CN112292546A - 传动装置结构系列 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由传动装置组成的结构系列，该结构系列包括第一传动装置(101)和第二传动装置(101)；其中这些传动装置(101)分别具有第一行星级(103)和第二行星级(105)；其中第一行星级(103)和第二行星级(105)分别具有环齿轮(115，125)、具有一个或多个行星齿轮(117，227)的行星架(113，123)以及太阳齿轮(119，129)；并且其中第一传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度小于第二传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度。第一传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度小于第二传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度。

Description

传动装置结构系列
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的结构系列(Baureihe)。
传动装置的建构和制造需要极大的投资和资源耗费。因此许多供应商追求用单一的传动装置类型覆盖尽可能多的应用情况。然而这导致传动装置在低负载的应用情况下尺寸过大。尺寸过大的传动装置进而提供了节约成本的潜力。
在此背景下提出研发传动装置结构系列。一方面，结构系列可以实现将部件用在该结构系列的不同的传动装置中。另一方面，该结构系列的传动装置可以适配于特定的应用情况。这两方面都有节省成本的作用。
然而在风力发电设备的领域中，常规类型的传动装置结构系列至今未能推行。在此难以使用结构系列，原因在于设备制造商规定的设备与传动装置之间的接口彼此相差很大。此外，必须覆盖极为多样的负载情况范围。
从文献DE 100 28 046 A1中已知一种周转齿轮传动装置的结构系列，其传动装置由于变化的齿宽度而彼此不同。这些传动装置可以被实施成多级。然而，齿宽度的变化仅涉及单一传动级。
本发明的基本目的在于，能够提供一种用于风力发电设备的传动装置，以避免现有技术已知的解决方案的内在缺点。尤其应在不影响技术特征的情况下降低成本。
这个目的通过根据权利要求1所述的结构系列来实现。优选的改进方案被包含在从属权利要求中。
结构系列被定义为多个单独的设备。根据本发明的结构系列由传动装置、优选用于风力发电设备的传动装置组成，并且包括至少第一传动装置和第二传动装置。
所述结构系列的每个传动装置具有第一行星级和第二行星级。第二行星级连接在第一行星级的下游。这意味着，第一行星级在从传动装置的输入端至输出端的转矩流中被布置在第二行星级之前。在此，转矩从第一行星级被传输至第二行星级。
行星级是具有环齿轮、太阳齿轮、行星架和一个或多个优选结构相同的行星齿轮的传动级。行星齿轮以可旋转的方式支承在行星架中，并且分别与环齿轮和/或太阳齿轮啮合。太阳齿轮、行星架和环齿轮这三个部件中的任意两个部件以可旋转的方式支承。第三部件以在旋转意义上固定的方式布置。
所述第一传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度小于所述第二传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度。
齿轮的宽度表示其齿的宽度。借此进而理解为齿在轴向方向(即沿齿轮的旋转轴线)上的空间延伸尺寸。在此基于齿轮的所有齿的宽度均相等的假设。
根据本发明，所述第一传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度也小于所述第二传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度。由此，结构系列的传动装置可以特别好地与出现的负载情况相适配。尤其，可以避免各行星级的伴随着不必要的高成本的过高性能的设计。
在一个优选的改进方案中，所述第一传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量与所述第二传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量一致。这可以实现在第一传动装置的第一行星级和第二传动装置的第一行星级中使用结构相同的行星架。
一般而言，如果两个部件在不考虑制造公差的情况下相同，则它们就是结构相同的。尤其，构件的所有的物理参数(例如尺寸或材料特性)在制造公差的范围内是一致的。结构相同的部件的突出之处在于，它们是可以彼此互换的。
在一个优选的改进方案中，所述第一传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量也与所述第二传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量一致。由此可以在第一传动装置的第二行星级和第二传动装置的第二行星级中实现结构相同的行星架。
在另一个优选的改进方案中，所述第一传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量与所述第一传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量一致。同样的内容优选适用于所述第二传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量和所述第二传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量。
除了第一传动装置和第二传动装置之外，所述结构系列优选被改进成具有第三传动装置和第四传动装置。第三传动装置和第四传动装置同样分别具有第一行星级和第二行星级。所述第三传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度小于所述第四传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度。同样，所述第三传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度小于所述第四传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度。
在一个优选的改进方案中，所述第三传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度与所述第一传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度相对应。由此，例如第一传动装置和第三传动装置的第一行星级的太阳齿轮和环齿轮可以被设计成结构相同的。尤其可以在第一传动装置和第三传动装置的第一行星级中使用结构相同的行星齿轮。
在一个优选的改进方案中，所述第三传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度与所述第一传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度相对应。这可以实现在第一传动装置和第三传动装置的第二行星级中使用结构相同的环齿轮、太阳齿轮以及尤其行星齿轮。
在一个优选的改进方案中，所述第四传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度与所述第二传动装置的第一行星级的行星齿轮的宽度相对应。由此，可以在第二传动装置和第四传动装置的第一行星级中使用结构相同的环齿轮、太阳齿轮以及尤其行星齿轮。
最后，在一个优选的改进方案中，所述第四传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度与所述第二传动装置的第二行星级的行星齿轮的宽度相对应，因此在此也可以使用结构相同的环齿轮、太阳齿轮以及尤其行星齿轮。
在另一个优选的改进方案中，所述第三传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量与所述第四传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量一致。由此，可以将结构相同的行星架用于第三传动装置和第四传动装置的第一行星级。
同样，在一个优选的改进方案中，所述第三传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量与所述第四传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量一致，因此可以在第三传动装置和第四传动装置的第二行星级中使用结构相同的行星齿轮。
在一个优选的改进方案中，所述第三传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量与所述第三传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量一致。同样的内容优选适用于所述第四传动装置的第一级的行星齿轮的数量和所述第四传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量。
与此相比，在一个优选的改进方案中，所述第三传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量大于所述第一传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量。类似地，在一个优选的改进方案中，所述第三传动装置的第二行星级的行星架的数量大于所述第一传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量，所述第四传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量大于所述第三传动装置的第一行星级的行星齿轮的数量，或者所述第四传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量大于所述第二传动装置的第二行星级的行星齿轮的数量。
在一个优选的改进方案中，所述结构系列的传动装置除了所述第一行星级和所述第二行星级之外还具有优选被设计为行星级的第三传动级。这个传动级优选地连接在第二行星级的下游，即在从传动装置的输入端至输出端的转矩流中位于第二行星级之后。尤其，第二行星级可以在轴向上布置在第一行星级与第三传动级之间。
在一个优选的改进方案中，所述第一传动装置和所述第二传动装置的第三传动级或所述第三传动装置和所述第四传动装置的第三传动级是结构相同的。
在附图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：
图1示出了第一传动简图；
图2示出了第二传动简图；以及
图3示出了传动装置结构系列。
图1和图2中的简图展示了具有第一行星级103、第二行星级105和第三行星级107的传动装置101。传动装置101还具有输入轴109和输出轴111。
输入轴109与第一行星级103的可旋转的行星架113以在旋转意义上固定的方式连接。第一行星级103还具有环齿轮115、行星齿轮117和太阳齿轮119。行星齿轮117以可旋转的方式支承在行星架113中，并且与环齿轮115和太阳齿轮119啮合。环齿轮115以在旋转意义上固定的方式布置，太阳齿轮119以可旋转的方式布置。
第一行星级103的太阳齿轮119藉由第一中间轴121与第二行星级105的可旋转的行星架123以在旋转意义上固定的方式连接。第二行星级105的结构与第一行星级103的结构相对应。对应地，第二行星级105具有以在旋转意义上固定的方式布置的环齿轮125、以可旋转的方式支承在行星架123中的行星齿轮127和可旋转的太阳齿轮129。行星齿轮127以可旋转的方式支承在行星架123中，并且与环齿轮125和太阳齿轮129啮合。
根据图1，第二行星级105的太阳齿轮129藉由中间轴131与第三行星级107的行星架133以在旋转意义上固定的方式连接。根据图1，第三行星级107的结构与第一行星级103和第二行星级105的结构相对应。因此，第三行星级107具有以在旋转意义上固定的方式布置的环齿轮135、行星齿轮137和可旋转的太阳齿轮139。行星齿轮137以可旋转的方式支承在行星架133中，并且与环齿轮135和太阳齿轮139啮合。太阳齿轮139与输出轴111以在旋转意义上固定的方式连接。
在图2中展示的传动装置101与在图1中展示的传动装置的不同之处在于第三行星级107的结构。环齿轮135在此以可旋转的方式支承并且藉由第二中间轴131与第二行星级105的太阳齿轮129以在旋转的意义上固定的方式连接。行星架133以在旋转的意义上固定的方式布置。
图3描绘了传动装置结构系列。包含在结构系列中的传动装置例如可以如同在图1或图2中所展示的方式构造。
结构系列包括六个传动装置，这些传动装置具有三种不同的行星齿轮117、127、137的配置301、303、305。从每种配置301、303、305中，通过改变第一行星级103和第二行星级105的行星齿轮117、127的宽度得到两种不同的传动装置。
第一配置301将传动装置101设置成在第一行星级103中具有五个行星齿轮117、在第二行星级105中具有五个行星齿轮127、并且在第三行星级107中具有三个行星齿轮137。组合部件301包含两个具有第一配置301的传动装置101。这些传动装置的不同之处在于第一行星级103的行星齿轮117和第二行星级105的行星齿轮127的宽度，其方式为这两个传动装置中的一个传动装置的第一行星级103的行星齿轮117和第二行星级105的行星齿轮127被实施成比另一个传动装置更窄。这两个传动装置的第三行星级107是结构相同的。
第二配置303将传动装置101设置成在第一行星级103中具有六个行星齿轮117、在第二行星级105中具有六个行星齿轮127、并且在第三行星级107中具有四个行星齿轮137。组合部件301包含两个具有第二配置303的传动装置101。这些传动装置的不同之处在于第一行星级103的行星齿轮117和第二行星级105的行星齿轮127的宽度，其方式为这两个传动装置中的一个传动装置的第一行星级103的行星齿轮117和第二行星级105的行星齿轮127被实施成比另一个传动装置更窄。这两个传动装置的第三行星级107是结构相同的。
第三配置305将传动装置101设置成在第一行星级103中具有七个行星齿轮117、在第二行星级105中具有七个行星齿轮127、并且在第三行星级107中具有五个行星齿轮137。组合部件301包含两个具有第三配置305的传动装置101。这些传动装置的不同之处在于第一行星级103的行星齿轮117和第二行星级105的行星齿轮127的宽度，其方式为这两个传动装置中的一个传动装置的第一行星级103的行星齿轮117和第二行星级105的行星齿轮127被实施成比另一个传动装置更窄。这两个传动装置的第三行星级107是结构相同的。
附图标记清单
101 传动装置
103 第一行星级
105 第二行星级
107 第三行星级
109 输入轴
111 输出轴
113 行星架
115 环齿轮
117 行星齿轮
119 太阳齿轮
121 中间轴
123 行星架
125 环齿轮
127 行星齿轮
129 太阳齿轮
131 中间轴
133 行星架
135 环齿轮
137 行星齿轮
139 太阳齿轮
301 第一配置
303 第二配置
305 第三配置

Claims (19)

1.一种由传动装置组成的结构系列，所述结构系列包括第一传动装置(101)和第二传动装置(101)；其中
所述传动装置(101)分别具有第一行星级(103)和第二行星级(105)；其中
所述第一行星级(103)和所述第二行星级(105)分别具有环齿轮(115，125)、具有一个或多个行星齿轮(117，227)的行星架(113，123)以及太阳齿轮(119，129)；并且其中
所述第一传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度小于所述第二传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度；其特征在于，
所述第一传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度小于所述第二传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度。
2.根据权利要求1所述的结构系列，其特征在于，
所述第一传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(119)的数量与所述第二传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(119)的数量一致。
3.根据前述权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第一传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量与所述第二传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量一致。
4.根据前述权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第一传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量与所述第一传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量一致。
5.根据前述权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第二传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量与所述第二传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量一致。
6.根据前述权利要求之一所述的结构系列，其特征在于
第三传动装置(101)和第四传动装置(101)；其中
所述传动装置(101)分别具有第一行星级(103)和第二行星级(105)；其中
所述第一行星级(103)和所述第二行星级(105)分别具有环齿轮(115，125)、具有一个或多个行星齿轮(117，227)的行星架(113，123)以及太阳齿轮(119，129)；其中
所述第三传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度小于所述第四传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度；其中
所述第三传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度小于所述第四传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度。
7.根据前一权利要求所述的结构系列，其特征在于，
所述第三传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度与所述第一传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度相对应。
8.根据前述两项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第三传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度与所述第一传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度相对应。
9.根据前述三项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第四传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度与所述第二传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的宽度相对应。
10.根据前述四项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第四传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度与所述第二传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的宽度相对应。
11.根据前述五项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第三传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量与所述第四传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量一致。
12.根据前述六项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第三传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量与所述第四传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量一致。
13.根据前述七项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第三传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量与所述第三传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量一致。
14.根据前述八项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第四传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量与所述第四传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量一致。
15.根据前述九项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第三传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量大于所述第一传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量。
16.根据前述十项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第三传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量大于所述第一传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量。
17.根据前述十一项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第四传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量大于所述第三传动装置(101)的第一行星级(103)的行星齿轮(117)的数量。
18.根据前述十二项权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述第四传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(127)的数量大于所述第二传动装置(101)的第二行星级(105)的行星齿轮(1227)的数量。
19.根据前述权利要求之一所述的结构系列，其特征在于，
所述传动装置(101)分别具有第三传动级(107)。
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