EP4758343A1 - Gefaltete sonnenwelle mit dichtungsanordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer hohlen Sonnenwelle (101), einem Sonnenrad, das drehfest mit der Sonnenwelle (101) verbunden ist, und einer hohlen Nabe (103), einem Pitchrohr (111) und einer Dichtungsanordnung (113, 115, 117, 119, 121, 201). Die Anordnung umfasst zudem eine Hohlwelle (105), die in einer ersten Verbindungsstelle (107) drehfest mit der Sonnenwelle (101) und in einer zweiten Verbindungsstelle (109) drehfest mit der Nabe (103) verbunden ist; wobei die zweite Verbindungsstelle (109) ausgehend von der ersten Verbindungsstelle (107) axial in Richtung des Sonnenrads versetzt angeordnet ist; wobei das Pitchrohr (111) durch die Sonnenwelle (101) hindurch verläuft; und wobei die Dichtungsanordnung (113, 115, 117, 119, 121, 201) in einem Spalt zwischen dem Pitchrohr (111) und der Sonnenwelle (101) angeordnet ist und das Pitchrohr (111) und die Sonnenwelle (101) gegeneinander abdichtet.

Description

Gefaltete Sonnenwelle mit Dichtungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , ein Windkraftgetriebe nach Anspruch 13, eine Verwendung nach Anspruch 15 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 16.

Aus dem Stand der Technik sind Windkraftanlagen mit integriertem Antriebsstrang bekannt. Beispielsweise offenbart US 2010 329 867 A2 einen integrierten Antriebsstrang. Der Rotor eines Generators ist dabei auf einer Nabe fixiert, die Teil eines Getriebes ist. Die Nabe ist über eine Passverzahnung drehfest mit einer Sonnenwelle verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Antriebsstrang verfügbar zu machen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1 , ein Windkraftgetriebe nach Anspruch 13, eine Verwendung nach Anspruch 15 und ein Verfahren nach Anspruch 16. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung sowie den Figuren.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine hohle, das heißt eine als Hohlwelle ausgebildete Sonnenwelle, ein Sonnenrad, eine Nabe, ein Pitchrohr und eine Dichtungsanordnung auf.

Ein Sonnenrad ist ein Stirnrad, das zur Verwendung als Teil einer Planetenstufe ausgebildet ist. Zu der Planetenstufe gehören darüber hinaus ein Hohlrad, ein oder mehrere Planetenräder und ein Planetenträger. Die Planetenräder sind drehbar in dem Planetenträger gelagert und kämmen mit dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad. Vorzugsweise sind genau zwei der drei Getriebeglieder Hohlrad, Planetenträger und Sonnenrad drehbar gelagert, während das dritte Getriebeglied gehäusefest fixiert ist. Insbesondere können das Sonnenrad und der Planetenträger drehbar gelagert und das Hohlrad gehäusefest fixiert sein. Das Sonnenrad ist vorliegend drehtest, das heißt ohne die Möglichkeit einer Relativdrehung, mit der Sonnenwelle verbunden. Insbesondere kann das Sonnenrad einstückig mit der Sonnenwelle verbunden oder kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit ihr gefügt sein.

Mit Nabe wird dem fachüblichen Verständnis entsprechend ein Mittel bezeichnet, das mit einer Welle, Achse oder einem Zapfen verbunden oder verbindbar ist. Vorliegend ist die Nabe mit einer Hohlwelle verbunden. Vorliegend ist die Nabe hohl. Sie weist also in ihrem Inneren einen Hohlraum auf. Dieser erstreckt sich bevorzugt über die gesamte axiale Länge der Nabe, sodass er in die Stirnseiten der Nabe mündet. Radial nach innen hin erstreckt sich der Hohlraum bis zu einer Drehachse der Nabe. Die Drehachse verläuft also durch den Hohlraum hindurch beziehungsweise schneidet ihn.

Die Nabe ist vorzugsweise drehbar in einem Gehäuse des Getriebes oder einer gehäusefesten Struktur gelagert, das heißt einer Struktur, die starr, das heißt ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung in dem Gehäuse fixiert ist. Dies bedeutet, dass die Nabe zum einen relativ zu dem Gehäuse drehbar ist und zum anderen über ein oder mehrere Lager in dem Gehäuse abgestützt ist. Vorzugsweise ist die Nabe ausschließlich über diese Lage in dem Gehäuse beziehungsweise der gehäusefesten Struktur abgestützt.

Ein Pitchrohr bezeichnet ein Rohr zum Hindurchführen von elektrischen und/oder hydraulischen Versorgungs- und Steuerungsleitungen. Insbesondere kann es sich um Versorgungs- und/oder Steuerungsleitungen für die Pitchregelung einer Windkraftanlage handeln.

Erfindungsgemäß weist die Anordnung darüber hinaus Hohlwelle auf. Die Hohlwelle ist in einer ersten Verbindungsstelle drehfest mit der Sonnenwelle verbunden. In einer zweiten Verbindungsstelle ist sie drehfest mit der Nabe verbunden.

Mit Verbindungsstelle wird eine Stelle bezeichnet, in der eine kraft-, form- und/oder stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen zwei Verbindungspartnern, vorliegend zwischen der Hohlwelle und der Sonnenwelle beziehungsweise zwischen der Hohlwelle und der Nabe, ausgebildet ist.

Die Fügeverbindungen in der ersten Verbindungsstelle und der zweiten Verbindungsstelle sind jeweils drehtest. Dadurch besteht über die erste Verbindungsstelle eine drehfeste Verbindung zwischen der Sonnenwelle und der Hohlwelle. Über die zweite Verbindungsstelle besteht eine drehfeste Verbindung zwischen der Hohlwelle und der Nabe. Infolgedessen sind auch die Sonnenwelle und die Nabe zueinander drehtest. Dadurch lässt sich ein Drehmomentfluss von dem Sonnenrad über die Sonnenwelle und die Hohlwelle zu der Nabe oder ein Drehmomentfluss in umgekehrter Richtung von der Nabe über die Hohlwelle und die Sonnenwelle zu dem Sonnenrad übertragen.

Die Erfindung sieht vor, dass die zweite Verbindungsstelle ausgehend von der ersten Verbindungsstelle axial, das heißt parallel zu einer Drehachse des Sonnenrads, der Sonnenwelle, der Hohlwelle und der Nabe, in Richtung des Sonnenrads versetzt angeordnet ist. Zwischen den beiden Verbindungsstellen besteht also ein axialer Versatz.

Begrenzt wird der axiale Versatz durch die Planetenstufe, zu der das Sonnenrad gehört. Entsprechend ist die zweite Verbindungsstelle bevorzugt ausgehend von dem Sonnenrad axial in Richtung der ersten Verbindungsstelle versetzt angeordnet. Die zweite Verbindungsstelle befindet sich dann axial zwischen dem Sonnenrad und der ersten Verbindungsstelle.

Durch die axial versetzte Anordnung der beiden Verbindungsstellen ergibt sich eine Faltung des oben beschriebenen Drehmomentflusses. In der ersten Verbindungsstelle kehrt sich seine Richtung um. Gegenüber einem direkten Verlauf des Drehmomentflusses zwischen dem Sonnenrad und der Nabe verlängert sich durch die Faltung die Länge der Strecke, die das Drehmoment auf dem Weg zwischen der Sonnenwelle und der Nabe zurücklegen muss. Infolgedessen verringert sich die Drehsteifigkeit. Durch die verringerte Drehsteifigkeit verbessert sich das Schwingungsverhalten der Anordnung. Insbesondere werden Schallemissionen, die aus einer Übertragung von Drehschwingungen der Planetenstufe auf die Nabe resultieren, verringert. Da die Verringerung der Drehsteifigkeit über eine Faltung des Drehmomentflusses erreicht wird, bleibt dabei die ursprüngliche Belastbarkeit der drehmomentübertragenden Verbindung zwischen dem Sonnenrad und der Nabe erhalten.

Das Pitchrohr verläuft durch die Sonnenwelle hindurch. Dies bedeutet, dass das Pit- chrohr durch den oben genannten Hohlraum der Sonnenwelle hindurch verläuft. Es erstreckt sich von einer Mündung des Hohlraums in eine Stirnseite der Sonnenwelle zu der anderen Mündung des Hohlraums in eine weiter Stirnseite der Sonnenwelle. Beide stirnseitigen Enden des Pitchrohrs befinden sich außerhalb der Sonnenwelle Insbesondere kann sich ein Mittelteil des Pitchrohrs innerhalb des Hohlraums befinden, während sich zwei Endstücke des Pitchrohrs auf gegenüberliegenden Seiten der Sonnenwelle außerhalb des Hohlraums befinden. Das Pitchrohr verläuft genau dann durch die Sonnenwelle hindurch, wenn jede axiale Ebene, welche die Sonnenwelle schneidet, auch das Pitchrohr schneidet.

Zwischen dem Pitchrohr und der Sonnenwelle erstreckt sich ein Spalt. Um zu verhindern, dass über diesen Spalt Getriebeöl ins Freie gelangt, ist die Dichtungsanordnung in dem Spalt angeordnet und dichtet das Pitchrohr und die Sonnenwelle gegeneinander ab. Dies bedeutet, dass die Dichtungsanordnung zwischen dem Pitchrohr und der Sonnenwelle eine schmierstoffdichte Barriere bildet.

Vorzugsweise verläuft die Sonnenwelle durch die Hohlwelle hindurch. Beide stirnsei- tigen Enden der Sonnenwelle befinden sich dann außerhalb der Hohlwelle. Ein Abschnitt der Sonnenwelle ist dabei innerhalb der Hohlwelle, das heißt in einem von der Hohlwelle umschlossenen Hohlraum, angeordnet. Wenn die Sonnenwelle durch die Hohlwelle hindurch verläuft, ergibt sich eine ineinander verschachtelte Anordnung der Sonnenwelle und der Hohlwelle und damit die eingangs beschriebene Faltung des Drehmomentflusses. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die erste Verbindungsstelle an einer ersten Stirnseite der Hohlwelle angeordnet. Die Hohlwelle erstreckt sich dann ausgehend von der ersten Verbindungsstelle in Richtung des Sonnenrads. Die weiterbildungsgemäße Anordnung der ersten Verbindungsstelle ist von Vorteil, da sie die erste Verbindungsstelle zu Montage- und Demontagezwecken besonders gut zugänglich macht.

Dies ermöglicht es etwa, die erste Verbindungsstelle als Schraubflansch auszubilden. Der Schraubflansch besteht aus einem ersten Flansch und einem zweiten Flansch, die bevorzugt miteinander verschraubt sind. Insbesondere kann die Sonnenwelle den ersten Flansch und die Hohlwelle den zweiten Flansch aufweisen.

Um zu Montage- und Demontagezwecken eine besonders gute Zugänglichkeit der zweiten Verbindungsstelle zu ermöglichen, ist diese in einer bevorzugten Weiterbildung an einer zweiten, der ersten Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite der Hohlwelle und/oder an einer Stirnseite der Nabe angeordnet.

Auch bei einer stirnseitigen Anordnung der zweiten Verbindungsstelle ist gemäß einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung eine Realisierung der zweiten Verbindungsstelle als Flanschverbindung möglich. Diese Flanschverbindung wird durch einen dritten Flansch und einen vierten Flansch gebildet, die bevorzugt miteinander verschraubt sind. Die Hohlwelle weist den dritten Flansch und die Nabe den vierten Flansch auf.

Die Dichtungsanordnung kann aus einem oder mehreren Dichtungen bestehen. In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Dichtungsanordnung aber neben einer ersten Dichtung und einer zweiten Dichtung einen Dichtungsträger. Der Dichtungsträger besteht aus einem festen Material, das geeignet ist, die erste Dichtung und die zweite Dichtung aufzunehmen. Als Material für den Dichtungsträger kommen etwa Metall oder ein nicht-elastomerer Kunststoff, das heißt ein Thermoplast oder ein Duroplast, infrage. Die erste Dichtung dichtet das Pitchrohr und den Dichtungsträger gegeneinander ab. Bevorzugt ist die erste Dichtung in einem zwischen dem Pitchrohr und dem Dichtungsträger verlaufenden Spalt angeordnet und verschließt diesen schmierstoffdicht.

Die zweite Dichtung dichtet den Dichtungsträger und die Sonnenwelle gegeneinander ab. Dazu befindet sich die zweite Dichtung vorzugsweise in einem zwischen dem Dichtungsträger und der Sonnenwelle verlaufenden Spalt und verschließt diesen schmierstoffdicht.

Bevorzugt sind die erste Dichtung und/oder die zweite Dichtung in dem Dichtungsträger fixiert. Dabei besteht zwischen der ersten Dichtung und dem Dichtungsträger und/oder zwischen der zweiten Dichtung und dem Dichtungsträger jeweils eine schmierstoffdichte Fügeverbindung. Die Fügeverbindungen können insbesondere drehfest sein. Die erste Dichtung und/oder die zweite Dichtung sind in dem Fall drehfest in dem Dichtungsträger fixiert.

Bevorzugt ist die Dichtungsanordnung darüber hinaus mit einer dritten Dichtung und einer vierten Dichtung weitergebildet. Die dritte Dichtung ist in Reihe zu der ersten Dichtung angeordnet. Dies bedeutet, dass auch die dritte Dichtung das Pitchrohr und den Dichtungsträger gegeneinander abdichtet.

Die vierte Dichtung ist in Reihe zu der zweiten Dichtung angeordnet. Entsprechend dichtet die vierte Dichtung den Dichtungsträger und die Sonnenwelle gegeneinander ab. Wie die erste Dichtung und die zweite Dichtung können auch die dritte Dichtung und die vierte Dichtung in dem Dichtungsträger fixiert sein.

Die dritte Dichtung und die vierte Dichtung bilden eine zusätzliche Schm ierstoff barri- ere, die verhindert, dass bei einem Versagen der ersten Dichtung oder der zweiten Dichtung Schmierstoff austritt.

Bei einem Versagen der ersten Dichtung gelangt Schmierstoff in einen Hohlraum zwischen der ersten Dichtung und der dritten Dichtung. Dieser Hohlraum wird gebildet durch die erste Dichtung, die dritte Dichtung, den Dichtungsträger und das Pitchrohr. Versagt die zweite Dichtung, gelangt Schmierstoff in einen Hohlraum zwischen der zweiten Dichtung und der vierten Dichtung. Dieser Hohlraum wird durch die zweite Dichtung, die vierte Dichtung, den Schmierstoffträger und die Sonnenwelle gebildet. Die genannten Hohlräume dienen dazu, den Schmierstoff aufzufangen und zu verhindern, dass er in die Umgebung austritt.

Der aufgefangene Schmierstoff muss abgeleitet werden, damit die beschriebene Funktion der Hohlräume aufrechterhalten bleibt. Zu diesem Zweck weist der Dichtungsträger mindestens eine Schmierstoffleitung auf. Diese mündet zur einen Seite hin in den Hohlraum zwischen der ersten Dichtung und der dritten Dichtung und zur anderen Seite hin in den Hohlraum zwischen der zweiten Dichtung und der vierten Dichtung. Schmierstoff, der bei einem Versagen der ersten Dichtung oder der zweiten Dichtung in einen der Hohlräume gelangt ist, kann über die Schmierstoffleitung des Dichtungsträgers in den jeweils anderen Hohlraum abfließen.

Durch die auftretenden Fliehkräfte fließt der Schmierstoff radial nach außen hin ab. Schmierstoff, der bei einem Versagen der ersten Dichtung in den Hohlraum zwischen der ersten Dichtung und der dritten Dichtung gelangt ist, fließt daher durch die Schmierstoffleitung des Dichtungsträgers in den Hohlraum zwischen der zweiten Dichtung und der vierten Dichtung ab. Um den Schmierstoff aus diesem Hohlraum abzuleiten, weist auch die Sonnenwelle in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens eine Schmierstoffleitung auf. Diese mündet in den Hohlraum zwischen der zweiten Dichtung und der vierten Dichtung. Schmierstoff, der in diesen Hohlraum gelangt ist, fließt aufgrund der auftretenden Fliehkräfte durch die Schmierstoffleitung der Sonnenwelle ab.

Der Dichtungsträger ist in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens teilweise innerhalb der Nabe angeordnet. Insbesondere bevorzugt wird eine Anordnung der mindestens einen Schmierstoffleitung des Dichtungsträgers und/oder der mindestens einen Schmierstoffleitung der Sonnenwelle innerhalb der Nabe. Dies ermöglicht es, den über die mindestens eine Schmierstoffleitung der Sonnenwelle abgeleiteten Schmierstoff weiter über die Nabe abzuleiten. In einer entsprechenden bevorzugten Weiterbildung mündet die mindestens eine Schmierstoffleitung der Sonnenwelle in einen Hohlraum zwischen einer fünften Dichtung und einer sechsten Dichtung. Die fünfte Dichtung und die sechste Dichtung dichten jeweils die Sonnenwelle und die Nabe gegeneinander ab. Der Hohlraum wird gebildet durch die fünfte Dichtung, die sechste Dichtung, die Sonnenwelle und die Nabe. In diesem Hohlraum sammelt sich der über die mindestens eine Schmierstoffleitung der Sonnenwelle abgeleitete Schmierstoff. Der Schmierstoff kann dann über mindestens eine durch die Nabe gebildete Schmierstoffleitung, die in den Hohlraum zwischen der fünften Dichtung und der sechsten Dichtung mündet, abgeleitet werden.

Der Dichtungsträger ist in einer bevorzugten Weiterbildung drehfest mit der Sonnenwelle verbunden. Insbesondere kann der Dichtungsträger kraft-, form- und/oder stoffschlüssig in der Sonnenwelle fixiert sein.

Eine entsprechende Verbindungsstelle, in welcher der Dichtungsträger drehfest mit der Sonnenwelle verbunden ist, ist in einer bevorzugten Weiterbildung an einer ersten Stirnseite der Sonnenwelle angeordnet. Das Sonnenrad ist an einer zweiten Stirnseite der Sonnenwelle angeordnet. Dies bedeutet, dass die dritte Verbindungsstelle und das Sonnenrad sich an gegenüberliegenden Stirnseiten der Sonnenwelle befinden.

Von Vorteil ist es, wenn die oben genannten Dichtungen und die dritte Verbindungsstelle axial voneinander beabstandet sind. Dies ermöglicht es, den Dichtungsträger mit den Dichtungen in das Innere der Sonnenwelle einzuführen. Aufgrund der axialen Beabstandung bleibt die dritte Verbindungsstelle zu Montage- und Wartungszwecken von außen zugänglich.

Die axiale Beabstandung zwischen den Dichtungen und der dritten Verbindungsstelle wird in einer bevorzugten Weiterbildung mittels eines hohlzylindrischen Abschnitts des Dichtungsträgers realisiert. Dieser erstreckt sich zwischen der dritten Dichtung und der dritten Verbindungsstelle. Der hohlzylindrische Abschnitt verbindet also einen Teil des Dichtungsträgers, der die dritte Dichtung aufnimmt, mit der dritten Verbindungsstelle.

Bevorzugt ist die Anordnung mit einem Ring und einem oder mehreren Bolzen weitergebildet. Diese bilden zusammen mit einem Flansch die dritte Verbindungsstelle. Der Flansch ist Teil des Dichtungsträgers. Erweist eine oder mehrere Durchgangsbohrungen zur Aufnahme der ein oder mehreren Bolzen auf.

Die Sonnenwelle bildet eine erste axiale Anlagefläche für den Flansch aus. In die erste axiale Anlagefläche münden ein oder mehrere Bohrungen der Sonnenwelle. Weiterhin weist die Sonnenwelle mindestens eine Nut auf. Diese dient der Aufnahme des Rings. Der Ring greift in die Nut ein, das heißt befindet sich mindestens teilweise in der Nut und wird so durch die Nut formschlüssig fixiert. Er bildet eine zweite axiale Anlagefläche für den Flansch aus.

Der Flansch greift in einen axialen Zwischenraum zwischen der ersten axialen Anlagefläche und der zweiten axialen Anlagefläche ein. Mindestens ein Teil des Flansches verläuft also zwischen der ersten axialen Anlagefläche und der zweiten axialen Anlagefläche. Die axialen Anlageflächen bilden jeweils ein axiales Widerlager für den Flansch. Sie beschränken die axiale Beweglichkeit des Flansches in jeweils eine axiale Richtung relativ zu der Sonnenwelle.

Um den Dichtungsträger drehfest in der Sonnenwelle zu fixieren, greifen die Bolzen jeweils in eine Durchgangsbohrung des Flansches und eine Bohrung der Sonnenwelle ein. Ein Teil des jeweiligen Bolzens befindet sich dann in einer Durchgangsbohrung des Flansches, Ein weiterer Teil des Bolzens befindet sich in einer mit der Durchgangsbohrung des Flansches fluchtenden Bohrung der Sonnenwelle.

Die weiterbildungsgemäße Fixierung des Dichtungsträgers in der Sonnenwelle ist in Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Bauraum von Vorteil. Ragt die Sonnenwelle in den Bauraum eines Generators hinein, ist der zur Verfügung stehende Bauraum beschränkt. Die Fixierung des Dichtungsträgers in der Sonnenwelle mittels eines herkömmlichen Schraubflansches würde daher nur wenig Raum für die oben beschriebene Faltung lassen. Die Bolzen hingegen beanspruchen nur wenig Bauraum und sind trotzdem hinreichend robust.

Um die Bolzen gegen Herausfallen zu sichern, deckt der Ring in einer bevorzugten Weiterbildung die ein oder mehreren Durchgangsbohrungen mindestens teilweise ab. Dies ist von Vorteil, da keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden.

Die Anordnung ist bevorzugt als Windkraftgetriebe weitergebildet. Wndkraftgetriebe zeichnen sich unter anderem durch eine besonders hohe Drehmomentbelastung aus. So kann eine Eingangswelle des Getriebes im Betrieb etwa mit mehr als 3.000 kNm, 5.000 kNm oder 10.000 kNm belastet werden. Vor diesem Hintergrund erscheint eine Weiterbildung als Windkraftgetriebe überraschend, da eine verringerte Drehsteifigkeit gewöhnlich mit einer verringerten Drehmomentbelastbarkeit einhergeht. Die ursprüngliche Belastbarkeit eines weiterbildungsgemäßen Windkraftgetriebes bleibt durch die Faltung des Drehmomentflusses jedoch erhalten. Durch die oben beschriebene Dichtungsanordnung bleibt die Sicherheit gegenüber Austritt von Schmierstoff weiterhin gewährleistet. Zugleich werden Erschwernisse bei der Montage vermieden.

Die erste Verbindungsstelle ist vorzugsweise, und bevorzugt auch die zweite Verbindungsstelle, ausgehend von dem Sonnenrad generatorseitig beziehungsweise in Windrichtung versetzt angeordnet. Umgekehrt ist die zweite Verbindungsstelle ausgehend von der ersten Verbindungsstelle vorzugsweise rotorseitig beziehungsweise entgegen der Wndrichtung versetzt angeordnet.

Bei dem weiterbildungsgemäßen Windkraftgetriebe ist die Nabe bevorzugt als Gene- ratornabe weitergebildet. Dies bedeutet, dass die Nabe weiterbildungsgemäß mit einem Rotor eines Generators einer Windkraftanlage verbunden oder verbindbar ist. Die ist besonders von Vorteil, da innerhalb des Generators freier Bauraum für die oben beschriebene Faltung des Drehmomentflusses vorhanden ist, der andernfalls ungenutzt bliebe. Eine erfindungsgemäße Verwendung des weiterbildungsgemäßen Windkraftgetriebes dient der Reduzierung der Geräuschemission einer Wind Kraftanlage, insbesondere der Reduzierung von Geräuschemissionen aufgrund von Drehschwingungen, die zwischen Generator und Getriebe übertragen werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient der Montage der oben beschriebenen Anordnung beziehungsweise des Windkraftgetriebes. Das Verfahren sieht vor, dass zunächst das Pitchrohr und/oder die Sonnenwelle montiert werden. Anschließend wird die Dichtungsanordnung montiert.

Insbesondere kann die Dichtungsanordnung nach der Montage des Pitchrohrs und der Sonnenwelle montiert werden. Sind das Pitchrohr und die Sonnenwelle montiert, verläuft zwischen dem Pitchrohr und der Sonnenwelle ein Spalt. In diesen Spalt muss die Dichtungsanordnung eingeführt werden. Ein entsprechender Verfahrensschritt ist in einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen. Die Dichtungsanordnung kann insbesondere von einer dem Sonnenrad gegenüberliegenden Stirnseite der Sonnenwelle aus in den Spalt eingeführt werden. Die Dichtungsanordnung wird dann in Richtung des Sonnenrads in den Spalt eingeführt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine verschachtelte Wellenanordnung mit einem Dichtungsträger; und

Fig. 2 eine Detailansicht einer Verbindungsstelle des Dichtungsträgers.

Die in Fig. 1 dargestellte Wellenanordnung umfasst eine Sonnenwelle 101 und eine Nabe 103. Die Sonnenwelle 101 erstreckt sich ausgehend von einem bezüglich der Nabe 103 getriebeseitig angeordneten Sonnenrad durch die Nabe 103 hindurch in einen bezüglich der Nabe 103 generatorseitigen Hohlraum.

Über eine Hohlwelle 105 ist die Sonnenwelle 101 drehfest mit der Nabe 103 verbunden. Die Hohlwelle 105 ist in einer ersten Flanschverbindung 107 drehfest mit der Sonnenwelle 101 verbunden. In einer zweiten Flanschverbindung 109 ist sie drehtest mit der Nabe 103 verbunden.

Die erste Flanschverbindung 107 befindet sich an einem generatorseitigen Ende des Sonnenwelle 101 . Von dort ausgehend ist die zweite Flanschverbindung 109 getriebeseitig versetzt angeordnet. Dadurch ergibt sich eine Faltung der drehmomentleitenden Verbindung von dem Sonnenrad zu der Nabe 103.

Durch die Sonnenwelle 101 hindurch erstreckt sich ein Pitchrohr 111. Im Inneren des Pitchrohrs 11 1 sind elektrische und hydraulische Versorgungsleitungen für einen Pit- chantrieb verlegt.

Zwischen dem Pitchrohr 111 und der Sonnenwelle 101 verläuft ein Spalt. Um zu verhindern, dass durch diesen Spalt Schmierstoff aus dem Getriebe austritt, ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die einen Dichtungsträger 113, eine erste Radialdichtung 115, eine zweite Radialdichtung 117 einen ersten Dichtung 119, einen zweiten Dichtung 121 , einen dritten Dichtung 123, einen vierten Dichtung 125 und einen fünften Dichtung 127 aufweist.

Die erste Radialdichtung 115 und die zweite Radialdichtung 117 sind in dem Dichtungsträger 113 fluiddicht fixiert. Eine oder mehrere Dichtlippen der ersten Radialdichtung 115 und eine oder mehrere Dichtlippen der zweiten Radialdichtung 117 sind radial gegen das Pitchrohr 111 verspannt, sodass zwischen der ersten Radialdichtung 115 und der zweiten Radialdichtung 117 und dem Pitchrohr 111 jeweils kein Schmierstoff hindurchtreten kann.

Zur Abdichtung des Dichtungsträgers 113 gegenüber der Sonnenwelle dienen der ersten Dichtung 119 und der zweite Dichtung 121. Beide Dichtringe 119, 121 sind radial zwischen dem Dichtungsträger 111 und der Sonnenwelle 101 verspannt.

Die erste Radialdichtung 115, die zweite Radialdichtung 117, das Pitchrohr 111 und die Sonnenwelle 101 umschließen einen Hohlraum. In diesem sammelt sich bei einem Leck der ersten Radialdichtung 115 Schmierstoff. Zur Ableitung des Schmierstoffs aus dem Hohlraum weist der Schmierstoffträger 113 Bohrungen 131 auf. Diese verbinden den genannten Hohlraum schmierstoffleitend mit einem weiteren, durch den ersten Dichtung 119, den zweiten Dichtung 121 , den Dichtungsträger 113 und die Sonnenwelle 101 gebildeten Hohlraum. In dem letztgenannten Hohlraum fließt der Schmierstoff aufgrund rotationsbedingter Fliehkräfte ab.

In letztgenannten Hohlraum münden Bohrungen 133 der Sonnenwelle 101. Die Bohrungen 133 münden zudem in einen weiteren, durch den vierten Dichtung 125, den fünften Dichtung 127, die Sonnenwelle 101 und die Nabe 103 gebildeten Hohlraum.

In diesen Hohlraum fließt der Schmierstoff aufgrund rotationsbedingter Fliehkräfte durch die Bohrungen 133 ab.

Weitere Bohrungen 135 befinden sich in der Nabe 103. Diese Bohrungen 135 münden in den durch den vierten Dichtung 125, den fünften Dichtung 127, die Sonnenwelle 101 und die Nabe 103 gebildeten Hohlraum. Sie dienen dazu, den Schmierstoff ins Getriebeinnere abfließen zu lassen.

Um zu verhindern, dass sich Schmierstoff vor der ersten Radialdichtung 115 sammelt, weist die Sonnenwelle 101 weitere Bohrungen 137 auf. Diese münden ausgehend von der ersten Radialdichtung 115 getriebeseitig in den zwischen dem Pitch- rohr 111 und der Sonnenwelle 101 verlaufenden Spalt. Der Schmierstoff wird durch die Bohrungen 137 in einen durch den dritten Dichtung 123, den vierten Dichtung 125, die Sonnenwelle 101 und die Nabe 103 gebildeten Hohlraum abgeleitet. Von dort fließt der Schmierstoff durch Bohrungen in der Nabe 103 zurück ins Getriebeinnere.

Der Dichtungsträger 113 ist in einer Verbindungsstelle 139 drehfest mit der Sonnenwelle 101 verbunden. Da die Sonnenwelle 101 mit einer anderen Drehzahl rotiert als das Pitchrohr 111 , rotiert infolgedessen auch der Dichtungsträger 113 mit einer anderen Drehzahl als das Pitchrohr 111. Zur Abdichtung des Dichtungsträgers 113 gegenüber dem Pitchrohr 111 kommen daher die Radialdichtungen 115, 117 anstelle einfacher Dichtringe zum Einsatz. Fig. 2 zeigt den Aufbau der Verbindungsstelle 139 im Detail. Der Dichtungsträger 113 bildet generatorseitig einen Flansch 201 aus. Dieser verläuft zwischen einem Absatz 203 der Sonnenwelle 101 und einem Ring 205. Der Ring 205 ist in eine entsprechende Nut 207 der Sonnenwelle 101 eingelassen. Zusammen mit dem Absatz 203 bildet der Ring 205 axiale Widerlager, welche die axiale Position des Flansches 201 und damit des Dichtungsträgers 113 in der Sonnenwelle 101 festlegen.

Eine drehfeste Fixierung des Dichtungsträgers 113 in der Sonnenwelle 101 erfolgt mittels mehrerer Bolzen 209. Diese sind jeweils in eine Sacklochbohrung 211 der Sonnenwelle 101 und eine damit fluchtende Durchgangsbohrung 213 des Flansches 201 eingelassen.

Die Durchgangsbohrungen 213 werden generatorseitig durch den Ring 205 abgedeckt. Dadurch wird verhindert, dass die Bolzen 209 verlorengehen.

Ein Stützung 215 ist mit dem Dichtungsträger 113 verschraubt. Der Stützung 215 weist eine mittige Aussparung auf, durch die das Pitchrohr 111 hindurchverläuft. Der Stützung 215 dient dazu, das Pitchrohr 111 während der Montage radial abzustützen. Im Betrieb verläuft ein Spalt zwischen dem Pitchrohr 111 und dem Stützung 215.

Bezugszeichen

Sonnenwelle

Nabe

Hohlwelle

Flanschverbindung

Flanschverbindung

Pitchrohr

Dichtungsträger

Radialdichtung

Radialdichtung

Dichtring

Dichtring

Dichtring

Dichtring

Dichtring

Bohrung

Bohrung

Bohrung

Bohrung

Verbindungsstelle

Flansch

Absatz

Ring

Nut

Bolzen

Sacklochbohrung

Durchgangsbohrung

Stützring

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung mit einer hohlen Sonnenwelle (101 ), einem Sonnenrad, das drehtest mit der Sonnenwelle (101 ) verbunden ist, und einer hohlen Nabe (103), einem Pitch- rohr (111 ) und einer Dichtungsanordnung (113, 115, 117, 119, 121 , 201 ); gekennzeichnet durch eine Hohlwelle (105), die in einer ersten Verbindungsstelle (107) drehtest mit der Sonnenwelle (101 ) und in einer zweiten Verbindungsstelle (109) drehtest mit der Nabe (103) verbunden ist; wobei die zweite Verbindungsstelle (109) ausgehend von der ersten Verbindungsstelle (107) axial in Richtung des Sonnenrads versetzt angeordnet ist; wobei das Pitchrohr (111) durch die Sonnenwelle (101 ) hindurch verläuft; und wobei die Dichtungsanordnung (113, 115, 117, 119, 121 , 201 ) in einem Spalt zwischen dem Pitchrohr (111 ) und der Sonnenwelle (101 ) angeordnet ist und das Pitchrohr (111 ) und die Sonnenwelle (101 ) gegeneinander abdichtet.

2. Anordnung nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsstelle (107) an einer ersten Stirnseite der Hohlwelle (105) angeordnet ist.

3. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verbindungsstelle (109) an einer zweiten Stirnseite der Hohlwelle (105) und/oder an einer Stirnseite der Nabe (103) angeordnet ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (113, 115, 117, 119, 121 , 201 ) einen Dichtungsträger (113), eine erste Dichtung (115) und eine zweite Dichtung (119) aufweist; wobei die erste Dichtung (115) das Pitchrohr (111 ) und den Dichtungsträger (113) gegeneinander abdichtet; und wobei die zweite Dichtung (119) den Dichtungsträger (111 ) und die Sonnenwelle (101 ) gegeneinander abdichtet.

5. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (113, 115, 117, 119, 121 , 201 ) eine dritte Dichtung (117) und eine vierte Dichtung (121 ) aufweist; wobei die dritte Dichtung (117) das Pitchrohr (111) und den Dichtungsträger (113) gegeneinander abdichtet; und wobei die vierte Dichtung (121 ) den Dichtungsträger (113) und die Sonnenwelle (101 ) gegeneinander abdichtet; wobei der Dichtungsträger (113) mindestens eine Schmierstoffleitung (131) aufweist, die in einen Hohlraum zwischen der ersten Dichtung (115) und der dritten Dichtung (117) und in einen Hohlraum zwischen der zweiten Dichtung (119) und der vierten Dichtung (121 ) mündet.

6. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenwelle (101) mindestens eine Schmierstoffleitung (133) aufweist, die in den Hohlraum zwischen der zweiten Dichtung (119) und der vierten Dichtung (121 ) mündet.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger (113) mindestens teilweise innerhalb der Nabe (103) angeordnet ist.

8. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch unter Rückbezug auf Anspruch

6; gekennzeichnet durch eine fünfte Dichtung (125) und eine sechste Dichtung (127), die jeweils die Sonnenwelle (101 ) und die Nabe (103) gegeneinander abdichten; wobei die mindestens eine Schmierstoffleitung (133) der Sonnenwelle (101 ) in einen Hohlraum zwischen der fünften Dichtung (125) und der sechsten Dichtung (127) mündet.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8; dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger (113) drehfest in der Sonnenwelle (101 ) fixiert ist.

10. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger (113) in einer dritten Verbindungsstelle (139) drehtest mit der Sonnenwelle (101 ) verbunden ist; wobei die dritte Verbindungsstelle (139) an einer ersten Stirnseite der Sonnenwelle (101 ) angeordnet ist; und wobei das Sonnenrad an einer zweiten Stirnseite der Sonnenwelle (101 ) angeordnet ist.

11. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger (113) einen hohlzylindrischen Abschnitt umfasst, der sich zwischen der dritten Dichtung (117) und der dritten Verbindungsstelle (139) erstreckt.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 ; gekennzeichnet durch einen Ring (205) und einen oder mehrere Bolzen (209); wobei der Dichtungsträger (113) einen Flansch (201 ) mit einem oder mehreren Durchgangsbohrungen (213) aufweist; wobei die Sonnenwelle (101 ) eine erste axiale Anlagefläche (203) für den Flansch (201 ), ein oder mehrere in die Anlagefläche mündende Bohrungen (211 ) und mindestens eine Nut (207) aufweist; wobei der Ring (205) in die Nut (207) eingreift und eine zweite axiale Anlagefläche für den Flansch (201 ) ausbildet; wobei die Bolzen (209) jeweils in eine Durchgangsbohrung (213) des Flansches (201 ) und eine Bohrung (211 ) der Sonnenwelle (101 ) eingreifen.

13. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (205) die ein oder mehreren Durchgangsbohrungen (213) mindestens teilweise abdeckt.

14. Windkraftgetriebe mit einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

15. Windkraftgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (103) als Generatornabe ausgebildet ist.

16. Verwendung eines Windkraftgetriebes nach einem der Ansprüche 13 oder 14 zur Reduzierung der Geräuschemission einer Windkraftanlage.

17. Verfahren zur Montage einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder eines Windkraftgetriebes nach einem der Ansprüche 13 oder 14; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (113, 1 15, 1 17, 1 19, 121 , 201 ) nach der Montage des Pitchrohrs (11 1 ) und/oder der Sonnenwelle (101 ) montiert wird.

18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (113, 115, 117, 119, 121 , 201 ) nach der Montage des Pitchrohrs (111 ) und der Sonnenwelle (101 ) in den zwischen dem Pitchrohr (111 ) und der Sonnenwelle (101 ) verlaufenden Spalt eingeführt wird.