-
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, wie es insbesondere für eine Windkraftanlage ausgestaltet und eingesetzt werden kann.
-
Planetengetriebe weisen grundsätzlich eine Planetenstufe auf, die ein Hohlrad, ein innerhalb des Hohlrades angeordnetes Sonnenrad und Planetenräder aufweist. Die Planetenräder sind durch Gleitlager auf Lagerbolzen gelagert, welche an einem Planetenträger der Planetenstufe angeordnet sind bzw. in dem Planetenträger der Planetenstufe sitzen.
-
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Planetengetrieben werden Axialscheiben zwischen den Planetenträgern und den Planetenräder eingesetzt, um eine axiale Lagerung der Planetenräder zu gewährleisten. Die Axialscheiben sind um die Lagerbolzen herum montiert. Sie werden typischerweise aus einteiligen Ringen oder mehrteiligen Segmenten hergestellt und an dem Planetenträger fixiert. Die Fixierung kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise kann die Fixierung durch eine Verschraubung, Verstiftung, Klemmung oder Klebung realisiert werden.
-
Der Nachteil der axialen Lagerung mittels Axialscheiben ist, dass die Axialscheiben wegen ihrer Befestigungsweise an dem Planetenträger für eine strukturelle Schwächung des Planetenträgers sorgen, aufwändig zu montieren sind und vor allem kostenintensiv in der Anschaffung sind.
-
WO 2017/046194 A1 beschreibt ein Planetengetriebe für eine Windkraftanlage, das über eine axiale Lagerung der Planetenräder mittels Axialgleitlagerscheiben verfügt. Das Planetengetriebe weist Planetenräder auf, welche an Planetenradbolzen mittels Lageranordnungen relativ zum Planetenradbolzen verdrehbar aufgenommen sind. Axialgleitlagerscheiben der Lageranordnung sind zwischen Planetenradaufnahmebuchsen und einem Axialpositionierflansch einer Lagerlaufhülse der Lageranordnung angeordnet. Die Axialgleitlagerscheiben werden mittels einem Befestigungsmittel, wie einem Inbus- oder einer Senkkopfschraube, durch eine Klebeverbindung an der ersten bzw. der zweiten Planetenradaufnahmebuchse oder an dem Axialpositionierflansch befestigt.
-
EP 3306142 A1 beschreibt ebenfalls ein Planetengetriebe, welches auf Axialscheiben zur Lagerung der Planetenräder zurückgreift. Das Planetengetriebe umfasst einen Planetenträger mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer Planetenradachse, auf der ein Planetenrad drehbar gelagert ist. Zwischen einer Wange des Planetenträgers und dem Planetenrad ist die Axialscheibe angeordnet. Es ist vorgesehen, dass die Axialscheibe zwischen dem Planetenrad und der Wange des Planetenträgers in einer Axialrichtung schwimmend gelagert ist. Durch diese schwimmende Lagerung der Axialscheibe ist keine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung der Axialscheibe mit der Wange des Planetenträgers mehr erforderlich. Auf Bohrungen in der Wange des Planetenträgers zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, kann dadurch verzichtet werden. Hierdurch würden Schwächungen im Material der Wange des Planetenträgers vermieden, was eine insgesamt effizientere Konstruktion des Planetenträgers erlaubt.
-
Demgemäß ist eine Lösung für die umständliche Befestigung der Axialscheiben am Planetenträger, sowie die daraus resultierende strukturellere Schwächung, bekannt. Nichtsdestotrotz stellen die Axialscheiben weiterhin kostenintensive Komponenten dar und auch die im Stand der Technik vorgeschlagene schwimmende Lagerung der Axialscheiben ist umständlich und erfordert eine aufwändige Montage.
-
Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Planetengetriebe, insbesondere für eine Windkraftanlage, vorzuschlagen, welches die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll das Planetengetriebe, ganz besonders mit Hinblick auf die Lagerung der Planetenräder, möglichst einfach und kostengünstig ausgeführt werden.
-
Die voranstehende Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindungsgegenstandes möglich.
-
Erfindungsgemäß wird ein Planetengetriebe, insbesondere für eine Windkraftanlage, vorgeschlagen, welches mit zumindest einer Planetenstufe ausgestattet ist. Die zumindest eine Planetenstufe weist ein Hohlrad, ein innerhalb des Hohlrades angeordnetes Sonnenrad und zumindest ein Planetenrad auf, welches mittels eines Gleitlagers auf einem Lagerbolzen gelagert ist. Der Lagerbolzen der Planetenstufe ist an einem Planetenträger der Planetenstufe bzw. des Planetengetriebes angeordnet. Das Hohlrad ist mittels des zumindest einen Planetenrades mit dem Sonnenrad in Wirkverbindung bringbar. Das Planetengetriebe kennzeichnet sich dadurch, dass an dem Planetenträger zumindest eine axiale Lauffläche ausgebildet ist, an der das zumindest eine Planetenrad axial gelagert ist.
-
Durch das Vorsehen der zumindest einen axialen Lauffläche an dem Planetenträger wird die axiale Lagerung des zumindest einen Planetenrads daran ermöglicht. Eine oder beide der kostenintensiven und aufwändig zu montierenden Axialscheiben je Planetenrad können durch die ein- oder beidseitige axiale Lagerung des Planetenrads an der oder den axialen Laufflächen des Planetenträgers entfallen. Dadurch können Kosten und Montageaufwand gespart werden.
-
Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Planetenträger wenigstens einen integrierten Schmierkanal, vorzugsweise mehrere integrierte Schmierkanäle, zur Versorgung wenigstens eines Gleitlagers mit Schmierstoff aufweist. Wenigstens ein Schmierkanal kann in diesem Zusammenhang derart ausgebildet sein, dass der Schmierstoff innerhalb der Gleitfläche eines bzw. wenigstens eines Gleitlagers austritt. Alternativ oder zusätzlich ist es ferner denkbar, dass wenigstens ein Schmierkanal derart ausgebildet ist, dass der Schmierstoff vor und/oder hinter und/oder über und/oder unter den Gleitlagersegmenten austritt.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an dem Planetenträger einander gegenüberliegende axiale Laufflächen ausgebildet sind, an denen das zumindest eine Planetenrad axial gelagert ist. Dadurch kann, wie oben bereits erwähnt, das jeweilige Planetenrad in axialer Richtung beidseitig an dem Planetenträger gelagert werden, sodass in beiden axialen und sich entgegengesetzt erstreckenden Richtungen auf die aus dem Stand der Technik bekannten Axialscheiben verzichtet werden kann.
-
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass die zumindest eine axiale Lauffläche in den Planetenträger eingearbeitet ist. Mit anderen Worten ist die axiale Lauffläche unmittelbar an dem Planetenträger ausgebildet. Insbesondere kann die axiale Lauffläche aus einem Material, aus dem der Planetenträger gebildet ist, ausgebildet sein bzw. durch dieses Material gebildet werden. Dabei kann der Planetenträger beispielsweise monolithisch bzw. einstückig hergestellt sein, also aus einem einzigen Material, beispielsweise einem Metall oder einer Metalllegierung, bestehen. Die zumindest eine axiale Lauffläche kann beim Herstellen des Planetenträgers, beispielsweise Gießen des Planetenträgers, und/oder nachträglich durch entsprechende Bearbeitung des Planetenträgers eingearbeitet werden.
-
Entsprechend kann vorgesehen sein, dass zwischen dem zumindest einen Planetenrad und der zumindest einen axialen Lauffläche des Planetenträgers keine Axialscheibe angeordnet ist. Wie zuvor erläutert, können durch diesen Verzicht der Axialscheibe bzw. der Axialscheiben, die auch als Axialgleitlagerscheiben bezeichnet werden können, Kosten und Montageaufwand bei der Herstellung des Planetengetriebes eingespart werden.
-
Es kann ferner außerdem sein, dass der Planetenträger mit zwei zueinander beabstandet angeordneten und über Stege miteinander verbundenen Planetenträgerwangen ausgebildet ist. Der Lagerbolzen, auf dem das zumindest eine Planetenrad gelagert ist, kann zwischen der ersten Planetenträgerwange und der zweiten Planetenträgerwange angeordnet sein. Dabei kann jeder Lagerbolzen je eines Planetenrads in der vorbeschriebenen Art und Weise zwischen zwei Planetenträgerwangen des Planetenrads angeordnet bzw. aufgenommen sein. Außerdem können für jeden Lagerbolzen mit je einem Planetenrad jeweils zwei Planetenträgerwangen in dem Planetenträger ausgebildet sein.
-
Hierbei kann vorgesehen sein, dass zumindest eine axiale Lauffläche an einer der beiden Planetenträgerwangen ausgebildet ist. Insbesondere kann je eine axiale Lauffläche an je einer der beiden, sich gegenüberliegenden Planetenträgerwangen ausgebildet sein. Die axialen Laufflächen für je ein Planetenrad können einander entsprechend gegenüberliegen.
-
Auch kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine axiale Lauffläche eine ringförmige Lauffläche ist. Die ringförmige Lauffläche kann um den Lagerbolzen herum verlaufen. Das Planetenrad kann eine zu der einen oder den axialen Laufflächen korrespondierende Axialflächen aufweisen, die ebenfalls ringförmig verlaufen können, und im Zusammenspiel mit den axialen Laufflächen die benötigte axiale Lagerung bewirken.
-
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest eine axiale Lauffläche eine unterbrochene ringförmige Lauffläche aufweist. Ferner ist es denkbar, dass sich die unterbrochene ringförmige Lauffläche aus zwei oder mehr äquidistanten oder nicht äquidistanten ringförmigen Segmenten zusammensetzt.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Planetengetriebe mehrere Planetenräder aufweist, die jeweils an axialen Laufflächen des Planetenträgers gelagert sind. Beispielsweise kann die zumindest eine Planetenstufe des Planetengetriebes zwei, drei oder mehr Planetenräder aufweisen, die jeweils axial an axialen Laufflächen des Planetenträgers gelagert sind.
-
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Planetengetriebe zumindest zwei Planetenstufen aufweist, wobei jede der Planetenstufen jeweils zumindest einen Planetenträger aufweist, an dem zumindest eine axiale Lauffläche ausgebildet ist, an der zumindest ein Planetenrad der jeweiligen Planetenstufe gelagert ist. Die Planetenstufen können dabei hintereinander verschaltet sein und so ein mehrstufiges Planetengetriebe ausbilden. Dabei hat sich gezeigt, dass sich die Vorteile der erfindungsgemäßen axialen Lauffläche auf sämtliche axialen Lagerungen von Planetenrädern in einem mehrstufigen Planetengetriebe ausweiten lassen, weil die axialen Laufflächen der Planetenträger den notwendigen Anforderungen an die axiale Lagerung auch in mehrstufigen Planetengetrieben genügen.
-
Auch ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass wenigstens eine axiale Lauffläche zumindest abschnittsweise durch den Planetenträger versorgbar ist. In anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass die Schmierstoffversorgung wenigstens einer axialen Lauffläche zumindest teilweise durch den Planetenträger erfolgt, der Schmierstoff also zumindest abschnittsweise durch den Planetenträger hindurch bis hin zu wenigstens einer axialen Lauffläche bzw. auf die axiale Lauffläche geführt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders effektiven Schmierstoffversorgung der axialen Lauffläche bzw. Laufflächen.
-
Ferner kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eine axiale Lauffläche, vorzugsweise zur Schmierstoffversorgung der axialen Lauffläche, wenigstens eine radiale oder umlaufende Schmiernut umfasst. Auch eine Kombination von wenigstens einer radialen und wenigstens einer umlaufenden Schmiernut ist vorliegend denkbar. Hierdurch ergibt sich eine besonders effiziente und vollflächige Schmierstoffversorgung der axialen Lauffläche bzw. Laufflächen.
-
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
-
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht mit Teilschnitt eines Planetengetriebes gemäß dem Stand der Technik;
- 2 eine perspektivische Ansicht mit Teilschnitt der Lagerung eines Planetenrades in dem Planetengetriebe der 1; und
- 3 eine perspektivische Ansicht mit Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Lagerung eines Planetenrades in dem Planetengetriebe der 1.
-
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Soweit ein Element häufiger als einmal in einer der 1 bis 3 vorkommt, wird das Element mit demselben Bezugszeichen bezeichnet, jedoch zusätzlich fortlaufend nummeriert, wobei die fortlaufende Nummerierung von dem Bezugszeichen durch einen Punkt getrennt ist.
-
1 zeigt ein Planetengetriebe 10 für eine Windkraftanlage gemäß dem Stand der Technik, wobei das darin gezeigte Planetengetriebe 10 durch die in 3 gezeigte erfindungsgemäße Lagerung eines oder sämtlicher Planetenräder 18.1, 18.2, 18.3 des Planetengetriebes 10 alternativ auch gemäß der Erfindung ausgestaltet werden kann.
-
Das Planetengetriebe 10 weist vorliegend eine Planetenstufe 11 auf, wobei es alternativ auch mit zwei oder mehr Planetenstufen 11 ausgebildet sein kann, die hintereinander verschaltet werden können, um ein mehrstufiges Planetengetriebe 10 auszubilden.
-
Die vorliegend gezeigte Planetenstufe 11 des Planetengetriebes 10 weist ein Hohlrad 12, ein innerhalb des Hohlrades 12 angeordnetes Sonnenrad 13 und einen Planetenträger 14 mit zwei zueinander beabstandet angeordneten und über Stege 15 miteinander verbundene Planetenträgerwangen 16.1 und 16.2 auf.
-
Die vorliegend gezeigte Planetenstufe 11 des Planetengetriebes 10 weist beispielhaft drei Planetenräder 18.1, 18.2, 18.3 auf, wobei im Folgenden exemplarisch nur noch auf das Planetenrad 18.1 eingegangen wird. Die anderen Planetenräder 18.2, 18.3 können dem Planetenrad 18.1 entsprechend aufgebaut sein.
-
Das Planetenrad 18.1 ist mittels eines Gleitlagers 21 mit zwei Gleitlagerbuchsen 22.1, 22.2 (siehe 2 und 3) drehbar an einem Lagerbolzen 17 angeordnet. Der Lagerbolzen 17 des Planetenrades 18.1 ist dabei zwischen der ersten Planetenträgerwange 16.1 und der zweiten Planetenträgerwange 16.2 angeordnet. Mittels des Planetenrades 18 ist das Hohlrad 12 mit dem Sonnenrad 13 in Wirkverbindung bringbar.
-
In 1 ist auf einer Seite zu sehen, wie das Planetenrad 18 mittels einer Axialscheibe 19 axial an dem Planetenträger 14 gelagert wird. Dies wird besonders deutlich in der Detaildarstellung aus 2, wie die Axialscheiben 19.1, 19.2 in entgegengesetzten axialen Richtungen neben dem Gleitlager 21 und zwischen dem Planetenrad 18 und jeweils einer der beiden Planetenträgerwangen 16.1, 16.2 zeigen.
-
Die Nutzung der Axialscheiben 19 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Methode zur axialen Lagerung der Planetenräder 18.1, 18.2, 18.3 in Planetenstufen 11 eines Planetenträgers 10. Dabei setzen sich die Axialscheiben 19.1, 19.2 typischerweise, wie in 2 gezeigt, aus zwei Halbschalen 20.1, 20.2 zusammen, die an dem Planetenträger 14 bzw. seinen Planetenträgerwangen 16.1, 16.2 verschraubt werden.
-
Nachteilig an dem Einsatz derartiger Axialscheiben 19 ist, dass diese sehr kostenintensiv sind und einen zusätzlichen Montageaufwand bedingen. Hinzukommt die strukturelle Schwächung des Planetenträgers 14 aufgrund der notwendigen Bohrungen darin zur Befestigung der Axialscheiben 19.1, 19.2 daran.
-
3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung der axialen Lagerung eines Planetenrades 18, wie es in der Planetenstufe 11 in dem Planetengetriebe 10 der 1 für jedes der Planetenräder 18.1, 18.2, 18.3 sowie in jeder anderen Planetenstufe 11 eines Planetengetriebe 10 eingesetzt werden kann. Insbesondere kann es sich bei dem Planetengetriebe 10 dabei um ein Planetengetriebe 10 für eine Windkraftanlage handeln bzw. kann das Planetengetriebe 10 für eine Windkraftanlage ausgebildet sein.
-
In der in 3 gezeigten axialen Lagerung des Planetenrades 18 sind die Axialscheiben 19.1, 19.2 gegenüber der bekannten Ausführung aus 2 entfallen. Stattdessen sind axiale Laufflächen 23.1, 23.2 für das Planetenrad 18 direkt bzw. unmittelbar, also ohne dazwischenliegendes Teil, in den Planetenträger 14 bzw. jede der Planetenträgerwangen 16.1, 16.2 eingearbeitet. Die axialen Laufflächen 23.1, 23.2 liegen einander gegenüber und dazwischen befindet sich das Planetenrad 18. Die axialen Laufflächen 23.1, 23.2 erstrecken sich jeweils um den Lagerbolzen 17 herum bzw. umlaufen den Lagerbolzen 17, insbesondere vollständig. Die axialen Laufflächen 23.1, 23.2 können entsprechend auch als ringförmig verlaufend beschrieben werden.
-
Zur Unterstützung des Schmierfilmaufbaus auf den axialen Laufflächen und zur Erhöhung der Schmierfilmtragfähigkeit kann wenigstens eine, vorzugsweise beide der axialen Laufflächen 23.1, 23.2 zusätzlich mit radialen und/oder umlaufenden Schmiernuten versehen sein.
-
Das Planetenrad 18 weist zu den axialen Laufflächen 23.1, 23.2 entsprechend korrespondierende Axialflächen 24.1, 24.2 auf, die den axialen Laufflächen 23.1, 23.2 jeweils gegenüberliegen und durch Kontakt mit diesen die beidseitige axiale Lagerung des Planetenrades 18 gewährleisten.
-
Die Einarbeitung der Laufflächen 23.1, 23.2 in die Planetenträgerwangen 16.1, 16.2 bedingt zwar einen zusätzlichen Fertigungsaufwand, allerdings konnte festgestellt werden, dass dieser Fertigungsaufwand deutlich geringer als der Montageaufwand der Axialscheiben 19.1, 19.2 ausfällt sowie die Kosten hierfür geringer als für die Herstellung der Axialscheiben 19.1, 19.2 sind. Zudem wird eine strukturelle Schwächung des Planetenträgers 14 mit der vorgeschlagenen Lösung vermieden, weil die axialen Laufflächen 23.1, 23.2 unmittelbar in den Planetenträger 14 eingearbeitet sind und die Integrität des Planetenträgers 14 nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinflussen.
-
Bezuaszeichenliste
-
- 10
- Planetengetriebe
- 11
- Planetenstufe
- 12
- Hohlrad
- 13
- Sonnenrad
- 14
- Planetenträger
- 15
- Steg
- 16
- Planetenträgerwange
- 17
- Lagerbolzen
- 18
- Planetenrad
- 19
- Axialscheibe / Axialring
- 20
- Halbschale
- 21
- Gleitlager
- 22
- Gleitlagerbuchse
- 23
- axiale Lauffläche
- 24
- Axialfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2017046194 A1 [0005]
- EP 3306142 A1 [0006]
