WO2022179845A1 - Sun gear for a planetary gear mechanism - Google Patents

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WO2022179845A1
WO2022179845A1 PCT/EP2022/053055 EP2022053055W WO2022179845A1 WO 2022179845 A1 WO2022179845 A1 WO 2022179845A1 EP 2022053055 W EP2022053055 W EP 2022053055W WO 2022179845 A1 WO2022179845 A1 WO 2022179845A1
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sun gear
gear
planetary
axis
inner ring
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Application number
PCT/EP2022/053055
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Inventor
Johannes Vriesen
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Flender Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a sun gear of a planetary gear bes, a planetary gear with a sun gear and a use of a sun gear, with the help of which a torque can be transmitted, in particular in a wind turbine.
  • Planetary gears which can also be called planetary gears, are used in various areas. Planetary gears can have one gear stage or a large number of gear stages.
  • the diameter of the sun gear shaft in the area of the teeth is necessarily relatively large compared to that of the planet gears.
  • the load-related deformation of the planetary gear carrier can no longer be compensated for, or only to a limited extent, by a similarly large deformation of the sun gear shaft over the torque range in the planet/sun gearing contact.
  • the planetary wheel bearing load is no longer balanced in the two planetary wheel halves over the load range, especially with helical planetary gear stages, such as those used in gearboxes for wind turbines. This problem described can lead to increased wear.
  • DE 102011 075 908 A1 discloses a sun wheel with radially outer running teeth and inner short teeth arranged centrally to the running teeth, the sun nenrad is formed symmetrically to a central axial plane.
  • An input or output shaft for a transmission is known from US 2011/0250070 A1, which has a hollow shaft, a one-piece design with the hollow shaft and a radially outwardly projecting web and a radially outwardly integral annular body connected to the web limited to both Axi almon differently shaped recesses, so that the web can yield elastically under load and allows a self-alignment of a separately executed and connected to the ring body gear with a pinion.
  • An object of the invention is to improve a sun gear or a planetary gear transmission with a sun gear.
  • One aspect of the invention relates to a sun gear for a planetary gear transmission, with an inner ring rotatable about an axis, an outer ring having running teeth and a web connecting the inner ring to the outer ring in one piece, the sun gear having a cross section along an axis intersecting radial plane, through which a load-related deformation is at least partially is equal, the cross-section being asymmetrical with respect to a central axis perpendicular to the axis.
  • the cross section relates in particular to a section through the sun gear, which falls in the axis of the sun gear.
  • the axis of the sun gear is its axis of rotation. This explains, for example, that the sun gear can also be referred to as the sun gear shaft.
  • the cross-section under consideration can in particular be a radial plane running through the axis of rotation, as would result, for example, in a sectional illustration of the sun wheel in a side view viewed in the radial direction.
  • Such an optimized configuration or design of the sun gear enables an increase in the power density of a planetary gear, a planetary gear set or a gear.
  • the cross section relates to a deformation-optimized contour design. Due to the achievable increase in power density, a smaller and lighter gear can be offered for one application, e.g. for wind turbines, which increases the economic efficiency of the wind turbine.
  • the cross section is asymmetrical with respect to a central axis.
  • the central axis does not affect any axis of rotation.
  • the central axis intersects the axis of rotation.
  • the central axis intersects the axis of rotation (rotational axis) perpendicularly, ie essentially at an angle of 90 degrees.
  • the sun gear has a width with respect to its longitudinal extent along the axis of rotation and thus also a center with respect to this width.
  • the central axis goes through this center and is perpendicular to the axis of rotation.
  • the center axis is in particular part of an axial plane running perpendicularly to the radial plane, to which the cross section of the sun wheel is designed asymmetrically.
  • the central axis and/or the axial plane preferably runs through a center of mass of the sun wheel.
  • the web can yield elastically under load, which enables self-alignment of the running gear, preferably designed as helical gearing, with a plurality of planetary gears meshing with a particular fixed ring gear. Due to the comparatively large outer diameter of the sun gear and the particularly high number of planetary carriers of a planetary gear intended for a wind turbine or a planetary gear stage of a planetary gear intended for a wind turbine, it can be ensured that there is sufficient gear engagement between the meshing gear components, even under load preserved. As a result, good toothing engagement in a planetary gear mechanism, provided in particular for a wind power plant, is possible at low cost.
  • the running teeth can be formed from the material of the outer ring, in particular by machining and/or forming a radially outwardly pointing surface of the outer ring.
  • the inner ring can, for example, be fastened to a sun shaft by means of a press fit and/or a tongue and groove connection.
  • the inner ring has short teeth, with de ren help a non-rotatable positive connection with the sun shaft, in particular via a spline, can be entered.
  • the short teeth can be formed by the material of the inner ring, in particular by machining and/or forming a surface area of the inner ring.
  • the entire sun gear can be designed in one piece and have a continuum of material from the running teeth to the inner ring or to the short teeth.
  • the outer ring, the inner ring and the web can be made in one piece from a common, in particular disc-shaped, raw component, in particular by machining. processing and uniforms, for example deep drawing and/or forging.
  • This torsionally softer and/or flexurally softer can be realized by configurations of the sun wheel. This enables better power transmission and less wear.
  • the outer ring has a wall which is directed towards the axis, the wall being in particular conical or curved. From the direction of the wall relates in particular to the surface normal of the wall.
  • the axis is in particular the axis of rotation of the sun wheel.
  • the curved wall is, for example, concavely and/or convexly curved.
  • the wall can for the most part run beveled to an axial direction and merge into the web via a rounded transition.
  • the wall can, for example, run beveled at an angle to the axial direction, in particular 1° ⁇ d 30°, preferably 2° ⁇ 20°, more preferably 3° ⁇ d 15° and particularly preferably 5° ⁇ d 10° .
  • the inner ring has a wall which is directed away from the axis, where the wall is in particular conical or curved.
  • the orientation of the wall relates in particular to the surface normal of the wall.
  • the axis is in particular the axis of rotation of the sun gear.
  • the curved wall is, for example, concavely and/or convexly curved.
  • the wall can for the most part run beveled to an axial direction and merge into the web via a rounded transition.
  • the wall can, for example, be beveled by an angle ⁇ to the axial direction, with in particular 1° ⁇ 30°, preferably 2° ⁇ 20°, more preferably 3° ⁇ 15° and particularly preferably 5° ⁇ 10° applies.
  • the cross section has a conical wall. It is due to the conical wall possible to influence the force curve in the sun gear under load and to make it torsionally or flexibly softer.
  • the web has different widths in the axial direction. Due to the web of different widths, it is possible to influence the course of force in the sun gear under load and to make it torsionally or flexibly softer.
  • the web can in particular assume the shape of a plate.
  • the web can, for example, have a wedge-shaped width profile between the inner ring and the outer ring.
  • the width of the ridge can change continuously with a substantially constant gradient or variable gradient, with a sudden change in the width of the ridge leading to notch effect effects being avoided in particular.
  • the cross section has a c-shape.
  • the c-shape reflects an asymmetrical shape. Due to the C-shape, the force can be transmitted with less torsion or bending. Correspondingly, there are other configurations of the cross section.
  • the cross section has an S-shape.
  • the cross section has a stepped shape.
  • its running teeth and its short teeth are directed radially outwards.
  • a compact design can be implemented.
  • its short toothing is axially offset from its running toothing. This results in an axial course of the power flow. This affects the axis of rotation.
  • the flow of force therefore has a directional component parallel to the axis of rotation.
  • the inner ring and the outer ring are arranged in egg nem common axial area, wherein the web is arranged completely in a common axial area with the inner ring and with the outer ring. Viewed in the radial direction, both the outer ring and the inner ring can completely cover the web. In addition, it is possible for the outer ring to completely cover the inner ring, viewed in the radial direction. This results in a particularly compact design for the sun wheel, which leads to a small installation space requirement.
  • a further aspect relates to a planetary gear, in particular for a wind turbine, with a sun gear which can be designed and developed as described above.
  • the planetary gear train has at least one planetary stage, the planetary stage having a ring gear, in particular a stationary one, the sun gear and a plurality of planetary gears meshing with the ring gear and the sun gear, with at least or exactly five, in particular at least at least or exactly six, preferably at least or exactly seven, more preferably at least or exactly eight and be particularly preferably at least or exactly nine planet gears are provided.
  • the planetary gear has in particular a plurality of planetary stages, with the sun gear adjoining one of the other planetary stages.
  • the sun gear is in particular part of another planetary level.
  • the sun gear is connected to a sun gear shaft, which protrudes into two successively arranged planetary stages.
  • the sun gear has a feather key connection or a shrink fit to the next element of the power transmission instead of short teeth.
  • a further aspect relates to the use of a sun wheel, which can be designed and developed as described above, for transmitting torque in a wind turbine.
  • the sun gear can be used for a planetary gear set with five or more planetary gears, the planetary gears meshing with the sun gear and with a preferably stationary ring gear.
  • FIG. 1 shows, in a partial cross section, a planetary gear 1 or a planetary gear stage (can also be referred to as a planetary gear stage), which is designed according to the invention with respect to a sun gear 5 .
  • a planetary gear set with a housing-fixed ring gear 2 and opposing torque introduction and Rejection to a planetary gear carrier 4 and a sun gear shaft (sun gear for short) 5.
  • the planetary gear 1 has a planetary gear 3, which is carried by a planetary gear carrier 4 (also shown symbolically).
  • the sun wheel 5 is designed differently from a disc wheel.
  • the sun gear 5 has a cross section with a c-shape.
  • Sun gear 5 can thus be designed to be softer in torsion or flexible.
  • the basic body of the sun toothing is contour-optimized below the toothing, so that the deformation can vary across the wheel width.
  • the contour optimization therefore relates to an outer ring 15 which forms a unit via a web 16 with an inner ring 14 .
  • the outer ring 15 shows a conical wall 22.
  • the conical wall 22 results in different heights 24 for the outer ring 15.
  • a load-related deformation of a large sun gear can also be reduced within certain limits by the advantageous use of Geometries compensate for the load-related deformation of a planetary gear carrier and, in the end, with a good design of the microgeometry, the load in the gear meshes and the planetary gear bearing halves are evened out over the torque range of the stage. In particular, this involves a radial load 9 and/or a lateral load 10.
  • the sun wheel 5 has a running gear 6 and a short gear 7 .
  • the outer ring 15 has a first width 11 ßer.
  • the inner ring 14 has a second width 12 .
  • the web 16 has a third width 13 .
  • the maximum width 11 of the outer ring 15 is smaller than the maximum width 12 of the inner ring 14.
  • the maximum width 12 of the inner ring 14 is smaller than the maximum width 13 of the web 16.
  • Figure one also shows an output shaft 21, which engages with the spline is 7.
  • the geometry of the sun wheel 5 is designed in such a way that it has a kind of circumferential trench from a first end face 26, which is formed symmetrically about an axis 8, the axis 8 being the axis of rotation of the drive shaft 21 from.
  • the sun gear 5 has a flat configuration on a second end face 27 . Between Faces 26 and 27 extends the sun gear 5 is ner width. With regard to this width, there is also an imaginary center, in particular an imaginary central axis 29.
  • the central axis 29 is perpendicular to the axis of rotation 8.
  • FIGS. 2 to 5 show other different options for designing a sun wheel 5. Sections of a cross section are shown in each case.
  • the cross section relates in particular to a section through the sun wheel 5 which falls into the axis 8 of the sun wheel 5 .
  • the load distribution in a clutch toothing can also be favorably influenced using the same principle.
  • other forms of sun coupling may also be applicable. Appropriate micro-modifications can increase the effect on gear meshing and clutch gearing.
  • the representation according to FIG. The width 13 of the web 17 mimics radially inwards towards the axis 8 .
  • This shape of the sun gear 5 also enables load-specific bending properties and/or torsional properties.
  • FIG. 3 shows a sun gear 5, the cross section of which has an S-shape.
  • the web 18 is inclined to the axis 8 and has an angle between 25 degrees and 65 degrees to this.
  • FIG. 4 shows a sun gear 5 in which the outer ring 15 is axially offset relative to the inner ring 14 in such a way that running teeth 6 and short teeth 7 do not overlap in the axial direction.
  • the representation according to FIG. sets is that running teeth 6 and short teeth 7 do not overlap in the axial direction. Furthermore, both the running teeth 6 and the short teeth 7' are directed radially outwards. The two toothings are therefore directed in the same direction.
  • the representations of sun gears 5 according to FIGS. 1 to 5 show cross sections of the respective sun gear 5.
  • cross sections that have a mirrored shape of the shape shown can also be realized for the sun gear.
  • the mirrored form or shape of the cross section results, for example, from a mirroring on one of the end faces.
  • a further change in the shape of the cross section of the sun wheel results from a rotation about the respective central axis 29. This results in further possible shapes of cross sections of sun wheels, through which in particular a flexural softness and/or a torsional softness can be influenced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Retarders (AREA)

Abstract

A sun gear (5) for a planetary gear mechanism is provided, having an inner ring (14) which can be rotated about an axis (8), an outer ring (15) having a running toothing (6), and a web (13) connecting the inner ring (14) to the outer ring (15) in one piece, wherein the sun gear (5) has a cross section along a radial plane intersecting the axis (8), through which cross section a load-induced deformation is at least partially compensated for, wherein the cross section is asymmetrical with respect to a centre axis (29) running perpendicularly to the axis (8). This makes it possible in a cost-effective manner to achieve good toothing engagement in a planetary gear mechanism provided in particular for a wind turbine.

Description

Beschreibung description
Sonnenrad für ein Planetenradgetriebe Sun gear for a planetary gear
Die Erfindung betrifft ein Sonnenrad eines Planetenradgetrie bes, ein Planetenradgetriebe mit einem Sonnenrad sowie eine Verwendung eines Sonnenrads, mit deren Hilfe ein Drehmoment, insbesondere in einer Windkraftanlage übertragen werden kann. The invention relates to a sun gear of a planetary gear bes, a planetary gear with a sun gear and a use of a sun gear, with the help of which a torque can be transmitted, in particular in a wind turbine.
Planetenradgetriebe, welche auch als Planetengetriebe be zeichnet werden können, werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Planetenradgetriebe können eine Getriebestufe oder eine Vielzahl von Getriebestufen aufweisen. Planetary gears, which can also be called planetary gears, are used in various areas. Planetary gears can have one gear stage or a large number of gear stages.
In Planetenradgetrieben mit einer großen Anzahl an Planeten rädern, z.B. 6 oder 7, ist der Durchmesser der Sonnenradwelle im Bereich der Verzahnung im Vergleich zu dem der Planetenrä der notwendigerweise relativ groß. Bei der Nutzung von Schei benrädern für die Sonnenradwelle wird diese aufgrund der Grö ße schwer und kann sich zwischen der Planetenrädern dynamisch nicht mehr gut einstellen, insbesondere wenn die Sonnenrad welle ggf. mit einer weiteren Getriebestufe gekoppelt ist. Hinzu kommt, dass bei gehäusefestem Hohlrad und gut ausgeleg ter Stufe die lastbedingte Verformung des Planetenradträgers nicht mehr oder nur bedingt durch eine ähnlich große Verfor mung der Sonnenradwelle über den Drehmomentbereich im Verzah nungskontakt Planet/Sonne ausgeglichen werden kann. Die Pla netenradlagerbelastung ist hierdurch in den beiden Planeten radhälften über den Lastbereich nicht mehr ausgewogen, insbe sondere auch bei schrägverzahnten Planetenradstufen, wie sie z.B. in Getrieben für Windkraftanlagen eingesetzt werden. Diese beschriebene Problematik kann zu einem erhöhten Ver schleiß führen. In planetary gears with a large number of planet gears, e.g. 6 or 7, the diameter of the sun gear shaft in the area of the teeth is necessarily relatively large compared to that of the planet gears. When using disc wheels for the sun gear shaft, this becomes heavy due to its size and can no longer be adjusted dynamically between the planetary gears, especially if the sun gear shaft is possibly coupled with another gear stage. In addition, with a ring gear fixed to the housing and a well-designed stage, the load-related deformation of the planetary gear carrier can no longer be compensated for, or only to a limited extent, by a similarly large deformation of the sun gear shaft over the torque range in the planet/sun gearing contact. As a result, the planetary wheel bearing load is no longer balanced in the two planetary wheel halves over the load range, especially with helical planetary gear stages, such as those used in gearboxes for wind turbines. This problem described can lead to increased wear.
Aus DE 102011 075 908 Al ist ein Sonnenrad mit einer radial äußeren Laufverzahnung und einer mittig zur Laufverzahnung angeordneten inneren Kurzverzahnung bekannt, wobei das Son- nenrad zu einer mittigen Axialebene symmetrisch ausgeformt ist. DE 102011 075 908 A1 discloses a sun wheel with radially outer running teeth and inner short teeth arranged centrally to the running teeth, the sun nenrad is formed symmetrically to a central axial plane.
Aus US 2011/0250070 Al ist eine Eingangs- oder Ausgangswelle für ein Getriebe bekannt, die eine Hohlwelle, einen einstü ckig mit der Hohlwelle ausgeführten und nach radial außen ab stehenden Steg und einen radial außen einstückig mit dem Steg verbundene Ringkörper aufweist, wobei der Steg an beiden Axi alseiten unterschiedlich ausgeformte Aussparungen begrenzt, damit der Steg unter Last elastisch nachgeben kann und eine Selbstausrichtung eines separat ausgeführten und mit dem Ringkörper verbundenen Zahnrads mit einem Ritzel ermöglicht. An input or output shaft for a transmission is known from US 2011/0250070 A1, which has a hollow shaft, a one-piece design with the hollow shaft and a radially outwardly projecting web and a radially outwardly integral annular body connected to the web limited to both Axi alseiten differently shaped recesses, so that the web can yield elastically under load and allows a self-alignment of a separately executed and connected to the ring body gear with a pinion.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es ein Sonnenrad bzw. ein Pla netenradgetriebe mit einem Sonnenrad zu verbessern. Insbeson dere ist es die Aufgabe der Erfindung kostengünstig einen gu ten Verzahnungseingriff in einem, insbesondere für eine Wind kraftanlage vorgesehenen, Planetenradgetriebe zu ermöglichen. An object of the invention is to improve a sun gear or a planetary gear transmission with a sun gear. In particular, it is the object of the invention to enable a good toothing engagement in a planetary gear set, provided in particular for a wind turbine, at low cost.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Sonnenrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Planetenradgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung an gegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Wenn ein Merkmal in Kombina tion mit einem anderen Merkmal dargestellt wird, dient dies nur der vereinfachten Darstellung der Erfindung und soll kei nesfalls bedeuten, dass dieses Merkmal nicht auch ohne das andere Merkmal eine Weiterbildung der Erfindung sein kann. The object is achieved by a sun gear with the features of claim 1, a planetary gear with the features of claim 12 and use with the features of claim 15. Preferred embodiments are given in the dependent claims and the following description, each individually or in combination may represent an aspect of the invention. If a feature is shown in combination with another feature, this only serves to simplify the presentation of the invention and should in no way mean that this feature cannot be a further development of the invention without the other feature.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Sonnenrad für ein Pla netenradgetriebe, mit einem um eine Achse drehbaren inneren Rin, einem eine Laufverzahnung aufweisenden äußeren Ring und einen den inneren Ring mit dem äußeren Ring einstückig ver bindenden Steg, wobei das Sonnenrad einen Querschnitt entlang einer die Achse schneidenden Radialebene aufweist, durch wel chen eine lastbedingte Verformung zumindest teilweise ausge- glichen ist, wobei der Querschnitt in Bezug auf eine senk recht zur Achse verlaufende Mittelachse asymmetrisch ist. One aspect of the invention relates to a sun gear for a planetary gear transmission, with an inner ring rotatable about an axis, an outer ring having running teeth and a web connecting the inner ring to the outer ring in one piece, the sun gear having a cross section along an axis intersecting radial plane, through which a load-related deformation is at least partially is equal, the cross-section being asymmetrical with respect to a central axis perpendicular to the axis.
Hieraus ergibt sich eine Gestaltung einer verformungsopti mierten Sonnenradwelle (kurz auch als Sonnenrad bezeichnet) in Planetenradgetrieben. Der Querschnitt betrifft dabei ins besondere einen Schnitt durch das Sonnenrad, welcher in die Achse des Sonnenrades fällt. Die Achse des Sonnenrades ist dabei dessen Drehachse. So erklärt sich beispielsweise, dass das Sonnenrad auch als Sonnenradwelle bezeichnet werden kann. Der betrachtete Querschnitt kann insbesondere eine durch die Drehachse verlaufende Radialebene sein, wie sie sich bei spielsweise in einer geschnittenen Darstellung des Sonnenrads einer in radialer Richtung betrachteten Seitenansicht ergeben würde. Eine derart optimierte Gestaltung bzw. Auslegung des Sonnenrades ermöglicht eine Steigerung der Leistungsdichte eines Planetenradgetriebes, einer Planetenradstufe bzw. von einem Getriebe. Der Querschnitt betrifft eine verformungsop timierte Konturgestaltung. Durch die erzielbare Steigerung der Leistungsdichte kann für einen Anwendungsfall ein kleine res und leichteres Getriebe z.B. für Windkraftanlagen angebo- ten werden, welches die Wirtschaftlichkeit der Windkraftanla ge steigert. This results in the design of a deformation-optimized sun gear shaft (also referred to as sun gear for short) in planetary gears. The cross section relates in particular to a section through the sun gear, which falls in the axis of the sun gear. The axis of the sun gear is its axis of rotation. This explains, for example, that the sun gear can also be referred to as the sun gear shaft. The cross-section under consideration can in particular be a radial plane running through the axis of rotation, as would result, for example, in a sectional illustration of the sun wheel in a side view viewed in the radial direction. Such an optimized configuration or design of the sun gear enables an increase in the power density of a planetary gear, a planetary gear set or a gear. The cross section relates to a deformation-optimized contour design. Due to the achievable increase in power density, a smaller and lighter gear can be offered for one application, e.g. for wind turbines, which increases the economic efficiency of the wind turbine.
Zudem ist der Querschnitt in Bezug auf eine Mittelachse asym metrisch. Die Mittelachse betrifft dabei keine Drehachse. Die Mittelachse schneidet die Drehachse. Insbesondere schneidet die Mittelachse die Drehachse (Rotationsachse) senkrecht also im Wesentlichen in einem Winkel von 90 Grad. Das Sonnenrad hat bezüglich seiner Längsausdehnung entlang der Drehachse eine Breite und damit auch eine Mitte bezüglich dieser Brei te. Die Mittelachse geht durch diese Mitte und steht senk recht zur Drehachse. Die Mittelachse ist insbesondere Teil einer senkrecht zur Radialebene verlaufenden Axialebene, zu welcher der Querschnitt des Sonnenrads asymmetrisch ausge staltet ist. Vorzugsweise verläuft die Mittelachse und/oder die Axialebene durch einen Massenschwerpunkt des Sonnenrads. Durch eine asymmetrische Gestaltung des Sonnenrades kann ein verformungsoptimiertes Sonnenrad im Planetenradgetriebe er reicht werden. In addition, the cross section is asymmetrical with respect to a central axis. The central axis does not affect any axis of rotation. The central axis intersects the axis of rotation. In particular, the central axis intersects the axis of rotation (rotational axis) perpendicularly, ie essentially at an angle of 90 degrees. The sun gear has a width with respect to its longitudinal extent along the axis of rotation and thus also a center with respect to this width. The central axis goes through this center and is perpendicular to the axis of rotation. The center axis is in particular part of an axial plane running perpendicularly to the radial plane, to which the cross section of the sun wheel is designed asymmetrically. The central axis and/or the axial plane preferably runs through a center of mass of the sun wheel. With an asymmetrical design of the sun gear, a deformation-optimized sun gear in the planetary gear can be achieved.
Der Steg kann unter Last elastisch nachgeben, wodurch eine Selbstausrichtung der, vorzugsweise als Schrägverzahnung aus geführten, Laufverzahnung mit einer Mehrzahl von mit einem, insbesondere feststehenden, Hohlrad kämmenden Planetenrädern ermöglicht. Aufgrund des vergleichsweise großen Außendurch messers des Sonnenrads und der besonders hohen Anzahl von Planetenträgern eines für eine Windkraftanlage vorgesehenen Planetengetriebes beziehungsweise einer Planetenradstufe ei nes für eine Windkraftanlage vorgesehenen Planetengetriebes, kann sichergestellt werden, dass eine ausreichender Verzah nungseingriff zwischen den miteinander kämmenden Getriebekom ponenten auch unter Last erhalten bleibt. Dadurch ist kosten günstig ein guter Verzahnungseingriff in einem, insbesondere für eine Windkraftanlage vorgesehenen, Planetenradgetriebe ermöglicht. The web can yield elastically under load, which enables self-alignment of the running gear, preferably designed as helical gearing, with a plurality of planetary gears meshing with a particular fixed ring gear. Due to the comparatively large outer diameter of the sun gear and the particularly high number of planetary carriers of a planetary gear intended for a wind turbine or a planetary gear stage of a planetary gear intended for a wind turbine, it can be ensured that there is sufficient gear engagement between the meshing gear components, even under load preserved. As a result, good toothing engagement in a planetary gear mechanism, provided in particular for a wind power plant, is possible at low cost.
Die Laufverzahnung kann von dem Material des äußeren Rings ausgebildet sein, insbesondere durch eine spanende und/oder umformende Bearbeitung einer nach radial außen weisenden Man telfläche des äußeren Rings. Der innere Ring kann beispiels weise über eine Presspassung und/oder einer Feder-Nut- Verbindung mit einer Sonnenwelle befestigt werden. Vorzugs weise weist der innere Ring eine Kurzverzahnung auf, mit de ren Hilfe eine drehfeste formschlüssige Verbindung mit der Sonnenwelle, insbesondere über eine Steckverzahnung, einge gangen werden kann. Die Kurzverzahnung kann durch das Materi al des inneren Rings ausgebildet sein, insbesondere durch ei ne spanende und/oder umformende Bearbeitung einer Mantelflä che des inneren Rings. Das gesamte Sonnenrad kann einstückig ausgestaltet sein und von der Laufverzahnung bis zum inneren Ring beziehungsweise bis zur Kurzverzahnung ein Materialkon tinuum aufweisen. Der äußerer Ring, der innerer Ring und der Steg können einstückig aus einem gemeinsamen, insbesondere scheibenförmigen, Rohbauteil, insbesondere durch spanende Be- arbeitung und Uniformen, beispielsweise Tiefziehen und/oder Schmieden, hergestellt sein. The running teeth can be formed from the material of the outer ring, in particular by machining and/or forming a radially outwardly pointing surface of the outer ring. The inner ring can, for example, be fastened to a sun shaft by means of a press fit and/or a tongue and groove connection. Preferably, the inner ring has short teeth, with de ren help a non-rotatable positive connection with the sun shaft, in particular via a spline, can be entered. The short teeth can be formed by the material of the inner ring, in particular by machining and/or forming a surface area of the inner ring. The entire sun gear can be designed in one piece and have a continuum of material from the running teeth to the inner ring or to the short teeth. The outer ring, the inner ring and the web can be made in one piece from a common, in particular disc-shaped, raw component, in particular by machining. processing and uniforms, for example deep drawing and/or forging.
Durch Ausgestaltungen des Sonnenrades kann dieses torsions weicher und/oder biegeweicher ausgeführt werden. Dies ermög licht eine bessere Kraftübertragung bzw. einen geringeren Verschleiß. This torsionally softer and/or flexurally softer can be realized by configurations of the sun wheel. This enables better power transmission and less wear.
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades weist der äußere Ring eine Wandung auf, welche zur Achse gerichtet ist, wobei die Wandung insbesondere konisch ist oder gekrümmt ist. Die Aus richtung der Wandung betrifft insbesondere die Flächennormale der Wandung. Die Achse ist insbesondere die Drehachse des Sonnenrades. Die gekrümmte Wandung ist beispielsweise konkav und/oder konvex gekrümmt. Die Wandung kann zu einem Großteil zu einer Axialrichtung angeschrägt verlaufen und über einen gerundeten Übergang in den Steg übergehen. Die Wandung kann beispielsweise um einen Winkel zur Axialrichtung ange schrägt verlaufen, wobei insbesondere 1° < d 30°, vorzugs weise 2° < < 20°, weiter bevorzugt 3° < d 15° und beson ders bevorzugt 5° < d 10° gilt. In one configuration of the sun wheel, the outer ring has a wall which is directed towards the axis, the wall being in particular conical or curved. From the direction of the wall relates in particular to the surface normal of the wall. The axis is in particular the axis of rotation of the sun wheel. The curved wall is, for example, concavely and/or convexly curved. The wall can for the most part run beveled to an axial direction and merge into the web via a rounded transition. The wall can, for example, run beveled at an angle to the axial direction, in particular 1°<d 30°, preferably 2°<<20°, more preferably 3°<d 15° and particularly preferably 5°<d 10° .
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades weist der innere Ring eine Wandung auf, welche von der Achse weg gerichtet ist, wo bei die Wandung insbesondere konisch ist oder gekrümmt ist. Die Ausrichtung der Wandung betrifft insbesondere die Flä chennormale der Wandung. Die Achse ist insbesondere die Dreh achse des Sonnenrades. Die gekrümmte Wandung ist beispiels weise konkav und/oder konvex gekrümmt. Die Wandung kann zu einem Großteil zu einer Axialrichtung angeschrägt verlaufen und über einen gerundeten Übergang in den Steg übergehen. Die Wandung kann beispielsweise um einen Winkel ß zur Axialrich tung angeschrägt verlaufen, wobei insbesondere 1° < ß < 30°, vorzugsweise 2° < ß < 20°, weiter bevorzugt 3° < ß < 15° und besonders bevorzugt 5° < ß < 10° gilt. In one embodiment of the sun gear, the inner ring has a wall which is directed away from the axis, where the wall is in particular conical or curved. The orientation of the wall relates in particular to the surface normal of the wall. The axis is in particular the axis of rotation of the sun gear. The curved wall is, for example, concavely and/or convexly curved. The wall can for the most part run beveled to an axial direction and merge into the web via a rounded transition. The wall can, for example, be beveled by an angle β to the axial direction, with in particular 1°<β<30°, preferably 2°<β<20°, more preferably 3°<β<15° and particularly preferably 5°<β< 10° applies.
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades weist der Querschnitt eine konische Wandung auf. Durch die konische Wandung ist es möglich den Kraftverlauf im Sonnenrad unter Belastung zu be einflussen und dieses torsionsweicher bzw. biegeweicher aus zuführen. In one configuration of the sun wheel, the cross section has a conical wall. It is due to the conical wall possible to influence the force curve in the sun gear under load and to make it torsionally or flexibly softer.
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades weist der Steg unter schiedlicher Breiten in axialer Richtung auf. Durch den Steg unterschiedlicher Breite ist es möglich den Kraftverlauf im Sonnenrad unter Belastung zu beeinflussen und dieses torsi onsweicher bzw. biegeweicher auszuführen. Mittels des zumin dest einen Steges ist im Sonnenrad insbesondere die Laufver zahnung des Sonnenrades mit der Kurzverzahnung des Sonnenra des einstückig verbunden. Dabei kann der Steg insbesondere eine Tellerform annehmen. Der Steg kann zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring beispielsweise einen keilförmigen Breiteverlauf aufweisen. Die Breite des Stegs kann sich kon tinuierlich mit einer im Wesentlichen konstanten Steigung oder variablen Steigung verändern, wobei insbesondere eine zu Kerbwirkungseffekten führende sprungartige Änderung im Brei tenverlauf des Stegs vermieden ist. In one embodiment of the sun gear, the web has different widths in the axial direction. Due to the web of different widths, it is possible to influence the course of force in the sun gear under load and to make it torsionally or flexibly softer. By means of at least one web in the sun gear, in particular, the running teeth of the sun gear are integrally connected to the short teeth of the sun gear. In this case, the web can in particular assume the shape of a plate. The web can, for example, have a wedge-shaped width profile between the inner ring and the outer ring. The width of the ridge can change continuously with a substantially constant gradient or variable gradient, with a sudden change in the width of the ridge leading to notch effect effects being avoided in particular.
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades weist der Querschnitt eine c-förmige Gestalt auf. Die c-förmige Gestalt spiegelt eine asymmetrische Form wider. Durch die c-förmige Gestalt kann die Kraft torsionsweicher bzw. biegeweicher übertragen werden. Entsprechend gibt es noch weitere Ausgestaltungen des Querschnittes . In one configuration of the sun gear, the cross section has a c-shape. The c-shape reflects an asymmetrical shape. Due to the C-shape, the force can be transmitted with less torsion or bending. Correspondingly, there are other configurations of the cross section.
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades weist der Querschnitt eine s-förmige Gestalt auf. In one configuration of the sun gear, the cross section has an S-shape.
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades weist der Querschnitt eine stufige Gestalt auf. In one configuration of the sun gear, the cross section has a stepped shape.
In einer Ausgestaltung des Sonnenrades ist dessen Laufverzah nung und dessen Kurzverzahnung radial nach außen gerichtet.In one embodiment of the sun gear, its running teeth and its short teeth are directed radially outwards.
So kann beispielsweise bei einem optimierten Kraftfluss eine kompakte Bauweise realisiert werden. In einer Ausgestaltung des Sonnenrades ist dessen Kurzverzah nung zu dessen Lauf erzahnung axial versetzt. Hieraus ergibt sich ein axialer Verlauf des Kraftflusses. Dies betrifft die Drehachse. Der Kraftfluss hat also eine Richtungskomponente parallel zur Drehachse. For example, with an optimized power flow, a compact design can be implemented. In one embodiment of the sun gear, its short toothing is axially offset from its running toothing. This results in an axial course of the power flow. This affects the axis of rotation. The flow of force therefore has a directional component parallel to the axis of rotation.
Insbesondere sind der innere Ring und der äußere Ring in ei nem gemeinsamen Axialbereich angeordnet, wobei der Steg voll ständig in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem inneren Ring und mit dem äußeren Ring angeordnet ist. In radialer Richtung betrachtet kann sowohl der äußere Ring als auch der innere Ring den Steg vollständig überdecken. Zudem ist es möglich, dass der äußere Ring den inneren Ring in radialer Richtung betrachtet vollständig überdeckt. Dadurch ergibt sich ein besonders kompaktes Design für das Sonnenrad, das zu einem geringen Bauraumbedarf führt. In particular, the inner ring and the outer ring are arranged in egg nem common axial area, wherein the web is arranged completely in a common axial area with the inner ring and with the outer ring. Viewed in the radial direction, both the outer ring and the inner ring can completely cover the web. In addition, it is possible for the outer ring to completely cover the inner ring, viewed in the radial direction. This results in a particularly compact design for the sun wheel, which leads to a small installation space requirement.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Planetenradgetriebe, insbe sondere für eine Windkraftanlage, mit einem Sonnenrad, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Dadurch ist kostengünstig ein guter Verzahnungseingriff in einem, insbesondere für eine Windkraftanlage vorgesehenen, Planetenradgetriebe ermöglicht. A further aspect relates to a planetary gear, in particular for a wind turbine, with a sun gear which can be designed and developed as described above. As a result, a good toothing engagement in a planetary gear mechanism, provided in particular for a wind power plant, is made possible at low cost.
Insbesondere weist das Planetenradgetriebe mindestens eine Planetenstufe auf, wobei die Planetenstufe ein, insbesondere feststehendes, Hohlrad, das Sonnenrad und mehrere mit dem Hohlrad und mit dem Sonnenrad kämmende Planetenräder auf weist, wobei mindestens oder exakt fünf, insbesondere mindes tens oder exakt sechs, vorzugsweise mindestens oder exakt sieben, weiter bevorzugt mindestens oder exakt acht und be sonders bevorzugt mindestens oder exakt neun Planetenräder vorgesehen sind. In particular, the planetary gear train has at least one planetary stage, the planetary stage having a ring gear, in particular a stationary one, the sun gear and a plurality of planetary gears meshing with the ring gear and the sun gear, with at least or exactly five, in particular at least at least or exactly six, preferably at least or exactly seven, more preferably at least or exactly eight and be particularly preferably at least or exactly nine planet gears are provided.
In einer Ausgestaltung des Planetenradgetriebes weist das Planetenradgetriebe insbesondere mehrere Planetenstufen auf, wobei das Sonnenrad an einer der anderen Planetenstufen an grenzt. Das Sonnenrad ist insbesondere Teil einer weiteren Planetenstufe. Vorzugsweise ist das Sonnenrad mit einer Son nenradwelle verbunden, die in zwei einander nacheinander an geordneten Planetenstufen hineinragt. In one embodiment of the planetary gear, the planetary gear has in particular a plurality of planetary stages, with the sun gear adjoining one of the other planetary stages. The sun gear is in particular part of another planetary level. Preferably, the sun gear is connected to a sun gear shaft, which protrudes into two successively arranged planetary stages.
In einer Ausgestaltung des Planetenradgetriebes weist das Sonnenrad statt einer Kurzverzahnung eine Passfederverbindung oder einen Schrumpfverband zum nächsten Element der Kraft übertragung auf. In one embodiment of the planetary gear, the sun gear has a feather key connection or a shrink fit to the next element of the power transmission instead of short teeth.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verwendung eines Sonnen- rads, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Drehmomentübertragung in einer Windkraftanla ge. Insbesondere kann das Sonnenrad für eine Planetenradstufe mit fünf oder mehr Planetenrädern verwendet werden, wobei die Planetenräder mit dem Sonnenrad und mit einem, vorzugsweise feststehenden, Hohlrad kämmen. Dadurch ist kostengünstig ein guter Verzahnungseingriff in einem, insbesondere für eine Windkraftanlage vorgesehenen, Planetenradgetriebe ermöglicht. A further aspect relates to the use of a sun wheel, which can be designed and developed as described above, for transmitting torque in a wind turbine. In particular, the sun gear can be used for a planetary gear set with five or more planetary gears, the planetary gears meshing with the sun gear and with a preferably stationary ring gear. As a result, a good toothing engagement in a planetary gear mechanism, provided in particular for a wind power plant, is made possible at low cost.
Die Merkmale der einzelnen beanspruchten bzw. beschriebenen Gegenstände sind ohne Weiteres miteinander kombinierbar. Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Figuren näher dargestellt und erläutert. Die in den Figuren gezeigten Merkmale können fachmännisch zu neuen Ausführungsformen kom biniert werden, ohne die Erfindung zu verlassen. Es zeigen: The features of the individual claimed or described objects can be easily combined with one another. In the following, the invention is illustrated and explained in more detail by way of example with reference to figures. The features shown in the figures can be expertly combined to form new embodiments without departing from the invention. Show it:
FIG 1 ein Planetenradgetriebe, 1 shows a planetary gear,
FIG 1 ein erstes Sonnenrad, 1 shows a first sun wheel,
FIG 3 ein weiteres Sonnenrad, 3 shows another sun wheel,
FIG 4 ein weiteres Sonnenrad und 4 shows another sun gear and
FIG 5 ein weiteres Sonnenrad. 5 shows another sun wheel.
Die Darstellung nach Figur 1 zeigt in einem Teilquerschnitt ein Planetenradgetriebe 1 bzw. eine Planetenradgetriebestufe (kann auch als Planetenradstufe bezeichnet werden), welche bezüglich eines Sonnenrades 5 erfindungsgemäß ausgelegt ist. Gezeigt ist eine Planetenradstufe mit einem gehäusefesten Hohlrad 2 und gegenüberliegender Drehmomenteinleitung und Ausleitung an einem Planetenradträger 4 und einer Sonnenrad welle (kurz Sonnenrad) 5. Das Planetengetriebe 1 weist ein Planetenrad 3 auf, welches von einem Planetenradträger (auch symbolisch dargestellt) 4 getragen ist. Das Sonnenrad 5 ist unterschiedlich zu einem Scheibenrad gestaltet. Das Sonnenrad 5 weist einen Querschnitt mit einer c-förmigen Gestalt auf.The representation according to FIG. 1 shows, in a partial cross section, a planetary gear 1 or a planetary gear stage (can also be referred to as a planetary gear stage), which is designed according to the invention with respect to a sun gear 5 . Shown is a planetary gear set with a housing-fixed ring gear 2 and opposing torque introduction and Rejection to a planetary gear carrier 4 and a sun gear shaft (sun gear for short) 5. The planetary gear 1 has a planetary gear 3, which is carried by a planetary gear carrier 4 (also shown symbolically). The sun wheel 5 is designed differently from a disc wheel. The sun gear 5 has a cross section with a c-shape.
So lässt sich das Sonnenrad 5 torsionsweicher bzw. biegewei cher gestalten. Der Grundkörper der Sonnenverzahnung ist un terhalb der Verzahnung konturoptimiert gestaltet, so dass die Verformung über der Radbreite unterschiedlich sein kann. Die Konturoptimierung betrifft demnach einen äußeren Ring 15, welche über einen Steg 16 mit einem inneren Ring 14 eine Ein heit bildet. Der äußere Ring 15 zeigt eine konische Wandung 22. Durch die konische Wandung 22 ergeben sich unterschiedli che Höhen 24 für den äußeren Ring 15. Durch z.B. die konische oder eine exponentielle Gestaltung kann in gewissen Grenzen eine lastbedingte Verformung auch eines großen Sonnenrades durch vorteilhaften Einsatz von Geometrien die lastbedingte Verformung eines Planetenradträgers ausgleichen und am Ende bei guter Auslegung auch der Microgeometrie die Belastung in den Verzahnungseingriffen und den Planetenradlagerhälften über den Drehmomentbereich der Stufe vergleichmäßigt werden. Hierbei geht es insbesondere um eine radiale Belastung 9 und/oder eine laterale Belastung 10. Das Sonnenrad 5 weist eine Laufverzahnung 6 und eine Kurzverzahnung 7 auf. Der äu ßere Ring 15 weist eine erste Breite 11 auf. Der innere Ring 14 weist eine zweite Breite 12 auf. Der Steg 16 weist eine dritte Breite 13 auf. Die maximale Breite 11 des äußeren Rings 15 ist kleiner der maximalen Breite 12 des inneren Rings 14. Die maximale Breite 12 des inneren Rings 14 ist kleiner als die maximalen Breite 13 des Steges 16. Figur eins zeigt ferner eine Abtriebswelle 21, welche im Eingriff mit der Kurzverzahnung 7 ist. Die Geometrie des Sonnenrades 5 ist so gestaltet, dass es von einer ersten Stirnseite 26 eine Art umlaufenden Graben aufweist, der sich symmetrisch um eine Achse 8 ausbildet, wobei die Achse 8 die Drehachse der Ab triebswelle 21 ist. Auf einer zweiten Stirnseite 27 weist das Sonnenrad 5 eine flächige Ausgestaltung auf. Zwischen den Stirnseiten 26 und 27 erstreckt sich das Sonnenrad 5 in sei ner Breite. Bezüglich dieser Breite ergibt sich auch eine ge dachte Mitte, insbesondere eine gedachte Mittelachse 29. Die Mittelachse 29 steht senkrecht zur Rotationsachse 8. Sun gear 5 can thus be designed to be softer in torsion or flexible. The basic body of the sun toothing is contour-optimized below the toothing, so that the deformation can vary across the wheel width. The contour optimization therefore relates to an outer ring 15 which forms a unit via a web 16 with an inner ring 14 . The outer ring 15 shows a conical wall 22. The conical wall 22 results in different heights 24 for the outer ring 15. By, for example, the conical or an exponential design, a load-related deformation of a large sun gear can also be reduced within certain limits by the advantageous use of Geometries compensate for the load-related deformation of a planetary gear carrier and, in the end, with a good design of the microgeometry, the load in the gear meshes and the planetary gear bearing halves are evened out over the torque range of the stage. In particular, this involves a radial load 9 and/or a lateral load 10. The sun wheel 5 has a running gear 6 and a short gear 7 . The outer ring 15 has a first width 11 ßer. The inner ring 14 has a second width 12 . The web 16 has a third width 13 . The maximum width 11 of the outer ring 15 is smaller than the maximum width 12 of the inner ring 14. The maximum width 12 of the inner ring 14 is smaller than the maximum width 13 of the web 16. Figure one also shows an output shaft 21, which engages with the spline is 7. The geometry of the sun wheel 5 is designed in such a way that it has a kind of circumferential trench from a first end face 26, which is formed symmetrically about an axis 8, the axis 8 being the axis of rotation of the drive shaft 21 from. The sun gear 5 has a flat configuration on a second end face 27 . Between Faces 26 and 27 extends the sun gear 5 is ner width. With regard to this width, there is also an imaginary center, in particular an imaginary central axis 29. The central axis 29 is perpendicular to the axis of rotation 8.
Die Darstellungen nach den Figuren 2 bis 5 zeigen weitere verschiedene Optionen zur Gestaltung eines Sonnenrades 5. Da bei sind jeweils Ausschnitte eines Querschnitts gezeigt. Der Querschnitt betrifft dabei insbesondere einen Schnitt durch das Sonnenrad 5, welcher in die Achse 8 des Sonnenrades 5 fällt. Neben der Lauf erzahnung 6 kann mit gleichem Prinzip auch die Lastverteilung in einer Kupplungsverzahnung günstig beeinflusst werden. Statt eine Kupplungsverzahnung sind ggf. auch andere Formen der Sonnenankopplung anwendbar. Durch ge eignete Micro-Modifikationen kann der Effekt in Verzahnungs eingriffen und Kupplungsverzahnung noch gesteigert werden. The illustrations according to FIGS. 2 to 5 show other different options for designing a sun wheel 5. Sections of a cross section are shown in each case. The cross section relates in particular to a section through the sun wheel 5 which falls into the axis 8 of the sun wheel 5 . In addition to the running toothing 6, the load distribution in a clutch toothing can also be favorably influenced using the same principle. Instead of a clutch tooth system, other forms of sun coupling may also be applicable. Appropriate micro-modifications can increase the effect on gear meshing and clutch gearing.
Die Darstellung nach Figur 2 zeigt ein Sonnenrad 5, dessen äußere Ring 15 eine parallele Wandung 23 aufweist, wobei die Parallelität zur Achse 8 besteht. Die Breite 13 des Steges 17 mimt radial nach innen zu Achse 8 hin zu. Auch diese Gestalt des Sonnenrades 5 ermöglicht lastspezifische Biegeeigenschaf ten und/oder Torsionseigenschaften. The representation according to FIG. The width 13 of the web 17 mimics radially inwards towards the axis 8 . This shape of the sun gear 5 also enables load-specific bending properties and/or torsional properties.
Die Darstellung nach Figur 3 zeigt ein Sonnenrad 5, wobei dessen Querschnitt eine s-förmige Gestalt aufweist. Der Steg 18 ist zur Achse 8 schräg gestellt und weist zu dieser einen Winkel zwischen 25 Grad und 65 Grad auf. The illustration according to FIG. 3 shows a sun gear 5, the cross section of which has an S-shape. The web 18 is inclined to the axis 8 and has an angle between 25 degrees and 65 degrees to this.
Die Darstellung nach Figur 4 zeigt ein Sonnenrad 5, bei wel chem der äußere Ring 15 zum inneren Ring 14 derart axial ver setzt ist, dass sich Laufverzahnung 6 und Kurzverzahnung 7 in axialer Richtung nicht überlappen. In einer weiteren nicht dargestellten Ausgestaltung kann eine zumindest teilweise Überlappung in einer axialen Richtung vorliegen. The illustration according to FIG. 4 shows a sun gear 5 in which the outer ring 15 is axially offset relative to the inner ring 14 in such a way that running teeth 6 and short teeth 7 do not overlap in the axial direction. In a further configuration that is not shown, there can be an at least partial overlap in an axial direction.
Die Darstellung nach Figur 5 zeigt ein Sonnenrad 5, bei wel chem der äußere Ring 15 zum inneren Ring 14 derart axial ver- setzt ist, dass sich Laufverzahnung 6 und Kurzverzahnung 7 in axialer Richtung nicht überlappen. Weiterhin ist sowohl die Laufverzahnung 6, wie auch die Kurzverzahnung 7' radial nach außen gerichtet. Die beiden Verzahnungen sind also in diesel- be Richtung gerichtet. The representation according to FIG. sets is that running teeth 6 and short teeth 7 do not overlap in the axial direction. Furthermore, both the running teeth 6 and the short teeth 7' are directed radially outwards. The two toothings are therefore directed in the same direction.
Die Darstellungen von Sonnenrädern 5 nach den Figuren 1 bis 5 zeigen Querschnitte des jeweiligen Sonnenrades 5. Für das Sonnenrad sind beispielsweise auch Querschnitte realisierbar, die eine gespiegelte Form der gezeigten Form aufweisen. Die gespiegelte Form bzw. Gestalt des Querschnitts ergibt sich beispielsweise bei einer Spiegelung an einer der Stirnseiten. Eine weitere Änderung der Form des Querschnitts des Sonnenra des ergibt sich durch eine Drehung um die jeweilige Mittel- achse 29. Hieraus ergeben sich also weitere mögliche Formen von Querschnitten von Sonnenrädern, durch welche insbesondere eine Biegeweichheit und/oder eine Torsionsweichheit beein flussbar ist. The representations of sun gears 5 according to FIGS. 1 to 5 show cross sections of the respective sun gear 5. For example, cross sections that have a mirrored shape of the shape shown can also be realized for the sun gear. The mirrored form or shape of the cross section results, for example, from a mirroring on one of the end faces. A further change in the shape of the cross section of the sun wheel results from a rotation about the respective central axis 29. This results in further possible shapes of cross sections of sun wheels, through which in particular a flexural softness and/or a torsional softness can be influenced.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Sonnenrad (5) für ein Planetenradgetriebe, mit einem um eine Achse (8) drehbaren inneren Ring (14), einem eine Lauf verzahnung (6) aufweisenden äußeren Ring (15) und einen den inneren Ring (14) mit dem äußeren Ring (15) einstückig ver bindenden Steg (13), wobei das Sonnenrad (5) einen Quer schnitt entlang einer die Achse (8) schneidenden Radialebene aufweist, durch welchen eine lastbedingte Verformung zumin dest teilweise ausgeglichen ist, wobei der Querschnitt in Be zug auf eine senkrecht zur Achse (8) verlaufende Mittelachse (29) asymmetrisch ist. 1. Sun gear (5) for a planetary gear, with an axis (8) rotatable inner ring (14), a running toothing (6) having the outer ring (15) and the inner ring (14) with the outer ring (15) integrally connecting web (13), wherein the sun gear (5) has a cross-section along an axis (8) intersecting the radial plane, through which a load-related deformation is at least partially compensated, the cross-section in relation to a Be Central axis (29) running perpendicularly to axis (8) is asymmetrical.
2. Sonnenrad (5) nach Anspruch 1, wobei der äußere Ring (15) eine erste Breite (11) in axialer Richtung, der innere Ring (14) eine zweite Breite (12) in axialer Richtung und der Steg (17) eine dritte Breite (13) in axialer Richtung aufweist, wobei die maximale erste Breite (11) größer als die maximale zweite Breite und die maximale zweite Breite größer als die maximale dritte Breite (13) ist. 2. Sun gear (5) according to claim 1, wherein the outer ring (15) has a first width (11) in the axial direction, the inner ring (14) has a second width (12) in the axial direction and the web (17) has a third Having width (13) in the axial direction, wherein the maximum first width (11) is greater than the maximum second width and the maximum second width is greater than the maximum third width (13).
3. Sonnenrad (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der äußere Ring (15) eine Wandung (22) aufweist, welche zur Achse (8) gerichtet ist, wobei die Wandung (22) konisch oder gekrümmt ist. 3. Sun gear (5) according to claim 1 or 2, wherein the outer ring (15) has a wall (22) which is directed towards the axis (8), the wall (22) being conical or curved.
4. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der innere Ring (15) eine Wandung (30) aufweist, welche von der Achse (8) weg gerichtet ist, wobei die Wandung (30) konisch oder gekrümmt ist. 4. Sun gear (5) according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner ring (15) has a wall (30) directed away from the axis (8), the wall (30) being conical or curved.
5. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Steg (17) unterschiedliche Breiten (13) in axialer Richtung aufweist. 5. sun gear (5) according to any one of claims 1 to 4, wherein the web (17) has different widths (13) in the axial direction.
6. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Querschnitt eine c-förmige Gestalt aufweist. 6. sun gear (5) according to any one of claims 1 to 5, wherein the cross section has a c-shape.
7. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Querschnitt eine s-förmige Gestalt aufweist. 7. sun gear (5) according to any one of claims 1 to 5, wherein the cross section has an S-shape.
8. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Querschnitt eine stufige Gestalt aufweist. 8. sun gear (5) according to any one of claims 1 to 5, wherein the cross section has a stepped shape.
9. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Laufverzahnung (6) und eine von dem inneren Ring (15) ausge bildete Kurzverzahnung (7') radial nach außen gerichtet ist. 9. sun wheel (5) according to any one of claims 1 to 8, wherein the running teeth (6) and one of the inner ring (15) formed short teeth (7 ') is directed radially outwards.
10. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kurzverzahnung (7,7') zu einer/der von dem inneren Ring (15) ausgebildeten Laufverzahnung (6) axial versetzt ist. 10. The sun gear (5) according to any one of claims 1 to 9, wherein the splines (7,7') are axially offset relative to one of the running teeth (6) formed by the inner ring (15).
11. Sonnenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der innere Ring (14) und der äußere Ring (15) in einem ge meinsamen Axialbereich angeordnet, wobei der Steg (17) voll ständig in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem inneren Ring (14) und mit dem äußeren Ring (15) angeordnet ist. 11. Sun gear (5) according to any one of claims 1 to 10, wherein the inner ring (14) and the outer ring (15) arranged in a common axial area GE, wherein the web (17) fully constantly in a common axial area with the inner Ring (14) and is arranged with the outer ring (15).
12. Planetenradgetriebe (1) mit einem Sonnenrad (5) nach ei nem der Ansprüche 1 bis 11. 12. Planetary gear (1) with a sun gear (5) according to one of claims 1 to 11.
13. Planetenradgetriebe (1) nach Anspruch 12, wobei das Pla netenradgetriebe (1) mindestens eine Planetenstufe aufweist, wobei die Planetenstufe ein Hohlrad (2), das Sonnenrad (5) und mehrere mit dem Hohlrad (2) und mit dem Sonnenrad (5) kämmende Planetenräder (3) aufweist, wobei fünf oder sechs oder sieben oder acht oder neun oder mehr als neun Planeten räder (3) vorgesehen sind. 13. Planetary gear (1) according to claim 12, wherein the planetary gear (1) has at least one planetary stage, the planetary stage having a ring gear (2), the sun gear (5) and several with the ring gear (2) and with the sun gear (5 ) Intermeshing planet wheels (3), wherein five or six or seven or eight or nine or more than nine planet wheels (3) are provided.
14. Planetenradgetriebe (1) nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Planetengetriebe (1) mehrere Planetenstufen aufweist, wo bei das Sonnenrad (5) an eine der anderen Planetenstufen an grenzt. 14. Planetary gear (1) according to claim 12 or 13, wherein the planetary gear (1) has a plurality of planetary stages, where at the sun gear (5) on one of the other planetary stages is adjacent.
15. Verwendung eines Sonnenrads nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Drehmomentübertragung in einer Windkraftanlage. 15. Use of a sun gear according to any one of claims 1 to 11 for torque transmission in a wind turbine.
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