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Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Derartige, aus dem Stand der Technik bekannte Getriebe weisen eine erste Gehäusehälfte, eine zweite Gehäusehälfte, ein Hohlrad und eine Drehmomentstütze auf. Das Hohlrad ist Teil einer Planetenstufe. Weiterhin verbindet das Hohlrad die erste gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte drehfest miteinander und bildet zugleich mit der ersten Gehäusehälfte und der zweiten Gehäusehälfte ein Getriebegehäuse. Die Drehmomentstütze dient dazu, ein Drehmoment, mit dem das Getriebe beaufschlagt wird, in einer ortsfesten Komponente abzustützen. Bei der ortsfesten Komponente kann es sich etwa um ein Fundament oder eine Gondel einer Windkraftanlage handeln.
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Die Drehmomentstütze ist einstückig ausgeführt und drehfest in einer der Gehäusehälften fixiert. Hierdurch wird die entsprechende Gehäusehälfte mit einem abzustützenden Drehmoment belastet. Die andere Gehäusehälfte hingegen bleibt unbelastet.
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Die Fixierung der ersten Gehäusehälfte, der zweiten Gehäusehälfte und des Hohlrads erfolgt üblicherweise mittels Verschraubungen. Dabei ist jeweils ein erstes Widerlager in der ersten Gehäusehälfte und ein zweites Widerlager in der zweiten gehäusehälfte vorgesehen. Mittels einer Verschraubung werden das erste Widerlager und das zweite Widerlager gegen das Hohlrad verspannt.
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Bei der Wahl der Anzahl der Verschraubungen und der Dimensionierung der Stärke der Verschraubung ist das von dem Hohlrad zu der mit der Drehmomentstütze verbundenen Gehäusehälfte übertragene und mittels der Drehmomentstütze in der ortsfesten Komponente abgestützt Drehmoment zu berücksichtigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe verfügbar zu machen, dass die Nachteile des eingangs beschriebenen Stands der Technik nicht aufweist. Insbesondere sollen die Kosten des Getriebes reduziert werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Das Getriebe weist eine erste Gehäusehälfte, eine zweite Gehäusehälfte, mindestens ein Hohlrad und mindestens eine Drehmomentstütze auf. Das Hohlrad ist Teil einer Planetenstufe, die neben dem Hohlrad ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein oder mehrere Planetenräder umfasst. Die Planetenräder sind drehbar in dem Planetenträger gelagert. Weiterhin kämmt jedes der Planetenräder mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad. Der Planetenträger und das Sonnenrad sind drehbar in einer ortsfesten Komponente, etwa in einem Getriebegehäuse gelagert.
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Das Hohlrad verbindet die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte drehfest miteinander. Dies bedeutet, dass das Hohlrad sowohl drehfest mit der ersten Gehäusehälfte, als auch drehfest mit der zweiten Gehäusehälfte verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Hohlrad und der ersten Gehäusehälfte einerseits und zwischen dem Hohlrad und der zweiten Gehäusehälfte andererseits ist drehfest bezüglich einer Drehachse, bei der es sich um eine Drehachse einer Eingangswelle des Getriebes, einer Ausgangswelle des Getriebes, des oben genannten Planetenträgers, der oben genannten Planetenräder und/oder des oben genannten Sonnenrads handeln kann.
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Das Hohlrad und die erste Gehäusehälfte einerseits und das Hohlrad und die zweite Gehäusehälfte andererseits sind vorzugsweise jeweils direkt miteinander verbunden. Zwischen dem Hohlrad und der ersten Gehäusehälfte einerseits und zwischen dem Hohlrad und der zweiten Gehäusehälfte andererseits besteht somit entlang mindestens jeweils eines Wirkflächenpaars ein direkter Kontakt. Das Hohlrad und die erste Gehäusehälfte sowie das Hohlrad und die zweite Gehäusehälfte berühren sich jeweils.
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In axialer Richtung, d.h. entlang der oben genannten Drehachse, ist das Hohlrad zwischen der ersten Gehäusehälfte und der zweiten Gehäusehälfte angeordnet. Dies bedeutet, dass es eine erste Ebene und eine zweite Ebene gibt, die jeweils orthogonal zu der Drehachse ausgerichtet sind, und zwischen denen sich mindestens ein Teil des Hohlrads befindet, jedoch kein Teil der ersten Gehäusehälfte und kein Teil der zweiten Gehäusehälfte. Die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte sind jeweils auf unterschiedlichen Seiten der ersten Ebene und der zweiten Ebene angeordnet. Darüber hinaus gibt es eine dritte Ebene, die orthogonal zu der Drehachse ausgerichtet ist, die das Hohlrad schneidet, und die sich zwischen der ersten Gehäusehälfte und der zweiten Gehäusehälfte befindet, so dass die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte auf verschiedenen Seiten der dritten Ebene angeordnet sind. Insbesondere schneidet die dritte Ebene die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte nicht.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Verschraubungen der ersten Gehäusehälfte, der zweiten Gehäusehälfte und des Hohlrads bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen asymmetrisch belastet sind. Dadurch, dass nur eine der Gehäusehälften drehfest mit der einstückig ausgeführten Drehmomentstütze verbunden ist, nimmt nur diese Gehäusehälfte das abzustützende Drehmoment auf, während die andere Gehäusehälfte unbelastet bleibt.
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Durch eine symmetrische Verteilung des abzustützenden Drehmoments hingegen wären die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte gleichmäßig belastet. Dies würde sich auf die Zahl der Verschraubungen und deren Dimensionierungen positiv auswirken, da hierfür die größte der in den beiden Gehäusehälften auftretenden Belastungen maßgeblich ist.
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Diese Erkenntnis wird erfindungsgemäß umgesetzt durch eine mindestens zweistückig, mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil ausgeführte Drehmomentstütze. Das erste Stück und das zweite Stück der Drehmomentstütze bilden voneinander getrennte Stücke, die insbesondere nicht einstückig miteinander verbunden sind.
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Das erste Stück ist drehfest in der ersten Gehäusehälfte fixiert, das zweite Stück entsprechend drehfest in der zweiten Gehäusehälfte. Insbesondere besteht jeweils eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Stück und der ersten Gehäusehälfte sowie zwischen dem zweiten Stück und der zweiten Gehäusehälfte relativ zu mindestens einer Drehachse einer Welle des Getriebes. Vorzugsweise sind die genannten Verbindungen starr, d.h. lassen keinerlei Relativbewegungen zu.
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Durch eine Fixierung des zweiten Stücks und des zweiten Teils jeweils in einer ortsfesten Komponente, etwa einem Fundament oder einer Gondel einer Windkraftanlage, lässt sich ein Drehmoment, mit dem das Getriebe beaufschlagt ist, in der ortsfesten Komponente abstützen. Zur Fixierung kommt etwa eine Verbindung mittels Bolzen in Betracht, die jeweils durch mindestens ein Auge des ersten Teils oder des zweiten Teils der Drehmomentstütze und mindestens ein Auge der ortsfesten Komponente geführte sind. Bei dem Drehmoment handelt es sich vorzugsweise um eine Drehmomentdifferenz zwischen einem Drehmoment, mit den die Antriebswelle des Getriebes beaufschlagt ist und einem Drehmoment, mit dem die Abtriebswelle des Getriebes beaufschlagt ist. Mit dem abzustützenden Drehmoment wird primär das Hohlrad beaufschlagt. Durch die drehfeste Verbindung der ersten Gehäusehälfte mit dem Hohlrad und der zweiten Gehäusehälfte mit dem Hohlrad verzweigt sich von dort das Drehmoment, sodass in der ersten Gehäusehälfte und in der zweiten Gehäusehälfte jeweils einem Teil des Drehmoments wirkt. Entsprechend stützen das erste Stück und das zweite Stück der Drehmomentstütze jeweils einen Teil des Drehmoments in der ortsfesten Komponente ab.
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Um das erste Stück der Drehmomentstütze mit der ersten Gehäusehälfte und das zweite Stück der Drehmomentstütze mit der zweiten Gehäusehälfte zu verfügen, wählt der Fachmann aus den allseits bekannten Fügeverfahren. Durch Das Fügen kommt ein direkter Kontakt zwischen dem ersten Stück und der ersten Gehäusehälfte sowie zwischen dem zweiten Stück und der zweiten Gehäusehälfte zustande. Alternativ sind die beiden Stücke der Drehmomentstütze und die Gehäusehälften einstückig verbunden. Entsprechend sind in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die erste Gehäusehälfte und das erste Stück der Drehmomentstütze einstückig miteinander verbunden. In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung sind die zweite Gehäusehälfte und das zweite Stück der Drehmomentstütze einstückig miteinander verbunden.
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Besonders bevorzugt ist das Getriebe als Getriebe einer Windkraftanlage weitergebildet. Die Windkraftanlage kann etwa eine Leitung von mehr als 3 MW, mehr als 4 MW, mehr als 6 MW oder mehr als 8 MW haben.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine Verschraubung vorgesehen. Eine Verschraubung bezeichnet allgemein eine Schraube bzw. einen Gewindebolzen mit einem Kopf und einer Mutter oder eine Gewindestange bzw. einen Gewindebolzen mit zwei Muttern.
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Die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte bilden weiterbildungsgemäß jeweils mindestens ein Widerlager für die Verschraubung aus. Entsprechend ist die Verschraubung geben ein erstes Widerlager und ein zweites Widerlager verspannbar, wobei die erste Gehäusehälfte das erste Widerlager ausbildet, die zweite Gehäusehälfte das zweite Widerlager. Das Hohlrad ist mindestens teilweise zwischen dem ersten Widerlager und dem zweiten Widerlager angeordnet. Mindestens ein Teil des Hohlrads befindet sich also zwischen dem ersten Widerlager und dem zweiten Widerlager.
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Indem die Verschraubung gegen das erste Widerlager und das zweite Widerlager verspannt wird, werden das erste Widerlager und das zweite Widerlager und damit die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte gegen das Hohlrad verspannt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass das Hohlrad zwischen dem ersten Widerlager und dem zweiten Widerlager und damit zwischen der ersten Gehäusehälfte und der zweiten Gehäusehälfte verspannt wird. Die Verschraubung bringt auf das erste Widerlager eine Zugkraft aus, die in Richtung des zweiten Widerlagers wirkt. Entsprechend bringt die Verschraubung auf das zweite Widerlager eine betragsgleiche zweite Zugkraft aus, die in Richtung des ersten Widerlagers wirkt. Die erste Zugkraft wird über die erste Gehäusehälfte in das Hohlrad eingeleitet. Entsprechend wird die zweite Zugkraft über die zweite Gehäusehälfte in das Hohlrad eingeleitet.
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Für jede der Verschraubungen ist das Hohlrad bevorzugt mit einem durchgehenden Loch versehen. Als durchgehendes Loch wird ein Loch mit zwei Mündungen bezeichnet. Vorzugsweise handelt es sich um eine Durchgangsbohrung, d.h. um ein kreiszylinderförmiges Loch. Durch das Loch wird die Verschraubung geführt. Hierzu ist das Loch zwischen dem ersten Widerlager und dem zweiten Widerlager angeordnet. Das Loch schafft also eine Verbindung zwischen dem ersten Widerlager und dem zweiten Widerlager zur Aufnahme der Verschraubung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 2 bis 4B dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
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1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Getriebe;
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2 eine Aufsicht eines Getriebes mit zweistückigen Drehmomentstützen;
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3 eine Frontansicht des gleichen Getriebes; und
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4A und 4B ein axial verschiebbares Getriebe
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Das in 1 dargestellte Getriebe 101 weist eine erste Gehäusehälfte 103 und eine zweite Gehäusehälfte 105 auf. Die erste Gehäusehälfte 103 und die zweite Gehäusehälfte 105 sind in einem Hohlrad 107 fixiert. Das Hohlrad 107 verbindet die erste Gehäusehälfte 103 und die zweite Gehäusehälfte 105 derart miteinander, dass das Hohlrad 107 zusammen mit der ersten Gehäusehälfte 103 und der zweiten Gehäusehälfte 105 ein Getriebegehäuse bilden.
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Die erste Gehäusehälfte 103 weist zwei Drehmomentstützen 109 auf. Diese dienen dazu, ein Antriebsdrehmoment gegen eine Gondel einer Windkraftanlage abzustützen. Die beiden Drehmomentstützen 109 sind die einzigen vorhandenen Drehmomentstützen des Getriebes 101. Insbesondere weist die erste Gehäusehälfte 105 keine Drehmomentstütze auf.
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Das in 2 dargestellte Getriebe 101 ist ebenso mit zwei Drehmomentstützen 109 versehen. Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Getriebe sind die Drehmomentstützen 109 gemäß 2 allerdings zweistückig ausgeführt. So besteht jede der Drehmomentstützen 109 aus einem ersten Arm 109a und einem zweiten Arm 109b.Die erste Gehäusehälfte 103 bildet dabei die ersten Arme 109a aus, die zweite Gehäusehälfte 105 die zweiten Arme 109b.
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3 verdeutlicht die Fixierung der Drehmomentstützen 109 in der Gondel der Windkraftanlage. Der erste Arm 109a und der zweite Arm 109b der Drehmomentstützen 109 weisen jeweils eine Bohrung zur Aufnahme eines Bolzens 301 auf. Mittels des Bolzens 301 sind die Drehmomentstützen 109 jeweils in einer Stützstruktur 111 fixiert. Die Stützstrukturen 111 wiederum sind starr mit der Gondel der Windkraftanlage verbunden.
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Die zweistückige Ausführung der Drehmomentstützen 109 ermöglicht es, das Getriebe 101 relativ zu den Stützstrukturen 111 und damit relativ zu der Gondel der Windkraftanlage in axialer Richtung zu verschieben. Die verdeutlichen die 4a und 4b.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Getriebe
- 103
- erste Gehäusehälfte
- 105
- zweite Gehäusehälfte
- 107
- Hohlrad
- 109
- Drehmomentstützen
- 109a
- erster Arm
- 109b
- zweiter Arm
- 111
- Stützstruktur
- 301
- Bolzen
