FI117252B - Sovitelma planeettavaihteistossa - Google Patents

Description

e t 117252

Sovitelma planeettavaihteistossa

Keksinnön kohteena on sovitelma planeettavaihteistossa, joka käsittää planeettapyörien planeetankantajaan liittyvän pyöri-5 tettävän akselin, kehäpyörän ja aurinkopyörän, jossa planeetta-pyörät kytkeytyvät toiminnallisesti hammastukeistaan kiinteässä asemassa ulommaisena olevaan kehäpyörän hanuria s tukseen sekä keskellä olevaan aurinkopyörän hammastukseen eli ovat keskenään rynnössä, ja josta aurinkopyörästä teho siirretään seuraavan 10 portaan sisäänmenoakselille, joka on tuettu runkoon, ja jossa planeettavaihteiston tuenta sallii sille rasituksesta johtuvan lineaari- ja/tai kulmapoikkeainan runkoon nähden, ja johon pla-neettavaihteistoon kuuluu voiteluöljyjärjestelmä planeetta-pyörästön sanottujen ryntöjen voitelemiseksi. Keksintö liittyy 15 erityisesti tuulivoimalan planeettavaihteistoon ja edelleen kaksiportaiseen planeettavaihteistoon ja erityisesti ensimmäisen portaan voiteluun.

Patenttijulkaisuissa FI 108959B ja EP 1045140A2 on esitelty 20 tuuliturbiinien vaihteistoratkaisuja. Näissä ei ole esitetty tarkempaa kuvausta voitelujärjestelmästä. Varsin tavallista on käyttää pienitehoisissa vaihteistoissa roiskevoitelua, jossa suljettu kotelo sisältää määrätyssä korkeudessa voiteluöljyn * * ;V. nestepinnan, jolloin öljy kulkeutuu pyörivien koneen elimien * * 25 avulla kaikkiin ryntöihin ja laakereihin. Roiskevoitelu ei * · « · : .·. riitä suuritehoisissa vaihteistoissa eikä se sovellu, jos vaih- * · * "V teistoa ei voi koteloida.

♦ · · • · ·« • * · « » *··** EP-julkaisu 274874 esittää erästä roiskevoitelusovitelmaa. Tämä 30 edellyttää kohtuullista planeetankantajan kierrosnopeutta, « jotta öljy saadaan keskipakovoiman avulla virtaaman planeetta- * ** kantajan öljynohjaimeen ja siitä edelleen planeettapyörien : öljynsyöttökanaviin. Tuuliturbiinin yhteydessä kierrosnopeus * '· ....· jää niin alhaiseksi, ettei tätä ratkaisua voida käyttää.

* · . 35 * * : Julkaisu US 6, 602,158 esittää planeettavaihteistoa, jossa on » erityinen voiteluöljyn syöttöjärjestelmä. Tässä ratkaisussa 2 117252 voiteluöljy tuodaan onton akselin kautta ja ohjataan pakotettuna kotelon avulla radiaalisesti planeetankantajan päätykanavaan ja sieltä planeettapyörien onttoihin akseleihin. Näistä öljy jaetaan neulalaakereille. Tällainen järjestely edellyttää sul-5 jettua rakennetta, mikä ei aina ole mahdollista toteuttaa. Lisäksi ontto keskikanava voi olla varattua muuhun käyttöön kuten tuuliturbiinissa, jossa keskikanavassa on tanko, jolla ohjataan siivistön siipikulmaa.

'10 Suuritehoisissa planeettavaihteistoissa roiskevoitelu ei ole riittävän tehokas vaan voiteluöljy on tuotava painevoiteluna. Suurilla rasituksilla, kuten tuuliturbiinikäytössä kannatusrun-ko taipuu ja aiheuttaa kulma- ja/tai lineaaripoikkeamia lähtevään akseliin eli aurinkopyörään ja myös planeetankantajaan.

15 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada edullinen sovitel-raa planeettavaihteistossa, jolla edellä mainitut ongelmat ratkaistaan ja jolla aikaansaadaan käyttökelpoinen voitelu pla-neettavaihteiston planeettapyörien rynnöille ja laakereille. 20 Keksinnön tunnusmerkilliset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Pyörimisen sallivan liitoksen avulla aikaansaadaan • tehokas voiteluöljyn syöttö.

• · 9 9 · 9 9 9 9 9 ·;· Eräässä sovellusmuodossa pyörivät rengastiivisteet liukuvat 9999 : 25 kiinteitä rengastiivisteitä vasten, jolloin nämä muodostavat pareittain rengaskanavan välillensä ja johon rengaskanavaan on « 'III" järjestetty öljyn syöttöyhde. Liitososat, kiinteä syöttöyhde ja 9 * ’** pyörivä rengaskanava voidaan vaihtaa luonnollisesti keskenään.

9 9 99 ··.: 30 Eräässä sovellusmuodossa yhdet rengastiivisteet on tuettu jou- silla, jolloin ne sallivat huomattavan kulma- ja/tai lineaari- J poikkeaman.

• 9 * • *

Muut keksinnön sovellusmuodot ja edut selitetään jäljempänä : 35 sovellusesimerkin yhteydessä.

• · 3 117252

Seuraavassa keksintöä kuvataan viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuva 1 esittää tuuliturbiinin kaksiportaista planeettavaih-teistoa 5 Kuva 2 esittää pyörimisen sallivia voiteluöljyn syöttöliitos-ta

Kuva 3 esittää kuvan 2 rakenteen tiivistyskomponentteja räjähdyskuviona

Kuva 4 esittää leikkausta kuvan 2 kohdasta III-III ίο Kuvat 5-7 esittävät pyörimisen sallivan liitoksen toisen sovellusmuodon mukaisen rakenteen yksityiskohtaisesti Kuvat 8 - 10 esittävät pyörimisen sallivan liitoksen kolmannen sovellusmuodon mukaisen rakenteen yksityiskohtaisesti 15 Kuvissa 1 - 2 on esitetty tuulivoimalan kaksiportainen planeet-tavaihteisto 10, 30. Ensimmäisen portaan 10 planeettavaihteis-ton sisääntuloakseliin 11 kiinnitetään siivistö, jota on merkitty kaaviollisesti kirjaimella B ja toisen portaan 30 ulostu-loakselille 34 kytketään generaattori (ei näytetty). Ontto 20 kanava 39 ulottuu generaattorilta akselille 11 ja sen kautta säädetään siivistön B lapakulmia. Tällöin tätä onttoa kanavaa ·· i • V ei voida vapaasti käyttää voiteluöljyjärjestelmässä.

♦ · « 9 1 9 9 1 ·** Planeettavaihteistot 10, 30 käsittävät yhteisen rungon 8, joka : 25 ensimmäisen portaan suurien kuormitusten johdosta hieman jous- 991 1 taa aiheuttaen portaiden välille kulma- ja/tai lineaarisen m poikkeaman. Kyse on suuritehoisesta, tässä 3 MW:n tuulivoimalan · vaihteistosta.

991 ***: 30 Planeettavaihteiston 10 sisääntuloakseli 11 on laakereilla Dl ·«♦ « · *·.·1 tuettu runkoon 8 ja se liittyy suoraan planeetankantajaan 13.

ψ Tämä kantaa edelleen planeettapyöriä 14a, jotka hammastuksis- • » taan 14' on rynnössä eli toiminnallisesti yhteydessä kehäpyörän 15 hammastuksen 15' kanssa ja toisaalta keskeisen aurinkopyörän * · · ··· · 35 16 hammastuksen 16' kanssa. Kehäpyörä 15’ on liitetty runkoon · jollain tunnetulla tavalla.

4 117252

AurinkopyÖrä 16 on kannatettu laakereilla D2 planeetankantajas-ta 13 ja tarkemmin siivistön B puoleisesta päästä. Kulma- ym, poikkeamien takia voiman ulostulo tapahtuu kytkimen 32 kautta, joka liittyy ensimmäisen hammastuksensa 32' kautta aurinko-5 pyörän 16 toiseen hammastukseen 16" ja vastaavasti toisen hammastuksensa 32” kautta seuraavan portaan 30 sisääntuloakselin 33 hammastukseen 33'. Toisen portaan planeettavaihteisto 30 ja sen kannatus rungosta 8 ovat tavanomaisia eikä niillä ole oleellista merkitystä keksinnölle.

10

Sinänsä sanottu seuraavaa eli toinen porras voi olla pelkkä akseli eli kulmaeron salliva kytkin voi liittyä suoraan generaattoriin tai vastaavaan.

15 Tälle keksinnölle on oleellista voiteluöljyjärjestelmä, jossa kiinteästä jakoputkistosta 35 johdetaan voiteluöljy pyörimisen sallivan putkiliitoksen, jäljempänä lyhyesti liitoksen 20 kautta planeetankantajalle 13, jossa on kanavat voiteluöljyn johtamiseksi halutuille kohteille, tässä planeettapyörien 14a laake-20 reille D3 sekä sen että aurinkopyörän 16 väliselle rynnölle (hammastukset 14' ja 16’). Laakereille D3 voiteluöljy johde- φ • V taan planeetankantajasta 13 laakeritappiin 17, jossa on kanava • · 17.1 tätä varten. Nämä rakenteiden sisäiset jakokanavat ovat ·:· varsin tavanomaista tekniikka. Keksinnölle on oleellista voite- * ** • 25 luöljyn syöttö pyörivään ja asemaltaan muuttuvaan elimeen, • # 1 1 tässä planeetankantajaan.

f ttn • M • ·

Kehäpyörän 15 ja planeettapyörien 14a välisen rynnön voitelemi- , seksi järjestelmää kuuluu jakoputket 36, joilla hammastukseen *·· mll\ 30 15' voidaan ruiskuttaa voiteluöljyä.

• « «e· :\j Kuvisssa 2 ja 3 pyörimisen salliva liitos 20 on esitetty yksi- • · ·;·1· tyiskohtaisesti. Kuva 2 esittää tarkemmin rengasmaisen liitok- . ·. sen poikkileikkausta syöttöyhteen kohdalta ja kuva 3 pääkom- • 1 1 ··· ] 35 ponentteja räjähdyskuviona. Liitos 20 käsittää runkoon kiin- 1 teästi asennetun ensimmäisen liitososan 21 ja planeetankanta- 5 117252 jaan 13 liitetyn pyörivän liitososan 22. Kiinteässä, ensimmäisessä liitososassa 21 lieriömäinen runkokappale 26, jossa lii-täntäyhteet 27.1 jakoputkeen 35 ja lieriömäinen liitoskappale 40. Tämän liitoskappaleen 40 sisä- ja ulkopintoja vasten on 5 rengastiivisteet 29.1 ja 29.2 ja näissä rengastiivisteet 52 ja 54. Rengastiivisteet 29.1 ja 29.2 pääsevät hieman liikkumaan kuormituksen mukana, sillä ne on kiinni väljästi pulteilla 42 ja 44 ja niitä kuormitetaan jousilla 46 runkokappaleesta 26 toisia rengastiivisteitä 28.1, 28.2 vasten.

10

Rengastiivisteillä 29.1 ja 29.2 on vastepinta 29' ja vastaavasti rengastiivisteillä 28.1 ja 28.2 on liukupinta 28', jossa on edullisesti ura joustavaa tiivisterengasta varten. Rengastiivisteet 28.1 ja 28.2 on asennettu kiinteästi pulteilla 48 pla-15 neetankantajaan 13, jossa on edelleen lieriömäinen, sivulle aukeava ura 25. Lieriömäinen liitoskappale 40 on sovitettu väljästi uraan 25, joka siis pyörii. Urasta 25 aukeavaa kammiota rajoittaa järjestyksessä toiset rengastiivisteet 28.1, 28.2, ensimmäiset rengastiivisteet 29.1, 29.2 ja lieriömäinen 20 liitoskappale 40. Tällaiseen kammioon voiteluöljy tulee yhteen 27 kautta ja poistuu kanavan 13.1 kautta. Öljy poistuu myös * m 1 ; hallitusti liukupintojen 281 ja 29' kautta niiden voitelemiseksi1: si. Jousien 46 voima sovitetaan vastaamaan noin 1 bar:n painet- ·;· ta, jolloin sopivalla voiteluöljyn paineella . aikaansaadaan * 1 1 1 • 25 riittävä vuoto liukupintojen voitelemiseksi. Tuulivoimalasovei-*· · luksissa nopeus jää niin pieneksi, ettei kitkalämmöllä ole *··1β merkitystä.

♦ · ··· # Tällainen jousitettu liitos 20 pystyy mukautumaan sekä kulma- ··· •••| 30 että lineaarisiin poikkeamiin rungon 8 ja planeetankantajan 13 välillä.

« • t • · 9 • ·· * · .«.·! Kuvan 3 räjähdyspiirustuksessa nähdään tiivisterakenteen 2 + 2 . 1e rakenne eli vastakkain on kaksi paria tiivisterenkaita (28.1, 1 t : 35 28.2 ja vastaavasti 29.1, 29.2). Lieriömäinen runkokappale 26, 1 ensimmäiset rengastiivisteet 29.1 ja 29.2 sekä toiset rengas- 6 117252 tiivisteet 28.1, 28.2 on vedetty kuvassa erilleen (rakenne 2 + 2). Kuvassa näkyy erillään myös jouset 46 ja ohjaustapit 44.

Kuvassa 4 voiteluöljyn jakoputkisto nähdään kokonaisuutena. 5 Kiinteä, kehälle taivutettu jakoputki 35 on liitetty paineelli-seen voiteluöljyn syöttöyhteeseen 37. Jakoputkesta 35 on liitäntä kehälle jaettuihin syöttöyhteisiin 27 kiinteässä liitos-kappaleessa 40. Tätä ympäröi rengastiivisteet 29.1 ja 29.2 sen sisä- ja ulkopuolella. Rengastiivisteet 29.1 ja 29.2 pääsevät io liukumaan lieriömäisen liitoskappaleen 40 sisä- ja ulkopintaa vasten sekä vastakkaisia, pyöriviä rengastiivisteitä 28.1 ja 28. vasten, jotka näkyvät kuvassa 2.

Kuvissa 5-7 pyörimisin sallivan putkiliitoksen rakennetta on 15 muunneltu yksinkertaisemmaksi. Kuvat 5 ja 6 esittävät liitoksen pääkomponentteja aksonometrisesti molemmin puolin ja kuva 7 esittää vastaavaa suoraa projektiota. Toiminnallisesti samoista osista käytetään samoja viitenumerolta kuin edellä. Rakenne on nyt tyyppiä 2+1, sillä pyörimättömiä ja jousitettuja (ensim-20 maisia) tiivisterenkaita 29.1, 29.2 on kaksi, mutta niitä vastaa yksi yhtenäinen toinen tiivisterengas 28. Tässä runkokappa- ·♦ 1 • leessa 26 oleva lieriöosa 40 on lyhyempi, mutta se pääsee liu- :V: kumaan tarvittavan määrän tiivisterenkaiden 29.1, 29.2 lie- • 1 ··· riöpintoja vasten, kuten edellisessä sovellusmuodossa. Lieriö- ···· | «·. 25 osassa 40 oleva yhde 27 johtaa voiteluöljyn toisen tiivisteren- • »· · ,·. kaan 28 uraan 28.3, josta se pääsee toiseen yhteeseen 28.3 ja e edelleen planeetankantajan 13 lieriöuraan 25 tai vastaavaan * 1 *** kanavaan (katso kuva 2). Voiteluöljyn siirtouran 28.3 molemmin # puolin liukupinnoilla 281 on joustava tiiviste urassa.

«··! 30

Kuvissa 8-10 pyörimisin sallivan putkiliitoksen rakennetta on edelleen muunneltu vielä yksinkertaisemmaksi. Kuvat 8 ja 9 e i esittävät tämän liitoksen pääkomponenttej a aksonometrisesti # \ molemmin puolin ja kuva 10 esittää vastaavaa suoraa projek- • 1 » ··· 1 35 tiota. Toiminnallisesti samoista osista käytetään samoja vii- : tenumeroita kuin edellä. Rakenne on nyt tyyppiä 1+1, sillä 7 117252 tässä on vain yksi pyörimätön ja jousitettu (ensimmäinen) tii-visterengas 29 ja sitä vastaa yksi yhtenäinen toinen tiiviste-rengas 28. Tässä runkokappaleessa 26 on putkiyhteitä 27.0, jotka vastaavat ensimmäisen tiivisterenkaan 29 yhteisiin 29.0, 5 joista kukin muodostuu nyt rei'ästä. Toinen tiivisterengas 28 urineen 28.3 on samanlainen kuin edellä kuvissa 5-7.

Ammattimiehelle on edellä kerrotuin perusteella selvää, että pyörimisen sallivan liitoksen rakennetta voi muunnella monin 10 tavoin keksinnön puitteissa. Edellä kuvattujen rakennetyyppien 2+2, 2+1 ja 1+1 lisäksi voidaan heti muodostaa tyyppi 1+2. Jousitettu ja jousittamaton puoli voidaan luonnollisesti myös vaihtaa keskenään.

15

Claims (9)

1. Sovitelma planeettavaihteistossa (10), joka käsittää pla-neettapyörien (14a) planeetankantajaan (13) liittyvän pyöritet-5 tävän akselin (11), kehäpyörän (15) ja aurinkopyörän (16), jossa planeettapyörät (14a) kytkeytyvät toiminnallisesti ham-mastuksistaan (14’) kiinteässä asemassa ulommaisena olevaan kehäpyörän (15) hammastukseen (15') sekä keskellä olevaan aurinkopyörän (16) hammastukseen (16') eli ovat keskenään rynnös-10 sä, ja josta aurinkopyörästä (16) teho siirretään seuraavan portaan (30) sisäänmenoakselille (33), joka on tuettu runkoon (8), ja jossa planeettavaihteiston (10) tuenta sallii sille rasituksesta johtuvan lineaari- ja/tai kulmapoikkeaman runkoon (8) nähden, ja johon planeettavaihteistoon (10) kuuluu voitelu-15 öljyjärjestelmä planeettapyörästön sanottujen ryntöjen voitelemiseksi, tunnettu siitä, että voiteluöljyjärjestelmään kuuluu pyörimisen salliva liitos (20) rungon (8) ja planeetankantajan (13) välillä näiden käsittäessä ensimmäiset liitososat (21) runkoon (8) liittyen sekä toiset, vastakkaiset liitososat (22) 20 planeetankantajaan (13) liittyen, jossa pyörimisen salliva liitos (20) on myös sovitettu vastaanottamaan pieniä kulma- ja/ tai radiaalisia poikkeamia. • · · « φ

• · • * • * * ’·'·* 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, • ' «i· 25 että putkiliitos (20) käsittää keskeisen rengaskanavan (25) yh- • · i « i : dessä liitososassa (22) ja sitä vasten järjestetyn syöttöyhteen * (27) vastakkaisessa liitososassa (21) sekä rengasmaiset tiivis- • * · ·...· tevälineet (28.1, 28.2, 29.1, 29.2) rengaskanavan (25) molemmin puolin. * 30 «·«

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että pyörivä rengaskanava (25) on järjestetty pl aneet ankan ta jän • · (13) liitososaan (22) ja kiinteä syöttöyhde (27) rungon (8) • te liitososaan (21) . « * • » .!!!: 35 ft ft 9 117252

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että liitososan (21) syöttöyhdettä (27) ympäröi ensimmäiset rengastiivisteet (29.1, 29.2) koaksiaalisesti sen sisä-ja ulkopuolella ja rengaskanavaa (25) rajoittaa toiset rengas- 5 tiivisteet (28.1, 28.2)) koaksiaalisesti sen sisä- ja ulkopuolella, ja jossa ensimmäinen ja toinen sisäpuolinen rengastii-viste (28.1, 29.1) ja vastaavasti ensimmäinen ja toinen ulkopuolinen rengastiiviste (28.2, 29.2) on sovitettu pareina liukumaan vastakkain.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että yhdet rengastiivisteet (29.1, 29.2) on tuettu jousielimin (46) kulma- ja/tai lineaaripoikkeaman sallimiseksi liitososien (21,22) välillä. 15

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ensimmäiset rengastiivisteet (29.1, 29.2) muodostuvat kahdesta erillisestä rengastiivisteestä, jolloin syöttöyhde (27) on muodostettu näiden väliseen lieriökappaleeseen (40). 20

7. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen sovitelma, tunnettu „ , siitä, että ensimmäiset rengastiivisteet on muodostettu samaan * * * ", ; kappaleeseen, jonka läpi ainakin yksi syöttöyhteen muodostama l * ;: * ; putki on asetettu. : 25 * · ♦ ···/ 8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-7 mukainen • ti sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelma käsittää kaksiportai-’*·’ sen planeettavaihteiston, jossa ensimmäisen portaan planeetta- vaihteisto (10) on tuettu sanotulla tavalla joustavasti ja » « i · *·!·’ 30 aurinkopyörään liittyy kulmaeron salliva kytkin (32) voiman Ψ · *·*·’ välittämiseksi toiseen portaaseen (30) . ·· · • · · • ·

8 117252

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-8 mukainen ««· ,···, sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelma käsittää tuulivoima- ψ t .!!!: 35 lan planeettavaihteiston, jossa planeettakantaja liittyy suo- « · raan tuulivoimalan siivistön akseliin. 117252 ίο