EP3784926A1 - Planetary gearbox, drive train, wind turbine and industrial application - Google Patents

Planetary gearbox, drive train, wind turbine and industrial application

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EP3784926A1
EP3784926A1 EP19733671.2A EP19733671A EP3784926A1 EP 3784926 A1 EP3784926 A1 EP 3784926A1 EP 19733671 A EP19733671 A EP 19733671A EP 3784926 A1 EP3784926 A1 EP 3784926A1
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EP
European Patent Office
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gear
planetary
stage
gear stage
designed
Prior art date
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Pending
Application number
EP19733671.2A
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German (de)
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Inventor
Dominikus Daners
Arno Klein-Hitpass
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Flender GmbH
Original Assignee
Flender GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

The invention relates to a planetary gearbox (10), which comprises at least three consecutively connected gearing stages (20, 30, 40). A first and a second gearing stage (20, 30) are designed as planetary stages (19). According to the invention, the third gearing stage (40) is designed as a planetary stage (19) having a stationary gearing component (11). Alternatively, the third gearing stage (40) is designed as a spur gear stage (21) and is coupled in turn to a fourth gearing stage (50), which is also designed as a spur gear stage (21). The invention further relates to a drive train (60) of a wind turbine (70), in which wind turbine a corresponding planetary gearbox (10) is used as a gearbox (66). The invention further relates to a wind turbine (70) equipped with a corresponding drive train (60). Furthermore, the invention relates to an industrial application (80) having a corresponding planetary gearbox (10) as a gearbox (66).

Description

Beschreibung description
Planetengetriebe, Antriebsstrang, Windkraftanlage und Indust rie-Applikation Planetary gear, drive train, wind turbine and industrial application
Die Erfindung betrifft Planetengetriebe mit einer Mehrzahl an Getriebestufen und einen Antriebsstrang für eine Windkraftan lage, der mit einem entsprechenden Planetengetriebe ausge stattet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Windkraftanla ge, die über einen entsprechenden Antriebsstrang verfügt. Ferner betrifft die Erfindung eine Industrie-Applikation, die mit einem erfindungsgemäßen Planetengetriebe ausgestattet ist . The invention relates to planetary gears with a plurality of gear stages and a drive train for a wind turbine, which is equipped with a corresponding planetary gear. The invention also relates to a wind turbine which has a corresponding drive train. The invention further relates to an industrial application which is equipped with a planetary gear according to the invention.
Aus der bisher nicht veröffentlichten Europäischen Patentan meldung mit dem Aktenzeichen EP 17152660.1 ist ein Planeten getriebe für eine Windkraftanlage bekannt, das eine erste und eine zweite Getriebestufe aufweist, wobei die zweite Getrie bestufe mit einer Stirnradstufe verbunden ist. From the previously unpublished European patent application with the file number EP 17152660.1 a planetary gear for a wind turbine is known which has a first and a second gear stage, the second gear stage being connected to a spur gear stage.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 106 534 Al offenbart ein Getriebe für eine Windkraftanlage, das zwei Planetenstufen umfasst, die mit einem Summiergetriebe verbunden sind. Das Summiergetriebe ist über eine Stirnradstufe mit einem Genera tor verbunden. The published patent application DE 10 2011 106 534 A1 discloses a transmission for a wind power plant which comprises two planetary stages which are connected to a summing transmission. The summing gear is connected to a generator via a spur gear stage.
Ferner ist aus dem Dokument WO 2016/016645 A2 ein Getriebe bekannt, das zum Antreiben einer Schneckenzentrifuge ausge bildet ist. Das Getriebe weist zwei Eingangswellen auf, die mit unterschiedlichen Planetenstufen verbunden sind. In einer ersten Planetenstufe ist ein Stufenplanet aufgenommen. Eine der Eingangswellen ist zum Bereitstellen einer Grundantriebs leistung ausgebildet und die andere Eingangswelle zum Bereit stellen einer Regelantriebsleistung. Furthermore, a transmission is known from document WO 2016/016645 A2, which is designed to drive a screw centrifuge. The gearbox has two input shafts that are connected to different planetary stages. A step planet is included in a first planet step. One of the input shafts is designed to provide a basic drive power and the other input shaft to provide a control drive power.
WO 2009/016508 A2 offenbart ein Getriebe zum Verwendung in einer Windkraftanlage, das zwei hintereinandergeschaltete Planetenstufen aufweist. Die hintereinandergeschalteten Pla- netenstufen sind über eine Stirnradstufe mit einer weiteren Planetenstufe gekoppelt. Eine Sonnenwelle der weiteren Plane tenstufe ist über eine Kupplung mit einem Hilfsmotor bzw. Hilfsgenerator verbindbar. Durch den Hilfsmotor bzw. Hilfsge nerator ist eine Ausgangsdrehzahl, mit der ein Hauptgenerator angetrieben wird, einstellbar. WO 2009/016508 A2 discloses a transmission for use in a wind power plant, which has two planetary stages connected in series. The series connected Netenstufen are coupled via a spur gear stage with another planet stage. A sun shaft of the further plane stage can be connected to an auxiliary motor or auxiliary generator via a coupling. An output speed at which a main generator is driven can be set by the auxiliary motor or auxiliary generator.
In der Getriebetechnik besteht Bedarf an Getrieben, die dazu geeignet sind, höhere Wellenleistungen von einer Eingangswel le zu einer Ausgangswelle zu transportieren und dabei die Drehzahl und korrespondieren das vorliegende Drehmoment in einem angestrebten Ausmaß zu verändern. Insbesondere werden höhere Gesamtübersetzungsverhältnisse für höhere Antriebs leistungen angestrebt. Gleichzeitig bestehen Anforderungen an eine einfache und wirtschaftliche Herstellung entsprechender Getriebe. Ebenso wird eine kompakte Bauform solcher Getriebe gewünscht. Diese Zielsetzungen bestehen in besonderem Umfang im Bereich der Windkraftanlagentechnik und bei Getrieben für industrielle Anlagen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrun de, ein Getriebe bereitzustellen, das in zumindest einem die ser Aspekte eine Verbesserung bietet. In transmission technology, there is a need for transmissions which are suitable for transporting higher shaft powers from an input shaft to an output shaft and thereby changing the speed and corresponding torque to a desired extent. In particular, higher overall gear ratios are sought for higher drive powers. At the same time, there are requirements for a simple and economical manufacture of corresponding gearboxes. A compact design of such gears is also desired. These objectives exist in particular in the field of wind turbine technology and in gearboxes for industrial plants. The invention is based on the object of providing a transmission which offers an improvement in at least one of these aspects.
Die Aufgabenstellung wird durch das erfindungsgemäße Plane tengetriebe gelöst. Das Planetengetriebe umfasst zumindest drei hintereinandergeschaltete Getriebestufen, die miteinan der in Eingriff stehen. Durch die Hintereinanderschaltung wird eine zugeführte Antriebsleistung vollständig, also un verzweigt, durch jede Getriebestufe geführt. Die erste und zweite Getriebestufe sind dabei als Planetenstufen ausgebil det, wobei jede der Planetenstufen als Getriebekomponenten ein Hohlrad, einen Planetenträger mit darin drehbar aufgenom menen Planetenrädern, und ein Sonnenrad umfasst. Die zweite Getriebestufe ist unmittelbar zwischen der ersten und dritten Getriebestufe angeordnet. Erfindungsgemäß ist die zweite Ge triebestufe mit der dritten Getriebestufe gekoppelt, die als Planetenstufe mit einer stationären Getriebekomponente ausge bildet ist. Alternativ kann die dritte Getriebestufe auch als Stirnrad stufe ausgebildet sein. Eine solche als Stirnradstufe ausge bildete dritte Getriebestufe ist wiederum mit einer vierten Getriebestufe gekoppelt, die ebenfalls als Stirnradstufe aus gebildet ist. Folglich weist die skizzierte Alternative des Planetengetriebes eine Hintereinanderschaltung von zwei Pla netenstufen und zwei Stirnradstufen auf. Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass mittels einer Hintereinanderschaltung von zumindest drei Planetenstufen o- der von zwei Planetenstufen und zwei Stirnradstufen ein er höhtes Gesamtübersetzungsverhältnis und einer erhöhte Drehmo mentdichte erzielbar ist. Gleichzeitig sind entsprechende Planetengetriebe auch bei einer Auslegung für erhöhte An triebsleistungen überraschend kompakt. Das erhöhte Gesamt übersetzungsverhältnis wiederum erlaubt bei Windkraftanlagen den Einsatz von Generatoren mit einer reduzierten Anzahl an Polpaaren. Je niedriger die sogenannte Polpaarzahl ist, umso einfacher und wirtschaftlicher ist der Generator herstellbar. Insbesondere sind, je nach Ausführungsform der Erfindung bei gleichbleibend dimensionierten Windkraftanlagen, Generatoren mit lediglich vier Polpaaren einsetzbar, vorzugsweise sogar Generatoren mit lediglich zwei Polpaaren. Das erfindungsgemä ße Planetengetriebe erlaubt es, bei gleichbleibender Dimensi onierung der Windkraftanlage, für diese einfachere Generato ren einzusetzen. Gleichermaßen bietet das erfindungsgemäße Getriebe eine vorteilhafte Möglichkeit, bestehende Windkraft anlagen im Zuge einer Nachrüstung wirtschaftlicher zu machen. The task is solved by the tarpaulin according to the invention. The planetary gear comprises at least three gear stages connected in series, which are in engagement with one another. Through the series connection, a supplied drive power is completely, that is unbranched, passed through each gear stage. The first and second gear stages are designed as planetary stages, each of the planetary stages as gear components comprising a ring gear, a planet carrier with planet gears rotatably received therein, and a sun gear. The second gear stage is arranged directly between the first and third gear stages. According to the invention, the second gear stage is coupled to the third gear stage, which is formed as a planetary stage with a stationary gear component. Alternatively, the third gear stage can also be designed as a spur gear stage. Such a third gear stage formed as a spur gear stage is in turn coupled to a fourth gear stage, which is also formed as a spur gear stage. Consequently, the sketched alternative of the planetary gear has a series connection of two planetary stages and two spur gear stages. The invention is based, inter alia, on the knowledge that a series connection of at least three planetary stages or two planetary stages and two spur gear stages enables an increased overall transmission ratio and an increased torque density to be achieved. At the same time, corresponding planetary gears are surprisingly compact even with a design for increased drive powers. The increased overall transmission ratio in turn allows the use of generators with a reduced number of pole pairs in wind turbines. The lower the so-called number of pole pairs, the easier and more economical it is to manufacture the generator. In particular, depending on the embodiment of the invention, with consistently dimensioned wind turbines, generators with only four pole pairs can be used, preferably even generators with only two pole pairs. The planetary gear according to the invention makes it possible to use simpler generators for the wind power plant while maintaining the same dimensions. Likewise, the transmission according to the invention offers an advantageous possibility of making existing wind power plants more economical in the course of retrofitting.
Weiter erfindungsgemäß ist jeweils ein Hohlrad der ersten und zweiten Getriebestufe als stationäre Getriebekomponente aus gebildet, also das entsprechende Hohlrad sich im Betrieb nicht um die Hauptdrehachse des Planetengetriebes dreht. Furthermore, according to the invention, a ring gear of the first and second gear stages is formed as a stationary gear component, ie the corresponding ring gear does not rotate about the main axis of rotation of the planetary gear during operation.
Hohlräder stellen typischerweise die schwersten Getriebekom ponenten dar, so dass durch ein stationäres Hohlrad die ro tierenden Massen reduziert werden, was wiederum die Laufruhe des Planetengetriebes erhöht. Bei derartigen Planetenstufen werden Antriebsleistung und Abtriebsleistung nur über den zu gehörigen Planetenträger bzw. das Sonnenrad zu- und abge- führt. Dementsprechend sind derartige Planetenstufen in ein facher Weise mit benachbarten Getriebestufen koppelbar. Ins gesamt ist so eine einfache, zuverlässige und geräuscharme Kombination mehrerer Planetenstufen oder einer Planetenstufe mit einer Stirnradstufe erzielbar. Ring gears are typically the heaviest gear components, so that the rotating masses are reduced by a stationary ring gear, which in turn increases the smoothness of the planetary gear. In such planetary stages, the drive power and output power are only added and removed via the associated planet carrier or the sun gear. leads. Accordingly, planetary stages of this type can be coupled in a simple manner to adjacent gear stages. All in all, a simple, reliable and low-noise combination of several planetary stages or one planetary stage with a spur gear stage can be achieved.
In einer Ausführungsform des beanspruchten Planetengetriebes, in der die dritte Getriebestufe als Planetenstufe ausgebildet ist, ist diese zu einer direkten Kopplung mit einem Generator ausgebildet. Dabei weist der Generator vorzugsweise drei oder vier Polpaare auf. Unter einer direkten Kopplung ist eine drehmomentübertragende Verbindung zu verstehen, bei der die vorliegende Drehzahl und das vorliegende Drehmoment gleich bleiben, also keine Getriebewirkung mehr vorliegt. Bei der so erzielten Hintereinanderschaltung von drei Planetenstufen sind die Eingangswelle und eine Ausgangswelle des Planetenge triebes im Wesentlichen koaxial ausgebildet, das in eine Ra dialrichtung eine Platzersparnis bietet. Ferner weist ein entsprechendes Planetengetriebe ein Gesamtübersetzungsver hältnis von 20 bis 200, vorzugsweise von 40 bis 120. Derarti ge Drehzahlen erlauben es, basierend auf den übliche Rotor drehzahlen einer Windkraftanlage, einen Generator mit zwei bis vier Polpaaren einzusetzen. In one embodiment of the claimed planetary gear, in which the third gear stage is designed as a planetary stage, it is designed for direct coupling to a generator. The generator preferably has three or four pole pairs. A direct coupling is to be understood as a torque-transmitting connection in which the present speed and the present torque remain the same, that is to say there is no longer any transmission effect. In the series connection of three planetary stages achieved in this way, the input shaft and an output shaft of the planetary gear are essentially coaxial, which offers space savings in a dial direction. Furthermore, a corresponding planetary gear has a total ratio of 20 to 200, preferably 40 to 120. Such speeds allow, based on the usual rotor speeds of a wind turbine, to use a generator with two to four pole pairs.
Alternativ kann die dritte Getriebestufe auch mit einer vier ten Getriebestufe verbunden sein, die als Stirnradstufe aus gebildet ist. Ein entsprechendes Planetengetriebe weist drei hintereinandergeschaltete Planetenstufen und eine dahinter geschaltete Stirnradstufe auf. Bei einem solchen Planetenge triebe wird das Gesamtübersetzungsverhältnis durch die Kombi nation von vier Getriebestufen erzielt, die jeweils eine re duzierte Standübersetzung aufweisen. Durch die reduzierten Standübersetzungen der Getriebestufen werden diese bei gleichbleibender zu transportierender Antriebsleistung mecha nisch geringer beansprucht. Dies erlaubt es wiederum, die einzelnen Getriebestufen, insbesondere die erste und/oder zweite Getriebestufe, in Radialrichtung platzsparend auszu bilden und dadurch ein kompaktes Planetengetriebe bereitzu- stellen. Ferner ist bei gleichbleibenden Abmessungen ein er höhtes Gesamtübersetzungsverhältnis erreichbar. Im Einzelnen weist ein entsprechendes Planetengetriebe ein Gesamtüberset zungsverhältnis von 50 bis 350 auf, bevorzugt von 100 bis 220 auf. Je höher das Gesamtübersetzungsverhältnis des bean spruchten Planetengetriebes ist, umso geringer ist die erfor derliche Polpaaranzahl des anzutreibenden Generators. Vor zugsweise ist das beanspruchte Planetengetriebe an der vier ten Getriebestufe zu einer direkten Kopplung mit einem Gene rator mit zwei oder drei Polpaaren ausgebildet. Alternatively, the third gear stage can also be connected to a fourth gear stage which is formed as a spur gear stage. A corresponding planetary gear has three planetary stages connected in series and a spur gear stage connected behind. In such a planetary gearbox, the overall gear ratio is achieved by combining four gear stages, each with a reduced gear ratio. Due to the reduced gear ratios of the gear stages, these are mechanically less stressed while the drive power to be transported remains the same. This in turn allows the individual gear stages, in particular the first and / or second gear stage, to be constructed in a space-saving manner in the radial direction, and a compact planetary gear is thereby prepared. put. Furthermore, an increased overall transmission ratio can be achieved with the same dimensions. In detail, a corresponding planetary gear has a total transmission ratio of 50 to 350, preferably 100 to 220. The higher the overall gear ratio of the planetary gear claimed, the lower the number of pole pairs required for the generator to be driven. Before preferably the claimed planetary gear is formed on the four-th gear stage for direct coupling to a generator with two or three pole pairs.
Gemäß einer der skizzierten Alternativen kann im beanspruch ten Planetengetriebe eine vierte Getriebestufe vorgesehen sein, die als Stirnradstufe ausgebildet ist. Die vierte Ge triebestufe ist dabei mit der dritten Getriebestufe verbun den, die auch als Stirnradstufe ausgebildet ist. Bei dieser Alternative weist das beanspruchte Planetengetriebe eine Hin tereinanderschaltung von zwei Planetenstufen und zwei Stirn radstufen auf. Des Weiteren kann die vierte Getriebestufe zu einer direkten Kopplung mit einem Generator ausgebildet sein, der zwei, drei, vier acht oder 16 Polpaare aufweist. Das Pla netengetriebe bietet ein erhöhtes Gesamtübersetzungsverhält nis, durch das eine Verwendung eines Generator mit einer ent sprechend niedrigen Anzahl an Polpaaren ermöglicht wird. According to one of the alternatives outlined, a fourth gear stage can be provided in the claimed planetary gear, which is designed as a spur gear stage. The fourth Ge gear stage is connected to the third gear stage, which is also designed as a spur gear stage. In this alternative, the claimed planetary gear has a series connection of two planetary stages and two spur gear stages. Furthermore, the fourth gear stage can be designed for direct coupling to a generator that has two, three, four, eight or 16 pole pairs. The planetary gear offers an increased overall transmission ratio, which enables the use of a generator with a correspondingly low number of pole pairs.
Dadurch wird die Verwendung eines einfacheren und kosteneffi zienteren Generators ermöglicht. Das Planetengetriebe bietet ferner eine Platzersparnis in axialer Richtung, also entlang einer Hauptdrehachse des Planetengetriebes. Darüber hinaus sind Stirnradstufen in einfacher und kosteneffizienter Weise herstellbar. Insgesamt wird die Wirtschaftlichkeit eines An triebsstrangs einer Windkraftanlage, der mit einem entspre chenden Planetengetriebe ausgestattet ist, erhöht. This enables the use of a simpler and more cost-efficient generator. The planetary gear also saves space in the axial direction, that is, along a main axis of rotation of the planetary gear. In addition, spur gear stages can be produced in a simple and cost-effective manner. Overall, the economy of a drive train of a wind turbine that is equipped with a corresponding planetary gear is increased.
Im beanspruchten Planetengetriebe kann die erste Getriebestu fe fünf bis zwölf, vorzugsweise sieben bis zehn Planetenräder aufweisen. Je höher die Anzahl an Planetenrädern in einer Planetenstufe ist, umso geringer ist die mit der Planetenstu fe erzielbare Standübersetzung. Gleichzeitig werden die me- chanischen Beanspruchungen, die sich aus der eingeleiteten Antriebsleistung ergeben, auf eine erhöhte Anzahl an Plane tenrädern und Kontaktstellen im Hohlrad verteilt. Eine derar tige gleichmäßigere Verteilung bietet eine lokale Reduzierung der mechanischen Beanspruchungen, was wiederum mit einer er höhten Drehmomentdichte, einer erhöhten Lebensdauer und er höhten Zuverlässigkeit der Planetenstufe einhergeht. Die Ver wendung von drei oder vier Getriebestufen erlaubt es somit, bei reduzierten Standübersetzungen in der ersten und/oder zweiten Getriebestufe ein insgesamt erhöhtes Gesamtüberset zungsverhältnis zu erzielen und gleichzeitig die Zuverlässig keit der Planetenstufen, also der ersten und/oder zweiten Ge triebestufe, zu erhöhen. Insbesondere bei Ausführungsformen, die aus drei hintereinandergeschalteten Planetenstufen beste hen, ist eine erste Getriebestufe mit mindestens 7, besonders bevorzugt mit sieben bis zehn Planetenrädern vorteilhaft. Ei ne derartige erste Getriebestufe ist vorzugsweise mit einer zweiten Getriebestufe gekoppelt, die fünf bis zwölf, vorzugs weise sieben bis zehn Planetenräder aufweist. Weiter bevor zugt können die Planetenräder derart ausgestaltet sein, dass die im Wesentlichen die gleichen Abmessungen aufweisen, be sonders bevorzugt gegenseitig austauschbar ausgebildet sind. Dies erlaubt es, die Planetenräder für die erste und zweite Getriebestufe aus den gleichen Rohteilen zu fertigen, was die Herstellung des Planetengetriebes vereinfacht. Bei Verwendung von Planetenrädern in der ersten und zweiten Getriebestufe, die gegeneinander austauschbar sind, ist eine Gleichteilever wendung möglich, was wiederum eine noch größere Vereinfachung in der Herstellung erlaubt. Dem liegt unter anderem die über raschende Erkenntnis zugrunde, bei der Wahl der entsprechen den Anzahlen an Planetenrädern in den einzelnen Getriebestu fen sowohl die Drehmomentdichte erhöht wird und gleichzeitig die Fertigung erheblich einfacher und wirtschaftlicher wird. Die dritte Getriebestufe weist bei einer solchen Ausführungs form mindestens drei, vorzugsweise mindestens vier oder fünf Planetenräder auf. Bei entsprechenden Anzahlen an Planetenrä dern in den einzelnen Getriebestufen werden die technischen Vorteile des beanspruchten Planetengetriebes in besonderem Umfang erzielt. Insbesondere erlaubt ein entsprechendes Pla netengetriebe es, zweistufige Planetengetriebe in technisch zumindest gleichwertiger Weise kosteneffizient zu ersetzen. Ferner kann durch eine geeignete Wahl an Anzahlen von Plane tenrädern das beanspruchte Planetengetriebe auf eine Vielzahl an Gesamtübersetzungsverhältnissen eingestellt werden, was ein breites mögliches Einsatzspektrum bietet. In the claimed planetary gear, the first gear stage can have five to twelve, preferably seven to ten, planet gears. The higher the number of planet gears in a planetary stage, the lower the level ratio that can be achieved with the planetary stage. At the same time, the mechanical stresses that result from the input drive power, distributed over an increased number of tarpaulin wheels and contact points in the ring gear. Such a more even distribution offers a local reduction in mechanical stress, which in turn is accompanied by increased torque density, increased service life and increased reliability of the planetary stage. The use of three or four gear stages thus makes it possible to achieve a higher overall gear ratio with reduced stationary gear ratios in the first and / or second gear stage and at the same time to increase the reliability of the planetary stages, i.e. the first and / or second gear stage , In particular in embodiments which consist of three planetary stages connected in series, a first gear stage with at least 7, particularly preferably with seven to ten, planet gears is advantageous. Such a first gear stage is preferably coupled to a second gear stage which has five to twelve, preferably seven to ten planet gears. Further before, the planet gears can be configured such that they have essentially the same dimensions, and are particularly preferably designed to be mutually interchangeable. This makes it possible to manufacture the planet gears for the first and second gear stages from the same raw parts, which simplifies the manufacture of the planetary gear. When using planetary gears in the first and second gear stage, which are interchangeable, the same parts can be used, which in turn allows an even greater simplification in production. This is based, among other things, on the surprising finding that when choosing the appropriate number of planet gears in the individual gear stages, both the torque density is increased and, at the same time, production becomes considerably easier and more economical. In such an embodiment, the third gear stage has at least three, preferably at least four or five, planet gears. With appropriate numbers of planet gears in the individual gear stages, the technical advantages of the claimed planetary gear are particularly apparent Scope achieved. In particular, a corresponding planetary gear makes it possible to replace two-stage planetary gear in a technically at least equivalent manner in a cost-effective manner. Furthermore, the claimed planetary gear can be set to a variety of overall gear ratios by a suitable choice of numbers of tarpaulin wheels, which offers a wide range of possible uses.
In einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Planeten getriebes ist eine Eingangswelle zu einem Einleiten eines Drehmoments von mindestens 1500 kNm ausgebildet. Dies ent spricht circa einer Windkraftanlage mit 1,5 MW Nennleistung. Bevorzugt ist die Eingangswelle zu einem Einleiten eines Drehmoments von 1500 kNm bis 20000 kNm ausgebildet. Bei Ver wendung in einer Onshore-Windkraftanlage ist die Eingangswel le vorzugsweise zum Einleiten eines Drehmoments von 1500 kNm bis 10000 kNm ausgebildet. Bei Verwendung in einer Offshore- Windkraftanlage ist die Eingangswelle vorzugsweise zum Ein leiten eines Drehmoments von 5000 kNm bis 20000 kNm ausgebil det. Diese Wertebereiche korrespondieren im Wesentlichen mit den Nennleistungsbereichen entsprechender Windkraftanlagen. Darüber hinaus ist das beanspruchte Planetengetriebe auch da zu geeignet, mit einer Eingangswelle ausgestattet zu sein, die dazu ausgelegt ist, auch Drehmomente über 20000 kNm ins Planetengetriebe einzuleiten. Infolgedessen ist das bean spruchte Planetengetriebe skalierbar und auch für künftige Windkraftanlagen geeignet, die noch höhere Nennleistungen bieten werden. Dem beanspruchten Planetengetriebe liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass bereits ab Antriebs leistungen mit einem Drehmoment von ca. 1500 kNm zumindest eine zusätzliche Getriebestufe neben einem erhöhten Gesamt übersetzungsverhältnis auch eine verringerte oder zumindest gleichbleibende Größe, insbesondere in puncto Außendurchmes ser, bietet und gleichzeitig in einfacher und wirtschaftli cher Weise herstellbar ist. In a further embodiment of the claimed planetary gear, an input shaft is designed to introduce a torque of at least 1500 kNm. This corresponds approximately to a wind turbine with a nominal output of 1.5 MW. The input shaft is preferably designed to introduce a torque of 1500 kNm to 20,000 kNm. When used in an onshore wind turbine, the input shaft is preferably designed to introduce a torque of 1500 kNm to 10000 kNm. When used in an offshore wind turbine, the input shaft is preferably designed to initiate a torque of 5000 kNm to 20,000 kNm. These value ranges essentially correspond to the nominal power ranges of corresponding wind turbines. In addition, the claimed planetary gear is also suitable for being equipped with an input shaft which is designed to also transmit torques of over 20,000 kNm into the planetary gear. As a result, the planetary gear claimed is scalable and also suitable for future wind turbines that will offer even higher nominal outputs. The claimed planetary gear is based, among other things, on the knowledge that even from drive powers with a torque of approx. 1500 kNm, at least one additional gear stage, in addition to an increased overall gear ratio, also offers a reduced or at least constant size, in particular in terms of outside diameter, and at the same time is simple and economical to manufacture.
In einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Planeten getriebes kann die erste Getriebestufe eine Standübersetzung von 2,5 bis 4,4 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Getriebestufe eine Standübersetzung von 2,5 bis 6 aufweisen. Vorzugsweise sind die Standübersetzungen der ers ten und zweiten Getriebestufe im Wesentlichen gleich groß, so dass die Standübersetzungen der ersten und zweiten Getriebe stufe entsprechend minimiert sind. Dadurch werden der größte Außendurchmesser, die Getriebelänge des Planetengetriebes und dessen Gewicht, die für einen Transport des Planetengetriebes maßgeblich sind, reduziert. Das beanspruchte Planetengetriebe ist infolgedessen einfach zu transportieren, was wiederum ei ne vereinfachte Montage mit erhöhter Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung einer Windkraftanlage erlaubt. Des Weiteren wird die Turmkopfmasse einer Windkraftanlage mit einem ent sprechenden Planetengetriebe reduziert, wodurch weitere kon struktive Einsparungen an der Windkraftanlage erzielt werden können, beispielsweise durch eine leichtere Turmkonstruktion. In a further embodiment of the planetary gear claimed, the first gear stage can have a stationary ratio have from 2.5 to 4.4. Additionally or alternatively, the second gear stage can have a stationary ratio of 2.5 to 6. The gear ratios of the first and second gear stages are preferably essentially the same size, so that the gear ratios of the first and second gear stages are correspondingly minimized. This reduces the largest outside diameter, the gear length of the planetary gear and its weight, which are decisive for transporting the planetary gear. The claimed planetary gear is consequently easy to transport, which in turn allows a simplified assembly with increased economy in the manufacture of a wind turbine. Furthermore, the tower head mass of a wind power plant with a corresponding planetary gear is reduced, which means that further structural savings can be achieved in the wind power plant, for example by means of a lighter tower construction.
Ferner kann im beschriebenen Planetengetriebe der Planeten träger der zweiten Getriebestufe drehstarr mit einem Sonnen rad der ersten Getriebestufe verbunden sein. Eine derartige drehstarre Verbindung kann in einfacher Weise über eine Kurz verzahnung an einer Nabe des Planetenträgers der zweiten Ge triebestufe und am Sonnenrad der ersten Getriebestufe herge stellt werden. Dies erlaubt eine vorteilhafte Hintereinander schaltung der ersten und zweiten Getriebestufe. Eine derarti ge drehstarre Verbindung zwischen der ersten und zweiten Ge triebestufe ist in einfacher Weise herstellbar und ist auch schnell montierbar. Diese Verbindung kann alternativ oder er gänzend auch starr ausgeführt werden, beispielsweise durch StoffSchluss oder Formschluss. Furthermore, in the planetary gear described, the planet carrier of the second gear stage can be connected in a rotationally rigid manner to a sun wheel of the first gear stage. Such a torsionally rigid connection can be in a simple manner via a short toothing on a hub of the planet carrier of the second Ge gear stage and on the sun gear of the first gear stage. This allows an advantageous series connection of the first and second gear stage. Such a torsionally rigid connection between the first and second gear stages can be produced in a simple manner and can also be assembled quickly. As an alternative or in addition, this connection can also be made rigid, for example by a material connection or a positive connection.
Im beanspruchten Planetengetriebe kann ferner der Planeten träger der ersten und/oder der dritten Getriebestufe jeweils drehbar in einem Lager aufgenommen sein, das an einer Wandung des Gehäuses angebracht ist. Infolgedessen sind die Getriebe stufen, die als Planetenstufen ausgebildet sind, nur einsei tig am Gehäuse gelagert. Die weiteren Getriebekomponenten stellen sich in ihrer Lage durch die im Betrieb vorliegende Antriebsleistung ein, die durch die Getriebekomponenten ge leitet wird. Hierdurch wird im Betrieb eine sich selbst ein stellende Zentrierung erzielt. Insbesondere wird durch die Reduzierung der eingesetzten Lager die Anzahl an mechanischen Zwangsbedingungen reduziert. Für die Planetenträger der zwei ten und dritten Getriebestufe beispielsweise sind jeweils Ra diallager entbehrlich. Stattdessen können die Planetenträger der zweiten und dritten Getriebestufe nur mit Führungslagern, vorzugsweise für reduzierte Drehmomentbereiche, ausgestattet sein. Die Verwendung von Axiallagern ist für die Planetenträ ger der zweiten und dritten Getriebestufe nur dann erforder lich, wenn eine Schrägverzahnung eingesetzt wird. Die verwen deten Lager, die an der Wandung des Gehäuses angebracht sind, können dabei als Wälzlager oder Gleitlager ausgebildet sein. Bei der Verwendung von Gleitlagern wird der Aufwand zur Be reitstellung von Schmierstoff, beispielsweise durch Schmier stoffkanäle, verringert, was wiederum die Herstellung des Planetengetriebes vereinfacht. Des Weiteren wird der Aufwand zur Einstellung der Lager, sowohl bei Wälzlagern als auch bei Gleitlagern, erheblich reduziert. Ferner wird der Bedarf an präzise gefertigten Lageraufnahmen verringert, was die Ferti gung des Planetengetriebes weiter vereinfacht und kosteneffi zienter gestaltet. In the claimed planetary gear, the planet carrier of the first and / or the third gear stage can also be rotatably received in a bearing which is attached to a wall of the housing. As a result, the gear stages, which are designed as planetary stages, are mounted on the housing only on one side. The position of the other transmission components is determined by the one present during operation Drive power that is guided by the transmission components. As a result, self-adjusting centering is achieved in operation. In particular, the number of mechanical constraints is reduced by reducing the number of bearings used. For the planet carrier of the two th and third gear stage, for example, radial bearings are not required. Instead, the planet carriers of the second and third gear stages can only be equipped with guide bearings, preferably for reduced torque ranges. The use of thrust bearings is only required for planet carriers of the second and third gear stages if helical gearing is used. The used bearings, which are attached to the wall of the housing, can be designed as roller bearings or plain bearings. When using plain bearings, the effort to provide lubricant, for example through lubricant channels, is reduced, which in turn simplifies the manufacture of the planetary gear. Furthermore, the effort required to adjust the bearings, both for roller bearings and for plain bearings, is considerably reduced. Furthermore, the need for precisely manufactured bearings is reduced, which further simplifies the manufacture of the planetary gear and makes it more cost-effective.
In einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Planeten getriebes ist zumindest eine der Getriebestufen dazu ausge bildet, in das Planetengetriebe eine Regelleistung einzukop peln. Die Regelleistung dient dazu, eine schwankende An triebsleistung auszugleichen und einen möglichst konstanten Betrieb eines angeschlossenen Generators oder einer mechani schen Anwendung zu gewährleisten. Die Regelleistung ist durch eine Regelvorrichtung kann als elektrische Maschine, insbe sondere als Motor-Generator, ausgebildet sein. Eine elektri sche Maschine erlaubt ein schnelles Umschalten von einem Mo torbetrieb auf einen Generatorbetrieb, so dass zusätzlich ein antreibendes oder bremsendes Drehmoment bereitstellbar ist. Dazu kann bei der Getriebestufe, die mit der Regelvorrichtung verbunden ist, jedes der Getriebekomponenten drehbar ausge- bildet sein. Beispielsweise kann ein Hohlrad der entsprechen den Getriebestufe mit der Regelvorrichtung drehmomentübertra gend verbunden sein. Ferner kann die Getriebestufe, die mit der Regelvorrichtung verbunden ist, eine Planetenstufe sein. Vorzugsweise ist die dritte Getriebestufe als Planetenstufe ausgebildet und mit der Regelvorrichtung gekoppelt. In der dritten Getriebestufe liegen Drehzahlen vor, die in vorteil haft einfacher Weise eine genaue Regelung der Abtriebsleis tung erlaubt, die an den Generator oder die mechanische An wendung weitertransportiert wird. Unter der Regelung mittels der Regelvorrichtung ist hierbei sowohl eine Beeinflussung mit einer geschlossenen Regelschleife und/oder einer offenen Regelschleife, also eine Steuerung, zu verstehen. In a further embodiment of the claimed planetary gear, at least one of the gear stages is designed to couple a control power into the planetary gear. The control power is used to compensate for fluctuating drive power and to ensure that the operation of a connected generator or a mechanical application is as constant as possible. The control power is formed by a control device as an electrical machine, in particular as a motor generator. An electrical machine allows a quick switch from an engine operation to a generator operation, so that an additional driving or braking torque can be provided. For this purpose, in the gear stage, which is connected to the control device, each of the gear components can be rotated. be educated. For example, a ring gear corresponding to the gear stage can be connected to the control device in a torque-transmitting manner. Furthermore, the gear stage, which is connected to the control device, can be a planetary stage. The third gear stage is preferably designed as a planetary stage and coupled to the control device. In the third gear stage there are speeds which advantageously advantageously allow precise control of the output power, which is transported to the generator or the mechanical application. Control by means of the control device is understood here to mean both influencing with a closed control loop and / or an open control loop, that is to say a control.
Die beschriebene Aufgabenstellung wird auch durch einen er findungsgemäßen Antriebsstrang gelöst. Der Antriebsstrang ist zur Verwendung in einer Windkraftanlage ausgelegt und umfasst eine Rotorwelle, die mit einem Rotor der Windkraftanlage ver bindbar ist. Der Antriebsstrang umfasst auch ein Getriebe, das drehmomentübertragend mit der Rotorwelle verbunden ist. Ferner weist der Antriebsstrang einen Generator auf, der auch drehmomentübertragend mit dem Getriebe verbunden ist. Erfin dungsgemäß ist das Getriebe als ein Planetengetriebe ausge bildet nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Ein entsprechender Antriebsstrang weist gegen über den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen bei gleichbleibenden Abmessungen eine erhöhte Leistungsfähigkeit auf, ist also dazu ausgebildet, höhere Antriebsleistungen vom Rotor der Windkraftanlage zum Generator zu transportieren. Alternativ weist ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang bei gleichbleibender Antriebsleistung reduzierte Abmessungen ge genüber den bekannten Lösungen, insbesondere einen reduzier ten Außendurchmesser am Getriebe auf. Ferner weist der Gene rator des Antriebsstrangs zwei bis vier Polpaare auf. Ein derartiger Generator ist einfach und kosteneffizient her stellbar. Insgesamt wird so die Wirtschaftlichkeit des An triebsstrangs gesteigert. Gleichermaßen wird die skizzierte Aufgabenstellung durch eine erfindungsgemäße Windkraftanlage gelöst. Die Windkraftanlage weist einen Rotor auf, der an einer Gondel angebracht ist.The task described is also solved by a drive train according to the invention. The drive train is designed for use in a wind turbine and comprises a rotor shaft which is ver bindable to a rotor of the wind turbine. The drive train also includes a transmission that is connected to the rotor shaft in a torque-transmitting manner. Furthermore, the drive train has a generator, which is also connected to the transmission in a torque-transmitting manner. Invention according to the invention is formed as a planetary gear forms according to one of the embodiments described above. A corresponding drive train has an increased performance compared to the solutions known from the prior art, with the same dimensions, and is therefore designed to transport higher drive powers from the rotor of the wind power plant to the generator. Alternatively, a drive train according to the invention with reduced drive power has reduced dimensions compared to the known solutions, in particular a reduced outer diameter on the transmission. Furthermore, the generator of the drive train has two to four pole pairs. Such a generator is simple and cost-effective to manufacture. Overall, the efficiency of the drive train is increased. Likewise, the problem outlined is solved by a wind power plant according to the invention. The wind turbine has a rotor which is attached to a nacelle.
Der Rotor ist drehmomentübertragend mit der Rotorwelle ver bunden, die wiederum einem Antriebsstrang der Windkraftanlage zugeordnet ist. Eine Drehung des Rotors wird so über die Ro torwelle in den Antriebsstrang übertragen. Die beanspruchte Windkraftanlage ist mit einem Antriebsstrang gemäß den oben beschriebenen Aspekten der Erfindung ausgebildet, verfügt al so über ein Getriebe, das als Planetengetriebe nach einer der skizzierten Ausführungsformen ausgebildet ist. Durch die technischen Vorzüge des beschriebenen Antriebsstrangs ist die erfindungsgemäße Windkraftanlage leistungsfähiger, kompakter und kosteneffizienter als bekannte Windkraftanlagen. The rotor transmits torque to the rotor shaft, which in turn is assigned to a drive train of the wind turbine. Rotation of the rotor is thus transmitted to the drive train via the rotor shaft. The claimed wind turbine is designed with a drive train in accordance with the above-described aspects of the invention, and thus has a transmission which is designed as a planetary transmission according to one of the embodiments outlined. Due to the technical advantages of the drive train described, the wind power plant according to the invention is more powerful, more compact and more cost-effective than known wind power plants.
Die zugrundeliegende Aufgabenstellung wird auch durch eine erfindungsgemäße Industrie-Applikation gelöst, die ein An triebsmittel aufweist, das mit einem Getriebe drehmomentüber tragend verbunden ist. Das Antriebsmittel kann dabei bei spielsweise als Elektromotor, als Verbrennungsmotor, oder als Hydraulikmotor ausgebildet sein. Das Getriebe ist dazu ausge bildet, eine vom Antriebsmittel bereitgestellte Antriebsleis tung unter Wandlung von Drehzahl und Drehmoment als Abtriebs leistung an eine mechanische Anwendung weiter zu transportie ren. Dazu ist eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Getriebe und der mechanischen Anwendung hergestellt. Die mechanische Anwendung kann dabei als Mühle, Vertikalmühle, Zuckermühle, Zementmühle, Gesteinsbrecher, Förderband, Pumpe, Rollenpresse, Plattenband, Rohrmühle, Drehrohrofen, Drehwerk, Rührwerk, Hubvorrichtung Müllpresse oder Schrottpresse ausge bildet sein. Erfindungsgemäß ist das Getriebe in der Indust rie-Applikation als ein Planetengetriebe nach einer der skiz zierten Ausführungsformen ausgebildet. Dabei kann das Plane tengetriebe auch derart mit dem Antriebsmittel und der mecha nischen Anwendung verbunden sein, dass vom Antriebsmittel zur mechanischen Anwendung hin eine Reduzierung der vorliegenden Drehzahl erzielt wird. Bei der erfindungsgemäßen Industrie- Applikation wird die vorliegende Drehmomentdichte erhöht, was beispielsweise eine kompakte Bauform erlaubt. Die technischen Vorzüge des beanspruchten Planetengetriebes werden in korres pondierender Weise auf eine Industrie-Applikation übertragen. Dabei entspricht die mechanische Anwendung technisch im We sentlichen dem Generator, wenn das Planetengetriebe statt in einer Windkraftanlage in einer Industrie-Applikation einge setzt wird. Der Rotor der Windkraftanlage korrespondiert hierbei mit dem Antriebsmittel. The underlying task is also solved by an industrial application according to the invention, which has a drive means to which is connected to a transmission in a torque-transmitting manner. The drive means can be designed for example as an electric motor, as an internal combustion engine, or as a hydraulic motor. The transmission is designed to further transport a drive power provided by the drive means with conversion of speed and torque as output power to a mechanical application. For this purpose, a torque-transmitting connection is established between the transmission and the mechanical application. The mechanical application can be formed as a mill, vertical mill, sugar mill, cement mill, rock breaker, conveyor belt, pump, roller press, plate belt, tube mill, rotary kiln, rotating mechanism, agitator, lifting device, garbage press or scrap press. According to the invention, the gear in the industrial application is designed as a planetary gear according to one of the outlined embodiments. In this case, the tarpaulin gear can also be connected to the drive means and the mechanical application in such a way that a reduction of the present speed is achieved by the drive means for mechanical use. In the industrial application according to the invention, the present torque density is increased, which for example, a compact design allows. The technical advantages of the claimed planetary gear are transferred in a corresponding manner to an industrial application. The mechanical application is technically essentially the same as the generator if the planetary gearbox is used in an industrial application instead of in a wind turbine. The rotor of the wind turbine corresponds to the drive means.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einzelner Ausführungs formen beschrieben. Die Merkmale der einzelnen Ausführungs formen sind dabei untereinander kombinierbar. Die Figuren sind insoweit in gegenseitiger Ergänzung zu lesen, dass glei che Bezugszeichen in den Figuren auch die gleiche technische Bedeutung haben. Es zeigen im Einzelnen: The invention is described below with reference to individual forms of execution. The features of the individual execution forms can be combined with each other. The figures are to be read in addition to one another insofar as the same reference numerals in the figures also have the same technical meaning. They show in detail:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform des beanspruchten Planetengetriebes; 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the claimed planetary gear;
FIG 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh rungsform des beanspruchten Planetengetriebes; 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the claimed planetary gear;
FIG 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform einer Getriebestufe eines beanspruchten Planetengetriebes im Querschnitt; 3 shows a schematic illustration of a first embodiment of a gear stage of a claimed planetary gear in cross section;
FIG 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh rungsform einer Getriebestufe eines beanspruchten Planetengetriebes im Querschnitt; 4 shows a schematic illustration of a second embodiment of a gear stage of a claimed planetary gear in cross section;
FIG 5 eine geschnittene Schrägansicht einer Ausführungs form der beanspruchten Windkraftanlage mit dem be anspruchten Antriebsstrang; 5 shows a sectional oblique view of an embodiment of the claimed wind turbine with the claimed drive train;
FIG 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des beanspruchten Antriebsstrangs; FIG 7 eine schematische Darstellung einer beanspruchten6 shows a schematic illustration of an embodiment of the claimed drive train; 7 shows a schematic representation of a claimed
Industrie-Applikation . Industrial application.
FIG 1 zeigt schematisch den Aufbau einer ersten Ausführungs form des beanspruchten Planetengetriebes 10, das unter ande rem zur Verwendung in einer nicht näher dargestellten Wind kraftanlage 70 ausgebildet ist. Das Planetengetriebe 10 weist eine erste, eine zweite und eine dritte Getriebestufe 20, 30, 40 auf, die als Planetenstufen 19 ausgebildet sind. Die Ge triebestufen 20, 30, 40, die als Planetenstufen 19 ausgebil det sind, weisen jeweils eine Mehrzahl an Getriebekomponenten 11 auf. Zu den Getriebekomponenten 11 gehören unter anderem je Planetenstufe 19 ein Hohlrad 12, ein Planetenträger 14, an dem eine Mehrzahl an Planetenrädern 16 drehbar angebracht ist, und ein Sonnenrad 18. Das Planetengetriebe 10 weist eine Eingangswelle 22 auf, die bei einer Verwendung des Planeten getriebes 10 in einer Windkraftanlage 70 mit einer nicht nä her dargestellten Rotorwelle 62 verbindbar ist oder einstü ckig mit der Rotorwelle 62 ausgebildet ist. Über die Ein gangswelle 22 ist eine Antriebsleistung 25 ins Planetenge triebe 10 einleitbar. Die Eingangswelle 22 ist mit einer Kurzverzahnung 28 versehen, die in eine korrespondierende Kurzverzahnung 28 an einer sogenannten langen Nabe 24 des Planetenträgers 14 der ersten Getriebestufe 20 eingreift. Im Bereich der Kurzverzahnung 28 ist der Planetenträger 14 der ersten Getriebestufe 20 drehbar in einem Lager 27 aufgenom men, das an einer Wandung 31 eines Gehäuses 17 befestigt ist. Das Lager 27 ist dabei als zweireihiges Wälzlager ausgebil det. Über die Kurzverzahnung 28 und den Planetenträger 14 der ersten Getriebestufe 20 wird die Antriebsleistung 25 in das Planetengetriebe 10 eingeleitet. Das Hohlrad 12 der ersten Getriebestufe 20 ist drehstarr mit dem Gehäuse 17 verbunden, so dass das Hohlrad 12 im Betrieb keine Drehung um eine 1 schematically shows the structure of a first embodiment of the claimed planetary gear 10, which is designed, inter alia, for use in a wind power plant 70, not shown. The planetary gear 10 has a first, a second and a third gear stage 20, 30, 40, which are designed as planetary stages 19. The gear stages 20, 30, 40, which are configured as planetary stages 19, each have a plurality of gear components 11. The gear components 11 include, for each planetary stage 19, a ring gear 12, a planet carrier 14 on which a plurality of planet gears 16 are rotatably attached, and a sun gear 18. The planetary gear 10 has an input shaft 22 which, when the planet gear is used 10 in a wind turbine 70 can be connected to a rotor shaft 62, not shown, or is formed integrally with the rotor shaft 62. Via the input shaft 22, a drive power 25 in the planetary gear 10 can be initiated. The input shaft 22 is provided with a short toothing 28 which engages in a corresponding short toothing 28 on a so-called long hub 24 of the planet carrier 14 of the first gear stage 20. In the region of the short toothing 28, the planet carrier 14 of the first gear stage 20 is rotatably accommodated in a bearing 27 which is fastened to a wall 31 of a housing 17. The bearing 27 is ausgebil det as a double row rolling bearing. The drive power 25 is introduced into the planetary gear 10 via the short toothing 28 and the planet carrier 14 of the first gear stage 20. The ring gear 12 of the first gear stage 20 is rotationally rigidly connected to the housing 17, so that the ring gear 12 does not rotate by one during operation
Hauptdrehachse 15 des Planetengetriebes 10 vollführt. In das Hohlrad 12 der ersten Getriebestufe 20 greifen Planetenräder 16 ein, die jeweils auf einer Planetenradachse 26 drehbar aufgenommen sind. Die erste Getriebestufe 20 weist eine Main axis of rotation 15 of the planetary gear 10 is performed. Planet gears 16 engage in the ring gear 12 of the first gear stage 20 and are each rotatably received on a planet gear axis 26. The first gear stage 20 has one
Standübersetzung 33 von im Wesentlichen 2,5 bis 4,4 auf. Die Planetenräder 16 der ersten Getriebestufe 20 stehen wie derum im Eingriff mit einem Sonnenrad 18, das mit einer Kurz verzahnung 28 versehen ist. Darüber ist das Sonnenrad 16 der ersten Getriebestufe 20 mit der langen Nabe 24 des Planeten trägers 14 der zweiten Getriebestufe 20 verbunden. Die zweite Getriebestufe ist im Wesentlich so aufgebaut wie die erste Planetenstufe. Die erste Getriebestufe 20 weist mindestens fünf, vorzugsweise sechs oder sieben Planetenräder 16 auf, durch die die Standübersetzung 33 der ersten Getriebestufe 20 beeinflusst wird. Die zweite Getriebestufe 30 weist mindes tens vier, vorzugsweise sechs oder sieben Planetenräder 16 auf. Wie bei der ersten Getriebestufe 20, wird durch die An zahl der Planetenräder 16 mit definiert, welche Standüberset zung 33 die zweite Getriebestufe 30 aufweist. Die zweite Ge triebestufe 30 weist eine Standübersetzung 33 von im Wesent lichen 2,5 bis 6,0 auf. In gleicher Weise wie die erste und die zweite Planetenstufe 20, 30 ist die dritte Getriebestufe 40 hinter die zweite Getriebestufe 30 geschaltet. Die An triebsleistung 25, die über die Eingangswelle 22 in das Pla netengetriebe 10 eingeleitet wird, wird im Betrieb somit von der ersten Getriebestufe 20 an die zweite Getriebestufe 30 und von dort an die dritte Getriebestufe 40 weitertranspor tiert. Die dritte Getriebestufe 40 ist auch als Planetenstufe 19 ausgebildet und weist einen Planetenträger 14 auf, der drehbar in einem Lager 27 aufgenommen ist. Das Lager 27 ist als zweireihiges Wälzlager ausgebildet und ist an einer Wan dung 31 des Gehäuses 17 befestigt. Ferner weist die dritte Getriebestufe 50 mindestens drei Planetenräder 16, vorzugs weise vier oder fünf Planetenräder 16 auf. Die drei Getriebe stufen 20, 30, 40 sind aufseiten der Eingangswelle 22 und ei ner Ausgangswelle 23 in lediglich zwei Lagern am Gehäuse 17 gelagert. Dadurch sind die mechanischen Zwangsbedingungen, die auf die Getriebekomponenten 11 im Betrieb einwirken, re duziert. Zwischen den Getriebekomponenten 11 wird im Betrieb vorrangig durch die eingeleitete Antriebsleistung 25, und die daraus resultierenden Kräfte, ein Gleichgewichtszustand her vorgerufen. Dadurch wird die Geräuschentwicklung im Betrieb reduziert . Das Sonnenrad 18 der dritten Getriebestufe 40 ist ferner mit einer vierten Getriebestufe 50 verbunden, die als Stirnrad stufe 21 ausgebildet ist. Die Stirnradstufe 21 umfasst ein Stirnrad 51 und ein korrespondierendes Ritzel 52 und weist eine Standübersetzung 33 auf. Die Stirnradstufe 21 weist fer ner eine Ausgangswelle 23 auf, an der eine Abtriebsleistung 29 aus dem Planetengetriebe 10 ausleitbar ist. Die Abtriebs leistung 29 entspricht, unter Berücksichtigung von mechani schen Verlusten, im Wesentlichen der Antriebsleistung 25. Die Drehzahl der Abtriebsleistung 29 ist gegenüber der Drehzahl der Antriebsleistung 25 korrespondierend zu einem Gesamtüber setzungsverhältnis 35 gesteigert, das wiederum durch die Standübersetzungen 33 der vier Getriebestufen 20, 30, 40, 50 bestimmt ist. Das erzielte Gesamtübersetzungsverhältnis 35 des Planetengetriebes 10 ist derart ausgebildet, dass die Ausgangswelle 23 direkt mit einem nicht näher dargestellten Generator 64 koppelbar ist, der lediglich zwei oder drei Pol paare 67 aufweist, die in FIG 1 nicht näher dargestellt sind. Durch die entsprechende Anzahl an Planetenrädern 16 in den Planetenstufen 19 der ersten, zweiten und dritten Getriebe stufe 20, 30, 40 weisen die erste, zweite und dritte Getrie bestufe 20, 30, 40 einen im Wesentlichen gleichen Außendurch messer 42 auf. Dadurch wird der für einen Transport des Pla netengetriebes 10 maßgebliche größte Außendurchmesser 43, mi nimiert. Die Abmessungen von Drehmomentstützen 37, die am Ge häuse 17 befestigt sind, bleiben bei dieser Betrachtung unbe rücksichtigt . Stand translation 33 from essentially 2.5 to 4.4. The planet gears 16 of the first gear stage 20 are in turn in engagement with a sun gear 18 which is provided with a short toothing 28. In addition, the sun gear 16 of the first gear stage 20 is connected to the long hub 24 of the planet carrier 14 of the second gear stage 20. The second gear stage is essentially constructed like the first planetary stage. The first gear stage 20 has at least five, preferably six or seven planet gears 16, by which the stationary ratio 33 of the first gear stage 20 is influenced. The second gear stage 30 has at least four, preferably six or seven planet gears 16. As with the first gear stage 20, the number of planet gears 16 also defines which stand ratio 33 has the second gear stage 30. The second gear stage 30 has a gear ratio 33 of essentially 2.5 to 6.0. In the same way as the first and the second planetary stage 20, 30, the third gear stage 40 is connected behind the second gear stage 30. At the drive power 25, which is introduced via the input shaft 22 into the planetary gear 10, is thus transported in operation from the first gear stage 20 to the second gear stage 30 and from there to the third gear stage 40. The third gear stage 40 is also designed as a planetary stage 19 and has a planet carrier 14 which is rotatably received in a bearing 27. The bearing 27 is designed as a double-row roller bearing and is attached to a wall 31 of the housing 17. Furthermore, the third gear stage 50 has at least three planet gears 16, preferably four or five planet gears 16. The three gear stages 20, 30, 40 are mounted on the input shaft 22 and egg ner output shaft 23 in only two bearings on the housing 17. As a result, the mechanical constraints that act on the transmission components 11 during operation are reduced. An equilibrium state is brought about between the transmission components 11 during operation primarily by the input drive power 25 and the resulting forces. This reduces noise during operation. The sun gear 18 of the third gear stage 40 is also connected to a fourth gear stage 50, which is designed as a spur gear stage 21. The spur gear stage 21 comprises a spur gear 51 and a corresponding pinion 52 and has a stationary ratio 33. The spur gear stage 21 also has an output shaft 23 on which an output power 29 can be derived from the planetary gear 10. The output power 29 corresponds, taking mechanical losses into account, essentially to the drive power 25. The speed of the output power 29 is increased relative to the speed of the drive power 25, corresponding to an overall transmission ratio 35, which in turn is increased by the gear ratios 33 of the four gear stages 20, 30, 40, 50 is determined. The overall transmission ratio 35 of the planetary gear 10 achieved is designed in such a way that the output shaft 23 can be coupled directly to a generator 64, not shown, which has only two or three pole pairs 67, which are not shown in FIG. 1. Due to the corresponding number of planet gears 16 in the planetary stages 19 of the first, second and third gear stages 20, 30, 40, the first, second and third gear stages 20, 30, 40 have an essentially identical outer diameter 42. As a result, the largest outer diameter 43, which is decisive for a transport of the planetary gear 10, is minimized. The dimensions of torque supports 37, which are attached to the housing 17 Ge, are not taken into account in this consideration.
In FIG 2 ist schematisch der Aufbau einer zweiten Ausfüh rungsform des beanspruchten Planetengetriebes 10 dargestellt, das zur Verwendung in einer nicht näher abgebildeten Wind kraftanlage 70 ausgelegt ist. Das Planetengetriebe 10 weist eine erste und eine zweite Getriebestufe 20, 30 auf, die je weils als Planetenstufen 19 ausgebildet sind. Jede der Plane tenstufen 19 weist eine Mehrzahl an Getriebekomponenten 11 auf, zu denen unter anderem jeweils ein Hohlrad 12, ein Pla netenträger 14 und ein Sonnenrad 18 gehören. Im Planetenträ ger 14 ist in jeder der beiden Planetenstufen 19 eine Mehr- zahl an Planetenrädern 16 jeweils auf einer Planetenradachse 26 drehbar aufgenommen, die mit dem zugehörigen Hohlrad 12 und dem zugehörigen Sonnenrad 18 in Eingriff stehen. Ferner weist das Planetengetriebe 10 eine Eingangswelle 22 auf, die mit einer nicht näher dargestellten Rotorwelle 62 verbindbar ist oder mit dieser einstückig ausgebildet ist. Die Eingangs welle 22 ist mit einer Kurzverzahnung 28 versehen, die in ei ne korrespondierende Kurzverzahnung 28 an einer sogenannten langen Nabe 24 eingreift. Über die Eingangswelle 22 wird eine Antriebsleistung 25 in die erste Getriebestufe 20, nämlich in den zugehörigen Planetenträger 14, eingeleitet und an die zweite Getriebestufe 30 weitergeleitet. Der Planetenträger 14 der ersten Getriebestufe 20 ist drehbar in einem Lager 27 aufgenommen, das an einer Wandung 31 des Gehäuses 17 ange bracht ist. Dabei ist das Lager 27 als zweireihiges Wälzlager ausgebildet. Ein Sonnenrad 18 der ersten Getriebestufe 20 ist mit einer Kurzverzahnung 28 versehen, in die eine lange Nabe 24 des Planetenträger 14 der zweiten Getriebestufe 30 ein greift. Dazu ist der Planetenträger 14 an der langen Nabe 24 mit einer korrespondierenden Kurzverzahnung 28 ausgestattet. Die zweite Getriebestufe 30 ist im Wesentlichen wie die erste Getriebestufe 20 aufgebaut. Das Sonnenrad 18 der zweiten Ge triebestufe 30 ist darüber hinaus über eine Sonnenwelle 32 mit der dritten Getriebestufe 40 gekoppelt. Die dritte Ge triebestufe 40 ist als Stirnradstufe 21 ausgebildet und weist als Getriebekomponenten 11 ein Stirnrad 51 auf, das mit einem Ritzel 52 kämmt. Das Ritzel 52 der dritten Getriebestufe 40 gehört auch zur vierten Getriebestufe 50, die auch als Stirn radstufe 21 ausgebildet ist. Ferner weist die vierte Getrie bestufe 50 ein Stirnrad 51 auf, das mit einem Ritzel 52 kämmt, das wiederum mit einer Ausgangswelle 23 des Planeten getriebes 10 verbunden ist. Die dritte und vierte Getriebe stufe 40, 50 weisen jeweils eine Standübersetzung 33 auf, durch die eine Drehzahl des Sonnenrads 18 der zweiten Getrie bestufe 30 weiter gesteigert wird. An der Ausgangswelle 23 des Getriebes ist ein nicht näher dargestellter Generator 64 anschließbar, der in vorteilhafter Weise lediglich zwei Pol paare 67 aufweist, die in FIG 2 nicht näher dargestellt sind. Über die Ausgangswelle 23 wird eine Abtriebsleistung 29 an den Generator 64 abgegeben, die im Wesentlichen, unter Be rücksichtigung mechanischer Verluste, der Antriebsleistung 25 entspricht. Bei der Abtriebsleistung 29 ist gegenüber der An triebsleistung 25 die vorliegende Drehzahl gemäß einem Ge samtübersetzungsverhältnis 35 erhöht. Das Gesamtübersetzungs verhältnis 35 wird durch die Verkettung, also die Hinterei nanderschaltung der vier Getriebestufen 20, 30, 40, 50 be stimmt . In Figure 2, the structure of a second embodiment of the claimed planetary gear 10 is schematically shown, which is designed for use in a wind turbine 70 not shown. The planetary gear 10 has a first and a second gear stage 20, 30, each of which is designed as a planetary stage 19. Each of the tarpaulin stages 19 has a plurality of gear components 11, including a ring gear 12, a planet carrier 14 and a sun gear 18, among others. In planet carrier 14 there is a multi- in each of the two planetary stages 19 Number of planet gears 16 each rotatably received on a planet gear axis 26, which are in engagement with the associated ring gear 12 and the associated sun gear 18. Furthermore, the planetary gear 10 has an input shaft 22 which can be connected to a rotor shaft 62 (not shown in more detail) or is formed in one piece therewith. The input shaft 22 is provided with a short toothing 28 which engages in a corresponding short toothing 28 on a so-called long hub 24. A drive power 25 is introduced into the first gear stage 20, namely into the associated planet carrier 14, via the input shaft 22 and passed on to the second gear stage 30. The planet carrier 14 of the first gear stage 20 is rotatably received in a bearing 27 which is placed on a wall 31 of the housing 17. The bearing 27 is designed as a double-row roller bearing. A sun gear 18 of the first gear stage 20 is provided with a short toothing 28 into which a long hub 24 of the planet carrier 14 of the second gear stage 30 engages. For this purpose, the planet carrier 14 on the long hub 24 is equipped with a corresponding short toothing 28. The second gear stage 30 is constructed essentially like the first gear stage 20. The sun gear 18 of the second gear stage 30 is also coupled via a sun shaft 32 to the third gear stage 40. The third Ge gear stage 40 is designed as a spur gear stage 21 and has a spur gear 51 as gear components 11, which meshes with a pinion 52. The pinion 52 of the third gear stage 40 also belongs to the fourth gear stage 50, which is also designed as a spur gear stage 21. Furthermore, the fourth gear stage 50 has a spur gear 51 which meshes with a pinion 52, which in turn is connected to an output shaft 23 of the planetary gear 10. The third and fourth gear stages 40, 50 each have a gear ratio 33, through which a speed of the sun gear 18 of the second gear stage 30 is further increased. On the output shaft 23 of the transmission, a generator 64, not shown, can be connected, which advantageously has only two pole pairs 67, which are not shown in FIG. 2. An output power 29 is output to the generator 64 via the output shaft 23, which essentially corresponds to the drive power 25, taking mechanical losses into account. In the output power 29 compared to the drive power 25, the present speed is increased according to a total transmission ratio 35. The overall transmission ratio 35 is determined by the chaining, that is, the series connection of the four gear stages 20, 30, 40, 50 be.
Ferner ist in FIG 3 im Querschnitt eine erste Ausführungsform einer Getriebestufe 20, 30, 40 abgebildet, die als Planeten stufe 19 ausgebildet ist. Die Planetenstufe 19 umfasst als Getriebekomponenten 11 ein Hohlrad 12, das mit fünf Planeten rädern 16 kämmt. Jedes der Planetenräder 16 ist dazu drehbar auf einer Planetenradachse 26 aufgenommen. Jede der Planeten radachsen 26 ist mit einem Planetenträger 14 verbunden. Die Planetenräder 16 rotieren im Betrieb um eine Hauptdrehachse 15 eines nicht näher dargestellten Planetengetriebes 10. Die Planetenräder 16 wiederum kämmen mit einem Sonnenrad 18, über das eine Antriebsleistung 25 zu einer benachbarten Getriebe stufe 20, 30, 40 drehmomentübertragend weitertransportierbar ist. Die Planetenstufe 19 nach FIG 3 ist als erste, zweite oder dritte Getriebestufe 20, 30, 40 in einem Planetengetrie be 10 einsetzbar und bietet eine feststehende Standüberset zung 33. Furthermore, FIG. 3 shows in cross section a first embodiment of a gear stage 20, 30, 40, which is designed as a planet stage 19. The planetary stage 19 comprises as a gear component 11, a ring gear 12 which meshes with five planet wheels 16. For this purpose, each of the planet gears 16 is rotatably received on a planet gear axis 26. Each of the planet wheel axles 26 is connected to a planet carrier 14. The planet gears 16 rotate in operation about a main axis of rotation 15 of a planetary gear 10, not shown. The planetary stage 19 according to FIG. 3 can be used as the first, second or third gear stage 20, 30, 40 in a planetary gear 10 and offers a fixed stand translation 33.
Korrespondierend zu FIG 4 zeigt FIG 3 im Querschnitt eine zweite Ausführungsform einer Planetenstufe 19, die als erste, zweite oder dritte Getriebestufe 20, 30, 40 einsetzbar ist. Gleiche Bezugszeichen haben in FIG 3 und FIG 4 die gleiche technische Bedeutung. Im Unterschied zu FIG 3 weist die Pla netenstufe 19 in FIG 4 sieben Planetenräder 16 auf. Die Pla netenräder 16 in FIG 3 und FIG 4 weisen im Wesentlichen glei che Größen auf und sind aus dem gleichen Rohling herstellbar. Dadurch wird eine erheblich Vereinfachung in der Herstellung des zugehörigen Planetengetriebes 10 erreicht. Darüber hinaus werden mechanische Beanspruchungen in den Planetenräder 16 auf entsprechend viele Kontaktstellen am Hohlrad 12 verteilt. Je höher die Anzahl der Planetenräder 16 ist, umso gleichmä ßiger ist diese Verteilung der mechanischen Beanspruchung. Corresponding to FIG. 4, FIG. 3 shows in cross section a second embodiment of a planetary stage 19, which can be used as a first, second or third gear stage 20, 30, 40. 3 and 4 have the same technical meaning. In contrast to FIG. 3, the planetary stage 19 in FIG. 4 has seven planet gears 16. The planet wheels 16 in FIG. 3 and FIG. 4 have essentially the same sizes and can be produced from the same blank. This considerably simplifies the manufacture of the associated planetary gear 10. In addition, mechanical stresses in the planet gears 16 distributed over a corresponding number of contact points on the ring gear 12. The higher the number of planet gears 16, the more uniform is this distribution of mechanical stress.
In FIG 5 ist in einer geschnittenen Schrägansicht eine Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 70 dar gestellt. Die Windkraftanlage 70 umfasst einen Rotor 63, der durch Wind in Drehung versetzbar ist. Der Rotor 63 ist über eine Rotorwelle 62 mit einem Getriebe 66 drehmomentübertra gend verbunden. Das Getriebe 66 wiederum ist drehmomentüber tragend mit einem Generator 64 verbunden. Die Rotorwelle 62, das Getriebe 66 und der Generator 64 gehören zu einem An triebssatz 60 der in einer Gondel 65 der Windkraftanlage 70 aufgenommen ist. Der Generator 64 weist zwei, drei oder vier Polpaare Das Getriebe 66 ist gemäß einer der oben beschriebe nen Ausführungsformen ausgebildet. Durch ein entsprechend ausgebildetes Getriebe 66 wird die Effizienz der Windkraftan lage 70 gesteigert. Insbesondere bietet ein beanspruchtes Planetengetriebe 10 einen reduzierten Durchmesser 42, was die Montage der Windkraftanlage 70 erleichtert. 5 shows a sectional oblique view of an embodiment of a wind turbine 70 according to the invention. The wind turbine 70 comprises a rotor 63 which can be rotated by the wind. The rotor 63 is connected via a rotor shaft 62 to a transmission 66 in a torque-transmitting manner. The transmission 66 is in turn connected to a generator 64 for torque transmission. The rotor shaft 62, the gear 66 and the generator 64 belong to a gear set 60 which is received in a nacelle 65 of the wind turbine 70. The generator 64 has two, three or four pole pairs. The transmission 66 is designed in accordance with one of the embodiments described above. The efficiency of the wind turbine system 70 is increased by an appropriately designed gear 66. In particular, a stressed planetary gear 10 has a reduced diameter 42, which facilitates the assembly of the wind turbine 70.
FIG 6 zeigt einen schematischen Aufbau einer weiteren Ausfüh rungsform des beanspruchten Antriebsstrangs 60, der in einer nicht näher dargestellten Windkraftanlage 70 oder einer nicht näher dargestellten Industrie-Applikation 80 einsetzbar ist. Der Antriebsstrang 60 umfasst ein Getriebe 66, das mit ein gangsseitig mit einem Antriebsmittel 82 oder einem Rotor 63 der Windkraftanlage 70 verbunden ist und dem so eine An triebsleistung 25 zugeführt wird. In einer Windkraftanlage 70 erfolgt die mittels einer Rotorwelle 62. Das Getriebe 66 ist als Planetengetriebe 10 ausgebildet und umfasst eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Getriebestufe 20,6 shows a schematic structure of a further embodiment of the claimed drive train 60, which can be used in a wind power plant 70 (not shown) or in an industrial application 80 (not shown). The drive train 60 comprises a gear 66, which is connected to a gear means 82 or a rotor 63 of the wind turbine 70 on the aisle side and to which a drive power 25 is thus supplied. In a wind turbine 70, this takes place by means of a rotor shaft 62. The gear 66 is designed as a planetary gear 10 and comprises a first, a second, a third and a fourth gear stage 20,
30, 40, 50, die jeweils eine Mehrzahl an Getriebekomponenten 11 umfassen. Die erste, zweite und dritte Getriebestufe 20, 30, 40 sind jeweils als Planetenstufen 19 ausgebildet. Die vierte Getriebestufe 50 ist als Stirnradstufe 21 ausgebildet. Die Getriebestufen 20, 30, 40, 50 sind hintereinandergeschal tet und geben eine Abtriebsleistung 29 an einen Generator 64 oder eine mechanische Anwendung 84 ab. Die dritte Getriebe stufe 40 weist als Getriebekomponente 11 ein Hohlrad 12 auf, das drehbar ausgebildet ist. Insgesamt weist die dritte Ge triebestufe 40 keine stationäre Getriebekomponente 11 auf.30, 40, 50, each comprising a plurality of transmission components 11. The first, second and third gear stages 20, 30, 40 are each designed as planetary stages 19. The fourth gear stage 50 is designed as a spur gear stage 21. The gear stages 20, 30, 40, 50 are connected in series and give an output 29 to a generator 64 or a mechanical application 84. The third gear stage 40 has as a gear component 11 a ring gear 12 which is rotatable. Overall, the third gear stage 40 has no stationary gear component 11.
Die dritte Getriebestufe 40 ist mit einer Regelvorrichtung 57 gekoppelt, die dazu ausgebildet ist, eine Regelleistung 55 in die dritte Getriebestufe 40 einzukoppeln. Dazu ist die Regel vorrichtung 57 mit dem Hohlrad 12 der dritten Getriebestufe 40 drehmomentübertragend verbunden. Die Regelvorrichtung 57 ist als elektrische Maschine ausgebildet und dazu geeignet, als Regelleistung 55 entweder ein antreibendes oder ein brem sendes Drehmoment bereitzustellen. Damit sind Schwankungen in der Antriebsleistung 25, die vom Antriebsmittel 82 oder dem Rotor 63 bereitgestellt wird, zumindest vorübergehend aus gleichbar. Alternativ oder ergänzend ist dadurch für den Ge nerator 64 oder die mechanische Anwendung 84 ein gewünschter Betriebspunkt einstellbar. Die Regelvorrichtung 57 ist dazu ausgebildet, einen geschlossenen Regelkreis oder einen offe nen Regelkreis, also eine Steuerung, oder auch eine Kombina tion aus beidem, zu verwirklichen. The third gear stage 40 is coupled to a control device 57, which is designed to couple a control power 55 into the third gear stage 40. For this purpose, the control device 57 is connected to the ring gear 12 of the third gear stage 40 in a torque-transmitting manner. The control device 57 is designed as an electrical machine and is suitable to provide either a driving or a braking torque as the control power 55. Fluctuations in the drive power 25, which is provided by the drive means 82 or the rotor 63, are thus at least temporarily equal. Alternatively or additionally, a desired operating point can be set for the generator 64 or the mechanical application 84. The control device 57 is designed to implement a closed control loop or an open control loop, ie a control, or a combination of both.
In FIG 7 ist schematisch der Aufbau einer Ausführungsform ei ner Industrie-Applikation 80 dargestellt, die über ein An triebsmittel 82 verfügt. Das Antriebsmittel 82 ist dazu aus gebildet, eine Antriebsleistung 25 bereitzustellen, die durch eine drehmomentübertragende Verbindung an ein Getriebe 66 transportiert wird. Das Getriebe 66 wiederum ist drehmomen tübertragend mit einer mechanischen Anwendung 84 verbunden um eine Abtriebsleistung 29 zur mechanischen Anwendung 84 zu transportieren. Das Getriebe 66 ist dazu als ein Planetenge triebe 10 nach einer der oben skizzierten Ausführungsformen ausgebildet . In FIG 7, the structure of an embodiment of an industrial application 80 is schematically shown, which has a drive means 82 on. The drive means 82 is designed to provide a drive power 25 which is transported to a transmission 66 by a torque-transmitting connection. The transmission 66 is in turn connected to a mechanical application 84 in order to transmit an output power 29 to the mechanical application 84. The gear 66 is designed as a planetary gear 10 according to one of the embodiments outlined above.

Claims

Patentansprüche claims
1. Planetengetriebe (10), umfassend drei hintereinander ge schaltete Getriebestufen (20, 30, 40), wobei die erste und zweite Getriebestufe (20, 30) als Planetenstufen (19) ausge bildet sind, wobei jeweils ein Hohlrad (12) der ersten und zweiten Getriebestufe (20, 30) als stationäre Getriebekompo nente (11) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Getriebestufe (40) als Planetenstufe (19) mit einer stationären Getriebekomponente (11) ausgebildet ist, oder als Stirnradstufe (21) ausgebildet ist, die mit einer vierten Ge triebestufe (50) gekoppelt ist, die auch als Stirnradstufe (21) ausgebildet ist. 1. Planetary gear (10), comprising three successive GE gear stages (20, 30, 40), the first and second gear stages (20, 30) as planetary stages (19) are formed, each with a ring gear (12) of the first and second gear stage (20, 30) is designed as a stationary gear component (11), characterized in that the third gear stage (40) is designed as a planetary stage (19) with a stationary gear component (11), or as a spur gear stage (21) is coupled to a fourth gear stage (50), which is also designed as a spur gear stage (21).
2. Planetengetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei die dritte Getriebestufe (40) als Planetenstufe (19) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Getriebestufe (30) zu einer direkten Kopplung mit einem Generator (64) ausgebildet ist, oder die dritte Getriebestufe (30) mit einer vierten Ge triebestufe (50) verbunden ist, die als Stirnradstufe (21) ausgebildet ist. 2. Planetary gear (10) according to claim 1, wherein the third gear stage (40) is designed as a planetary stage (19), characterized in that the third gear stage (30) is designed for direct coupling to a generator (64), or the third gear stage (30) is connected to a fourth gear stage (50) which is designed as a spur gear stage (21).
3. Planetengetriebe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die vierte Getriebestufe (50) zu einer direk ten Kopplung mit einem Generator (64) mit drei, vier, acht oder 16 Polpaaren (67) ausgebildet ist. 3. Planetary gear (10) according to claim 1, characterized in that the fourth gear stage (50) for a direct coupling with a generator (64) with three, four, eight or 16 pole pairs (67) is formed.
4. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (20) mindestens fünf Planetenräder (16) aufweist. 4. Planetary gear (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first gear stage (20) has at least five planet gears (16).
5. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Getriebestufe (30) zumin dest vier Planetenräder (16) aufweist. 5. Planetary gear (10) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second gear stage (30) has at least four planet gears (16).
6. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Getriebestufe (40) als Planetenstufe (19) ausgebildet und mindestens drei Plane tenräder (16) aufweist. 6. Planetary gear (10) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the third gear stage (40) formed as a planetary stage (19) and at least three tarpaulins (16).
7. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangswelle (22) des Pla netengetriebes (10) zu einem Einleiten eines Antriebsdrehmo ments (25) von mindestens 1500 kNm ausgebildet sind. 7. Planetary gear (10) according to one of claims 1 to 6, characterized in that an input shaft (22) of the planetary gear (10) are designed to initiate a drive torque (25) of at least 1500 kNm.
8. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (20) ei ne Standübersetzung von 2,5 bis 4,4 aufweist und/oder die zweite Getriebestufe (30) eine Standübersetzung von 2,5 bis 6 aufweist . 8. Planetary gear (10) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first gear stage (20) has a stand translation from 2.5 to 4.4 and / or the second gear stage (30) has a stand translation of 2, 5 to 6.
9. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (14) der zweiten Getriebestufe (30) drehstarr mit einem Sonnenrad (18) der ersten Getriebestufe (20) verbunden ist. 9. Planetary gear (10) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the planet carrier (14) of the second gear stage (30) is rotationally rigidly connected to a sun gear (18) of the first gear stage (20).
10. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (14) der ers ten und/oder dritten Getriebestufe (20, 40) jeweils drehbar in einem Lager (27) aufgenommen sind, das an einer Wandung (31) des Gehäuse (17) des Planetengetriebes (10) angebracht ist . 10. Planetary gear (10) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the planet carrier (14) of the first and / or third gear stage (20, 40) are each rotatably received in a bearing (27) on a Wall (31) of the housing (17) of the planetary gear (10) is attached.
11. Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Getriebestu fen (20, 30, 40, 50) zur Einkopplung einer Regelleistung (55) ausgebildet ist. 11. Planetary gear (10) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that at least one of the gear stage (20, 30, 40, 50) is designed for coupling in a control power (55).
12. Antriebsstrang (60), umfassend eine Rotorwelle (62), die drehmomentübertragend mit einem Getriebe (66) verbunden ist, das wiederum drehmomentübertragend mit einem Generator (64) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (66) als Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist. 12. Drive train (60), comprising a rotor shaft (62), which is connected to a transmission (66) for torque transmission, which in turn is connected to a generator (64) for transmission of torque, characterized in that the transmission (66) is a planetary transmission (10 ) is designed according to one of claims 1 to 11.
13. Windkraftanlage (70), umfassend einen Rotor (63), der an einer Gondel (65) angebracht ist, wobei in der Gondel (65) ein Antriebsstrang (60) angeordnet ist, der drehmomentüber tragend mit dem Rotor (63) verbunden ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Antriebsstrang (60) nach Anspruch 12 aus gebildet ist. 13. Wind power plant (70), comprising a rotor (63) which is attached to a nacelle (65), a drive train (60) being arranged in the nacelle (65) and being connected to the rotor (63) in a torque-transmitting manner , characterized in that the drive train (60) is formed according to claim 12.
14. Industrie-Applikation (80), umfassend ein Antriebsmittel (82) das mit einem Getriebe (66) drehmomentübertragend ver- bunden ist, das mit einer mechanischen Anwendung (84) drehmo mentübertragend gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (66) als Planetengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist. 14. Industrial application (80) comprising a drive means (82) which is connected to a transmission (66) for torque transmission and which is coupled to a mechanical application (84) for transmission of torque, characterized in that the transmission (66) is designed as a planetary gear (10) according to one of claims 1 to 11.
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