EP3084268A1 - Axiale fixierung einer planetenlagerung - Google Patents

Axiale fixierung einer planetenlagerung

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EP3084268A1
EP3084268A1 EP14799160.8A EP14799160A EP3084268A1 EP 3084268 A1 EP3084268 A1 EP 3084268A1 EP 14799160 A EP14799160 A EP 14799160A EP 3084268 A1 EP3084268 A1 EP 3084268A1
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EP
European Patent Office
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bearing
planetary
shaft
planet
planetary gear
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14799160.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Leimann
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ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Wind Power Antwerpen NV, ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Wind Power Antwerpen NV
Publication of EP3084268A1 publication Critical patent/EP3084268A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a planetary gear, which can be used in particular as a planetary stage in the transmission of a wind turbine.
  • Fig. 1 shows a, known from the prior art storage of a planetary gear 102 in a planetary gear of the type mentioned.
  • the planetary gear 102 is rotatably supported by a first bearing 104 and a second bearing 106 on a planetary shaft or planetary pin 108.
  • the planetary shaft 108 is fixed in a planetary carrier 1 10.
  • the use of a spacer 1 14 causes not only additional costs, but also problems during assembly.
  • the assembly of the transmission is usually carried out by first the first bearing 104 and the second bearing 106 are inserted from each other side in the planetary gear 102. After the positioning of the planetary gear 102 with the first bearing 104 and the second bearing 106 in the planet carrier 1 10 of the planet shaft 108 is inserted through an opening 1 1 6 in the planet carrier 1 10. If a spacer 1 14 is used, this must also be positioned before the introduction of the planet shaft 108. However, neither by the planetary gear 102, nor by the first bearing 104 or the second bearing 106, a guide of the spacer 1 14 in the radial direction. This requires additional measures for positioning the spacer 1 14 required.
  • the document US 2012/0003096 A1 discloses the mounting of a planetary gear by means of two bearings without the use of a spacer between the inner rings of the two bearings.
  • the planetary shaft is cylindrical. Therefore, there is no guidance of the two bearings through the planetary shaft in the axial direction.
  • the planet carrier has two surfaces extending in the circumferential direction orthogonal to the axis of rotation. An inner ring of the two bearings can each be supported against a displacement in the axial direction on these surfaces. The bearing clearance is thus defined by the two surfaces.
  • the planet carrier In the described solution, the planet carrier must be made so that the distance between the two surfaces on which the inner rings can be supported, is within narrow, predetermined by the clearance to be achieved tolerance limits. This would cause considerable problems in practice. Furthermore, the rigidity of the planet carrier with respect to the load on one of the two lateral halves in the axial direction is only very insufficient. Also, the transmission can not be mounted in the form shown in the publication US 2012/0003096 A1, since the planet carrier is evidently made in one piece. However, a two-piece planet carrier would further aggravate the tolerance problem described above.
  • the present invention has for its object to provide a planetary gear that does not have the disadvantages of the prior art described above.
  • the planetary gear has a planetary gear which is rotatably mounted on a planetary shaft by means of at least one first bearing and at least one second bearing. stores.
  • the planetary gear is rotatably mounted about exactly one axis of rotation.
  • a means for supporting a first element in a second element in relation to a displacement in one direction hereinafter means a means for positively fixing the first element to the second element against a displacement in said direction.
  • the supporting of a first element on a second element in relation to a displacement of the first element in one direction accordingly means a fixation of the first element to the second element, so that a translational movement of the first element in said direction is prevented.
  • the first bearing is configured to support the planetary gear at least against displacement in a first axial direction, such as in the direction of the rotor of a wind turbine.
  • displacement is meant a translational movement.
  • a displacement in an axial direction therefore means a translational movement parallel to the axis of rotation of the planetary gear.
  • the first bearing supports the planetary gear on the planet carrier and / or on the planet shaft. This means that if a force acts on the planetary gear which would move in the axial direction, the first bearing counteracts this force so that the axial position of the planetary gear remains unchanged.
  • the support of the planet gear is thus situational in dependence on the axial forces acting on the planetary gear.
  • the second bearing may support the planetary gear at least against displacement in a second axial direction opposite to the first direction, approximately in the direction of the generator of a wind turbine.
  • the first direction and the second direction are oriented so that they point away from each other. Accordingly, a displacement of the inner ring of the first bearing in the first direction and / or the inner ring of the second bearing in the second direction causes the distance of the two inner rings increases. From the second Seen from the left, the first bearing is in the first direction; viewed from the first bearing, the second bearing is in the second direction.
  • Means for supporting the inner rings of the two bearings serve to position the first bearing and the second bearing and thus also the planet gear in the axial direction. At least one means serves to support the inner ring of the first bearing on the planet carrier relative to a displacement of the inner ring in the first direction.
  • the planet carrier preferably has an orthogonal to the axis of rotation of the planetary gear in the circumferential direction extending surface. This surface describes an orthogonal to the axis of rotation extending annulus. If the inner ring of the first bearing is in contact with this surface, it is prevented from shifting in the first direction. The contact is either directly or via an element which is located between the inner ring of the first bearing and the surface, for example an annular spacer.
  • the planetary gear has at least one means for supporting an inner ring of the second bearing on the planetary shaft against a displacement of the inner ring in the second direction. This means prevents displacement of the inner ring of the second bearing in the second direction.
  • the planetary shaft preferably has a shoulder, d. H. an orthogonal to the axis of rotation of the planetary gear in the circumferential direction surface which describes an orthogonal to the axis of rotation of the planetary gear extending annulus.
  • This surface is designed so that a contact with the inner ring of the second bearing is possible. This contact is made either directly or via another element that may be formed as an annular spacer.
  • the means for supporting the inner race of the first bearing and the means for supporting the inner ring of the second bearing defines the bearing clearance of the two bearings. Since the inner ring of the first bearing is supported on the planet carrier and the inner ring of the second bearing on the planet shaft, it is necessary to fix the position of the planet shaft relative to the planet carrier depending on the desired bearing clearance. For this purpose, the planetary shaft is supported on the planet carrier relative to a displacement in the first direction.
  • both the planet shaft, and the planet carrier each have an orthogonal to the axis of rotation of the planet in the circumferential direction extending surface.
  • the two surfaces are aligned so that a positive contact is possible.
  • the surfaces face each other.
  • the contact of the two surfaces takes place either directly or via another element, which is preferably an annular spacer.
  • the further element is not the first bearing and / or the second bearing, in particular not in the inner ring of the first bearing and / or the inner ring of the second bearing.
  • the first bearing and / or the second bearing or the inner ring of the first bearing and / or the inner ring of the second bearing according to the invention are not designed as means for supporting the planetary shaft on the planet carrier.
  • the at least one means for supporting the planet shaft to the planet carrier is arranged so that the first bearing and the second bearing can not be located in a load path between the planet shaft and the planet carrier, in particular not in a load path of the support of the planet shaft to the planet carrier ,
  • a force flow, which may arise due to the support of the planetary shaft on the planet carrier, must extend between the planet shaft and the planet carrier around the first bearing and around the second bearing.
  • the first bearing and the second bearing do not conduct any forces between the planetary shaft and the planetary carrier, in particular no forces which may arise due to the support of the planetary shaft on the planetary carrier.
  • This can be achieved, for example, by no means for supporting the planetary shaft is arranged on the planet carrier between the first bearing and the second bearing, or arranged so that a load path between the first bearing, in particular the inner ring of the first bearing, and the second bearing, in particular the inner ring of the second bearing, via a means for supporting the planet shaft extends to the planet carrier.
  • no load path between the first bearing and the second bearing extends in the axial direction via a means for supporting the planet shaft on the planet carrier.
  • the means for supporting the planet shaft to the planet carrier outside the gap between the first bearing and the second bearing, in particular outside the gap between the inner ring of the first bearing and the inner ring of the second bearing is arranged.
  • the planet carrier on an opening through which the planetary shaft can be inserted into the planet carrier.
  • This serves to mount the planetary gear.
  • the opening is preferably continuous and has a circular basic shape.
  • the planet carrier has a recess with a likewise circular basic shape into which the planetary shaft can be inserted.
  • the insertion into the planet carrier (1 10) takes place approximately in the first direction, i. by moving the planet shaft in the first direction.
  • the planetary gear has means for fixing the planet shaft at least against an axial displacement in the second direction.
  • These means may in particular be the said opening and the recess.
  • the planetary carrier and the planetary shaft form at the opening and / or at the recess a press fit, in particular a shrinkage bandage, in which the planet carrier is heated and shrunk onto the planetary shaft.
  • the press or shrinkage bandage also fixes the planetary shaft against displacement in the first direction. Against this background, the funds to meet Supporting the planet shaft to the planet carrier against a displacement of the planet shaft in the first direction the purpose of keeping the planetary shaft after insertion into the planet carrier in a correct position until the press or Schrumpf claimed is made.
  • a first piece is releasably connected to a second piece, for example screwed.
  • the first bearing and the second bearing are mounted on the first piece, i. the inner ring of the first bearing and the inner ring of the second bearing are fixed on the first piece.
  • At least a part of the second piece is formed as a means for supporting the planet shaft on the planet carrier. This makes it possible that the second piece of the first piece can be solved while the first piece is in the planet carrier.
  • Fig. 1 A known from the prior art, axial fixation of a planetary bearing
  • FIG. 2 shows a planetary bearing according to the invention with a support of the planet shaft to the planet carrier on the generator side
  • FIG. 3 shows an inventive planetary bearing with a support of the planet shaft to the planet carrier at the bottom of the generator-side recess.
  • Figures 1 to 4 show a planet shaft 108, the generator side in an opening 1 16 and the rotor side is fixed in a bore 1 18.
  • a planet gear 102 is rotatably mounted on the planet shaft 108 by means of a first bearing 104 and a second bearing 106.
  • Two circlips 120 or alternatively a step 122 in the planetary gear 102 prevent a displacement of the planetary gear 102 relative to the first bearing in a first direction 124 and a displacement of the planetary gear 102 relative to the second Bearing 106 in a second direction 126th
  • a displacement of the first bearing 104 relative to the planet carrier 1 10 and / or the planet shaft 108 in the first direction 124 is prevented by a direct contact of the inner ring of the first bearing 104 with the planet carrier 1 10.
  • the contact surface 128 is orthogonal to the axis of rotation
  • a shoulder 130 in the planetary shaft 108 prevents displacement of the second bearing 106 in the second direction 126 by direct contact with the inner race of the second bearing 106.
  • the annular spacer 1 14 extends between the inner races of the first bearing 104 and the second bearing 106.
  • no spacer 1 14 is located between the first bearing 104 and the second bearing 106.
  • one active surface pair 202 alters a displacement of the planet shaft 108 relative to the planar support 110 in the first direction 124.
  • the active surface pair 202 each consists of a surface of the planet carrier 1 10 and a surface of the planet shaft 108, which are in direct contact with each other or alternatively via a spacer 204 in contact (both alternatives are shown in Figs. 2 to 4 respectively).
  • the belonging to the active surface pair 202 surface of the planet carrier 1 10 points in the second direction 126, the area belonging to the active surface pair 202 of the planet shaft 108 in the first direction 124th
  • the active surface pair 202 and the spacer 204 are outside the planet carrier on the generator side. This allows a two-piece design of the planet shaft 108 having a first piece 206 and a second piece 208. While the first piece 206 is in the planet carrier 110, the second piece 208 can be removed to form the spacer 14 corresponding to the desired bearing clearance 1 12 adapt.
  • the active surface pair 202 and the spacer 204 may be disposed within a generator-side bore 1 18 in the planet carrier 1 10.
  • the bottom of the bore 1 18 has a radially extending surface which - directly or via the spacer 204 - comes into contact with the base surface of the planet shaft 108 and so supports the planetary shaft relative to a radial displacement in the first direction 124.
  • the active surface pair 202 may also be formed by a further paragraph in the planet shaft 108 and a radially extending surface of the planet carrier 1 10. This surface not only supports - directly or via the spacer 204 (shown below) - the planet shaft 108, but also the inner ring of the first bearing 104 against an axial displacement in the first direction 124 from.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, insbesondere für eine Windkraftanlage, mit mindestens einem Planetenrad (102), mit mindestens einem Planetenschaft (108) und mit mindestens einem Planetenträger (110). Das Planetenrad (102) ist mittels mindestens eines ersten Lagers (104) und mindestens eines zweiten Lagers (106) drehbar auf dem Planetenschaft (108) gelagert, wobei das erste Lager (104) das Planetenrad (102) mindestens gegenüber einer Verschiebung in eine erste, axiale Richtung (124) abstützen kann, und wobei das zweite Lager (106) das Planetenrad (102) mindestens gegenüber einer Verschiebung in eine zweite axiale, entgegengesetzt zu der ersten Richtung (124) verlaufende Richtung (126) abstützen kann. Das Planetengetriebe umfass mindestens eine Mittel (128) zum Abstützen eines Innenrings des ersten Lagers (104) an dem Planetenträger (110) gegenüber einer Verschiebung des Innenrings in die erste Richtung (124), mindestens ein Mittel (130) zum Abstützen eines Innenrings des zweiten Lagers (106) an dem Planetenschaft (108) gegenüber einer Verschiebung des Innenrings in die zweite Richtung (126), und mindestens ein Mittel (202, 204) zum Abstützen des Planetenschafts (108) an dem Planetenträger (110) gegenüber einer Verschiebung des Planetenschafts (108) in die erste Richtung (124). Erfindungsgemäß ist das Mittel (202, 204) zum Abstützen des Planetenschafts (108) an dem Planetenträger (110) so angeordnet, dass das erste Lager (104) und das zweite Lager (106) sich nicht in einem Lastpfad zwischen dem Planetenschaft (108) und dem Planetenträger (110) befinden können.

Description

Axiale Fixierung einer Planetenlaqerunq
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, das insbesondere als Planetenstufe im Getriebe einer Windkraftanlage verwendet werden kann.
Fig. 1 zeigt eine, aus dem Stand der Technik bekannte Lagerung eines Planetenrads 102 in einem Planetengetriebe der eingangs erwähnten Art. Das Planetenrad 102 ist mittels eines ersten Lagers 104 und eines zweiten Lagers 106 drehbar auf einem Planetenschaft bzw. Planetenbolzen 108 gelagert. Der Planetenschaft 108 ist in einem Planetenträger 1 10 fixiert.
In axialer Richtung sind die Innenringe des ersten Lagers 104 und des zweiten Lagers 106 zwischen dem Planetenträger 1 10 und dem Planetenschaft 108 eingespannt. Da es sich aber bei dem ersten Lager 104 und bei dem zweiten Lager 106 um Zylinderrollenlager handelt, ist in axialer Richtung ein gewisses Lagerspiel 1 12 erforderlich. Um dies zu gewährleisten, befindet sich zwischen den Innenringen des ersten Lagers 104 und des zweiten Lagers 106 ein Abstandhalter 1 14.
Die Verwendung eines Abstandhalters 1 14 verursacht nicht nur zusätzliche Kosten, sondern auch Probleme bei der Montage. Die Montage des Getriebes erfolgt üblicherweise, indem zunächst das erste Lager 104 und das zweite Lager 106 von jeweils einer anderen Seite in das Planetenrad 102 eingelassen werden. Nach der Positionierung des Planetenrads 102 mit dem ersten Lager 104 und dem zweiten Lager 106 in dem Planetenträger 1 10 wird der Planetenschaft 108 durch eine Öffnung 1 1 6 in den Planetenträger 1 10 eingeführt. Wird ein Abstandhalter 1 14 verwendet, muss auch dieser vor der Einführung des Planetenschafts 108 positioniert werden. Allerdings erfolgt weder durch das Planetenrad 102, noch durch das erste Lager 104 oder das zweite Lager 106 eine Führung des Abstandhalters 1 14 in radialer Richtung. Dies macht zusätzliche Maßnahmen zur Positionierung des Abstandhalters 1 14 erforderlich.
Weiterhin ist es nicht möglich, das Lagerspiel 1 12 zu korrigieren, nachdem der Planetenschaft 108 in dem Planetenträger 1 10 eingeführt wurde. Hierzu müsste der Ab- standhalter 1 14 ausgebaut und durch einen Abstandhalter 1 14 mit unterschiedlicher Breite ersetzt werden.
Aus der Druckschrift US 2012/0003096 A1 ist die Lagerung eines Planetenrads mittels zweier Lager ohne die Verwendung eines Abstandhalters zwischen den Innenringen der beiden Lager bekannt. Der Planetenschaft ist zylinderförmig ausgebildet. Daher erfolgt keine Führung der beiden Lager durch den Planetenschaft in axialer Richtung. Stattdessen weist der Planetenträger zwei in Umfangsrichtung orthogonal zur Drehachse verlaufende Flächen auf. An diesen Flächen kann sich jeweils ein Innenring der beiden Lager gegenüber einer Verschiebung in axialer Richtung abstützen. Das Lagerspiel wird also durch die beiden Flächen definiert.
Bei der beschriebenen Lösung muss der Planetenträger so gefertigt werden, dass der Abstand der beiden Flächen, an denen sich die Innenringe abstützen können, innerhalb enger, durch das zu erzielende Lagerspiel vorgegebener Toleranzgrenzen befindet. Dies würde in der Praxis erhebliche Probleme bereiten. Weiterhin ist die Steifigkeit des Planetenträgers gegenüber der Belastung einer der beiden seitlichen Hälften in axialer Richtung nur sehr ungenügend. Auch lässt sich das Getriebe in der, in der Druckschrift US 2012/0003096 A1 dargestellten Form nicht montieren, da der Planetenträger augenscheinlich einstückig ausgeführt ist. Ein zweistückig ausgeführter Planetenträger würde aber das oben beschriebene Toleranzproblem weiter verschärfen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe anzugeben, dass die eingangs beschriebenen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Planetengetriebe weist ein Planetenrad auf, das mittels mindestens eines ersten Lagers und mindestens eines zweiten Lagers drehbar auf einen Planetenschaft ge- lagert ist. Vorzugsweise ist das Planetenrad um genau eine Drehachse drehbar gelagert.
Ein Mittel zum Abstützen eines ersten Elements in einem zweiten Element gegenüber einer Verschiebung in eine Richtung bezeichnet im Folgenden ein Mittel zum formschlüssigen fixieren des ersten Elements an dem zweiten Element gegenüber einer Verschiebung in die genannte Richtung. Das Abstützen eines ersten Elements an einem zweiten Element gegenüber einer Verschiebung des ersten Elements in eine Richtung bedeutet entsprechend eine Fixierung des ersten Elements an dem zweiten Element, so dass eine translatorische Bewegung des ersten Elements in die genannte Richtung verhindert wird.
Das erste Lager ist so ausgebildet, dass es das Planetenrad mindestens gegenüber einer Verschiebung in eine erste axiale Richtung, etwa in Richtung des Rotors einer Windkraftanlage, abstützen kann. Mit Verschiebung ist eine translatorische Bewegung gemeint. Eine Verschiebung in eine axiale Richtung bedeutet demnach eine translatorische Bewegung parallel zu der Drehachse des Planetenrads.
Das erste Lager stützt das Planetenrad je nach Ausführungsform an dem Planetenträger und/oder an den Planetenschaft ab. Dies bedeutet Folgendes: Wirkt eine Kraft auf das Planetenrad, die eine Verschiebung in die axiale Richtung bewegen würde, kontert das erste Lager diese Kraft, so dass die axiale Position des Planetenrads unverändert bleibt. Die Abstützung des Planetenrads erfolgt also situativ in Abhängigkeit auf den, auf das Planetenrad wirkenden axialen Kräften.
Analog kann das zweite Lager das Planetenrad mindestens gegenüber einer Verschiebung in eine zweite axiale, entgegengesetzt zu der ersten Richtung verlaufende Richtung, etwa in Richtung des Generators einer Windkraftanlage, abstützen. Die erste Richtung und die zweite Richtung sind dabei so orientiert, dass sie voneinander wegweisen. Entsprechend bewirkt eine Verschiebung des Innenrings des ersten Lagers in die erste Richtung und/oder des Innenrings des zweiten Lagers in die zweite Richtung, dass sich der Abstand der beiden Innenringe vergrößert. Vom zweiten La- ger aus betrachtet, befindet sich das erste Lager in der ersten Richtung; vom ersten Lager aus betrachtet, befindet sich das zweite Lager in der zweiten Richtung.
Mittel zum Abstützten der Innenringe der beiden Lager dienen dazu, das erste Lager und das zweite Lager und damit auch das Planetenrad in axialer Richtung zu positionieren. Mindestens ein Mittel dient dazu, den Innenring des ersten Lagers an dem Planetenträger gegenüber einer Verschiebung des Innenrings in die erste Richtung abzustützen. Als Mittel zum Abstützen des Innenrings des ersten Lagers, weist der Planetenträger vorzugsweise einen orthogonal zur Drehachse des Planetenrads in Umfangsrichtung verlaufende Fläche auf. Diese Fläche beschreibt einen orthogonal zur Drehachse verlaufenden Kreisring. Steht der Innenring des ersten Lagers in Kontakt mit dieser Fläche, wird er an einer Verschiebung in die erste Richtung gehindert. Der Kontakt erfolgt entweder direkt oder über einem Element, das sich zwischen dem Innenring des ersten Lagers und der Fläche befindet, beispielsweise ein ringförmiger Abstandhalter.
Analog weist das Planetengetriebe mindestens ein Mittel zum Abstützen eines Innenrings des zweiten Lagers an dem Planetenschaft gegenüber einer Verschiebung des Innenrings in die zweite Richtung auf. Dieses Mittel verhindert eine Verschiebung des Innenrings des zweiten Lagers in die zweite Richtung.
Als Mittel zur Abstützung des Innenrings des zweiten Lagers, weist der Planetenschaft vorzugsweise einen Absatz auf, d. h. eine orthogonal zu der Drehachse des Planetenrads in Umfangsrichtung verlaufende Fläche auf, die einen orthogonal zu der Drehachse des Planetenrads verlaufenden Kreisring beschreibt. Diese Fläche ist so ausgebildet, dass ein Kontakt mit dem Innenring des zweiten Lagers möglich ist. Dieser Kontakt erfolgt entweder direkt oder über ein weiteres Element, das etwa als ein ringförmiger Abstandhalter ausgebildet sein kann.
Weil das erste Lager das Planetenrad gegenüber einer Verschiebung in die erste Richtung abstützen kann und das zweite Lager das Planetenrad gegenüber einer Verschiebung in die zweite Richtung abstützen kann, wird durch die Mittel zum Abstützen des Innenrings des ersten Lagers und die Mittel zum Abstützen des Innerings des zweiten Lagers, das Lagerspiel der beiden Lager definiert. Da der Innenring des ersten Lagers an dem Planetenträger abgestützt wird und der Innenring des zweiten Lagers an dem Planetenschaft, ist es erforderlich, die Position des Planetenschafts relativ zu dem Planetenträger in Abhängigkeit von dem gewünschten Lagerspiel festzulegen. Hierzu wird der Planetenschaft an dem Planetenträger gegenüber einer Verschiebung in die erste Richtung abgestützt.
Als Mittel zum Abstützen weisen vorzugsweise sowohl der Planetenschaft, als auch der Planetenträger jeweils eine orthogonal zur Drehachse des Planetenrads in Um- fangsrichtung verlaufende Fläche auf. Die beiden Flächen sind so ausgerichtet, dass ein formschlüssiger Kontakt möglich ist. Vorzugsweise stehen die Flächen sich gegenüber. Der Kontakt der beiden Flächen erfolgt entweder direkt oder über ein weiteres Element, bei dem es sich vorzugsweise um einen ringförmigen Abstandhalter handelt. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem weiteren Element nicht um das erste Lager und/oder das zweite Lager, insbesondere nicht im den Innenring des ersten Lagers und/oder den Innenring des zweiten Lagers. Das erste Lager und/oder das zweite Lager bzw. der Innenring des ersten Lagers und/oder der Innenring des zweiten Lagers sind erfindungsgemäß nicht als Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an dem Planetenträger ausgebildet. Stattdessen ist das mindestens eine Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an dem Planetenträger so angeordnet, dass das erste Lager und das zweite Lager sich nicht in einem Lastpfad zwischen dem Planetenschaft und dem Planetenträger befinden können, insbesondere nicht in einem Lastpfad der Abstützung des Planetenschafts an dem Planetenträger. Dies bedeutet, dass kein Kraftfluss, der durch die Abstützung des Planetenschafts an dem Planetenträger entstehen kann, durch das erste Lager, insbesondere den Innenring des ersten Lagers und/oder das zweite Lager, insbesondere den Innenring des ersten Lagers, verläuft. Ein Kraftfluss, der durch die Abstützung des Planetenschafts an dem Planetenträger entstehen kann, muss zwischen dem Planetenschaft und dem Planetenträger um das erste Lager und um das zweite Lager herum verlaufen. Das erste Lager und das zweite Lager leiten keine Kräfte zwischen dem Planetenschaft und dem Planetenträger, insbesondere keine Kräfte, die durch die Abstützung des Planetenschafts an dem Planetenträger entstehen können. Erreicht werden kann dies etwa, indem kein Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an dem Planetenträger zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager angeordnet wird, bzw. so angeordnet wird, dass ein Lastpfad zwischen dem ersten Lager, insbesondere dem Innenring des ersten Lagers, und dem zweiten Lager, insbesondere dem Innenring des zweiten Lagers, über ein Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an dem Planetenträger verläuft. Insbesondere verläuft in axialer Richtung kein Lastpfad zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager über ein Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an dem Planetenträger. Stattessen ist das Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an dem Planetenträger außerhalb des Zwischenraumes zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager, insbesondere außerhalb des Zwischenraums zwischen dem Innenring des ersten Lagers und dem Innenring des zweiten Lagers, angeordnet.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Planetenträger eine Öffnung auf, durch die der Planetenschaft in den Planetenträger eingeführt werden kann. Dies dient der Montage des Planetengetriebes. Die Öffnung ist vorzugsweise durchgehend und hat eine kreisförmige Grundform. Der Öffnung gegenüberliegend weist der Planetenträger eine Vertiefung mit ebenfalls kreisförmiger Grundform auf, in die der Planetenschaft eingeführt werden kann.
Das Einführen in den Planetenträger (1 10) erfolgt etwa in die erste Richtung, d.h. durch Verschieben des Planetenschafts in die erste Richtung.
Vorzugsweise weist das Planetengetriebe Mittel zum Fixieren des Planetenschafts mindestens gegenüber einer axialen Verschiebung in die zweite Richtung auf. Bei diesen Mitteln kann es sich insbesondere um die genannte Öffnung und die genannte Vertiefung handeln. Vorzugsweise bilden dabei der Planetenträger und der Planetenschaft an der Öffnung und/oder an der Vertiefung einen Pressverband, insbesondere einen Schrumpfverband, bei dem der Planetenträger erhitzt und auf den Planetenschaft aufgeschrumpft wird.
Der Press- bzw. Schrumpfverband fixiert den Planetenschaft auch gegenüber einer Verschiebung in die erste Richtung. Vor diesem Hintergrund erfüllen die Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an den Planetenträger gegenüber einer Verschiebung des Planetenschafts in die erste Richtung den Zweck, den Planetenschaft nach dem Einführen in den Planetenträger solange in einer korrekten Position zu halten, bis der Press- bzw. Schrumpfverband hergestellt ist.
Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Montage ist eine Ausführungsform des Planetengetriebes mit einem mindestens zweistückigen Planetenschaft. Dabei ist ein erstes Stück lösbar mit einem zweiten Stück verbunden, beispielsweise verschraubt. Das erste Lager und das zweite Lager sind auf dem ersten Stück angebracht, d.h. der Innenring des ersten Lagers und der Innenring des zweiten Lagers sind auf dem ersten Stück fixiert. Mindestens ein Teil des zweiten Stücks ist als Mittel zum Abstützen des Planetenschafts an dem Planetenträger ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, dass sich das zweite Stück von dem ersten Stück lösen lässt, während sich das erste Stück im Planetenträger befindet.
Zur Montage wird der Planetenschaft, wie oben bereits beschrieben, in den Planetenträger eingeführt. Sollte sich nun ein unzulässiges Lagerspiel einstellen, kann das zweite Stück gelöst werden, um einen geeigneten Abstandhalter einzusetzen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beigefügten Figuren, näher beschrieben. Dabei bezeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder funktionsähnliche Komponenten, so dass insbesondere die Beschreibung einer Komponente in einer Figur für die Bestimmung der Funktionalität der mit dem identischen Bezugszeichen bezeichneten Komponente in einer anderen Figur herangezogen werden kann und umgekehrt.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine aus dem Stand der Technik bekannte, axiale Fixierung einer Planetenlagerung;
Fig. 2 Eine erfindungsgemäße Planetenlagerung mit einer Abstützung des Planetenschafts an den Planetenträger auf Generatorseite; Fig. 3 Eine erfindungsgemäße Planetenlagerung mit einer Abstützung des Planetenschafts an den Planetenträger am Boden der generatorseitigen Ausnehmung; und
Fig. 4 Eine erfindungsgemäße Planetenlagerung mit einer Abstützung des Planetenschafts an den Planetenträger am Rand der rotorseitigen Ausnehmung.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Planetenschaft 108, der generatorseitig in einer Öffnung 1 16 und rotorseitig in einer Bohrung 1 18 fixiert ist. Ein Planetenrad 102 ist mittels eines ersten Lagers 104 und eines zweiten Lagers 106 drehbar auf dem Planetenschaft 108 gelagert. Zwei Sicherungsringe 120 oder alternativ eine Stufe 122 in dem Planetenrad 102 (in den Fig. 1 bis 4 sind jeweils beide Alternativen dargestellt) verhindern eine Verschiebung des Planetenrads 102 gegenüber dem ersten Lager in eine erste Richtung 124 und eine Verschiebung des Planetenrads 102 gegenüber dem zweiten Lager 106 in eine zweite Richtung 126.
Eine Verschiebung des ersten Lagers 104 gegenüber dem Planetenträger 1 10 und/oder dem Planetenschaft 108 in die erste Richtung 124 wird verhindert, durch einen direkten Kontakt des Innenrings des ersten Lagers 104 mit dem Planetenträger 1 10. Dabei verläuft die Kontaktfläche 128 orthogonal zu der Drehachse des Planetenrads 102. Analog verhindert ein Absatz 130 in dem Planetenschaft 108 durch einen direkten Kontakt zu dem Innenring des zweiten Lagers 106 eine Verschiebung des zweiten Lagers 106 in die zweite Richtung 126. Der ringförmig ausgestaltete Abstandhalter 1 14 verläuft zwischen den Innenringen des ersten Lagers 104 und des zweiten Lagers 106.
In den Ausführungsformen der Figuren 2 bis 4 befindet sich zwischen dem ersten Lager 104 und dem zweiten Lager 106 kein Abstandhalter 1 14. Stattdessen verändert jeweils ein Wirkflächenpaar 202 eine Verschiebung des Planetenschafts 108 gegenüber dem Planententräger 1 10 in die erste Richtung 124. Das Wirkflächenpaar 202 besteht jeweils aus einer Fläche des Planetenträgers 1 10 und einer Fläche des Planetenschafts 108, die zueinander im direkten Kontakt oder alternativ über einen Abstandhalter 204 in Kontakt stehen (beide Alternativen sind in den Fig. 2 bis 4 jeweils dargestellt). Die zu dem Wirkflächenpaar 202 gehörige Fläche des Planetenträgers 1 10 zeigt in die zweite Richtung 126, die zu dem Wirkflächenpaar 202 gehörige Fläche des Planetenschafts 108 in die erste Richtung 124.
Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 befinden sich das Wirkflächenpaar 202 und der Abstandhalter 204 (unten dargestellt) generatorseitig außerhalb des Planetenträgers. Dies ermöglicht eine zweistückige Ausführung des Planetenschafts 108 mit einem ersten Stück 206 und einem zweiten Stück 208. Während sich das erste Stück 206 in dem Planetenträger 1 10 befindet, kann das zweite Stück 208 entfernt werden, um den Abstandhalter 1 14 entsprechend dem gewünschten Lagerspiel 1 12 anzupassen.
Alternativ können, wie in Fig. 3 gezeigt, das Wirkflächenpaar 202 und der Abstandhalter 204 (unten dargestellt) innerhalb einer generatorseitigen Bohrung 1 18 in dem Planetenträger 1 10 angeordnet sein. Dabei weist der Boden der Bohrung 1 18 eine radial verlaufende Fläche auf, die - direkt oder über den Abstandhalter 204 - in Kontakt mit der Grundfläche des Planetenschafts 108 tritt und so den Planetenschaft gegenüber einer radialen Verschiebung in die erste Richtung 124 abstützt.
Wie in Fig. 4 dargestellt, kann das Wirkflächenpaar 202 darüber hinaus durch einen weiteren Absatz in dem Planetenschaft 108 und einer in radialer Richtung verlaufenden Fläche des Planetenträgers 1 10 gebildet werden. Diese Fläche stützt nicht nur - direkt oder über den Abstandhalter 204 (unten dargestellt) - den Planetenschaft 108, sondern auch den Innenring des ersten Lagers 104 gegenüber einer axialen Verschiebung in die erste Richtung 124 ab. Bezuqszeichen
102 Planetenrad
104 erstes Lager
106 zweites Lager
108 Planetenschaft
1 10 Planetenträger
1 12 Lagerspiel
1 14 Abstandhalter
1 1 6 Öffnung
1 18 Bohrung
120 Sicherungsringe
122 Stufe
124 erste Richtung
126 zweite Richtung
128 Kontaktfläche
130 Absatz
202 Wirkflächenpaar
204 Abstandhalter
206 erstes Stück
208 zweites Stück

Claims

Patentansprüche
1 . Planetengetriebe
mit mindestens einem Planetenrad (102), mit
mindestens einem Planetenschaft (108) und mit
mindestens einem Planetenträger (1 10); wobei
das Planetenrad (102) mittels mindestens eines ersten Lagers (104) und mindestens eines zweiten Lagers (106) drehbar auf dem Planetenschaft (108) gelagert ist, wobei das erste Lager (104) das Planetenrad (102) mindestens gegenüber einer Verschiebung in eine erste, axiale Richtung (124) abstützen kann, und wobei
das zweite Lager (106) das Planetenrad (102) mindestens gegenüber einer Verschiebung in eine zweite axiale, entgegengesetzt zu der ersten Richtung (124) verlaufende Richtung (126) abstützen kann; mit
mindestens einem Mittel (128) zum Abstützen eines Innenrings des ersten Lagers (104) an dem Planetenträger (1 10) gegenüber einer Verschiebung des Innenrings in die erste Richtung (124), mit
mindestens einem Mittel (130) zum Abstützen eines Innenrings des zweiten Lagers (106) an dem Planetenschaft (108) gegenüber einer Verschiebung des Innenrings in die zweite Richtung (126), und mit
mindestens einem Mittel (202, 204) zum Abstützen des Planetenschafts (108) an dem Planetenträger (1 10) gegenüber einer Verschiebung des Planetenschafts (108) in die erste Richtung (124);
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (202, 204) zum Abstützen des Planetenschafts (108) an dem Planetenträger (1 10) so angeordnet ist, dass das erste Lager (104) und das zweite Lager (106) sich nicht in einem Lastpfad zwischen dem Planetenschaft (108) und dem Planetenträger (1 10) befinden können.
2. Planetengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (1 10) eine Öffnung (1 1 6) aufweist, durch die der Planetenschaft (108) in den Planetenträger (1 10) eingeführt werden kann.
3. Planetengetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Einführen des Planetenschafts (108) in den Planetenträger (1 10) in die erste Richtung (124) erfolgt.
4. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abstandhalter (204) als Mittel zum Abstützen des Planetenschafts (108) an dem Planetenträger (1 10) dient.
5. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenschaft (108) aus mindestens einem ersten Stück (206) und einem zweiten Stück (208) besteht, wobei
das erste Stück (206) und das zweite Stück (208) lösbar miteinander verbunden sind, wobei
das erste Lager (104) und das zweite Lager (106) auf dem ersten Stück (206) angebracht sind, und wobei
mindestens ein Teil des zweiten Stücks (208) als Mittel (204) zum Abstützen des Planetenschafts (108) an dem Planetenträger (1 10) ausgebildet ist.
6. Planetengetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (1 10) und der Planetenschaft (108) so ausgebildet sind, dass sich das zweite Stück (208) von dem ersten Stück (206) lösen lässt, während sich das erste Stück (206) in dem Planetenträger (1 10) befindet.
7. Getriebe für eine Windkraftanlage mit einem Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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