴承的内圈和/或第二轴承的内圈没有构造为用于使行星杆支撑在行星架上的机构。取而代之地，用于使行星杆支撑在行星架上的至少一个机构以如下方式布置，即，使得第一轴承和第二轴承不能够位于行星杆与行星架之间的负载路径中，尤其是不能够位于行星杆支撑在行星架上的负载路径中。这意味着的是，没有通过行星杆在行星架上的支撑而可能出现的力流延伸通过第一轴承，尤其是第一轴承的内圈和/或第二轴承，尤其是第一轴承的内圈。通过行星杆在行星架上的支撑而可能出现的力流必须在行星杆与行星架之间绕过第一轴承和第二轴承地延伸。第一轴承和第二轴承在行星杆与行星架之间不传导力，尤其是不传导通过行星杆在行星架上的支撑而可能出现的力。
这例如可以通过如下方式实现，即，在第一轴承与第二轴承之间没有布置用于使行星杆支撑在行星架上的机构，或者如下方式地布置，即，使得在第一轴承，尤其是第一轴承的内圈与第二轴承，尤其是第二轴承的内圈之间的负载路径经由用于使行星杆支撑在行星架上的机构延伸。沿轴向方向，在第一轴承与第二轴承之间的负载路径尤其是没有经由用于使行星杆支撑在行星架上的机构地延伸。取而代之地，用于使行星杆支撑在行星架上的机构布置在第一轴承与第二轴承之间的中间空间之外，尤其在第一轴承的内圈与第二轴承的内圈之间的中间空间之外。
在本发明的优选的改进方案中，行星架具有开口，通过该开口可以将行星杆引入行星架中。这用于行星传动装置的装配。开口优选是贯通的并且具有圆形的基本形状。与开口相对置地，行星架具有带有同样圆形的基本形状的凹陷部，可以将行星杆引入该凹陷部中。
引入行星架(110)中例如沿第一方向，即，通过行星杆沿第一方向的移动来实现。
优选地，行星传动装置具有用于固定行星杆至少以防沿第二方向的轴向移动的机构。该机构尤其可以是所提到的开口和所提到的凹陷部。在此优选地，行星架和行星杆在开口处和/或在凹陷部处形成过盈装配，尤其是热缩装配，其中，加热行星架并且将其缩套到行星杆上。
过盈装配或热缩装配固定行星杆以防沿第一方向的移动。在该背景下，用于使行星杆支撑在行星架上以防行星杆沿第一方向移动的机构实现了如下目的，即，使行星杆在引入行星架中之后保持在正确的位置中，直至建立过盈装配或热缩装配。
具有至少两件式的行星杆的行星传动装置的实施方式在装配方面是特别有利的。在此，第一部件能拆卸地与第二部件连接，例如拧接。第一轴承和第二轴承安装在第一部件上，即，第一轴承的内圈和第二轴承的内圈固定在第一部件上。第二部件的至少一部分构造为用于使行星杆支撑在行星架上的机构。由此可以实现的是，当第一部件位于行星架中时，第二部件可以与第一部件脱开。
如上面所描述的那样，为了装配将行星杆引入行星架中。如果当前出现了不允许的轴承间隙，那么可以脱开第二部件，以便置入合适的间隔保持件。
附图说明
下面参考附图详细描述了本发明的优选的实施例。在此，相同的附图标记表示相同或功能相似的组件，从而对一幅附图中的组件的描述尤其是可以考虑用于确定在另一附图中的以相同的附图标记标示的组件的功能性并且反之亦然。其中：
图1示出由现有技术公知的对行星支承装置的轴向固定；
图2示出根据本发明的行星支承装置，其中，行星杆在发电机侧支撑在行星架上；
图3示出根据本发明的行星支承装置，其中，行星杆在发电机侧的凹部的底部上支撑在行星架上；
图4示出根据本发明的行星支承装置，其中，行星杆在转子侧的凹部的边缘处支撑在行星架上。
具体实施方式
图1至图4示出行星杆108，其在发电机侧固定在开口116中并且在转子侧固定在孔118中。行星齿轮102借助第一轴承104和第二轴承106能转动地支承在行星杆108上。两个紧固环120或替选地行星齿轮102中的阶梯部122(在图1至图4中分别示出这两种替选方案)防止了行星齿轮102相对于第一轴承沿第一方向124的移动并且防止了行星齿轮102相对于第二轴承106沿第二方向126的移动。
通过第一轴承104的内圈与行星架110的直接接触防止了第一轴承104相对于行星架110和/或行星杆108沿第一方向124的移动。在此，接触面128与行星齿轮102的转动轴线正交地延伸。类似地，行星杆108中的凸肩130通过与第二轴承106的内圈的直接接触防止了第二轴承106沿第二方向126的移动。环形设计的间隔保持件114在第一轴承104的内圈与第二轴承106的内圈之间延伸。
在图2至图4的实施方式中，在第一轴承104与第二轴承106之间没有间隔保持件114。取而代之地，作用面对202相应改变行星杆108相对于行星架110沿第一方向124的移动。作用面对202相应由行星架110的面和行星杆108的面构成，这两个面彼此间直接接触或替选地经由间隔保持件204处于接触中(在图2至图4中分别示出这两种替选方案)。行星架110的从属于作用面对202的面沿第二方向126指向，行星杆108的从属于作用面对202的面沿第一方向124指向。
在根据图2的实施例中，作用面对202和间隔保持件204(靠下地示出)在发电机侧位于行星架之外。这可以实现行星杆108与第一部件206以及第二部件208的两件式的实施方案。第一部件206位于行星架110中，而第二部件208可以被移除，以便根据期望的轴承间隙112调整间隔保持件114。
替选地，如图3所示那样，作用面对202和间隔保持件204(靠下地示出)可以布置在行星架110中的发电机侧的孔118之内。在此，孔118的底部具有径向延伸的面，该面与行星杆108的基面直接接触或经由间隔保持件204处于接触中，并且因此支撑行星杆以防沿第一方向124径向移动。
如图4中所示那样，作用面对202还可以通过行星杆108中的另外的凸肩和行星架110的沿径向方向延伸的面来形成。该面不仅直接地或经由间隔保持件204(靠下地示出)支撑行星杆108，而且也支撑第一轴承104的内圈以防沿第一方向124轴向移动。
附图标记列表
102行星齿轮
104第一轴承
106第二轴承
108行星杆
110行星架
112轴承间隙
114间隔保持件
116开口
118孔
120紧固环
122阶梯部
124第一方向
126第二方向
128接触面
130凸肩
202作用面对
204间隔保持件
206第一部件
208第二部件

Claims (7)

1.一种行星传动装置，其具有：
至少一个行星齿轮(102)；
至少一个行星杆(108)；以及
至少一个行星架(110)，其中，
所述行星齿轮(102)借助至少一个第一轴承(104)和至少一个第二轴承(106)以能转动的方式支承在所述行星杆(108)上，其中，
所述第一轴承(104)能够支撑所述行星齿轮(102)至少以防沿轴向的第一方向(124)的移动，并且其中，
所述第二轴承(106)能够支撑所述行星齿轮(102)至少以防沿反向于所述第一方向(124)延伸的轴向的第二方向(126)的移动；以及
用于使所述第一轴承(104)的内圈支撑在所述行星架(110)上以防所述内圈沿所述第一方向(124)移动的至少一个机构(128)；
用于使所述第二轴承(106)的内圈支撑在所述行星杆(108)上以防所述内圈沿所述第二方向(126)移动的至少一个机构(130)；以及
用于使所述行星杆(108)支撑在所述行星架(110)上以防所述行星杆(108)沿所述第一方向(124)移动的至少一个机构(202、204)，
其特征在于，用于使所述行星杆(108)支撑在所述行星架(110)上的机构(202、204)以如下方式布置，使得所述第一轴承(104)和所述第二轴承(106)不能够位于所述行星杆(108)与所述行星架(110)之间的负载路径中。
2.根据权利要求1所述的行星传动装置，其特征在于，所述行星架(110)具有开口(116)，通过所述开口能够将所述行星杆(108)引入所述行星架(110)中。
3.根据上述权利要求中任一项所述的行星传动装置，其特征在于，沿所述第一方向(124)来实现将所述行星杆(108)引入所述行星架(110)中。
4.根据上述权利要求中任一项所述的行星传动装置，其特征在于，至少一个间隔保持件(204)充当用于使所述行星杆(108)支撑在所述行星架(110)上的机构。
5.根据上述权利要求中任一项所述的行星传动装置，其特征在于，所述行星杆(108)由至少一个第一部件(206)和第二部件(208)构成，其中，
所述第一部件(206)和所述第二部件(208)以能拆卸的方式彼此连接，其中，
所述第一轴承(104)和所述第二轴承(106)安装在所述第一部件(206)上，并且其中，所述第二部件(208)的至少一部分构造为用于使所述行星杆(108)支撑在所述行星架(110)上的机构(204)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的行星传动装置，其特征在于，所述行星架(110)和所述行星杆(108)以如下方式构造，使得在所述第一部件(206)位于所述行星架(110)期间，所述第二部件(208)能够与所述第一部件(206)脱开。
7.一种用于风力发电机组的、具有根据上述权利要求中任一项所述的行星传动装置的传动装置。
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