EP4754412A1

EP4754412A1 - Antriebsanordnung für eine windkraftanlage

Info

Publication number: EP4754412A1
Application number: EP24737785.6A
Authority: EP
Inventors: Wim De Laet; Andy Maes; Stijn Rottiers
Original assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-07-31
Filing date: 2024-07-01
Publication date: 2026-06-10
Also published as: CN121605257A; DE102023207304B3; WO2025026627A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanorndung (101, 201) für eine Windkraftanlage, mit einem Getriebe (103), einer Schmierstoffpumpe (107) und einer Schmierstofflei- tung (113), die einen Ausgang der Schmierstoffpumpe (107) schmierstoffleitend mit mindestens einer Schmierstelle des Getriebes (103) verbindet. Die Schmierstoffumpe (107) weist mindestens eine Dichtung auf, die ein Gehäuse der Schmierstoffpumpe (107) gegenüber einer Eingangswelle (115) der Schmierstoffpumpe (107) abdichtet.

Description

Antriebsanorndung für eine Windkraftanlage

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

EP 3 835 573 B1 , CN 205937751 U und CN 201714590 U offenbaren ein Windkraftgetriebe mit einer Planetenstufe und einer nachgeschalteten Stirnradstufe. Eine Sonnenwelle der Planetenstufe ist über eine Passverzahnung drehfest mit einer Hohlwelle der Stirnradstufe verbunden. Die Hohlwelle der Stirnradstufe treibt eine Schmierstoffpumpe an. Deren Gehäuse und ein Gehäuse des Getriebes bilden gemeinsam einen Hohlraum. Insbesondere sind die beiden Gehäuse schmierstoffleitend miteinander verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Antriebsanordnung verfügbar zu machen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebsanordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist für die Verwendung in einer Windkraftanlage ausgebildet. Sie umfasst ein Getriebe, eine Schmierstoffpumpe und eine Schmierstoffleitung.

Die Schmierstoffleitung verbindet einen Ausgang der Schmiermittelpumpe schmierstoffleitend mit einer Schmierstelle des Getriebes. Der Ausgang der Schmierstoffpumpe ist ein Leitungsanschluss, über den von der Schmierstoffpumpe geförderter Schmierstoff in die Schmierstoffleitung eingeleitet wird. Die Schmierstoffleitung leitet diesen Schmierstoff weiter zu einer Austrittsstelle. An der Austrittsstelle tritt der Schmierstoff aus der Schmierstoffleitung aus und gelangt in die Schmierstelle.

Mit Schmierstelle wird ein Mittel des Getriebes bezeichnet, das zum Schutz vor Verschleiß und vorzeitiger Beschädigung mit Schmierstoff versorgt werden muss. Bei der Schmierstelle kann es sich etwa um die Verzahnung eines Zahnrads oder ein Lager handeln. Die Schmierstoffpumpe weist ein Gehäuse, eine Eingangswelle und mindestens eine Dichtung auf. Bei der Eingangswelle handelt es sich um eine Welle, über welche die Schmierstoffpumpe angetrieben wird, sodass sie, wie oben beschrieben, den Schmierstoff fördert.

Erfindungsgemäß dichtet die Dichtung das Gehäuse gegenüber der Eingangswelle ab. Im Einzelnen bildet die Dichtung eine schmierstoffdichte Barriere, die verhindert, dass in dem Gehäuse der Schmierstoffpumpe enthaltener Schmierstoff durch einen zwischen dem Gehäuse und der Eingangswelle verlaufenden Spalt austreten kann. Die Dichtung dichtet also den zwischen dem Gehäuse und der Eingangswelle verlaufenden Spalt schmierstoffdicht ab. Insbesondere kann es sich bei der Dichtung um eine Wellendichtung handeln, beispielsweise einen Wellendichtring und/oder eine Labyrinthdichtung.

Durch die erfindungsgemäße Abdichtung der Schmierstoff pumpe ist es möglich, die Schmierstoffpumpe mit einem eigenen Schmierstoffvorrat zu betreiben, der von einem Schmierstoffvorrat des Getriebes getrennt ist. Dadurch ist es möglich, speziell für die Schmierung der Schmierstoffpumpe angepassten Schmierstoff, der sich von einem für die Schmierung des Getriebes verwendeten Schmierstoff unterscheidet, zu verwenden. Auch die Montage und ein möglicher Austausch der Schmierstoffpumpe vereinfachen sich, da die Schmierstoffpumpe bereits vor der Montage oder dem Austausch mit Schmierstoff befüllt werden kann. Wird die Schmierstoffpumpe demontiert, besteht keine Gefahr, dass der in ihr enthaltene Schmierstoff austritt.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist neben der Schmierstoffpumpe auch das Getriebe mindestens eine Dichtung auf. Diese dichtet ein Gehäuse des Getriebes gegenüber einer Welle des Getriebes ab. Die Dichtung bildet also in einem zwischen dem Gehäuse des Getriebes und der Welle des Getriebes verlaufenden Spalt eine schmierstoffdichte Barriere. Auch die Dichtung des Getriebes kann als Wellendichtring und/oder Labyrinthdichtung ausgebildet sein.

Die Weiterbildung sieht vor, dass die Eingangswelle der Schmierstoffpumpe triebwirksam mit der Welle des Getriebes verbunden ist. Eine triebwirksame Verbindung zweier Wellen und/oder Naben, zwischen zwei Wellen, zwischen zwei Naben und/oder zwischen einer Welle und einer Nabe, bezeichnet eine Verbindung, über die Antriebsleistung zwischen den Wellen und/oder Naben übertragen werden kann. Die triebwirksame Verbindung lässt sich über eine drehfeste Verbindung der beiden Wellen und/oder Naben realisieren. Bei einer drehfesten Verbindung sind die Wellen und/oder Naben koaxial zueinander ausgerichtet und derart miteinander verbunden, dass sie relativ zueinander nicht verdrehbar sind. Insbesondere können die Wellen und/oder Naben über eine Fügeverbindung, beispielsweise eine Verschraubung, direkt miteinander verbunden sein.

Bei der Welle kann es sich um eine Ausgangswelle des Getriebes handeln. Auch ist es möglich, die Welle als eine Hilfswelle auszugestalten, die ausschließlich für den Antrieb der Schmierstoffpumpe vorgesehen ist.

Durch die Weiterbildung umschließt nicht nur das Gehäuse der Schmierstoffpumpe, sondern auch das Gehäuse des Getriebes einen schmierstoffdichten Hohlraum. Dies ermöglicht es, auch das Getriebe vor der Montage oder dem Austausch der Schmierstoffpumpe mit Schmierstoff vorzubefüllen. Aufgrund der weiterbildungsgemäßen Abdichtung der Welle wird verhindert, dass Schmierstoff an der Welle austritt. Die Schnittstelle zwischen dem Getriebe und der Schmierstoffpumpe ist also weiterbildungsgemäß beidseitig schmierstoffdicht ausgestaltet.

Bevorzugt ist die Antriebsanordnung mit einem Generator weitergebildet. Dieser weist eine Nabe auf, die triebwirksam mit der oben beschriebenen Welle des Getriebes verbunden ist. Insbesondere kann die Nabe mit der Welle des Getriebes verschraubt sein.

Weiterbildungsgemäß ist die Eingangswelle der Schmierstoffpumpe triebwirksam mit der Nabe des Generators verbunden. Auf diese Weise ist eine Positionierung der Schmierstoffpumpe möglich, die eine guten Zugänglichkeit für Monteure gewährleistet. Das Gehäuse des Getriebes und das Gehäuse der Schmierstoffpumpe sind in einer bevorzugten Weiterbildung als separate Stücke ausgeführt. Es gibt also kein Stück beziehungsweise keinen Gehäuseteil, der sowohl Teil des Gehäuses des Getriebes als auch Teil des Gehäuses der Schmierstoffpumpe ist. Insbesondere sind das Gehäuse des Getriebes und das Gehäuse der Schmierstoffpumpe nicht einstückig miteinander verbunden. Durch die Weiterbildung wird eine separate Montierbarkeit und Austauschbarkeit der Schmierstoffpumpe erreicht.

Auch ein Gehäuse des Generators und das Gehäuse der Schmierstoffpumpe sind bevorzugt als separate Stücke ausgeführt. Es gibt also keinen Gehäuseteil, der sowohl Teil des Gehäuses des Generators als auch Teil des Gehäuses der Schmierstoffpumpe ist. Insbesondere bedeutet dies, dass das Gehäuse des Generators und das Gehäuse der Schmierstoffpumpe nicht einstückig miteinander verbunden sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine Antriebsanordnung mit orthogonaler Ausrichtung einer Schmierstoffpumpe; und

Fig. 2 eine Antriebsanordnung mit paralleler Ausrichtung einer Schmierstoffpumpe.

Die in Fig. 1 dargestellte Antriebsanordnung 101 umfasst ein Getriebe 103 mit zwei Planetenstufen, einen Generator 105 und eine Schmierstoffpumpe 107. Der Generator 105 ist mit seinem Gehäuse an ein Gehäuse des Getriebes 103 angeflanscht. Er ist koaxial zu dem Getriebe 103 ausgerichtet. Eine Mittelachse des Getriebes 103 und eine Mittelachse des Generators 105 stimmen also überein.

Über eine Saugleitung 109 ist ein Eingang der Schmierstoffpumpe 107 schmierstoffleitend mit einem Schmierstoffvorrat 111 , auch Ölsumpf genannt, verbunden. Ein Ausgang der Schmierstoffpumpe 107 ist über eine Druckleitung 113 schmierstoffleitend mit dem Getriebe 103 beziehungsweise mit Schmierstellen des Getriebes 103 verbunden. Wird die Schmierstoffpumpe 107 angetrieben, fördert sie Schmierstoff aus dem Schmierstoffvorrat 111 über die Saugleitung 109 und über die Druckleitung 113 zu den Schmierstellen.

Der Antrieb der Schmierstoffpumpe 107 erfolgt über eine Nabe 114 des Generators 105. Dazu ist eine Antriebswelle 115 der Schmierstoffpumpe 107 triebwirksam mit der Nabe 114 verbunden.

Eine Dreh- und Mittelachse der Nabe 114 ist identisch mit den Mittelachsen des Getriebes 103 und des Generators 105. Eine Dreh- und Mittelachse der Antriebswelle 115 der Schmierstoffpumpe 107 wiederum verläuft bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel orthogonal zu der Dreh- und Mittelachse der Nabe 114.

Diesbezüglich unterscheidet sich die in Fig. 2 dargestellte Antriebsanordnung 201 . Die Dreh- und Mittelachse der Antriebswelle 115 ist hier parallel zu der Dreh- und Mittelachse der Nabe 114 ausgerichtet.

Bezugszeichen Antriebsanordnung Getriebe Generator Schmierstoffpumpe Saugleitung Schmierstoffvorrat Druckleitung Nabe Antriebswelle Antriebsanordnung

Claims

Patentansprüche

1. Antriebsanorndung (101 , 201 ) für eine Windkraftanlage, mit einem Getriebe (103), einer Schmierstoffpumpe (107) und einer Schmierstoffleitung (113), die einen Ausgang der Schmierstoffpumpe (107) schmierstoffleitend mit mindestens einer Schmierstelle des Getriebes (103) verbindet; dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffpumpe (107) mindestens eine Dichtung aufweist, die ein Gehäuse der Schmierstoffpumpe (107) gegenüber einer Eingangswelle (115) der Schmierstoffpumpe (107) abdichtet.

2. Antriebsanordnung (101 , 201 ) nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (103) mindestens eine Dichtung aufweist, die ein Gehäuse des Getriebes (103) gegenüber einer Welle des Getriebes (103) abdichtet; wobei die Eingangswelle (115) der Schmierstoffpumpe triebwirksam mit der Welle des Getriebes (103) verbunden ist.

3. Antriebsanordnung (101 , 201 ) nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch einen Generator (105) mit einer Nabe (114), die triebwirksam mit der Welle des Getriebes (103) verbunden ist; wobei die Eingangswelle (115) der Schmierstoffpumpe (107) triebwirksam mit der Nabe (114) des Generators (105) verbunden ist.

4. Antriebsanordnung (101 , 201 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Getriebes (103) und das Gehäuse der Schmierstoffpumpe (107) als separate Stücke ausgeführt sind.