NO20101205A1 - Anordning ved gir - Google Patents

Abstract

Anordning ved gir (1) hvor et første girhjul (16) er dreibart om en akse (24), og hvor det første girhjuls (16) lagring er sfærisk.

Description

ANORDNING VED GIR

Denne oppfinnelse vedrører et gir. Nærmere bestemt dreier det seg om opplagring og sammenkopling av girhjul i giret.

Ved overføring av relativt store dreiemoment anvendes ofte såkalte planetgir. Et pla-netgirs utveksling er bestemt av forholdet mellom solhjulets og tannkransens diamet-re. Ved overføring av større dreiemoment må solhjulets diameter økes for å kunne oppta de rådende krefter. Dette medfører at hele planetgirets dimensjoner øker der-som samme utveksling skal kunne opprettholdes.

Ved anvendelse av relativt brede tannhjul, også i planetgir, har det vist seg vanskelig å sikre et jevnt inngrep mellom tennene. Fordelingen av kraften langs en tanns tann-flanke kan være ujevn og med høyere punktbelastninger, noe som kan medføre redu-sert levetid for giret.

De nevnte forhold illustreres i det etterfølgende under henvisning til et gir for vindmøl-ler. Referansen til gir for vindmøller begrenser på ingen måte søknadens omfang.

Et gir som er koplet mellom en vindturbin og for eksempel en generator, befinner seg vanligvis i en elevert gondol ved vindturbinen. Giret er nødvendig for å transformere opp vindturbinens relativt lave omdreiningshastighet til en omdreiningshastighet som er hensiktsmessig for generatoren.

Girets dimensjoner og vekt kan være betydelig og det er innlysende at en reduksjon av girets vekt og dimensjon vil kunne resultere i en lettere og derved rimeligere bæ-rekonstruksjon for vindmøllen.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Det er tilveiebrakt et gir hvor et første girhjul er dreibart om en akse og hvor giret kjennetegnes ved at det første girhjuls lagring er sfærisk.

Det første girhjul har således anledning til å rette seg noe etter den eller de girtenner som er i inngrep og derved forbedre fordelingen av krefter langs tannflankene av den eller de girtenner som er i inngrep.

Det første girhjul kan ved hjelp av en elastisk kopling være koplet til et andre girhjul som er dreibart om den samme akse. Den elastiske kopling kan utgjøres av en overgang mellom det første girhjul og det andre girhjul.

Med elastisk kopling menes her en kopling som tillater at det første girhjul og det andre girhjul kan rette seg noe opp i forhold til hverandre for å la det første og det andre girhjul innta gunstige posisjoner med hensyn til kraftfordeling langs tannflankene av de girtenner som er i inngrep.

Koplingen kan for eksempel utgjøres av et mellomstykke mellom det første og det andre girhjul hvor mellomstykket er tildelt utboringer for å oppvise den nødvendige elastisitet.

Koplingen kan være fremstilt fra et materiaIstykke som omfatter det første og det andre girhjul.

Det første girhjul kan være i inngrep med et inngående drev, typisk via en første tannkrans, og hvor det inngående drev er dreibart om en dreieakse.

Det første girhjul og det andre girhjul kan befinne seg på en aksling som er koplet til et utgående drev. Akslingen er parallell med det utgående drevs dreieakse. Det andre girhjul kan være i inngrep med en stasjonær tannkrans.

Det inngående drev og det utgående drev er således dreibare om den samme dreieakse.

Ved gir av denne art overføres dreiemomentet via girtenner som befinner seg på en relativ stor avstand fra dreieaksen, noe som reduserer flatetrykket mot girtennene. Girets konstruksjon muliggjør også at relativt store utvekslingsforhold kan oppnås.

Det tilveiebrakte gir med opplagring og sammenkopling av girhjul ifølge oppfinnelsen legger til rette for en vesentlig reduksjon av et girs dimensjoner i forhold til gir ifølge kjent teknikk når det er tale om relativt store dreiemoment.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 perspektivisk viser et gir ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 vise i noe større målestokk et vertikalsnitt av giret i fig. 1; Fig. 3 viser et snitt Ila-IIa i fig. 2; Fig. 4 viser et snitt Ilb-IIb i fig. 2; Fig. 5 viser i større målestokk et snitt gjennom et første og et andre girhjul; og

Fig. 6 viser hastighetsprofilen til girets komponenter.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et gir som omfatter er girhus 2, et inngående drev 4 som er koplet til en turbinaksling 6, og et utgående drev 8. Det inngående drev 4, turbinakslingen 6 og det utgående drev 8 er dreibare om en felles dreieakse 10 og lagret i lager 12.

Det inngående drev 8 omfatter en første tannkrans 14 som er i inngrep med et første girhjul 16.

Girhuset 2 er forsynt med en stasjonær andre tannkrans 18 som er i inngrep med et andre girhjul 20. Det første girhjul 16 og det andre girhjul 20 er forbundet ved hjelp av en elastisk kopling 22 og samroterer om en akse 24 på en aksling 26.

Akslingen 26 er fast koplet til det utgående drev 8 på en radial avstand fra dreieaksen 10.

Det første girhjul 16 og det andre girhjul 20 er lagret på akslingen 26 ved hjelp av sfæriske lager 28, se fig. 5. Den elastiske kopling 22 mellom girhjulene 16, 20 utgjør i dette foretrukne utførelseseksempel av et neddreid parti som er svekket ved hjelp av radielle boringer 30 for å gi den nødvendige fleksibilitet mellom det første girhjul 16 og det andre girhjul 20.

Når turbinakslingen 6 dreies om dreieaksen 10, bringes det første girhjul 16 via det inngående drev 4 og den første tannkrans 14 til å dreie om aksen 24. Det første girhjuls 16 rotasjon overføres via koplingen 22 til det andre girhjul 20 som er i inngrep med den stasjonære andre tannkrans 18.

Det første girhjul 16 som har en delesirkelradius Ri, og det andre girhjul 20 som har

en delesirkelradius R2/samroterer.

Utvekslingsforholdet kan bestemmes under henvisning til fig. 6 hvor a>ibetegner inngående drevs hastighet og co2betegner utgående drevs hastighet.

Fra geometrien kan følgende formler settes opp:

Fra hastighetsprofilen kan følgende forhold utledes:

Ved å sette verdiene for Vi og v2inn i III og løse ut med hensyn til utvekslingsforholdet (Oi/co2fås forholdet:

Hastighetsdiagrammet som er vist i fig. 6 illustrerer også at hastigheten v2ved aksen 24 som befinner seg på avstanden R fra dreieaksen 10, er avhengig av hastigheten Vi ved Ri samt avstanden R2-Ri. En reduksjon i avstanden R2-R1 vil medføre økning i hastigheten v2.

Claims (6)

1. Anordning ved gir (1) hvor et første girhjul (16) er dreibart om en akse (24),karakterisert vedat det første girhjuls (16) lagring er sfærisk.

2. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat det førs-te girhjul (16) ved hjelp av en elastisk kopling (22) er koplet til et andre girhjul (20) som er dreibart om den samme akse (24).

3. Anordning i henhold til krav 2,karakterisert vedat den elastiske kopling (22) utgjøres av en overgang mellom det første girhjul (16) og det andre girhjul (20).

4. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat koplingen (22) er fremstilt fra et materiaIstykke som omfatter det første og det andre girhjul (16, 20).

5. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat det førs-te girhjul (16) er i inngrep med et inngående drev (4) som er dreibart om en dreieakse (10).

6. Anordning i henhold til krav 4 og 5,karakterisert vedat det første girhjul (16) og det andre girhjul (20) befinner seg på en aksling (26) som er koplet til et utgående drev (8) og hvor akslingen (26) er parallell med det utgående drevs (8) dreieakse (10), og hvor det andre girhjul (20) er i inngrep med en stasjonær tannkrans (18).