DE102013202044A1

DE102013202044A1 - Verfahren zum Schutz vor Transportschäden bei Getrieben

Info

Publication number: DE102013202044A1
Application number: DE102013202044.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Leimann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-07
Also published as: WO2014121958A1; US9841097B2; US20150337944A1; CN104981630A; EP2954230A1

Abstract

Verfahren zum Schutz vor Transportschäden bei Getrieben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein im Kraftfluss liegendes bewegliches Getriebebauteil in sich verspannt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zum Schutz vor Transportschäden bei Getrieben nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einem Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Getriebe dienen der Wandlung eines Drehmoments, welches auf einer Antriebswelle der Getriebe zugeführt wird, in ein Drehmoment, welches mittels einer Abtriebswelle vom Getriebe abgeführt wird. Solche Getriebe werden zum Beispiel in Windkraftanlagen verwendet, um die langsame Drehbewegung des Rotors in eine schnelle Drehbewegung, wie sie vom Generator benötigt wird, umwandeln zu können.
Da Getriebe zur Drehmomentübertragung als Teil einer Vorrichtung, wie einer Windkraftanlage, werden oftmals von spezialisierten Unternehmen gefertigt. Um die Getriebe der Gesamtvorrichtung, wie der Windkraftanlage, zufügen zu können, muss das Getriebe oftmals über weite Strecken vom Ort der Getriebefertigung bis zum Ort der Montage der Gesamtvorrichtung transportiert werden. Durch den Transport kann das Getriebe Schaden nehmen, was hohe Kosten verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Getriebe besser und/oder sicherer transportieren zu können.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Getriebe nach Anspruch 9.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Schutz vor Transportschäden bei Getrieben, wobei zumindest ein in Kraftfluss liegendes bewegliches Getriebebauteil in sich verspannt wird.
Unter einem Getriebe wird allgemein eine Vorrichtung verstanden, welche der Umwandlung eines Drehmoments, einer Drehrichtung und/oder der Drehzahl dient. Ein solches Getriebe kann zur Übersetzung der Drehbewegung einer Antriebswelle in eine Übersetzung der Abtriebswelle verwendet werden. Dabei kann das Getriebe in einer Windkraftanlage verwendet werden, wobei die Antriebswelle direkt oder indirekt mit dem Rotor und die Abtriebswelle direkt oder indirekt mit dem Generator verbunden ist. Auch ist es möglich Getriebe in einem Fahrzeug zu verwenden, wobei die Antriebswelle mit einer elektrischen Maschine oder einem Verbrennungsmotor verbunden ist und die Abtriebswelle das Drehmoment an die Antriebsräder weitergibt.
Unter einem Getriebe wird insbesondere ein Planetengetriebe verstanden, insbesondere ein ein- bis dreistufiges Planetengetriebe. Auch können diese Getriebe nur eine Übersetzung aufweisen. Es können aber im Sinne der Erfindung unter einem Getriebe auch Stirnradgetriebe, Kettengetriebe und ähnliche oder Kombinationen aus solchen oben genannten Getrieben verstanden werden.
Unter einer Antriebswelle kann auch die langsame Welle, unter der Abtriebswelle kann die schnelle Welle, also die Welle mit der relativ zu der anderen Welle höheren Drehzahl, verstanden werden.
Unter einem beweglichen Getriebebauteil wird im Weiteren ein Bauteil verstanden, welches sich ganz bewegt oder auch nur Teile davon, wenn die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle bewegt wird. Ein bewegliches Getriebebauteil kann eine Welle, ein Zahnrad, eine Kette, ein Riemen, ein Lager oder ähnliches sein.
Unter ein im Kraftfluss liegendes Getriebebauteil, kann im Weiteren ein Bauteil des Getriebes verstanden werden, auf welches eine Kraft wirkt, wenn auf die Antriebswelle ein Drehmoment aufgebracht wird. Ein solches Getriebebauteil kann ein Zahnrad, wie ein Sonnenrad, ein Planetenrad, ein Planetenträger oder ein Hohlrad, sein, eine Welle, wie eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, eine Sonnenrad-, eine Planetenrad-, eine Planetenträger- und/oder eine Hohlradwelle, ein Lager, wie ein Kugel-, Kegelrollen-, Gleitlager, sein.
Ein Getriebebauteil kann im Weiteren als verspannt bezeichnet werden, wenn auf das Getriebebauteil eine Kraft wirkt, so dass das Getriebebauteil an einer Bewegung gehindert wird. Dabei kann durch die Kraft das gesamte Getriebebauteil oder ein Teil des Getriebebauteils an einer Bewegung gehindert werden. Auch kann durch die Kraft das Getriebebauteil oder der Teil des Getriebebauteils an einer Bewegung in einer Richtung, in mehreren Richtungen, jedoch bevorzugt in alle Richtungen gehindert werden.
Insbesondere kann ein Bauteil als verspannt gelten, wenn das Bauteil oder Teile davon gegen ein feststehendes Bauteil oder feststehende Teile gedrückt wird und so an einer Bewegung gehindert wird.
Es wurde somit erkannt, dass ein Getriebe beim Transport auch durch eine unkontrollierte Bewegung des Getriebes oder eines Getriebebauteils Schaden nehmen kann. Insbesondere kann dies auch für Lager, wie Wälz- oder Gleitlager gelten. Weiter wurde erkannt, dass durch eine Kraft, welche in das Getriebe eingeleitet wird, ein Getriebebauteil, welches sich zum Beispiel im Inneren des Getriebes befindet, verspannt werden kann und so das Bauteil an der Bewegung gehindert werden kann. Ein solches Bauteil kann zum Beispiel ein Lager, wie ein Gleitlager oder ein Wälzlager sein, welches zum Beispiel eine Welle oder eine Achse des Getriebes abstützt.
Auch wurde erkannt, dass wenn in das Getriebe eine Kraft eingeleitet wird, diese Kraft zumindest teilweise das Getriebe elastisch verformt und so durch das Getriebe eine Gegenkraft aufgebaut wird. Diese Gegenkraft kann nun verwendet werden, um Bauteile des Getriebes an einer Bewegung zu hindern.
Bevorzugt wird die Abtriebswelle so verdreht, dass zumindest ein im Kraftfluss liegendes bewegliches Getriebebauteil in sich verspannt wird. Insbesondere wird das im Kraftfluss liegende Bauteil durch Drehen der Abtriebswelle vor dem Transport verspannt.
Durch das Aufbringen eines Drehmoments auf die Abtriebsachse wird das Drehmoment in das Getriebe eingeleitet. Wird nun die Antriebswelle an der Bewegung gehindert, die sich durch das Drehmoment an der Abtriebswelle ergibt, so wird das Getriebe blockiert und ein Getriebebauteil, welches sich im Kraftfluss befindet, mit einer Kraft beaufschlagt. So können auch mehrere Getriebebauteile oder alle Getriebebauteile, welche sich im Kraftfluss befinden, mit Kraft beaufschlagt werden. Durch diese Kraft können die entsprechenden Getriebebauteile an einer Bewegung gehindert werden und somit verhindert werden, dass die Bauteile durch die Bewegung mechanisch beschädigt werden.
Bevorzugt übersetzt das Getriebe ins Schnelle, sodass die Abtriebswelle leichter zu drehen ist als die Antriebsachse und so leichter das Getriebe verspannt werden kann. So kann ohne aufwendige technische Hilfsmittel die Abtriebsachse gedreht werden, was das Verfahren weiter erleichtert.
Unter der Antriebswelle wird dann die langsame Welle verstanden, unter der Abtriebswelle wird die schnelle Welle, also die Welle mit der relativ zu der anderen Welle höheren Drehzahl.
Auch kann allein die Antriebswelle oder beide Wellen verdreht werden und so einen Drehmoment in das Getriebe eingebracht werden.
Bevorzugt wird in einem ersten Schritt die Antriebswelle relativ zum Gehäuse festgestellt und in einem zweiten Schritt die Abtriebswelle gedreht. Bevorzugt wird die Abtriebswelle solange gedreht bis ein Drehmoment zu einer weiteren Drehung notwendig ist, das größer ist als eine bestimmte Drehmomentschwelle. So kann die Antriebswelle an einer Bewegung gehindert werden, indem die Antriebswelle zum Beispiel an dem Getriebegehäuse oder der Drehmomentstütze fixiert wird. Diese Fixierung kann durchgeführt werden ohne die schwer zu bewegende Antriebswelle zu bewegen. Auch können beide Schritte gleichzeitig oder zum Teil versetzt durchgeführt werden.
Nachdem die Abtriebswelle gedreht wurde, wird die Abtriebswelle gegen ein weiteres Verdrehen gesichert, insbesondere durch ein Feststellmittel festgestellt.
Auch kann die Abtriebswelle, insbesondere durch ein Feststellmittel, relativ zum Gehäuse festgelegt werden und die Antriebswelle gedreht werden. Insbesondere wird dabei ein im Kraftfluss liegendes Getriebebauteil verspannt. Bevorzugt wird nach dem Verdrehen die Antriebswelle gegen Verdrehen gesichert.
Insbesondere kann die Verspannung des Getriebes durch Lösen der langsam laufenden Wellen entspannt werden. Es wurde also erkannt, dass die Verspannung des Getriebes eine Rückstellkraft auf die Antriebs- und Abtriebswelle ausübt. Diese Rückstellkraft wirkt entgegengesetzt zu der Richtung, in der die Welle verdreht worden ist. Wird nun die Antriebs- und/oder Antriebswelle gelöst, so bewegt sich diese Welle angetrieben von der Rückstellkraft. Bevorzugt wird zuerst die Antriebswelle gelöst, so dass sich die Verspannung des Getriebes und die dazugehörige Rückstellkraft
Auch befasst sich die Erfindung mit einem Getriebe umfassend eine Antriebswelle, wobei das Getriebe zumindest ein Feststellmittel aufweist zur Feststellung der Antriebswelle und/oder der Abtriebswelle.
Insbesondere kann durch eine festgestellte Antriebswelle und eine festgestellte Abtriebswelle zumindest ein im Kraftfluss liegendes bewegliches Getriebebauteil in sich verspannt sein.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnungen weiter erläutert. Dabei zeigt:
1 einen Verfahrensablauf.
2 ein Getriebe, welches für den Transport gesichert ist.
1 zeigt als Flussdiagramm den Verfahrensablauf eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Schutz vor Schäden bei Getrieben. Das Getriebe weist eine Antriebs- und eine Antriebswelle auf, wobei die Antriebswelle so mit der Abtriebswelle verbunden ist, dass bei einer Drehbewegung der Antriebswelle sich die Abtriebswelle dreht. In einem ersten Verfahrensschritt wird die Abtriebswelle festgesetzt, also verhindert, dass sich die Abtriebswelle gegenüber dem Gehäuse des Getriebes bewegen kann. Dies kann bewerkstelligt werden, indem die Abtriebswelle mit einem weiteren Bauteil mechanisch verbunden wird, bevorzugt wird jedoch die Abtriebswelle lösbar mit dem Gehäuse verbunden.
So kann an die Abtriebswelle ein Hebelarm angeordnet werden, welcher sich radial zur Abtriebswelle erstreckt. Der Hebelarm kann sich mit seinem von der Abtriebswelle entfernten Ende an dem Getriebegehäuse, insbesondere an der Drehmomentstütze abstützen.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird die Antriebswelle gegen die festgesetzte Abtriebswelle gedreht und so die Getriebebauteile, welche sich im Kraftfluss befinden, in sich verspannt. Die Getriebebauteile werden also an einer Bewegung gehindert.
In einem dritten Verfahrensschritt wird die Antriebswelle festgesetzt, insbesondere mit dem Gehäuse so verbunden, dass die Bewegung der Antriebswelle abgebremst, insbesondere verhindert wird. Auch ist es nicht zwingend die Antriebswelle mit dem Gehäuse zu verbinden, auch kann die Antriebswelle mit einem weiteren Bauteil, wie auch einer Transportvorrichtung verbunden werde, welche die Bewegung der Antriebswelle verhindert.
Statt der Befestigung der Antriebswelle und der Abtriebswelle an dem Getriebegehäuse kann auch die Antriebswelle mit der Abtriebswelle drehfest verbunden werden und so das Getriebe in sich verblockt werden. Dann kann eine oder beide Verbindungen zum Getriebegehäuse entfallen.
Sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle blockiert, so kann das Getriebe zum Beispiel in einer Transportvorrichtung transportiert werden.
Am Bestimmungsort kann nun die Abtriebswelle gelöst werden, so dass diese wieder frei beweglich gegenüber dem Gehäuse ist. In einem sechsten Schritt wird die Antriebswelle gelöst, so dass die Antriebswelle gegenüber dem Gehäuse drehbar ist.
2 zeigt ein Getriebe 1, insbesondere ein Getriebe für eine Windkraftanlage. Dieses Getriebe 1 weist eine Antriebswelle 2 und eine Abtriebswelle 3 auf. Es ist dabei vorgesehen die Antriebswelle 2 mit dem Rotor einer Windkraftanlage und die Abtriebswelle 3 mit einem Generator mechanisch zu verbinden. Die Antriebswelle 2 ist über zumindest ein Drehmomentwandlungselement, wie ein Planeten- oder Stirnradgetriebe mit der Abtriebswelle 3 verbunden. An der Antriebswelle 2 ist ein Hebel 4 angeordnet, welche sich radial von der Antriebswelle 2 hinweg erstreckt. Der Hebel 4 weist antriebswellenseitig ein Befestigungselement 5 auf, welches an der Antriebswelle 2 anliegt und mittels welchem der Hebel 4 an der Antriebswelle 2 befestigt wird. Das Befestigungselement 5 weist eine geschlossene Form, wie eine Ringform auf. Das Befestigungselement 5 ist mit einem Hebelarm 6 verbunden, wobei sich der Hebelarm 6 radial vom Befestigungselement 5 erstreckt. Um das Befestigungselement 5 ist eine Schrumpfscheibe 7 angeordnet, so dass das Befestigungselement auf die in dem Befestigungselement angeordnete Antriebswelle drückt. In einer Position, in welcher das Getriebe 1 blockiert ist, so dass das Getriebe transportiert werden kann, liegt der Hebelarm 6 mit seinem antriebswellenfernen Ende an einer Drehmomentstütze 8 des Getriebes an bzw. ist an einer solchen befestigt.
An der Abtriebsachse 3 ist einem Schraubenkopf zum Beispiel in einer Sechskantform stirnseitig angebracht. Mittels des Schraubenkopfes kann an der Abtriebsachse ein motorisch angetriebener Schrauber, wie ein Pressluftschrauber, befestigt werden, um die Abtriebsachse zu bewegen, insbesondere gegen die festgestellte Antriebsachse, und so das Getriebe zu verspannen. Der motorisch angetriebene Schrauber kann dabei eine Drehmomentbegrenzung aufweisen, so dass das Getriebe durch das Verspannung keinen Schaden nimmt.
Weiter ist an der Antriebsachse 3 ein Hebelelement 9 angeordnet, wobei das Hebelelement aus einem Befestigungselement 10 und einem Hebelarm 11 besteht. Dass am Befestigungselement 10 umschließt es radial die Abtriebswelle 3, wobei das Befestigungselement 10 eine geschlossene Form oder eine nahezu geschlossene Form, wie eine Kreisform oder Teilzeitform aufweisen kann. Um das Befestigungselement 10 ist eine schrumpft Scheibe 13 befestigt, um das Befestigungselement 10 an die Abtriebswelle 3 zu pressen. An dem im Befestigungselement 10 ist ein Hebelarm 11 befestigt, welcher sich radial von der Abtriebswelle 3 erstreckt. Am indem Ende des Hebelarms 11, welche entfernt ist von der Antriebswelle 3 ist der Hebelarm 11 an einem Vorsprung des Getriebegehäuses 14 angelehnt oder befestigt.

Claims

Verfahren zum Schutz vor Transportschäden bei Getrieben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein im Kraftfluss liegendes bewegliches Getriebebauteil in sich verspannt wird.
Verfahren zum Schutz vor Transportschäden nach Anspruch 1, wobei das Getriebe eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle umfasst.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle und/oder die Abtriebswelle so verdreht werden, dass zumindest ein im Kraftfluss liegendes bewegliches Getriebebauteil in sich verspannt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle relativ zum Gehäuse festgestellt wird und die Abtriebswelle gedreht wird, wobei ein im Kraftfluss liegendes Bauteil in sich verspannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verspannen die Abtriebswelle gegen Verdrehen gesichert wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle relativ zum Gehäuse festgelegt wird und die Antriebswelle gedreht wird, wobei ein im Kraftfluss liegendes Bauteil in sich verspannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verspannen die Antriebswelle gegen Verdrehen gesichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannung durch Lösen der Antriebswelle entspannt wird.
Getriebe umfassend eine Antriebswelle dadurch gekennzeichnet dass, das Getriebe zumindest ein Feststellmittel aufweist zur Feststellung der Antriebswelle und /oder der Abtriebswelle.
Getriebe nach Anspruch 9 umfassend eine festgestellte Antriebswelle und eine festgestellte Abtriebswelle dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der festgestellten Antriebswelle und der festgestellten Abtriebswelle zumindest ein im Kraftfluss liegendes bewegliches Getriebebauteil in sich verspannt ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die festgestellte Antriebs- und/oder Abtriebswelle eine Rückstellkraft aufweist, welche bewirkt, dass die Antriebs- und/oder Abtriebswelle in eine Position drängt, die sich von der Position unterscheiden, in der sich die festgestellte Antriebs- oder Abtriebsachse befindet.