CN111316017A - 具有挠性的栓形件的行星架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有第一颊板和第二颊板的行星架(103)。行星架具有至少一个轴颈(121)和至少一个轴套(123)；其中轴颈(121)的第一端部被固定在第一颊板中；其中轴套(123)被固定在第二颊板中；其中轴颈(121)的至少一部分伸入轴套(123)中；并且其中轴颈(121)的第二端部被固定在轴套(123)中。

Description

具有挠性的栓形件的行星架
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的行星架。
提高行星变速器的可传输功率的可能性在于增加行星轮的数量。然而由此却减小了相邻的行星轮之间的间隔。这在行星轮之间延伸有将行星架的两个颊板相互连接的连接板时是有问题的。
如果没有行星架的连接板，那么这两个颊板之间的所有的力均必须藉由行星栓形件(Planetenbolzen)来传递。由此导致行星栓形件的变形。这进而导致行星架的错位。
在齿部计算时应考虑错位。在此，齿部的几何形状与在确定的荷载下出现的错位相适配，从而补偿了齿部中的错位。
通过齿部校正，可以补偿在确定的荷载下在齿接合中的偏差。然而，在荷载与此不同的情况下会再次导致齿接合中的偏差。这尤其在用于风力发电设施的变速器中是令人不满意的，原因在于这些风力发电设施须克服持续的交变荷载。
从现有技术中已知所谓的挠曲销(Flex Pin)。例如在公开文献DE 1500451中描述了挠曲销。挠曲销涉及挠性的行星栓形件，该行星栓形件补偿由荷载导致的变形并且因此防止行星轮错位。挠曲销由挠性的轴颈组成，在该轴颈上装配有轴套。行星轮以可旋转的方式被支承在轴套上。如果轴颈变形，则这通过轴套的倾斜得以补偿。
轴颈被固定在行星架的颊板中。在此涉及行星架的一个单独的颊板。由于挠曲销的结构，为接纳更高的荷载而可能需要的第二颊板的使用是不可能的。这降低了行星架的荷载能力。
文献WO 11047448 A1公开了一种具有两个颊板和一个轴套的行星架，该轴套在两侧分别被固定在颊板中。该轴套用作行星栓形件。不实现承载功能的轴颈被拧入轴套中。
本发明基于的目的在于，消除现有技术中已知解决方案的内在的缺点。尤其应在更好地适应交变荷载的情况下提高行星变速器的荷载能力。
这个目的通过根据权利要求1所述的行星架实现。优选的改进方案被包含在从属权利要求中。
所述行星架具有第一颊板和第二颊板。颊板涉及支撑结构，行星栓形件被固定在该支撑结构中。可旋转的行星架通常借助每个颊板以可旋转的方式被支承在防旋转的结构(例如变速器壳体)中。
根据本发明的行星架的行星栓形件各自由一个轴颈和一个轴套构成。对应地，所述行星架具有至少一个轴颈和至少一个轴套。
轴套涉及具有第一空腔的旋转对称的主体。第一空腔和主体围绕共用的轴线是旋转对称的。此外，第一空腔是敞开的，因此具有恰好一个开口。该开口关于同一轴线是旋转对称的。尤其，轴套的至少一部分可以具有空心圆柱体的形状。
轴套和轴颈共同构成行星栓形件。在此，轴套用于接收至少一个行星轮。行星轮被设置成以可旋转的方式被支承在轴套中。在此，行星轮的旋转轴线对应于轴套的对称轴线。轴套要么构成轴承的内环，行星轮借助该内环被支承在轴套中；要么构成轴承座，轴承的内环可以被固定在该轴承座上。对应地，轴套的表面的一部分优选具有直圆柱体的罩面的形状。
优选地，除了轴套，轴颈也是关于行星轮的旋转轴线旋转对称的。
轴颈具有两个轴向端部——第一端部和第二端部。轴颈总共由三个部分组成：第一端部、第二端部和中间段。第一端部和第二端部在轴向相互间隔开。中间段位于第一端部与第二端部之间，该中间段将这两个端部相互连接。
尤其，中间段可以位于第一平面与第二平面之间，这些平面径向地延伸，即与行星轮的旋转轴线正交地定向。轴颈的第一端部和中间段位于第一平面的不同侧。对应地，轴颈的第二端部和中间段位于第二平面的不同侧。
所述轴颈的第一端部被固定在所述第一颊板中。该固定优选是刚性的，即以如下方式实施，使得轴颈的第一端部相对于第一颊板是不可运动的。
轴套同样具有两个轴向端部——第一端部和第二端部。轴套总共由三个部分组成：第一端部、第二端部和中间段。第一端部和第二端部在轴向相互间隔开。中间段位于第一端部与第二端部之间，该中间段将这两个端部相互连接。
尤其，中间段可以位于第三平面与第四平面之间，这些平面径向地延伸，即与行星轮的旋转轴线正交地定向。轴套的第一端部和中间段位于第三平面的不同侧。对应地，轴套的第二端部和中间段位于第四平面的不同侧。
所述轴套的第一端部被固定在所述第二颊板中。这个固定同样优选是刚性的，即以如下方式实施，使得轴套的第一端部相对于第二颊板是不可运动的。
所述轴颈的至少一部分穿过所述开口伸入所述轴套的第一空腔中。反过来这意味着，轴套的至少一部分包围轴颈。同一部分还形成第一空腔的至少一部分。轴颈的伸入轴套中的部分包括轴颈的第二端部。轴颈的第二端部尤其位于第一空腔中。
在轴颈与轴套之间留有径向间隙。该间隙完全围绕行星轮的旋转轴线延伸。这涉及第一空腔的并未被轴颈填满的部分。优选地，该间隙是关于旋转轴线旋转对称的。因此这同样意味着，轴颈的至少一部分在轴套中是在轴向上定中心的。优选地，间隙的至少一部分在轴向上被布置在第一颊板或第一颊板的区域(轴颈的第一端部被固定在该区域中)与轴套的区域(轴颈的第二端部被固定在该区域中)之间。
间隙以柔性介质填充。介质尤其可以涉及流体，例如润滑剂和/或空气。
所述轴颈的第二端部被固定在所述轴套中。优选地，该固定是刚性的，即其方式是轴颈的第二端部相对于轴套的一部分(该第二端部被固定在该部分中)是不可运动的。
根据本发明，轴套仅被固定在第二颊板和轴颈中。这意味着，轴套的第二端部是自由浮动的，即第二端部仅藉由轴套的中间段被固定并且仅由中间段保持。尤其，轴套的第二端部既不与第一颊板结合，也不与轴颈结合。
轴套的第二端部与行星架的所有其他的部件间隔开并且不与这些部件接触。轴套的第二端部和第一颊板在轴向相互间隔开。因此在轴套的第二端部与第一颊板之间在轴向延伸有空置的间隙或用柔性介质填充的间隙。
由轴颈和轴套构成的行星栓形件具有与挠曲销的变形特性类似的变形特性。因此，轴套在其第二端部能够相对于轴颈倾斜。通过提供在挠曲销中不存在的第二颊板提高了荷载能力。本发明还可以实现使轴颈的第二端部被固定在轴套中的地点的轴向位置发生变化。通过这种方式可以有目的性地改变变形行为并且使其与出现的荷载相适配。
在第一颊板与第二颊板之间延伸并且将第一颊板与第二颊板力传导地相互连接的连接板的尺寸可以被确定得更小。由此扩大了由此用于布置行星轮所提供的结构空间，从而使得行星轮的尺寸可以被确定得更大和/或提高行星轮的数量。这实现承载行星架的扭转刚度。然而，因此引起的行星架的变形由于由轴套和轴颈构成的行星栓形件的挠性而得以补偿。
此外可以实现完全省去第一颊板与第二颊板之间的连接板。对应的行星架因此不具有这种连接板。于是，第一颊板与第二颊板之间的所有的力传导的连接件涉及上述类型的具有轴颈和轴套的行星栓形件，即行星栓形件承担连接板的任务。
优选地，轴套形成径向延伸的壁部，该壁部在轴向上限定第一空腔。壁部优选被实施为连贯的，即没有孔或通孔。壁部用于接收和固定轴颈的第二端部。
在优选的改进方案中，所述第一颊板和所述轴颈可以形成在物理上相互隔开的部件或单件式地相互连接。在优选的改进方案中，所述第二颊板和所述轴套同样可以涉及物理上相互隔开的部件；或在一个优选的改进方案中，所述第二颊板和所述轴套可以单件式地相互连接。
在第一颊板和轴颈以及第二颊板和轴套单件式实施的情况下，行星架的装配限于将轴颈的第二端部固定在轴套中。详细来说，可以装配行星架，在该行星架中，行星轮借助行星轴承被装配在轴套上。接着，轴颈以其第二端部被插入并且被固定到轴套中。这暗示着轴颈和轴套被实施为在物理上相互隔开。
为了能够实现上述装配，在一个优选的改进方案中，所述第一颊板和所述第二颊板还被实施为独立的，即在物理上相互隔开的。尤其，第一颊板和第二颊板并不单件式地相互连接。
在一个替代性优选的改进方案中，所述第一颊板和所述第二颊板可以——例如借助于连接板——单件式地连接。这与具有栓形件接收部的常规行星架的结构相对应，行星栓形件被导入这些栓形件接收部中。于是，第一颊板和轴颈以及第二颊板和轴套分别被实施为独立的部件。
在一个另外优选的改进方案中，所述轴套除了所述第一空腔之外还形成第二空腔。第二空腔同样优选地是关于行星轮的旋转轴线旋转对称的。上述壁部使所述第一空腔和所述第二空腔相互隔开。因此壁部在第一空腔与第二空腔之间延伸。至少一个加强肋延伸穿过所述第二空腔。通过这些加强肋在局部提高行星栓形件的刚度并且因此有目的性地降低行星栓形件在确定的方向上的变形倾向。
为了抵抗在斜齿部中出现的变形，加强肋优选径向地延伸，即与行星轮的旋转轴线正交地延伸。在齿部中出现的径向力使行星栓形件受到扭矩的荷载，该扭矩可能导致轴套在行星架的旋转轴线的方向上的变形。加强肋抵抗这个变形。
优选地，所述第二空腔是敞开的，即具有口部。通过该口部可以引入用于将轴颈的第二端部固定在壁部中的螺钉。
在图1中展示了本发明的优选实施例。在此，一致的附图标记指代相同或功能相同的特征。在附图中分别为：
图1示出行星级；并且
图2示出增强肋。
在图1中展示的行星级101包括行星架103、太阳轮105、行星轮107和空心轮109。空心轮109防旋转地被固定在变速器壳体111中。行星架103借助于第一轴承113和第二轴承115以可旋转的方式被支承。太阳轮105同样是可旋转的。行星轮107以可旋转的方式被支承在行星架103上并且与太阳轮105以及与空心轮109啮合。
行星架103被实施为两件式的并且由第一部件117和第二部件119组成。这两个部件117、119形状配合地相互连接。第一部件117借助于第一轴承113被支承。对应地，第二部件119借助于第二轴承115被支承。
第一部件117单件式地形成轴颈121。针对每个轴颈121，第二部件119单件式地形成轴套123。轴颈121接合到轴套123中并且在那里以形状配合的方式被固定。
行星架103和太阳轮105可以围绕共用的旋转轴线125旋转。与旋转轴线125正交指向的、作用在轴颈121上的力导致该轴颈弯曲。这是所期望的，原因在于通过弯曲可以在行星级101中实现荷载补偿。
在轴颈121与轴套123之间延伸的间隙127可以实现轴套123相对于轴颈121的倾斜。根据挠曲销的原理，轴套123的角度位置因此可以在行星级101的扭矩荷载下保持恒定。
如果行星级101是以斜齿的方式实施的，那么以在旋转轴线125的方向上延伸的扭矩向行星级101加荷载会产生在图1的图平面内与旋转轴线125平行地延伸的力。这个力也导致轴颈121弯曲。结果是行星轮107的角度错位，这与齿接合不良有关。为了抵抗这种现象，设置有在图2中所展示的增强肋201。
每个轴套123在此具有两个增强肋201。增强肋201相对于旋转轴线125径向地延伸。这些增强肋将轴套123支撑在行星架103的第二部件119上，并且因此在正好一个方向上——在图1的图平面的方向上——抵抗轴套123的倾斜。轴套123可以与该方向正交地不变地倾斜。
附图标记清单
101 行星级
103 行星架
105 太阳轮
107 行星轮
109 空心轮
113 第一轴承
115 第二轴承
117 行星架的第一部件
119 行星架的第二部件
121 轴颈
123 轴套
125 旋转轴线
127 间隙
201 加强肋

Claims (8)

1.一种行星架(103)，所述行星架具有第一颊板、第二颊板、至少一个轴颈(121)和至少一个轴套(123)；其中
所述轴颈(121)的第一轴向端部被固定在所述第一颊板中；其中
所述轴套(123)的第一轴向端部被固定在所述第二颊板中；其中
所述轴颈(121)的至少一部分伸入所述轴套(123)中；并且其中
所述轴颈(121)的第二轴向端部被固定在所述轴套(123)中；其特征在于，
所述轴套(123)的第二轴向端部是自由浮动的。
2.根据权利要求1所述的行星架(103)，其特征在于，
所述第一颊板和所述轴颈(121)单件式地相互连接。
3.根据权利要求1所述的行星架(103)，其特征在于，
所述第一颊板和所述轴颈(121)被实施为独立的部件。
4.根据前述权利要求之一所述的行星架(103)，其特征在于，
所述第二颊板和所述轴套(123)单件式地相互连接。
5.根据权利要求1至3之一所述的行星架(103)，其特征在于，
所述第二颊板和所述轴套(123)被实施为独立的部件。
6.根据前述权利要求之一所述的行星架(103)，其特征在于，
所述第一颊板和所述第二颊板被实施为独立的部件。
7.根据权利要求1至5之一所述的行星架(103)，其特征在于，
所述第一颊板和所述第二颊板单件式地相互连接。
8.根据前述权利要求之一所述的行星架(103)，其特征在于，
所述轴套(123)形成至少一个第一空腔和第二空腔；其中
所述轴颈(121)的至少一部分伸入所述第一空腔中；其中
所述轴套(123)形成壁部，所述壁部使所述第一空腔和所述第二空腔相互隔开；其中
至少一个加强肋(201)延伸穿过所述第二空腔。
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