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Die Erfindung betrifft eine Planetenstufe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Gleitlager in Windkraftgetrieben bieten eine Reihe von Vorteilen. Daher bestehen Bestrebungen, auch Planetenräder mit Gleitlagern zu versehen. Allerdings gestaltet sich die Versorgung der Gleitlager mit Schmierstoff schwierig.
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Aus der Druckschrift
EP 1 488 139 B1 ist ein kreisförmiger Ring mit einem U-förmigen Profil bekannt, der in eine Nut eingreift und dazu dient, Schmierstoff von einem feststehenden Getriebegehäuse zu einem rotierenden Planetenträger zu übertragen. Der übertragene Schmierstoff wird in einen Planetenbolzen eingeleitet, der drehfest in dem Planetenträger fixiert ist. Schmierstoffkanäle in dem Planetenbolzen leiten den Schmierstoff zu Wälzlagern, mit denen ein Planetenrad auf dem Planetenbolzen drehbar gelagert ist. Eine derartige Lösung funktioniert nicht, wenn das Planetenrad drehfest auf dem Planetenbolzen fixiert ist und dieser drehbar in dem Planetenträger gelagert ist.
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Die Druckschrift
EP 0 164 968 A1 offenbart eine Planetenstufe mit Planetenrädern, die jeweils drehfest auf einem Planetenschaft fixiert sind. Die Planetenschäfte sind drehbar in einem Planetenträger gelagert und weisen eine axial verlaufende Mittelbohrung auf. Der Planetenträger weist eine Schmierstoffleitung auf, über die Schmierstoff in die Mittelbohrung eingespritzt wird.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2010 032 252 A1 ist eine Planetenstufe bekannt, deren Planetenräder jeweils drehbar auf einem Planetenschaft gelagert sind. Die Planetenschäfte sind drehfest in einem Planetenträger fixiert und weisen eine axial verlaufende Mittelbohrung auf.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 087 578 A1 offenbart eine Planetenstufe mit Planetenrädern, die jeweils drehfest auf einem Planetenschaft fixiert sind. Die Planetenschäfte sind drehbar in einem Planetenträger gelagert.
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Auch aus der Druckschrift
DE 10 2013 222 847 A1 ist eine Planetenstufe bekannt, deren Planetenräder jeweils drehbar auf einem Planetenschaft gelagert sind. Die Planetenschäfte sind drehfest in einem Planetenträger fixiert und weisen ein Leitungssystem zur Versorgung der Planetenlager und eines Hauptlagers mit Schmierstoff auf. Das Leitungssystem wird über eine Schmierstoffleitung des Getriebegehäuses gespeist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lager, mit denen ein Planetenbolzen drehbar in einem Planetenträger gelagert ist, unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile mit Schmierstoff zu versorgen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Planetenstufe nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Eine Planetenstufe ist eine Anordnung mit einem Planetenträger, einem Hohlrad, einem Sonnenrad und mindestens einem Planetenrad. Das Planetenrad kämmt mit dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad. Genau zwei der drei Komponenten Planetenträger, Hohlrad und Sonnenrad sind drehbar gelagert, die dritte Komponente ist drehfest angeordnet.
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Vorliegend umfasst die Planetenstufe zudem mindestens ein Lager und mindestens einen Planetenschaft. Das Planetenrad ist drehfest, das heißt ohne die Möglichkeit einer Drehung des Planetenrads relativ zu dem Planetenschaft, auf dem Planetenschaft fixiert. Vorzugsweise ist das Planetenrad starr auf dem Planetenschaft fixiert, das heißt, das Planetenrad ist derart auf dem Planetenschaft fixiert, dass die Fixierung jegliche Relativbewegung zwischen dem Planetenrad und dem Planetenschaft unterbindet. So kann das Planetenrad etwa auf den Planetenschaft aufgeschrumpft sein. Auch können das Planetenrad und der Planetenschaft einstückig miteinander verbunden sein.
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Mittels des Lagers ist der Planetenschaft drehbar in dem Planetenträger gelagert. Bezüglich des Planetenträgers sind damit der Planetenschaft und das Planetenrad um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar. Bei dem Lager handelt es sich vorzugsweise um ein Gleitlager.
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Zur Versorgung des Lagers mit Schmierstoff weist der Planetenschaft mindestens eine Aussparung auf. Die Aussparung ist als eine Vertiefung ausgeführt, die in die Oberfläche des Planetenschafts eingebracht ist.
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Erfindungsgemäß ist mindestens eine Buchse vorgesehen, die in die Aussparung eingreift. Die Buchse bildet mit der Aussparung einen Hohlraum. Dieser Hohlraum dient dazu, Schmierstoff von dem Planetenträger zu dem Planetenschaft zu übertragen. Entsprechend weist der Planetenträger mindestens eine in den Hohlraum mündende schmierstoffleitende Verbindung bzw. Schmierstoffleitung auf. Die Schmierstoffleitung wird bevorzugt durch eine oder mehrere in den Planetenträger eingebrachte Bohrungen gebildet.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist auch der Planetenschaft mindestens eine schmierstoffleitende Verbindung bzw. Schmierstoffleitung auf. Auch diese besteht bevorzugt aus einer oder mehreren Bohrungen.
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Die Schmierstoffleitung des Planetenschafts verbindet die Aussparung mit dem Lager. Insbesondere mündet die Schmierstoffleitung in den Hohlraum. Über den Hohlraum wird somit eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der schmierstoffleitenden Verbindung des Planetenschafts und der schmierstoffleitenden Verbindung des Planetenträgers hergestellt. Durch die schmierstoffleitende Verbindung des Planetenträgers lässt sich somit Schmierstoff in das Lager einleiten.
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Die Buchse ist erfindungsgemäß in dem Planetenträger fixiert. Diese Fixierung ist vorzugsweise starr, das heißt derart, dass jegliche Relativbewegung zwischen der Buchse und dem Planetenträger unterbunden wird. Da der Planetenschaft relativ zu dem Planetenträger drehbar gelagert ist, sind folglich der Planetenschaft und die Buchse relativ zueinander verdrehbar.
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Um die Verdrehbarkeit der Buchse und des Planetenschafts relativ zueinander zu ermöglichen, sind die Buchse und die Aussparung in einer bevorzugten Weiterbildung zu der Drehachse des Planetenschafts rotationssymmetrisch.
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Weiterhin bevorzugt wird eine Aussparung, die als Sacklochbohrung ausgeführt ist. Eine Sacklochbohrung ist eine zylindrische Bohrung, die das Werkstück nicht vollständig durchdringt. Genau eine Grundfläche des Zylinders ist geöffnet.
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Die Buchse hat in einer bevorzugten Weiterbildung eine hohlzylindrische Grundform. Die Grundform eines Körpers bezeichnet die Form eines ursprünglichen Körpers - vorliegend eines Hohlzylinders, aus dem der erstgenannte Körper durch Eliminieren einzelner Bereiche, etwa durch Einfügen von Aussparungen, und/oder durch Hinzufügen einzelner Bereiche entsteht.
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Mindestens eine Abdeckung ist in einer bevorzugten Weiterbildung Teil des Planetenträgers. Die Abdeckung weist weiterbildungsgemäß mindestens einen Teil der obengenannten Schmierstoffleitung auf, die in den Hohlraum mündet.
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In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung bildet der Planetenträger mindestens einen Lagersitz, in welchem das Lager fixiert ist, mit dem der Planetenschaft drehbar in dem Planetenträger gelagert ist. Der Lagersitz ist bevorzugt als Durchgangsbohrung in einer der beiden Wangen des Planetenträgers ausgeführt. Weiterbildungsgemäß deckt die Abdeckung den Lagersitz mindestens teilweise ab. Bevorzugt ist die Abdeckung in der Wange des Planetenträgers fixiert, die den Lagersitz bildet. Die Abdeckung kann etwa mit der Wange verschraubt sein.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Buchse in der Abdeckung fixiert.
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Die Buchse kann als Metall- oder Elastomerteil weitergebildet sein. Im erstgenannten Fall verläuft zwischen der Buchse und einer Wandung der Aussparung ein Spalt. Der Spalt muss möglichst schmal sein, um die Menge des durch den Spalt austretenden Schmierstoffs zu begrenzen. Der Vorteil einer solchen Lösung liegt in der Verschleißfreiheit der Buchse.
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Eine mindestens teilweise aus einem Elastomer bestehende Buchse liegt bevorzugt in dem aus dem Elastomer bestehenden Teil an einer Wandung der Aussparung an.
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Dies ergibt eine gute Abdichtung des Hohlraums. Vorzugsweise weist die Buchse eine Dichtlippe auf, welche an der Wandung anliegt.
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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; und
- 2 eine schmierstoffleitende Buchse.
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Eine in 1 dargestellte Planetenstufe 101 umfasst einen Planetenträger 103, ein Hohlrad 105, Planetenräder 107 und ein Sonnenrad 109. Das Hohlrad 105 ist in einem Getriebegehäuse 111 fixiert und entsprechend drehfest angeordnet. Der Planetenträger 103 ist drehbar in dem Getriebegehäuse 111 gelagert. Drehbar gelagert ist auch das Sonnenrad 109.
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Das Planetenrad 107 ist auf einem Planetenschaft 113 fixiert. Zwischen dem Planetenschaft 113 und dem Planetenrad 107 besteht eine drehfeste Verbindung.
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Der Planetenschaft 113 ist mittels eines ersten Gleitlagers 115a drehbar in einer ersten Wange 117a des Planetenträgers 103 und mittels eines zweiten Gleitlagers 115b drehbar in einer zweiten Wange 117b des Planetenträgers 103 gelagert. Das erste Gleitlager 115a und das zweite Gleitlager 115b sind jeweils im Querschnitt L-förmig und bilden einen L-förmigen Lagerspalt aus. Es handelt sich also um kombinierte Axial- und Radialgleitlager.
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Um das erste Gleitlager 115a und das zweite Gleitlager 115b mit Schmierstoff zu versorgen, bildet das Gehäuse 111 eine Schmierstoffleitung 119 und eine Nut 121 aus. Die Schmierstoffleitung 119 mündet in die Nut 121. Diese ist in axialer Richtung geöffnet und um eine Drehachse 123 des Planetenträgers 103 und des Sonnenrads 109 rotationssymmetrisch.
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In die Nut 121 greift ein Schmierstoffring 201 ein, der in der in 2 dargestellten Detailzeichnung A zu sehen ist. In der Detailzeichnung A sind ferner eine Abdeckung 203, eine Buchse 205 und der Planetenschaft 113 dargestellt.
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Der Schmierstoffring 201 hat im Längsschnitt eine U-förmig Gestalt. Die Abdeckung 203 ist so an der zweiten Wange 117b des Planetenträgers 103 fixiert, dass sie einen Lagersitz des zweiten Gleitlagers 115b abdeckt. Der Schmierstoffring 201 verläuft über die zweite Wange 117b des Planetenträgers 103 und die Abdeckung 203 und ist dort so fixiert, dass er zusammen mit dem Planetenträger 103 um die Drehachse 123 rotiert.
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Der U-förmige Ring 201 weist eine erste Bohrung 207 auf, die Abdeckung 203 eine zweite Bohrung 209. Die erste Bohrung 207 und die zweite Bohrung 209 sind so angeordnet, dass sie fluchten. Die zweite Bohrung 209 mündet zudem in das Innere der Buchse 205. Dadurch entsteht eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen dem U-förmigen Ring 201 und der Buchse 205.
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Die Buchse 205 greift in eine Sacklochbohrung 211 des Planetenschafts 113 ein. Zusammen mit der Sacklochbohrung 211 bildet die Buchse 205 einen Hohlraum 213.
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Der Planetenschaft 113 weist eine als Bohrung ausgeführte Schmierstoffleitung 215 auf. Die Schmierstoffleitung 215 verläuft axial und mündet in die Sacklochbohrung 211 und damit in den Hohlraum 213. Von der Schmierstoffleitung 215 gehen als radial verlaufende Bohrungen ausgeführte Verzweigungen 217 zu dem ersten Gleitlager 115a und dem zweiten Gleitlager 115b ab. Über die Schmierstoffleitung 215 und die Verzweigungen 217 werden das erste Gleitlager 115a und das zweite Gleitlager 115b mit Schmierstoff aus dem Hohlraum 213 versorgt.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Planetenstufe
- 103
- Planetenträger
- 105
- Hohlrad
- 107
- Planetenrad
- 109
- Sonnenrad
- 111
- Getriebegehäuse
- 113
- Planetenschaft
- 115a
- erstes Gleitlager
- 115b
- zweites Gleitlager
- 117a
- erste Wange
- 117b
- zweite Wange
- 119
- Schmierstoffleitung
- 121
- Nut
- 201
- Schmierstoffring
- 203
- Abdeckung
- 205
- Buchse
- 207
- erste Bohrung
- 209
- zweite Bohrung
- 211
- Sacklochbohrung
- 213
- Hohlraum
- 215
- Schmierstoffleitung
- 217
- Verzweigung
