DE102017204167A1

DE102017204167A1 - Lagerung einer Welle

Info

Publication number: DE102017204167A1
Application number: DE102017204167.6A
Authority: DE
Inventors: Yves Anthoni
Original assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Welle (101) und mindestens einem Teil eines Getriebegehäuses (111); wobei ein erstes axiales Ende (103) der Welle (101) als Hohlwelle ausgestaltet ist. Der Teil des Getriebegehäuses (111) formt einen Zapfen (113) aus; wobei der Zapfen (113) in das erste axiale Ende (103) hineinragt; und wobei die Welle (101) in dem ersten axialen Ende (103) drehbar auf dem Zapfen (113) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik bekannte Windkraftgetriebe weisen gewöhnlich eine oder mehrere Planetenstufen und eine nachgeschaltete Stirnradstufe auf. Die Ausgangswelle der Stirnradstufe ist als Vollwelle ausgeführt und mittels zweier Lager in einem Getriebegehäuse gelagert. Dies bedingt aus Gründen der Montierbarkeit ein Getriebegehäuse, das aus zwei Hälften besteht. Die Ausgangswelle mit den Lagern wird zunächst in eine der Gehäusehälften eingesetzt. Hiernach wird die andere Gehäusehälfte aufgeschraubt.
Der beschriebene Aufbau der Stirnradstufe führt aufgrund der Lagerung im Bereich der Ausgangswelle zu einem erhöhten Platzbedarf. Zudem ist die Fertigung der beiden Gehäusehälften und deren Montage vergleichsweise aufwendig.
Die Druckschrift US 1,439,402 A offenbart ein Getriebe, bei dem eine Welle an ihrem Ende als Hohlwelle ausgebildet ist und eine kegelförmige Innenseite aufweist. In dieser Hohlwelle ist eine zweite Welle gelagert. Ein Wellenzapfen der zweiten Welle greift in die Hohlwelle ein und ist mittels eines Lagers in dieser gelagert. Die Hohlwelle und die zweite Welle sind somit relativ zueinander verdrehbar. Weiterhin sind beide Wellen relativ zu einem Getriebegehäuse verdrehbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile zu eliminieren. Insbesondere soll die Montage einer Welle vereinfacht, der Platzbedarf reduziert und die Kosten eines entsprechenden Getriebegehäuses reduziert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Anordnung umfasst eine Welle und mindestens einen Teil eines Getriebegehäuses. Ein erstes axiales Ende der Welle ist als Hohlwelle ausgestaltet.
Jede Welle weist zwei axiale Enden auf. Ein axiales Ende der Welle lässt sich definieren als ein Stück der Welle, welches durch eine radial, d.h. orthogonal zu einer Drehachse der Welle verlaufende Ebene vom Rest der Welle getrennt wird. Dies impliziert, dass die Welle neben dem genannten axialen Ende und dem Rest keine weiteren Teile aufweist. Sämtliche Teile der Welle, die nicht zu dem axialen Ende gehören, liegen auf einer anderen Seite der Ebene.
Eine Hohlwelle ist eine Welle, die einen vorzugsweise zu der Drehachse der Welle rotationssymmetrischen Hohlraum aufweist. Der Hohlraum erstreckt sich in axialer Richtung über die gesamte Hohlwelle.
Der zu der Anordnung gehörige Teil des Getriebegehäuses ist erfindungsgemäß so ausgeformt, dass er einen Zapfen bildet.
Unter einem Zapfen ist ein Vorsprung zu verstehen. Dieser ist vorzugsweise rotationssymmetrisch. Insbesondere kann der Zapfen kreiszylindrisch sein.
Der Zapfen des zu der Anordnung gehörenden Teils des Getriebegehäuses ragt in das als Hohlwelle ausgestaltete erste axiale Ende der Welle bzw. in eine Mündung eines Hohlraums der Hohlwelle hinein. Dies bedeutet, dass sich durch zwei radial verlaufende Ebenen ein Bereich abtrennen lässt, der sowohl mindestens einen Teil des Zapfens als auch mindestens einen Teil des ersten axialen Endes der Welle enthält. Dadurch, dass der Zapfen in das erste axiale Ende der Welle hineinragt, hinterschneiden sich der Zapfen und das erste axiale Ende in radialer Richtung. Ein Teil des Hohlraums der Hohlwelle wird von mindestens einem Teil des Zapfens ausgefüllt.
Die Welle ist drehbar auf dem Zapfen gelagert. Dies bedeutet, dass die Welle relativ zu dem Zapfen verdreht werden kann und sich in ihrem ersten axialen Ende über ein Lager auf dem Zapfen abstützt.
Die Erfindung ermöglicht eine besonders platzsparende Lagerung der Welle. Zudem vereinfacht sich die Montage und Demontage der Welle. Dies verbessert die Wartbarkeit eines die Anordnung enthaltenen Getriebes. Insbesondere ist die Anordnung vor diesem Hintergrund für Windkraftgetriebe geeignet.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Teil des Getriebegehäuses, der den Zapfen ausformt, einstückig ausgeführt. Insbesondere ist der Zapfen einstückig in den Rest des Teils integriert. Dies senkt die Fertigungs- und Montagekosten.
Um das erste axiale Ende der Welle drehbar auf dem Zapfen zu lagern, ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ein Lager vorgesehen. Mindestens ein Teil des Lagers, vorzugsweise ein Außenring, ist in dem als Hohlwelle ausgestalteten ersten axialen Ende der Welle angeordnet. Das Lager befindet sich also mindestens teilweise in der Hohlwelle. Ein weiterer Teil des Lagers befindet sich vorzugsweise auf dem Zapfen. Insbesondere kann ein Innenring auf dem Zapfen fixiert sein. Auch der weitere Teil des Lagers befindet sich bevorzugt mindestens teilweise innerhalb de Hohlwelle.
Die Welle eignet sich als Ausgangswelle einer Stirnradstufe. Eine Ausgangswelle zeichnet sich dadurch aus, dass sie durch ein Getriebegehäuse hindurch nach außen führt, um dort drehfest mit einer Eingangswelle eines angetriebenen Geräts, etwa eines Generators, verbunden zu werden. Ein zweites axiales Ende der Welle ist in einer bevorzugten Weiterbildung entsprechend als Vollwelle ausgestaltet. Bei einer Vollwelle handelt es sich um eine massive Welle, d.h. eine Welle ohne einen Hohlraum.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

1 eine Getriebeausgangswelle.

Eine in 1 dargestellte Welle 101 umfasst ein erstes axiales Ende 103 - in 1 links dargestellt, ein zweites axiales Ende 105 - in 1 rechts dargestellt - und ein Mittelstück 107. Das Mittelstück 107 befindet sich zwischen dem ersten axialen Ende 103 und dem zweiten axialen Ende 105 der Welle 101 und verbindet beide Enden 103, 105 miteinander. Das erste axiale Ende 103, das zweite axiale Ende 105 und das Mittelstück 107 der Welle 101 sind einstückig miteinander verbunden. Das Mittelstück 107 bildet zudem einstückig ein Zahnrad 109 aus.
Neben der Welle 101 ist in 1 ein Getriebegehäuse 111 dargestellt. Dieses bildet einen Zapfen 113 aus. Der Zapfen 113 und das als Hohlwelle ausgebildete erste axiale Ende 103 der Welle 101 greifen ineinander.
Mittels eines Kegelrollenlagers 115 ist das erste axiale Ende 103 drehbar auf dem Zapfen 113 gelagert. Ein Innenring des Kegelrollenlagers 115 ist auf dem Zapfen 113 fixiert. Ein Außenring ist einstückig in das erste axiale Ende 103 der Welle 101 integriert. So rollen die Wälzkörper des Kegelrollenlagers 115 einerseits auf dem Innenring und andererseits auf einer konischen Lagerfläche, die durch das erste axiale Ende 103 gebildet wird, ab.
Das zweite axiale Ende 105 der Welle 101 ist mittels eines zweiten Kegelrollenlagers 117 in dem Getriebegehäuse 111 gelagert.
Bezugszeichenliste

101: Welle
103: erstes axiales Ende
105: zweites axiales Ende
107: Mittelstück
109: Zahnrad
111: Getriebegehäuse
113: Zapfen
115: erstes Kegelrollenlager
117: zweites Kegelrollenlager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 1439402 A [0004]

Claims

Anordnung mit einer Welle (101) und mindestens einem Teil eines Getriebegehäuses (111); wobei ein erstes axiales Ende (103) der Welle (101) als Hohlwelle ausgestaltet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Getriebegehäuses (111) einen Zapfen (113) ausformt; wobei der Zapfen (113) in das erste axiale Ende (103) hineinragt; wobei und die Welle (101) in dem ersten axialen Ende (103) drehbar auf dem Zapfen (113) gelagert ist.
Anordnung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Getriebegehäuses (111) einstückig ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch ein Lager (115); wobei die Welle (101) mittels des Lagers (115) drehbar in dem Zapfen (113) gelagert ist; wobei mindestens ein Teil des Lagers (115) in dem ersten axialen Ende (103) der Welle (101) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites axiales Ende (115) der Welle (101) als Vollwelle ausgestaltet ist.