DE102016212376A1

DE102016212376A1 - Lagersitz mit reduzierter Steifigkeit

Info

Publication number: DE102016212376A1
Application number: DE102016212376.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Strasser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2036-07-08
Also published as: DE102016212376B4

Abstract

Anordnung mit einer ortsfesten Struktur (107), mindestens einer Achse oder Welle (101) und mindestens einem Lager (103); wobei die Achse oder Welle (101) mittels des Lagers (103) drehbar in der ortsfesten Struktur (107) gelagert ist; und wobei ein Außenring (109) des Lagers (103) in der ortsfesten Struktur (107) fixiert ist. Die ortsfeste Struktur (107) weist eine erste Nut (111) und eine zweite Nut (113) auf; wobei die erste Nut (111) und die zweite Nut (113) den Außenring (109) hinterschneiden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik sind Getriebe von Windkraftanlagen mit derartigen Anordnungen bekannt. Die Getriebe weisen eine eingangsseitige Planetenstufe mit einem drehbar gelagerten, von einem Rotor angetriebenen Planetenträger auf. Drehbar in dem Planetenträger gelagert sind Planetenräder, die mit einem feststehenden Hohlrad und einem drehbaren Sonnenrad kämmen. Zur Lagerung des Planetenträgers kommt eine angestellte Lagerung in X-Anordnung zum Einsatz.
Um eine gleichbleibende Vorspannung unter allen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, ist ein Lager des Planetenträgers mittels einer Federkonstruktion vorgespannt. Aufgrund der zahlreichen hierzu erforderlichen Bauteile, wie Federn und Führungsringe, besteht aber die Gefahr einer Falschmontage und das Risiko eines vorzeitigen Ausfalls durch Verschleiß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe verfügbar zu machen, dass die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll eine angestellte Lagerung unter Erhöhung der Zuverlässigkeit und Senkung der Kosten mit einer Vorspannung beaufschlagt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Anordnung umfasst eine ortsfeste Struktur, etwa ein Getriebegehäuse oder eine Tragstruktur, mindestens eine Achse oder Welle, ein erstes Lager und gegebenenfalls ein zweites Lager. Bei dem ersten Lager und dem zweiten Lager handelt es sich vorzugsweise um Kegelrollenlager. Die Achse oder Welle kann einstückig mit einem weiteren Bauteil integriert sein. In Betracht kommt etwa ein Planetenträger, an den die Achse oder Welle einstückig angeformt ist.
Die Achse oder Welle ist mittels des ersten Lagers und gegebenenfalls des zweiten Lagers drehbar in der ortsfesten Struktur gelagert. Diese Lagerung ist bevorzugt so gestaltet, dass die Achse oder Welle keinen translatorischen Freiheitsgrad und genau einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweist. Vorzugsweise handelt es sich um eine angestellte Lagerung, d. h. eine Lagerung, die in axialer Richtung, also in Richtung einer Drehachse der Achse oder Welle, mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist. Das erste Lager und das zweite Lager sind somit gegeneinander verspannt. Vorzugsweise sind das erste Lager und das zweite Lager in X-Anordnung ausgerichtet.
Wie jedes Lager zur Lagerung einer Achse oder Welle weist das erste Lager einen Außenring und einen Innenring auf. Die beiden Ringe sind relativ zueinander verdrehbar und stützen sich über Gleitflächen oder Wälzkörper gegeneinander ab.
Der Außenring des ersten Lagers ist vorliegend in der Stützstruktur fixiert. Diese Fixierung erfolgt regelmäßig formschlüssig. Ergänzend kann der Außenring kraftschlüssig in der Stützstruktur fixiert werden
Erfindungsgemäß weist die ortsfeste Struktur eine erste Nut und eine zweite Nut auf. Die erste Nut und die zweite Nut hinterschneiden den Außenring des ersten Lagers. Auf diese Weise wird die Steifigkeit des durch die ortsfeste Struktur gebildeten Lagersitzes gezielt vermindert. Dies ermöglicht Ausgleichsbewegungen des Außenrings des ersten Lagers. Rückstellkräfte aus Strukturverformungen wirken nicht als parasitäre Kräfte auf das erste Lager oder das zweite Lager. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Federkonstruktionen ist eine Falschmontage ausgeschlossen. Auch gestaltet sich die Herstellung kostengünstiger.
Unter einer Nut ist allgemein eine rotationssymmetrische Aussparung, Einkerbung bzw. Vertiefung zu verstehen. Die erste Nut und die zweite Nut sind vorzugsweise rotationssymmetrisch zu der Drehachse der Achse oder Welle ausgebildet.
In einer bevorzugten Weiterbildung hinterschneidet die erste Nut den Außenring des ersten Lagers in radialer Richtung. Dies bedeutet, dass mindestens ein Teil der ersten Nut und mindestens ein Teil des Außenrings des ersten Lagers in einer Orthogonalprojektion auf die Drehachse der Achse oder Welle aufeinander abgebildet werden. Mindestens eine radial ausgerichtete, d. h. orthogonal zu der Drehchachse der Achse oder Welle verlaufende Ebene, schneidet sowohl die erste Nut als auch den Außenring des ersten Lagers.
Vorzugsweise wird der Außenring des ersten Lagers vollständig von der ersten Nut hinterschnitten. Dies bedeutet, dass der gesamte Außenring des ersten Lagers und mindestens ein Teil der ersten Nut in einer Orthogonalprojektion auf die Drehachse der Achse oder Welle aufeinander abgebildet werden.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung hinterschneidet die zweite Nut den Außenring des ersten Lagers in axialer Richtung. Dies bedeutet, dass mindestens ein Teil der ersten Nut und mindestens ein Teil des Außenrings des ersten Lagers in einer Orthogonalprojektion auf eine radial verlaufende, d. h. orthogonal zu der Drehachse der Achse oder Welle ausgerichtete Ebene aufeinander abgebildet werden. Mindestens ein gerader Kreiszylinder, dessen Mittelachse mit der Drehachse der Achse oder Welle identisch ist, schneidet mit seiner Mantelfläche sowohl die zweite Nut als auch den Außenring des ersten Lagers.
Vorzugsweise wird der Außenring des ersten Lagers vollständig von der zweiten Nut hinterschnitten. In diesem Fall werden der gesamte Außenring des ersten Lagers und mindestens ein Teil der zweiten Nut in der genannten Orthogonalprojektion auf die radial verlaufende Ebene aufeinander abgebildet.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
1 einen Lagersitz mit reduzierter Steifigkeit.
Ein Planetenträger 101 gemäß 1 ist mittels eines Kegelrollenlagers 103 um eine Drehachse 105 drehbar in einem Getriebegehäuse 107 gelagert. Das Getriebegehause 107 bildet einen Lagersitz, in dem ein Außenring 109 des Kegelrollenlagers 103 fixiert ist.
Das Getriebegehäuse 107 ist mit einer ersten Nut 111 und einer zweiten Nut 113 versehen. Beiden Nuten 111, 113 verlaufen rotationssymmetrisch um die Drehachse 105. Die Nuten 111, 113 hinterschneiden jeweils den Außenring 119 des Kegelrollenlagers 103. Die erste Nut 111 hinterschneidet den Außenring 119 radial; die zweite Nut 113 hinterschneidet ihn axial. Auf diese Weise wird die Steifigkeit der Fixierung des Außenrings 119 in dem Getriebegehäuse 107 gezielt herabgesetzt. Es resultiert eine federnde Lagerung des Außenrings 109.
Bezugszeichenliste

101: Planetenträger
103: Kegelrollenlager
105: Drehachse
107: Getriebegehäuse
109: Außenring
111: erste Nut
113: zweite Nut

Claims

Anordnung mit einer ortsfesten Struktur (107), mindestens einer Achse oder Welle (101) und mindestens einem Lager (103); wobei die Achse oder Welle (101) mittels des Lagers (103) drehbar in der ortsfesten Struktur (107) gelagert ist; und wobei ein Außenring (109) des Lagers (103) in der ortsfesten Struktur (107) fixiert ist; dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste Struktur (107) eine erste Nut (111) und eine zweite Nut (113) aufweist; wobei die erste Nut (111) und die zweite Nut (113) den Außenring (109) hinterschneiden.
Anordnung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (103) zusammen mit einem weiteren Lager eine angestellte Lagerung bilden.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nut (111) den Außenring (109) in radialer Richtung hinterschneidet.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, das die zweite Nut (111) den Außenring (109) in axialer Richtung hinterschneidet.