CN106715972A - 用于风力发电设备的行星齿轮传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于风力发电设备的行星齿轮传动机构(1)，其包括：太阳轮；内齿轮(13)；行星架(9)，该行星架具有多个轴承座(12)；多个行星齿轮轴(8)；多个用于将行星齿轮轴(8)支承在行星架(9)中的径向滑动轴承(23)，多个行星齿轮(5)，这些行星齿轮分别通过行星齿轮轴(8)支承在行星架(9)中。行星架(9)在轴承座(12)的区域中分别具有一个分界面(17)，其中，轴承座(12)之一的第一半壳(18)由行星架(9)构成，而轴承座(12)之一的第二半壳(19)各由一个轴承盖(20)构成。

Description

用于风力发电设备的行星齿轮传动机构
技术领域
本发明涉及一种行星齿轮传动机构，以及一种配备有该行星齿轮传动机构的风力发电设备。
背景技术
例如由本申请人的WO2013/106878A1已知一种这种类型的行星齿轮传动机构。在这种情况下，在行星轴与行星架之间设置有至少一个滑动轴承，其中，行星齿轮与行星轴不能相对扭转地连接。
发明内容
本发明的目的是：提供一种改进的行星齿轮传动机构，该行星齿轮传动机构能够简单地组装和/或维护。
本发明的这个目的通过在这个文献中说明的行星齿轮传动机构或者配备有该行星齿轮传动机构的风力发电设备得以实现。
根据本发明设置有用于风力发电设备的行星齿轮传动机构，该行星齿轮传动机构包括下列构件：一个太阳轮；一个内齿轮；一个行星架，该行星架具有第一轴承收纳区段(Lageraufnahmeabschnitt)和第二轴承收纳区段，在这些轴承收纳区段中分别构造有多个轴承座；多个行星齿轮轴；多个用于将行星齿轮轴支承在行星架中的径向滑动轴承，其中，行星齿轮轴中的每一根行星齿轮轴分别支承在第一轴承收纳区段的轴承座之一中和第二轴承收纳区段的轴承座之一中；多个行星齿轮，这些行星齿轮分别通过行星齿轮轴而支承在行星架中，其中，行星齿轮不仅与太阳轮而且还与内齿轮啮合。行星架在轴承座的区域中分别具有一个分界面，其中，轴承座之一的第一半壳由行星架构成而轴承座之一的第二半壳各由一个轴承盖构成。
这种构造的有利之处是：在组装行星齿轮传动机构时，行星齿轮轴连同行星齿轮一起能够被简单地置入到行星架的为此设置的轴承座中并且接着可以通过轴承盖被紧固。由此可以将行星齿轮轴沿着行星架的径向方向取出，这特别在大的行星齿轮传动机构的情况中导致操作更加容易，这是因为为了操作行星齿轮轴可以使用提升装置诸如起重机。同样在维护行星齿轮传动机构时存在这些优点，这是因为也简化为了维护目的对传动机构的分解。
此外可以是适宜的是：轴承盖之一如下地构造，即，它在第一轴承收纳区段的轴承座之一和第二轴承收纳区段的相应附属的轴承座上延伸。在这种情况下有益的是：一根行星齿轮轴或者说一个行星齿轮可以利用仅仅一个轴承盖紧固在行星架上。轴承盖由此可以具有高稳定性。此外，轴承盖可以通过这种方式简单而快速地紧固在行星架上，或者从这个行星架上重新拆下。另外，由于使用尽可能少的构件而提高了在组装或者维护行星齿轮传动机构时的一目了然。
此外可以规定：轴承盖之一具有一个开口，行星齿轮之一至少部分地穿过该开口伸出。在这种情况下的有益之处是：轴承盖可以如下地构造，即，它将行星架的内部结构遮盖，其中，只有行星齿轮的与内齿轮啮合的部分区段从行星架中或从轴承盖中伸出。由此可以实现的是：行星架与轴承盖构成一个紧凑的单元，该单元可以良好地吸收产生的支承力。
另外可以规定：径向滑动轴承之一构造成轴套、特别是构造成多层滑动轴承。在这种情况下的有益之处是：多层滑动轴承可以具有一种结构，以便能够实现对行星齿轮轴的良好支承。
在一种改进方案中可以规定：轴套固定地收纳在轴承座之一中，并且轴套的内周面构造成用于吸收在轴套与行星齿轮轴之一之间的相对运动。在这种情况下的有益之处是：轴套由此固定地收纳在行星架中。在轴套的内周面上传递在行星齿轮轴与行星架之间的相对运动。由此可以实现：由行星齿轮传递的力尽可能地作用在轴套的确定的周边区域上。
作为此外的可选方案可以规定：径向滑动轴承之一构造成分开的滑动轴承半轴瓦。在这种情况下有益的是：在分开的滑动轴承半轴瓦的情况中可以良好地实施行星齿轮传动机构的维护或组装。另外，在这种情况下可以为两个滑动轴承半轴瓦使用例如不同的材料，通过这种方式可能的是：为了覆盖(Abdeckung)局部峰值负荷而使用具有特别好的滑移或强度特性的材料。
根据一种改进方案可能的是：行星齿轮轴之一与行星齿轮之一构造成整体的。通过这种方式可以例如为批量生产实现行星齿轮传动机构中的尽可能少数量的单体构件。此外可以通过这种方式提高传动机构的质量，这是因为可以改善行星齿轮相对行星齿轮轴上的支承部位的回转。
此外可以是适宜的是：轴承盖之一通过多个连接元件而与行星架连接。在这种情况下有益的是：可以由此将在轴承盖上出现的力均匀地引入行星架中，由此在轴承盖中尽可能不发生由于应力导致的变形。这样的连接元件例如可以是用于建立螺纹连接的螺纹件。
另外可以规定：在行星齿轮之一的端面与行星架之间设置有推力滑动轴承。在这种情况下有益的是：引入到一个行星齿轮中的轴向力由此可以传递到行星架上并且可以由这个行星架吸收。
附图说明
为了更好地理解本发明，借助下面的附图进一步阐述本发明。
分别在大幅简化的示意图中：
图1示出行星齿轮传动机构的沿着中心线的横截面的剖视图；
图2示出行星齿轮传动机构的另一实施例的部分剖视图；
图3示出行星齿轮传动机构，其剖开为按照图2中的切线III-III的半剖视图。
具体实施方式
作为引言首先要说明的是：在不同描述的各实施方式中，相同的部件设置有相同的附图标记或相同的构件名称，其中，在说明书全文中所包含的公开内容都可以按照意义转用到设有相同附图标记或者相同构件名称的相同部件上。再者，在说明书中所选择的方位说明诸如上、下、侧等等都是相对直接描述以及示出的附图而言，并且当方位发生变化时，这些方位说明可以按照意义转至新的方位。
图1示出的是行星齿轮传动机构1的沿着一根中心线2的横截面的剖视图。图1的视图用于一般性阐述行星齿轮传动机构的结构和用于示出建造在行星齿轮传动机构中的部件。
众所周知，风力发电设备包括一个塔，在该塔的上端部上设置有吊舱，具有转子叶片的转子支承在该吊舱中。这个转子经由行星齿轮传动机构1而与同样位于吊舱中的发电机作用连接，其中，转子的低转速经由行星齿轮传动机构1转换为发电机转子的较高的转速。由于风力发电设备的这种设计属于现有技术，在此参见有关的关于此的文献。
行星齿轮传动机构1具有一个太阳轮3，该太阳轮与一根通向发电机转子的轴4运动联接。太阳轮3由多个行星齿轮5例如两个、优选三个或四个包围。不仅太阳轮3而且行星齿轮5都具有外部的正齿(Stirnverzahnung)6、7，这些正齿相互啮合地嵌接，其中，在图1中示意性地示出这些正齿6、7。
行星齿轮5借助一根行星齿轮轴8支承在行星架9中，在行星架9中设置有第一轴承收纳区段10和第二轴承收纳区段11，在这些轴承收纳区段中分别构造有用于收纳行星齿轮轴8的轴承座12。
将各行星齿轮5包围地设置有一个内齿轮13，该内齿轮具有内齿14，该内齿与行星齿轮5的正齿7啮合地嵌接。内齿轮13与风力发电设备的转子的转子轴15运动联接。正齿6、7或内齿14可以设计成直齿、斜齿或人字齿。
由于原则上同样已经由现有技术例如由属于现有技术的上述文献公知了这样的行星齿轮传动机构1，所以在此不需进一步探讨。
需要指出的是：下面关于行星齿轮5使用单数。然而不言而喻，在优选的设计中所有行星齿轮5按照本发明构成。
图2和3示出的是行星齿轮传动机构1的一种另外的和在必要时独立的实施方式，其中，再次为相同的部件使用与在前面的图1相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复，引用或参考前面的图1中的详细说明。
图2示出的是行星齿轮传动机构1的个另外的实施例的类似于图1的侧视图，其中，为了能够示出行星齿轮轴8在行星架9上的支承或行星架9的结构，部分剖开地示出行星架9。
图3示出的是行星齿轮传动机构1的正面视图，其中未剖开地示出行星齿轮传动机构1的左半部。在沿图2的切线III-III的剖面中示出行星齿轮传动机构1的右半部。
借助图2和3的综述对行星齿轮传动机构1的另外的结构进行说明。
如可从图2中看到的那样可以规定：行星齿轮轴8与行星齿轮5联接并且两侧支承在行星架9中。例如可以通过压合座、通过焊接和类似方式实现在行星齿轮轴8与行星齿轮5之间的连接。
作为此外的可选方案可以规定：行星齿轮5和行星齿轮轴8构造成整体的并且例如由铸件构成，该铸件的外部轮廓得到补充加工，或者在该铸件中通过机械加工构造齿部。
如可从图2的剖视图中看到的那样，规定：行星架9在行星齿轮轴8的中心线16的区域中具有一个分界面17，不仅第一轴承收纳区段10的轴承座12而且第二轴承收纳区段11的轴承座12都由该分界面从中心分开。在这种情况下，轴承座12的第一半壳18由行星架9构成，而该轴承座12的第二半壳19由一个轴承盖20构成。轴承盖20如下地构造，即它与行星架9共同形成轴承座12。轴承盖20优选借助连接元件21诸如螺纹连接件而与行星架9连接。
此外可以规定：轴承盖20具有一个开口22或一个裂口。如可以特别清楚地在图2中看到的那样，开口22设置用于能够使行星齿轮5的正齿7与内齿轮13的内齿14啮合。
在另一未示出的实施变型中还可以规定：第一轴承收纳区段10的轴承座12和第二轴承收纳区段11的轴承座12分别具有一个自己的轴承盖20。
此外从图2和3中可以看到：可以设置有径向滑动轴承23，该径向滑动轴承置入轴承座12中。径向滑动轴承23可以在这种情况下特别是构造成轴套24。在这种情况下可以规定：轴套24借助夹紧而收纳在轴承座12中，其中，夹紧通过轴承盖20产生，该轴承盖与行星架9共同构成轴承座12。此外可以规定：轴套24相对轴承座12固定不动，并且行星齿轮轴8相对轴套24旋转，其中，轴套24的内周面26构造成滑动面并且可以吸收在轴套24与行星齿轮轴8之间的相对运动。
可以规定：轴套24利用离心铸造法制成，因而它们具有均匀而光滑的内周面26。
作为可选方案也可以规定：轴套24设计成卷绕的衬套并且具有接合缝25。在这种情况下，轴套24优选定位在轴承座12中，使得接合缝25不位于作用到轴套24上的力大的区域中。特别是在轴套24固定地收纳在轴承座12中的构造中，这个轴套仅仅局部由行星齿轮轴8加载径向力，因此在接合缝25的区域中不或仅仅吸收微小的支承力。
此外可以规定：在行星架9中或在轴承盖20中构造有开口，径向滑动轴承23可以嵌入到该开口中，因而这个径向滑动轴承相对轴承座12不可轴向移动地收纳在这个轴承座中。
另外可以规定：在行星架9中构造有盖座(Deckelsitz)27，该盖座与轴承盖20相对应，使得轴承盖20在行星架9上居中并且轴承座12由此具有尽可能光滑的用于收纳径向滑动轴承23的内表面。
作为此外的可选方案也可考虑的是：设置有配合销，这些配合销的作用在于使轴承盖20相对行星架9准确定位。
在另一变型中也可以规定：径向滑动轴承23构造成分开的滑动轴承半轴瓦28，其中，滑动轴承半轴瓦28中的各两个滑动轴承半轴瓦共同构成径向滑动轴承23。在这种情况下可以规定：构成径向滑动轴承23的所述两个滑动轴承半轴瓦28具有两种不同的材料成份。此外也可以考虑：径向滑动轴承23由多个弧段构成。在由滑动轴承半轴瓦28或由多个弧段构成的径向滑动轴承23的设计中可以规定：各个滑动轴承半轴瓦28定位成使两个滑动轴承半轴瓦28在其内相互接触的接合缝25同样设置或者对齐(ausrichten)在负荷微小的区域中。换言之，滑动轴承半轴瓦28的接合面不必与分界面17叠合。
优选地，径向滑动轴承23构造成多层滑动轴承。多层滑动轴承包括至少一层支撑层和至少一层滑动层，该滑动层施设在支撑层上。滑动层在此构成用于行星架9或行星齿轮轴8的工作面。
除了多层滑动轴承的这种两层的设计还存在如下的可能性：在滑动层与支撑层之间设置有中间层，例如一层轴承金属层和/或至少一层结合层和/或一层防扩散层。
轴承金属层的实例如下：铝基的轴承金属、铜基的轴承金属、锡基上的轴承金属等等。
也可以采用与所述轴承金属不同的基于镍合金、银合金、铁合金或铬合金的轴承金属。
如此外从图2中可以看到的那样，可以规定：在行星齿轮5与第一轴承收纳区段10之间以及在行星齿轮5与第二轴承收纳区段11之间分别设置有一个推力滑动轴承29。推力滑动轴承29的用途是：行星齿轮5的端面30不触碰行星架9或轴承盖20。
如此外可以看到的那样，可以规定：推力滑动轴承29收纳在轴承盖20上的或行星架9上的相应的收纳部31中。推力滑动轴承29在这种情况下同样可以构造成弧段的形式，使得它们例如仅仅紧固在轴承盖20上或仅仅紧固在行星架9上。在这种情况下可以规定：推力滑动轴承29如下地与轴承盖20或与行星架9连接，即，该推力滑动轴承由轴承盖或行星架固定并且在推力滑动轴承29与行星齿轮5之间进行相对运动。
此外可以规定：如在图3中示出的那样，内齿轮13具有可取出的内齿轮弧段32。通过这种方式可以将行星齿轮5和行星齿轮轴8一起从行星架9中取出，而不必同时分解整个行星齿轮传动机构1。同样具有内齿14的内齿轮弧段32可以通过螺纹连接而与内齿轮13的剩余部分联接。内齿轮弧段32可以具有小的尺寸，因而行星齿轮5连同行星齿轮轴8一起通过产生的洞口。在一种可选变型中也可以考虑：内齿轮弧段32构成内齿轮13的半壳。
各实施例示出行星齿轮传动机构1的可能的实施变型，其中，在此需要指出的是：本发明并不局限于本发明的特别示出的实施变型，而更确切地说各个实施变型彼此之间也可以进行不同组合并且本领域技术人员能够基于本发明技术手段的教导来实现所述变型可能性。
此外来自示出的和说明的不同实施例的各单个特征或特征组合也可单独地构成独立的、发明性的或按本发明的解决方案。
可以从说明中获得基于独立的、发明性的解决方案的目的。
具体说明中的所有关于取值范围的说明均应该理解为：这些说明包括出自它们的任意的和所有的子范围，例如1至10的说明应该理解为：所有的从下限1和上限10起的子范围均包括在内，就是说所有从下限1或更大开始并以上限10或更小结束的子范围，例如1至1.7、或3.2至8.1或5.5至10。
特别地，在图1、2、3中示出的各种设计能够构成独立的、根据本发明的方案的内容。可以从这些附图的详细说明中获得与此相关的本发明的目的和方案。
最后按规定需要指出的是：为了更好地理解行星齿轮传动机构1的结构，局部不符合比例地和/或放大和/或缩小地示出这个行星齿轮传动机构或其组成部分。
附图标记列表
1 行星齿轮传动机构
2 行星齿轮传动机构的中心线
3 太阳轮
4 轴
5 行星齿轮
6 太阳轮的正齿
7 行星齿轮的正齿
8 行星齿轮轴
9 行星架
10 第一轴承收纳区段
11 第二轴承收纳区段
12 轴承座
13 内齿轮
14 内齿
15 转子轴
16 行星齿轮轴的中心线
17 分界面
18 第一半壳
19 第二半壳
20 轴承盖
21 连接元件
22 开口
23 径向滑动轴承
24 轴套
25 接合缝
26 内周面
27 盖座
28 滑动轴承半轴瓦
29 推力滑动轴承
30 端面
31 推力滑动轴承的收纳部
32 内齿轮弧段

Claims (10)

1.用于风力发电设备的行星齿轮传动机构(1)，其包括：
太阳轮(3)；
内齿轮(13)；
行星架(9)，该行星架具有第一轴承收纳区段(10)和第二轴承收纳区段(11)，在这些轴承收纳区段(10，11)中分别构造有多个轴承座(12)；
多个行星齿轮轴(8)；
多个用于将行星齿轮轴(8)支承在行星架(9)中的径向滑动轴承(23)，其中，行星齿轮轴(8)中的每一根行星齿轮轴分别支承在第一轴承收纳区段(10)的轴承座(12)之一中和第二轴承收纳区段(11)的轴承座(12)之一内；
多个行星齿轮(5)，这些行星齿轮分别通过行星齿轮轴(8)支承在行星架(9)中，其中，行星齿轮(5)不仅与太阳轮(3)而且还与内齿轮(13)啮合，
其特征在于：
行星架(9)在轴承座(12)的区域中分别具有一个分界面(17)，其中，轴承座(12)之一的第一半壳(18)由行星架(9)构成，而轴承座(12)之一的第二半壳(19)各由一个轴承盖(20)构成。
2.如权利要求1所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：轴承盖(20)之一构造成它在第一轴承收纳区段(10)的轴承座(12)之一和第二轴承收纳区段(11)的相应附属的轴承座(12)上延伸。
3.如权利要求1或2所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：轴承盖(20)之一具有开口(22)，行星齿轮(5)之一至少部分地穿过该开口伸出。
4.如前述权利要求之任一项所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：径向滑动轴承(23)之一构造成轴套(24)、特别是构造成多层滑动轴承。
5.如权利要求4所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：轴套(24)固定地收纳在轴承座(12)之一中，并且轴套(24)的内周面(26)构造成用于吸收在轴套(24)与行星齿轮轴(8)之一之间的相对运动。
6.如权利要求1至4之任一项所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：径向滑动轴承(23)之一构造成分开的滑动轴承半轴瓦(28)。
7.如前述权利要求之任一项所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：行星齿轮轴(8)之一与行星齿轮(5)之一构造成整体的。
8.如前述权利要求之任一项所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：轴承盖(20)之一通过多个连接元件(21)而与行星架(9)连接。
9.如前述权利要求之任一项所述的行星齿轮传动机构，其特征在于：在行星齿轮(5)之一的端面(30)与行星架(9)之间分别设置有一个推力滑动轴承(29)。
10.风力发电设备，其具有转子和发电机，其中，在转子与发电机之间设置有行星齿轮传动机构(1)，该行星齿轮传动机构与转子和发电机作用连接，其特征在于：行星齿轮传动机构(1)如权利要求1至9之任一项所述构成。
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