Pendel-Anlaufscheibe
Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Anlaufscheiben bekannt. Diese können zur Lagerung der Planetenräder in einem Planetengetriebe verwendet werden. Die Anlaufscheiben sind in dem Planetenträger fixiert. Zwischen jeweils einer Anlauf scheibe und einem Planetenrad verläuft ein Lagerspalt. Dieser ist mit Schmierstoff gefüllt, sodass unter normalen Betriebsbedingungen Flüssigkeits-Reibung vorliegt. Flüssigkeits-Reibung ist nahezu verschleißfrei. Läuft das Getriebe an oder kommt zum Stillstand, lässt sich allerdings Trocken- oder Mischreibung nicht vermeiden. Diese geht mit einem erhöhten Verschleiß einher. Der Verschleiß konzentriert sich in Bereichen der Anlaufscheibe, die aufgrund der in dem Planetengetriebe herrschen den Kraftverhältnisse mit einer erhöhten Belastung beaufschlagt sind. In diesen Be reichen ist die Gefahr eines Lagerschadens besonders hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlaufscheibe verfügbar zu machen, welche die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Belastbarkeit der Anlaufscheibe er höht und deren Lebensdauer verlängert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Wei terbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
Die Anordnung weist eine Anlaufscheibe auf. Eine Anlaufscheibe ist ein scheibenför miges Axialgleitlager. Gewöhnlich hat eine Anlaufscheibe eine hohlzylindrische Grundform. Die Grundform ist also ein gerader, hohler Kreiszylinder. Mit Grundform eines Körpers wird die Form eines ursprünglichen Körpers bezeichnet, aus dem der erstgenannte Körper durch Eliminieren einzelner Bereiche, etwa durch Einfügen von Aussparungen und/oder durch Hinzufügen einzelner Bereiche entsteht.
Erfindungsgemäß weist die Anordnung darüber hinaus einen ersten Anschlag und ei nen zweiten Anschlag auf. Ein Anschlag ist ein Mittel zum Begrenzen der Beweglich keit eines Bauteils in genau eine Richtung. Das Bauteil lässt sich in die genau eine Richtung bewegen, bis es an den Anschlag stößt. Von dort aus lässt sich das Bauteil zurück in die entgegengesetzte Richtung bewegen.
Bei dem ersten Anschlag handelt es sich entsprechend um ein Mittel zum Begrenzen der rotatorischen Beweglichkeit der Anlaufscheibe in eine erste Richtung. Der zweite Anschlag ist als Mittel zum Begrenzen der rotatorischen Beweglichkeit der Anlauf scheibe in eine zweite Richtung ausgebildet. Die erste Richtung und die zweite Rich tung kennzeichnen jeweils die Richtung einer Drehung der Anlaufscheibe um die Drehachse einer Komponente, etwa eines Zahnrads bzw. eines Planetenrads, die mittels der Anlaufscheibe drehbar gelagert ist. Die erste Richtung und die zweite Richtung sind einander entgegengesetzt.
Dreht sich die Anlaufscheibe in die erste Richtung, stößt sie gegen den ersten An schlag. Dreht sich die Anlaufscheibe in die zweite Richtung, stößt sie gegen den zweiten Anschlag. Eine erste Position, in der die Anlaufscheibe gegen den ersten Anschlag stößt und eine zweite Position, in der die Anlaufscheibe gegen den zweiten Anschlag stößt, unterscheiden sich bezüglich einer Drehung der Anlaufscheibe um die oben genannte Drehachse. Zwischen der ersten Position und der zweiten Posi tion ist die Anlaufscheibe durch Drehung um diese Drehachse überführbar. Eine Überführung der Anlaufscheibe aus der ersten Position heraus in die zweite Position erfolgt durch Drehung in die zweite Richtung. Umgekehrt erfolgt eine Überführung der Anlaufscheibe aus der zweiten Position heraus in die erste Position durch Dre hung in die erste Richtung.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich bei wechselnden Lastsituatio nen, etwa infolge einer Drehrichtungsumkehr einer mittels der Anlaufscheibe drehbar gelagerten Komponente, eine alternierende Drehung der Anlaufscheibe zwischen dem ersten Anschlag und dem zweiten Anschlag.
Durch die Drehbewegung der Anlaufschiebe„wandern“ die Bereiche, in denen die Anlaufscheibe einer erhöhten Belastung ausgesetzt ist über die Anlaufscheibe. Infol gedessen ist der Verschleiß der Anlaufscheibe gleichmäßiger über ihre Lauf- bzw. Gleitfläche verteilt. Dadurch wird verhindert, dass sich auf der Anlaufscheibe Zonen mit lokal erhöhtem Verschleiß ausbilden. Dies erhöht die Lebensdauer der Anlauf scheibe und senkt das Risiko eines verschleißbedingten Ausfalls.
Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich insbesondere zur Verwendung in ei nem Getriebe einer Windkraftanlage. Mindestens ein Planetenrad ist dabei mittels der Anlaufscheibe drehbar gelagert. Das Planetenrad ist frei gegenüber dem Plane tenträger und der Anlaufscheibe verdrehbar. Zwischen dem Planetenrad und der An laufscheibe verläuft entsprechend ein Lagerspalt, der bevorzugt mit Schmierstoff ge füllt ist. Durch den ersten und den zweiten Anschlag wird die Verdrehbarkeit der An laufscheibe relativ zu dem Planetenträger begrenzt.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Anordnung mindestens einen Zapfen und mindestens eine Aussparung auf. Der Zapfen greift in die Aussparung ein. Der Zapfen und die Aussparung sind außermittig, d.h. von oben genannter Drehachse beabstandet angeordnet. Die Aussparung verläuft tangential, d.h. entlang eines Kreisbogens, um die Drehachse herum. Der Kreisbogen ist in einer radial ausgerich teten, d.h. orthogonal zu der Drehachse verlaufenden Ebene angeordnet. Der Mittel punktswinkel des Kreisbogens ist kleiner als 360°. Vorzugsweise ist der Mittelpunkts winkel kleiner als 90°, insbesondere kleiner als 45°. Bei der Aussparung kann es sich um eine Nut oder eine durchgehende Aussparung handeln. Durch die außermittige Anordnung bilden die Aussparung und der Zapfen den ersten und den zweiten An schlag.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung weist die Anlaufscheibe die Aus sparung auf und ist bezüglich des Zapfens verdrehbar. Ist die Anordnung, wie oben beschrieben, Teil eines Planetengetriebes, kann der Planetenträger den Zapfen aus bilden, vorzugsweise einstückig.
Alternativ und ebenso bevorzugt kann die Anordnung derart weitergebildet sein, dass die Anlaufscheibe den Zapfen ausbildet und bezüglich der Aussparung verdrehbar ist. Der Zapfen ist vorzugsweise starr, d.h. unbeweglich bzw. ohne die Möglichkeit ei ner Relativbewegung in die Anlaufscheibe integriert. Insbesondere kann die Anlauf scheibe den Zapfen einstückig ausbilden. Ist die Anordnung Teil des Planetengetrie bes, weist der Planetenträger bevorzugt die Aussparung auf.
Statt durch eine Aussparung und einen Zapfen können der erste Anschlag und der zweite Anschlag in einer alternativ bevorzugten Weiterbildung durch eine erste und eine zweite gerade bzw. ebene Fläche gebildet werden. Die Anlaufscheibe bildet die erste Fläche aus und ist bezüglich der zweiten Fläche verdrehbar. Ist die Anordnung Teil eines Planetengetriebes, bildet der Planetenträger bevorzugt die zweite Fläche aus.
Die erste Fläche und die zweite Fläche sind bezüglich der oben genannten Dreh achse radial, d.h. entlang einer Geraden, die orthogonal zu der oben genannten Drehachse verläuft und die Drehachse schneidet, versetzt zueinander angeordnet. Weiterhin sind die erste Fläche und die zweite Fläche aufeinander zu gerichtet, so- dass zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche ein Spalt verläuft.
Der Spalt ermöglicht eine Verdrehung der ersten Fläche und der zweiten Fläche rela tiv zueinander und somit eine Verdrehung der Anlaufscheibe. Da aber die Flächen gerade sind, kommen sie infolge der Verdrehung miteinander in Kontakt. Dadurch wird die Verdrehbarkeit der Anlaufscheibe begrenzt.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Überein stimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merk male. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine Anlaufscheibe;
Fig. 2 einen Querschnitt mit der Anlaufscheibe und einem Planetenträger; und
Fig. 3a und b eine abgeflachte Anlaufscheibe.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlaufscheibe 101 weist eine kreisringförmige Lauffläche 103 auf. Die Anlaufscheibe 101 hat in jedem parallel zu der Bildebene von Fig. 1 ver laufenden Querschnitt eine kreisringförmige Grundform. Insbesondere hat die Lauf fläche eine kreisringförmige Grundform.
In die Anlaufscheibe 101 sind vier längliche Aussparungen 104 eingebracht. Jede Aussparung 104 mündet in einen sich radial erstreckenden Teil der Oberfläche der Anlaufscheibe 101 .
In die Aussparungen greift jeweils, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Zapfen 201 ein. Die Zapfene 201 sind in einem Planetenträger 203 fixiert und wirken so als Verdrehsiche rung für die Anlaufscheibe 101. Aufgrund der länglichen Form der Aussparungen 104 ist die Anlaufscheibe 101 aber um einen begrenzten Winkelbereich relativ zu dem Planetenträger 203 verdrehbar.
Die Anlaufscheibe 101 bildet ein Axialgleitlager für ein Planetenrad 205, das drehbar auf einem Planetenbolzen 207 gelagert ist. Lastwechsel des Planetenrads 205 bewir ken, dass sich die Anlaufscheibe 101 - soweit die Aussparungen 104 und die Zapfen 201 dies ermöglichen - verdreht. Dadurch wird vermieden, dass sich der Verschleiß der Anlaufscheibe 101 auf einen eng begrenzten Bereich konzentriert.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel zeigen die Figuren 3a und 3b. In diesem Aus führungsbeispiel wird die Verdrehsicherung der Anlaufscheibe 101 durch gerade Flä chen gebildet. Die Anlaufscheibe 101 weist an ihrer inneren Mantelfläche zwei Abfla chungen 301 auf, die nach innen hin zur Drehachse des Planetenrads 205 gerichtet sind.
Der Planetenbolzen 207 weist zwei dazu korrespondierende Abflachungen 303 auf, die entsprechend nach außen hin von der Drehachse weg gerichtet sind. Jeweils eine Abflachung 301 der Anlaufscheibe 101 und eine Abflachung 303 des Planeten bolzens 207 stehen sich gegenüber.
Befindet sich die Anlaufscheibe 101 in der in Fig. 3a dargestellten Winkelstellung, verlaufen die Abflachung 301 der Anlaufscheibe 101 und die Abflachung 303 des Planetenbolzens 207 parallel zueinander. Zwischen der Abflachung 301 der Anlauf scheibe 101 und der Abflachung 303 des Planetenbolzens 207 erstreckt sich ein Spalt 305.
Der Spalt 305 ermöglicht eine Verdrehung der Anlaufscheibe 101 . Infolge einer sol chen Verdrehung kommen die Abflachung 301 der Anlaufscheibe 101 und die Abfla chung 303 des Planetenbolzens 207 in Kontakt. Dies ist in Fig. 3b dargestellt. Durch den Kontakt der Abflachungen 301 , 303 wird ein Anschlag gebildet, der die Verdreh- barkeit der Anlaufscheibe 101 begrenzt.
Bezugszeichen Anlaufscheibe
Lauffläche
Aussparung
Zapfen
Planetenträger
Planetenrad
Planetenbolzen
Abflachung der Anlaufscheibe
Abflachung des Planetenbolzens Spalt