DE102017220541A1 - Planet carrier made of cast composite - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger (101) mit einem ersten Abschnitt (103) und einem zweiten Abschnitt (105); wobei erste Abschnitt (103) aus einem ersten Material und der zweite Abschnitt (105) aus einem zweiten, von dem ersten Material verschiedenen Material besteht. Der erste Abschnitt (103) und der zweite Abschnitt (105) sind miteinander vergossen.

Figure DE102017220541A1_0000
The invention relates to a planet carrier (101) having a first portion (103) and a second portion (105); wherein the first portion (103) consists of a first material and the second portion (105) of a second, different from the first material material. The first portion (103) and the second portion (105) are potted together.
Figure DE102017220541A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenträger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a planet carrier according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind gegossene Planetenträger bekannt. Einen solchen offenbart etwa die Druckschrift WO 110515005 A1 .From the prior art cast planet carriers are known. One such reveals about the publication WO 110515005 A1 ,

An verschiedene Bereiche eines Planetenträgers werden unterschiedliche Anforderungen gestellt. So ist z.B. zur Kopplung einer Eingangswelle eine hohe mechanische Festigkeit erforderlich. Andererseits gibt es Bereiche des Planetenträgers, die ausgehend von einem Gussteil nachbearbeitet werden müssen. Hier steht eine gute Gieß- und Bearbeitbarkeit im Vordergrund.Various requirements are placed on different areas of a planetary carrier. For example, e.g. for coupling an input shaft a high mechanical strength required. On the other hand, there are areas of the planet carrier, which must be reworked starting from a casting. Here is a good casting and workability in the foreground.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Planetenträger mit verbesserten Eigenschaften verfügbar zu machen.The invention has for its object to make available a planet carrier with improved properties.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Planetenträger nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by a planet carrier according to claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims.

Der Planetenträger weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf. Mit Abschnitt wird hier ein Bereich des Planetenträgers bezeichnet, der beliebig gewählt werden kann.The planet carrier has a first section and a second section. This section refers to an area of the planetary carrier that can be chosen arbitrarily.

Der erste Abschnitt besteht aus einem ersten Material, der zweite Abschnitt aus einem zweiten Material. Das erste Material und das zweite Material sind voneinander verschieden. Insbesondere deren chemische Zusammensetzung kann sich unterscheiden. Infolgedessen unterscheiden sich auch zumindest einige physikalische Eigenschaften der beiden Materialien.The first section consists of a first material, the second section of a second material. The first material and the second material are different from each other. In particular, their chemical composition may differ. As a result, at least some physical properties of the two materials also differ.

Erfindungsgemäß sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt miteinander vergossen. Auf diese Weise entsteht ein Planetenträger, der die Eigenschaften des ersten Materials und des zweiten Materials gezielt miteinander kombiniert. Ein solcher Planetenträger eignet sich besonders vorteilhaft für die Verwendung im Getriebe in einer WindkraftanlageAccording to the invention, the first section and the second section are potted together. In this way, a planet carrier is created, which combines the properties of the first material and the second material specifically. Such a planet carrier is particularly advantageous for use in the transmission in a wind turbine

Ein miteinander vergossener erster Abschnitt und zweiter Abschnitt liegen genau dann vor, wenn mindestens einer der beiden Abschnitte durch Gießen hergestellt wurde und durch das Gießen eine Verbindung zwischen den beiden Abschnitten zustande kommt. Insbesondere ist es möglich, durch das Gießen eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt herzustellen. Alternativ oder ergänzend dazu können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt formschlüssig miteinander gegossen sein.An encapsulated first section and second section exist if and only if at least one of the two sections has been produced by casting and the casting results in a connection between the two sections. In particular, it is possible to produce a cohesive connection between the first section and the second section by casting. Alternatively or additionally, the first portion and the second portion may be positively molded together.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind beide Abschnitte gegossen, d.h. durch Gießen hergestellt.In a preferred embodiment both sections are cast, i. produced by casting.

Da der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt miteinander vergossen sind, handelt es sich um unmittelbar angrenzende Abschnitte. Zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt verläuft daher eine Grenzfläche. Diese verläuft in einer bevorzugten Weiterbildung radial, d.h. orthogonal zu einer Drehachse des Planetenträgers, eines drehbar in dem Planetenträger gelagerten Planetenrads, eines Hohlrads, mit dem das Planetenrad kämmt und/oder eines Sonnenrads, mit dem das Planetenrad kämmt.Since the first section and the second section are potted together, they are immediately adjacent sections. Between the first section and the second section therefore runs an interface. This extends in a preferred embodiment radially, i. orthogonal to an axis of rotation of the planet carrier, a rotatably mounted in the planet carrier planetary gear, a ring gear, with which meshes the planet and / or a sun gear, with which meshes the planetary gear.

Der erste Abschnitt ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ausgebildet, drehfest mit einer Antriebswelle verbunden zu werden. Als erstes Material wird entsprechend ein Material gewählt, das geeignet ist, die Anforderungen zu erfüllen, die durch eine solche drehfeste Verbindung gestellt werden. Insbesondere kann der erste Abschnitt als Hohlwelle ausgebildet sein.The first section is formed in a further preferred development, to be rotatably connected to a drive shaft. As the first material, a material is suitably selected which is suitable for meeting the requirements imposed by such a non-rotatable connection. In particular, the first portion may be formed as a hollow shaft.

Der zweite Abschnitt umfasst in einer bevorzugten Weiterbildung die zwei Wangen des Planetenträgers. Auch kann der zweite Abschnitt Stege umfassen, welche die zwei Wangen verbinden. In die Wangen sind Aufnahmen, etwa in Form von Bohrungen, zur Aufnahme und Fixierung von Planetenbolzen eingebracht. Da die Wangen des Planetenträgers spanend bearbeitet werden müssen, wird als zweites Material ein Material bevorzugt, dass sich entsprechend bearbeiten lässt.The second section comprises in a preferred embodiment, the two cheeks of the planet carrier. Also, the second portion may include webs connecting the two cheeks. In the cheeks recordings are introduced, for example in the form of holes for receiving and fixing of planet pins. Since the cheeks of the planet carrier must be machined, a material is preferred as the second material that can be processed accordingly.

Bei dem ersten Material und/oder dem zweiten Material handelt es sich in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung um Gusseisen. Bevorzugt wird insbesondere eine Weiterbildung unter Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit, auch Sphäroguss genannt, als erstes und/oder zweites Material.The first material and / or the second material is in a further preferred development to cast iron. Preference is given in particular to a development using cast iron with nodular graphite, also called ductile iron, as the first and / or second material.

Zu den physikalischen Eigenschaften, hinsichtlich derer das erste Material und das zweite Material sich unterscheiden, zählt in einer bevorzugten Weiterbildung die Zugfestigkeit. Die Zugfestigkeit der verschiedenen Sorten von Gusseisen mit Kugelgraphit ist in der Norm DIN E1563 definiert. So bezeichnet etwa EN GJS-400 Gusseisen mit Kugelgraphit mit einer Mindestzugfestigkeit von 400 NPa. Gusseisen mit Kugelgraphit mit einer Mindestzugfestigkeit von 700 NPa wird als EN GJS- 700 bezeichnet. Bei dem ersten Material handelt es sich vorzugsweise um EN GJS-700, bei dem zweiten Material um EN GJS-400.The physical properties, with respect to which the first material and the second material differ, count in a preferred development, the tensile strength. The tensile strength of the different grades of spheroidal graphite cast iron is defined in the standard DIN E1563. For example, EN GJS 400 Ductile iron with a minimum tensile strength of 400 NPa. Ductile iron with a minimum tensile strength of 700 NPa is classified as EN GJS 700 designated. The first material is preferably EN GJS 700 , in the case of the second material, EN GJS 400 ,

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen des Planetenträgers umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

  • - Bereitstellen einer Gussform;
  • - Erhitzen des ersten Materials;
  • - Einfüllen des ersten Materials in die Gussform;
  • - Erhitzen des zweiten Materials; und
  • - Einfüllen des zweiten Materials in die Gussform.
An inventive method for producing the planet carrier comprises the following method steps:
  • - Providing a mold;
  • - heating the first material;
  • - filling the first material into the mold;
  • - heating the second material; and
  • - filling the second material into the mold.

Bei der Gussform in die das erste Material eingefüllt wird und der Gussform, in die das zweite Material eingefüllt wird, handelt es sich dabei um dieselbe Gussform. Das erste Material und das zweite Material werden so stark erhitzt, dass ihre jeweilige Schmelztemperatur erreicht wird. Im geschmolzenen Zustand werden das erste Material und das zweite Material dann in die Gussform gefüllt.In the mold in which the first material is filled and the mold, in which the second material is filled, it is the same mold. The first material and the second material are heated to such an extent that their respective melting temperature is reached. In the molten state, the first material and the second material are then filled into the mold.

Das Einfüllen des ersten Materials und des zweiten Materials erfolgt vorzugsweise aufeinanderfolgend. Dies bedeutet, dass erst das erste Material und anschließend das zweite Material oder erst das zweite Material und anschließend das erste Material eingefüllt wird.The filling of the first material and the second material is preferably carried out sequentially. This means that first the first material and then the second material or first the second material and then the first material is filled.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

  • 1 einen Planetenträger aus Gussverbund.
A preferred embodiment of the invention is in 1 shown. In detail shows:
  • 1 a planet carrier made of cast composite.

Der in 1 dargestellte Planetenträger 101 besteht aus einem ersten Abschnitt 103 und einem zweiten Abschnitt 105. Bei dem Material des ersten Abschnitts 103 und des zweiten Abschnitts 105 handelt es sich um Sphäroguss. Das Material wird so gewählt, dass die Zugfestigkeit des ersten Abschnitts 103 größer ist als die Zugfestigkeit des zweiten Abschnitts 105. So kann beispielsweise der erste Abschnitt 103 aus EN GJS-700 und der zweite Abschnitt 105 aus EN GJS-400 bestehen.The in 1 illustrated planet carrier 101 consists of a first section 103 and a second section 105 , For the material of the first section 103 and the second section 105 it is ductile iron. The material is chosen so that the tensile strength of the first section 103 greater than the tensile strength of the second section 105 , For example, the first section 103 from EN GJS 700 and the second section 105 from EN GJS 400 consist.

Der erste Abschnitt 103 bildet eine Hohlwelle, die etwa mittels einer Schrumpfscheibe drehfest mit einem Rotor einer Windkraftanlage verbunden werden kann. Der zweite Abschnitt 105 besteht aus einer rotorseitigen Wange 107, einer generatorseitigen Wange 109 und mehreren Stegen 111, welche die Wange 107 mit der Wange 109 verbinden.The first paragraph 103 forms a hollow shaft, which can be rotatably connected by means of a shrink disk with a rotor of a wind turbine. The second section 105 consists of a rotor-side cheek 107 , a generator-side cheek 109 and several bars 111 which the cheek 107 with the cheek 109 connect.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

101101
Planetenträgerplanet carrier
103103
erster Abschnittfirst section
105105
zweiter Abschnittsecond part
107107
rotorseitige Wangerotor-side cheek
109109
generatorseitige Wangegenerator side cheek
111111
Stegweb

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 110515005 A1 [0002]WO 110515005 A1 [0002]

Claims (9)

Planetenträger (101) mit einem ersten Abschnitt (103) und einem zweiten Abschnitt (105); wobei erste Abschnitt (103) aus einem ersten Material und der zweite Abschnitt (105) aus einem zweiten, von dem ersten Material verschiedenen Material besteht; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (103) und der zweite Abschnitt (105) miteinander vergossen sind.Planetary carrier (101) having a first portion (103) and a second portion (105); wherein the first portion (103) consists of a first material and the second portion (105) of a second, different from the first material material; characterized in that the first portion (103) and the second portion (105) are potted together. Planetenträger (101) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (103) und der zweite Abschnitt (105) gegossen sind.Planet carrier (101) after Claim 1 ; characterized in that the first portion (103) and the second portion (105) are cast. Planetenträger (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Grenzfläche zwischen dem ersten Abschnitt (103) und dem zweiten Abschnitt (105) radial verläuft.Planet carrier (101) according to one of the preceding claims; characterized in that at least one interface between the first portion (103) and the second portion (105) extends radially. Planetenträger (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (103) ausgebildet ist, drehfest mit einer Antriebswelle verbunden zu werden.Planet carrier (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the first portion (103) is adapted to be rotatably connected to a drive shaft. Planetenträger (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (105) zwei Wangen des Planetenträgers (101) umfasst.Planet carrier (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the second portion (105) comprises two cheeks of the planetary carrier (101). Planetenträger (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Material und/oder dem zweiten Material um Gusseisen handelt.Planet carrier (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the first material and / or the second material is cast iron. Planetenträger (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Material und/oder dem zweiten Material um Gusseisen mit Kugelgraphit handelt.Planet carrier (101) according to the preceding claim; characterized in that the first material and / or the second material are spheroidal graphite cast iron. Planetenträger (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material und das zweite Material sich hinsichtlich ihrer Zugfestigkeit unterscheiden.Planet carrier (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the first material and the second material differ in their tensile strength. Verfahren zum Herstellen eines Planetenträgers (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen einer Gussform; - Erhitzen des ersten Materials; - Einfüllen des ersten Materials in die Gussform; - Erhitzen des zweiten Materials; und - Einfüllen des zweiten Materials in die Gussform.Method for producing a planetary carrier (101) according to one of the preceding claims with the following method steps: - providing a mold; - heating the first material; - filling the first material into the mold; - heating the second material; and - filling the second material into the mold.
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