TWI756412B - 用於風力發電機之傳動裝置 - Google Patents

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Abstract

一種尤其是用於風力發電力的傳動裝置具有周轉行星齒輪配置，其包含一太陽齒輪、一環形齒輪、多個行星齒輪(4)和行星齒輪架(5)，其中該等行星齒輪(4)具有行星齒輪齒(4a)，其與太陽齒輪齒及環形齒輪齒相咬合、有徑向滑動軸承(7)，其中每一行星齒輪(4)透過一徑向滑動軸承(7)而被可轉動地安裝於一不可轉動地連接至該行星齒輪架(5)的行星齒輪銷(6)上，及其中每一滑動齒軸承(7)包含一設置在個別的行星齒輪銷(6)和個別的行星齒輪(4)之間的軸承轂(9)，它被不可轉動地連接至該行星齒輪銷(6)，其中一環形支撐件(14)被形成在該個別的軸承轂(9)和該個別的行星齒輪銷(6)之間，其在軸向上看起來具有一比該個別的軸承轂(9)小的尺寸及/或比該個別的行星齒輪(4)的行星齒輪齒(4a)小的尺寸。

Description

用於風力發電機之傳動裝置
本發明係有關傳動裝置，尤其是用於風力發電力的傳動裝置。
從專利案DE 10043593 B4及DE 19917605 B4中可知，在每一專利案中，具有行星齒輪配置之用於風力發電機的傳動裝置是已知的。從此先前技術可知的傳動裝置每一者都包含一被設計為多階行星齒輪配置的行星齒輪配置，其具有一太陽齒輪、一環形齒輪和多個行星齒輪。第一行星齒輪和環形齒輪咬合且第二行星齒輪則與太陽齒輪咬合。
由此開始，本發明是基於創造一種新型的傳動裝置，尤其是用於風力發電機的傳動裝置的目的。此目的可透過申請專利範圍第1項的傳動裝置來達成。依據本發明的傳動裝置包含周轉行星齒輪配置，其包含一太陽齒輪、一環形齒輪、多個行星齒輪和行星齒輪架，其中該等行星齒輪具有行星齒輪齒，其與太陽齒輪齒及環形齒輪齒相咬合。依據本發明的傳動裝置進一步包含徑向滑動軸承，其中每一行星齒輪於各種情況中透過一徑向滑動軸承而被可轉動地安裝於一不可轉動地連接至該行星齒輪架的行星齒輪銷上，及其中每一徑向滑動軸承包含一設置在個別的行星齒輪銷和個別的行星齒輪之間的軸承轂，它被不可轉動地連接至該行星齒輪銷。一環形支撐件被形成在該個別的軸承轂和該個別的行星齒輪銷之間，其在軸向上看起來具有一比該個別的軸承轂小的尺寸及/或比該個別的行星齒輪的行星齒輪齒小的尺寸。
依據本發明的傳動裝置沒有使用多階行星齒輪配置，而是使用周轉行星齒輪配置。在此一周轉行星齒輪配置的例子中，每一行星齒輪的行星齒輪齒一方面與該環形齒輪的環形齒輪齒咬合而另一方面則與太陽齒輪的太陽齒輪齒咬合，其中該等行星齒輪係透過該等徑向滑動軸承而被安裝在不可轉動地連接至該行星齒輪架的該等行星齒輪銷上。
該等徑向滑動軸承包含軸承轂，其被設置在個別的行星齒輪銷和個別的行星齒輪之間且被不可轉動地連接至該行星齒輪銷，該行星齒輪銷接著被不可轉動地連接至該行星齒輪架。
在依據本發明的傳動裝置中，一環形支撐件被形成在該個別的徑向滑動軸承的該個別的軸承轂和該個別的行星齒輪銷之間。在軸向上看時，此環形支撐件具有一比該個別的徑向滑動軸承的該個別的軸承轂小的尺寸及/或比該個別的行星齒輪的行星齒輪齒小的尺寸。
該個別的軸承轂可在未形成有該環形支撐件的區域內彈性地變形於徑向上。因此之故，可確保互相咬合的齒在負荷下最佳地彼此相抵靠且在相互咬合的齒內的負荷分布因而被最佳化。在該個別的徑向滑動軸承中，一俗稱邊緣負荷者被避免掉。該等行星齒輪、太陽齒輪及/或環形齒輪的齒的微幾何形狀或該安裝該等行星齒輪的該等徑向滑動軸承的微幾何形狀的校正可藉此被實質地減小或被避免。
依據一基於該個別的軸承轂的軸向尺寸及/或該個別的行星齒輪的行星齒輪齒的軸向尺寸的有利的進一步進化，該環形支撐件可被形成為偏離中心。從軸向看時，該環形支撐件的偏心配置對於相互咬合的齒內及徑向滑動軸承內的負荷分布的最佳化是特別有利的。
依據一有利的進一步進化，該環形支撐件是由該個別的軸承轂的一環繞於圓周方向上的凸出部所形成，其將它自身支撐在該個別的行星齒輪銷上、及/或由該個別的行星齒輪銷的一環繞在該圓周方向上的凸出部所形成，其將它自身支撐在該個別的軸承轂上。該環形支撐件的此設計簡單且與許一有利的組裝。
依據一有利的進一步進化，一浮動襯套被設置在該個別的軸承轂和該個別的行星齒輪之間，其相對於該個別的軸承轂和該個別的行星齒輪是可轉動地移動。替代地或額外地，一滑動軸承襯套被設置在該個別的軸承轂和該個別的行星齒輪之間，其被不可轉動地連接至該個別的軸承轂或該個別的行星齒輪。該滑動軸承襯套較佳地可用一滑動軸承材料來取代該軸承轂的一塗層。
依據一有利的進一步進化，至少一延伸在該軸向上的凹部被形成在該個別的行星齒輪銷上。藉由該個別的行星齒輪銷的該延伸在軸向上的凹部，該行星齒輪銷可被作得更輕且更耐用，同時該個別的徑向滑動軸承的供油可額外地經由該凹部實施。
依據一有利的進一步進化，存在有用來將該個別的行星齒輪軸向地安裝在該個別的軸承轂上的軸向軸承。藉由此等軸向軸承，該等行星齒輪可被軸向地引導於該等個別的行星齒輪銷上。
本發明係關於一種尤其是用於風力發電機的傳動裝置。較佳地，依據本發明的傳動裝置是一風力發電機的傳動裝置。
依據本發明的傳動裝置包含一行星齒輪配置，其被設計成周轉行星齒輪配置1。
該周轉行星齒輪配置1(參見圖7)包含一太陽齒輪2、一環形齒輪3及多個行星齒輪4，其中該等行星齒輪4透過行星齒輪銷6而被接收於一行星齒輪架5上。
在一周轉行星齒輪配置1中，該環形齒輪3較佳地是固定不動的、該行星齒輪架5較佳地被驅動且可相對於一殼體19轉動。該行星齒輪架5、該等行星齒輪4和該太陽齒輪2因而較佳地相對於該固定不動的環形齒輪3和固定不動的殼體19轉動。該等行星齒輪4被安裝在該等行星齒輪銷6上，行星齒輪銷係以固定不動的方式被連接至該行星齒輪架5。將該等行星齒輪4安裝至該等個別的行星齒輪銷6是透過徑向滑動軸承7和軸向軸承8來實施。
圖1顯示從依據本發明的第一傳動裝置提取的部分，亦即該傳動裝置的周轉行星齒輪配置1的行星齒輪4的區域，其中行星齒輪4被安裝在行星齒輪架5上，亦即在個別的行星齒輪銷6(其被不可轉動地固定至該行星齒輪架4)上，其穿過該行星齒輪架5上的穿孔而延伸於兩側。如已說明過的，該行星齒輪架5是一被轉動地驅動的組件，圖1所示的該行星齒輪銷6被不可轉動地連接至該行星齒輪架5並因而在操作期間和該行星齒輪架5一起轉動。示於圖1中的行星齒輪4包含行星齒輪齒4a，它和該周轉行星齒輪配置1的太陽齒輪2以及環形齒輪3的齒2a，3a相咬合。
圖1所示的該行星齒輪4透過該徑向滑動軸承7被可轉動地安裝在圖1所示的該行星齒輪銷6上，其中該徑向滑動軸承7包含一軸承轂9，其被不可轉動地連接至該行星齒輪銷6。在圖1所示的示範性實施例中，凹部10，11被形成在該行星齒輪架5和該行星齒輪銷6這兩者中，它們係作為潤滑油的管道之用，該潤滑油可經由該軸承轂9的適當凹部12而被供應至一介於該軸承轂9和該行星齒輪4之間的潤滑間隙13。
該行星齒輪4可相對於該行星齒輪銷6和相對於被不可轉動地連接至該行星齒輪銷6的軸承轂9轉動。該行星齒輪4軸向地安裝在該行星齒輪銷6上是由個別的軸向軸承8來實施。
一環形支撐件14被形成在介於該徑向滑動軸承7的軸承轂9和該行星齒輪銷6之間，其環繞於圓周方向上。當從軸向看時，此環形支撐件14具有一比該軸承轂9小的尺寸及/或比該行星齒輪齒4a小的尺寸。在示出的較佳的示範性實施例中，環繞在該圓周方向上的該環形支撐件14的軸向尺寸小於該軸承轂9的軸向延伸長度且小於該行星齒輪4以及該行星齒輪齒4a的軸向延伸長度。
因此，從軸向觀看時，一間隙15被形成在介於該行星齒輪銷6和該軸承轂9之間的該環形支撐件14的兩側。利用此間隙15，該軸承轂9可因為在操作期間作用於其上的力和力矩而被彈性地變形。因此，該軸承轂9以徑向可撓曲且不可轉動的方式被配置在該行星齒輪銷6上。
在圖1所示的該示範性實施例中，由於該軸承轂9的軸向延伸長度和該行星齒輪齒4a的軸向延伸長度的關係，所以該環形支撐件14被形成為偏離中心。這對於將負荷分布在相互咬合的齒中和徑向滑動軸承中是特別有利的。
在圖1所示的該示範性實施例中，該環形支撐件14是由該軸承轂9的一環繞在該圓周方向上的凸出部9a形成，其被形成在該軸承轂9背向該行星齒輪4的一側上且其將自身支撐在該行星齒輪銷6的一外輪廓上。
與此相反地，圖2顯示一個版本，在此版本中該環形支撐件14是由該行星齒輪銷6的一環繞在該圓周方向上的凸出部6a所形成，其由於該行星齒輪銷6的徑向外圓周表面的關係而徑向地延伸至該軸承轂9在該方向上的外面且將自身支撐在該軸承轂9上。
在圖3所示的示範性實施例中，其具有該軸承轂9包含徑向地延伸至內部的凸出部9a及該行星齒輪銷6包含徑向地延伸至外部的凸出部6a這兩者，其中環繞在該圓周方向上的這兩個凸出部9a，6a將它們自身支撐在彼此之上且共同提供介於該軸承轂9和該行星齒輪銷6之間的該環形支撐件14。
關於所有其餘的細節，圖2及3的示範性實施例對應於圖1的示範性實施例，使得為了避免不必要的重複，所以相同的元件符號被用於相同的組件並且參考圖1所示的示範性實施例的相應說明。
在圖1、2及3的示範性實施例中，該軸承轂9較佳地包含一在面向該行星齒輪4的一側上的滑動軸承材料的塗層。或者，該軸承轂9整個都是用滑動軸承材料製成。
圖4顯示依據本發明的傳動裝置的另一版本，其中在圖4中，一浮動襯套16被設置在該軸承轂9和該行星齒輪4之間，它可相對於該軸承轂9和該行星齒輪4這兩者轉動地移動。較佳地，該浮動襯套是用該滑動軸承材料形成。
在此例子中，該軸承轂9的滑動軸承材料的塗層或者滑動軸承材料的該軸承轂9的實施例可在特定的條件下被省略。
圖5顯示依據本發明的傳動裝置的一種設計，其中一滑動軸承襯套17被設置在該行星齒輪1和該軸承轂2之間，它在被示出的示範性實施例中被不可轉動地連接至該軸承轂9。此滑動軸承襯套17然後較佳地是用滑動軸承材料製成或在面向該行星齒輪4的一側上包含滑動軸承材料的塗層。
與圖5所示的示範性實施例相反地，一滑動軸承襯套可被不可轉動地連接至該行星齒輪4。
關於所有其它細節，圖4、5的示範性實施例對應於圖1所示的示範性實施例，使得相同的元件符號在此處亦被用於相同的組件以避免不必要的重複。
圖6顯示依據本發明的傳動裝置的一種組態，亦即圖1的示範性實施例的進一步進化，其中在圖6中一延伸在徑向的凹部(recess)18被加入到該行星齒輪銷6中。藉由此凹部18，該行星齒輪銷6可被作成特別柔軟和質輕。
雖然未示於圖6中，但在圖6中該徑向滑動軸承7的供油可透過該凹部18來實施。
在圖6中，該凹部18軸向地延伸完全穿過該行星齒輪銷6。亦可在一側或在兩側的每一側上形成一凹部，其延伸在軸向上進入到該行星齒輪銷6的截面。
因此，所有示範性實施例共同的是，該軸承轂9透過一環形支撐件14將其自身撓性地徑向地支撐在該行星齒輪銷6上且被不可轉動地連接至該行星齒輪銷6。較佳地，由於該軸承轂9的實際寬度及由於該行星齒輪4的軸向寬度，所以該支撐件14被形成為偏離中心，較佳地係透過一被徑向地朝向該可彈性地變形的軸承轂9的內部的凸出部9a及/或透過一被徑向地朝向該行星齒輪銷6的外部的凸出部6a。在負荷下，該個別的行星齒輪4的行星齒輪齒4a和太陽齒輪齒2a以及環形齒輪齒3a最適地咬合，藉此，在不同的操作狀態中一最大地最適化的負荷分布可被確保於相互咬合的齒中以及該徑向滑動軸承中。該行星齒輪銷6及/或行星齒輪4及/或行星齒輪架5之由負荷引發的變形可被抵消。
1‧‧‧周轉行星齒輪配置2‧‧‧太陽齒輪2a‧‧‧太陽齒輪齒3‧‧‧環形齒輪3a‧‧‧環形齒輪齒4‧‧‧行星齒輪4a‧‧‧行星齒輪齒5‧‧‧行星齒輪架6‧‧‧行星齒輪銷6a‧‧‧凸出部7‧‧‧徑向滑動軸承8‧‧‧軸向軸承9‧‧‧軸承轂9a‧‧‧凸出部10‧‧‧凹部11‧‧‧凹部12‧‧‧凹部13‧‧‧潤滑間隙14‧‧‧環形支撐件15‧‧‧間隙16‧‧‧浮動襯套17‧‧‧滑動軸承襯套18‧‧‧凹部19‧‧‧殼體
本發明的較佳的進一步進化可從附屬請求項及下面的描述中獲得。本發明的示範性實施例藉由圖式來更詳細地加以說明，但不侷限於此。圖式包含： 　　圖1是依據本發明的第一傳動裝置的細節； 　　圖2是依據本發明的第二傳動裝置的細節； 　　圖3是依據本發明的第三傳動裝置的細節； 　　圖4是依據本發明的第四傳動裝置的細節； 　　圖5是依據本發明的第五傳動裝置的細節；及 　　圖6是依據本發明的第六傳動裝置的細節。 　　圖7是一周轉行星齒輪配置的細節。
4‧‧‧行星齒輪
4a‧‧‧行星齒輪齒
5‧‧‧行星齒輪架
6‧‧‧行星齒輪銷
7‧‧‧徑向滑動軸承
8‧‧‧軸向軸承
9‧‧‧軸承轂
9a‧‧‧凸出部
10、11‧‧‧凹部
12‧‧‧凹部
13‧‧‧潤滑間隙
14‧‧‧環形支撐件
15‧‧‧間隙

Claims (9)

  1. 一種用於風力發電機的傳動裝置，包含：周轉行星齒輪配置(1)，其包含一太陽齒輪(2)、一環形齒輪(3)、多個行星齒輪(4)和一行星齒輪架(5)，其中該等行星齒輪(4)具有行星齒輪齒(4a)，其與太陽齒輪齒(2a)及環形齒輪齒(3a)相咬合；徑向滑動軸承(7)，其中每一行星齒輪(4)於各種情況中透過一徑向滑動軸承(7)而被可轉動地安裝於一不可轉動地連接至該行星齒輪架(5)的行星齒輪銷(6)上，及其中每一徑向滑動軸承(7)包含一設置在個別的行星齒輪銷(6)和個別的行星齒輪(4)之間的軸承轂(9)，它被不可轉動地連接至該行星齒輪銷(6)，其中一環形支撐件(14)被形成在該個別的軸承轂(9)和該個別的行星齒輪銷(6)之間，其在軸向上觀看時具有一比該個別的軸承轂(9)小的尺寸及/或比該個別的行星齒輪(4)的行星齒輪齒(4a)小的尺寸，並在該環形支撐件(14)和該行星齒輪銷(6)的每一軸向端之間形成一徑向延伸的間隙，其中該個別的軸承轂(9)被建構成可在沒有形成該環形支撐件的區域內彈性地變形於徑向方向上。
  2. 如申請專利範圍第1項之傳動裝置，其中該環形支撐件(14)由於該個別的軸承轂(9)及/或該個別的行星齒輪(4) 的行星齒輪齒(4a)的軸向尺寸的關係而被形成為偏離中心。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之傳動裝置，其中該環形支撐件(14)是由該個別的軸承轂(9)的一環繞於圓周方向上的凸出部(9a)形成，它將自身支撐在該個別的行星齒輪銷(6)上。
  4. 如申請專利範圍第1項之傳動裝置，其中該環形支撐件(14)是由該個別的行星齒輪銷(6)的一環繞於圓周方向上的凸出部(6a)形成，它將自身支撐在該個別的軸承轂(9)上。
  5. 如申請專利範圍第1項之傳動裝置，其中一浮動襯套(16)被設置在該個別的軸承轂(9)和該個別的行星齒輪(4)之間，它可相對於該個別的軸承轂(9)和該個別的行星齒輪(4)轉動地移動。
  6. 如申請專利範圍第1項之傳動裝置，其中一滑動軸承襯套(17)被設置在該個別的軸承轂(9)和該個別的行星齒輪(4)之間，它被不可轉動地連接至該個別的軸承轂(9)或該個別的行星齒輪(4)。
  7. 如申請專利範圍第1項之傳動裝置，其中至少一延伸 在軸向上的凹部(18)被加到該個別的行星齒輪銷(6)。
  8. 如申請專利範圍第7項之傳動裝置，其中該個別的徑向滑動軸承(7)的供油是透過該個別的凹部(18)來實施。
  9. 如申請專利範圍第1項之傳動裝置，其更包含軸向軸承(8)，用來將該個別的行星齒輪(4)軸向地安裝於該個別的軸承轂(9)上。
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