DE102010002059B3

DE102010002059B3 - Kuppelvorrichtung, damit ausgerüstete Prüfanordnung und Verfahren zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung

Info

Publication number: DE102010002059B3
Application number: DE102010002059A
Authority: DE
Inventors: Peter Mayer
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk Test System GmbH
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: US20120012432A1; GB2478052A; FR2956457A1; DK201170073A; GB2478052B; DK178534B1; GB201102688D0

Abstract

Kuppelvorrichtung, damit ausgerüstete Prüfanordnung und Verfahren zum Kuppeln eines Großgetriebes (200) mit einer rotativen Einrichtung (100), wobei die Kuppelvorrichtung aufweist: eine innere Hülse (10) mit einem eine erste Kupplungsseite (A) bildenden Axialende (11), das mit einem von Großgetriebe und rotativer Einrichtung rotativ kuppelbar ist, und einem Außendurchmesser (13), eine äußere Hülse (20) mit einem eine zweite Kupplungsseite (B) bildenden Axialende (21), das mit dem anderen von Großgetriebe und rotativer Einrichtung rotativ kuppelbar ist, und einem Innendurchmesser (23), so dass die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufpassbar ist, eine erste Verbindungseinrichtung (30), die einen ersten Verbindungsarm (31) aufweist, der auf der ersten Kupplungsseite mit der inneren Hülse verbunden ist und der sich von dort axial durch die innere Hülse erstreckend in einem ersten Kuppelabschnitt (32) endet, eine zweite Verbindungseinrichtung (40), die einen zweiten Verbindungsarm (41) aufweist, der auf der zweiten Kupplungsseite mit der äußeren Hülse verbunden ist und der sich von dort her axial durch die äußere Hülse erstreckend in einem mit dem ersten Kuppelabschnitt kuppelbaren zweiten Kuppelabschnitt (42) endet, und ein Stellglied (50), das derart in eine von erster und zweiter Verbindungseinrichtung integriert ist, dass der zugehörige Verbindungsarm axial in der zugehörigen Hülse verfahrbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kuppelvorrichtung zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung, eine mit einer solchen Kuppelvorrichtung ausgerüstete Prüfanordnung und ein Verfahren zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung.
Großgetriebe werden beispielsweise in Windkraftanlagen und in Schiffen eingesetzt. Die z. B. in Windkraftanlagen verbauten Großgetriebe sollen über einen langen Zeitraum zuverlässig und ausfallfrei funktionieren. Um eine entsprechende Qualität der Großgetriebe zu gewährleisten, sollten diese Betriebsprüfungen unterzogen werden, bei denen die Großgetriebe unter möglichst realen Bedingungen auf ihre Laufeigenschaften und ihre Haltbarkeit geprüft werden. Auf diese Weise können Fehler schnell erkannt werden, so dass eine Auslieferung fehlerhafter Großgetriebe und kostspielige Reparatur- und/oder Austauschmaßnahmen vermieden werden können.
Beispiele für für Windkraftanlagen entwickelte Prüfanordnungen sind in WO 2007/140788 A2 und in EP 1 564 405 A1 beschrieben.
Bei Prüfungen von Großgetrieben können diese beispielsweise eingangsseitig mit einem Antrieb, wie z. B. einem Elektromotor, und/oder ausgangsseitig mit einer Last, wie z. B. einem Elektrogenerator, verbunden werden. Solche Antriebe und Lasten werden gemäß der Erfindung als rotative Einrichtungen bezeichnet.
Zum Zwecke des Verbindens einer rotativen Einrichtung mit dem Großgetriebe müssen beide Baugruppen genau zueinander ausgerichtet bzw. Triebwellen dieser Baugruppen genau in eine Flucht zueinander zentriert werden. Das zueinander Ausrichten von Großgetriebe und rotativer Einrichtung findet gemäß dem Stand der Technik z. B. mittels Hebezeugen statt und kann wegen der großen zu bewegenden Massen (ein solches Großgetriebe wiegt in etwa 60 Tonnen oder mehr) sehr mühselig und langwierig sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kuppelvorrichtung zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung bereitzustellen, wobei die Kuppelvorrichtung ein schnelles, einfaches und genaues zueinander Ausrichten von Großgetriebe und rotativer Einrichtung ermöglicht. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine mit einer solchen Kuppelvorrichtung ausgerüstete Prüfanordnung für ein Großgetriebe und ein Verfahren zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung unter Verwendung einer solchen Kuppelvorrichtung bereitzustellen.
Die o. g. Aufgaben werden mit einer Kuppelvorrichtung gemäß Anspruch 1, einer Prüfanordnung gemäß Anspruch 7 bzw. einem Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kuppelvorrichtung zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung bereitgestellt, wobei die Kuppelvorrichtung aufweist: eine innere Hülse bzw. Innenhülse mit einem eine erste Kupplungsseite bildenden Axialende, das mit einem von dem Großgetriebe und der rotativen Einrichtung rotativ kuppelbar ist, und einem Außendurchmesser, eine äußere Hülse bzw. Außenhülse mit einem eine zweite Kupplungsseite bildenden Axialende, das mit dem anderen von dem Großgetriebe und der rotativen Einrichtung rotativ kuppelbar ist, und einem Innendurchmesser, so dass die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufpassbar ist, eine erste Verbindungseinrichtung, die einen ersten Verbindungsarm aufweist, der auf der ersten Kupplungsseite mit der inneren Hülse verbunden ist und der sich von dort her axial durch die innere Hülse erstreckend in einem ersten Kuppelabschnitt endet, eine zweite Verbindungseinrichtung, die einen zweiten Verbindungsarm aufweist, der auf der zweiten Kupplungsseite mit der äußeren Hülse verbunden ist und der sich von dort her axial durch die äußere Hülse erstreckend in einem mit dem ersten Kuppelabschnitt kuppelbaren zweiten Kuppelabschnitt endet, und ein Stellglied, das derart in eine von der ersten und der zweiten Verbindungseinrichtung integriert ist, dass der zugehörige Verbindungsarm axial in der zugehörigen Hülse verfahrbar ist.
Dadurch, dass der erste und der zweite Kuppelabschnitt miteinander kuppelbar sind und einer der Verbindungsarme mittels des Stellglieds axial in der zugehörigen Hülse vierfahrbar ist, können das Großgetriebe und die rotative Einrichtung bzw. innere und äußere Hülse axial einander angenähert werden. Dadurch, dass die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufpassbar ist, können beide Hülsen und damit das Großgetriebe und die rotative Einrichtung passgenau in eine Flucht zueinander zentriert werden. Im Ergebnis ermöglicht die Kuppelvorrichtung ein schnelles, einfaches und genaues zueinander Ausrichten von Großgetriebe und rotativer Einrichtung. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Kuppelvorrichtung nach erfolgter Prüfung des Großgetriebes auch ein schnelles und einfaches Auseinanderschieben bzw. voneinander Trennen von Großgetriebe und rotativer Einrichtung.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind der Außendurchmesser der inneren Hülse und der Innendurchmesser der äußeren Hülse konisch oder zylindrisch ausgebildet, so dass die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser zentrierend axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufpassbar ist.
Insbesondere bei der konischen Ausgestaltung von Innendurchmesser und Außendurchmesser lässt sich somit bei relativ grober Vorjustierung ein schnelles, einfaches und genaues zueinander Ausrichten von Großgetriebe und rotativer Einrichtung erzielen. Gleiches wird auch bei zylindrischer Ausgestaltung von Innendurchmesser und Außendurchmesser erzielt, wobei hier jedoch ggf. eine etwas genauere Vorjustierung von Großgetriebe und rotativer Einrichtung nötig sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Großgetriebe von einem Windkraftanlagengetriebe gebildet. Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die rotative Einrichtung von einem Antrieb, insbesondere von einem – bevorzugt mehrere Tonnen wiegenden – großen Elektromotor, und/oder einer Last, insbesondere einem – bevorzugt mehrere Tonnen wiegenden – Elektrogenerator, gebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung ist auf einem Außendurchmesser der äußeren Hülse eine Spanneinrichtung angeordnet, mit der der Innendurchmesser der äußeren Hülse in Flächenpressung auf dem Außendurchmesser der inneren Hülse festklemmbar ist, so dass zwischen äußerer und innerer Hülse ein vorbestimmtes Drehmoment übertragbar ist.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung kann diese nicht nur zum zueinander Ausrichten von Großgetriebe und rotativer Einrichtung, sondern auch zum Übertragen von Drehmoment zwischen Großgetriebe und rotativer Einrichtung eingesetzt werden. Damit werden zusätzliche Kuppelmittel sowie zusätzliche Einrichtzeit eingespart.
Gemäß noch einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung weist diese ferner einen an einer Basis zu befestigenden Lagerbock auf, der die innere Hülse über eine Rotationslagereinrichtung von radial außen her drehbar abstützt.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung kann einerseits die Eigenlast der Kuppelvorrichtung aufgefangen werden und können andererseits Rotationsschwingungen bei einer Drehmomentübertragung zwischen Großgetriebe und rotativer Einrichtung aufgefangen werden. Damit werden im Gekuppelt-Zustand Großgetriebe und rotative Einrichtung von der Eigenlast der Kuppelvorrichtung entlastet und wird eine Rotationsschwingungseinleitung in das Großgetriebe reduziert, minimiert bzw. vermieden.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung weist die Rotationslagereinrichtung ein Pendelrollenlager auf. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Basis von einem Fundament und/oder einem Gestell gebildet.
Gemäß noch einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung ist der Verbindungsarm der stellgliedfreien Verbindungsvorrichtung so lang ausgebildet, dass zumindest dessen zugehöriger Kuppelabschnitt axial aus der zugehörigen Hülse heraus vorsteht.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung, bei der der axial aus der zugehörigen Hülse vorstehende Kuppelabschnitt besonders gut von außen zugänglich ist, ist es auf besonders einfache und schnelle Weise möglich, die beiden Koppelabschnitte von erster und zweiter Verbindungsvorrichtung miteinander zu kuppeln und voneinander zu entkuppeln. Dies spart weitere Einrichtzeit ein.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung weist das Stellglied ein Arbeitsorgan auf, welches axial verfahrbar ist, wobei bei der mit dem Stellglied versehenen Verbindungsvorrichtung der Verbindungsarm von dem Arbeitsorgan des Stellgliedes gebildet ist.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung ist das Stellglied platzsparend und materialsparend in de betreffende Verbindungsvorrichtung integriert.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung ist das Stellglied von einem Fluidzylinder, insbesondere einem Hydraulikzylinder, gebildet. In diesem Fall ist das Arbeitsorgan bevorzugt von der Kolbenstange des Fluidzylinders gebildet. Gemäß weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung kann das Stellglied auch von einem Getriebemotor und/oder einer Spindelantriebsanordnung gebildet sein. Gemäß noch einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung kann der stellgliedintegrierte Verbindungsarm eine Zahnung (z. B. wie eine Zahnstange) aufweisen und in einer Axialführung geführt sein.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung ist das Stellglied in die erste Verbindungseinrichtung integriert, wobei der Koppelabschnitt des ersten Verbindungsarms an einem Innendurchmesser der inneren Hülse gleitgeführt ist.
Durch die Gleitführung des Kuppelabschnitts in der inneren Hülse wird auf einfache Weise die Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung verbessert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Prüfanordnung für ein Großgetriebe bereitgestellt, wobei die Prüfanordnung aufweist eine Kuppelvorrichtung gemäß einer, mehreren oder allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung in jeder denkbaren Kombination, ein zu prüfendes Großgetriebe, das mit einer von der inneren und der äußeren Hülse an deren eine Kupplungsseite bildenden Axialende rotativ gekuppelt ist, eine rotative Einrichtung, die mit der anderen von der inneren und der äußeren Hülse an deren eine Kupplungsseite bildenden Axialende rotativ gekuppelt ist, wobei der erste Kuppelabschnitt des ersten Verbindungsarms der ersten Verbindungsvorrichtung mit dem zweiten Kuppelabschnitt des zweiten Verbindungsarms der zweiten Verbindungsvorrichtung gekuppelt ist, wobei die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser durch ein vorangegangenes axiales Verfahren des Verbindungsarms der mit dem Stellglied versehenen Verbindungsvorrichtung axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufgepasst ist.
Dadurch, dass der erste und der zweite Kuppelabschnitt miteinander gekuppelt sind und die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser durch ein vorangegangenes axiales Verfahren des Verbindungsarms der mit dem Stellglied versehenen Verbindungsvorrichtung axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufgepasst ist, sind beide Hülsen und damit das Großgetriebe und die rotative Einrichtung einfach, schnell und passgenau in eine Flucht zueinander zentriert.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfanordnung ist das Großgetriebe von einem Windkraftanlagengetriebe gebildet. Gemäß noch einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfanordnung ist die rotative Einrichtung von einem Antrieb, insbesondere von einem – bevorzugt mehrere Tonnen wiegenden – großen Elektromotor, und/oder einer Last, insbesondere einem – bevorzugt mehrere Tonnen wiegenden – Elektrogenerator, gebildet.
Gemäß noch einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfanordnung ist die Spanneinrichtung auf dem Außendurchmesser der äußeren Hülse gespannt, so dass der Innendurchmesser der äußeren Hülse in Flächenpressung auf dem Außendurchmesser der inneren Hülse festgeklemmt ist und dadurch zwischen äußerer und innerer Hülse ein vorbestimmtes Drehmoment übertragbar ist.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kuppelvorrichtung kann diese nicht nur zum zueinander Ausrichten von Großgetriebe und rotativer Einrichtung, sondern auch zum Übertragen von Drehmoment zwischen Großgetriebe und rotativer Einrichtung eingesetzt werde. Damit werden zusätzliche Kuppelmittel sowie zusätzliche Einrichtzeit eingespart.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer Kuppelvorrichtung gemäß einer, mehreren oder allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung in jeder denkbaren Kombination, Bereitstellen eines Großgetriebes und rotatives Kuppeln dessen mit einer von der inneren und der äußeren Hülse an deren eine Kupplungsseite bildenden Axialende, Bereitstellen einer rotativen Einrichtung und rotatives Kuppeln dieser mit der anderen von der inneren und der äußeren Hülse an deren eine Kupplungsseite bildenden Axialende, Kuppelndes ersten Kuppelabschnitts des ersten Verbindungsarms der ersten Verbindungsvorrichtung mit dem zweiten Kuppelabschnitt des zweiten Verbindungsarms der zweiten Verbindungsvorrichtung, und Betätigen des Stellgliedes, so dass die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser durch axiales Verfahren des Verbindungsarms der mit dem Stellglied versehenen Verbindungsvorrichtung axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufgepasst wird.
Dadurch, dass der erste und der zweite Kuppelabschnitt miteinander gekuppelt werden und per Stellgliedbetätigung und damit axiales Verfahren des Verbindungsarms der mit dem Stellglied versehenen Verbindungsvorrichtung die äußere Hülse mit ihrem Innendurchmesser axial auf den Außendurchmesser der inneren Hülse aufgepasst wird, werden beide Hülsen und damit das Großgetriebe und die rotative Einrichtung einfach, schnell und passgenau in eine Flucht zueinander zentriert. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren nach erfolgter Prüfung des Großgetriebes auch ein schnelles und einfaches Auseinanderschieben bzw. voneinander Trennen von Großgetriebe und rotativer Einrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Großgetriebe ein Windkraftanlagengetriebe bereitgestellt. Gemäß noch einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als rotative Einrichtung ein Antrieb, insbesondere ein – bevorzugt mehrere Tonnen wiegender – größer Elektromotor, und/oder eine Last, insbesondere ein – bevorzugt mehrere Tonnen wiegender – Elektrogenerator, bereitgestellt.
Gemäß noch einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spanneinrichtung auf dem Außendurchmesser der äußeren Hülse gespannt, so dass der Innendurchmesser der äußeren Hülse in Flächenpressung auf dem Außendurchmesser der inneren Hülse festgeklemmt wird und dadurch zwischen äußerer und innerer Hülse ein vorbestimmtes Drehmoment übertragbar ist.
Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt dieses nicht nur ein zueinander Ausrichten von Großgetriebe und rotativer Einrichtung, sondern auch eine zum Übertragen eines gewünschten bzw. bestimmten Drehmoments geeignete Verbindung zwischen Großgetriebe und rotativer Einrichtung. Damit werden zusätzliche Kuppelmittel sowie zusätzliche Einrichtzeit eingespart. Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur detaillierter beschrieben.
1 zeigt eine Längsschnittansicht einer mit einer Kuppelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgerüsteten Prüfanordnung für ein Großgetriebe.
Wie in 1 gezeigt, weist eine Prüfanordnung für ein Großgetriebe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Kuppelvorrichtung 1, ein zu prüfendes hier als Windkraftanlagengetriebe ausgebildetes Großgetriebe (in 1 nur angedeutet) 200 und eine hier als Antrieb für das Großgetriebe 200 in Form eines mehrere Tonnen wiegenden Elektromotors ausgebildete rotative Einrichtung (in 1 nur angedeutet) 100 auf.
Für die folgende Beschreibung der Erfindung wird für die Prüfanordnung eine Axialrichtung AR und eine Radialrichtung RR wie in 1 gezeigt definiert. Die Kuppelvorrichtung 1 weist eine innere Hülse bzw. Innenhülse 10, eine äußere Hülse bzw. Außenhülse 20, eine erste Verbindungseinrichtung 30, eine zweite Verbindungseinrichtung 40, ein hier in Form eines Hydraulikzylinders ausgebildetes Stellglied 50, eine Spanneinrichtung 60 und einen Lagerbock 70 auf.
Die innere Hülse 10 weist ein eine erste Kupplungsseite A bildendes als Y-förmiger bzw. trichterförmiger Flansch geformtes Axialende 11, das mit einem hohlwellenförmig ausgebildeten Ausgangswellenstrang 101 der rotativen Einrichtung 100 rotativ gekuppelt ist, und ausgehend von ihrem anderen Axialende 12 einen Längenbereich mit einem konischen Außendurchmesser 13 auf.
Der Lagerbock 70, welcher an einer metallgestellförmigen ggf. schräg zur Horizontalen stellbaren Basis (wie z. B. in WO 2007/140788 A2 beschrieben) 300 befestigt ist, stützt die innere Hülse 10 über eine mit einem Pendelrollenlager 81 ausgerüstete Rotationslagereinrichtung 80 an einem einen zylindrischen Außendurchmesser 14 aufweisenden Längenbereich der inneren Hülse 10 von radial außen her drehbar ab.
Die äußere Hülse 20 weist ein eine zweite Kupplungsseite B bildendes als Y förmiger bzw. trichterförmiger Flansch geformtes Axialende 21, das mit einem hohlwellenförmig ausgebildeten Eingangswellenstrang 201 des Großgetriebes 200 rotativ gekuppelt ist, und durchgehend von dem einen Axialende 21 bis zu ihrem anderen Axialende 22 einen konischen Innendurchmesser 23 auf, so dass die äußere Hülse 20 wie in 1 realisiert gezeigt mit ihrem konischen Innendurchmesser 23 axial auf den konischen Außendurchmesser 13 der inneren Hülse 10 aufpassbar ist.
Die Spanneinrichtung 60 ist auf einem Längenbereich mit einem zylindrischen Außendurchmesser 24 der äußeren Hülse 20 angeordnet und ist so eingerichtet, dass mit der Spanneinrichtung 60 der konische Innendurchmesser 23 der äußeren Hülse 20 in Flächenpressung auf dem konischen Außendurchmesser 13 der inneren Hülse 10 festklemmbar ist (wie in 1 realisiert gezeigt), so dass zwischen äußerer Hülse 20 und innerer Hülse 10 ein vorbestimmtes Drehmoment zum zu Prüfzwecken Antreiben des Großgetriebes 100 übertragbar ist.
Die Spanneinrichtung 60 weist zwei ringförmige Spannbacken 61, 62 auf, die jeweils einen konischen Innendurchmesser aufweisen, der jeweils auf eine im Außendurchmesser dachförmige bzw. doppelt konische auf den zylindrischen Außendurchmesser 24 der äußeren Hülse 20 aufgepasste Spannhülse 63 aufgepasst ist. Die beiden Spannbacken 61, 62 können über eine Schraubverbindung 64 beidseitig auf die Spannhülse 63 und zueinander hin gezogen werden, so dass über die dabei entstehende Keilwirkung eine nach radial innen gerichtete Kraft auf die äußere Hülse 20 ausgeübt wird, wodurch diese auf der inneren Hülse 10 festgeklemmt wird.
Die erste Verbindungseinrichtung 30 weist einen ersten Verbindungsarm 31 auf, der auf der ersten Kupplungsseite A mit der inneren Hülse 10 verbunden ist und der sich von dort her axial durch die innere Hülse 10 erstreckend in einem ersten Koppelabschnitt 32 endet.
Genauer gesagt weist gern dieser Ausführungsform der Erfindung das Stellglied 50 ein axial vierfahrbares Arbeitsorgan 51 auf, wobei bei der mit dem Stellglied 50 versehenen ersten Verbindungsvorrichtung 30 der Verbindungsarm 31 von dem Arbeitsorgan 51 des Stellgliedes 50 gebildet ist. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Stellglied 50 von einem Hydraulikzylinder gebildet und ist das Arbeitsorgan 51 von der Kolbenstange des Hydraulikzylinders gebildet. Der Kuppelabschnitt 32 des ersten Verbindungsarms 31 (bzw. Arbeitsorgans 51) ist an einem Innendurchmesser 15 der inneren Hülse 10 zum axialen Verschieben gleitgeführt.
Das Stellglied 50 weist ferner ein Gehäuse 52 mit einem Befestigungsflansch 53 auf, wobei der Befestigungsflansch 53 auf der ersten Kupplungsseite A innen an der inneren Hülse 10 abgestützt und befestigt ist.
Im Fazit ist das Stellglied 50 derart in die erste Verbindungseinrichtung integriert, dass der zugehörige erste Verbindungsarm 31 und damit auch dessen erster Kuppelabschnitt 32 axial in der zugehörigen inneren Hülse 10 vierfahrbar sind.
Die zweite Verbindungseinrichtung 40 weist einen zweiten Verbindungsarm 41 auf, der auf der zweiten Kupplungsseite B über einen scheibenförmigen Verbindungsflansch 43 innen mit der äußeren Hülse 20 verbunden ist und der sich von dort her axial durch die äußere Hülse 20 erstreckend in einem mit dem ersten Kuppelabschnitt 32 kuppelbaren (und in 1 gekuppelten) zweiten Kuppelabschnitt 42 endet. Wie aus 1 ersichtlich, sind der erste Kuppelabschnitt 32 und der zweite Kuppelabschnitt 42 über einen Schnellverschluss 33 schnell und einfach miteinander kuppelbar und voneinander entkuppelbar.
Wie aus 1 ersichtlich, ist der zweite Verbindungsarm 41 der stellgliedfreien zweiten Verbindungsvorrichtung 40 so lang ausgebildet, dass zumindest dessen zugehöriger zweiter Kuppelabschnitt 42 axial aus der zugehörigen äußeren Hülse 20 heraus vorsteht. Dadurch ist der zweite Kuppelabschnitt 42 von außen gut zugänglich, wenn die äußere Hülse 20 und die innere Hülse 10 noch getrennt sind, womit es auf einfache und schnelle Weise möglich ist, die beiden Kuppelabschnitte 32, 42 von erster und zweiter Verbindungsvorrichtung 30, 40 miteinander zu kuppeln und voneinander zu entkuppeln
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Kuppeln des Großgetriebes 200 mit der rotativen Einrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt unter Nutzung von Hebezeug eine erfindungsgemäße Kuppelvorrichtung 1 und das Großgetriebe 200 auf der Basis 300 bereitgestellt, wobei das Großgetriebe 200 über dessen Eingangswellenstrang 201 rotativ mit der äußeren Hülse 20 an deren die zweite Kupplungsseite B bildenden Y-förmigen Axialende 21 gekuppelt wird. Das Großgetriebe 200 wird dann mittels Befestigungsmitteln, wie z. B. Schrauben, auf der Basis 300 fixiert.
Ferner wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt unter Nutzung von Hebezeug die rotative Einrichtung 100 auf der Basis 300 bereitgestellt, wobei diese über ihren Ausgangswellenstrang 101 mit der inneren Hülse 10 an deren die erste Kupplungsseite A bildenden Y-förmigen Axialende 11 rotativ gekuppelt wird.
Dann wird ggf. das Arbeitsorgan 51 (erster Verbindungsarm 31) des Stellgliedes 50 ausgefahren, so dass der erste Kuppelabschnitt 32 axial aus dem Axialende 12 der inneren Hülse 10, das dem die erste Kupplungsseite A bildenden Y-förmigen Axialende 11 gegenüberliegt, heraus vorsteht.
Hier ist zu erwähnen, dass das Großgetriebe 200 und die rotative Einrichtung 100 ggf. unter Nutzung von Unterlagen so auf der Basis 300 angeordnet werden, dass sich der Eingangswellenstrang 201 und der Ausgangswellenstrang 101 auf gleicher Höhe in Radialrichtung RR befinden, also die gleiche Spitzenhöhe aufweisen. Ferner wird die rotative Einrichtung 100 ggf. unter Nutzung von Gleitmitteln so auf der Basis 300 angeordnet, dass die rotative Einrichtung 100 axial auf der Basis 300 verschiebbar ist.
Bevorzugt wird beim Bereitstellen der rotativen Einrichtung 100, was bevorzugt mittels Hebezeug geschieht, der zweite Kuppelabschnitt 42 des zweiten Verbindungsarms 41 der zweiten Verbindungsvorrichtung 40 mittels des Schnellverschlusses 33 mit dem ausgefahrenen ersten Kuppelabschnitt 32 des ersten Verbindungsarms 31 (Arbeitsorgan 51 des Stellglieds 50) der ersten Verbindungsvorrichtung 30 gekuppelt. Dabei werden gleichzeitig die äußere Hülse 20 und die innere Hülse 10 grob zueinander ausgerichtet, sodass ein Aufeinanderpassen dieser möglich ist.
Wenn sich die rotative Einrichtung 100 auf der Basis 300 befindet, wird das Stellglied 50 betätigt, so dass die äußere Hülse 20 mit ihrem konischen Innendurchmesser 23 durch axiales Verfahren des ersten Verbindungsarms 31 (Arbeitsorgan 51) der mit dem Stellglied 50 versehenen ersten Verbindungsvorrichtung 30 axial auf den konischen Außendurchmesser 13 der inneren Hülse 10 aufgepasst wird.
Auf diese Weise wird die rotative Einrichtung 100 axial zum Großgetriebe 200 hingezogen und durch die Zentrierwirkung der Konizität der inneren Hülse 10 und der äußeren Hülse 20 in eine Flucht zum Großgetriebe 200 zentriert ausgerichtet. Das Ziehen der rotativen Einrichtung 100 kann bei Bedarf durch leichtes Anheben (Reduzierung der Flächenpressung zwischen rotativer Einrichtung 100 und Basis 300) der rotativen Einrichtung 100 mittels Hebezeug unterstützt werden. Nach erfolgter Zentrierung wird die rotative Einrichtung 100 mittels Befestigungsmitteln, wie z. B. Schrauben, auf der Basis 300 fixiert.
Ferner wird dann die Spanneinrichtung 60 durch Festziehen der Schraubverbindung 64 auf dem zylindrischen Außendurchmesser 24 der äußeren Hülse 20 gespannt, so dass der konische Innendurchmesser 23 der äußeren Hülse 20 in Flächenpressung auf dem konischen Außendurchmesser 13 der inneren Hülse 10 festgeklemmt wird und dadurch zwischen äußerer Hülse 20 und innerer Hülse 10 ein vorbestimmtes Drehmoment übertragbar ist.
Nun kann das Großgetriebe 200 durch Inbetriebnahme der rotativen Einrichtung 100, welche hier als Elektromotor ausgebildet ist, angetrieben und hinsichtlich seiner Laufeigenschaften geprüft werden.
Natürlich konnte gemäß einer nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung zusätzlich oder alternativ auch eine rotative Einrichtung in Form einer Lest (z. B. Elektrogenerator) mittels einer ggf. zusätzlichen Kuppelvorrichtung 1 an einem Ausgangswellenstrang (nicht gezeigt) des Großgetriebes 200 angekuppelt werden bzw. sein.
Bezugszeichenliste

1: Kuppelvorrichtung
10: innere Hülse
11: Axialende
12: Axialende
13: Außendurchmesser
14: Außendurchmesser
15: Innendurchmesser
20: äußere Hülse
21: Axialende
22: Axialende
23: Innendurchmesser
24: Außendurchmesser
30: erste Verbindungseinrichtung
31: erster Verbindungsarm
32: erster Kuppelabschnitt
33: Schnellverschluss
40: zweite Verbindungseinrichtung
41: zweiter Verbindungsarm
42: zweiter Kuppelabschnitt
43: Verbindungsflansch
50: Stellglied
51: Arbeitsorgan
52: Gehäuse
53: Befestigungsflansch
60: Spanneinrichtung
61: Spannbacke
62: Spannbacke
63: Spannhülse
64: Schraubverbindung
70: Lagerbock
80: Rotationslagereinrichtung
81: Pendelrollenlager
100: rotative Einrichtung
101: Ausgangswellenstrang
200: Großgetriebe
201: Eingangswellenstrang
300: Basis
A: erste Kupplungsseite
B: zweite Kupplungsseite
AR: Axialrichtung
RR: Radialrichtung

Claims

Kuppelvorrichtung (1) zum Kuppeln eines Großgetriebes (200) mit einer rotativen Einrichtung (100), aufweisend: eine innere Hülse (10) mit einem eine erste Kupplungsseite (A) bildenden Axialende (11), das mit einem von dem Großgetriebe (200) und der rotativen Einrichtung (100) rotativ kuppelbar ist, und einem Außendurchmesser (13), eine äußere Hülse (20) mit einem eine zweite Kupplungsseite (B) bildenden Axialende (21), das mit dem anderen von dem Großgetriebe (200) und der rotativen Einrichtung (100) rotativ kuppelbar ist, und einem Innendurchmesser (23), so dass die äußere Hülse (20) mit ihrem Innendurchmesser (23) axial auf den Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) aufpassbar ist, eine erste Verbindungseinrichtung (30), die einen ersten Verbindungsarm (31) aufweist der auf der ersten Kupplungsseite (A) mit der inneren Hülse (10) verbunden ist und der sich von dort her axial durch die innere Hülse (10) erstreckend in einem ersten Kuppelabschnitt (32) endet, eine zweite Verbindungseinrichtung (40), die einen zweiten Verbindungsarm (41) aufweist, der auf der zweiten Kupplungsseite (B) mit der äußeren Hülse (20) verbunden ist und der sich von dort her axial durch die äußere Hülse (20) erstreckend in einem mit dem ersten Kuppelabschnitt (32) kuppelbaren zweiten Kuppelabschnitt (42) endet, und ein Stellglied (50), das derart in eine von der ersten und der zweiten Verbindungseinrichtung (30, 40) integriert ist, dass der zugehörige Verbindungsarm (31, 41) axial in der zugehörigen Hülse (10, 20) verfahrbar ist.
Kuppelvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) und der Innendurchmesser (23) der äußeren Hülse (20) konisch oder zylindrisch ausgebildet sind, so dass die äußere Hülse (20) mit ihrem Innendurchmesser (23) zentrierend axial auf den Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) aufpassbar ist.
Kuppelvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei auf einem Außendurchmesser (24) der äußeren Hülse (20) eine Spanneinrichtung (60) angeordnet ist, mit der der Innendurchmesser (23) der äußeren Hülse (20) in Flächenpressung auf dem Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) festklemmbar ist, so dass zwischen äußerer und innerer Hülse (20, 10) ein vorbestimmtes Drehmoment übertragbar ist.
Kuppelvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem an einer Basis (300) zu befestigenden Lagerbock (70), der die innere Hülse (10) über eine Rotationslagereinrichtung (80) von radial außen her drehbar abstützt.
Koppelvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verbindungsarm (31, 41) der stellgliedfreien Verbindungsvorrichtung (30, 40) so lang ausgebildet ist, dass zumindest dessen zugehöriger Kuppelabschnitt (32, 42) axial aus der zugehörigen Hülse (10, 20) heraus vorsteht.
Kuppelvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Stellglied (50) ein Arbeitsorgan (51) aufweist, welches axial vierfahrbar ist, und wobei bei der mit dem Stellglied (50) versehenen Verbindungsvorrichtung (30, 40) der Verbindungsarm (31, 41) von dem Arbeitsorgan (51) des Stellgliedes (50) gebildet ist.
Kuppelvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Stellglied (50) in die erste Verbindungseinrichtung (30) integriert ist, und wobei der erste Kuppelabschnitt (32) des ersten Verbindungsarms (31) an einem Innendurchmesser (15) der inneren Hülse (10) gleitgeführt ist.
Prüfanordnung für ein Großgetriebe (200), aufweisend: eine Kuppelvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ein zu prüfendes Großgetriebe (200), das mit einer von der inneren und der äußeren Hülse (10, 20) an deren eine Kupplungsseite (A, B) bildenden Axialende (11, 21) rotativ gekuppelt ist, eine rotative Einrichtung (100), die mit der anderen von der inneren und der äußeren Hülse (10, 20) an deren eine Kupplungsseite (A, B) bildenden Axialende (11, 21) rotativ gekuppelt ist, wobei der erste Koppelabschnitt (32) des ersten Verbindungsarms (31) der ersten Verbindungsvorrichtung (30) mit dem zweiten Kuppelabschnitt (42) des zweiten Verbindungsarms (41) der zweiten Verbindungsvorrichtung (40) gekuppelt ist, wobei die äußere Hülse (20) mit ihrem Innendurchmesser (23) durch ein vorangegangenes axiales Verfahren des Verbindungsarms (31, 41) der mit dem Stellglied (50) versehenen Verbindungsvorrichtung (30, 40) axial auf den Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) aufgepasst ist.
Prüfanordnung gemäß Anspruch 8, wobei die Spanneinrichtung (60) auf dem Außendurchmesser (24) der äußeren Hülse (20) gespannt ist, so dass der Innendurchmesser (23) der äußeren Hülse (20) in Flächenpressung auf dem Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) festgeklemmt ist und dadurch zwischen äußerer und innerer Hülse (20, 10) ein vorbestimmtes Drehmoment übertragbar ist.
Verfahren zum Kuppeln eines Großgetriebes (200) mit einer rotativen Einrichtung (200), aufweisend: Bereitstehen einer Kuppelvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, Bereitstellen eines Großgetriebes (200) und rotatives Kuppeln dessen mit einer von der inneren und der äußeren Hülse (10, 20) an deren eine Kupplungsseite (A, B) bildenden Axialende (11, 21), Bereitstellen einer rotativen Einrichtung (100) und rotatives kuppeln dieser mit der anderen von der inneren und der äußeren Hülse (10, 20) an deren eine Kupplungsseite (A, B) bildenden Axialende (11, 21), Kuppeln des ersten Kuppelabschnitts (32) des ersten Verbindungsarms (31) der ersten Verbindungsvorrichtung (30) mit dem zweiten Kuppelabschnitt (42) des zweiten Verbindungsarms (41) der zweiten Verbindungsvorrichtung (40), und Betätigen des Stellgliedes (50), so dass die äußere Hülse (20) mit ihrem Innendurchmesser (23) durch axiales Verfahren des Verbindungsarms (31, 41) der mit dem Stellglied (50) versehenen Verbindungsvorrichtung (30, 40) axial auf den Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) aufgepasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Spanneinrichtung (60) auf dem Außendurchmesser (24) der äußeren Hülse (20) gespannt wird, so dass der Innendurchmesser (23) der äußeren Hülse (20) in Flächenpressung auf dem Außendurchmesser (13) der inneren Hülse (10) festgeklemmt wird und dadurch zwischen äußerer und innerer Hülse (20, 10) ein vorbestimmtes Drehmoment übertragbar ist.