JP2017500512A - 遊星キャリアにおける、圧力分布を最適化した軸座 - Google Patents

Abstract

本発明による遊星キャリア（１０１）は、少なくとも１つの、第１切欠および第２切欠を備える。第１切欠および第２切欠は、遊星軸（１０５）を受容する。本発明は、遊星キャリア（１０１）を、第１切欠（１０３）の周囲において、第２切欠に向かって、より堅固に構成することで、遊星キャリア（１０１）の剛性を、第１切欠（１０３）の領域において高める、という考えに基づく。対応して、径方向に走る遊星キャリア（１０１）の第１断面（２０５）は、径方向に走る遊星キャリア（１０１）の第２断面（２０７）より大きな表面積を有し、第１切欠（１０３）は、第１断面（２０５）および第２断面（２０７）を通って走り、および第１断面（２０５）は第２断面（２０７）よりも、第２切欠に向かって、より近接して配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の、特に風力発電設備の歯車装置において、遊星歯車段として使用される遊星キャリアに関する。

図１は、従来技術から既知の遊星キャリア１０１を示し、遊星キャリア１０１は、遊星軸１０５を受容する切欠１０３を備える。切欠１０３は、カラー１０７に包囲される。

図１の左側である外側に向かって、遊星キャリア１０１が平坦に構成される。カラー１０７は、遊星キャリア１０１の内部へ突出する。

切欠１０３は、遊星軸１０５を径方向に形状接合的に固定する。

遊星軸１０５は、軸方向に、通常圧力結合により固定される。そうした圧力結合を形成するため、遊星軸１０５の取り付け前に遊星キャリア１０１を加熱する。遊星軸１０５を切欠１０３に挿入した後に冷却されることで、遊星キャリア１０１が遊星軸１０５上で収縮する。

切欠１０３の、径方向の負荷に対する剛性は、カラー１０７の領域において、遊星キャリア１０１の領域よりも小さい。そのために、作動時の遊星歯車に対する負荷に起因する遊星軸１０５のたわみが、切欠１０３内にまで伝播することになる。従って、たわみ曲線に沿って作用する力は、切欠１０３の領域において軸方向の成分を有する。

軸方向の成分が閾値を超えると、収縮結合が解除してしまう。これにより、遊星軸の負荷性能が制限される。

本発明の課題は、従来技術から既知の実施形態に内在する欠点を回避するよう、遊星キャリアを構成することである。特に本発明の課題は、遊星軸の負荷性能を向上させることである。

本発明による遊星キャリアは、少なくとも１つの、第１切欠および第２切欠を備える。第１切欠および第２切欠は各々、遊星軸を受容する役割を果たす。特に、第１切欠および第２切欠は、共に唯一の遊星軸を受容可能であるよう構成される。従って第１切欠および第２切欠の各々は、遊星座である。この場合、遊星軸を受容するとは、遊星軸を第１切欠、および／または第２切欠に挿入し、そして第１切欠および／または第２切欠が遊星軸を固定することを意味する。遊星軸は、少なくとも軸方向に固定される。好適には、遊星軸は径方向にも固定される。このために、圧力結合を収縮結合とすることが好適である。

収縮結合を構成するために、遊星軸を第１切欠および／または第２切欠に挿入する前に、遊星キャリアを加熱する。次に遊星キャリアを冷却することで、遊星キャリアが遊星軸上で収縮する。この結果、第１切欠および／または第２切欠において、収縮結合が発生する。

第１切欠および第２切欠の各々は、好適には開放した中空、つまり少なくとも１つの開口を備えた中空とする。好適には中空をシリンダ形状とし、および、対応して開口は環状である。

遊星軸を遊星キャリアに挿入可能とするために、更に好適には、第１切欠または第２切欠である、両切欠の一方が、２つの開口を備える。この開口を通して、遊星軸を導入可能である。両切欠の他方は、同様に２つの開口を装備可能ではあるが、１つのみの開口を備えることが好適である。特に第１切欠は、２つの開口、または１つのみの開口を装備可能である。開口は、円形孔とも称する。

本発明は、遊星キャリアを、第１切欠の周囲において、第２切欠に向かって、より堅固に構成することで、遊星キャリアの剛性を、第１切欠の領域において高める、という考えに基づく。従って、第１切欠の高さで、径方向に遊星キャリアを通って走る断面は、第２切欠に向かって、より多くの材料を切断する。断面が、より大きな面、またはより大きな表面積を有することも、同様の意味である。

本発明に従い、対応して、径方向に走る遊星キャリアの第１断面、つまり遊星軸の対称軸、または第１切欠の対称軸、または第２切欠の対称軸、または遊星軸に取り付けられた遊星歯車の回転軸に、直交して走る遊星キャリアの第１断面は、径方向に走る遊星キャリアの第２断面よりも大きな表面積を有する。この場合第１切欠は、第１断面ならびに第２断面の両方を通って走る。従って、第１断面および第２断面は各々、第１切欠により限定された、開放面を包囲する。第１断面および第２断面は、第１切欠を囲むか、または第１切欠の周囲を走る。

第１断面は第２断面よりも、特に軸方向に、つまり遊星軸の対称軸、または第１切欠の対称軸、または第２切欠の対称軸、または遊星軸に取り付けられた遊星歯車の回転軸、の方向に、第２切欠に向かって、より近接して配置される。これは第１断面が、第２断面から、特に軸方向に、第２切欠に向かって配置されることを意味する。第２断面および第２切欠は、第１断面が位置する面の異なる側に位置する。従って第１断面は第２切欠と同様に、第２断面が位置する面の同じ側に位置する。

第１断面の表面積がより大きいために、遊星キャリアは第１切欠の周囲で、第２切欠の方向に、より多くの材料を有する。このため、遊星キャリアの径方向の負荷に対する剛性が、特に遊星軸が第１切欠に導入される位置において高まる。これにより、遊星軸のたわみの第１切欠の内部への伝播が防止される。従って、軸方向で圧力結合に作用する力が低減され、遊星軸の負荷性能が向上する。

軸方向に作用する力を低減するためには、第１断面が第１切欠の円形孔と共有する面に位置することが特に有利である。この円形孔は、第１切欠の唯一の円形孔とすることが可能である。代替的に、第１切欠は２つの円形孔を備えることが可能である。第１断面は第２断面よりも、第２切欠に向かって、より近接して配置されるため、この場合、第１断面と共有する面に位置する円形孔は、他の両円形孔のうちの一方よりも、第２切欠に向かって、より近接して配置される。従って両円形孔のうちの他方および第２切欠は、上述の面の異なる側に位置する。第１断面と共有する面に位置する円形孔は第２切欠と同様に、両円形孔のうちの他方が位置する面の同じ側に位置する。第１断面と共有する面に位置する円形孔は、両円形孔のうちの他方の円形孔から軸方向に、第２受容部に向かって配置される。

遊星軸を受容するために、遊星キャリアは通常、対向して配置された、２つの側方部を有する。遊星軸は、側方部の間を走る。側方部の間には、更に領域が空けられており、その領域において、遊星歯車が回転可能である。

本発明の特に好適な実施形態は、少なくとも１つの側方部を備える。側方部は第１断面の面を拡張し、およびそれによって、この領域における剛性の向上に寄与する。この実施形態は、追加の材料が不要であるという長所を有する。

実施形態において、側方部は第１切欠を備える。第１断面は、少なくとも部分的に側方部を通って走る。しかしながら好適には、第１断面は側方部の全体を通って走る。

遊星キャリアと遊星軸の間の圧力結合において負荷を均一に分布させるためには、基本的に、遊星座が円環形状の断面を有することが有利である。対応して、更なる好適な実施形態において、第２断面は円環形状に構成される。

断面を円環形状とするという原則を更に発展させ、好適な実施形態において、径方向に走る、つまり遊星軸の対称軸、または遊星軸に支持された遊星歯車の回転軸に直交して走る、遊星キャリアの各第３断面を円環形状とし、および／または各第３断面は少なくとも部分的に側方部を通って走る。特に、第３断面は第１切欠を通って走る。

上述の態様の各第３断面の表面積が同一である場合、遊星軸を受容する構造は、特に単純なものとなる。これは、これら第３断面の各々の幅または壁体強度が、同一であることを意味する。

更なる好適な実施形態において、第１切欠の少なくとも１部分は、少なくとも一方の側で開放する中空シリンダ形状を有する。一方の側で開放する中空シリンダは、正面側が開放した中空シリンダ、つまり両正面側のうちの一方に切欠を有する中空シリンダである。中空シリンダは一方の側のみでなく、両方の側、つまり両正面側で開放可能である。そうした中空シリンダは、両正面側の各々に、切欠を備える。

第１切欠の更なる部分は、好適には側方部を通って構成される。好適には、第１切欠はもっぱら、少なくとも一方の側の中空シリンダおよび側方部を通って構成される。

本発明の実施形態について、図２を参照して以下に詳述する。図１は、従来技術から既知の実施形態の図である。図面において同一の符号は、同一または機能的に類似の特徴を示す。

突出するカラー形状構造部を備えた、遊星軸を受容する切欠の図である。 一方の側で開放する中空シリンダ形状の、遊星軸を受容する切欠の図である。

図２の遊星キャリア１０１は、一方の側で開放する中空シリンダ２０３を備える。側方部２０１には、環状の断面を有する孔が存在する。この孔において、側方部２０１が中空シリンダ２０３に移行する。従って側方部２０１の孔は、中空シリンダ２０３の内部と共に、遊星軸１０５を受容する切欠１０３を構成する。

遊星軸１０５は、遊星キャリア１０１の内部に配置される。対応して、中空シリンダ２０３は遊星キャリアの外側に位置するか、または外側から、遊星キャリア１０１または遊星キャリア１０１の側方部２０１に取り付けられる。中空シリンダ２０３は、遊星軸１０５に対して、特に槽形状の受容部を構成する。槽は、槽の縁部において、遊星キャリア１０１または遊星キャリア１０１の側方部２０１に移行する。

さらに図２は、径方向に走る遊星キャリア１０１の第１断面２０５、および径方向に走る遊星キャリア１０１の第２断面２０７を示す。第１断面２０５は、少なくとも部分的に側方部２０１を通って走る。第２断面２０７は、中空シリンダ２０３を通って走る。その結果、第２断面２０７は円環形状である。特に第１断面２０５は、第２断面２０７よりも大きな表面積を有する。従って図示の構造において、遊星軸１０５を通る負荷に対する剛性は、第１断面２０５の領域で、第２断面２０７の領域よりも大きい。

１０１ 遊星キャリア
１０３ 切欠
１０５ 遊星軸
１０７ カラー
２０１ 側方部
２０３ 中空シリンダ
２０５ 第１断面
２０７ 第２断面

Claims (7)

1. 遊星キャリア（１０１）であって、少なくとも１つの、第１切欠（１０３）および第２切欠を備え、前記第１切欠（１０３）および前記第２切欠は遊星軸（１０５）を受容する遊星キャリア（１０１）において、
   径方向に走る前記遊星キャリア（１０１）の第１断面（２０５）は、径方向に走る前記遊星キャリア（１０１）の第２断面（２０７）より大きな表面積を有し、
   前記第１切欠（１０３）は、前記第１断面（２０５）および前記第２断面（２０７）を通って走り、および
   前記第１断面（２０５）は前記第２断面（２０７）よりも、前記第２切欠に向かって、より近接して配置されることを特徴とする遊星キャリア（１０１）。
2. 前記第１断面（２０５）は、前記第１切欠（１０３）の第１円形孔と共有する面に位置することを特徴とする、請求項１に記載の遊星キャリア（１０１）。
3. 少なくとも１つの側方部（２０１）を備え、
   該側方部（２０１）は前記第１切欠（１０３）を備え、および
   前記第１断面（２０５）は、少なくとも部分的に前記側方部（２０１）を通って走ることを特徴とする、請求項１または２に記載の遊星キャリア（１０１）。
4. 前記第２断面（２０７）は、円環形状であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の遊星キャリア（１０１）。
5. 径方向に走る前記遊星キャリア（１０１）の各第３断面は、円環形状であり、および／または少なくとも部分的に前記側方部（２０１）を通って走り、前記第１切欠（１０３）は、前記第３断面を通って走ることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の遊星キャリア（１０１）。
6. 径方向に走る前記遊星キャリア（１０１）の各第３断面は、表面積が同一であることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の遊星キャリア（１０１）。
7. 前記第１切欠（１０３）の少なくとも１部分は、少なくとも一方の側で開放する中空シリンダ形状を有することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の遊星キャリア（１０１）。

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