CN117413128A - 带过载保护机构的驱动和/或调节装置 - Google Patents

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CN117413128A CN202280033789.3A CN202280033789A CN117413128A CN 117413128 A CN117413128 A CN 117413128A CN 202280033789 A CN202280033789 A CN 202280033789A CN 117413128 A CN117413128 A CN 117413128A
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Abstract

本发明涉及一种用于驱动和/或调节诸如风力涡轮机的大型滚动轴承环或者建筑机械或起重机的回转机构等可旋转组件的驱动和/或调节装置,其包括用于旋转地驱动和/或调节可旋转组件的输出元件、位于输出元件的上游并具有至少一个扭矩传递齿轮的传动装置、以及用于可旋转组件的过载保护机构,其中,过载保护机构设置在被分体地配置并具有两个齿轮部分的齿轮上,该两个齿轮部分通过正齿部以传递扭矩的方式相互连接,并通过轴向固定构件在轴向上保持正齿啮合,该轴向固定构件在齿轮部分之间在预定轴向载荷下弯曲。

Description

带过载保护机构的驱动和/或调节装置
技术领域
本发明涉及一种用于驱动和/或调节可旋转组件的驱动和/或调节装置,可旋转组件特别是风力涡轮机的带齿的大型滚动轴承环、建筑机械的缆索绞盘或回转机构,该驱动和/或调节装置包括用于旋转地驱动可旋转组件的输出元件、位于输出元件的上游并具有至少一个扭矩传递齿轮的传动装置以及用于可旋转组件的过载保护机构。
背景技术
对于承受较大外部载荷的大型旋转驱动装置或旋转致动器(例如风力涡轮机的机舱或桨距调节驱动装置,或者起重机(例如,吊杆起重机)的回转机构,或者高驱动力缆索绞盘),在待旋转组件上通常装配有齿圈该齿圈可由与其啮合的(形成驱动机构的输出元件的)驱动小齿轮旋转地驱动或调节。可使用电动或液压马达作为驱动装置,该驱动装置通过传动装置驱动所述输出元件,并因而驱动所述齿圈。在此,齿圈可以装配在滚动轴承环的内周或外周上,滚动轴承环可连接到待旋转组件(例如,风力涡轮机的机舱或起重机的旋转平台),并且构成滚动轴承的部分,以用于可旋转地保持所述组件。这种带齿的滚动轴承通常形成直径超过半米、甚至数米的大型滚动轴承,以便能够支撑待旋转组件的高重量和高轴承力。
为了防止在过载情况下损坏齿圈上的齿或者甚至损坏大型滚动轴承环上的齿,驱动和/或调节装置通常具有过载保护机构,该过载保护机构可防止过大的扭矩或扭力传递到待旋转组件上,特别是传递到滚动轴承环上的齿圈上。这种过载保护机构通常在驱动机构部件上提供不会引起严重损坏的预定断裂点,并且重要的是,其比大型滚动轴承的带齿轴承环更容易更换。带齿轴承环几乎无法更换,因为这种更换需要拆卸通常巨大、沉重的组件,例如带有起重机的整个上部结构的旋转平台或带有风力涡轮机的整个转子的机舱。
这种预定断裂点可以设置在例如用于驱动与齿圈啮合的小齿轮的输出轴中,其中,该输出轴可以利用直径在某一点处被削弱一定程度,以致其能够承受运行载荷,但在预定的过载下静态断裂。
例如,文献US2011/0027006 A公开了通过削弱回转机构驱动装置的输出轴来形成预定断裂点的过载保护机构。
为了设定期望的断裂载荷或期望的断裂扭矩,基本上可以改动输出轴的直径或改动削弱直径的大小,或者可以相应地调整输出轴的材料。然而,这两种方式只能在有限的范围内改变或者完全地自由选择,这是因为可用的安装空间根据应用而非常有限,而且输出轴和输出轴壳体通常是客户专用组件,这些组件根据相应应用场景而被单独地调整,因此必须为每个应用场景分别找到特定的解决方案。此外,过载保护机构是很难加装的,这是因为安装环境是预先确定的,从而更改输出轴的可能性是受限的。
此外,在旋转驱动装置的输出轴中存在预定断裂点意味着必须改动输出轴和输出轴壳体,因为传动装置通常因直径变细或因预定断裂点而变长。此外,通常必须使用间隔垫圈。总体而言,需更改的部件的复杂度非常高,因此,与小批量生产相比,对原始部件进行必要的更改所需的费用和成本都非常高。
另一个问题来自于载荷情况。在脉动载荷(schwellender Belastung)下,以变细的形式设置有预定断裂点的输出轴可以在关于疲劳载荷和静态载荷的宽载荷范围内使用。然而,在交变载荷(wechselnder Belastung)下,因为预定断裂点在高疲劳时会变得非常粗,所以该范围会受到严格限制。因此,当静态载荷较低时,断裂点不会失效,否则无法维持疲劳。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种改进的上述类型的驱动和/或调节装置,其避免了现有技术的缺点并且以有利的方式进一步发展了它们。特别地,提供了一种改进的过载保护机构,其不仅在脉动载荷的情况下,也在交变载荷的情况下能够可靠地保护待旋转组件或难以更换的结构部件,并且以简单的方式适配于不同的应用和载荷情况。
根据本发明,该目的通过根据权利要求1所述的驱动和/或调节装置来实现。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。
因此,根据本发明的提议,在传动装置的齿轮上设置过载保护机构,该传动装置位于驱动机构的输出元件的上游,并且经由所述输出元件驱动或调节待旋转组件。在此,齿轮被配置为使得其在过载的情况下中断驱动机构,并且不再传递任何驱动扭矩。根据本发明,齿轮被分体地配置并具有两个部分,这两个部分通过正齿部(Stirnverzahnung)以传递扭矩的方式相互连接,并通过轴向固定构件在轴向上保持正齿啮合,该轴向固定构件在预定轴向载荷下在齿轮部分之间屈服。如果轴向固定构件在轴向载荷过大的情况下屈服,则齿轮部分在轴向上相互远离,使得齿轮部分之间的正齿啮合解除,并且齿轮部分可以相对彼此旋转。由于倾斜齿面的缘故,齿轮部分之间的正齿部产生取决于所传递的扭矩的轴向力,使得过载情况会伴随有过大的轴向力,该轴向力会导致轴向固定构件的触发。
通过将过载保护机构集成到传动装置的齿轮中,只需更换驱动机构中的一个部件就足够了,并且容易为现有旋转驱动装置加装过载保护机构。此外,容易在触发转矩或触发载荷方面对过载保护机构进行调整,以使其适配于不同的应用和驱动情况。重要的是,针对脉动载荷和交变载荷均可以实现过载保护机构的定义触发,而在载荷情况之间不存在较大差异,这是因为轴向固定构件仅主要承受脉动拉伸载荷。两个齿轮部分之间的正齿啮合甚至在交变旋转方向或交变载荷的情况下在轴向固定构件上也只产生脉动拉伸载荷,因此这与输出轴上的传统预定断裂点相比具有优势,尤其是在交变载荷的情况下。
特别有利的是,过载保护机构被集成在行星传动装置的太阳齿轮中,通过该太阳齿轮驱动或调节驱动和/或调节装置的输出元件,并因此驱动或调节待旋转组件。特别地,行星传动装置的太阳齿轮可以按上述方式被分体地配置并具有两个太阳齿轮部分,这两个太阳齿轮部分通过正齿部以传递扭矩的方式连接,并且通过轴向固定构件在轴向上保持正齿啮合并因而不能相对彼此旋转,直到所述轴向固定构件屈服且太阳齿轮部分可以在轴向上相互分离并解除正齿啮合。
对于同一尺寸的不同旋转驱动装置,输出级的太阳齿轮通常可以是相同的,因此每个系列尺寸有两个坯件就足够了。同时,与传统的未分割的太阳齿轮相比,太阳齿轮的长度可以得到保持,从而可以避免对安装环境的进一步调整,例如对传动装置壳体的改造。尽管如此,仍存在许多调整或适配方式以控制过载保护机构的触发,例如通过在啮合角和/或齿长和/或齿向和/或齿数方面改变齿轮几何结构,或通过形成轴向固定构件。
所述轴向固定构件可以以简单的方式被刚性地配置,并且将两个齿轮部分以固有的不可移动和刚性的方式保持在一起,直到它们在过载的情况下被触发。由于扭矩本身仅通过正齿啮合传递,所以轴向固定构件仅承受拉伸载荷,从而轴向固定构件无需承受任何弯曲力矩,也不需允许任何移动。
特别地,轴向固定构件可以在两个齿轮部分之间形成预定断裂点。如果轴向固定构件在达到预定过载时断裂,则两个齿轮部分可以轴向移动,即沿着齿轮的旋转轴线相互移动并相互偏离,以解除正齿啮合,从而允许齿轮部分可以相对彼此旋转并中断驱动机构。
原则上,可以将轴向固定构件配置为弹性的或易屈服的,使得当在齿轮部分之间达到预定轴向载荷时,轴向固定构件屈服(例如伸长)以解除正齿啮合,并且允许齿轮部分能够相对彼此旋转。然而,这将导致齿轮分布(Zahnradverteilung)的滑动并带有相应齿震颤,由此造成齿轮部分的正齿部上的相应损坏。在这方面,在成本上更有效的是,将轴向固定构件配置为预定断裂点并在断裂之后进行更换,这是因为可以重复使用未损坏的齿轮部分。
在本发明的有利改进例中,轴向固定构件可以具有一个或多个拉紧螺栓,例如一个或多个螺纹螺栓的形式,以将两个齿轮部分以正齿啮合的方式保持在一起,并且在正齿啮合在过载的情况下在拉紧螺栓或螺纹螺栓上引起过大的轴向载荷时充当预定断裂点。
有利地,齿轮的两个部分中的每一部分都可以具有圆周齿部,通过该圆周齿部,齿轮部分以传递扭矩的方式与驱动机构的上游和下游的传动元件进行滚动啮合或咬合啮合(Kammeingriff)。在这种情况下,齿轮部分既在圆周面上具有齿部,也在端面上具有齿部,驱动机构的驱动或调节扭矩或力通过这些齿部传递。如果所述轴向固定构件被触发,并且齿轮部分之间的正齿啮合脱离,则每个齿轮部分或每个半齿轮仍可通过其圆周齿部与驱动机构的上游或下游传动元件保持咬合啮合并保持接合。然而,不再传递驱动或定位运动。
为了允许轴向规避运动,可以在不考虑轴向固定构件或假定触发情况时将至少一个齿轮部分以能够轴向移动的方式安装。在此,充分的是,至少一个齿轮部分的轴承结构具有足够的轴向间隙,该轴向间隙足够大,以允许正齿部脱离。仅通过轴向固定构件将齿轮部分在轴向上保持在一起,并且齿轮部分的轴承结构被配置为在轴向固定构件断裂或触发的情况下,齿轮部分可以在轴向上彼此分离至一定程度,以至于正齿部脱离。
所述正齿部基本上可以不同地配置。在本发明的有利改进例中,可以在半齿轮或齿轮部分上设置端面齿部(Hirth-Verzahnung)。然而,也可以设置其他类型的正齿部,其中,优选地,齿轮部分的正齿部不具有在轴向固定构件断裂时将齿轮部分保持在一起的轴向阻碍机构。特别地,正齿部的齿可在啮合角和/或齿长和/或齿向和/或齿面轮廓和/或齿数方面被配置为使得当在齿轮部分之间达到预定扭矩时,在齿轮部分之间会产生足够大的轴向力,以驱使齿轮部分彼此分开,并且因此,当轴向固定构件断裂或被触发时,可以解除正齿啮合。
为了避免由轴向固定构件的断裂碎片引起齿轮部分或其他传动元件上的损坏,在本发明有利改进例中,可以为断裂的轴向固定构件的碎片设置锁止机构。特别地,这种锁止机构可以将拉紧螺栓或螺纹螺栓的断裂碎片保持或拦截在如下齿轮部分中或上,拉紧螺栓或螺纹螺栓在未断裂的状态下安装在该齿轮部分上。例如,螺栓或螺纹螺栓可以固定在两个齿轮部分上,使得即使在断裂状态下,拉紧螺栓或螺纹螺栓也能保持在其预定的安装位置上。例如,拉紧螺栓或螺纹螺栓的头部或螺母可以嵌入或至少齐平地安装,并通过盖、固定夹或类似装置在断裂情况下固定在齿轮部分上。
在由于轴向固定构件或至少一个拉紧螺栓和/或螺纹螺栓的断裂而触发过载保护机构之后,可以将断裂的轴向固定构件拆下,并换上新的、完好的轴向固定构件,使得分体式齿轮可以再次使用。只需使两个齿轮部分重新回到正齿啮合状态,并且然后根据轴向固定构件的配置插入一个或多个新的螺纹螺栓和/或拉紧螺栓,以将两个齿轮部分重新保持在一起。
如果过载保护机构按照所述方式集成到行星齿轮级的太阳齿轮中,则太阳齿轮可以利用一个太阳齿轮部分经由运转齿部与上游或下游齿轮级的行星架连接。替代地或补充地,为此,另一半太阳齿轮可形成实际太阳齿轮或具有运转齿部,以用于与该行星级的行星齿轮啮合。
附图说明
下面将参考优选实施例和相关附图更详细地解释本发明。
图1示出了风力涡轮机的立体图,该风力涡轮机的机舱通过具有齿圈的大型滚动轴承以可旋转地驱动的方式安装。
图2示出了用于旋转地驱动或调节具有齿圈的大型滚动轴承的驱动和/或调节装置的立体图,通过该大型滚动轴承可以支撑图1所示的风力涡轮机的机舱。
图3示出了前述附图所示的驱动和/或调节装置的行星齿轮级的太阳齿轮的剖视图,该剖视图示出了作为过载保护机构的太阳齿轮的分体式设计。
图4示出了与图3类似的太阳齿轮的剖视图,其中,太阳齿轮的两个部分不是用多个螺纹螺栓和/或拉紧螺栓而是用中心螺纹螺栓保持正齿啮合。
具体实施方式
如图1所示,驱动和/或调节装置可以在风力涡轮机1中使用,以使风力涡轮机的机舱24能够围绕竖直轴线旋转,或者能够调整风力涡轮机的方位角。在机舱24或机械壳体上,转子3被安装成能够围绕水平的转子轴线旋转,其中,所述机舱24本身能够通过大型滚动轴承以能够围绕竖直轴线旋转的方式安装在塔架2上。
转子叶片5可以以能够围绕转子叶片纵向轴线旋转的方式安装在转子轮毂4上,可以通过驱动和/或调节装置调整转子叶片5的俯仰角。类似地,可以通过驱动和/或调节装置使所述机舱24旋转。
如图2所示,所述方位轴承(Azimutlager)7可以被配置为大型滚动轴承的形式,并且类似地,变桨轴承(Pitchlager)6也可以被配置为大型滚动轴承的形式,所述大型滚动轴承具有两个能够相对彼此旋转的轴承环,其中一个轴承环可以在内圆周或外圆周上设置齿圈(Zahnkranzes)8形式的齿部。为了能够旋转地调节待旋转部件(齿圈8的形式或与其连接的轴承环的形式),设置了驱动和/或调节装置11,其可以包含与齿圈8啮合的作为输出元件25的小齿轮,以旋转地驱动齿圈。
如图2所示,还可以设置多个驱动和/或调节装置11,以共同驱动或调节待旋转部件。
所述驱动和/或调节装置11可以包括驱动马达9,例如电动马达或液压马达的形式,其旋转驱动运动通过传动装置10驱动输出轴12,输出元件25以小齿轮的形式位于输出轴12上。
特别地,所述传动装置10可以被配置为单级或多级行星传动装置,其中,太阳齿轮13与以能够围绕太阳齿轮13旋转的方式布置在行星架上的行星齿轮啮合。根据行星传动装置的配置,行星架可以固定地或可旋转地安装。
按照已知的方式,所述行星齿轮可以与环形齿轮(Hohlrad)啮合,该环形齿轮被配置为围绕行星齿轮并且可以固定在传动装置壳体14上,或者根据行星传动装置的配置,也可以可旋转地安装。
如图3所示,在太阳齿轮13上设置过载保护机构20,以防止在过载情况下损坏待旋转部件的齿圈8,甚至损坏待旋转部件本身,例如方位轴承7的轴承环。所述过载保护机构20中断太阳齿轮13上的动力流或扭矩流,并分离驱动机构,使得在太阳齿轮13上没有扭矩或驱动运动从驱动电机9传递到输出元件25,并且反之,也没有反作用力或反作用扭矩从输出元件25传递到驱动电机9。
如图3所示,太阳齿轮13具有分体式设计并且包括两个齿轮部分或半齿轮13a和13b,它们在常规运行中通过过载保护机构20以不能旋转的方式相互连接。两个齿轮部分13a和13b可以通过垂直于太阳齿轮13的旋转轴线14的分界面彼此分开,或者可以彼此保持接触并连接。特别地,两个齿轮部分13a和13b可以利用相对端面彼此接触并彼此连接。为了能够在常规运行时传递扭矩,两个齿轮部分13a和13b通过正齿部15彼此啮合并且以不能旋转的方式连接。正齿部15可具有可彼此啮合的齿环、齿段或齿排,它们设置在太阳齿轮部分13a和13b的端面上。
有利地,所述正齿部15是非自锁的或者被配置为使得不会出现轴向阻碍,以允许齿轮部分13a和13b在轴向上彼此分离,并且在触发过载保护机构20并使两个齿轮部分13a和13b在轴向上彼此脱离时,允许解除正齿啮合(Stirnverzahnungseingriff)。
为了避免这种轴向阻碍,例如,可以将正齿部15的齿面角度选择得足够大。替代地或附加地,也可以通过其他齿部参数避免轴向阻碍,例如啮合角、齿长、齿向或正齿部区段的齿数。
例如,所述正齿15可以被配置为端面正齿部(Hirt-Stirnverzahnung)。
为了在常规运行期间使正齿部15保持啮合并且将齿轮部分13a和13b以不能旋转的方式彼此连接,过载保护机构20包括轴向固定构件16,该轴向固定构件用于使两个齿轮部分13a和13在轴向上保持正齿啮合,并且可以被配置为预定断裂点,以便在两个齿轮部分13a和13b之间超过预定扭矩并因此超过由齿几何结构产生的预定轴向力时触发该预定断裂点。
有利地,参见图3,所述轴向固定构件16可以包括一个或多个例如螺纹螺栓形式的拉紧螺栓17,其可以分布在例如旋转轴线14周围,并且在轴向上将两个齿轮部分13a和13b保持在一起。
然而,如图4所示,也可以仅通过一个拉紧螺栓17(例如,螺纹螺栓的形式)将两个齿轮部分13a和13b在轴向上保持在一起,其中,参见图4,当仅使用一个拉紧螺栓17时,拉紧螺栓可以有利地相对于旋转轴线居中地或同轴地布置。有利地,参见图4,这种中心拉紧螺栓17不穿过正齿部15,而是被所述正齿部15包围,该正齿部可以在径向上与拉紧螺栓17间隔开。
有利地,齿轮部分13a和13b之间的扭矩在此仅由正齿部15传递,而轴向固定构件16(特别是其拉紧螺栓或螺纹螺栓17)仅仅或至少首先承受平行于旋转轴线14的轴向拉力。所述拉紧螺栓或螺纹螺栓17上的轴向力来自于倾斜齿面,该倾斜齿面试图通过楔效应促使齿轮部分13a和13b彼此分离。
有利地,所述拉紧螺栓或螺纹螺栓17与正齿部15匹配,使得在达到齿轮部分13a和13b上的预定扭矩时发生预定断裂并因此触发过载保护机构20。更具体地,拉紧螺栓或螺纹螺栓17被构造为使得其在预定的轴向载荷下断裂。通过与正齿部的几何结构配置的相互配合,可以允许在预定扭矩下触发过载保护机构20。
由于拉紧螺栓或螺纹螺栓17的断裂,不再传递源自正齿部15的轴向载荷,并且促使正齿部15或齿轮部分13a和13b在轴向上彼此脱离,因此在太阳齿轮13处中断传动装置10中的驱动机构。因此,输出级或者驱动和/或调节装置被切换到无载荷。
因此,在过载的情况下,传动装置10(更确切地说是太阳齿轮13)例如在滚动轴承上的齿圈8断裂之前断裂。
为了避免拉紧螺栓或螺纹螺栓17的碎片对其它传动装置元件造成进一步损坏,优选地,所述拉紧螺栓或螺纹螺栓17被安装成即使在断裂后仍保持在齿轮部分13a和13b上。锁止机构18可以将断裂的轴向固定构件部分保持在齿轮部分13a和13b上,特别地保持在预定的安装位置上,该位置也是在未断裂状态下设定的。
如图3所示,例如,螺纹螺栓17可以穿过其中一个齿轮部分13a或穿过形成在其中的凹口,并拧入到设置在另一个齿轮部分13b上的螺纹(例如盲孔螺纹的形式)中。被拧入到盲孔螺纹中的可能断裂的螺栓部分由于拧入而保留在齿轮部分13b中。为了将另一个断裂的螺栓部分保持在齿轮部分13a上,锁止机构18可以将螺栓头保持在齿轮部分13a的端面上。例如,可以将盖或保护板放置在位于齿轮部分13a的端面上的螺栓17或其头部上。
如图4所示,不管是只设置一个还是设置多个拉紧螺栓17,轴向固定构件16都可以在穿过两个齿轮部分13a和13b的贯通凹口中延伸,并通过螺母17m固定,螺母17m可以轴向地支撑在其中一个齿轮部分13b上。如图4所示,所述螺母17m可以在此轴向突出地安装,但也可以嵌入地安装在相应的齿轮部分13b中,类似于图4中针对拉紧螺栓17的头部所示的安装。当使用旋紧螺母17m时,也可以设置所述锁止机构18,其中,在这种情况下,锁止机构18可以包含两个锁止机构部分,其中一个部分被分配给拉紧螺栓头部,另一个部分被分配给所述螺母,以便在发生断裂时分别将它们保持在齿轮部分13a或13b上。
例如,可以使用伸缩杆螺纹螺栓(Dehnschaftschraube)或碳棒,作为拉紧螺栓17。
通过设置在太阳齿轮13上的过载保护机构20,可以特别地实现以下优点:
-可以保持太阳齿轮13的长度或其在旋转轴线14的方向上的轴向延伸量。为了加装过载保护机构20,仅需要更换一个部件,从而可以简便地改造现有的旋转驱动装置。此外,输出级的太阳齿轮13对于一个系列尺寸的不同旋转驱动装置是相同的,这意味着每个系列尺寸仅需制作两个新的坯件(Rohteile)。
-过载保护机构20(轴向固定构件16或拉紧螺栓17的预定断裂点的形式)在旋转方向交变时在很大程度上也承受着脉动拉伸载荷,从而减少了脉动载荷和交变载荷之间功能上的差异,并且在脉动载荷和交变载荷下都同样可靠地触发过载保护机构20。在这方面,与以前在输出轴上的预定断裂点相比,尤其在交变范围内的载荷方面具有优势。
-存在许多不同的设置和调整选项以使过载保护机构的触发适配于相应的应用或载荷。例如,在正齿部15的区域内,齿形状(特别是啮合角、齿长、齿向和齿数)可以改变。在轴向固定构件16侧,还可以改变螺栓或栓的形状、拉紧栓或螺纹栓17的数量、其材料和横截面尺寸,以便能够调整过载保护机构20的触发。
-现有的驱动和/或调节装置可以以简单的方式加装过载保护机构20,其中,只需通过更换齿轮或太阳齿轮13就可以完成传动装置10的更换,无需对安装环境进行进一步的改动。
如图3所示,两个齿轮部分13a和13b的圆周面上可以分别设置有运转齿部19,以便与上游或下游的传动装置元件咬合啮合或滚动啮合,并且可以传递相应的驱动运动。根据传动装置10的配置,这些元件可以是不同的传动装置元件。例如,齿轮部分13a可以通过其运转齿部19与前一行星齿轮级的行星架连接或啮合。另一半齿轮13b可以通过其运转齿部19与该行星齿轮级的行星齿轮啮合,并因此形成行星传动装置或行星齿轮级的真正太阳齿轮。
为了在轴向固定构件16断裂后分离或中断力或扭矩流,齿轮部分13a和13b中的至少一者可以被安装成能够在旋转轴线14的轴向方向上移动,例如通过轴向上的足够的轴承间隙或足够大小的间隙移动。
有利地,传动装置(特别是齿轮13)的轴承结构可以被配置为使得具有过载保护机构20的两体式齿轮13可以由相同或相似尺寸的没有过载保护机构的一体式齿轮代替,因而传动装置既可以选择使用带过载保护机构的两体式齿轮13,也可以选择使用传统的、没有过载保护机构的齿轮。特别地,通过将以前的一体式太阳齿轮更换为所描述的包含两个齿轮部分13a和13b的两体式太阳齿轮,可以为没有过载保护机构的传统传动装置以简便的方式加装过载保护机构,这两个齿轮部分13a和13b正齿啮合,并通过轴向固定构件保持所述正齿啮合。可能有利的是,如图3所示,根据传统的一体式齿轮的配置,使用多个偏心锁定栓,或者如图4所示,使用带有中心锁定栓的版本。特别地,齿轮13可以以能够拆卸和能够更换的方式安装,以便可以有选择地使用一个或另一个变体。

Claims (20)

1.一种用于驱动和/或调节可旋转组件的驱动和/或调节装置(11),所述可旋转组件例如是风力涡轮机的大型滚动轴承环或者是建筑机械或起重机的回转机构,所述驱动和/或调节装置包括用于旋转地驱动和/或调节所述可旋转组件的输出元件(25)、位于所述输出元件(25)的上游并具有至少一个扭矩传递齿轮(13)的传动装置(10)、以及用于所述可旋转组件的过载保护机构(20),其特征在于,所述过载保护机构(20)被设置在所述齿轮(13)上,所述齿轮具有分体式设计并具有两个齿轮部分(13a、13b),所述齿轮部分通过正齿部(15)以传递扭矩的方式相互连接,并通过轴向固定构件(16)在轴向上保持正齿啮合,所述轴向固定构件在预定轴向载荷的情况下在所述齿轮部分(13a、13b)之间屈服。
2.根据前一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述轴向固定构件(16)被刚性地配置,并且形成预定断裂点。
3.根据前述任一项权利要求或根据权利要求1的前序部分所述的驱动和/或调节装置,其中,所述传动装置(10)是具有分体式太阳齿轮(13)的行星传动装置,所述太阳齿轮形成所述过载保护机构(20)。
4.根据前一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述太阳齿轮(13)在所述太阳齿轮部分(13a、13b)上一方面与第一行星齿轮级的行星齿轮啮合,并且另一方面与上游或下游的第二行星齿轮级的行星架啮合。
5.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述分体式齿轮分别在所述齿轮部分(13a、13b)上具有圆周侧的运转齿部(19),所述齿轮部分(13a、13b)通过所述运转齿部一方面与下游传动装置元件滚动啮合,另一方面与上游传动装置元件滚动啮合,其中,所述运转齿部(19)被优选地配置为使得所述齿轮部分(13a、13b)能够相对于所述上游传动装置元件和所述下游传动装置元件在旋转轴线(14)的方向上轴向地移动,并且/或者所述齿轮部分(13a、13b)不承受来自所述上游传动装置元件和所述下游传动装置元件的轴向力。
6.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,在啮合位置的所述齿轮部分(13a、13b)之间的所述正齿部(15)被配置为即使在扭矩传递期间也不受到轴向阻碍。
7.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述齿轮部分(13a、13b)之间的所述正齿部(15)被配置为端面齿部。
8.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述轴向固定构件(16)包括一个或多个拉紧螺栓和/或螺纹螺栓(17),所述拉紧螺栓和/或螺纹螺栓位于所述两个齿轮部分(13a、13b)的轴向凹口中,并在端面上将所述齿轮部分(13a)保持在一起,特别地将它们夹紧在一起。
9.根据前一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述拉紧螺栓和/或螺纹螺栓(17)延伸穿过所述正齿部(15)。
10.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述拉紧螺栓和/或螺纹螺栓(17)被布置为平行于所述齿轮(13)的旋转轴线(14)并且与所述旋转轴线(14)间隔开。
11.根据权利要求8所述的驱动和/或调节装置,其中,所述轴向固定构件(16)包括中心拉紧螺栓和/或螺纹螺栓(17),所述中心拉紧螺栓和/或螺纹螺栓相对于所述齿轮(13)的旋转轴线(14)同轴地延伸并且被所述正齿部(15)包围。
12.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述轴向固定构件(16)在轴向上完全延伸穿过所述齿轮部分(13a)中的一者,并且拧入到所述齿轮部分(13b)中的另一者的盲孔中。
13.根据权利要求8至11中任一项所述的驱动和/或调节装置,其中,所述轴向固定构件(16)延伸穿过在轴向上穿过所述两个齿轮部分(13a、13b)的贯通孔,并且与轴向地支撑在所述齿轮部分(13b)中的一者上的螺母(17m)拧紧在一起。
14.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,设置有锁止机构,以用于即使在所述齿轮部分(13a、13b)的断裂状态下,也能将所述轴向固定构件(16)保持在预期安装位置。
15.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,所述轴向固定构件(16)被配置为即使在断裂状态下也能够从所述齿轮部分(13a、13b)上拆卸下来,并且能够被替换为新的、未损坏的轴向固定构件(16),通过新的、未损坏的轴向固定构件(16)能够将所述齿轮部分(13a、13b)重新恢复到它们的预期正齿啮合。
16.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述轴向固定构件(16)和所述齿轮部分(13a、13b)被配置为使得所述齿轮部分(13a、13b)在所述轴向固定构件(16)上主要施加轴向力,特别地完全施加轴向力,而所述齿轮部分(13a、13b)之间的扭矩基本上,优选地完全通过所述正齿部(15)传递。
17.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述输出元件(25)被配置为小齿轮,所述小齿轮以不能旋转的方式安装在所述传动装置(10)的输出轴上,并与固定在所述待旋转组件上的齿圈啮合。
18.根据前一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述输出轴被配置为不具有预定断裂点和槽口。
19.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,所述传动装置(10)在输入侧连接到驱动马达,所述驱动马达为电动马达或液压马达的形式,所述驱动马达的旋转驱动运动通过所述传动装置(10)传递到优选地与所述驱动马达(9)的马达轴同轴地布置的所述输出元件(25)。
20.根据前述任一项权利要求所述的驱动和/或调节装置,其中,具有所述过载保护机构(20)的所述齿轮(13)以能够更换的方式安装在所述传动装置(10)中,并且能够被尺寸相同的或匹配的无过载保护机构的齿轮(13)替换,使得所述传动装置(10)能够有选择地与具有所述过载保护机构的所述齿轮(13)或与所述无过载保护机构的齿轮(13)一起投入运行。
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