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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In Planetengetrieben werden Planetenträger zur Fixierung von Planetenbolzen, auf denen wiederum Planetenräder drehbar gelagert sind, verwendet. Aus dem Stand der Technik bekannte Planetenträger bilden Bolzenaufnahmen aus, in die Planetenbolzen eingesetzt werden können. Eine Fixierung der Planetenbolzen erfolgt durch Erhitzen und Aufschrumpfen des Planetenträgers.
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Eine Pressverbindung zwischen Planetenbolzen und Planetenträger ist in axialer Richtung nur begrenz belastbar. Übersteigt die Belastung des Planetenbolzens in axialer Richtung einen bestimmten Schwellwert, verrutscht er.
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Die Erhitzung ist unter Sicherheitsaspekten problematisch. Das Unfallrisiko erhöht sich, da für Monteure die Gefahr besteht, sich an erhitzten Teilen Verbrennungen zuzuziehen.
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Werden zur Lagerungen der Planetenräder Kegelrollenlager verwendet, ist es erforderlich, deren Spiel bzw. Vorspannung einzustellen. Bei herkömmlichen Planetenträgern ist dies schwierig, da die Planetenträger und deren Lager sich zwischen zwei Wangen des Planetenträgers befinden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe verfügbar zu machen, das die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Insbesondere sollen die Belastbarkeit erhöht, die Gefährdung für Monteure gesenkt und die Einstellung des Spiels oder der Vorspannung von Planetenlager vereinfacht werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Die erfindungsgemäße Anordnung weist einen Planetenträger und mindestens einen Planetenbolzen auf.
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Ein Planetenträger ist definiert als ein Mittel zur Aufnahme und Fixierung von Planetenbolzen.
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Bei einem Planetenbolzen handelt es sich um einen Bolzen, auf dem ein Planetenrad drehbar gelagert ist. Gewöhnlich weist der Planetenbolzen als Lagersitz mindestens einen zylinderförmigen Bereich auf.
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Der Planetenträger der erfindungsgemäßen Anordnung weist eine erste Wange auf.
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Bei einer Wange handelt es sich um einen Teil eines Planetenträgers, der sich in axialer Richtung auf einer von zwei Seiten der Planetenräder befindet und mindestens einen Bolzensitz zur Fixierung eines Planetenbolzens ausbildet. Eine Wange zeichnet sich dadurch aus, dass sie durch eine radial, d.h. orthogonal zur Axialen verlaufende Ebene vom Rest des Planetenträgers getrennt wird. Dies bedeutet, dass der Planetenträger aus der Wange und dem Rest besteht, und dass die Wange und der Rest auf unterschiedlichen Seiten der Ebene liegen.
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Erfindungsgemäß sind die erste Wange und der Planetenbolzen einstückig verbunden. Hierdurch ist der Planetenbolzen unverrutschbar in dem Planetenträger fixiert, und der unfallträchtige Fertigungsschritt des Aufschrumpfens des Planetenträgers auf den Planetenbolzen entfällt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Planetenträger mindestens zweistückig ausgeführt. Die erste Wange und der Planetenbolzen bilden dabei ein erstes Stück. Ein zweites Stück wird durch eine zweite Wange gebildet.
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Die zweistückige Ausführung des Planetenträgers ermöglicht ein Montageverfahren, bei dem in einem ersten Schritt ein Planetenrad mit einem oder mehreren Planetenlagern auf den Planetenbolzen aufgesetzt wird. Das erste Stück und das zweite Stück sind zunächst noch getrennt, so dass nun ein Lagerspiel oder eine Vorspannung der Planetenlager eingestellt werden kann. Anschließend werden das erste Stück und das zweite Stück miteinander verfügt. Geeignete Fügeverfahren beschreibt die Norm DIN 8593. Insbesondere können das erste Stück und das zweite Stück kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verfügt sein. Vorzugsweise wird das erste Stück mit dem zweiten Stück verschraubt.
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In einer zudem bevorzugten Weiterbildung sind das erste Stück und das zweite Stück in dem Planetenbolzen miteinander verfügbar. Dies bedeutet, dass der Planetenbolzen mit dem zweiten Stück verfügbar ist. Durch Verfügen des Planetenbolzens mit dem zweiten Stück kommt die Verfügung des ersten Stücks mit dem zweiten Stück zustande. Vorzugsweise weist der Planetenbolzen eine radial verlaufende Stirnfläche auf, in welcher der Planetenbolzen mit dem zweiten Stück verfügt wird. Die Stirnfläche kommt dabei in Kontakt mit einer entsprechenden Fläche des zweiten Stücks und bildet mit dieser eine mindestens teilweise formschlüssige Verbindung aus.
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Die Erfindung eignet sich besonders für die Verwendung im Getriebe einer Windkraftanlage. Hier ist der Planetenträger aber hohen Kräften ausgesetzt. Diese können zu Verwindungen der ersten Wange und der zweiten Wange gegeneinander führen. Eine ausschließliche Fixierung des ersten Stücks und des zweiten über die Planetenbolzen ist möglicherweise nicht ausreichend. Daher ist in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens eine Querstrebe zur Versteifung des Planetenträgers vorgesehen. Bei der Querstrebe handelt es sich nicht um einen Planetenbolzen. Insbesondere ist kein Planetenrad auf der Querstrebe gelagert. Vielmehr verläuft die Querstrebe bevorzugt in einem Zwischenraum zwischen zwei Planetenrädern.
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Die erste Wange, der Planetenbolzen und die Querstrebe bilden entweder das erste Stück, oder die zweite Wange und die Querstrebe bilden das zweite Stück. Wenn die Querstrebe mit der ersten Wange und dem Planetenbolzen das erste Stück bildet, sind die erste Wange, der Planetenbolzen und die Querstrebe einstückig miteinander verbunden. Entsprechend sind die zweite Wange und die Querstrebe einstückig miteinander verbunden, wenn die Querstrebe mit der zweiten Wange das zweite Stück bildet. Das erste Stück und das zweite Stück sind weiterbildungsgemäß in dem Steg miteinander verfügt. Zur Anwendung kommen hier bevorzugt die oben bereits genannten Fügeverfahren. Insbesondere kann der Steg mit der ersten Wange oder der zweiten Wange verschraubt sein.
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Der Planetenträger kann ortsfest oder drehbar sein. In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Planetenträger in der ersten Wange drehbar gelagert. Dies bedeutet, dass die erste Wange drehbar in einer ortsfesten Struktur, etwa einem Getriebegehäuse, fixiert ist. Zu diesem Zweck weist die erste Wange bevorzugt mindestens ein Lager auf.
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Entsprechend ist der Planetenträger in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung in der zweiten Wange drehbar gelagert. Die zweite Wange ist also weiterbildungsgemäß in einer ortsfesten Struktur drehbar fixiert. Dies kann insbesondere mittels eines Lagers geschehen, das in der zweiten Wange angeordnet ist.
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Eine Wellenmutter dient in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung dazu, ein drehbar auf dem Planetenbolzen gelagertes Planetenrad axial zu fixieren. Zu diesem Zweck ist die Wellenmutter auf ein Gewinde, vorzugsweise ein Außengewinde, des Planetenbolzens aufgeschraubt. Zwischen der Wellenmutter und der ersten Wange erstreckt sich ein axialer, d.h. durch axial verlaufende Flächen begrenzter, Zwischenraum. Dieser dient der Aufnahme von Planentenlagern. Durch Verdrehen der Wellenmutter relativ zu dem Planetenbolzen ändert sich ein axialer Abstand zwischen der Wellenmutter und der ersten Wange. Entsprechend ändert sich die axiale Ausdehnung des genannten Zwischenraums. Somit lassen sich durch Verdrehen der Wellenmutter ein Lagerspiel oder eine Vorspannung der Planetenlager einstellen. Die Wellenmutter ist gut zugänglich und kann verdreht werden, bevor das zweite Stück des Planetenträgers mit dem ersten Stück verfügt wird.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
- 1 eine Planetenstufe;
- 2 einen Planetenbolzen; und
- 3 einen Planetenträger mit Steg.
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Die in 1 dargestellte Planetenstufe 101 umfasst einen drehbar gelagerten Planetenträger 103, ein drehbar gelagertes Sonnenrad 105, ein drehfest angeordnetes Hohlrad 107 und ein Planetenrad 109. Das Planetenrad 109 ist mittels zweier Kegelrollenlager 111 drehbar in dem Planetenträger 103 gelagert. Es kämmt mit dem Sonnenrad 105 und dem Hohlrad 107.
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Der Planetenträger 103 ist zweistückig ausgeführt. Ein erstes Stück umfasst eine erste Wange 113 und einen Planetenbolzen 115. Bei dem Planetenbolzen 115 handelt es um einen aus der ersten Wange 113 ausgebildeten Vorsprung. Insbesondere sind die erste Wange 113 und der Planetenbolzen 115 einstückig miteinander verbunden.
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Der Planetenbolzen 115 dient der Aufnahme der Lager 111. Deren Innenringe werden auf den Planetenbolzen 115 aufgeschoben und in eine erste axiale Richtung durch einen von dem Planetenbolzen 115 gebildeten Absatz 117 fixiert.
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Auf dem Planetenbolzen 115 ist eine Wellenmutter 119 aufgeschraubt, welche die Lager 111 in eine zweite axiale Richtung fixiert. Die Wellenmutter 119 wird auf den Planetenbolzen 115 aufgeschraubt, bevor der Planetenbolzen 115 mit einer zweiten Wange 121 des Planetenträgers 103 verfügt wird. Zum Verfügen der zweiten Wange 121 mit dem Planetenbolzen 115 ist eine Verschraubung 123 vorgesehen.
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Die erste Wange 113 bildet einstückig einen Flansch 125 aus, der etwa drehfest mit einer Haupt- bzw. Eingangswelle einer Windkraftanlage verbunden werden kann. Das Sonnenrad 105 treibt eine Sonnenwelle 127 an.
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2 stellt den Planetenbolzen 115 im Detail dar. Die Wellenmutter 119 kann entweder im direkten Kontakt zu einem Innenring 201 eines der Lager 111 stehen oder - wie hier dargestellt - über einen Zwischenring 203. Der Zwischenring 203 dient dazu, die axiale Belastung des Innenrings 201 von der Wellenmutter 119 zu verteilen und eine Beschädigung des Lagers 111 zu verhindern, wenn die Wellenmutter 119 angezogen wird.
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3 zeigt einen Planetenträger 301, der geeignet ist, anstelle des in den 1 und 2 dargestellten Planetenträgers 103 in der Planetenstufe 101 verbaut zu werden. Der Planetenträger 301 weist eine erste Wange 303 und eine zweite Wange 305 auf. Einstückig mit der ersten Wange 303 verbunden ist ein Planetenbolzen 307. Mit diesem ist die zweite Wange 305 verschraubt.
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Im Unterschied zu dem in 1 und 2 dargestellten Planetenträger 103 weist der in 3 dargestellte Planetenträger 301 zusätzlich zu dem Planetenbolzen 307 einen Steg 309 auf. Der Steg 309 ist einstückig mit der ersten Wange 303 verbunden und mit der zweiten Wange 305 verschraubt. Er dient der Versteifung des Planetenträgers 301.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Planetenstufe
- 103
- Planetenträger
- 105
- Sonnenrad
- 107
- Hohlrad
- 109
- Planetenrad
- 111
- Lager
- 113
- erste Wange
- 115
- Planetenbolzen
- 117
- Absatz
- 119
- Wellenmutter
- 121
- zweite Wange
- 123
- Verschraubung
- 125
- Flansch
- 127
- Sonnenwelle
- 301
- Planetenträger
- 303
- erste Wange
- 305
- zweite Wange
- 307
- Planetenbolzen
- 309
- Steg
