EP4590986A1 - Industriegetriebe in ausgestaltung als planetengetriebe mit zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung - Google Patents

Industriegetriebe in ausgestaltung als planetengetriebe mit zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung

Info

Publication number
EP4590986A1
EP4590986A1 EP23775992.3A EP23775992A EP4590986A1 EP 4590986 A1 EP4590986 A1 EP 4590986A1 EP 23775992 A EP23775992 A EP 23775992A EP 4590986 A1 EP4590986 A1 EP 4590986A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
intermediate element
axle
element arrangement
positive
axial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23775992.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Fingerle
Christoph Lohmann
Volker Lensing
Ralf Kleine-Brockhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Flender GmbH
Original Assignee
Flender GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flender GmbH filed Critical Flender GmbH
Publication of EP4590986A1 publication Critical patent/EP4590986A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
    • F03D15/10Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F03D15/101Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members of the epicyclic or planetary type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/40Transmission of power
    • F05B2260/403Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H2057/085Bearings for orbital gears

Definitions

  • the present invention relates to an industrial gear in the form of a planetary gear having at least one axle and at least one axle holder for axially fixed mounting of the axle, the axle being mounted axially fixed in at least one axial section in the axle holder, optionally in two axial sections, in particular at a free end of the axle is mounted, with an intermediate element arrangement being provided between the axle holder and the axle acting in/in the at least one axial section, in particular with the industrial gear in the form of a planetary gear or comprising at least one planetary gear stage.
  • the present invention also relates to intermediate elements with advantageously structured surfaces for such an intermediate element arrangement.
  • the present invention relates to an industrial gearbox according to features of the independent device claim as well as methods and uses according to the independent claims.
  • axle clamping in this regard has been achieved by extending the clamping length (particularly when there are disadvantageous installation space requirements) and/or by increasing the fit and thus increasing pressure in the contact area between the axle and the axle mount (particularly the bore).
  • the areas around the axle clamps can deform elastically, especially in a planetary carrier. This has a potentially very negative effect, particularly on neighboring bearing seats, particularly with thin-walled components.
  • a planet carrier that is too soft leads to the effect that very high axial forces act in the area of the planet bolts.
  • Another disadvantage is a self-reinforcing negative effect from an increasingly loose or widening press fit, which subsequently leads to even larger displacements or relative movements in the contact area, which in turn creates more material or abrasion due to frictional wear. Particles released by wear potentially lead to major or even greater secondary damage, for example through abrasion, which potentially significantly reduces the service life of the entire transmission.
  • the present situation makes it difficult for those skilled in the art, particularly in the field of planetary gears, to further develop them, for example with regard to scaling the number of planets.
  • the publication DE 10 2011 087 568 A1 describes a pin bearing with a shoulder provided for a planet gear of a spur gear differential, in which bearing sleeves are provided at both ends of a bearing pin, the planet gear being rotatably mounted on the bearing pin, the bearing pin being either non-rotatable or rotatable relative can be mounted to the planet carrier, the bearing sleeves having axial stops which extend in both radial directions, namely outwards at one end and inwards at the other end, so that Positive locking can be ensured at several axial positions along the axial extent of the bearing pin, namely in an axial boundary on both sides by the planet carrier in the manner of an axial enclosing by means of bearing sleeves with an S-shaped cross section.
  • the object of the present invention to show measures by means of which a noticeable reduction in wear or an effective avoidance of wear at an interface from axle to axle mount in planetary gears can be ensured, in particular with very good (torsional) rigidity or torque load capacity, in particular while minimizing any resulting design disadvantages relating to the entire gearbox design.
  • the task is also to provide an axially fixed bearing at the axis/axle mount interface for high-load torque transmission or, if necessary, for a particularly high surface pressure with the most varied possible usability in different types of planetary gears, especially in combination with insignificant wear or at least noticeable reduction in wear, especially in planetary gears with a comparatively high scale number of planets, e.g. five, six, seven, eight or even nine planets.
  • an industrial transmission comprising at least one planetary gear stage having at least one axle and at least one axle mount for axially fixed mounting of the axle, the axle being mounted axially fixed in at least one axial section in the axle mount, optionally mounted in two axial sections, in particular each at a free end of the axle is; wherein an intermediate element arrangement is provided between the axle holder and the axle, acting in/in the at least one axial section, which is mounted axially fixed between the axle and the axle holder (in particular in the manner of a press fit, press fit).
  • the intermediate element arrangement has a structured surface in at least one surface section on the side of the axle and/or on the side of the axle mount, comprising at least one (axial force-transmitting) laser-structured surface designed to provide support against axial displacement. This also provides an effective preventive measure to avoid wear, in particular due to axial relative movements between the axle and the axle mount.
  • the measures described here regarding the at least one intermediate element also promote scaling to a comparatively high number of planets, for example seven or more planets; Such scaling may have the disadvantage that the dimensioning for each planet(s) axis tends to have to become weaker/smaller, with the associated decreasing structural strength - however, it has been shown that the intermediate element arrangement described here, especially when implemented for each planetary axis can well compensate for potential disadvantages depending on the application and specifications, in particular by the fact that the planetary axes together with the respective intermediate element(s) simulate support rods in structural terms.
  • the intermediate element arrangement described here has a stiffening effect when installed and used as intended, in particular in such a way that the planet carrier remains torsionally rigid even with a large number of planets and is/remains set up for comparatively high torque transmission potential, as is the case in particular for wind turbines very dynamic load changes are required.
  • the intermediate element arrangement described here can ensure that an axial relative movement caused in particular by high rotational and bending moments transmitted to the planet carrier and thus also abrasion/abrasion is counteracted, with a good stiffening effect not only in Area of the respective bolt but also with regard to the entire planet carrier.
  • intermediate element arrangement when installed and used as intended, has a wear-reducing or wear-preventing effect, especially since an axial relative movement can be virtually excluded. If, according to the present disclosure, the term intermediate element arrangement is spoken of in general, this is to be understood as meaning an intermediate element arrangement that reduces or prevents wear during operation when used as intended.
  • a/the “structured surface” described with respect to the intermediate element arrangement does not necessarily have to be provided exclusively by means of the (respective) intermediate element, but can also be provided by the axle and/or by the axle mount, at least partially.
  • a comparatively finely structured and essentially force-fitting structure is provided on the axle, and a comparatively coarsely structured form-fitting structure is provided on an outer surface of at least one intermediate element.
  • structured surface or “structure” according to the present disclosure can refer to several surface sections, with each axle-axle mount pairing comprising at least one laser-structured surface or at least one laser-structured surface section.
  • the invention is based on the concept of a wear-inhibiting Z-reducing stiffener essentially based on To ensure minimally small structures that can ensure an axially fixed connection that transmits axial force essentially in a non-positive manner, i.e. in combination with a normal force, in particular in a particularly torsionally rigid arrangement of a planet carrier.
  • the intermediate element arrangement described here can have a large number of intermediate elements, in particular at least one per (planetary) axis.
  • the respective intermediate element can have an individual configuration, for example depending on its axial position (e.g. be designed differently on the transmission input side than on the transmission output side).
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element in one of the following configurations: slotted sleeve, molded bushing, molded bushing with inner nut, molded bushing in combination with cone, intermediate axle sleeve. Last but not least, this also provides a high degree of variability with regard to application-specific implementations, in particular depending on the respective number of planetary axes.
  • A/the laser structuring is preferably provided at least on an inner surface.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element, which has at least one structured surface in at least one of the following geometric configurations, in particular on its outer surface: conical, spherical, knurled, provided with a toothing, helical or wave-shaped.
  • this makes possible Last but not least, a specific design with regard to application-specific features, for example regarding the respective axis end, in particular depending on the respective number of planetary axes.
  • Laser structuring can also be provided independently of the (macroscopic) geometric configuration of the outer surface of the intermediate element selected in the individual case. With a (coarse) structuring of the outer surface in combination with a fine, essentially non-positive structure on the part of the axle, the manufacturing effort can also be minimized.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element, which is designed to be inserted between the axle and the axle mount in the manner of a dowel.
  • the insertion or assembly can be carried out, for example, by thermal measures (in particular thermal joining) and/or by impacting or pulsing.
  • the at least one laser-structured surface is introduced in a circumferential position-specific manner, in particular in the area of a circumferential position on the part of the axle deviating from an area of a circumferential position on the part of the axle mount (e.g. with the respective circumferential area in the range of 45 to 90 °.
  • this also enables a Comparatively specific way of fixing the axle can be set differently than the axle mount, which means that, for example, circumferential and axially variable load conditions in the contact area can be taken into account accordingly.
  • the intermediate element arrangement comprises a plurality of intermediate elements which, together with the respective (planetary) axis, structurally simulate support rods of the planetary carrier. Last but not least, this provides a particularly high level of rigidity and torque transferability for the entire planet carrier assembly.
  • the intermediate element arrangement has a laser-structured surface in at least one surface section on the side of the axle (inside) and/or on the side of the axle holder (outside) and is therefore set up for at least substantially non-positive and optionally also positive support against axial displacement (i.e. against axial relative movements between axle and axle mount).
  • the function of an axially fixed anchoring can be provided or ensured by an additional intermediate element arrangement acting between the axle and the axle receptacle or by at least one intermediate element of the intermediate element arrangement, in particular on the one hand at least essentially non-positively (in particular on the part of the axle) and on the other hand also in a form-fitting manner (in particular on the part of the axle mount).
  • the structuring provided on the inner and/or outer surface is already constitutive as such for the desired force/positive connection on the corresponding contact surface.
  • Such structuring is particularly in connection with a criterion of a robust and structurally comparatively slim axially fixed mounting or a corresponding axially fixed installation (assembly method) is useful.
  • gluing, a conical press fit and/or the other types of connection described in detail here can be provided, which are based, for example, on a combination of form-fitting/force-fitting or can also have a substantially form-fitting effect.
  • material connection e.g. bonding
  • material connection can only be implemented in addition, for example in connection with a safety function, without the material connection being intended for an axial force transmission or other comparatively high force flow.
  • At least one comparatively coarse and essentially form-fitting surface structure is provided, in which an axial relative movement can be excluded by form-fitting, and on the other hand, at least one comparatively fine and essentially non-positive/static friction-acting surface structure is preferably provided, which is caused by high static friction an axial relative movement can be excluded.
  • the positive/non-positive surface structure is advantageously provided both inside and outside on the lateral surfaces of the respective intermediate element, so that fixation against axial displacement/relative movement can optionally be ensured exclusively by means of the at least one intermediate element, for example in the form of a sleeve.
  • the respective intermediate element also fulfills an essential function in connection with the axial anchoring of the axle within the axle mount, in particular without the axle and/or axle mount necessarily having to be subjected to a specific surface treatment.
  • the weaker and therefore more wear-prone component is usually the axle mount (or a corresponding planet carrier bore), which is due to the dimensions of the axle mounts or the planet carrier and the nature of which requires a lot of effort to improve wear protection.
  • the invention makes it possible to overcome previous difficulties and also facilitates scaling towards a comparatively large number of planets.
  • the term “industrial gearbox” is generally understood to mean a gear device comprising at least one planetary gear stage for industrial applications, for example in the form of a (bevel) spur gear or planetary gearbox or screw extruder gearbox or ship gearbox or generator gearbox or excavator gearbox or mill gearbox or chassis gearbox, each with at least one planetary gearbox stage.
  • a (bevel) spur gear or planetary gearbox or screw extruder gearbox or ship gearbox or generator gearbox or excavator gearbox or mill gearbox or chassis gearbox each with at least one planetary gearbox stage.
  • axle “Axially fixed mounting of the axle” is generally understood to mean a fixed axial force-transmitting axle seat, in which a robust hold must be ensured, in particular against axial relative movements, especially in combination with high torsional rigidity.
  • An intermediate element arrangement can optionally also include several (intermediate) elements, whereas if explicit reference is made to only one intermediate element, reference can be made here to a single element at a specific bearing point or in a specific axial section, for example in the area of an axle end (intermediate element arrangement with a specific intermediate element at the relevant storage location), unless expressly stated otherwise.
  • an industrial gearbox can have several bearing points or several axes, each with one or more intermediate elements, namely in a planetary gearbox with at least one planetary carrier, which provides an axle mount for a large number of planetary axes;
  • the term “intermediate element arrangement” is not limited to a specific number of (intermediate) elements.
  • the intermediate element arrangement comprises at least a number of intermediate elements corresponding to the number of planetary axes, or even at least twice as many intermediate elements (attachment to two axial sections of the respective axis, in particular in the area of both axis ends).
  • the invention is also based on the concept of providing at least one intermediate element between the axle and the axle mount or planet carrier, which can ensure the wear protection of an axle mount, in particular a (planet) carrier bore, in an individualizable and application-specific manner, e.g. by specifying a certain surface structure and/or material hardness.
  • the at least one intermediate element of the intermediate element arrangement is preferably provided as an elastic, naturally hard, nitrided or hardened intermediate element, e.g. in the manner or in an arrangement or mode of operation according to a (form) bushing.
  • the (respective) intermediate element improves the wear resistance especially in at least one clamping point of the axle, largely independently of the base material.
  • the intermediate element can also consist of one or more layers of different materials. Hard layers offer advantageously pronounced wear protection, while soft layers can primarily ensure elastic deformation, in particular without flowing. In this respect, an appropriately selected combination of materials can also enable advantageous functional integration in just a single intermediate element (multiple functions).
  • the expert can individually determine for the respective application, in particular depending on the materials of the axle and mount, which hardness ranges are to be considered relatively hard and relatively soft.
  • the at least one intermediate element preferably has a form-fitting structuring on at least one outer (jacket) surface, which is designed to counteract an axial relative movement, in particular without an axial relative movement occurring. It has been shown that such a structure acting flatly on the outside both or primarily in a form-fitting manner, preferably on at least one radially external surface, as well as in a non-positive/static friction manner, preferably on at least one radially internal surface, through/due to appropriate structuring (laser structuring, friction value-increasing Structures, in addition also nanostructure adhesion) can effectively counteract axial displacement from the axis bore (or a corresponding axial relative movement) (optionally, a cohesive fixation can also be provided, in the sense of additional security, without this security having to account for a high flow of force) .
  • the corresponding intermediate element can optionally also be designed to be (single) conical, multi-conical, in particular in the manner of a dowel, or in
  • the fit formed by the axis and bore or receptacle can also be spread by increasing the coefficient of friction and / or by using a wedge-shaped or helical surface, which also reduces the deformation of the carrier assembly under load can be reduced.
  • the inside can counteract uncontrolled frictional wear.
  • the structuring can also create a non-dissolvable (non-reformable) comparatively hard surface structure, which does not or at best only insignificantly affects the tolerances of the axis previously achieved through precision machining (or the tolerances required for a respective application).
  • One of the types of structuring described here can be carried out or provided either on the respective intermediate element or on the axis and can be divided into zones over the circumference and/or axially in the direction of loading and movement and correspondingly stronger, weaker and inhibiting or be designed or configured/assembled with a reduced effect in the joining direction.
  • zones in particular a line density, the direction of the structure and/or the intensity and shape of the structure can be adapted to the specific characteristics and requirements of the respective axis contact.
  • the present invention provides a comparatively high degree of variability.
  • the intermediate element can, for example, have an integrated contact surface set up for a sliding bearing between a planet gear and a planet carrier and can be designed, for example, to be continuous, slotted or segmented.
  • a spherical pre-profiled shape of the support can compensate for any deformations caused in particular by the assembly process.
  • the intermediate element can also be implemented in the sense of a compensating element.
  • the intermediate element can also be thickened or tapered on one side, in particular for the purpose of compensating for positional tolerances of the axle mounts (or support bores) through orientation during assembly. Last but not least, this also leads to improved load-bearing capacities of the carrier assembly.
  • the axle holes can also be made when the intermediate elements are already assembled. In this respect, the present invention also provides a technically feasible solution for different assembly situations.
  • the intermediate element eg in the form of a kind of dowel
  • the intermediate element can be slotted, perforated or segmented, hardened or nitrided, and at the same time and be/are designed without a coating that makes installation easier.
  • the exemplary embodiments described here are not to be understood as restrictive.
  • the axle holder or carrier bore can either be cylindrically straight, conical or spherical or can be designed with grooves for axial and/or tangential securing of the respective intermediate element.
  • the axle mount or an axle seat to be structured can preferably be cylindrical or conical, helical or wave-shaped, in particular with regard to a self-locking design against rotation.
  • the coefficient of friction can be increased in at least one axial section or on at least one surface section inside and/or outside by structuring in a chemical manner or optionally also by knurling measures (shaping according to knurling) or by nanostructure adhesion.
  • a particularly proportional static friction force can be additionally increased.
  • the intermediate elements can be used on at least one side of the axle clamping, optionally in the same or different design.
  • the respective intermediate element can also be used to combine materials with similar properties (e.g. in terms of microstructure, hardness), which could/would tend to increased wear without an installed intermediate element.
  • the present invention can be implemented both for new products and in connection with service applications, thereby increasing the variability with regard to the materials that can be used and minimizing the amount of post-processing required for the axle mount and/or axle. It has been shown that the present invention can also ensure the following advantages: In comparison to previous pairings (axle with axle mount), there is no uncontrolled initial conditioning of the axle contact. This also results in noticeably less material entering the oil and gear. In particular, it is easier to avoid cold-hardened particles that could damage the bearings or gearing. The improved clamping also reduces radial and axial deformations of the planet carrier, especially in a planetary gear, for example, which in turn reduces micro-movement in the axle contact and thus helps to reduce frictional wear.
  • An axially fixed bearing is to be understood in particular as a bearing/fastening in which an axially fixed positioning of the contact partners is of primary importance, in combination with an axial force-transmitting effect, e.g. in response to bending moments acting on a/the planet carrier, and advantageously also a high torsional rigidity and a high torque transferability of the entire planet carrier arrangement can be ensured;
  • the axle is arranged in the axle holder in a predefined axial target position or fixed in a form-fitting/force-fitting manner and defines, e.g., an axis of rotation for a planetary gear guided by a/the planet carrier.
  • axially fixed can therefore also include a rotationally fixed arrangement of the axle within the axle holder; according to the present disclosure, the term “axially fixed” was chosen because for the envisaged applications the primary task is to minimize axial relative movements, in particular with regard to the Absorption and transmission of comparatively high bending moments. Nevertheless, the advantages described here in connection with the axially fixed arrangement can also be further expressed by an improved torsional strength associated with the measures according to the invention.
  • Previous gearboxes often have disadvantages in terms of installation space length or high pressing/contact forces and the resulting additional effort in terms of material and design scope of the gearbox or also in terms of a comparatively very limited choice of materials that can be used.
  • the knowledge can also be used that a functional decoupling can be ensured by means of an additional intermediate element arrangement at the interface between the axle and the axle mount, whereby the respective material pairing can also be optimized more easily for a specific function without causing noticeable disadvantageous side effects .
  • the respective intermediate element can be material-specifically optimized, in particular both on the internal contact side to the axle and on the external contact side to the axle mount, the material selection regarding the axle and/or the axle mount can be made more independently of any wear aspects.
  • the respective intermediate element can also take on the function of a safe/robust and resilient axial securing or axial fixation and in this respect can minimize the risk of relative movements.
  • axle mount with regard to the industrial transmission
  • this also refers in particular to axle bores in the planetary carrier.
  • present disclosure generally relates to axle mounts of any design, regardless of the transmission type. Individual exemplary embodiments will be discussed in more detail below; The combinations of features described below can be combined with one another, unless this is explicitly negated here.
  • the intermediate element arrangement has at least one intermediate element which is mounted in an axially fixed manner between the axle and the axle receptacle in the (corresponding) axial section, and which has a positive fit in at least one outer surface section, i.e. on the side of the axle receptacle (which can also be loaded in the axial direction with the appropriate normal force).
  • acting structured surface which preferably has a greater hardness than the corresponding surface of the axle mount, and in at least one inner surface section, i.e. on the side of the axle, has a non-positively acting structured surface.
  • the respective external structured surface of the respective intermediate element is a surface optimized for positive locking, in which the axial inhibition is/would also be ensured independently of a normal force.
  • the respective internal structured surface is preferably a surface optimized for adhesion, in which the axial inhibition can be generated as a function of a normal force or the amount of this normal force.
  • the two lateral surfaces of the respective intermediate element are preferably structured differently (in particular coarser on the outside and finer on the inside).
  • both the external and the internal structured surface can each have a comparatively coarse structure and can also be provided with a comparatively fine structure (as in the following with reference to an embodiment in the manner of an axle dowel Z-anchor or an intermediate axle sleeve explained in more detail as an example), in the form of functional redundancy thanks to both coarse and fine structures on both sides/outer surfaces.
  • the axis can also be optional have a surface structure, in addition to or as an alternative to one/of the surface structure on the inner surface of the intermediate element.
  • “positive” means an axially fixed fixation based essentially on the geometric conditions of the respective surface, with this mode of operation being emphasized here in particular by reference to relatively coarser structures; Figuratively speaking, reference is made in particular to a sawtooth profd or a fine thread or a knurl, especially on the side of the axle mount.
  • the positive connection can preferably be ensured by the fact that the corresponding shape/geometry is pronounced on the intermediate element, i.e. not necessarily on the axle holder itself.
  • Anchoring by shaping can then also be achieved thanks to different material hardnesses and thanks to comparatively high surface pressure, in particular by the outer surface of the intermediate element digs or presses into the corresponding inner surface of the axle mount.
  • a “positive fit” or “essentially positive fit” is therefore to be understood as a connection that is essentially based on positive fit in the sense of a macroscopic geometric interlocking and can optionally also include frictional connection (whereby an at least slightly partial frictional connection is already caused by different deformations and tensions can arise on the contact surfaces, so cannot/should not be completely ruled out).
  • non-positive and in the narrower sense “frictional” or “static friction” means in particular an axially fixed connection without the need for specific shaping or geometric unevenness such as edges or shoulders or noticeable grooves or sawtooth profiles to understand, whereby this mode of operation is emphasized here in particular by reference to relatively finer/finer structures, in particular by reference to laser structures or laser-structured surfaces, which are also (or just) realized on completely flat/flat surfaces (in particular cylindrical inner lateral surfaces). on which there do not have to be any shoulders or edges in a (macroscopic) geometric sense, but which can ensure adhesion/fixation in accordance with a coefficient of static friction defined by the structuring in conjunction with a normal force.
  • Adhesive connection is ensured depending on a certain normal force acting on the contact surfaces (whereas with Positive locking such a normal force is/would not necessarily be necessary).
  • the present invention is therefore also based on the concept of realizing different modes of operation of an axially fixed fixation on the particularly preferred contact partners or lateral surfaces, in any case comprising positive locking based on laser structures, in particular on the axis.
  • a “non-positive” or “essentially non-positive” connection is therefore understood to be a connection that is essentially based on a non-positive connection and can optionally also include a positive connection or can be supplemented at least to a small extent by a positive mode of action (for example if the... Intermediate element has comparatively coarse structures or a shoulder or a contact surface or disk or similar contour).
  • the present disclosure is therefore also to be understood as meaning that when referring to “non-positive connection”, the corresponding surface is intended or designed or configured for a substantially non-positive connection (here: in particular or preferably at least one inner surface of the respective intermediate element facing the axis ), and that when referring to “positive locking”, the corresponding surface is designed or configured for a substantially positive connection (here: in particular or preferably at least one outer surface of the respective intermediate element facing the axle holder).
  • the frictional connection and/or positive connection to be realized on the respective lateral surface or interface does not necessarily have to be realized by a measure on the part of the intermediate element, but can also be realized by a measure on the part of the axle and/or on the part of the axle mount, optionally exclusively, optionally in combination with one of the measures on the intermediate element.
  • the invention is also based on the concept of making the at least one intermediate element harder than that on at least one side (in particular on the outer surface).
  • axle mount ;
  • the axle mount with advantageous material properties can be designed largely independently of wear protection requirements, and the function of the wear protection can be ensured by means of the intermediate element arrangement.
  • material processing on the axle mount and/or the axle is not required or is only required to a greatly reduced extent.
  • the intermediate element arrangement can advantageously be provided in such a way that material selection and any post-processing on the axle and axle mount can be carried out as varied and flexible as possible with regard to other wear protection requirements.
  • the axis ends can be/can be edited. However, according to the invention, this is not necessarily necessary.
  • the axis can be structured on the outside in an optimized manner for a non-positive press fit and can also be made comparatively hard (in particular martensitic hard), in particular by laser structuring.
  • the respective intermediate element is designed on the outside with a comparatively coarse structure for positive connection, and the axle is designed with a comparatively fine structure for essentially frictional connection.
  • the comparatively fine structure can also be provided on an inner surface of the intermediate element.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element in one of the following configurations: slotted sleeve, shaped bushing, in particular with a contact surface (in particular L-shaped) and/or with an inner nut and/or in combination with a cone, intermediate axle sleeve in particular conical, spherical, knurled, with provided with teeth, shaped like a screw or wave.
  • slotted sleeve shaped bushing, in particular with a contact surface (in particular L-shaped) and/or with an inner nut and/or in combination with a cone
  • intermediate axle sleeve in particular conical, spherical, knurled, with provided with teeth, shaped like a screw or wave.
  • a contact surface facilitates relative axial positioning, for example of a planetary gear, for example by providing corresponding segments or support points.
  • a separate thrust washer is seen as a rather expensive solution that would require additional security.
  • the concept according to the invention now enables this optional functionality to be integrated in a comparatively simple and robust manner.
  • the axis itself is preferably also provided with a corresponding surface structure, in particular also with a comparatively fine surface structure corresponding to the inner surface of the respective intermediate element. It is particularly advantageous if the material of the axle is as hard as possible, for example martensitic hardness. This allows the
  • the intermediate element arrangement advantageously has at least one intermediate element designed for axial positioning of a planetary gear of the industrial transmission, for example also in combination with an integrated contact surface.
  • This functionality can also replace or eliminate the need for classic thrust washers (used as separate parts).
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element, which has at least one layer made of a material with a hardness unequal to the hardness of the material of the axle and/or the axle mount. Last but not least, this also facilitates the targeted setting of a desired type of essentially non-positive adhesion by manipulating the surface characteristics of at least one lateral surface of the respective intermediate element.
  • the intermediate element arrangement comprises an intermediate element designed as a slotted sleeve, wherein the structured surface is provided on the outside in at least one axial section with a form-fitting surface structure, in particular in the manner of a sawtooth profile or (fine) thread, or is knurled for positive support in the axial direction is.
  • this design is characterized by an advantageously simple basic shape and can be used for many different types of axle and axle mount pairings.
  • the structured surface can be provided on the inside for non-positive support in the axial direction, especially when superimposed with a more macroscopic geometry, in at least one axial section, with a non-positive surface structure with an increased coefficient of static friction, which is introduced by laser structuring.
  • axle is structured on the outside in an optimized manner for a non-positive press fit and is also made comparatively hard (in particular martensitic hard), in particular by laser structuring, in particular corresponding to one of the internal surface structuring of the intermediate element.
  • comparatively hard in particular martensitic hard
  • both or only one of the at least two adjacent lateral surfaces on the axis are surface-structured, i.e. either the inner lateral surface of the intermediate element or the outer lateral surface of the axle.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element, which is designed as a slotted sleeve or slotted molded bushing. Last but not least, this also facilitates assembly and expands the spectrum of applicable assembly methods.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element in the form of a sleeve or shaped bushing, each with an integrated contact surface or contour, the structured surface for positive support in the axial direction in at least one axial section on the outside with a positive-acting surface structure, in particular in the manner of a sawtooth profile or threaded or knurled, the sleeve or shaped bushing having a contact surface preferably coated with plain bearings on the end face or having a collar coated with plain bearings.
  • this configuration also promotes integration at an interface between the planet carrier and planetary axes and can also advantageously minimize the friction or wear on at least one end face.
  • the structured surface can be provided on the inside in at least one axial section with a non-positive surface structure with an increased coefficient of static friction, which is introduced by laser structuring.
  • This also enables a very reliable axially fixed adhesion on the inside against axial relative movements, without the corresponding lateral surface having to be provided with an additional (in macroscopic view) geometric shape.
  • this also has advantages in terms of the most extensive assembly options possible.
  • both or only one of the at least two adjacent lateral surfaces of the axle are surface-structured, i.e. either the inner lateral surface of the intermediate element or the (outer) lateral surface of the axle.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element, which is designed as a sleeve or shaped bushing comprising a surface structure in the manner of a sawtooth profile or thread or knurling.
  • This structure can also be specified depending on a specific lateral surface and/or specific axial position, in particular also in combination or in superposition with the laser structure described here.
  • the intermediate element arrangement comprises an L-shaped molded bushing, in particular an L-shaped molded bushing with an inner nut or in combination with a cone, the structured surface for positive support in the axial direction in at least one axial section on the outside with a form-fitting surface structure, in particular in the Kind of a sawtooth profile or thread or knurled, the molded bushing preferably being coated with sliding bearings on the end side, the molded bushing being secured to the axis in the axial direction by means of an inner nut and/or by means of a cone.
  • a locking ring can be omitted in planetary gears.
  • the structured surface can be provided on the inside in at least one axial section with a non-positive surface structure with an increased coefficient of static friction, which is introduced by laser structuring.
  • a cone provided in combination with the shaped bushing can be provided in the form of a conical axle seat, in particular at the opposite axle end of an axle enclosed at two axial sections.
  • Such a configuration also provides the advantage of a very effective axial load transfer (particularly in the sense of relieving the load on the other contacting lateral surfaces) on one of the axle ends, especially in conjunction with a comparatively simple/advantageous assembly.
  • both or only one of the at least two adjacent lateral surfaces of the axle are surface-structured, i.e. either the inner lateral surface of the intermediate element or the (outer) lateral surface of the axle.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element, which is designed as a shaped bushing in combination with an inner nut or a cone.
  • the axle mount-axle component combination can also be included as an option Additional functionality can be equipped, in particular axial position-specific (e.g. at only one of the axis ends).
  • the intermediate element arrangement has a cone provided in combination with a shaped bushing in the form of a conical axle seat, in particular at the opposite axle end of an axle enclosed at two axial sections.
  • the intermediate element arrangement comprises at least one intermediate element in the form of a conically shaped intermediate axle sleeve, the structured surface being provided for positive support in the axial direction both on one/the inside and on one/the outside of the intermediate axle sleeve and in particular with a form-fitting surface structure in the manner of a double-sided multi-conical sawtooth profiling for a screw-like toothing, and preferably both inside and outside a relatively finer structure comprising a force-fitting surface structure with an increased coefficient of static friction and introduced by laser structuring and optionally also a surface structure generated by chemical structuring and / or based on nanostructure adhesion, surface structures connected to one another by cold welding are provided (in particular both inside and outside, for the purpose of functional redundancy on both contact surfaces inside and outside), e.g.
  • an intermediate element of the intermediate element arrangement designed as a conically shaped intermediate axle sleeve can also have a spherical comb profile. Last but not least, this also allows a deformation or tolerance compensation effect to be functionally integrated and assembly to be made easier.
  • both or only one of the at least two adjacent lateral surfaces of the axle are surface-structured, i.e. either the inner lateral surface of the intermediate element or the (outer) lateral surface of the axle.
  • the intermediate element arrangement has at least one intermediate element with an external, relatively coarser structure, the relatively finer laser-structured surface being provided on the axis side, optionally on the axis and/or on the intermediate element.
  • the intermediate element arrangement or a single intermediate element thereof is formed from several layers, in particular from several layers each with different/individual (local) hardness (for example caused by different local hardening processes) or from different materials or material pairs, each with different/individual hardness in particular also unequal to the hardness of the material of the axle or the axle mount.
  • This also provides further variation options in terms of material and hardness pairings on the contact surfaces and therefore even greater customizability.
  • micro-movements can be effectively reduced by means of a comparatively soft core of the intermediate element, i.e. by providing a comparatively harder, more wear-resistant structure on the outside (in at least one outer layer).
  • a line density and/or direction of the structure and/or intensity and shape of the structure is individualized within at least one structured surface section of the (respective) intermediate element. Last but not least, this also enables an even more specific design with regard to local contact conditions, e.g. with regard to surface pressure, direction of force or the like.
  • the industrial gearbox is designed as a planetary gearbox, in which one (respective) axle mount is located in a planetary carrier of the planetary gearbox is provided, in particular in the form of a planet carrier bore, wherein at least one intermediate element of the intermediate element arrangement is arranged on the respective axle holder on at least one lateral surface in an at least substantially non-positive manner against axial relative movement between the planet carrier or axle holder and the axle or has a wear-reducing or wear-preventing effect there.
  • the present invention can also be implemented in a particularly advantageous manner in planetary gears with a comparatively high number of planets or planetary axes, in particular without the high number of planets having a negative effect on the rigidity.
  • the planet carrier is designed, for example, as a cast part;
  • the casting material can be chosen largely independently of the at least one material of the at least one intermediate element.
  • the industrial gear is installed in a drive train of a wind turbine or is specially configured for this purpose, namely in the form of a planetary gear or comprising at least one planetary gear stage.
  • the respective axle is mounted in an axially fixed manner in two axial sections in the axle holder, the respective axle being mounted in an axially fixed manner in a first axial section by means of a first intermediate element of the intermediate element arrangement and in an axially fixed manner in a second axial section by means of a second intermediate element of the intermediate element arrangement, wherein the Intermediate elements abut at least or essentially non-positively on the axle on at least one inner surface and abut at least or essentially positively on the axle on at least one outer surface; wherein the first and second intermediate elements are optionally of the same type or of different types, in particular selected from the following group of intermediate element types: sleeve optionally with a contact surface, molded bushing optionally in combination with inner nut and / or cone.
  • the respective axle is mounted in two axial sections in the axle mount on both sides of the corresponding planetary gear in an axially fixed manner and thus transmits axial force, in particular in such a way that the planetary gear can be positioned axially by at least one of the intermediate elements by means of a contact surface.
  • This also helps to maintain the desired rigidity largely independently of the use/operation/service life or largely independently of any wear-related aspects, in particular independently of play or even minimal relative movements (which can at least be virtually excluded in each case).
  • the respective axial force can be transmitted at least essentially, optionally also exclusively, in the axial sections defined by the respective intermediate element.
  • cold welding can also be implemented on at least one of the axial sections.
  • One aspect further relates to a manufacturing method for intermediate elements for industrial gears in the form of a planetary gear with wear-minimized or wear-preventing components comprising the intermediate element arrangement previously described above, for example in an arrangement in a drive train of a wind turbine.
  • the aforementioned object is also achieved by a method according to the corresponding independent method claim, namely by a method for producing an intermediate element arrangement for use in an industrial gear in the form of a planetary gear (for example a wind turbine) in at least one axial section between at least one axis and at least one Axle holder for axially fixed mounting of the axle in the axle holder, in particular for use on a planetary carrier of the planetary gear, with a structured surface comprising at least one (axial force-transmitting) laser-structured surface being introduced into at least one surface section of at least one intermediate element of the intermediate element arrangement on the part of the axle and/or on the part of the axle holder which is set up for at least essentially non-positive and optionally also positive support against
  • a substantially force-fitting surface is introduced into at least one surface section of an internal surface/jacket surface of the at least one intermediate element by at least one of the following steps: laser structuring, chemical structuring, and optionally additionally cold welding for micro- and/or nanostructure adhesion, in particular on further axial sections and/or lateral surfaces.
  • the structured surface is preferably generated depending on at least one predefined/predefinable specific elevation and/or density parameter, in particular in a wavy or serpentine or meandering structure or in a scale-like structure, in particular with microscopic undercuts and without a predefined spatial orientation, i.e. largely aleatoric orientation.
  • a predefined/predefinable specific elevation and/or density parameter in particular in a wavy or serpentine or meandering structure or in a scale-like structure, in particular with microscopic undercuts and without a predefined spatial orientation, i.e. largely aleatoric orientation.
  • Laser structuring in particular enables a very specific design/design of at least the inner lateral surface of the intermediate element, in particular based on parameter variations relating to a certain coefficient of static friction, for example with regard to the depth/height and arrangement density of the structure and with regard to the profile shape of the lasered roughness profile, and also from the normal force , i.e. from an actual installation situation. It has been shown that laser structuring is particularly useful for the interface between planetary axes and planetary carriers, not least thanks to high quality and process reliability and reproducibility, so that the way in which the individual planets are supported does not differ from one another, but rather an identical design and identical operating conditions can be ensured for all planets and carrier bores.
  • a substantially form-fitting surface is introduced into at least one surface section of an external surface/jacket surface of the at least one intermediate element by at least one of the following steps: sawtooth profiling, fine thread cutting. Last but not least, this also promotes a very reliable connection between a comparatively hard intermediate element and a comparatively soft axle mount, for example a planet carrier designed as a cast part.
  • an intermediate element arrangement for an industrial gear in the form of a planetary gear having at least one axle and at least one axle receptacle for supporting the axle, the intermediate element arrangement being set up for arrangement between the axle receptacle and the axle, with at least one intermediate element of the intermediate element arrangement being produced by at least one of the following steps: providing a basic shape of a preferably one-piece base body of a separate intermediate element set up for wear-reducing or wear-preventing arrangement between the axle and axle holder, introducing at least one structured surface set up for positive and optionally also non-positive support against axial relative movement in at least one surface section at least one intermediate element of the intermediate element arrangement by laser structuring or optionally also introducing at least one structured surface by chemical structuring or optionally also cold welding for micro- and / or nanostructure adhesion, in particular at least on the inside of the axis and optionally also on other axial sections and / or lateral surfaces, and optionally also Introducing at least one structured surface designed for positive support against axial relative
  • the aforementioned object is also achieved by using an intermediate element arrangement in an industrial transmission between an axle and an axle holder for supporting the axle, namely in a planetary gear (for example in a planetary gear stage with a comparatively high number of planets), with at least one intermediate element of the intermediate element arrangement with at least one outer lateral surface set up for positive locking, which has a positive locking contour in at least one outer lateral surface section, comes into positive contact in the axle holder, wherein at least one intermediate element of the intermediate element arrangement with at least one inner lateral surface set up for frictional connection, which has a non-positively acting laser-structured structure in at least one inner lateral surface section , comes to rest non-positively/frictionally on the axle, in particular with the intermediate element arrangement comprising at least one intermediate element in the form of a sleeve or shaped bushing, each with a contact surface, in particular for existing and installed gear Z components, in particular in at least one planetary gear stage of a drive train of a wind turbine, in particular by appropriate use
  • the aforementioned object is also achieved by using at least one intermediate element of an intermediate element arrangement in an industrial gear in the form of a planetary gear (for example in a planetary gear stage with a comparatively high number of planets) between an axle and an axle holder for supporting the axle, in particular in one or two axial sections between planetary axes and a planet carrier of the planetary gear, wherein the at least one intermediate element of the intermediate element arrangement with at least one outer lateral surface set up for positive locking, which has a particularly sawtooth or fine thread-like positive locking contour in at least one outer lateral surface section and has a relatively greater hardness than the axle receptacle, in a form-fitting manner the Axle mount is seated, wherein the at least one intermediate element with at least one inner lateral surface set up for frictional connection, which has a non-positively acting laser-structured structure in at least one inner lateral surface section, sits non-positively/frictionally on the axle, the at least one intermediate element preferably being thermally and/
  • the present invention relates to an industrial transmission having at least one axle and at least one axle holder for axially fixed mounting of the axle, the axle being axially fixed in at least one axial section in the axle holder; wherein an intermediate element arrangement is provided between the axle mount and the axle, acting in/in the at least one axial section, which is mounted in an axially fixed and axial force transmitting manner between the axle and the axle mount, and which has a laser-structured surface in at least one surface portion on the side of the axle and/or on the side of the axle mount and thereby is set up for at least essentially non-positive and optionally also positive support against axial displacement, in which case a conical press fit or the like can also be provided to achieve a positive connection that is ensured on a macroscopic level.
  • the present invention also relates to corresponding intermediate elements with laser-structured surfaces for such an intermediate element arrangement as well as manufacturing methods therefor and their use in planetary gears or
  • Figures 2A to 2F show views of components of an industrial transmission or an intermediate element arrangement used therein according to an exemplary embodiment
  • Figures 3A to 3C show views of components of an industrial transmission or of an intermediate element arrangement used therein according to a further embodiment
  • Figures 4 and 5 each show a sectioned side view of components of an industrial transmission with a wear-preventing intermediate element arrangement according to further exemplary embodiments;
  • Figures 6A, 6B views of components of an industrial transmission or an intermediate element arrangement used therein according to a further exemplary embodiment
  • Figures 7A to 7E show a perspective view and three side views of components of an industrial transmission or an intermediate element arrangement implemented therein according to a further exemplary embodiment
  • Figure 8 shows individual steps of a method for producing an intermediate element arrangement according to exemplary embodiments
  • An intermediate element arrangement 10 comprising at least one intermediate element 10a with structured surfaces 10.1, namely at least one radially outward surface section 10.1a (in particular a structured outer circumferential surface) and at least one surface section 10.1b lying inward in the radial direction (r) (in particular a structured inner circumferential surface), wherein the structured surfaces 10.1 comprise form-fitting sections 10.3a (at least one) and force-fitting sections 10.3b (at least one).
  • the structured surfaces 10.1 can ensure an axially fixed positive/non-positive connection 20 between the axle and the axle mount in an arrangement of the (respective) intermediate element 10a installed between an axle 101 and an axle mount 103 in the axial direction (x), for example in an industrial gear 100 comprising at least one planetary gear stage, in particular in an arrangement between corresponding planetary axes and planet carrier bores.
  • very effective wear protection can also be provided in a comparatively simple manner, in particular at the interface between a planet carrier 105 and the planet gears 107 that are guided in rotation in a planetary ring gear 109, whereby this wear protection can also be customized comparatively easily and variably for specific areas of application.
  • the respective intermediate element has a form-fitting structured surface with a comparatively coarse shape/structure in at least one outer surface section (in particular on an outer lateral surface), i.e. on the side of the axle mount (in particular sawtooth profile against axial migration, or a type of fine thread contour), which preferably has a greater hardness than the corresponding surface of the axle holder, and in at least one inner surface section (particularly on an inner lateral surface), i.e.
  • a non-positive structured surface has a comparatively fine laser structure (and optionally also chemically structured and / or cold welded, in particular for micro- and / or nanostructure adhesion, in particular on further axial sections and / or lateral surfaces).
  • the respective intermediate element can be provided in particular in one of the following configurations (which can be combined with one another if there are several axial sections XI, particularly conically shaped.
  • the intermediate element 10a is provided in the form of a sleeve 11, in particular as a slotted sleeve comprising at least one slot 11.1.
  • a contact surface or disk 12 can also be provided on the sleeve, in particular with at least one plain bearing-coated surface or end face 12.1 and/or with radial slots or similar recesses 12.3.
  • the intermediate element 10a is provided in the form of an L-shaped molded bushing 13, in particular with an inner (groove) nut 14.1 and/or in combination with a cone 14.3 (conical axle seat, in particular with two axial sections XI, X2 each provided with an intermediate element).
  • the L-shaped molded bushing preferably has at least one surface 13.1 or end face coated with a plain bearing.
  • the molded bushing can also be provided with an inner (groove) nut, optionally also in combination with a cone, largely independently of the geometry selected in the individual case.
  • the intermediate element 10a is provided in the form of an intermediate axle sleeve 15 (in particular conically shaped), or as an axle dowel or axle anchor, the structured surfaces being provided both on one/the inside and on one/the outside and with a positive fit acting surface structure is provided, in particular in the manner of a double-sided multi-conical sawtooth profiling, with a relatively finer structure preferably both inside and outside comprising a non-positively acting surface structure with an increased coefficient of static friction, in particular by laser structuring and optionally also by chemical structuring and / or cold welding for micro- and/or nanostructure adhesion is provided, in particular on further axial sections and/or lateral surfaces.
  • a conically shaped intermediate axle sleeve with a spherical comb profile is provided.
  • both or only one of the at least two adjacent lateral surfaces of the axle are surface-structured, i.e. either the inner lateral surface of the intermediate element or the (outer) lateral surface of the axle.
  • the present invention is also related to a manufacturing process relating to individual intermediate elements (in particular the types described in detail here) or an intermediate element arrangement or a wear-reduced industrial gearbox equipped therewith.
  • a basic shape or a preferably one-piece base body of an intermediate element 10a (which can be provided separately) is provided, which, in particular due to the material and / or the hardness and the structuring to be carried out on it, is set up for a wear-reducing or wear-preventing arrangement between the axle and Axle mount.
  • a form-fitting structure is introduced into at least one external surface section 10.1a, in particular through Sawtooth profiling or fine thread cutting.
  • a force-fitting structure is introduced into at least one internal surface section 10.1b, in particular by laser structuring and/or by chemical structuring and/or cold welding for micro- and/or nanostructure adhesion (chemical structuring and/or cold welding in particular also on). further axial sections and/or lateral surfaces).
  • a desired intermediate element can be provided and, for example, mounted between the axle and the axle mount using the steps mentioned elsewhere here, for example in transmissions that have already been installed or operated.
  • FIG. 1 shows an exemplary application/use of the intermediate element arrangement 10 according to the invention (here a single intermediate element 10a is indicated as an example at one of the ends of the axle), with reference to a planet carrier 105 with an axle mount 103 and axially fixed thereto in one or two axial sections mounted planetary axes 101.
  • the respective planetary gear 107 is held at a predefined axial position by means of the planetary carrier 105 and is guided in a rotating manner in the planetary ring gear 109.
  • different exemplary embodiments are shown, which can also be implemented, for example, in a transmission or an installation situation as shown in FIG. 1, either at one or both axle ends or contact areas between the axle and the axle mount.
  • the installation situation can also be chosen differently, for example in a different location or in a different type of gearbox.
  • an embodiment of at least one intermediate element 10a of the intermediate element arrangement 10 is illustrated as a slotted sleeve:
  • the intermediate element 10a is in the form of a sleeve with an externally positive surface (in particular a sawtooth profile or fine thread) and is against the (axial) ejection direction between the axis and axle mount anchored, with the sleeve preferably being hardened or nitrided.
  • the outer surface of the sleeve can press into the axle mount (e.g. cast hole) and provide wear protection for the axle mount (e.g. for a planet carrier made of cast material, or for a cast iron beam).
  • a non-positive press fit is provided on the inner surface of the sleeve on the axis side, with a preferably laser-structured surface, the surface preferably being martensitic hard.
  • the intermediate element 10a provides at least one at least essentially positive connection on the radially outer contact surface and at least one at least substantially non-positive connection on the radially inner contact surface with a high coefficient of friction (in particular laser-structured inner surface).
  • the sleeve consists, for example, of sheet metal material (bent) or is manufactured as a sleeve, whereby the position tolerance of the axle connection can remain at least approximately identical.
  • 2A shows an intermediate element arrangement 10 comprising two intermediate elements 10a designed as a sleeve 11 (or based on the basic shape of a sleeve) in two different axial sections at the two ends of one/of the planetary axis.
  • 2B shows a detailed view of one of the two axial sections mounted to reduce wear.
  • 2C illustrates a surface structure of an outer lateral surface of the corresponding intermediate element 10a, namely a sawtooth profile with a larger/stronger positive fit to the left than to the right (i.e. force directed to the left when looking at FIG. 2C).
  • 2D shows a first exemplary embodiment of a sleeve-like intermediate element, the intermediate element having a slot 11.1 or being continuously slotted in the axial direction.
  • FIG. 2E A further exemplary embodiment of a sleeve-like intermediate element is shown in FIG. 2E.
  • 2F shows a further exemplary embodiment of a sleeve-like intermediate element, in which the structured outer surface is only present over a section (approx. 50%) of the absolute length of the outer lateral surface, namely in a section that is further axially inner when arranged around the axis as intended.
  • the intermediate element 10a is in the form of a sleeve with an externally positive surface (in particular a sawtooth profile or fine thread) and is against the (axial) ejection direction anchored between the axle and axle mount, with the sleeve preferably being hardened or nitrided.
  • the outer surface of the sleeve can press into the axle mount (e.g. cast bore) and provide wear protection for the axle mount (e.g. for a planet carrier Cast material, or for a cast support).
  • the front side of the sleeve is preferably coated with plain bearings.
  • a non-positive press fit is provided on the inner surface of the sleeve on the axis side, with a preferably laser-structured surface, the surface preferably being martensitic hard.
  • the sleeve can be in a slotted form and fulfill a variety of functions, in particular positive wear protection on the axle holder (e.g. cast iron support) and the provision of carrier material for laser or deposition welding of a starting contour.
  • precision machining can be omitted, particularly with regard to a wrench size on the starting contour and the axle mount (only a flat mirror surface), and an arrangement that is secured against rotation can be provided in a comparatively simple manner.
  • 3A illustrates an embodiment with two sleeves installed in mirror image to one another with an integrated contact surface.
  • 3B shows in detail the structured outer surface 10.la (present at least approximately the entire length) and the contact surface section 12, the contact surface section having at least one end face 12.1 coated with plain bearings and a plurality of radial slots 12.3 with relief bores.
  • 3C illustrates a surface structure of an outer lateral surface of the corresponding intermediate element 10a, namely a sawtooth profile with a larger/stronger positive fit to the left than to the right.
  • the design of the respective intermediate element 10a described here as a sleeve can also be arranged in the manner of a clamp connection between the axle and the axle mount.
  • the shaped bushing with slotted nut 14.1 has a form-fitting outer surface (in particular with a sawtooth profd or fine thread) and is secured against the axial ejection direction and preferably consists of hardened or nitrided material.
  • the outer surface of the L-shaped shaped bushing can press into the axle mount (e.g. cast hole) and provide very effective wear protection for the axle mount (e.g. for a planet carrier made of cast material or for a cast iron carrier).
  • one/the end face is coated in the manner or with regard to the functionality of a thrust washer (in particular in the manner of a plain bearing coating).
  • a locking ring on the axle can also be omitted.
  • An axial load can be transmitted to at least one internal surface by frictional connection (preferably by means of a laser structure, in particular sawtooth-like), whereby axial securing can be carried out by an internal locknut in the molded bushing.
  • the axle can be pretensioned hydraulically or pulled.
  • a slotted configuration can be provided in conjunction with a conical bore, with the respective approach contour preferably having a spherical profile to effectively prevent plastic deformation.
  • Fig. 5 shows a design of at least one intermediate element 10a of the intermediate element arrangement 10 as an L-shaped molded bush in combination with a cone 14.3:
  • the cone can be designed to be self-locking or can be secured against being pulled out/wandered by an appropriate lock.
  • a corresponding ring can be slotted in the manner of a circlip.
  • a relief groove can optionally be provided.
  • the design according to Fig. 5 also illustrates that the present invention can be optimized in a comparatively variable manner for specific applications, depending on different requirements for an axial lock or the ability to transmit comparatively high axial loads.
  • an embodiment of at least one intermediate element 10a of the intermediate element arrangement 10 is illustrated as a conically shaped intermediate axle sleeve 15:
  • the intermediate axle sleeve (according to the present disclosure also referred to as an axle dowel or axle anchor, the term “dowel” here referring in particular to the form-fitting contour should), especially in a slightly conical design, can lead to a local plastic deformation of the axle holder or carrier hole by turning in the axle and spread the material of the intermediate axle sleeve or the dowel material.
  • there is a positive connection primarily between the axle holder and the axle sleeve/dowel i.e.
  • the intermediate element still acts mainly in a non-positive or frictional manner (in particular both inside and outside), with the radial forces at the bore ends preferably decreasing steadily (preferably crowned comb profile, comb tips smoothed), whereby a locking ring can be omitted, and whereby the axle clamping can be advantageously extended.
  • the axle dowel 15 can also be thickened on one side in order to compensate for positional tolerances of the support holes through orientation during assembly.
  • the coefficient of friction can also be increased by laser structuring or optionally also by chemical structuring and/or cold welding for micro- and/or nanostructure adhesion, optionally also in combination with knurling or shaping according to knurling (e.g. by milling, embossing, pressing).
  • the proportional static friction force can be advantageously increased, whereby an advantageously high compressive strength of the carrier material can also be exploited.
  • the dowel 15 can optionally also be slotted or segmented.
  • the material of the eight-coaming is preferably hardened or nitrided, optionally with or without a coating that makes installation easier.
  • the holes can be opened inductively or by cold joining, for example.
  • the axle ends can, for example, be designed with a straight cylindrical, conical or helical profile.
  • FIGs 7A to 7E a design of at least one intermediate element 10a of the intermediate element arrangement 10 as a sleeve 11 with an integrated starting contour 12 is illustrated in different views of the installation situation:
  • the axle mount 103 is shown.
  • the at least one intermediate element 10a is shown in a highly magnified manner in the intended arrangement between the axle and the axle mount.
  • the axle and the axle mount are visible over the entire thickness of the axle.
  • a/the external surface structure 10.1a with a surface section 10.3a of the at least one intermediate element of the intermediate element arrangement set up for positive locking is shown in detail.
  • Step S1 Providing a basic shape or a basic body of a separate intermediate element
  • Step S2 Introduction of a form-fitting structure
  • Step S3 Introduction of a force-fitting structure
  • Step S4 Assembly of the respective intermediate element.
  • the manufacturing process can optionally include steps S1 to S3 or all steps S1 to S4, depending on whether the manufacturing process is only that individual intermediate elements 10a or the entire intermediate element arrangement 10 or the corresponding industrial gear 100.
  • Axle mount e.g. cast bore, especially planet carrier bore

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Industriegetriebe (100) aufweisend wenigstens eine Achse (101) und wenigstens eine Achsaufnahme (103) zur axialfesten Lagerung der Achse, wobei die Achse in wenigstens einem Axialabschnitt (X1, X2) in der Achsaufnahme axialfest gelagert ist; wobei zwischen Achsaufnahme (103) und Achse (101) wirkend im/in dem wenigstens einen Axialabschnitt eine Zwischenelementanordnung (10) vorgesehen ist, welche axialfest und axialkraftübertragend zwischen Achse und Achsaufnahme gelagert ist, wobei die Zwischenelementanordnung in zumindest einem Oberflächenabschnitt (10.1a, 10.1b) seitens der Achse und/oder seitens der Achsaufnahme eine laserstrukturierte Oberfläche (10.1) aufweist und dadurch eingerichtet ist zur zumindest im Wesentlichen kraftschlüssigen und wahlweise auch formschlüssigen Abstützung gegen axiale Verlagerung, wobei zusätzlich auch ein kegeliger Presssitz oder dergleichen einen eher auf makroskopischer Ebene sichergestellten Formschluss realisierende Verbindung vorgesehen sein kann. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch entsprechende Zwischenelemente mit laserstrukturierten Oberflächen für eine solche Zwischenelementanordnung sowie Herstellungsverfahren dafür und deren Verwendung in Planetengetrieben insbesondere für Windenergieanlagen.

Description

Industriegetriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe mit Zwischenelementanordnung sowie Verfahren und Verwendung
B e s c h r e i b u n g
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Industriegetriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe aufweisend wenigstens eine Achse und wenigstens eine Achsaufhahme zur axialfesten Lagerung der Achse, wobei die Achse in wenigstens einem Axialabschnitt in der Achsaufhahme axialfest gelagert ist, wahlweise in zwei Axialabschnitten insbesondere jeweils an einem freien Ende der Achse gelagert ist, wobei zwischen Achsaufnahme und Achse wirkend im/in dem wenigstens einen Axialabschnitt eine Zwischenelementanordnung vorgesehen ist, insbesondere mit dem Industriegetriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe oder umfassend wenigstens eine Planetengetriebestufe. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch Zwischenelemente mit vorteilhaft strukturierten Oberflächen für eine solche Zwischenelementanordnung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Industriegetriebe gemäß Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sowie Verfahren und Verwendungen gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Hohe Leistungsdichten in (Industrie-)Getrieben wie z.B. Planetengetrieben insbesondere von Windenergieanlagen(-triebsträngen) erfordern hinreichende Steifigkeiten insbesondere auch der drehmomentführenden Komponenten sowie entsprechender Befestigungen und Einspannungen. Speziell in Planetengetrieben neigen Achseinspannungen an Planetenträgem mit Multiplaneten unter Last insbesondere bei Unterschreitung ausreichender Pressung zu nachteiligen Mikrobewegungen, wodurch potentiell spürbar erhöhter Verschleiß hervorgerufen wird. Es wurde nun erkannt, dass derartige lokale Mikrobewegungen (und damit einher gehender Verschleiß) in Abhängigkeit von einem leistungsdichte-induzierten Steifigkeitsverlust umgebender Bauteile zunehmend wahrscheinlicher werden. Demnach besteht großes Interesse daran, diese Mikrobewegungen möglichst vollständig unterbinden zu können.
Bisher werden Achseinspannungen in dieser Hinsicht durch Verlängerung der Einspannlänge (insbesondere bei nachteiligen Bauraumanforderungen) und/oder durch Erhöhung der Passung und damit ansteigender Pressung im Kontaktbereich zwischen Achse und Achsaufhahme (insbesondere Bohrung) realisiert. In Abhängigkeit der Belastung können sich die Bereiche rund um die Achseinspannungen jedoch elastisch deformieren, insbesondere auch in einem Planetenträger. Dies wirkt sich insbesondere bei dünnwandigen Komponenten potentiell sehr negativ insbesondere auf benachbarte Lagersitze aus. Beispielsweise führt ein zu weicher Planetenträger zu dem Effekt, dass im Bereich der Planetenbolzen sehr hohe Axialkräfte wirken. Nachteilig ist dabei auch ein sich selbst verstärkender Negativ-Effekt aus einem sich mehr und mehr lockernden bzw. weitenden Presssitz, was in der Folge zu noch größeren Verschiebungen bzw. Relativbewegungen im Kontaktbereich führt, wodurch wiederum mehr Material bzw. Abrieb durch Reibverschleiß erzeugt wird. Durch Verschleiß freigesetzte Partikel führen potentiell zu großen oder noch größeren Sekundärschäden, beispielsweise durch Abrasion, wodurch die Lebensdauer des gesamten Getriebes potentiell sehr stark sinkt. Die vorliegende Situation erschwert es dem Fachmann insbesondere auch auf dem Gebiet der Planetengetriebe, diese z.B. hinsichtlich einer Skalierung der Anzahl der Planeten weiterzuentwickeln.
Es besteht demnach ein großes Interesse an einer möglichst torsionssteifen Konstruktion mit hoher Drehmomentbelastbarkeit in Kombination mit einer Vermeidung oder zumindest Minimierung von Verschleiß insbesondere im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Eigenheiten von Planetengetrieben, insbesondere bei vergleichsweise hohen dynamischen Belastungen wie z.B. in Triebsträngen von Windenergieanlagen.
Die Veröffentlichung DE 10 2011 087 568 Al beschreibt eine für ein Planetenrad eines Stimraddifferenzials vorgesehene Bolzenlagerung mit Absatz, bei welcher an einem Lagerbolzen an beiden Enden Lagerhülsen vorgesehen sind, wobei das Planetenrad drehbar auf dem Lagerbolzen gelagert ist, wobei der Lagerbolzen wahlweise drehfest oder drehbar relativ zum Planetenträger gelagert sein kann, wobei die Lagerhülsen Axialanschläge aufweisen, die sich in beiden radialen Richtungen erstrecken, nämlich am einen Ende nach außen und am anderen Ende nach innen, so dass entlang der Axialerstreckung des Lagerbolzens an mehreren Axialpositionen Formschluss sichergestellt werden kann, nämlich in beidseitig axialer Begrenzung durch den Planetenträger in der Art eines axialen Einfassens mittels im Querschnitt S-förmiger Lagerhülsen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, mittels welchen eine spürbare Verschleißminderung bzw. eine effektive Vermeidung von Verschleiß an einer Schnittstelle von Achse zu Achsaufhahme in Planetengetrieben sichergestellt werden kann, insbesondere bei sehr guter (Torsions-)Steifigkeit bzw. Drehmomentbelastbarkeit, insbesondere bei Minimierung von dadurch begründeten etwaigen konstruktiven Nachteilen betreffend die gesamte Getriebekonstruktion. Insbesondere besteht die Aufgabe auch darin, eine axialfeste Lagerung an der Schnittstelle Achse/Achsaufnahme für eine hochbelastbare Drehmomentübertragung bzw. für eine im Bedarfsfall besonders hohe Flächenpressung bei möglichst variantenreicher Verwendbarkeit in unterschiedlichen Planetengetriebearten bereitzustellen, insbesondere in Kombination mit nicht nennenswertem Verschleiß oder zumindest spürbarer Verschleißminderung, insbesondere auch in Planetengetrieben mit vergleichsweise hoch skalierter Anzahl von Planeten, z.B. fünf, sechs, sieben, acht oder gar neun Planeten.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Industriegetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Zwischenelementanordnung hergestellt gemäß den Merkmalen des entsprechenden nebengeordneten Verfahrensanspruchs und durch entsprechende Verwendungen gemäß den Merkmalen des entsprechenden nebengeordneten Verwendungsanspruchs. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Wenn ein Merkmal in Kombination mit einem anderen Merkmal dargestellt wird, dient dies nur der vereinfachten Darstellung der Erfindung und soll keinesfalls bedeuten, dass dieses Merkmal nicht auch ohne das andere Merkmal eine Weiterbildung der Erfindung sein kann.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine besonders verschleißmindemde bzw. verschleißverhindemde Lagerung von wenigstens einer Achse in einem (Industrie-)Getriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe. Bereitgestellt wird insofern ein Industriegetriebe umfassend wenigstens eine Planetengetriebestufe aufweisend wenigstens eine Achse und wenigstens eine Achsaufhahme zur axialfesten Lagerung der Achse, wobei die Achse in wenigstens einem Axialabschnitt in der Achsaufhahme axialfest gelagert ist, wahlweise in zwei Axialabschnitten insbesondere jeweils an einem freien Ende der Achse gelagert ist; wobei zwischen Achsaufhahme und Achse wirkend im/in dem wenigstens einen Axialabschnitt eine Zwischenelementanordnung vorgesehen ist, welche axialfest zwischen Achse und Achsaufhahme gelagert ist (insbesondere in der Art eines Presssitzes, Presspassung). Dies erweitert die Lagerungsoptionen und ermöglicht nicht zuletzt auch eine Individualisierung und Aussteifung und Lebensdauererhöhung auf einfache Weise. Erfmdungsgemäß wird demnach vorgeschlagen, eine verschließmindemde Maßnahme durch wenigstens ein zusätzliches Zwischenelement der Zwischenelementanordnung zu realisieren.
Dabei weist die Zwischenelementanordnung in zumindest einem Oberflächenabschnitt seitens der Achse und/oder seitens der Achsaufnahme eine strukturierte Oberfläche umfassend wenigstens eine (axialkraftübertragende) laserstrukturierte Oberfläche eingerichtet zur Abstützung gegen axiale Verlagerung auf. Dies liefert auch eine effektive Vorbeugungsmaßnahme zur Vermeidung von Verschleiß insbesondere aufgrund von axialen Relativbewegungen zwischen Achse und Achsaufhahme.
Dabei kann sowohl eine vergleichsweise hohe Drehmomentübertragungsfähigkeit und Steifigkeit der gesamten Getriebeanordnung ermöglicht werden, bei besonders torsionsfester Ausgestaltung, als auch effektiv einer insbesondere bei hohen dynamischen Belastungen potentiell auftretenden axialen Relativbewegung zwischen Achse und Achsaufhahme entgegengewirkt werden. Die hier beschriebenen Maßnahmen betreffend das wenigstens eine Zwischenelement begünstigen dabei auch eine Skalierung hin zu einer vergleichsweise hohen Anzahl von Planeten, z.B. sieben oder mehr Planeten; eine solche Skalierung bringt gegebenenfalls den Nachteil mit, dass die Dimensionierung je Planet(enachse) tendenziell schwächer/kleiner werden muss, mit damit einher gehender abnehmender struktureller Stärke - es hat sich jedoch gezeigt, dass die hier beschriebene Zwischenelementanordnung insbesondere bei Implementierung je Planetenachse diesen je nach Anwendung und Lastenheft potentiellen Nachteil gut kompensieren kann, insbesondere indem die Planetenachsen zusammen mit dem/den jeweiligen Zwischenelement(en) in struktureller Hinsicht Trägerstäbe nachbilden. Es ist zu verstehen, dass die hier beschriebene Zwischenelementanordnung bei bestimmungsgemäßer Einbausituation und Verwendung versteifend wirkt, insbesondere derart, dass der Planetenträger auch bei hoher Anzahl von Planeten torsionssteif bleibt und eingerichtet ist/bleibt für vergleichsweise hohes Drehmomentübertragungspotential, so wie es insbesondere für Windenergieanlagen auch bei sehr dynamischen Lastwechseln gefordert wird. Insbesondere kann die hier beschriebene Zwischenelementanordnung dank der an den Schnittstellen zu Bolzen und Planetenträger sichergestellten hohen Axialkraftübertragungsfähigkeit sicherstellen, dass einer insbesondere durch hohe am Planetenträger übertragene Dreh- und Biegemomente hervorgerufenen axialen Relativbewegung und damit auch Abrieb/Abrasion gegengewirkt wird, mit gutem Versteifungseffekt nicht nur im Bereich des jeweiligen Bolzens sondern auch bezüglich des gesamten Planetenträgers.
Es ist zu verstehen, dass die hier beschriebene Zwischenelementanordnung bei bestimmungsgemäßer Einbausituation und Verwendung verschleißmindemd bzw. verschleißverhindemd wirkt, insbesondere da eine axiale Relativbewegung so gut wie ausgeschlossen werden kann. Sofern gemäß der vorliegenden Offenbarung von Zwischenelementanordnung im Allgemeinen gesprochen wird, ist darunter sinngemäß eine im Betrieb bei bestimmungsgemäßem Gebrauch verschleißmindemde bzw. verschleißverhindemde Zwischenelementanordnung zu verstehen.
Es ist zu verstehen, dass eine/die bezüglich der Zwischenelementanordnung beschriebene „strukturierte Oberfläche“ nicht notwendigerweise ausschließlich mittels des (jeweiligen) Zwischenelements bereitgestellt werden muss, sondern auch durch die Achse und/oder durch die Achsaufhahme bereitgestellt werden kann, zumindest teilweise. Beispielsweise ist an der Achse eine vergleichsweise fein strukturierte und im Wesentlichen kraftschlüssig wirkende Struktur vorgesehen, und an wenigstens einem Zwischenelement ist an einer Außenmantelfläche eine vergleichsweise grob strukturierte formschlüssig wirkende Struktur vorgesehen.
Es ist zu verstehen, dass die Terminologie „strukturierte Oberfläche“ bzw. „Struktur“ gemäß der vorliegenden Offenbarung mehrere Oberflächenabschnitte bezeichnen kann, wobei je Paarung Achse- Achsaufhahme jedenfalls wenigstens eine laserstrukturierte Oberfläche bzw. wenigstens ein laserstrukturierter Oberflächenabschnitt umfasst ist. Anders ausgedrückt: Die Erfindung basiert auf dem Konzept, eine verschleißhemmendeZ-mindemde Versteifung im Wesentlichen basierend auf minimal kleinen Strukturen sicherzustellen, die im Wesentlichen kraftschlüssig, also in Kombination mit einer Normalkraft, eine axialkraftübertragende axialfeste Verbindung sicherstellen können, insbesondere in einer besonders torsionssteifen Anordnung eines Planetenträgers. Ergänzend können weitere strukturierte Oberflächen(abschnitte) vorgesehen sein, insbesondere solche bei welchen auch ein Formschlusseffekt von größerer Bedeutung ist, insbesondere hinsichtlich einer Flächenpaarung im Bereich der Achsaufhahme bzw. seitens des Planetenträgers. Im Zusammenhang mit dem auf Kraftschluss basierenden Konzept der vorliegenden Erfindung hat sich dabei auch gezeigt, dass ergänzend zu den Laserstrukturen auch ein Kaltverschweißen bzw. eine Kaltverschweißung basierend auf besonders glatten insbesondere hochpolierten Oberflächen insbesondere im Zusammenhang mit Mikro- bzw. Nanostrukturhaftung vorteilhaft implementiert bzw. im Betrieb oder durch die Anwendung herbeigeführt werden kann, beispielsweise an einer weiteren Axialposition, welcher Effekt jedoch auch stark von der jeweils je Anwendung spezifischen Betriebs- bzw.
Belastungssituation abhängig ist bzw. sein wird und daher hier lediglich als eine die Laserstruktur z.B. in einem weiteren Oberflächenabschnitt der Zwischenelementanordnung ergänzende Implementierung beschrieben wird, diese also nicht ersetzen soll.
Es ist zu verstehen, dass die hier beschriebene Zwischenelementanordnung eine Vielzahl von Zwischenelementen aufweisen kann, insbesondere wenigstens eines je (Planeten-)Achse. Dabei kann das jeweilige Zwischenelement eine individuelle Konfiguration aufweisen, z.B. in Abhängigkeit von dessen Axialposition (z.B. getriebeeingangsseitig anders ausgestaltet sein als getriebeausgangsseitig).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement in einer der folgenden Ausgestaltungen: geschlitzte Hülse, Formbuchse, Formbuchse mit Innenmutter, Formbuchse in Kombination mit Konus, Zwischenachstülle. Dies liefert nicht zuletzt auch eine hohe Variabilität hinsichtlich anwendungsspezifischer Implementierungen insbesondere auch in Abhängigkeit von einer jeweiligen Anzahl von Planetenachsen. Eine/die Laserstrukturierung ist dabei bevorzugt zumindest auf einer Innenmantelfläche vorgesehen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement, welches wenigstens eine strukturierte Oberfläche in wenigstens einer der folgenden geometrischen Ausgestaltungen aufweist, insbesondere an dessen Außenmantelfläche: konisch, ballig, gerändelt, mit einer Verzahnung versehen, schrauben- oder wellenförmig geformt. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch eine spezifische Auslegung hinsichtlich anwendungsspezifischer Besonderheiten z.B. betreffend das jeweilige Achsende, insbesondere auch in Abhängigkeit von einer jeweiligen Anzahl von Planetenachsen. Eine/die Laserstrukturierung kann dabei auch unabhängig von der im Einzelfall gewählten (makroskopisch) geometrischen Ausgestaltung der Außenmantelfläche des Zwischenelements vorgesehen sein. Bei einer (groben) Strukturierung der Außenmantelfläche in Kombination mit einer feinen im Wesentlichen kraftschlüssigen Struktur seitens der Achse kann zudem der Fertigungsaufwand minimiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement, welches eingerichtet ist, in der Art eines Dübels zwischen Achse und Achsaufhahme eingebracht zu sein/werden. Dies erweitert nicht zuletzt auch die Anwendungs- und Montagemöglichkeiten. Das Einbringen bzw. Montieren kann dabei z.B. durch thermische Maßnahmen (insbesondere auch thermisches Fügen) und/oder durch Einschlagen bzw. Pulsen erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine laserstrukturierte Oberfläche umfangspositionsspezifisch eingebracht, insbesondere im Bereich einer Umfangsposition seitens der Achse abweichend von einem Bereich einer Umfangsposition seitens der Achsaufnahme (z.B. mit dem jeweiligen Umfangsbereich im Bereich von 45 bis 90°. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch, eine vergleichsweise spezifische Art und Weise der Fixierung seitens der Achse andersartig einzustellen als seitens der Achsaufnahme, wodurch z.B. auch umfangs- und axialveränderlichen Belastungsverhältnissen im Kontaktbereich entsprechend Rechnung getragen werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung eine Vielzahl von Zwischenelementen, welche zusammen mit der jeweiligen (Planeten)Achse in struktureller Hinsicht Trägerstäbe des Planetenträgers nachbilden. Dies liefert nicht zuletzt eine besonders hohe Steifigkeit und Drehmomentübertragbarkeit der gesamten Planetenträgerbaugruppe.
Die Zwischenelementanordnung weist in zumindest einem Oberflächenabschnitt seitens der Achse (innen) und/oder seitens der Achsaufnahme (außen) eine laserstrukturierte Oberfläche auf und ist dadurch eingerichtet zur zumindest im Wesentlichen kraftschlüssigen und wahlweise auch formschlüssigen Abstützung gegen axiale Verlagerung (also gegen axiale Relativbewegungen zwischen Achse und Achsaufnahme). Dabei kann die Funktion einer axialfesten Verankerung durch eine zusätzliche zwischen Achse und Achsaufnahme wirkende Zwischenelementanordnung bzw. durch wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung bereitgestellt bzw. sichergestellt werden, insbesondere einerseits zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig (insbesondere seitens der Achse) und andererseits auch formschlüssig (insbesondere seitens der Achsaufhahme). Dies ermöglicht nicht zuletzt eine individuellere und unabhängigere Optimierung dieser mechanisch vergleichsweise stark belasteten Schnittstelle, insbesondere hinsichtlich Vermeidung von Mikrobewegungen, insbesondere indem im Vergleich zum Direktkontakt zwischen Achse und Achsaufhahme wenigstens eine weitere individualisierbare Kontaktfläche für zumindest im Wesentlichen Kraftschluss und wahlweise auch Formschluss (hier auch als Form- und/oder Kraftschluss bezeichnet) bereitgestellt wird, insbesondere auch basierend auf einer anwendungsspezifisch optimiert auswählbaren Materialpaarung. Eine solche Achseinspannung mit Zwischenelementanordnung bietet dabei auch zahlreiche weitere auch indirekte Vorteile, wie z.B. eine größere Variabilität/Flexibilität bei der Auswahl der Werkstoffe, oder auch einen schlankeren/kostengünstigeren Fertigungsansatz betreffend Achse und Achsaufhahme, und nicht zuletzt auch Vorteile im Zusammenhang mit Montageaspekten. Besonders vorteilhafte Anwendungsbereiche ergeben sich beispielsweise für Windkraftgeneratorgetriebe mit Gleitlagerung, für Industriegetriebe mit einer oder mehreren Planetengetriebestufen, für reine Planetenradgetriebe und zahlreiche weitere Industrieanwendungen.
Es ist zu verstehen, dass hier in Bezug auf die Zwischenelementanordnung allgemein von Form- und/oder Kraftschluss gesprochen wird, insbesondere da einzelne der Zwischenelemente der Zwischenelementanordnung auch als im Wesentlichen formschlüssig wirkend zum Einsatz kommen können. Betreffend die laserstrukturierte Oberflächenstruktur wenigstens eines der Zwischenelemente ist ein im Wesentlichen kraftschlüssiger axialfester Halteeffekt realisiert, welcher optional mittels desselben Zwischenelements ergänzend auch mit einem Formschlusseffekt kombiniert werden kann, insbesondere bei einer Formbuchse.
Vorteilhaft ist die auf der Innen- und/oder Außenmantelfläche vorgesehene Strukturierung bereits für sich als solche konstituierend für den gewünschten Kraft-/Formschluss an der entsprechenden Kontaktmantelfläche. Eine derartige Strukturierung ist insbesondere im Zusammenhang mit einem/dem Kriterium einer robusten und konstruktiv vergleichsweise schlanken axialfesten Lagerung bzw. eines entsprechenden axialfesten Verbauens (Montageverfahren) zweckdienlich. Zusätzlich zur Strukturierung kann/können ein Verkleben, ein kegeliger Presssitz und/oder die weiteren hier im Einzelnen beschriebenen Verbindungsarten vorgesehen sein, die z.B. auf einer Kombination von Form-/Kraftschluss beruhen oder auch im Wesentlichen formschlüssig wirken können. Es ist zu verstehen, dass Stoffschluss (z.B. Verkleben) im Rahmen der vorliegenden Offenbarung allenfalls ergänzend z.B. im Zusammenhang mit einer Sicherungsfunktion zu implementieren ist, ohne dass eine/die stoffschlüssige Verbindung für eine Axialkraftübertragung oder sonstigen vergleichsweise hohen Kraftfluss aufkommen soll.
Bevorzugt ist einerseits wenigstens eine vergleichsweise grobe und im Wesentlichen formschlüssig wirkende Oberflächenstruktur vorgesehen, bei welcher durch Formschluss eine axiale Relativbewegung ausgeschlossen werden kann, und andererseits ist bevorzugt auch wenigstens eine vergleichsweise feine und im Wesentlichen kraft-/haftreibschlüssig wirkende Oberflächenstruktur vorgesehen, welcher durch hohe Haftreibung eine axiale Relativbewegung ausgeschlossen werden kann.
Vorteilhaft ist die form-/kraftschlüssig wirkende Oberflächenstruktur sowohl innen als auch außen auf Mantelflächen des jeweiligen Zwischenelements vorgesehen, so dass eine Fixierung gegen axiale Verlagerung/Relativbewegung wahlweise ausschließlich mittels des wenigstens einen Zwischenelements beispielsweise auch in Ausgestaltung als Hülse sichergestellt werden kann.
Hierdurch erfüllt das jeweilige Zwischenelement auch eine/die wesentliche Funktion im Zusammenhang mit der axialen Verankerung der Achse innerhalb der Achsaufhahme, insbesondere ohne dass die Achse und/oder Achsaufhahme notwendigerweise einer bestimmten Oberflächenbehandlung unterzogen werden muss/müsste.
Dabei hat sich speziell bei Planetengetrieben auch gezeigt, dass die schwächere und somit verschleißgefährdetere Komponente (bzw. eine besonders schwache Komponente) in der Regel die Achsaufhahme ist (bzw. eine entsprechende Planetenträgerbohrung), welche sich aufgrund der Dimension der Achsaufhahmen bzw. des Planetenträgers und dessen Beschaffenheit nur aufwändig im Verschleißschutz ertüchtigen lässt. Auch in dieser Hinsicht ermöglicht die Erfindung eine Überwindung bisheriger Schwierigkeiten und erleichtert dabei auch eine Skalierung in Richtung einer vergleichsweise hohen Anzahl von Planeten. Als „Industriegetriebe“ ist dabei allgemein eine Getriebevorrichtung umfassend wenigstens eine Planetengetriebestufe für industrielle Anwendungen zu verstehen, beispielsweise in Ausgestaltung als (Kegel) Stirnrad- oder Planetengetriebe oder Schneckenextrudergetriebe oder Schiffsgetriebe oder Generatorgetriebe oder Baggergetriebe oder Mühlengetriebe oder Fahrwerksgetriebe jeweils mit wenigstens einer Planetengetriebestufe.
Als „axialfeste Lagerung der Achse“ ist dabei allgemein ein fester axialkraftübertragender Achssitz zu verstehen, bei welchem ein robuster Halt insbesondere gegen axiale Relativbewegungen sichergestellt sein muss, insbesondere in Kombination mit hoher Torsionssteifigkeit.
Im Folgenden wird von einer Zwischenelementanordnung oder alternativ einem einzelnen bzw. jeweiligen Zwischenelement der Zwischenelementanordnung gesprochen, wobei die entsprechende Offenbarung jeweils analog gilt. Eine Zwischenelementanordnung kann dabei wahlweise auch mehrere (Zwischen)Elemente umfassen, wohingegen bei expliziter Bezugnahme auf nur ein Zwischenelement hier auf ein einzelnes Element an einer bestimmten Lagerstelle bzw. in einem bestimmten Axialabschnitt z.B. im Bereich eines Achsendes hingewiesen werden kann (Zwischenelementanordnung mit einem spezifischen Zwischenelement an der entsprechenden Lagerstelle), sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt. Freilich kann ein Industriegetriebe mehrere Lagerstellen bzw. mehrere Achsen mit jeweils einem oder mehreren Zwischenelementen aufweisen, nämlich bei einem Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger, welcher eine Achsaufnahme für eine Vielzahl von Planentenachsen bereitstellt; auch insofern ist der Begriff „Zwischenelementanordnung“ nicht auf eine bestimmte Anzahl von (Zwischen)Elementen beschränkt. Beispielsweise umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens eine Anzahl von Zwischenelementen entsprechend der Anzahl von Planetenachsen, oder sogar wenigstens doppelt so viele Zwischenelemente (Anbringung an zwei Axialabschnitten der jeweiligen Achse, insbesondere im Bereich beider Achsenden).
Mit anderen Worten basiert die Erfindung auch auf dem Konzept, wenigstens ein Zwischenelement zwischen Achse und Achsaufnahme bzw. Planetenträger bereitzustellen, welches den Verschleißschutz einer/der Achsaufnahme, insbesondere einer (Planeten)Trägerbohrung, auf individualisierbare und anwendungsspezifische Weise sicherstellen kann, z.B. durch Vorgabe einer bestimmten Oberflächenstruktur und/oder Materialhärte. Das wenigstens eine Zwischenelement der Zwischenelementanordnung ist bevorzugt als elastisches, naturhartes, nitriertes oder gehärtetes Zwischenelement bereitgestellt, z.B. in der Art bzw. in einer Anordnung bzw. Funktionsweise gemäß einer (Form-) Buchse. Das (jeweilige) Zwischenelement verbessert dabei die Verschleißfestigkeit speziell in wenigstens einer Einspannstelle der Achse, und zwar weitgehend unabhängig vom Grundmaterial. Das Zwischenelement kann dabei auch aus einer oder mehreren Lagen unterschiedlicher Werkstoffe bestehen. Dabei bieten harte Lagen einen vorteilhaft ausgeprägten Verschleißschutz, während weiche Lagen vornehmlich auch eine elastische Verformung sicherstellen können, insbesondere ohne dabei zu fließen. Insofern kann eine entsprechend gewählte Werkstoffkombination auch eine vorteilhafte funktionale Integration in nur ein einzelnes Zwischenelement ermöglichen (mehrfache Funktion). Der Fachmann kann dabei für den jeweiligen Anwendungsfall insbesondere in Abhängigkeit der Materialien von Achse und Aufnahme individuell bestimmen, welche Härtebereichen jeweils als relativ hart und als relativ weich zu erachten sind.
Das wenigstens eine Zwischenelement weist bevorzugt auf wenigstens einer Außen(mantel)fläche eine formschlüssig wirkende Strukturierung auf, welche eingerichtet ist, einer axialen Relativbewegung entgegenzuwirken, insbesondere ohne dass eine axiale Relativbewegung auftritt. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige nach außen flächig wirkende Struktur dabei sowohl bzw. in erster Linie formschlüssig bevorzugt an wenigstens einer radial außenhegenden Oberfläche als auch kraft- /haftreibschlüssig bevorzugt an wenigstens einer radial innenliegenden Oberfläche durch/aufgrund entsprechender Strukturierung (Laserstrukturierung, reibwerterhöhende Strukturen, ergänzend auch Nanostrukturhaftung) einem axialen Herausverlagem aus der Achsbohrung (bzw. einer entsprechenden axialen Relativbewegung) effektiv entgegenwirken kann (wahlweise kann zusätzlich auch eine stoffschlüssige Fixierung vorgesehen sein, im Sinne einer zusätzlichen Sicherung, ohne dass diese Sicherung für hohen Kraftfluss aufkommen muss). Das entsprechende Zwischenelement kann dabei wahlweise auch (einfach) konisch, mehrfach konisch insbesondere in der Art eines Dübels, oder in einer Wellenform ausgeführt sein/werden.
Auf der Innenseite des (jeweiligen) Zwischenelementes kann dabei gemäß einer beispielhaften Art der Implementierung durch Erhöhung des Reibwertes und/oder durch eine keilförmige oder schraubenförmige Oberfläche beispielsweise auch die von Achse und Bohrung bzw. Aufnahme gebildete Passung gespreizt werden, wodurch auch die Verformung der Trägerbaugruppe unter Belastung reduziert werden kann. Dabei kann die Innenseite einem unkontrollierten Reibverschleiß entgegenwirken. Durch die Strukturierung kann dabei auch eine nicht auflösbare (nicht zurückverformbare) vergleichsweise harte Oberflächenstruktur geschaffen werden, welche die zuvor üblicherweise durch Präzisionsbearbeitung erreichten Toleranzen (bzw. die für eine jeweilige Anwendung geforderten Toleranzen) der Achse nicht oder allenfalls nur unwesentlich beeinträchtigt.
Dabei kann eine der hier beschriebenen Strukturierungs-Arten wahlweise auf dem jeweiligen Zwischenelement oder auch auf der Achse erfolgen bzw. vorgesehen sein und kann über den Umfang und/oder axial in der Belastungs- und Bewegungsrichtung in Zonen aufgeteilt sein und entsprechend stärker, schwächer, hemmend oder in Fügerichtung reduziert wirkend ausgelegt bzw. konfiguriert/konfektioniert sein. Innerhalb dieser Zonen können insbesondere eine Liniendichte, die Richtung der Struktur und/oder die Intensität und Form der Struktur auf spezifische Eigenheiten und Anforderungen des jeweiligen Achskontaktes angepasst werden. Auch insofern liefert die vorliegende Erfindung einen vergleichsweise hohen Variabilitätsgrad.
Das Zwischenelement kann beispielsweise eine integrierte Anlauffläche eingerichtet für eine Gleitlagerung zwischen einem Planetenrad und einem Planetenträger aufweisen und dabei z.B. durchgehend, geschlitzt oder segmentiert ausgeführt sein. Dabei kann z.B. auch eine ballig vorprofilierte Form der Auflage etwaige insbesondere durch den Montagevorgang begründete Deformationen ausgleichen. Insofern kann das Zwischenelement auch im Sinne eines Ausgleichselementes wirkend implementiert sein/werden.
Das Zwischenelement kann auch einseitig verdickt oder veijüngt sein, insbesondere zwecks Ausgleichs von Positionstoleranzen der Achsaufhahmen (bzw. Trägerbohrungen) durch Orientierung bei der Montage. Dies führt nicht zuletzt auch zu verbesserten Tragfähigkeiten der Trägerbaugruppe. Alternativ können die Achsbohrungen auch im bereits montierten Zustand der Zwischenelemente vorgenommen werden. Insofern liefert die vorliegende Erfindung auch eine technisch realisierbare Lösung für unterschiedliche Montagesituationen.
Um beispielsweise eine Verformung zu erleichtern, kann das Zwischenelement (z.B. in Ausgestaltung als eine Art Dübel) geschlitzt, gelocht oder segmentiert sein, gehärtet oder nitriert sein, und dabei mit und ohne montageerleichtemde Beschichtung ausgeführt sein/werden. Auch diesbezüglich sind die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht einschränkend zu verstehen.
Die Achsaufhahme bzw. Trägerbohrung kann dabei wahlweise zylindrisch gerade, konisch oder ballig geformt oder mit wahlweise auch Nuten zur axialen und/oder tangentialen Sicherung des jeweiligen Zwischenelementes ausgefuhrt sein/werden.
Die Achsaufhahme bzw. ein zu strukturierender Achssitz kann dabei vorzugsweise zylindrisch oder auch konisch, schraubenförmig oder wellenförmig ausgefuhrt sein/werden, insbesondere auch in Hinblick auf eine gegen Verdrehung selbsthemmende Ausgestaltung. Alternativ oder zusätzlich kann durch Strukturierung auf chemische Weise oder wahlweise auch durch Rändelungsmaßnahmen (Formgebung entsprechend einer Rändelung) oder durch Nanostrukturhaftung der Reibwert in wenigstens einem Axialabschnitt oder auf wenigstens einem Oberflächenabschnitt innen und/oder außen erhöht werden. Insbesondere bei dem Risiko einer Relativbewegung nach axial außen kann dadurch eine insbesondere proportional wirkende Haftreibungskraft zusätzlich erhöht werden.
Basierend auf der hier beschriebenen Zwischenelementanordnung können an den Enden der jeweiligen Achsaufnahme bzw. an Bohrungsenden vorteilhaft stetig abnehmende Radialkräfte insbesondere durch ein balliges Kammprofil sichergestellt werden (Kammspitzen geglättet), wobei ein Sicherungsring eingespart werden kann, und wobei auch der verfügbare Bauraum für die Achseinspannung verlängert/vergrößert werden kann und optional zur weiteren Ausnutzung an Klemmlänge bzw. Presssitzfläche vorteilhaft herangezogen werden kann. Die Zwischenelemente können dabei wie erwähnt an wenigstens einer Seite der Achseinspannung Anwendung finden, wahlweise in gleicher oder voneinander abweichender Ausgestaltung. Dabei können durch das jeweilige Zwischenelement auch Werkstoffe mit ähnlichen Eigenschaften miteinander kombiniert werden (z.B. hinsichtlich Gefügestruktur, Härte), welche ohne verbautes Zwischenelement jeweils zu erhöhtem Verschleiß neigen könnten/würden. Insofern kann die vorliegende Erfindung sowohl für Neuprodukte als auch im Zusammenhang mit Serviceanwendungen implementiert werden und dabei auch die Variabilität hinsichtlich der verwendbaren Werkstoffe erhöhen und Nachbearbeitungsaufwand an Achsaufhahme und/oder Achse minimieren. Es hat sich gezeigt, dass die vorliegende Erfindung auch die folgenden Vorteile sicherstellen kann: Im Vergleich zu bisherigen Paarungen (Achse mit Achsaufnahme) findet keine unkontrollierte Anfangs- Konditionierung des Achskontaktes statt. Dies bewirkt auch spürbar weniger Materialeintrag ins Öl und Getriebe. Insbesondere wird die Vermeidung von kaltverfestigten Partikeln erleichtert, welche die Lager oder Verzahnung schädigen könnten. Die verbesserte Einspannung reduziert speziell in einem Planetengetriebe beispielsweise auch radiale und axiale Deformationen des Planetenträgers, was wiederum die Mikrobewegung im Achskontakt reduziert und damit zur Minderung des Reibverschleißes beiträgt. Weiterhin können Strukturbauteile nun leichter gewichtsoptimiert dimensioniert werden. Durch die erreichte Steifigkeitserhöhung verbessert sich das Tragverhalten der Baugruppe, wobei insbesondere auch eine effizientere Dimensionierung der Verzahnung und Lagerung ermöglicht wird. Diese Maßnahmen stehen auch in unmittelbarem Zusammenhang mit Leistungsdichtesteigerungen. Durch die Ausrichtemöglichkeit des Zwischenelements bei der Montage lassen sich zudem auch Fertigungsabweichungen des Trägers bzw. der Achsaufhahme und der Achsen zueinander ausgleichen und optimierte Bedingungen einstellen. Im Gegensatz zu einer Ausführung mit stetig strammeren Passungen wird die Montage durch das wenigstens eine Zwischenelement insbesondere bei geschlitzter, segmentierter oder konischer Form begünstigt (kein noch höheres Aufweiten der Bohrung als aktuell bereits erforderlich). Die Spreizung kann bei der Achsmontage thermisch oder durch Einschlagen bzw. Pulsen in den Träger bzw. in die Achsaufhahme erfolgen. Die Montage kann wahlweise auch durch thermisches Fügen eines einteiligen Zwischenelementes realisiert werden.
Als axialfeste Lagerung ist dabei insbesondere eine Lagerung/Befestigung zu verstehen, bei welcher vorrangig eine axialfeste Positionierung der Kontaktpartner von Bedeutung ist, in Kombination mit einer axialkraftübertragenden Wirkung z.B. in Reaktion auf einen/den Planetenträger wirkende Biegemomente, und vorteilhaft auch eine hohe Torsionssteifigkeit sowie eine hohe Drehmomentübertragbarkeit der gesamten Planetenträgeranordnung sichergestellt werden kann; die Achse ist in der Achsaufhahme in einer vordefmierten axialen Soll-Position angeordnet bzw. form- /kraftschlüssig fixiert und definiert dabei z.B. eine Drehachse für ein mittels eines/der Planetenträgers geführten Planetenrad. Der Begriff „axialfest“ kann demnach auch eine drehfeste Anordnung der Achse innerhalb der Achsaufnahme umfassen; gemäß der vorliegenden Offenbarung wurde der Begriff „axialfest“ gewählt, da für die avisierten Anwendungen vornehmlich die Aufgabe einer Minimierung axialer Relativbewegungen zu überwinden ist, insbesondere in Hinblick auf die Aufnahme und Weiterleitung vergleichsweise hoher Biegemomente. Gleichwohl können die hier im Zusammenhang mit der axialfesten Anordnung beschriebenen Vorteile auch weiter durch eine mit den erfmdungsgemäßen Maßnahmen einhergehende verbesserte Drehfestigkeit ausgeprägt sein/werden.
Personifizierte Begriffe, soweit sie hier nicht im Neutrum formuliert sind, können im Rahmen der vorliegenden Offenbarung alle Geschlechter betreffen. Etwaige hier verwendete englischsprachige Ausdrücke oder Abkürzungen sind jeweils branchenübliche Fachausdrücke und sind dem Fachmann in englischer Sprache geläufig. Etwaige dazu oder anderweitig synonym verwendete/verwendbare deutschsprachige Begriffe können hier der Vollständigkeit halber in (Klammem) angegeben werden, oder vice versa.
Bei bisherigen Getrieben ergeben sich oft Nachteile hinsichtlich Bauraumlänge oder hoher Press- /Kontaktkräfte und dadurch begründetem Mehraufwand bezüglich Material und konstruktivem Umfang des Getriebes oder auch hinsichtlich einer vergleichsweise stark eingeschränkten Auswahlmöglichkeit bezüglich verwendbarer Materialien. Hingegen gemäß der Erfindung kann auch die Erkenntnis genutzt werden, dass eine funktionale Entkopplung mittels einer zusätzlichen Zwischenelementanordnung an der Schnittstelle zwischen Achse und Achsaufhahme sichergestellt werden kann, wodurch auch die jeweilige Materialpaarung leichter für eine spezifische Funktion optimiert werden kann, ohne dabei spürbare nachteilige Nebeneffekte hervorzurufen. Wenn das jeweilige Zwischenelement materialspezifisch optimiert werden kann, insbesondere sowohl an der Innenkontaktseite zur Achse als auch an der Außenkontaktseite zur Achsaufhahme, so kann die Materialauswahl betreffend die Achse und/oder die Achsaufhahme unabhängiger von irgendwelchen Verschleißaspekten getroffen werden. Zudem kann das jeweilige Zwischenelement auch die Funktion einer sicheren/robusten und belastbaren Axialsicherung bzw. Axialfixierung übernehmen und diesbezüglich das Risiko von Relativbewegungen minimieren.
Sofern gemäß der vorliegenden Offenbarung bezüglich des Industriegetriebes auf eine Achsaufhahme Bezug genommen wird, so bezieht sich dies bei Planetenträgem insbesondere auch auf Achsbohmngen im Planetenträger. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich jedoch unabhängig vom Getriebetyp allgemein auf Achsaufhahmen jeglicher Ausgestaltung. Im Folgenden wird spezifischer auf einzelne Ausfiihrungsbeispiele eingegangen; die im Folgenden jeweils beschriebenen Merkmalskombinationen sind miteinander kombinierbar, sofern dies hier nicht explizit negiert ist.
Gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel weist die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement auf, welches axialfest zwischen Achse und Achsaufhahme im (entsprechenden) Axialabschnitt gelagert ist, und welches in zumindest einem äußeren Oberflächenabschnitt, also seitens der Achsaufnahme, eine (bei entsprechender Normalkraft auch in axialer Richtung belastbare) formschlüssig wirkende strukturierte Oberfläche aufweist, welche bevorzugt eine größere Härte aufweist als die korrespondierende Oberfläche der Achsaufnahme, und in zumindest einem inneren Oberflächenabschnitt, also seitens der Achse, eine kraftschlüssig wirkende strukturierte Oberfläche aufweist. Diese Differenzierung hinsichtlich der Art und Weise der kraft- und/oder formschlüssigen Interaktion auf der jeweiligen Kontaktseite ermöglicht auch eine funktionelle Fokussierung an der jeweiligen Kontaktfläche, so dass die damit einher gehenden technischen Effekt jeweils an der dafür besonders vorteilhaften Schnittstelle generiert werden können. Auch kann dadurch das Spektrum der vorteilhaften Montageoptionen möglichst breit gehalten werden; beispielsweise können kraftschlüssige Verbindungen an ebenen Flächenabschnitten (bzw. zylindrischen Flächen) auch eine Pressung bzw. Presspassung auf vergleichsweise einfache Art und Weise realisieren, auch bei vergleichsweise geringem Montageaufwand. Bevorzugt ist die jeweilige außenliegende strukturierte Oberfläche des jeweiligen Zwischenelements also eine für Formschluss optimierte Oberfläche, bei welcher die Axialhemmung auch unabhängig von einer Normalkraft sichergestellt ist/wäre. Bevorzugt ist die jeweilige innenliegende strukturierte Oberfläche also eine für Kraftschluss optimierte Oberfläche, bei welcher die Axialhemmung in Abhängigkeit von einer Normalkraft bzw. vom Betrag dieser Normalkraft generiert werden kann. Anders ausgedrückt: Die beiden Mantelflächen des jeweiligen Zwischenelements sind bevorzugt andersartig strukturiert (insbesondere außen gröber und innen feiner). Gemäß einer Abwandlung von diesem Konzept können sowohl die außenliegende als auch die innenhegende strukturierte Oberfläche beide jeweils eine vergleichsweise grobe Struktur aufweisen und dabei zusätzlich auch mit einer vergleichsweise feinen Struktur versehen sein (wie im Folgenden unter Bezugnahme auf eine Ausgestaltung in der Art eines AchsdübelsZ-ankers bzw. einer Zwischenachstülle beispielhaft näher erläutert), in der Art einer funktionalen Redundanz dank sowohl grober als auch feiner Strukturen auf beiden Seiten/Mantelflächen. Wahlweise kann auch die Achse eine Oberflächenstruktur aufweisen, ergänzend oder alternativ zu einer/der Oberflächenstruktur an der Innenmantelfläche des Zwischenelements.
Als „formschlüssig“ ist hier eine axialfeste Fixierung im Wesentlichen beruhend auf geometrischen Gegebenheiten der jeweiligen Oberfläche zu verstehen, wobei diese Wirkungsweise hier insbesondere auch durch Bezugnahme auf relativ gröbere Strukturen hervorgehoben wird; bildlich gesprochen wird dabei insbesondere auch auf ein Sägezahnprofd oder ein Feingewinde oder einer Rändelung Bezug genommen, insbesondere seitens der Achsaufnahme. Dabei kann der Formschluss bevorzugt bereits dadurch sichergestellt werden, dass die entsprechende Formgebung/Geometrie am Zwischenelement ausgeprägt ist, also nicht notwendigerweise auch an der Achsaufnahme selbst. Ein Verankern durch Formgebung kann dann auch dank unterschiedlicher Materialhärten und dank vergleichsweise hoher Flächenpressung realisiert werden, insbesondere indem sich die Außenmantelfläche des Zwischenelements in die korrespondierende Innenmantelfläche der Achsaufnahme eingräbt bzw. eindrückt. Als „formschlüssig“ bzw. als „im Wesentlichen durch Formschluss“ ist demnach eine Verbindung zu verstehen, welche im Wesentlichen auf Formschluss im Sinne einer makroskopisch geometrischen Verzahnung basiert und wahlweise auch Kraftschluss umfassen kann (wobei sich ein zumindest leicht anteiliger Kraftschluss bereits durch unterschiedliche Verformungen und Spannungen an den Kontaktflächen ergeben kann, also nicht gänzlich ausgeschlossen werden kann/soll).
Als „kraftschlüssig“ und im engeren Sinne „reibschlüssig“ bzw. „haftreibschlüssig“ (unter Bezugnahme auf Verbindungen ohne zulässige Relativbewegung) ist hier insbesondere eine axialfeste Verbindung ohne das Erfordernis von spezifischer Formgebung oder geometrischen Unebenheiten wie z.B. Kanten oder Absätzen oder spürbaren Rillen oder Sägezahnprofilen zu verstehen, wobei diese Wirkungsweise hier insbesondere auch durch Bezugnahme auf relativ feine/feinere Strukturen hervorgehoben wird, insbesondere durch Bezugnahme auf Laserstrukturen bzw. laserstrukturierte Oberflächen, die auch (oder gerade eben) auf vollständig planen/ebenen Oberflächen (insbesondere zylindrischen Innenmantelflächen) realisiert werden können, auf welche also keine Absätze oder Kanten in (makroskopischem) geometrischem Sinne vorliegen müssen, sondern welche eine Haftung/Fixierung gemäß einer durch die Strukturierung in Verbindung mit einer Normalkraft definierten Haftreibungszahl sicherstellen können. Kraftschluss wird dabei in Abhängigkeit von einer bestimmten auf die Kontaktflächen wirkenden Normalkraft sichergestellt (wohingegen bei Formschluss eine solche Normalkraft nicht notwendigerweise erforderlich ist/wäre). Die vorliegende Erfindung basiert demnach auch auf dem Konzept, unterschiedliche Wirkungsweisen einer axialfesten Fixierung an den dafür jeweils besonders bevorzugten Kontaktpartnem bzw. Mantelflächen zu realisieren, jedenfalls umfassend Formschluss basierend auf Laserstrukturen insbesondere seitens der Achse. Als „kraftschlüssig“ bzw. als „im Wesentlichen durch Kraftschluss“ ist demnach eine Verbindung zu verstehen, welche im Wesentlichen auf Kraftschluss basiert und wahlweise auch Formschluss umfassen kann bzw. durch eine formschlüssige Wirkungsweise zumindest zu einem kleinen Anteil ergänzt sein kann (beispielsweise wenn das Zwischenelement vergleichsweise grobe Strukturen oder auch einen Absatz oder eine Anlauffläche bzw. -scheibe oder dergleichen Kontur aufweist). Daraus ist ersichtlich, dass ein Zusammenwirken dieser beiden Wirkungsweisen in der Praxis nicht per se ausgeschlossen werden kann und gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung je nach Ausgestaltung einzelner Zwischenelemente auch simultan realisiert sein mag, unter Bezugnahme auf dasselbe Zwischenelement z.B. an den beiden Mantelflächen. Die vorliegende Offenbarung ist demnach auch so zu verstehen, dass bei Bezugnahme auf „Kraftschluss“ die entsprechende Oberfläche für eine im Wesentlichen kraftschlüssige Verbindung vorgesehen bzw. ausgelegt bzw. konfiguriert ist (hier: insbesondere bzw. bevorzugt wenigstens eine zur Achse weisende Innenfläche des jeweiligen Zwischenelements), und dass bei Bezugnahme auf „Formschluss“ die entsprechende Oberfläche für eine im Wesentlichen formschlüssige Verbindung ausgelegt bzw. konfiguriert ist (hier: insbesondere bzw. bevorzugt wenigstens eine zur Achsaufnahme weisende Außenfläche des jeweiligen Zwischenelements). Diese Differenzierung bietet z.B. auch im Zusammenhang mit unterschiedlichen Härten oder unterschiedlichen Lagen unterschiedlicher Werkstoffe den Vorteil einer großen Variabilität und Individualisierbarkeit und damit großes Optimierungspotential für ein jeweiliges Getriebe. Dabei muss der an der jeweiligen Mantelfläche bzw. Schnittstelle zu realisierende Kraftschluss und/oder Formschluss nicht notwendigerweise durch eine Maßnahme seitens des Zwischenelements realisiert sein, sondern kann auch durch eine Maßnahme seitens der Achse und/oder seitens der Achsaufhahme realisiert sein, wahlweise ausschließlich, wahlweise in Kombination mit einer/der Maßnahme am Zwischenelement. Durch die folgenden beispielhaften Ausführungsbeispiele wird diese funktionelle Unterscheidung noch weiter erläutert und spezifisch veranschaulicht.
Dabei basiert die Erfindung auch auf dem Konzept, das wenigstens eine Zwischenelement an wenigstens einer Seite (insbesondere an der außenliegenden Oberfläche) härter auszugestalten als die Achsaufhahme; auf diese Weise kann die Achsaufnahme mit vorteilhaften Materialeigenschaften weitgehend unabhängig von Verschleißschutzanforderungen konzipiert werden, und die Funktion des Verschleißschutzes kann mittels der Zwischenelementanordnung sichergestellt werden. Dank der Zwischenelementanordnung ist demnach eine Materialbearbeitung an der Achsaufhahme und/oder der Achse nicht oder nur in stark reduziertem Umfang erforderlich. Vorteilhaft kann die Zwischenelementanordnung derart bereitgestellt werden, dass eine Materialauswahl und etwaige Nachbearbeitung an Achse und Achsaufhahme möglichst variantenreich und flexibel hinsichtlich anderer Anforderungen als Verschleißschutz vorgenommen werden kann. Optional können z.B. die Achsenden bearbeitet sein/werden. Erfmdungsgemäß ist dies jedoch nicht notwendigerweise erforderlich. Optional kann die Achse außen für einen kraftschlüssigen Presssitz optimiert strukturiert sein und dabei auch vergleichsweise hart (insbesondere martensitisch hart) ausgeführt sein, insbesondere durch Laserstrukturierung.
Beispielsweise ist das jeweilige Zwischenelement außen mit einer vergleichsweise groben Struktur für Formschluss ausgestaltet, und die Achse ist mit einer vergleichsweise feinen Struktur für im Wesentlichen Kraftschluss ausgestaltet. Alternativ oder ergänzend kann die vergleichsweise feine Struktur auch an einer Innenmantelfläche des Zwischenelements vorgesehen sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement in einer der folgenden Ausgestaltungen: geschlitzte Hülse, Formbuchse insbesondere mit Anlauffläche (insbesondere L-förmig) und/oder mit Innenmutter und/oder in Kombination mit Konus, Zwischenachstülle insbesondere konisch, ballig, gerändelt, mit einer Verzahnung versehen, schrauben- oder wellenförmig geformt. Diese im Folgenden noch detaillierter beschriebenen Varianten liefern jeweils auch eine besonders vorteilhafte Anordnung in bestimmten Anwendungen, insbesondere jeweils betreffend eine Lagerung von Planetenachsen in einem Planetenträger eines Planetengetriebes.
Eine Anlauffläche erleichtert dabei eine relative axiale Positionierung z.B. eines Planetenrades, beispielsweise indem entsprechende Segmente oder Auflagepunkte vorgesehen werden. Im Gegensatz dazu ist eine separate Anlaufscheibe als eher kostenaufwändige Lösung anzusehen, bei welcher eine zusätzliche Sicherung erforderlich wäre. Das erfmdungsgemäße Konzept ermöglicht nun auf vergleichsweise einfache und robuste Weise eine Integration auch dieser optionalen Funktionalität. Bevorzugt ist auch die Achse selbst mit einer korrespondierenden Oberflächenstruktur versehen, insbesondere ebenfalls mit einer vergleichsweise feinen Oberflächenstruktur korrespondierend zur innenliegenden Oberfläche des jeweiligen Zwischenelements. Besonders vorteilhaft ist dabei auch ein möglichst harter Werkstoff der Achse, z.B. martensitische Härte. Hierdurch lässt sich an der
Innenseite der Zwischenelementanordnung ein sehr gut haftender kraftschlüssiger Presssitz realisieren. Der Fachmann kann für ein jeweiliges Anwendungsbeispiel vorgeben, ob auch eine jeweilige Achse strukturiert vorliegen soll, oder ob nur das Zwischenelement strukturiert vorliegen soll.
Vorteilhaft weist die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement eingerichtet zur axialen Positionierung eines Planetenrades des Industriegetriebes auf, beispielsweise auch in Kombination mit einer integrierten Anlauffläche. Diese Funktionalität kann auch klassische (als separate Teile verwendete) Anlaufscheiben ersetzen bzw. entbehrlich machen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement, welches wenigstens eine Lage aus einem Werkstoff mit einer Härte ungleich der Härte des Werkstoffs der Achse und/oder der Achsaufnahme aufweist. Dies erleichtert nicht zuletzt auch das gezielte Einstellen einer gewünschten Art und Weise einer im Wesentlichen kraftschlüssigen Haftung durch Manipulation der Oberflächencharakteristik wenigstens einer Mantelfläche des jeweiligen Zwischenelements.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung ein als geschlitzte Hülse ausgestaltetes Zwischenelement, wobei die strukturierte Oberfläche zur formschlüssigen Abstützung in axialer Richtung in wenigstens einem Axialabschnitt außen mit einer formschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur insbesondere in der Art eines Sägezahnprofils oder (Fein-)Gewindes versehen ist oder gerändelt ausgestaltet ist. Diese Ausgestaltung zeichnet sich nicht zuletzt auch durch eine vorteilhaft simple Grundform aus und ist für viele unterschiedliche Typen von Achse und Achsaufhahme -Paarungen verwendbar. Dabei kann die strukturierte Oberfläche zur kraftschlüssigen Abstützung in axialer Richtung insbesondere auch in Überlagerung mit einer eher makroskopischen Geometrie in wenigstens einem Axialabschnitt innen mit einer kraftschlüssig wirkenden und durch Laserstrukturierung eingebrachten Oberflächenstruktur mit erhöhtem Haftreibkoeffizient versehen sein. Dies ermöglicht auch innenseitig eine sehr zuverlässige axialfeste Kontaktierung. Bei dieser Ausgestaltung kann es vorteilhaft sein, wenn die Achse außen für einen kraftschlüssigen Presssitz optimiert strukturiert und dabei auch vergleichsweise hart (insbesondere martensitisch hart) ausgeführt ist, insbesondere durch Laserstrukturierung, insbesondere korrespondierend zu einer/der innenliegenden Oberflächenstrukturierung des Zwischenelements. Wahlweise sind beide oder ist nur eine der wenigstens zwei aneinander anliegenden Mantelflächen seitens der Achse oberflächenstrukturiert, also entweder die Innenmantelfläche des Zwischenelements oder die (Außenmantelfläche der Achse.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement, welches als geschlitzte Hülse oder geschlitzte Formbuchse ausgestaltet ist. Dies erleichtert nicht zuletzt auch die Montage bzw. erweitert das Spektrum anwendbarer Montagemethoden .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement in Ausgestaltung als Hülse oder Formbuchse jeweils mit integrierter Anlauffläche bzw. -kontur , wobei die strukturierte Oberfläche zur formschlüssigen Abstützung in axialer Richtung in wenigstens einem Axialabschnitt außen mit einer formschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur insbesondere in der Art eines Sägezahnprofils oder Gewindes oder gerändelt versehen ist, wobei die Hülse oder Formbuchse eine bevorzugt stimseitig gleitlagerbeschichtete Anlauffläche aufweist oder einen gleitlagerbeschichteten Kragen aufweist. Diese Ausgestaltung begünstigt nicht zuletzt auch eine Integration an einer Schnittstelle zwischen Planetenträger und Planetenachsen und kann die Reibung bzw. den Verschleiß auch an wenigstens einer Stirnseite vorteilhaft minimieren. Dabei kann die strukturierte Oberfläche zur kraftschlüssigen Abstützung in axialer Richtung in wenigstens einem Axialabschnitt innen mit einer kraftschlüssig wirkenden und durch Laserstrukturierung eingebrachten Oberflächenstruktur mit erhöhtem Haftreibkoeffizient versehen sein. Dies ermöglicht auch innenseitig eine sehr zuverlässige axialfeste Anhaftung gegen axiale Relativbewegungen, ohne dass dafür die entsprechende Mantelfläche mit einer zusätzlichen (in makroskopischer Hinsicht) geometrischen Formgebung versehen sein muss. Dies hat nicht zuletzt auch Vorteile hinsichtlich möglichst umfangreicher Montage-ZZusammenbaumöglichkeiten. Wahlweise sind beide oder ist nur eine der wenigstens zwei aneinander anliegenden Mantelflächen seitens der Achse oberflächenstrukturiert, also entweder die Innenmantelfläche des Zwischenelements oder die (Außen-)Mantelfläche der Achse. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement, welches als Hülse oder Formbuchse umfassend eine Oberflächenstruktur in der Art eines Sägezahnprofils oder Gewindes oder Rändelung ausgestaltet ist. Diese Struktur kann dabei auch in Abhängigkeit von einer bestimmten Mantelfläche und/oder bestimmten Axialposition vorgegeben werden, insbesondere auch in Kombination bzw. in Überlagerung mit der hier beschriebenen Laserstruktur.
Gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung eine L-förmige Formbuchse, insbesondere eine L-förmige Formbuchse mit Innenmutter oder in Kombination mit einem Konus, wobei die strukturierte Oberfläche zur formschlüssigen Abstützung in axialer Richtung in wenigstens einem Axialabschnitt außen mit einer formschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur insbesondere in der Art eines Sägezahnprofils oder Gewindes oder gerändelt versehen ist, wobei die Formbuchse bevorzugt stimseitig gleitlagerbeschichtet ist, wobei die Formbuchse mittels einer/der Innenmutter und/oder mittels eines/des Konus an der Achse in axialer Richtung gesichert ist. Hierdurch können nicht zuletzt auch weitere Vorteile betreffend die Einbausituation erzielt werden; beispielsweise kann in Planetengetrieben ein Sicherungsring entfallen. Dabei kann die strukturierte Oberfläche zur kraftschlüssigen Abstützung in axialer Richtung in wenigstens einem Axialabschnitt innen mit einer kraftschlüssig wirkenden und durch Laserstrukturierung eingebrachten Oberflächenstruktur mit erhöhtem Haftreibkoeffizient versehen sein. Dies ermöglicht auch innenseitig eine sehr zuverlässige axialfeste Anhaftung gegen axiale Relativbewegungen. Dabei kann ein/der in Kombination mit der Formbuchse bereitgestellte Konus in Ausgestaltung als konischer Achssitz bereitgestellt sein, insbesondere am gegenüberliegenden Achsende einer an zwei Axialabschnitten eingefassten Achse. Eine derartige Ausgestaltung liefert auch den Vorteil einer sehr effektiven Axiallastübertragung (insbesondere im Sinne einer Entlastung der weiteren sich kontaktierenden Mantelflächen) an einem der Achsenden, insbesondere in Verbindung mit einer vergleichsweise einfachen/vorteilhaften Montage. Wahlweise sind beide oder ist nur eine der wenigstens zwei aneinander anliegenden Mantelflächen seitens der Achse oberflächenstrukturiert, also entweder die Innenmantelfläche des Zwischenelements oder die (Außen-) Mantelfläche der Achse.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement, welches als Formbuchse in Kombination mit einer Innenmutter oder einem Konus ausgestaltet ist. Hierdurch kann optional auch die Bauteilkombination Achsaufhahme-Achse mit weiterer Funktionalität ausgestattet werden, insbesondere axialpositionsspezifisch (z.B. an nur einem der Achsenden).
Gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel weist die Zwischenelementanordnung einen in Kombination mit einer Formbuchse bereitgestellten Konus in Ausgestaltung als konischer Achssitz auf, insbesondere am gegenüberliegenden Achsende einer an zwei Axialabschnitten eingefassten Achse. Dies liefert insbesondere bei einem beidseitig vom Planetenträger eingefassten Planetenrad eine vorteilhafte Art der Bauteilkombination von Achsaufhahme und Achse.
Gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel umfasst die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement in Ausgestaltung als konisch geformte Zwischenachstülle, wobei die strukturierte Oberfläche zur formschlüssigen Abstützung in axialer Richtung sowohl auf einer/der Innenseite als auch auf einer/der Außenseite der Zwischenachstülle vorgesehen ist und mit einer formschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur insbesondere in der Art einer beidseitigen mehrfach konischen Sägezahnprofilierung für eine schraubenartige Verzahnung versehen ist, und wobei bevorzugt auch sowohl innen als auch außen eine relativ feinere Struktur umfassend eine kraftschlüssig wirkende und durch Laserstrukturierung eingebrachte Oberflächenstruktur mit erhöhtem Haftreibkoeffizient und wahlweise auch eine durch chemische Strukturierung erzeugte Oberflächenstruktur und/oder basierend auf Nanostrukturhaftung insbesondere durch Kaltverschweißen miteinander verbundene Oberflächenstrukturen vorgesehen ist (insbesondere sowohl innen als auch außen, zwecks funktionaler Redundanz an beiden Kontaktflächen innen und außen), z.B. in Kombination miteinander an unterschiedlichen Axialpositionen und/oder unterschiedlichen Mantelflächen. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch eine vorteilhafte Kombinierung bzw. Kombination von kraft- und formschlüssigen Hafteffekten sowohl innen- als auch außenseitig. Dabei kann ein/das als konisch geformte Zwischenachstülle ausgestaltete Zwischenelement der Zwischenelementanordnung auch eine ballige Kammprofilierung aufweisen. Hierdurch kann nicht zuletzt auch ein Verformungs- bzw. Toleranzausgleicheffekt funktional integriert werden sowie die Montage erleichtert werden.
Wahlweise sind beide oder ist nur eine der wenigstens zwei aneinander anliegenden Mantelflächen seitens der Achse oberflächenstrukturiert, also entweder die Innenmantelfläche des Zwischenelements oder die (Außen-)Mantelfläche der Achse. Gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel weist die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement mit einer außenliegenden relativ gröberen Struktur auf, wobei die relativ feinere laserstrukturierte Oberfläche seitens der Achse vorgesehen ist, wahlweise an der Achse und/oder am Zwischenelement. Diese funktionale Aufteilung der zumindest im Wesentlichen kraftschlüssigen axialfesten Wirkungsweise bzw. Verbindung innen und der vornehmlich oder zumindest zu deutlichen Anteilen auch formschlüssigen axialfesten Verbindung außen liefert nicht zuletzt auch einen guten Kompromiss aus fertigungstechnischer Umsetzbarkeit und anwendungsspezifischer Realisierbarkeit, auch unter Berücksichtigung von zweckdienlichen Materialpaarungen und Werkstoffhärten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Zwischenelementanordnung oder ein einzelnes Zwischenelement davon aus mehreren Lagen ausgebildet, insbesondere aus mehreren Lagen mit jeweils unterschiedlicher/individueller (lokaler) Härte (beispielsweise hervorgerufen durch unterschiedliche lokale Härteprozesse) oder aus unterschiedlichen Werkstoffen oder Werkstoffpaarungen mit jeweils unterschiedlicher/individueller Härte insbesondere auch ungleich der Härte des Werkstoffs der Achse oder der Achsaufhahme. Dies liefert auch weitere Variationsmöglichkeiten hinsichtlich Material- und Härtepaarungen an den Kontaktflächen und daher eine noch größere Individualisierbarkeit. Beispielsweise können Mikrobewegung mittels eines vergleichsweise weichen Kems des Zwischenelementes auf effektive Weise abgebaut werden, also indem außen (in wenigstens einer äußeren Lage) eine vergleichsweise härtere, verschleißfestere Struktur vorgesehen wird. Der Fachmann kann z.B. auch in Hinblick auf vorteilhafte Materialien von Achse und Achsaufnahme entscheiden, ob mehrere Lagen bzw. mehrere Werkstoffe (Werkstoffschichten) vorteilhaft vorzusehen sind und welche spezifische Härte jeweils vorzusehen ist. Diesbezügliche Variationen sind auch stark anwendungsspezifisch zu implementieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist innerhalb wenigstens eines strukturierten Oberflächenabschnitts des (jeweiligen) Zwischenelements eine Liniendichte und/oder Richtung der Struktur und/oder Intensität und Form der Struktur individualisiert ist. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch eine noch spezifischere Auslegung hinsichtlich lokaler Kontaktbedingungen z.B. hinsichtlich Flächenpressung, Kraftwirkungsrichtung oder dergleichen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Industriegetriebe als Planetengetriebe ausgestaltet, bei welchem eine/die (jeweilige) Achsaufhahme in einem Planetenträger des Planetengetriebes vorgesehen ist, insbesondere in Ausgestaltung als Planetenträgerbohrung, wobei an der jeweiligen Achsaufhahme wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung an wenigstens einer Mantelfläche zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig gegen axiale Relativbewegung zwischen Planetenträger bzw. Achsaufnahme und Achse angeordnet ist bzw. dort verschleißmindemd bzw. verschleiß verhindernd wirkt. Die vorliegende Erfindung kann nicht zuletzt auch auf besonders vorteilhafte Weise in Planetengetrieben mit vergleichsweise hoher Anzahl von Planeten bzw. Planetenachsen realisiert werden, insbesondere ohne dass sich die hohe Anzahl von Planeten negativ auf die Steifigkeit auswirkt. Der Planetenträger ist dabei beispielsweise als Gussteil ausgestaltet; das Gussmaterial kann dabei weitgehend unabhängig vom wenigstens einen Material des wenigstens einen Zwischenelements gewählt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Industriegetriebe in einem Triebstrang einer Windenergieanlage verbaut oder speziell dafür konfiguriert, nämlich in Ausgestaltung als Planetengetriebe bzw. umfassend wenigstens eine Planetengetriebestufe. Diese Anwendung in einem vergleichsweise hochbelasteten und dynamischen Triebstrang auf dem Gebiet der Windenergieerzeugung liefert dabei auf besonders spürbare und nachhaltige Weise insbesondere die hier beschriebenen vorteilhafte verschließmindemden Effekte.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Achse in zwei Axialabschnitten in der Achsaufhahme axialfest gelagert, wobei die jeweilige Achse in einem ersten Axialabschnitt mittels eines ersten Zwischenelements der Zwischenelementanordnung axialfest gelagert ist und in einem zweiten Axialabschnitt mittels eines zweiten Zwischenelements der Zwischenelementanordnung axialfest gelagert ist, wobei die Zwischenelemente an wenigstens einer innenliegenden Oberfläche jeweils zumindest oder im Wesentlichen kraftschlüssig an der Achse anliegen und an wenigstens einer außenliegenden Oberfläche jeweils zumindest oder im Wesentlichen formschlüssig an der Achse anliegen; wobei das erste und zweite Zwischenelement wahlweise von demselben Typ oder unterschiedlichen Typs sind, insbesondere ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Zwischenelementtypen: Hülse wahlweise mit Anlauffläche, Formbuchse wahlweise in Kombination mit Innenmutter und/oder Konus. Diese Variabilität hat sich insbesondere auch im Zusammenhang mit unterschiedlichen Arten von hochbelasteten Planetengetrieben mit vergleichsweise hoher Anzahl von Planeten und einer axialfesten Lagerung der einzelnen Planetenachsen als vorteilhaft erwiesen. Vorteilhaft ist dabei die axialkraftübertragende Wirkung an beiden Axialabschnitten zumindest annähernd gleich eingestellt (Effekt der erfmdungsgemäßen Maßnahmen), wobei die Ausprägung und/oder Verteilung der Strukturen über den Umfang und/oder in Axialrichtung dabei jedoch auf für jeden Axialabschnitt unterschiedliche bzw. individuelle Weise realisiert sein kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Achse in zwei Axialabschnitten in der Achsaufhahme beidseitig des entsprechenden Planetenrades axialfest und dadurch axialkraftübertragend gelagert, insbesondere derart dass das Planetenrad durch zumindest eines der Zwischenelemente mittels einer Anlauffläche axial positionierbar ist. Dies begünstig nicht zuletzt auch das Aufrechterhalten der gewünschten Steifigkeit weitgehend unabhängig von der Einsatz -/Betriebs- /Lebensdauer bzw. weitgehend unabhängig von etwaigen verschleißbezogenen Aspekten, insbesondere unabhängig von Spiel oder auch nur minimal kleinen Relativbewegungen (was jeweils zumindest nahezu ausgeschlossen werden kann). Dabei kann die jeweilige Axialkraft zumindest im Wesentlichen, wahlweise auch ausschließlich, in den mittels des jeweiligen Zwischenelements definierten Axialabschnitten übertragen werden. Wahlweise kann dabei auch eine Kaltverschweißung an zumindest einem der Axialabschnitte realisiert sein.
Ein Aspekt betrifft ferner ein Herstellungsverfahren für Zwischenelemente für Industriegetriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe mit verschleißminimierten bzw. verschleißverhindemden Komponenten umfassend die zuvor weiter oben beschriebene Zwischenelementanordnung, beispielsweise in einer Anordnung in einem Triebstrang einer Windenergieanlage. Die zuvor genannte Aufgabe wird insofern auch gelöst durch ein Verfahren gemäß dem entsprechenden nebengeordneten Verfahrensanspruch, nämlich durch ein Verfahren zum Herstellen einer Zwischenelementanordnung zur Verwendung in einem Industriegetriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe (beispielsweise einer Windenergieanlage) in wenigstens einem Axialabschnitt zwischen wenigstens einer Achse und wenigstens einer Achsaufnahme zur axialfesten Lagerung der Achse in der Achsaufhahme, insbesondere zur Verwendung an einem Planetenträger des Planetengetriebes, wobei in zumindest einem Oberflächenabschnitt wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung seitens der Achse und/oder seitens der Achsaufhahme eine strukturierte Oberfläche umfassend wenigstens eine (axialkraftübertragende) laserstrukturierte Oberfläche eingebracht wird, die eingerichtet ist zur zumindest im Wesentlichen kraftschlüssigen und wahlweise auch formschlüssigen Abstützung gegen axiale Verlagerung, insbesondere zumindest umfassend ein Laserstrukturieren einer für Kraftschluss eingerichteten Innenoberfläche. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile, insbesondere in Hinblick auf minimierten Kosten-ZFertigungsaufwand sowie größere Variationsmöglichkeiten auch für andere Getriebekomponenten, insbesondere für Achse und Achsaufhahme.
Gemäß einer Ausführungsform wird in zumindest einem Oberflächenabschnitt einer innenliegenden Oberfläche/Mantelfläche des wenigstens einen Zwischenelements eine im Wesentlichen kraftschlüssig wirkende Oberfläche durch wenigstens einen der folgenden Schritte eingebracht: Laserstrukturieren, chemisches Strukturieren, und wahlweise ergänzend auch Kaltverschweißung für Mikro- und/oder Nanostrukturhaftung, insbesondere an weiteren Axialabschnitten und/oder Mantelflächen. Dies ermöglicht auch eine optimierte Verbindung nicht nur an der Außenmantelfläche sondern auch an der Innenmantelfläche, bei einer anderen Priorisierung der Art des Hafteffektes, nämlich Kraftschluss bzw. Haftreibung. Dabei wird die strukturierte Oberfläche bevorzugt in Abhängigkeit von wenigstens einem vordefinierten/vordefinierbaren spezifischen Erhabenheits- und/oder Dichteparameter generiert, insbesondere in wellen- oder schlangenlinienförmiger bzw. mäanderförmiger Struktur oder in schuppenartiger Struktur insbesondere mit mikroskopischen Hinterschnitten und ohne vordefmierte räumliche Ausrichtung, also bei weitgehend aleatorischer Ausrichtung. Dies erweitert nicht zuletzt die Möglichkeiten einer Individualisierung und erleichtert auch eine Art Standardisierung beim Einbringen ganz bestimmter Oberflächenstrukturen bzw. Rauhigkeitscharakteristika.
Dabei ermöglicht insbesondere das Laserstrukturieren eine sehr spezifische Auslegung/Ausgestaltung zumindest der inneren Mantelfläche des Zwischenelements, insbesondere basierend auf Parametervariationen betreffend eine bestimmte Haftreibungszahl, z.B. hinsichtlich der Tiefe/Höhe und Anordnungsdichte der Struktur und hinsichtlich der Profilform des gelaserten Rauheitsprofils, und auch von der Normalkraft, also von einer tatsächlichen Einbausituation. Es hat sich gezeigt, dass das Laserstrukturieren insbesondere auch für die Schnittstelle zwischen Planetenachsen und Planetenträgem von großem Nutzen ist, nicht zuletzt dank hoher Güte und Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit, so dass die Art und Weise der Lagerung der einzelnen Planeten nicht voneinander abweichend realisiert wird, sondern eine identische Ausgestaltung und identische Betriebsbedingungen für alle Planeten und Trägerbohrungen sichergestellt werden kann. Speziell das Laserstrukturieren ermöglicht sehr exakt definierbare Dimensionen und Relativpositionen der einzelnen Struktursegmente und kann dabei auch auf vergleichsweise einfache Art und Weise für eine größere Stückzahl automatisiert und in weitere Herstellungsprozesse integriert werden. Gemäß einer Ausführungsform wird in zumindest einem Oberflächenabschnitt einer außenliegenden Oberfläche/Mantelfläche des wenigstens einen Zwischenelements eine im Wesentlichen formschlüssig wirkende Oberfläche durch wenigstens einen der folgenden Schritte eingebracht: Sägezahnprofilierung, Feingewindeschneiden. Dies begünstigt nicht zuletzt auch eine sehr zuverlässige Verbindung zwischen einem vergleichsweise harten Zwischenelement und einer vergleichsweise weichen Achsaufnahme, beispielsweise einem als Gussteil ausgestalteten Planetenträger.
Beim Einbringen wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung zwischen Achse und Achsaufnahme kann die entsprechende Bauteilpaarung gespreizt werden. Hierdurch ergeben sich insbesondere im Vergleich zu klassischen vergleichsweise strammen Passungen weitere Vorteile nicht nur hinsichtlich Montage sondern auch hinsichtlich Verformungsverhalten.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Zwischenelementanordnung für ein Industriegetriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe aufweisend wenigstens eine Achse und wenigstens eine Achsaufhahme zur Lagerung der Achse, wobei die Zwischenelementanordnung zur Anordnung zwischen Achsaufnahme und Achse eingerichtet ist, wobei wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung hergestellt ist durch wenigstens einen der folgenden Schritte: Bereitstellen einer Grundform eines bevorzugt einstückigen Grundkörpers eines separaten Zwischenelements eingerichtet zur verschleißmindemden bzw. verschleißverhindemden Anordnung zwischen Achse und Achsaufnahme, Einbringen wenigstens einer zur form- und wahlweise auch kraftschlüssigen Abstützung gegen axiale Relativbewegung eingerichteten strukturierten Oberfläche in zumindest einem Oberflächenabschnitt wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung durch Laserstrukturieren oder wahlweise auch Einbringen wenigstens einer strukturierten Oberfläche durch chemische Strukturierung oder wahlweise auch Kaltverschweißung für Mikro- und/oder Nanostrukturhaftung, insbesondere zumindest innenliegend seitens der Achse und wahlweise auch an weiteren Axialabschnitten und/oder Mantelflächen, und wahlweise auch Einbringen wenigstens einer für formschlüssige Abstützung gegen axiale Relativbewegung eingerichteten strukturierten Oberfläche in zumindest einem Oberflächenabschnitt wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung durch Sägezahnprofilierung oder Feingewindeschneiden, insbesondere zumindest außenliegend seitens der Achsaufhahme; insbesondere hergestellt durch ein hier zuvor weiter oben oder im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenes Verfahren. Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile realisieren, insbesondere auch in Hinblick auf unabhängige Fertigungs- und Logistikketten und die schon zuvor mehrfach erwähnte hohe bauteilspezifische Individualisierbarkeit.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung einer Zwischenelementanordnung in einem Industriegetriebe zwischen einer Achse und einer Achsaufhahme zur Lagerung der Achse, nämlich in einem Planetengetriebe (beispielsweise in einer Planetengetriebe stufe mit einer vergleichsweise hohen Anzahl von Planeten), wobei wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung mit wenigstens einer für Formschluss eingerichteten Außenmantelfläche, die in wenigstens einem Außenmantelflächenabschnitt eine Formschlusskontur aufweist, formschlüssig in der Achsaufhahme zur Anlage kommt, wobei wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung mit wenigstens einer für Kraftschluss eingerichteten Innenmantelfläche, die in wenigstens einem Innenmantelflächenabschnitt eine kraftschlüssig wirkende laserstrukturierte Struktur aufweist, kraft-/reibschlüssig auf der Achse zur Anlage kommt, insbesondere mit der Zwischenelementanordnung umfassend wenigstens ein Zwischenelement in Ausgestaltung als Hülse oder Formbuchse jeweils mit Anlauffläche, insbesondere für bereits bestehende und verbaute GetriebeZ-komponenten, insbesondere in wenigstens einer Planetengetriebestufe eines Triebstrangs einer Windenergieanlage, insbesondere durch entsprechende Verwendung einer zuvor weiter oben beschriebenen Zwischenelementanordnung. Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile realisieren, insbesondere auch in Hinblick auf eine effiziente/effektive funktionale Aufgliederung von axialsicherungstechnischen Vorgaben auf einzelne Kontaktflächen bzw. separate Bauteile.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung wenigstens eines Zwischenelements einer Zwischenelementanordnung in einem Industriegetriebe in Ausgestaltung als Planetengetriebe (beispielsweise in einer Planetengetriebestufe mit einer vergleichsweise hohen Anzahl von Planeten) zwischen einer Achse und einer Achsaufnahme zur Lagerung der Achse, insbesondere jeweils in ein oder zwei Axialabschnitten zwischen Planetenachsen und einem Planetenträger des Planetengetriebes, wobei das wenigstens eine Zwischenelement der Zwischenelementanordnung mit wenigstens einer für Formschluss eingerichteten Außenmantelfläche, die in wenigstens einem Außenmantelflächenabschnitt eine insbesondere sägezahn- oder feingewindeartige Formschlusskontur aufweist und eine relativ größere Härte aufweist als die Achsaufnahme, formschlüssig in der Achsaufhahme sitzt, wobei das wenigstens eine Zwischenelement mit wenigstens einer für Kraftschluss eingerichteten Innenmantelfläche, die in wenigstens einem Innenmantelflächenabschnitt eine kraftschlüssig wirkende laserstrukturierte Struktur aufweist, kraft-/reibschlüssig auf der Achse sitzt, wobei das wenigstens eine Zwischenelement bevorzugt thermisch und/oder durch Einschlagen in die Achsaufnahme montiert ist/wird, insbesondere mit dem wenigstens einen Zwischenelement in Ausgestaltung als Hülse oder Formbuchse oder Zwischenachstülle jeweils mit Anlauffläche, insbesondere in wenigstens einer Planetengetriebestufe eines Triebstrangs einer Windenergieanlage, insbesondere durch entsprechende Verwendung einer zuvor weiter oben beschriebenen Zwischenelementanordnung. Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile realisieren, insbesondere in Hinblick auf zahlreiche Vorteile nicht nur in konstruktiver und verschleißtechnischer Hinsicht sondern auch im Gesamtkontext einer Montage der Komponenten eines Industriegetriebes.
Zusammenfassung: Die vorliegende Erfindung betrifft ein Industriegetriebe aufweisend wenigstens eine Achse und wenigstens eine Achsaufhahme zur axialfesten Lagerung der Achse, wobei die Achse in wenigstens einem Axialabschnitt in der Achsaufhahme axialfest gelagert ist; wobei zwischen Achsaufhahme und Achse wirkend im/in dem wenigstens einen Axialabschnitt eine Zwischenelementanordnung vorgesehen ist, welche axialfest und axialkraftübertragend zwischen Achse und Achsaufnahme gelagert ist, und welche in zumindest einem Oberflächenabschnitt seitens der Achse und/oder seitens der Achsaufnahme eine laserstrukturierte Oberfläche aufweist und dadurch eingerichtet ist zur zumindest im Wesentlichen kraftschlüssigen und wahlweise auch formschlüssigen Abstützung gegen axiale Verlagerung, wobei zusätzlich auch ein kegeliger Presssitz oder dergleichen einen eher auf makroskopischer Ebene sichergestellten Formschluss realisierende Verbindung vorgesehen sein kann. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch entsprechende Zwischenelemente mit laserstrukturierten Oberflächen für eine solche Zwischenelementanordnung sowie Herstellungsverfahren dafür und deren Verwendung in Planetengetrieben bzw.
Planetengetriebestufen mit vergleichsweise hoher Anzahl von Planeten insbesondere für Windenergieanlagen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch beschrieben, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können, und wobei fur Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung: Figur 1 in einer geschnittenen Seitenansicht Komponenten eines Industriegetriebes mit einer Zwischenelementanordnung gemäß Ausfiihrungsbeispielen;
Figuren 2A bis 2F Ansichten von Komponenten eines Industriegetriebes bzw. einer darin verwendeten Zwischenelementanordnung gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel;
Figuren 3A bis 3C Ansichten von Komponenten eines Industriegetriebes bzw. einer darin verwendeten Zwischenelementanordnung gemäß einem weiteren Ausfiihrungsbeispiel;
Figuren 4 und 5 jeweils in geschnittener Seitenansicht Komponenten eines Industriegetriebes mit verschleißverhindemder Zwischenelementanordnung gemäß weiteren Ausführungsbeispielen;
Figuren 6A, 6B Ansichten von Komponenten eines Industriegetriebes bzw. einer darin verwendeten Zwischenelementanordnung gemäß einem weiteren Ausfiihrungsbeispiel;
Figuren 7A bis 7E eine perspektivische Ansicht und drei Seitenansichten jeweils von Komponenten eines Industriegetriebes bzw. einer darin realisierten Zwischenelementanordnung gemäß einem weiteren Ausfiihrungsbeispiel;
Figur 8 einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen einer Zwischenelementanordnung gemäß Ausfiihrungsbeispielen;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird zunächst unter allgemeiner Bezugnahme auf alle Bezugsziffem und Figuren erläutert. Besonderheiten oder Einzelaspekte oder in der jeweiligen Figur gut sichtbare/darstellbare Aspekte der vorliegenden Erfindung werden individuell im Zusammenhang mit der jeweiligen Figur thematisiert.
Bereitgestellt wird eine Zwischenelementanordnung 10 umfassend wenigstens ein Zwischenelement 10a mit strukturierten Oberflächen 10.1, nämlich wenigstens einem radial außenhegenden Oberflächenabschnitt 10.1a (insbesondere eine strukturierte Außenmantelfläche) und wenigstens einem in radialer Richtung (r) innenliegenden Oberflächenabschnitt 10.1b (insbesondere eine strukturierte Innenmantelfläche), wobei die strukturierten Oberflächen 10.1 formschlüssige Abschnitte 10.3a (wenigstens einen) und kraftschlüssige Abschnitte 10.3b (wenigstens einen) umfassen. Die strukturierten Oberflächen 10.1 können in einer zwischen einer Achse 101 und einer Achsaufhahme 103 verbauten Anordnung des (jeweiligen) Zwischenelements 10a eine in axialer Richtung (x) axialfeste form-/kraftschlüssige Verbindung 20 zwischen Achse und Achsaufnahme sicherstellen, beispielsweise in einem Industriegetriebe 100 umfassend wenigstens eine Planetengetriebestufe, insbesondere in einer Anordnung zwischen entsprechenden Planetenachsen und Planetenträgerbohrungen. Auch insofern kann auf vergleichsweise einfache Art und Weise ein sehr effektiver Verschleißschutz insbesondere auch an der Schnittstelle zwischen einem Planetenträger 105 und den damit in einem Planetenhohlrad 109 umlaufend geführten Planetenrädem 107 bereitgestellt werden, wobei dieser Verschleißschutz auch vergleichsweise einfach und variabel für spezifische Anwendungsbereiche individualisierbar bleibt.
Es hat sich gezeigt, dass eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Zwischenelementanordnung dadurch erzielt werden kann, dass das jeweilige Zwischenelement in zumindest einem äußeren Oberflächenabschnitt (insbesondere an einer Außenmantelfläche), also seitens der Achsaufhahme, eine formschlüssig wirkende strukturierte Oberfläche mit vergleichsweise grober Formgebung/Struktur aufweist (insbesondere Sägezahnprofil gegen axiales Herauswandem, oder eine Art Feingewindekontur), welche bevorzugt eine größere Härte aufweist als die korrespondierende Oberfläche der Achsaufhahme, und in zumindest einem inneren Oberflächenabschnitt (insbesondere an einer Innenmantelfläche), also seitens der Achse, eine kraftschlüssig wirkende strukturierte Oberfläche mit vergleichsweise feiner Laserstruktur aufweist (und wahlweise auch chemisch strukturiert und/oder kaltverschweißt insbesondere für Mikro- und/oder Nanostrukturhaftung, insbesondere an weiteren Axialabschnitten und/oder Mantelflächen). Dabei kann das jeweilige Zwischenelement insbesondere in einer der folgenden (bei mehreren Axialabschnitten XI, X2 der zu lagernden Achse miteinander kombinierbaren) Ausgestaltungen bereitgestellt sein: geschlitzte Hülse oder Formbuchse insbesondere mit integrierter Anlauffläche und/oder mit Innenmutter und/oder in Kombination mit Konus, Zwischenachstülle insbesondere konisch geformt.
Beispielsweise wird das Zwischenelement 10a in Ausgestaltung als Hülse 11 bereitgestellt, insbesondere als geschlitzte Hülse umfassend wenigstens einen Schlitz 11.1. Wahlweise kann an der Hülse auch eine Anlauffläche bzw. -scheibe 12 vorgesehen sein, insbesondere mit wenigstens einer gleitlagerbeschichteten Oberfläche bzw. Stirnseite 12.1 und/oder mit Radialschlitzen oder dergleichen Ausnehmungen 12.3. Beispielsweise wird das Zwischenelement 10a in Ausgestaltung als L-förmige Formbuchse 13 bereitgestellt, insbesondere mit Innen(nut)mutter 14.1 und/oder in Kombination mit einem Konus 14.3 (konischer Achssitz insbesondere bei zwei Axialabschnitten XI, X2 jeweils versehen mit einem Zwischenelement). Bevorzugt weist die L-förmige Formbuchse wenigstens eine gleitlagerbeschichtete Oberfläche 13.1 bzw. Stirnseite auf. Die Formbuchse kann dabei auch weitgehend unabhängig von der im Einzelfall gewählten Geometrie mit Innen(nut)mutter, wahlweise auch in Kombination mit einem Konus, bereitgestellt sein.
Beispielsweise wird das Zwischenelement 10a in Ausgestaltung in der Art einer Zwischenachstülle 15 (insbesondere konisch geformt) bereitgestellt, bzw. als Achsdübel oder Achsanker, wobei die strukturierten Oberflächen sowohl auf einer/der Innenseite als auch auf einer/der Außenseite vorgesehen sind und mit einer formschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur insbesondere in der Art einer beidseitigen mehrfach konischen Sägezahnprofilierung versehen ist, wobei bevorzugt auch sowohl innen als auch außen eine relativ feinere Struktur umfassend eine kraftschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur mit erhöhtem Haftreibkoeffizient insbesondere durch Laserstrukturierung und wahlweise auch durch chemische Strukturierung und/oder Kaltverschweißung für Mikro- und/oder Nanostrukturhaftung vorgesehen ist, insbesondere an weiteren Axialabschnitten und/oder Mantelflächen. Beispielsweise ist eine konisch geformte Zwischenachstülle mit balliger Kammprofilierung vorgesehen. Wahlweise sind beide oder ist nur eine der wenigstens zwei aneinander anliegenden Mantelflächen seitens der Achse oberflächenstrukturiert, also entweder die Innenmantelfläche des Zwischenelements oder die (Außen-) Mantelfläche der Achse.
Die vorliegende Erfindung steht auch im Zusammenhang mit einem Herstellungsverfahren betreffend einzelne Zwischenelemente (insbesondere die hier im Einzelnen beschriebenen Typen) bzw. eine/die Zwischenelementanordnung bzw. ein damit ausgestattetes verschleißgemindertes Industriegetriebe. In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Bereitstellen einer Grundform bzw. eines bevorzugt einstückigen Grundkörpers eines (separat bereitstellbaren) Zwischenelements 10a, welches insbesondere aufgrund des Material und/oder der Härte und der daran vorzunehmenden Strukturierung eingerichtet ist zur verschleißmindemden bzw. verschleißverhindemden Anordnung zwischen Achse und Achsaufhahme. In einem weiteren Schritt S2 erfolgt das Einbringen einer formschlüssig wirkenden Struktur in zumindest einem außenliegenden Oberflächenabschnitt 10.1a, insbesondere durch Sägezahnprofilierung oder Feingewindeschneiden. In einem weiteren Schritt S3 erfolgt das Einbringen einer kraftschlüssig wirkenden Struktur in zumindest einem innenhegenden Oberflächenabschnitt 10.1b, insbesondere durch Laserstrukturieren und/oder durch chemische Strukturierung und/oder Kaltverschweißung für Mikro- und/oder Nanostrukturhaftung (chemische Strukturierung und/oder Kaltverschweißung insbesondere auch an weiteren Axialabschnitten und/oder Mantelflächen). In der Folge kann in einem weiteren Schritt S4 ein jeweils gewünschtes Zwischenelement bereitgestellt werden und beispielsweise durch die hier an anderer Stelle erwähnten Schritte zwischen Achse und Achsaufnahme montiert werden, beispielsweise auch in bereits verbauten oder betriebenen Getrieben.
Im Folgenden werden Besonderheiten der Erfindung unter Bezugnahmen auf einzelne Figuren bzw. Ausführungsbeispiele erläutert.
In Fig. 1 ist eine beispielhafte Anwendung/Verwendung der erfindungsgemäßen Zwischenelementanordnung 10 gezeigt (hier ist exemplarisch ein einzelnes Zwischenelement 10a an einem der Enden der Achse angedeutet), unter Bezugnahme auf einen Planetenträger 105 mit Achsaufhahme 103 und daran jeweils axialfest in einem oder zwei Axialabschnitten gelagerten Planetenachsen 101. Das jeweilige Planetenrad 107 wird mittels des Planetenträgers 105 an einer vordefmierten Axialposition gehalten und im Planetenhohlrad 109 umlaufend geführt. In den folgenden Figuren werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele gezeigt, welche beispielsweise auch bei einem Getriebe bzw. einer Einbausituation wie in Fig. 1 gezeigt implementiert werden können, wahlweise an einem oder beiden Achsenden bzw. Kontaktbereichen zwischen Achse und Achsaufhahme. Wie schon weiter oben erläutert, kann die Einbausituation wahlweise auch abweichend gewählt werden, beispielsweise an einer anderen Stelle oder in einer anderen Getriebeart.
In den Figuren 2A bis 2F wird eine Ausgestaltung wenigstens eines Zwischenelements 10a der Zwischenelementanordnung 10 als geschlitzte Hülse veranschaulicht: Das Zwischenelement 10a liegt in Ausgestaltung als Hülse mit außen formschlüssiger Oberfläche (insbesondere Sägezahnprofil oder Feingewinde) vor und ist gegen die (axiale) Ausdrückrichtung zwischen Achse und Achsaufhahme verankert, wobei die Hülse bevorzugt gehärtet oder nitriert ist. Die Außenmantelfläche der Hülse kann sich in die Achsaufhahme (z.B. Gussbohrung) pressen und einen Verschleißschutz für die Achsaufhahme bereitstellen (z.B. für einen Planetenträger aus Gussmaterial, bzw. für einen Gussträger). An der Innenmantelfläche der Hülse seitens der Achse ist ein kraftschlüssiger Presssitz vorgesehen, mit bevorzugt laserstrukturierter Oberfläche, wobei die Oberfläche bevorzugt martensitisch hart ist. Das Zwischenelement 10a stellt dabei wenigstens eine an der radial außenliegenden Kontaktfläche zumindest im Wesentlichen formschlüssige Verbindung bereit und wenigstens eine an der radial innenliegenden Kontaktfläche zumindest im Wesentlichen kraftschlüssige Verbindung mit hohem Reibkoeffizienten bereit (insbesondere laserstrukturierte Innenmantelfläche). Die Hülse besteht beispielsweise aus Blechmaterial (gebogen) oder ist als Hülse gefertigt, wobei die Positionstoleranz der Achsverbindung zumindest annähernd identisch bleiben kann.
In Fig. 2A ist eine Zwischenelementanordnung 10 umfassend zwei als Hülse 11 ausgestaltete (bzw. auf der Grundform einer Hülse basierende) Zwischenelemente 10a in zwei unterschiedlichen Axialabschnitten an den beiden Enden einer/der Planetenachse. In Fig. 2B ist eine Detailansicht eines der beiden verschleißgemindert gelagerten Axialabschnitte gezeigt. In Fig. 2C ist eine/die Oberflächenstruktur einer äußeren Mantelfläche des entsprechenden Zwischenelements 10a veranschaulicht, nämlich ein Sägezahnprofil mit nach links größerem/stärkerem Formschluss als nach rechts (also bei Ansicht auf die Figur 2C nach links gerichteter Kraft). In Fig. 2D ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines hülsenartigen Zwischenelements gezeigt, wobei das Zwischenelement einen Schlitz 11.1 aufweist bzw. in axialer Richtung durchgängig geschlitzt ist. In Fig. 2E ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hülsenartigen Zwischenelements gezeigt. In Fig. 2F ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hülsenartigen Zwischenelements gezeigt, bei welchem die strukturierte äußere Oberfläche nur über einen Abschnitt (ca. 50%) der absoluten Länge der Außenmantelfläche vorliegt, nämlich in einem bei bestimmungsgemäßer Anordnung um die Achse weiter axial innenliegenden Abschnitt.
In den Figuren 3A bis 3C wird eine Ausgestaltung wenigstens eines Zwischenelements 10a der Zwischenelementanordnung 10 als Hülse mit integrierter Anlauffläche veranschaulicht: Das Zwischenelement 10a liegt in Ausgestaltung als Hülse mit außen formschlüssiger Oberfläche (insbesondere Sägezahnprofil oder Feingewinde) vor und ist gegen die (axiale) Ausdrückrichtung zwischen Achse und Achsaufnahme verankert, wobei die Hülse bevorzugt gehärtet oder nitriert ist. Die Außenmantelfläche der Hülse kann sich in die Achsaufhahme (z.B. Gussbohrung) pressen und einen Verschleißschutz für die Achsaufhahme bereitstellen (z.B. für einen Planetenträger aus Gussmaterial, bzw. fur einen Gussträger). Die Stirnseite der Hülse ist bevorzugt gleitlagerbeschichtet. An der Innenmantelfläche der Hülse seitens der Achse ist ein kraftschlüssiger Presssitz vorgesehen, mit bevorzugt laserstrukturierter Oberfläche, wobei die Oberfläche bevorzugt martensitisch hart ist. Die Hülse kann in geschlitzter Form vorliegen und eine Vielzahl von Funktionen erfüllen, insbesondere einen formschlüssigen Verschleißschutz an der Achsaufhahme (z.B. Gussträger) und das Bereitstellen von Trägermaterial für Laser- oder Auftragsschweißen einer/der Anlaufkontur. Dabei kann eine Präzisionsbearbeitung insbesondere bezüglich einer Schlüsselweite an der Anlaufkontur und der Achsaufhahme (nur ebene Spiegelfläche) entfallen, und es kann auf vergleichsweise einfache Weise eine verdrehgesicherte Anordnung bereitgestellt werden.
In Fig. 3A ist eine Ausführungsform mit zwei Spiegelverkehr zueinander eingebauten Hülsen mit integrierter Anlauffläche veranschaulicht. In Fig. 3B sind im Detail die über die (zumindest annähernd gesamte Länge vorliegende) strukturierte Außenmantelfläche 10. la und der Anlaufflächenabschnitt 12 gezeigt, wobei der Anlaufflächenabschnitt wenigstens eine gleitlagerbeschichtete Stirnseite 12.1 und einen Vielzahl von Radialschlitzen 12.3 mit Entspannungsbohrungen aufweist. In Fig. 3C ist eine/die Oberflächenstruktur einer äußeren Mantelfläche des entsprechenden Zwischenelements 10a veranschaulicht, nämlich ein Sägezahnprofd mit nach links größerem/stärkerem Formschluss als nach rechts.
Insbesondere die hier als Hülse beschriebene Ausgestaltung des jeweiligen Zwischenelements 10a kann dabei auch in der Art einer Klemmverbindung zwischen Achse und Achsaufhahme angeordnet sein.
In der Fig. 4 wird eine Ausgestaltung wenigstens eines Zwischenelements 10a der Zwischenelementanordnung 10 als L-förmige Formbuchse mit Innennutmutter veranschaulicht: Die Formbuchse mit Nutmutter 14.1 weist eine formschlüssig (insbesondere mit Sägezahnprofd oder Feingewinde) ausgestaltete Außenmantelfläche auf und ist dabei gegen die axiale Ausdrückrichtung gesichert und besteht bevorzugt aus gehärtetem oder nitriertem Material. Die Außenmantelfläche der L-förmigen Formbuchse kann sich dabei in die Achsaufnahme (z.B. Gussbohrung) pressen und einen sehr effektiven Verschleißschutz für die Achsaufhahme bereitstellen (z.B. für einen Planetenträger aus Gussmaterial, bzw. für einen Gussträger). Bevorzugt ist eine/die Stirnseite in der Art bzw. hinsichtlich der Funktionalität einer Anlaufscheibe beschichtet (insbesondere in der Art einer Gleitlagerbeschichtung). Vorteilhaft kann dabei beispielsweise auch ein Sicherungsring der Achse entfallen. Eine Axiallast kann an wenigstens einer innenliegenden Fläche durch Kraftschluss übertragen werden (bevorzugt mittels Laserstruktur, insbesondere sägezahnartig), wobei eine axiale Sicherung durch eine/die innenliegende Nutmutter in der Formbuchse erfolgen kann. Ein Vorspannen der Achse kann hydraulisch gesetzt oder gezogen sein. Wahlweise kann eine geschlitzte Ausgestaltung in Verbindung mit einer konischen Bohrung vorgesehen sein, wobei die jeweilige Anlaufkontur bevorzugt ballig profiliert ist zum effektiven Vorhalten einer plastischen Deformation.
In der Fig. 5 wird eine Ausgestaltung wenigstens eines Zwischenelements 10a der Zwischenelementanordnung 10 als L-förmige Formbuchse in Kombination mit einem Konus 14.3 veranschaulicht: Mittels eines/des konischen Achssitzes können auch vergleichsweise große Axiallasten auf sehr sichere/robuste Weise übertragen werden, wobei der Konus selbsthemmend ausgestaltet sein kann oder durch eine entsprechende Sicherung gegen HerausziehenZ-wandem gesichert werden kann. Ein entsprechender Ring kann in der Art wie ein Seegering geschlitzt sein. Wahlweise kann eine Entlastungsnut vorsehen sein. Die Ausgestaltung gemäß Fig. 5 veranschaulicht auch, dass die vorliegende Erfindung auch in Abhängigkeit von unterschiedlichen Anforderungen an eine Axialsicherung bzw. an die Fähigkeit der Übertragung von vergleichsweise hohen Axiallasten individuell für spezifische Anwendungsfälle vergleichsweise variabel optimierbar ist.
In den Figuren 6A und 6B wird eine Ausgestaltung wenigstens eines Zwischenelements 10a der Zwischenelementanordnung 10 als konisch geformte Zwischenachstülle 15 veranschaulicht: Die Zwischenachstülle (gemäß der vorliegenden Offenbarung auch als Achsdübel oder Achsanker bezeichnet, wobei der Begriff „Dübel“ hier insbesondere auf die formschlüssige Kontur abstellen soll) insbesondere in geringfügig konischer Ausgestaltung kann durch Einschlagen der Achse zu einer lokalen plastischen Verformung der Achsaufnahme bzw. Trägerbohrung führen und das Material der Zwischenachstülle bzw. das Dübelmaterial spreizen. Dabei besteht Formschluss bestimmungsgemäß vornehmlich zwischen Achsaufnahme und Achstülle/Dübel (also an der außenhegenden Kontaktfläche des Zwischenelements), so dass die Anordnung gegen axiales HerausziehenZ-wandem gesichert ist. Eine Demontage kann z.B. durch Herausschrauben spiralförmiger Dübel undZoder mittels Drucköl (hydraulisch) erfolgen. Das Zwischenelement wirkt dabei jedoch gleichwohl hauptsächlich kraft- bzw. reibschlüssig (insbesondere sowohl innen als auch außen), wobei die Radialkräfte an den Bohrungsenden bevorzugt stetig abnehmen (bevorzugt ballige Kammprofilierung, Kammspitzen geglätet), wobei ein Sicherungsring entfallen kann, und wobei die Achseinspannung vorteilhaft verlängert werden kann. Dabei kann der Achsdübel 15 auch einseitig verdickt sein, um Positionstoleranzen der Trägerbohrungen durch Orientierung bei der Montage auszugleichen. Alternativ oder zusätzlich zur konischen Ausführung kann der Reibwert auch durch Laserstrukturierung oder wahlweise auch durch chemische Strukturierung und/oder Kaltverschweißung für Mikro- und/oder Nanostrukturhaftung erhöht werden, wahlweise auch in Kombination mit einer Rändelung bzw. Formgebung gemäß einer Rändelung (z.B. durch Fräsen, Prägen, Drücken). Bezüglich einer potentiellen Relativbewegung nach axial außen kann die proportionale Haftreibungskraft dabei vorteilhaft erhöht werden, wobei auch eine vorteilhaft hohe Druckfestigkeit des Trägerwerkstoffes ausgenutzt werden kann. Um eine Verformung zu erleichtern, kann der Dübel 15 wahlweise auch geschlitzt oder segmentiert sein. Der Werkstoff der Achtsülle ist bevorzugt gehärtet oder nitriert, wahlweise mit oder ohne montageerleichtemder Beschichtung. Ein Aufziehen der Bohrungen kann z.B. induktiv oder durch Kaltfügen erfolgen. Die Achsenden können dabei z.B. gerade zylindrisch, konisch oder schraubenförmig profiliert ausgeführt sein. Randnotiz: Fig. 6B veranschaulicht dabei nur einen Teil der umlaufend ringartig ausgestalteten Zwischenachstülle 15 im Schnitbild.
In den Figuren 7A bis 7E wird eine Ausgestaltung wenigstens eines Zwischenelements 10a der Zwischenelementanordnung 10 als Hülse 11 mit integrierter Anlaufkontur 12 in unterschiedlichen Ansichten der Einbausituation veranschaulicht: In Fig. 7A ist die Achsaufnahme 103 gezeigt. In Fig. 7B ist das wenigstens eine Zwischenelement 10a in bestimmungsgemäßer Anordnung zwischen Achse und Achsaufnahme in starker Vergrößerung gezeigt. In Fig. 7C sind die Achse und die Achsaufnahme über die vollständige Dicke der Achse sichtbar. In Fig. 7D und Fig. 7E ist im Detail eine/die außenliegende Oberflächenstruktur 10. la mit für Formschluss eingerichtetem Flächenabschnit 10.3a des wenigstens einen Zwischenelements der Zwischenelementanordnung gezeigt.
In Fig. 8 sind einzelne Schrite eines Herstellungsverfahrens einer hier beschriebenen Zwischenelementanordnung 10 schematisch angedeutet, nämlich: Schrit S1 Bereitstellen einer Grundform bzw. eines Grundkörpers eines separaten Zwischenelements; Schrit S2 Einbringen einer formschlüssig wirkenden Struktur; Schrit S3 Einbringen einer kraftschlüssig wirkenden Struktur; Schrit S4 Montage des jeweiligen Zwischenelements. Das Herstellungsverfahren kann wahlweise die Schrite S1 bis S3 oder alle Schrite S1 bis S4 umfassen, je nachdem, ob die Herstellung lediglich die einzelnen Zwischenelemente 10a oder die gesamte Zwischenelementanordnung 10 bzw. das entsprechende Industriegetriebe 100 betrifft.
Bezugszeichenliste
10 Zwischenelementanordnung
10a Zwischenelement
10.1 strukturierte Oberfläche
10. la, 10.1b radial außenliegende/r bzw. innenliegende/r Oberfläche(nabschnitt)
10.3a formschlüssiger Abschnitt
10.3b kraftschlüssiger Abschnitt
11 Hülse, insbesondere geschlitzte Hülse
11.1 Schlitz
12 Anlaufkontur bzw. Anlauffläche(nabschnitt)
12.1 gleitlagerbeschichtete Oberfläche/Stimseite
12.3 Radialschlitze oder dergleichen Ausnehmungen
13 Formbuchse, z.B. L-förmig
13.1 gleitlagerbeschichtete Oberfläche/Stimseite
14.1 Innenmutter
14.3 Konus (konischer Achssitz)
15 Zwischenachstülle, insbesondere konisch geformt
20 axialfeste form-/kraftschlüssige Verbindung zwischen Achse und Achsaufhahme
100 Industriegetriebe
101 Achse, insbesondere Planetenachse
103 Achsaufnahme, z.B. Gussbohrung, insbesondere Planetenträgerbohrung
105 Planetenträger
107 Planet bzw. Planetenrad
109 Planetenhohlrad mit Innenverzahnung
51 Bereitstellen einer Grundform bzw. eines Grundkörpers eines separaten Zwischenelements
52 Einbringen einer formschlüssig wirkenden Struktur
53 Einbringen einer kraftschlüssig wirkenden Struktur
54 Montage des jeweiligen Zwischenelements
XI, X2 erster und zweiter Axialabschnitt in Achsaufnahme x, r axiale Richtung, radiale Richtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Industriegetriebe (100), nämlich Planetengetriebe insbesondere einer Windenergieanlage, aufweisend wenigstens eine Achse (101) und wenigstens eine Achsaufhahme (103) zur axialfesten Lagerung der Achse, wobei die Achse in wenigstens einem Axialabschnitt (XI, X2) in der Achsaufhahme axialfest gelagert ist; dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Achsaufnahme (103) und Achse (101) wirkend im/in dem wenigstens einen Axialabschnitt eine Zwischenelementanordnung (10) vorgesehen ist, welche axialfest zwischen Achse und Achsaufnahme gelagert ist, wobei die Zwischenelementanordnung in zumindest einem Oberflächenabschnitt (10.1a, 10.1b) seitens der Achse und/oder seitens der Achsaufnahme eine strukturierte Oberfläche (10.1) umfassend wenigstens eine laserstrukturierte Oberfläche (10.1) eingerichtet zur Abstützung gegen axiale Verlagerung aufweist.
2. Industriegetriebe (100) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement in einer der folgenden Ausgestaltungen umfasst: geschlitzte Hülse, Formbuchse, Formbuchse mit Innenmutter, Formbuchse in Kombination mit Konus, Zwischenachstülle.
3. Industriegetriebe (100) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches wenigstens eine strukturierte Oberfläche in wenigstens einer der folgenden geometrischen Ausgestaltungen aufweist, insbesondere an dessen Außenmantelfläche: konisch, ballig, gerändelt, mit einer Verzahnung versehen, schrauben- oder wellenförmig geformt.
4. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches eingerichtet ist, in der Art eines Dübels zwischen Achse und Achsaufhahme eingebracht zu sein/werden.
5. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine laserstrukturierte Oberfläche umfangspositionsspezifisch eingebracht ist.
6. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung eine Vielzahl von Zwischenelementen umfasst, welche zusammen mit der jeweiligen (Planeten)Achse in struktureller Hinsicht Trägerstäbe des Planetenträgers nachbilden.
7. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement aufweist, welches axialfest zwischen Achse und Achsaufhahme im Axialabschnitt gelagert ist, und welches in zumindest einem äußeren Oberflächenabschnitt, also seitens der Achsaufnahme, eine formschlüssig wirkende strukturierte Oberfläche aufweist, welche bevorzugt eine größere Härte aufweist als die korrespondierende Oberfläche der Achsaufhahme, und in zumindest einem inneren Oberflächenabschnitt, also seitens der Achse, eine kraftschlüssig wirkende strukturierte Oberfläche aufweist.
8. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches wenigstens eine Lage aus einem Werkstoff mit einer Härte ungleich der Härte des Werkstoffs der Achse und/oder der Achsaufhahme aufweist.
9. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches als geschlitzte Hülse ausgestaltet ist, wobei die strukturierte Oberfläche zur formschlüssigen Abstützung in axialer Richtung in wenigstens einem Axialabschnitt außen mit einer formschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur insbesondere in der Art eines Sägezahnprofils oder Gewindes oder gerändelt versehen ist.
10. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches als geschlitzte Hülse oder geschlitzte Formbuchse ausgestaltet ist.
11. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches als Hülse oder Formbuchse umfassend eine Oberflächenstruktur in der Art eines Sägezahnprofils oder Gewindes oder Rändelung ausgestaltet ist.
12. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches als Formbuchse ausgestaltet ist, insbesondere als L-förmige Formbuchse mit Innenmutter ausgestaltet ist oder umfassend eine L-förmige Formbuchse in Kombination mit einem Konus, wobei die strukturierte Oberfläche zur formschlüssigen Abstützung in axialer Richtung in wenigstens einem Axialabschnitt außen mit einer formschlüssig wirkenden Oberflächenstruktur insbesondere in der Art eines Sägezahnprofils oder Gewindes oder gerändelt versehen ist, wobei die Formbuchse bevorzugt stimseitig gleitlagerbeschichtet ist, wobei die Formbuchse mittels einer/der Innenmutter oder mittels eines/des Konus an der Achse in axialer Richtung gesichert ist.
13. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches als Formbuchse in Kombination mit einer Innenmutter oder einem Konus ausgestaltet ist.
14. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung einen in Kombination mit einer Formbuchse bereitgestellten Konus in Ausgestaltung als konischer Achssitz aufweist, insbesondere am gegenüberliegenden Achsende einer an zwei Axialabschnitten eingefassten Achse.
15. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement mit einer außenliegenden relativ gröberen Struktur aufweist, wobei die relativ feinere laserstrukturierte Oberfläche seitens der Achse vorgesehen ist. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelementanordnung wenigstens ein Zwischenelement umfasst, welches aus mehreren Lagen ausgebildet ist, insbesondere aus mehreren Lagen mit jeweils unterschiedlicher/individueller Härte oder aus unterschiedlichen Werkstoffen oder Werkstoffpaarungen mit jeweils unterschiedlicher/individueller Härte, insbesondere auch ungleich der Härte des Werkstoffs der Achse oder der Achsaufhahme. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb wenigstens eines strukturierten Oberflächenabschnitts des Zwischenelements wenigstens eine der folgenden Ausgestaltungen individualisiert ist: Liniendichte, Richtung der Struktur, Intensität und Form der Struktur. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Industriegetriebe als Planetengetriebe ausgestaltet ist, bei welchem eine/die jeweilige Achsaufhahme in einem Planetenträger des Planetengetriebes vorgesehen ist, insbesondere in Ausgestaltung als Planetenträgerbohrung, und wobei an der jeweiligen Achsaufnahme wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung an wenigstens einer Mantelfläche zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig gegen axiale Relativbewegung zwischen Planetenträger bzw. Achsaufhahme und Achse angeordnet ist bzw. dort verschleißmindemd bzw. verschleißverhindemd wirkt. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Industriegetriebe in einem Triebstrang einer Windenergieanlage verbaut ist oder dafür konfiguriert ist, umfassend wenigstens eine Planetengetriebe stufe. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Achse in zwei Axialabschnitten (XI, X2) in der Achsaufhahme axialfest gelagert ist, wobei die jeweilige Achse in einem ersten Axialabschnitt mittels eines ersten Zwischenelements der Zwischenelementanordnung axialfest gelagert ist und in einem zweiten Axialabschnitt mittels eines zweiten Zwischenelements der Zwischenelementanordnung axialfest gelagert ist, wobei die Zwischenelemente an wenigstens einer innenliegenden Oberfläche jeweils zumindest oder im Wesentlichen kraftschlüssig an der Achse anliegen und an wenigstens einer außenliegenden Oberfläche jeweils zumindest oder im Wesentlichen formschlüssig an der Achse anliegen; wobei das erste und zweite Zwischenelement wahlweise von demselben Typ oder unterschiedlichen Typs sind, insbesondere ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Zwischenelementtypen: Hülse, Formbuchse wahlweise in Kombination mit Innenmutter und/oder Konus. Industriegetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Achse in zwei Axialabschnitten (XI, X2) in der Achsaufhahme beidseitig eines/des entsprechenden Planetenrades axialfest gelagert ist. Verfahren zum Herstellen einer Zwischenelementanordnung zur Verwendung in einem Industriegetriebe (100), nämlich in einem Planetengetriebe insbesondere einer Windenergieanlage, in wenigstens einem Axialabschnitt zwischen wenigstens einer Achse und wenigstens einer Achsaufnahme zur axialfesten Lagerung der Achse in der Achsaufhahme, insbesondere zur Verwendung an einem Planetenträger des Planetengetriebes, wobei in zumindest einem Oberflächenabschnitt wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung seitens der Achse und/oder seitens der Achsaufhahme eine strukturierte Oberfläche umfassend wenigstens eine laserstrukturierte Oberfläche eingebracht wird, die eingerichtet ist zur zumindest im Wesentlichen kraftschlüssigen und wahlweise auch formschlüssigen Abstützung gegen axiale Verlagerung. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Oberflächenabschnitt einer innenliegenden Oberfläche/Mantelfläche des wenigstens einen Zwischenelements eine im Wesentlichen kraftschlüssig wirkende Oberfläche durch wenigstens einen der folgenden Schritte eingebracht wird, wobei die strukturierte Oberfläche bevorzugt in Abhängigkeit von wenigstens einem vordefinierten/vordefmierbaren spezifischen Erhabenheits- und/oder Dichteparameter generiert wird, insbesondere in wellen- oder schlangenlinienförmiger Struktur oder in schuppenartiger Struktur: Laserstrukturieren, chemisches Strukturieren; oder wobei in zumindest einem Oberflächenabschnitt einer außenliegenden Oberfläche/Mantelfläche des wenigstens einen Zwischenelements eine im Wesentlichen formschlüssig wirkende Oberfläche durch wenigstens einen der folgenden Schritte eingebracht wird: Sägezahnprofilierung, Feingewindeschneiden; oder wobei beim Einbringen wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung zwischen Achse und Achsaufnahme die entsprechende Bauteilpaarung gespreizt wird. Zwischenelementanordnung (10) für ein Industriegetriebe (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 aufweisend wenigstens eine Achse und wenigstens eine Achsaufhahme zur Lagerung der Achse, wobei die Zwischenelementanordnung zur Anordnung zwischen Achsaufnahme und Achse eingerichtet ist, wobei wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung hergestellt ist durch wenigstens einen der folgenden Schritte: Bereitstellen einer Grundform eines bevorzugt einstückigen Grundkörpers eines separaten Zwischenelements eingerichtet zur verschleißmindemden bzw. verschleißverhindemden Anordnung zwischen Achse und Achsaufnahme, Einbringen wenigstens einer zur form- und wahlweise auch kraftschlüssigen Abstützung gegen axiale Relativbewegung eingerichteten laserstrukturierten Oberfläche in zumindest einem Oberflächenabschnitt wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung durch Laserstrukturieren und wahlweise auch Einbringen wenigstens einer strukturierten Oberfläche durch chemische Strukturierung oder wahlweise auch Kaltverschweißung, und wahlweise auch Einbringen wenigstens einer für formschlüssige Abstützung gegen axiale Relativbewegung eingerichteten strukturierten Oberfläche in zumindest einem Oberflächenabschnitt wenigstens eines Zwischenelements der Zwischenelementanordnung durch Sägezahnprofilierung oder Feingewindeschneiden; insbesondere hergestellt durch ein Verfahren gemäß Anspruch 22 oder 23. Verwendung einer Zwischenelementanordnung (10) in einem Industriegetriebe (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 zwischen einer Achse und einer Achsaufhahme zur Lagerung der Achse, wobei wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung (10) mit wenigstens einer für Formschluss eingerichteten Außenmantelfläche, die in wenigstens einem Außenmantelflächenabschnitt eine Formschlusskontur aufweist, formschlüssig in der Achsaufhahme zur Anlage kommt, wobei wenigstens ein Zwischenelement der Zwischenelementanordnung (10) mit wenigstens einer für Kraftschluss eingerichteten Innenmantelfläche, die in wenigstens einem Innenmantelflächenabschnitt eine kraftschlüssig wirkende laserstrukturierte Struktur aufweist, kraft-Zreibschlüssig auf der Achse zur Anlage kommt, insbesondere mit der Zwischenelementanordnung umfassend wenigstens ein Zwischenelement in Ausgestaltung als Hülse oder Formbuchse jeweils mit Anlauffläche, insbesondere in wenigstens einer Planetengetriebestufe eines Triebstrangs einer Windenergieanlage. Verwendung wenigstens eines Zwischenelements (10a) einer Zwischenelementanordnung (10) in einem Industriegetriebe (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 zwischen einer Achse und einer Achsaufnahme zur Lagerung der Achse, insbesondere jeweils in ein oder zwei Axialabschnitten zwischen Planetenachsen und einem Planetenträger, wobei das wenigstens eine Zwischenelement der Zwischenelementanordnung mit wenigstens einer für Formschluss eingerichteten Außenmantelfläche, die in wenigstens einem Außenmantelflächenabschnitt eine insbesondere sägezahn- oder feingewindeartige Formschlusskontur aufweist und eine relativ größere Härte aufweist als die Achsaufhahme, formschlüssig in der Achsaufhahme sitzt, wobei das wenigstens eine Zwischenelement (10a) mit wenigstens einer für Kraftschluss eingerichteten Innenmantelfläche, die in wenigstens einem Innenmantelflächenabschnitt eine kraftschlüssig wirkende laserstrukturierte Strukturaufweist, kraft-Zreibschlüssig auf der Achse sitzt, wobei das wenigstens eine Zwischenelement bevorzugt thermisch undZoder durch Einschlagen in die Achsaufhahme montiert istZwird, insbesondere mit dem wenigstens einen Zwischenelement in Ausgestaltung als Hülse oder Formbuchse oder Zwischenachstülle jeweils mit Anlauffläche, insbesondere in wenigstens einer Planetengetriebestufe eines Triebstrangs einer Windenergieanlage.
EP23775992.3A 2022-09-19 2023-09-19 Industriegetriebe in ausgestaltung als planetengetriebe mit zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung Pending EP4590986A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22196298.8A EP4339489A1 (de) 2022-09-19 2022-09-19 Industriegetriebe mit verschleissmindernder zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung
PCT/EP2023/075768 WO2024061884A1 (de) 2022-09-19 2023-09-19 Industriegetriebe in ausgestaltung als planetengetriebe mit zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4590986A1 true EP4590986A1 (de) 2025-07-30

Family

ID=83362581

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22196298.8A Withdrawn EP4339489A1 (de) 2022-09-19 2022-09-19 Industriegetriebe mit verschleissmindernder zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung
EP23775992.3A Pending EP4590986A1 (de) 2022-09-19 2023-09-19 Industriegetriebe in ausgestaltung als planetengetriebe mit zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22196298.8A Withdrawn EP4339489A1 (de) 2022-09-19 2022-09-19 Industriegetriebe mit verschleissmindernder zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20260055808A1 (de)
EP (2) EP4339489A1 (de)
CN (1) CN119895179A (de)
WO (1) WO2024061884A1 (de)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2364319T3 (es) * 2007-12-20 2011-08-31 Vestas Wind Systems A/S Etapa de engranajes epicíclicos para una caja de engranajes de turbina eólica, caja de engranajes de turbina eólica y turbina eólica.
DE102011005408B4 (de) * 2011-03-11 2014-02-13 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung in einer Pumpe oder eines Nockenwellen-Phasenstellers
DE102011087568A1 (de) * 2011-12-01 2013-06-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bolzenlagerung mit Absatz
DE102012223241A1 (de) * 2012-12-14 2014-06-18 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Planetentrieb und Planetendifferenzial mit dem Planetentrieb
US20150105212A1 (en) * 2013-10-14 2015-04-16 Caterpillar Inc. System and method for salvaging a pin-bore assembly

Also Published As

Publication number Publication date
US20260055808A1 (en) 2026-02-26
CN119895179A (zh) 2025-04-25
EP4339489A1 (de) 2024-03-20
WO2024061884A1 (de) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3405689B1 (de) Lageranordnung
EP3554968B1 (de) Förderrolle mit reib- und/oder stoffschlüssiger kupplungsbuchse
DE102007018920B3 (de) Antriebswelle
AT524520B1 (de) Gleitlagerung, sowie eine mit der Gleitlagerung ausgestattete Gondel für eine Windkraftanlage
WO2013106878A1 (de) Windkraftanlage
WO2016146189A1 (de) Abgasturbolader
WO2014170125A1 (de) Doppelwellfeder mit dämpfender zwischenschicht
AT520920B1 (de) Lenksystem
WO2006136252A1 (de) Gebaute nockenwelle
DE102016116438B3 (de) Abtriebselement für ein Spannungswellengetriebe
DE102008053914A1 (de) Wellengenerator für ein Spannungswellengetriebe sowie Spannungswellengetriebe
EP1320689B1 (de) Geschweisstes bundlager, verfahren zur herstellung von geschweissten bundlagern und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
WO2008148526A2 (de) Lageranordnung für eine windturbine
EP1902224B1 (de) Vorgespannte welle-nabe-verbindung mit realkegel
EP1288531A2 (de) Ausgleichsgehäuse für ein Ausgleichsgetriebe
DE102006034736B4 (de) Lagerschale und Lager für Pleuel
EP3169913B1 (de) Wellgetriebe mit trockenlauf
DE102017201578B4 (de) Welle-Nabe-Verbund und Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes
EP4590986A1 (de) Industriegetriebe in ausgestaltung als planetengetriebe mit zwischenelementanordnung sowie verfahren und verwendung
EP2771205B1 (de) Beschlag für einen fahrzeugsitz und fahrzeugsitz
DE4001106A1 (de) Hohlradtraeger-flanschverbindung
EP4339488A1 (de) Industriegetriebe mit wenigstens einer verschleissmindernden kraft-/reibschlüssig gelagerten achse sowie verfahren und verwendung
EP3121486A2 (de) Spannungswellengetriebe und verfahren zum herstellen eines spannungswellengetriebes
DE102005049173B4 (de) Reibradgetriebe
DE19964530B4 (de) Torsionsschwingungsdämpfer

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250401

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20260305