WO2013106879A1 - Wind turbine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a wind turbine with a rotor and a generator, wherein between the rotor and the generator, a planetary gear is arranged, which is in operative connection with the rotor and the generator, wherein the planetary gear has a plurality of planet gears, a plurality of bolts, and a planet carrier, wherein in each case a planet gear is mounted on a respective bolt, wherein the bolt is fixed to the planet carrier.
- Planetary gear for wind turbines for generating electrical power as they are known for example from DE 102 60 132 AI, are used to translate the relatively low speed of the rotor of the wind turbine into a higher speed of the generator rotor.
- the planetary gear is formed in several parts and one -in the radial direction - outer part and at least one inner part, wherein the at least one inner part rests against the bolt and at least a portion of its surface has a sliding layer.
- the at least one inner part is connected to the outer part. There are thus relative movements of the sliding bearing in relation to avoided the outer part of the planet, whereby peak loads due to tilting moments and thus the possible destruction of the sliding bearings can be better avoided. It may be provided that the connection of the at least one inner part is formed with the outer part via a connecting element having its largest dimension in the axial direction. It is thus achievable a further reduction of local peak loads of the plain bearings, since thus by introducing the torque forces via the connecting element exclusively in the axial direction of the Walkt cement the sliding bearings can at least largely be excluded, since this arises only between relatively moving radial surfaces, caused by the combination of elastic deformation and circumferential force application.
- the at least one inner part is connected to the outer part via a screw connection, that is, the connecting elements in the form of a
- Screw formed as a releasable connection can be made available, which can be easily solved in case of repair.
- the screw connection can also be designed as a predetermined breaking point in case of overload.
- the at least one inner part is positively connected to the outer part in addition to or in addition to the above-mentioned connection method. It is thus a better power transmission achievable.
- the positive-locking element can also be used as an installation aid for the inner part on the outer part, in that the correct positioning is predetermined via the positive-locking element. This is particularly in terms of split bearings, so for example Gleitlager Halb shells or plain bearing segments advantage.
- the outer part has a web pointing inwards in the radial direction on the pin, against which the at least one inner part rests. It is thus a larger-scale power transmission in the axial direction from the outer part to the inner part and vice versa allows, which can be achieved as a result also due to the improved power flow, a longer life of storage.
- the inner part has a radially outwardly facing web, with which rests the at least one inner part of the outer part. The web projecting in the radial direction makes it possible to form the connection point further away from the bearing surface, thereby improving its accessibility.
- the contact surface between the outer part and the inner part can be improved or the processing of these parts of the planet gear to form these contact surfaces can be simplified via the web. It is also possible that in order to improve the connection of the outer part with the at least one inner part, at least one of the contact surfaces in the region of the connection is roughened and / or provided with a friction-increasing coating. This creates an additional connection as a result of additional "clawing" of the components of the planetary gear, as a result of which higher forces can be transmitted via the connection point.
- the at least one inner part is formed as a socket, since thus the integration of the plain bearing in the planetary gear can be made simpler by fewer joints compared to half shells or segments are required.
- the outer part has a further radially inwardly pointing to the pin web, which is at least partially disposed between two inner parts. It is thus also a further improvement of the connection with between the at least one inner part and the outer part achieved by an additional contact surface for the internal parts is provided. In addition, this further web can act as centering for the two inner parts, which are arranged one behind the other in the axial direction.
- Fig. 1 shows a gear in the form of a planetary gear cut in side view
- 2 shows a detail of a planetary gear in cross section.
- Fig. 3 shows a detail of a planetary gear of a variant in cross section
- Fig. 4 shows a detail of a planetary gear of a further embodiment in the
- Fig. 1 shows a transmission in the form of a simple planetary gear 1 for a wind turbine cut in side view.
- wind turbines comprise a tower at whose upper end a nacelle is arranged, in which the rotor is mounted with the rotor blades.
- This rotor is via the planetary gear 1 with a generator, which is also located in the nacelle, effect-related, being translated via the planetary gear 1, the low speed of the rotor in a higher rotational speed of the generator rotor. Since such embodiments of wind turbines belong to the prior art, reference should be made at this point to the relevant literature.
- the planetary gear 1 has a sun gear 2, which is rotatably connected to a shaft 3, which leads to the generator rotor.
- the sun gear 2 is surrounded by a plurality of planetary gears 4, for example two, preferably three or four.
- Both the sun gear 2 and the planet wheels 4 have serrations 5, 6, which mesh with each other in meshing engagement. stand, said spur gears 5, 6 are indicated in Fig. 1 with a cross.
- the planetary gears 4 are respectively mounted on plain bearings 7 on an axis formed by a planetary pin 8, the so-called planetary axis.
- These planet pins 8 can either be integrally formed with at least part of a planetary carrier 9 or they are used as separate components in holes of the planet carrier 9.
- a ring gear 10 is arranged, which also on an inner surface at least partially a toothing 11, which is in meshing engagement with the face gear 6 of the planet gears 4.
- the ring gear 10 is rotatably connected to a rotor shaft 12 of the rotor of the wind turbine.
- the serrations 5, 6 and the teeth 11 may be designed as a straight toothing or helical toothing.
- Fig. 2 shows a first Au s exchanges variant of the planetary gear 4 according to the invention.
- the planetary wheel 4 comprises or comprises an outer part 13 and at least one inner part 14, the planetary gear 4 having two inner parts 14 in a representational representation.
- the outer part 13 of the planetary gear 4 is that component which is arranged in the radial direction of the planetary gear 4 outside, ie above, of the at least one inner part 14 and which carries the spur gear 6. Accordingly, the inner part 14 of the planetary gear 4 is understood to mean that component which is arranged in the radial direction within, ie below, the outer part 13, but a region of the outer part 13 can extend in the radial direction as far as the height of the inner part 14 this will be explained below.
- the planetary gear 4 rests against the planetary pin 8 via the at least one inner part 14.
- the outer part 13 has no contact with the planet pin 8.
- the two inner parts 14 are arranged one behind the other in the axial direction of the planetary gear 4 and preferably at an axial distance from one another.
- the inner part 14 is formed separately from the outer part 13, that is not integrally formed therewith.
- the at least one inner part 14 has a sliding coating 16 on at least one surface 15.
- the surface 15 points in the direction of the planetary pin 8, so that therefore the planetary gear 4 rests on this slide coating 16 on the planetary pin 8.
- the start slide 18 may for example consist of steel.
- the sliding coatings 16 on several surfaces of the inner part 14 may be different from each other, for example with regard to the composition of the coating and / or in the structure of different layers. It may therefore be the sliding coating 16 on the surface 15 to that on the end face 17 differently formed.
- a design is used in which all sliding coatings 16 of the planetary gear 4 are the same.
- the sliding coating 16 consists in the simplest case of a sliding layer. This sliding layer forms a running surface 19 for the planetary bolt 8.
- intermediate layers are arranged between the sliding layer and the surface 15 of the inner part 14, for example a bearing metal layer and / or at least one bonding layer and / or one diffusion barrier layer.
- bearing metal layers are: bearing metals based on aluminum, in particular:
- Tin-based bearing metals in particular:
- bearing metals other than the bearing metals based on nickel, silver, iron or chromium alloys.
- a bonding layer or a diffusion barrier layer can be formed, for example, by an aluminum layer, tin layer, copper layer, nickel layer, silver layer or their alloys, in particular binary alloys.
- the sliding layer is preferably made of a material selected from a group comprising alloys based on Al, AlZn, Aisi, AlSnSi, CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn, CuBi, Bi, Ag, AlBi base, bonded coatings.
- Examples of preferred alloys for the sliding layer are AlSn20Cu, AlZn4Si3, AlZnSi4.5.
- polytetrafluoroethylene fluorine-containing resins, such as, for example, perfluoroalkoxy copolymers, polyfluoroalkoxy-polytetrafluoroethylene, can be used as bonded coatings.
- Copolymers ethylene-tetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene copolymers, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, alternating copolymers, random copolymers such as perfluoroethylene propylene, polyester imides, bismaleimides, polyimide resins such as carborane imides, aromatic polyimide resins, hydrogen-free polyimide resins, polyvinyl triazo-pyromellithimides, polyamideimides, in particular aromatic, polyaryletherimides, optionally modified with isocyanates, polyetherimides, optionally modified with isocyanates, epoxy resins, epoxy resin esters, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66, polyoxymethylenes, silicones, polyaryl ethers, polyaryl ketones, polyaryl ether ketones, polyarylether ether ketones , Polyether ether ketones, polyether ketones, polyvinylidene
- a lubricating varnish which in the dry state consists of 40% by weight to 45% by weight of M0S 2 , 20% by weight to 25% by weight of graphite and 30% by weight to 40% by weight of polyamideimide, optionally also hard particles, such as oxides, nitrides or carbides, in the bonded coating in a proportion of a total of 20 wt .-% may be included, which replace a proportion of solid lubricants.
- an inlet layer for example, from the lubricating varnish, is arranged.
- a hard layer is additionally applied to the overlay layer, for example a so-called DLC layer, for example SiC or C.
- the slide coating 16 or the layers of the slide coating 16 can be deposited by methods known from the prior art be, for example by means of a PVD method, in particular by means of sputtering, or by means of a CVD method, or galvanically or by centrifugal casting or by flame spraying.
- the inner part 14 is preferably connected to the outer part 13.
- at least one connecting element 20 is used which has its largest dimension in the axial direction.
- the at least one connecting element 20 may be, for example, a rivet.
- the connecting element 20 by a threaded formed from the - viewed in the axial direction - outside through the inner part 14 bis into the outer part 13 protrudes.
- this connecting element 20 is arranged so that it does not project beyond this in the axial direction of the planetary gear 4.
- a head of the connecting means 20 is sunk in the inner part.
- the screw can be a simple threaded screw. But it is also possible to use threaded screws with a self-locking thread or a screw with a multi-start thread.
- the outer part 13 may have a pointing in the radial direction inwardly on the planet shaft 8 web 21, on which the at least one inner part 14 is present. Preferably, this web 21 is formed so that it is partially placed in the radial direction over the inner part 14.
- a contact surface 23 of the inner part 14 and a voltage applied to this contact surface 24 of the outer part 13 are at least approximately vertically or vertically oriented, as shown in FIG. 2 can be seen.
- the contact surface 23 of the inner part 14 and / or the abutment surface 24 of the outer part 13 is roughened at least partially or are and / or at least partially provided with a friction-enhancing coating or are.
- a friction-enhancing coating for example, an adhesive layer or resin layer, e.g. from a phenolic or acrylic resin, in which hard particles, such as oxides, nitrides or carbides of transition metals, or corundum, etc., are embedded, these hard particles preferably projecting beyond the coating surface, so that they are in the respective imprint other contact surface 23 or 24 when connecting the inner part 14 with the outer part 13.
- the inner part 14 is preferably designed as a bushing, thus extending over the entire circumference of the planetary pin 8 without interruption.
- the inner part 14 may, however, in principle also be designed in the form of a half-shell or a segment, in which case in FIG Circumferentially several internal parts 14 are arranged one behind the other and preferably without spacing.
- FIG. 3 shows a further embodiment of the planetary gear 4, which may be independent of itself, again using the same reference numerals or component designations as in the preceding FIGS. 1 and 2 for identical parts. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding Figs. 1 and 2 or reference.
- Fig. 3 shows a section of the planetary gear 4 in cross section. This again comprises the outer part 13 and at least one inner part 14, which has the sliding coating 16.
- connection of the two components of the planetary gear 4 takes place in this embodiment via a form-locking element 25, which is arranged on the inner part 14, in particular on the web 22 of the inner part 14, and projects beyond the contact surface 23 of the inner part 14.
- the outer part 13, in particular the web 21 of the outer part 13, has for this purpose a corresponding recess 26 into which the positive-locking element 25 protrudes.
- the cross section of the recess 26 is adapted to the cross section of the positive-locking element 25 in terms of its size, i. that the two cross sections are approximately the same size, wherein the cross section of the recess 26 is slightly larger than the cross section of the positive-locking element 25 (each viewed in the same direction).
- the positive-locking element 25 can have any desired shape, wherein also shapes with at least one undercut are possible.
- the mold closing element may be formed in the shape of a knob or a bar.
- the form-fitting element is formed extending in the direction of the circumference of the inner part 14 with its longitudinal extent.
- a cross-sectional area may be designed to taper or widen.
- dashed lines in Fig. 3 there is the possibility that the positive connection is used not only alternatively but also in addition to the connection with the connecting element 20 in the planetary gear 4.
- a positive locking element 25 can be arranged, but a plurality of discrete positive locking elements 25 may be formed distributed over the contact surface 23 of the inner part 14 and / or the contact surface 14 of the outer part 13. There is also the possibility that the inner part 14 by fracture separation from the outer part
- breaking point can also act as a positive connection element 25.
- FIG. 4 shows a further embodiment of the planetary gear 4, which is possibly independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS.
- the planetary gear 4 has only a single inner part 14 which extends over the entire width of the planetary gear 4 in the axial direction, that is not only over a portion of this width as shown in Figs. 2 and 3, although such a design is also possible, ie that only a single inner part 14 is connected to the outer part 13, with the inner part 14 extending over only a partial region of the width of the planetary gear 4.
- the outer part 13 on the web 21 is also in this embodiment, the outer part 13 on the web 21.
- the inner part 13 is also in this embodiment, the outer part 13 on the web 21.
- the outer part 13 has a further radially inwardly pointing on the pin web (not shown in the figures), which is at least partially arranged between two in the axial direction one behind the other arranged inner parts 14.
- 16 channel-shaped recesses may be provided for guiding a lubricant in the sliding coating 16 or in at least one layer of the sliding coating.
- the slip coating 16 can be operated purely hydrodynamically without hydrostatic support. There are therefore no oil pumps or the like for the lubricating oil supply and to maintain a hydrostatic pressure required. The oil is supplied in this purely hydrodynamic solution on the unloaded bearing side and pulled by the rotational movement of the planetary gear 4 in the camp.
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Description
Windkraftanlage Wind turbine
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einem Rotor und einem Generator, wobei zwischen dem Rotor und dem Generator ein Planetengetriebe angeordnet ist, das in Wirkverbindung mit dem Rotor und dem Generator steht, wobei das Planetengetriebe mehrere Planetenräder, mehrere Bolzen, und einen Planetenträger aufweist, wobei jeweils ein Planetenrad auf jeweils einem Bolzen gelagert ist, wobei der Bolzen an dem Planetenträger befestigt ist. Planetengetriebe für Windkraftanlagen zur Erzeugung von elektrischem Strom, wie sie zum Beispiel aus der DE 102 60 132 AI bekannt sind, werden dazu verwendet, um die relativ geringe Drehzahl des Rotors der Windkraftanlage in eine höhere Drehzahl des Generatorrotors zu übersetzten. Üblicherweise werden in derartigen Planetengetrieben, wie dies ebenfalls in der DE 102 60 132 AI beschrieben ist, Wälzlager als Lagerelemente für die Planetenräder verwendet. Der Stand der Technik beschreibt aber auch Gleitlager als Lagerelemente, beispielsweise die EP 1 544 504 A2 oder die AT 509 624 AI. The invention relates to a wind turbine with a rotor and a generator, wherein between the rotor and the generator, a planetary gear is arranged, which is in operative connection with the rotor and the generator, wherein the planetary gear has a plurality of planet gears, a plurality of bolts, and a planet carrier, wherein in each case a planet gear is mounted on a respective bolt, wherein the bolt is fixed to the planet carrier. Planetary gear for wind turbines for generating electrical power, as they are known for example from DE 102 60 132 AI, are used to translate the relatively low speed of the rotor of the wind turbine into a higher speed of the generator rotor. Usually, in such planetary gears, as also described in DE 102 60 132 AI, rolling bearings used as bearing elements for the planetary gears. However, the prior art also describes slide bearings as bearing elements, for example EP 1 544 504 A2 or AT 509 624 A1.
Die hohe elastische Deformation der Planetenträger eins Windgetriebes, insbesondere im Multi-Megawatt-Leistungsbereich, führt im Zusammenspiel mit einem umlaufenden An- griffspunkt zu einem so genannten Außenringwandern von Wälzlagern. Selbst durch eine sehr hohe Überdeckung des Außenrings mit dem Innendurchmesser des Planetenrades lässt sich diese Relativbewegung nicht vermeiden und wird häufig durch den Verzicht des Außenrings und der Ausführung der Planetenbohrung als Wälzkörperlauffläche gelöst. In der Ausführung mit Gleitlagern ist eine derartige Lösung praktisch nicht möglich, zumindest aber nicht praktikabel. Diese hinsichtlich Wälzlageranordnung naheliegende Lösung des Problems würde nämlich eine Direktbeschichtung der Planetenbohrung bedeuten. In der Praxis scheitert dies an der notwendigen Wärmebehandlung zur Härtung der Planetenräder, weshalb alle bekannten metallischen und synthetischen Lagerwerkstoffe ausscheiden. Weiter ist durch die große Wandstärke der Planetenräder ein Ausguss der Planetenbohrung im Rotationsverfahren mit metallischen Werkstoffen sehr problematisch. Nicht zuletzt stellt die Direktbeschichtung auch ein logistisches Problem dar, da die Planetenräder eines Windkraftanlagengetriebes üblicherweise mehrere hundert Kilogramm je Planetenrad aufweisen. In der AT 509 624 AI wird beschrieben, dass eine radiale Verschiebbarkeit der Mehrschichtgleitlager möglich ist, sodass auch Kantenträger ausgebildet werden können. Dies wird durch eine harte Gleitschicht und gegebenenfalls eine Einlauf Schicht ausgeglichen bzw. abgefangen. Es ist die Aufgabe vorliegender Erfindung, die Gleitlagerung in einem mit Gleitlagern ausgerüsteten Planetengetriebe einer Windkraftanlage zu verbessern. The high elastic deformation of the planet carrier of a wind gear, in particular in the multi-megawatt power range, leads in conjunction with a circumferential attack point to a so-called outer ring migration of rolling bearings. Even by a very high coverage of the outer ring with the inner diameter of the planetary gear, this relative movement can not be avoided and is often solved by the waiver of the outer ring and the execution of the planet bore as Wälzkörperlauffläche. In the embodiment with plain bearings such a solution is not practically possible, but at least not practicable. This solution to the problem, which is obvious with respect to the rolling bearing arrangement, would mean direct coating of the planetary bore. In practice, this fails because of the necessary heat treatment for hardening the planet gears, which is why all known metallic and synthetic bearing materials are eliminated. Furthermore, due to the large wall thickness of the planet gears, a spout of the planetary bore in the rotational process with metallic materials is very problematic. Not least, the direct coating is also a logistical problem, since the planetary gears of a wind turbine transmission usually have several hundred kilograms per planetary gear. In AT 509 624 A1 it is described that a radial displaceability of the multilayer plain bearings is possible, so that edge beams can also be formed. This is compensated or intercepted by a hard sliding layer and possibly an inlet layer. It is the object of the present invention to improve the sliding bearing in a equipped with plain bearings planetary gear of a wind turbine.
Diese Aufgabe der Erfindung wird bei der eingangs genannten Windkraftanlage dadurch gelöst, dass das Planetenrad mehrteilig ausgebildet ist und einen -in radialer Richtung betrachtet - Außenteil sowie zumindest einen Innenteil aufweist, wobei der zumindest eine Innenteil an dem Bolzen anliegt und an zumindest einem Bereich seiner Oberfläche ein Gleitschicht aufweist. This object of the invention is achieved in the wind turbine mentioned above in that the planetary gear is formed in several parts and one -in the radial direction - outer part and at least one inner part, wherein the at least one inner part rests against the bolt and at least a portion of its surface has a sliding layer.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Folgenden hinsichtlich des Planetenrades die Einzahl ver- wendet wird. Es versteht sich aber von selbst, dass die Erfindung auf sämtliche Planetenräder eines derartigen Planetengetriebes anwendbar ist und in der bevorzugten Ausführung sämtliche Planetenräder erfindungsgemäß ausgebildet sind. It should be noted that the singular is used below with regard to the planetary gear. It goes without saying, however, that the invention is applicable to all planet wheels of such a planetary gear and in the preferred embodiment, all planetary gears are formed according to the invention.
Mit einer derartigen Aufteilung des Planetenrades auf mehrere Bauteile wird erreicht, dass auf zusätzliche Gleitlager verzichtet werden kann, da das Planetenrad selbst die Aufgabe der Gleitlagerung übernehmen kann. Zudem wird damit eine Gewichtsreduktion erreicht. Von Vorteil ist dabei weiter, dass der Innenteil des Planetenrades gegebenenfalls ausgetauscht oder neu beschichtet werden kann, ohne dass das gesamte Planetenrad an sich einer aufwändigen Manipulation unterzogen werden muss. Es ist damit auch möglich, bei einer hydrodynami- sehen Gleitlagerung die Beschichtung relativ dünnwandig auszuführen, wodurch ebenfalls eine Gewichtsreduktion möglich ist. Durch die Summe der Gewichtsreduktionen ist eine geringere mechanische Belastung der Lagerung der Planetenräder realisierbar, wodurch die Gleitlager trotz hydrodynamischer Betriebsweise eine längere Standzeit aufweisen können. Zudem können lokale Spitzenlasten reduziert werden, da das Innenteil völlig unabhängig vom Außenteil hinsichtlich bewusster Elastizität konstruktiv frei gestaltetet werden kann. With such a distribution of the planetary gear on several components is achieved that can be dispensed with additional plain bearings, since the planet itself can take over the task of sliding bearing. In addition, a weight reduction is achieved. The advantage here is further that the inner part of the planetary gear can optionally be replaced or re-coated without the entire planet has to be subjected to an elaborate manipulation itself. It is thus also possible to perform the coating relatively thin-walled in a hydrodynamic plain bearing, whereby a weight reduction is also possible. Due to the sum of the weight reductions, a lower mechanical load of the bearing of the planet gears can be realized, as a result of which the plain bearings can have a longer service life despite hydrodynamic operation. In addition, local peak loads can be reduced because the inner part completely independent of the outer part in terms of conscious elasticity can be designed freely designed.
Nach einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das zumindest eine Innenteil mit dem Außenteil verbunden ist. Es werden damit Relativbewegungen der Gleitlagerung in Bezug auf den Außenteil des Planetenrades vermieden, wodurch Spitzenbelastungen infolge von Kippmomenten und damit auch die mögliche Zerstörung der Gleitlagerungen besser vermieden werden können. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Verbindung des zumindest einen Innenteils mit dem Außenteil über ein Verbindungselement ausgebildet ist, das seine größte Abmessung axialer Richtung aufweist. Es ist damit eine weitere Reduktion von lokalen Spitzenbelastungen der Gleitlager erreichbar, da damit durch die Einleitung der Drehmomentkräfte über das Verbindungselement ausschließlich in axialer Richtung der Walkeffekt der Gleitlagerungen zumin- dest großteils ausgeschlossen werden kann, da dieser nur zwischen sich relativ bewegenden radialen Flächen entsteht, hervorgerufen durch die Kombination aus elastischer Verformung und umlaufender Krafteinleitung. According to an embodiment, it is provided that the at least one inner part is connected to the outer part. There are thus relative movements of the sliding bearing in relation to avoided the outer part of the planet, whereby peak loads due to tilting moments and thus the possible destruction of the sliding bearings can be better avoided. It may be provided that the connection of the at least one inner part is formed with the outer part via a connecting element having its largest dimension in the axial direction. It is thus achievable a further reduction of local peak loads of the plain bearings, since thus by introducing the torque forces via the connecting element exclusively in the axial direction of the Walkteffekt the sliding bearings can at least largely be excluded, since this arises only between relatively moving radial surfaces, caused by the combination of elastic deformation and circumferential force application.
In der bevorzugten Ausführungsvariante ist das zumindest eine Innenteil mit dem Außenteil über eine Schraub Verbindung verbunden, also das Verbindungselemente in Form einerIn the preferred embodiment, the at least one inner part is connected to the outer part via a screw connection, that is, the connecting elements in the form of a
Schraube ausgebildet, da damit eine lösbare Verbindung zur Verfügung gestellt werden kann, die im Reparaturfall einfach gelöst werden kann. Zudem kann die Schraub Verbindung auch als Sollbruchstelle bei Überbelastung ausgebildet werden. Nach einer anderen Au sführungs Variante kann vorgesehen werden, dass das zumindest eine Innenteil mit dem Außenteil zusätzlich oder alternativ zur voranstehender Verbindungsmethode formschlüssig verbunden ist. Es ist damit eine bessere Kraftübertragung erzielbar. Darüber hinaus kann das Formschlusselement auch als Einbauhilfe des Innenteils an dem Außenteil verwendet werden, indem über das Formschlusselement die richtige Positionierung vor- gegeben wird. Dies ist insbesondere in Hinblick auf geteilte Lagerschalen, also beispielsweis Gleitlagerhalb schalen oder Gleitlagersegmente, von Vorteil. Screw formed as a releasable connection can be made available, which can be easily solved in case of repair. In addition, the screw connection can also be designed as a predetermined breaking point in case of overload. According to another embodiment, it can be provided that the at least one inner part is positively connected to the outer part in addition to or in addition to the above-mentioned connection method. It is thus a better power transmission achievable. In addition, the positive-locking element can also be used as an installation aid for the inner part on the outer part, in that the correct positioning is predetermined via the positive-locking element. This is particularly in terms of split bearings, so for example Gleitlagerhalb shells or plain bearing segments advantage.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Außenteil einen in radialer Richtung nach innen auf den Bolzen weisenden Steg aufweist, an dem der zumindest eine Innenteil anliegt. Es wird damit eine großflächigere Kraftübertragung in axialer Richtung vom Außenteil auf den Innenteil und umgekehrt ermöglicht, wodurch in der Folge ebenfalls infolge des verbesserten Kraftflusses eine höhere Lebensdauer der Lagerung erreicht werden kann. Zur einfacheren Anordnung des Verbindungselementes, insbesondere zur Ausbildung der Schraub Verbindung kann vorgesehen werden, dass das Innenteil einen in radialer Richtung nach außen weisenden Steg aufweist, mit dem das zumindest eine Innenteil an dem Außenteil anliegt. Durch den in radialer Richtung vorragenden Steg ist es möglich, die Verbindungsstel- le weiter entfernt von der Lagerfläche auszubilden, wodurch deren Zugänglichkeit verbessert wird. Darüber hinaus kann aber über den Steg die Anlagefläche zwischen dem Außenteil und dem Innenteil verbessert werden bzw. die Bearbeitung dieser Teile des Planetenrades zur Ausbildung dieser Anlageflächen vereinfacht werden. Es ist weiter möglich, dass zur Verbesserung der Verbindung des Außenteils mit dem zumindest einen Innenteil zumindest eine der Anlageflächen im Bereich der Verbindung aufgeraut ist und/oder mit einer reibungserhöhenden Beschichtung versehen sind. Es wird damit eine zusätzliche Verbindung infolge einer zusätzlichen„Verkrallung" der Bauteile des Planetenrades geschaffen, wodurch höhere Kräfte über die Verbindungsstelle übertragen werden kön- nen. According to a further embodiment, it is provided that the outer part has a web pointing inwards in the radial direction on the pin, against which the at least one inner part rests. It is thus a larger-scale power transmission in the axial direction from the outer part to the inner part and vice versa allows, which can be achieved as a result also due to the improved power flow, a longer life of storage. For a simpler arrangement of the connecting element, in particular for the formation of the screw connection can be provided that the inner part has a radially outwardly facing web, with which rests the at least one inner part of the outer part. The web projecting in the radial direction makes it possible to form the connection point further away from the bearing surface, thereby improving its accessibility. In addition, however, the contact surface between the outer part and the inner part can be improved or the processing of these parts of the planet gear to form these contact surfaces can be simplified via the web. It is also possible that in order to improve the connection of the outer part with the at least one inner part, at least one of the contact surfaces in the region of the connection is roughened and / or provided with a friction-increasing coating. This creates an additional connection as a result of additional "clawing" of the components of the planetary gear, as a result of which higher forces can be transmitted via the connection point.
In der bevorzugten Ausführungsvariante ist das zumindest eine Innenteil als Buchse ausgebildet, da damit die Einbindung der Gleitlagerung in das Planetenrad einfacher ausgeführt werden kann, indem weniger Verbindungsstellen im Vergleich zu Halbschalen oder Segmenten erforderlich sind. In the preferred embodiment, the at least one inner part is formed as a socket, since thus the integration of the plain bearing in the planetary gear can be made simpler by fewer joints compared to half shells or segments are required.
Es ist auch möglich, dass das Außenteil einen weiteren radial nach innen auf den Bolzen weisenden Steg aufweist, der zumindest teilweise zwischen zwei Innenteilen angeordnet ist. Es ist damit ebenfalls eine weitere Verbesserung der Verbindung mit zwischen dem zumindest einen Innenteil und dem Außenteil erzielbar, indem eine zusätzliche Anlagefläche für die Innenteile zur Verfügung gestellt wird. Zudem kann dieser weitere Steg als Zentrierung für die beiden Innenteile, die in axialer Richtung hintereinander angeordnet werden, wirken. It is also possible that the outer part has a further radially inwardly pointing to the pin web, which is at least partially disposed between two inner parts. It is thus also a further improvement of the connection with between the at least one inner part and the outer part achieved by an additional contact surface for the internal parts is provided. In addition, this further web can act as centering for the two inner parts, which are arranged one behind the other in the axial direction.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung: Fig. 1 ein Getriebe in Form eines Planetengetriebes in Seitenansicht geschnitten; Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Planetenrad im Querschnitt; Each shows in a schematically simplified representation: Fig. 1 shows a gear in the form of a planetary gear cut in side view; 2 shows a detail of a planetary gear in cross section.
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Planetenrad einer Ausführungsvariante im Querschnitt Fig. 3 shows a detail of a planetary gear of a variant in cross section
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Planetenrad einer weiteren Ausführungsvariante im Fig. 4 shows a detail of a planetary gear of a further embodiment in the
Querschnitt. Cross-section.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position.
Fig. 1 zeigt ein Getriebe in Form eines einfachen Planetengetriebes 1 für eine Windkraftanlage in Seitenansicht geschnitten. Fig. 1 shows a transmission in the form of a simple planetary gear 1 for a wind turbine cut in side view.
Bekanntlich umfassen Windkraftanlagen einen Turm an dessen oberen Ende eine Gondel angeordnet ist, in der der Rotor mit den Rotorblättern gelagert ist. Dieser Rotor ist über das Planetengetriebe 1 mit einem Generator, der sich ebenfalls in der Gondel befindet, wirkungsver- bunden, wobei über das Planetengetriebe 1 die niedrige Drehzahl des Rotors in eine höhere Drehzahl des Generatorrotors übersetzt wird. Da derartige Ausführungen von Windkraftanlagen zum Stand der Technik gehören, sei an dieser Stelle an die einschlägige Literatur hierzu verwiesen. As is known, wind turbines comprise a tower at whose upper end a nacelle is arranged, in which the rotor is mounted with the rotor blades. This rotor is via the planetary gear 1 with a generator, which is also located in the nacelle, effect-related, being translated via the planetary gear 1, the low speed of the rotor in a higher rotational speed of the generator rotor. Since such embodiments of wind turbines belong to the prior art, reference should be made at this point to the relevant literature.
Das Planetengetriebe 1 weist ein Sonnenrad 2 auf, das mit einer Welle 3, die zum Generatorrotor führt, drehfest verbunden ist. Das Sonnenrad 2 ist von mehreren Planetenrädern 4, beispielsweise zwei, vorzugsweise drei oder vier, umgeben. Sowohl das Sonnenrad 2 als auch die Planetenräder 4 weisen Stirnverzahnungen 5, 6 auf, die in kämmenden Eingriff miteinan- der stehen, wobei diese Stirnverzahnungen 5, 6 in Fig. 1 mit einem Kreuz angedeutet sind. Die Planetenräder 4 sind jeweils über Gleitlager 7 auf einer durch einen Planetenbolzen 8 gebildeten Achse, der so genannten Planetenachse gelagert. Diese Planetenbolzen 8 können entweder einstückig mit zumindest einem Teil eines Planetenträgers 9 ausgebildet sein oder sie sind als gesonderte Bauteile in Bohrungen des Planetenträgers 9 eingesetzt. Über den Planetenrädern 4 ist ein Hohlrad 10 angeordnet, das an einer inneren Oberfläche ebenfalls zumindest teilweise eine Verzahnung 11 aufweist, die in kämmenden Eingriff mit der Stirnverzahnung 6 der Planetenräder 4 steht. Das Hohlrad 10 ist drehfest mit einer Rotorwelle 12 des Rotors der Windkraftanlage verbunden. Die Stirnverzahnungen 5, 6 bzw. die Verzahnung 11 können als Geradverzahnung oder Schrägverzahnung ausgeführt sein. The planetary gear 1 has a sun gear 2, which is rotatably connected to a shaft 3, which leads to the generator rotor. The sun gear 2 is surrounded by a plurality of planetary gears 4, for example two, preferably three or four. Both the sun gear 2 and the planet wheels 4 have serrations 5, 6, which mesh with each other in meshing engagement. stand, said spur gears 5, 6 are indicated in Fig. 1 with a cross. The planetary gears 4 are respectively mounted on plain bearings 7 on an axis formed by a planetary pin 8, the so-called planetary axis. These planet pins 8 can either be integrally formed with at least part of a planetary carrier 9 or they are used as separate components in holes of the planet carrier 9. About the planetary gears 4, a ring gear 10 is arranged, which also on an inner surface at least partially a toothing 11, which is in meshing engagement with the face gear 6 of the planet gears 4. The ring gear 10 is rotatably connected to a rotor shaft 12 of the rotor of the wind turbine. The serrations 5, 6 and the teeth 11 may be designed as a straight toothing or helical toothing.
Da derartige Planetengetriebe ebenfalls bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise aus den voranstehend zitierten Dokumenten zum Stand der Technik, erübrigt sich eine weitere Erörterung an dieser Stelle. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass nicht nur ein- stufige Ausführungen von Planetengetrieben im Rahmen der Erfindung möglich sind, sondern auch mehrstufige, beispielsweise zwei- oder dreistufige, wozu in zumindest einem Planeten weitere Stirnradstufen integriert sein können. Since such planetary gears are also already known from the prior art, for example from the above cited prior art documents, there is no need for further discussion at this point. It should be noted, however, that not only single-stage designs of planetary gears within the scope of the invention are possible, but also multi-stage, for example, two or three stages, which can be integrated into at least one planet further spur gears.
Fig. 2 zeigt eine erste Au sführungs Variante des Planetenrades 4 nach der Erfindung. Das Pla- netenrad 4 besteht bzw. umfasst ein Außenteil 13 sowie zumindest ein Innenteil 14, wobei in gegenständlicher Darstellung das Planentenrad 4 zwei Innenteile 14 aufweist. Fig. 2 shows a first Au sführungs variant of the planetary gear 4 according to the invention. The planetary wheel 4 comprises or comprises an outer part 13 and at least one inner part 14, the planetary gear 4 having two inner parts 14 in a representational representation.
Das Außenteil 13 des Planetenrades 4 ist dabei jener Bauteil, der in radialer Richtung des Planetenrades 4 außen, d.h. oberhalb, des zumindest einen Innenteils 14 angeordnet ist und das die Stirnverzahnung 6 trägt. Demzufolge wird unter dem Innenteil 14 des Planetenrades 4 jener Bauteil verstanden, der in radialer Richtung innerhalb, d.h. unterhalb, des Außenteils 13 angeordnet ist, wobei sich aber ein Bereich des Außenteils 13 in radialer Richtung bis in die Höhe des Innenteils 14 erstrecken kann, wie dies nachfolgend noch erläutert wird. Das Planetenrad 4 liegt über den zumindest einen Innenteil 14 an dem Planetenbolzen 8 an. Das Außen- teil 13 hat hingegen keinen Kontakt mit dem Planetenbolzen 8. In der gegenständlichen Darstellung der Fig. 2 sind die beiden Innenteile 14 in axialer Richtung des Planetenrades 4 hintereinander und bevorzugt in axialem Abstand zueinander angeordnet. Das Innenteil 14 ist getrennt vom Außenteil 13 ausgebildet, also nicht einstückig mit diesem ausgebildet. The outer part 13 of the planetary gear 4 is that component which is arranged in the radial direction of the planetary gear 4 outside, ie above, of the at least one inner part 14 and which carries the spur gear 6. Accordingly, the inner part 14 of the planetary gear 4 is understood to mean that component which is arranged in the radial direction within, ie below, the outer part 13, but a region of the outer part 13 can extend in the radial direction as far as the height of the inner part 14 this will be explained below. The planetary gear 4 rests against the planetary pin 8 via the at least one inner part 14. On the other hand, the outer part 13 has no contact with the planet pin 8. In the representational representation of FIG. 2, the two inner parts 14 are arranged one behind the other in the axial direction of the planetary gear 4 and preferably at an axial distance from one another. The inner part 14 is formed separately from the outer part 13, that is not integrally formed therewith.
Das zumindest eine Innenteil 14 weist an zumindest einer Oberfläche 15 eine Gleitbeschichtung 16 auf. Die Oberfläche 15 weist in Richtung auf den Planetenbolzen 8, sodass also das Planentenrad 4 über diese Gleitbeschichtung 16 an dem Planentenbolzen 8 anliegt. The at least one inner part 14 has a sliding coating 16 on at least one surface 15. The surface 15 points in the direction of the planetary pin 8, so that therefore the planetary gear 4 rests on this slide coating 16 on the planetary pin 8.
Neben der Beschichtung dieser Oberfläche 15 können auch noch andere Oberflächen des Innenteils zumindest teilweise mit der Gleitbeschichtung 16 versehen sein, beispielsweise eine axial äußere Stirnfläche 17, die an einer Anlaufscheibe 18 anliegt. Die Anlaufscheibe 18 wird im bzw. vom Planetenträger gehalten. Das Innenteil 14 kann somit neben der radialen Lagerfunktion auch eine axiale Lagerfunktion erfüllen. In addition to the coating of this surface 15 also other surfaces of the inner part may be at least partially provided with the sliding coating 16, for example, an axially outer end face 17 which rests against a thrust washer 18. The thrust washer 18 is held in or by the planet carrier. The inner part 14 can thus also fulfill an axial bearing function in addition to the radial bearing function.
Die Anlauf schiebe 18 kann beispielsweise aus Stahl bestehen. Prinzipiell können die Gleitbeschichtungen 16 auf mehreren Oberflächen des Innenteils 14 zueinander unterschiedlich sein, beispielsweise in Hinblick auf die Zusammensetzung der Beschichtung und/oder im Aufbau aus unterschiedlichen Schichten. Es kann also die Gleitbeschichtung 16 auf der Oberfläche 15 zu jener auf der Stirnfläche 17 unterschiedlich ausgebildet sein. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführung verwendet, bei der sämtliche Gleitbeschich- tungen 16 des Planetenrades 4 gleich sind. The start slide 18 may for example consist of steel. In principle, the sliding coatings 16 on several surfaces of the inner part 14 may be different from each other, for example with regard to the composition of the coating and / or in the structure of different layers. It may therefore be the sliding coating 16 on the surface 15 to that on the end face 17 differently formed. Preferably, however, a design is used in which all sliding coatings 16 of the planetary gear 4 are the same.
Es sei darauf hingewiesen, dass die voranstehenden und nachfolgenden Ausführungen zu dem Innenteil 14 bei Vorhandensein von mehr als einem Innenteil 14 auf sämtliche oder mehrere Innenteile 14 übertragen werden können, wenngleich auch eine spiegelbildliche Ausbildung, wie in Fig. 2 dargestellt, möglich ist. It should be noted that the above and subsequent embodiments of the inner part 14 in the presence of more than one inner part 14 can be transferred to all or more inner parts 14, although a mirror image training, as shown in Fig. 2, is possible.
Die Gleitbeschichtung 16 besteht im einfachsten Fall aus einer Gleitschicht. Diese Gleitschicht bildet eine Lauffläche 19 für den Planetenbolzen 8. Neben dieser einschichtigen Ausführung des Gleitbeschichtung 16 besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass Zwischenschichten zwischen der Gleitschicht und der Oberfläche 15 des Innenteils 14 angeordnet sind, beispielsweise eine Lagermetallschicht und/oder zumindest eine Bindeschicht und/oder eine Diffusionssperrschicht. The sliding coating 16 consists in the simplest case of a sliding layer. This sliding layer forms a running surface 19 for the planetary bolt 8. In addition to this single-layered embodiment of the sliding coating 16, there is also the possibility within the scope of the invention that intermediate layers are arranged between the sliding layer and the surface 15 of the inner part 14, for example a bearing metal layer and / or at least one bonding layer and / or one diffusion barrier layer.
Beispiele für Lagermetallschichten sind: Lagermetalle auf Aluminiumbasis, insbesondere: Examples of bearing metal layers are: bearing metals based on aluminum, in particular:
AlSn6CuNi, AlSn20Cu, AlSi4Cd, AlCd3CuNi, AlSil lCu, AlSn6Cu, AlSn40, AlSn25CuMn, AlSil lCuMgNi; AlSn6CuNi, AlSn20Cu, AlSi4Cd, AlCd3CuNi, AlSil1Cu, AlSn6Cu, AlSn40, AlSn25CuMn, AlSil lCuMgNi;
Lagermetalle auf Kupferbasis, insbesondere: Bearing metals based on copper, in particular:
CuSnlO, CuA110Fe5Ni5, CuZn31Sil, CuPb24Sn2, CuSn8Bil0; Lagermetalle auf Zinnbasis, insbesondere: CuSn10, CuA110Fe5Ni5, CuZn31Sil, CuPb24Sn2, CuSn8Bil0; Tin-based bearing metals, in particular:
SnSb8Cu4, SnSbl2Cu6Pb. SnSb8Cu4, SnSbl2Cu6Pb.
Es können auch andere als die genannten Lagermetalle auf Basis von Nickel-, Silber-, Eisenoder Chromlegierungen verwendet werden. It is also possible to use bearing metals other than the bearing metals based on nickel, silver, iron or chromium alloys.
Eine Bindeschicht oder eine Diffusionssperrschicht kann beispielsweise durch eine Aluminiumschicht, Zinnschicht, Kupferschicht, Nickelschicht, Silbersicht oder deren Legierungen, insbesondere binäre Legierungen, gebildet werden. Die Gleitschicht besteht bevorzugt aus einem Werkstoff ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Legierungen auf AI-, AlZn-, AISi-, AlSnSi-, CuAl-, CuSn-, CuZn-, CuSnZn-, CuZnSn-, CuBi-, Bi-, Ag-, AlBi-Basis, Gleitlacke. A bonding layer or a diffusion barrier layer can be formed, for example, by an aluminum layer, tin layer, copper layer, nickel layer, silver layer or their alloys, in particular binary alloys. The sliding layer is preferably made of a material selected from a group comprising alloys based on Al, AlZn, Aisi, AlSnSi, CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn, CuBi, Bi, Ag, AlBi base, bonded coatings.
Beispiele für bevorzugte Legierungen für die Gleitschicht sind AlSn20Cu, AlZn4Si3, AlZnSi4,5. Examples of preferred alloys for the sliding layer are AlSn20Cu, AlZn4Si3, AlZnSi4.5.
Als Gleitlacke können zum Beispiel verwendet werden Polytetrafluorethylen, fluorhältige Harze, wie z.B. Perfluoralkoxy-Copolymere, Polyfluoralkoxy-Polytetrafluorethylen- Copolymere, Ethylen-tetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen, fluorierte Ethylen-Propylen Copolymere, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, alternierende Copolymere, statistische Copolymere, wie z.B. Perfluorethylenpropylen, Polyesterimide, Bismaleimide, Polyimidhar- ze, wie z.B. Carboranimide, aromatische Polyimidharze, wasserstofffreie Polyimidharze, Po- ly-triazo-Pyromellithimide, Polyamidimide, insbesondere aromatische, Polyaryletherimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, Polyetherimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten,Epoxyharze, Epoxyharzester, Phenolharze, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyoxy- methylen, Silikone, Polyarylether, Polyarylketone, Polyaryletherketone, Polyarylether- etherketone, Polyetheretherketone, Polyetherketone, Polyvinylidendiflouride, Polyethylensul- fide, Allylensulfid, Poly-triazo-Pyromellithimide, Polyesterimide, Polyarylsulfide, Polyviny- lensulfide, Polyphenylensulfide, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyarylsulfone, Polyaryloxi- de, Polyarylsulfide, sowie Copolymere daraus. For example, polytetrafluoroethylene, fluorine-containing resins, such as, for example, perfluoroalkoxy copolymers, polyfluoroalkoxy-polytetrafluoroethylene, can be used as bonded coatings. Copolymers, ethylene-tetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene copolymers, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, alternating copolymers, random copolymers such as perfluoroethylene propylene, polyester imides, bismaleimides, polyimide resins such as carborane imides, aromatic polyimide resins, hydrogen-free polyimide resins, polyvinyl triazo-pyromellithimides, polyamideimides, in particular aromatic, polyaryletherimides, optionally modified with isocyanates, polyetherimides, optionally modified with isocyanates, epoxy resins, epoxy resin esters, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66, polyoxymethylenes, silicones, polyaryl ethers, polyaryl ketones, polyaryl ether ketones, polyarylether ether ketones , Polyether ether ketones, polyether ketones, polyvinylidene diflourides, polyethylene sulfides, allylene sulfide, polytriazo-pyromellithimides, polyester imides, polyaryl sulfides, polyvinylsulfides, polyphenylene sulfides, polysulfones, polyethersulfones, polyarylsulfones, polyaryloxides, P olyarylsulfide, as well as copolymers thereof.
Bevorzugt wird ein Gleitlack der in trockenem Zustand aus 40 Gew.-% bis 45 Gew.-% M0S2, 20 Gew.-% bis 25 Gew.-% Graphit und 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% Polyamidimid besteht, wobei gegebenenfalls noch Hartpartikel, wie z.B. Oxide, Nitride oder Carbide, im dem Gleitlack in einem Anteil von in Summe maximal 20 Gew.-% enthalten sein können, die einen Anteil der Festschmierstoffe ersetzen. Es besteht weiter die Möglichkeit, dass auf der Gleitschicht eine Einlaufschicht, beispielsweise aus dem Gleitlack, angeordnet ist. Andererseits besteht die Möglichkeit, dass auf der Gleitschicht zusätzlich noch eine Hartschicht aufgetragen ist, beispielsweise eine so genannte DLC-Schicht, beispielsweise SiC, oder C. Die Gleitbeschichtung 16 bzw. die Schichten der Gleitbeschichtung 16 können mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines PVD- Verfahrens, insbesondere mittels Sputtern, oder mittels eines CVD- Verfahrens, oder galvanisch oder mittels Schleuderguss oder mittels Flammspritzen. Das Innenteil 14 ist bevorzugt mit dem Außenteil 13 verbunden. Insbesondere wird dazu zumindest ein Verbindungselement 20 verwendet, das seine größte Abmessung axialer Richtung aufweist. Das zumindest eine Verbindungselement 20 kann beispielsweise eine Niete sein. In der bevorzugten Ausführungsvariante ist das Verbindungselement 20 durch eine Gewinde- schraube gebildet, die von - in axialer Richtung betrachtet - außen durch das Innenteil 14bis in das Außenteil 13 ragt. Vorzugsweise ist dieses Verbindungselement 20 so angeordnet, dass es in axialer Richtung des Planetenrades 4 nicht über dieses vorragt. Insbesondere ist ein Kopf des Verbindungsmittels 20 im Innenteil versenkt. Preference is given to a lubricating varnish which in the dry state consists of 40% by weight to 45% by weight of M0S 2 , 20% by weight to 25% by weight of graphite and 30% by weight to 40% by weight of polyamideimide, optionally also hard particles, such as oxides, nitrides or carbides, in the bonded coating in a proportion of a total of 20 wt .-% may be included, which replace a proportion of solid lubricants. There is also the possibility that on the sliding layer an inlet layer, for example, from the lubricating varnish, is arranged. On the other hand, there is the possibility that a hard layer is additionally applied to the overlay layer, for example a so-called DLC layer, for example SiC or C. The slide coating 16 or the layers of the slide coating 16 can be deposited by methods known from the prior art be, for example by means of a PVD method, in particular by means of sputtering, or by means of a CVD method, or galvanically or by centrifugal casting or by flame spraying. The inner part 14 is preferably connected to the outer part 13. In particular, for this purpose at least one connecting element 20 is used which has its largest dimension in the axial direction. The at least one connecting element 20 may be, for example, a rivet. In the preferred embodiment, the connecting element 20 by a threaded formed from the - viewed in the axial direction - outside through the inner part 14 bis into the outer part 13 protrudes. Preferably, this connecting element 20 is arranged so that it does not project beyond this in the axial direction of the planetary gear 4. In particular, a head of the connecting means 20 is sunk in the inner part.
Die Schraube kann eine einfache Gewindeschraube sein. Es ist aber auch möglich Gewindeschrauben mit einem selbsthemmenden Gewinde zu verwenden bzw. eine Schraube mit einem mehrgängigen Gewinde. Für eine bessere Anbindung des Innenteils 14 an den Außenteil 13 kann das Außenteil 13 einen in radialer Richtung nach innen auf den Planetenbolzen 8 weisenden Steg 21 aufweisen, an dem das zumindest eine Innenteil 14 anliegt. Vorzugsweise ist dieser Steg 21 so ausgebildet, dass er teilweise in radialer Richtung über dem Innenteil 14 platziert ist. Dazu kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass das Innenteil 14 einen in ra- dialer Richtung nach außen weisenden Steg 22 aufweist, mit dem das zumindest eine Innenteil 14 an dem Außenteil 13, insbesondere an dem Steg 21 des Außenteils 13, anliegt. Eine Anlagefläche 23 des Innenteils 14 und eine an dieser anliegende Anlagefläche 24 des Außenteils 13 sind dabei zumindest annährend vertikal bzw. vertikal orientiert, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. The screw can be a simple threaded screw. But it is also possible to use threaded screws with a self-locking thread or a screw with a multi-start thread. For a better connection of the inner part 14 to the outer part 13, the outer part 13 may have a pointing in the radial direction inwardly on the planet shaft 8 web 21, on which the at least one inner part 14 is present. Preferably, this web 21 is formed so that it is partially placed in the radial direction over the inner part 14. For this purpose, according to a further embodiment variant, provision can be made for the inner part 14 to have a web 22 pointing outwards in the radial direction, with which the at least one inner part 14 rests against the outer part 13, in particular against the web 21 of the outer part 13. A contact surface 23 of the inner part 14 and a voltage applied to this contact surface 24 of the outer part 13 are at least approximately vertically or vertically oriented, as shown in FIG. 2 can be seen.
Zur Verbesserung der Verbindung kann vorgesehen sein, dass die Anlagefläche 23 des Innenteils 14 und/oder die Anlagefläche 24 des Außenteils 13 zumindest bereichsweise aufgeraut ist bzw. sind und/oder zumindest bereichsweise mit einer reibungserhöhenden Beschichtung versehen ist bzw. sind. Als reibungserhöhende Beschichtung kann beispielsweise eine Kleber- schicht oder Harzschicht, z.B. aus einem Phenol- oder Acrylatharz, verwendet werden, in der Hartpartikel, wie beispielsweise Oxide, Nitride oder Carbide von Übergangsmetallen, oder Korund, etc., eingelagert sind, wobei diese Hartpartikel bevorzugt über die Beschichtungs- oberfläche vorragen, sodass sie sich in die jeweils andere Anlagefläche 23 oder 24 beim Verbinden des Innenteils 14 mit dem Außenteil 13 einprägen. To improve the connection can be provided that the contact surface 23 of the inner part 14 and / or the abutment surface 24 of the outer part 13 is roughened at least partially or are and / or at least partially provided with a friction-enhancing coating or are. As the friction-enhancing coating, for example, an adhesive layer or resin layer, e.g. from a phenolic or acrylic resin, in which hard particles, such as oxides, nitrides or carbides of transition metals, or corundum, etc., are embedded, these hard particles preferably projecting beyond the coating surface, so that they are in the respective imprint other contact surface 23 or 24 when connecting the inner part 14 with the outer part 13.
Das Innenteil 14 ist vorzugsweise als Buchse ausgebildet, verläuft also über den gesamten Umfang des Planetenbolzens 8 ohne Unterbrechung. Das Innenteil 14 kann aber prinzipiell auch in Form einer Halbschale oder eines Segmentes ausgeführt sein, wobei in diesem Fall in Umfangsrichtung mehrere Innenteile 14 hintereinander und bevorzugt ohne Abstand zueinander angeordnet sind. The inner part 14 is preferably designed as a bushing, thus extending over the entire circumference of the planetary pin 8 without interruption. The inner part 14 may, however, in principle also be designed in the form of a half-shell or a segment, in which case in FIG Circumferentially several internal parts 14 are arranged one behind the other and preferably without spacing.
In der Fig. 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Planetenrades 4 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. lund 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des Planetenrades 4 im Querschnitt. Dieses umfasst wieder das Außenteil 13 und zumindest ein Innenteil 14, das die Gleitbeschichtung 16 aufweist. FIG. 3 shows a further embodiment of the planetary gear 4, which may be independent of itself, again using the same reference numerals or component designations as in the preceding FIGS. 1 and 2 for identical parts. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding Figs. 1 and 2 or reference. Fig. 3 shows a section of the planetary gear 4 in cross section. This again comprises the outer part 13 and at least one inner part 14, which has the sliding coating 16.
Die Verbindung der beiden Bauteile des Planetenrades 4 erfolgt bei dieser Ausführungsvariante über ein Formschlusselement 25, das an dem Innenteil 14, insbesondere an dem Steg 22 des Innenteils 14, angeordnet ist und das über die Anlagefläche 23 des Innenteils 14 vorragt.The connection of the two components of the planetary gear 4 takes place in this embodiment via a form-locking element 25, which is arranged on the inner part 14, in particular on the web 22 of the inner part 14, and projects beyond the contact surface 23 of the inner part 14.
Das Außenteil 13, insbesondere der Steg 21 des Außenteils 13, weist dazu eine entsprechende Vertiefung 26 auf, in die das Formschlusselement 25 hineinragt. Der Querschnitt der Vertiefung 26 ist dabei an den Querschnitt des Formschlusselementes 25 hinsichtlich seiner Größe angepasst, d.h. dass die beiden Querschnitte annährend gleich groß sind, wobei der Quer- schnitt der Vertiefung 26 geringfügig größer ist als der Querschnitt des Formschlusselementes 25 (jeweils in gleicher Richtung betrachtet). The outer part 13, in particular the web 21 of the outer part 13, has for this purpose a corresponding recess 26 into which the positive-locking element 25 protrudes. The cross section of the recess 26 is adapted to the cross section of the positive-locking element 25 in terms of its size, i. that the two cross sections are approximately the same size, wherein the cross section of the recess 26 is slightly larger than the cross section of the positive-locking element 25 (each viewed in the same direction).
Prinzipiell kann das Formschlusselement 25 jede beliebige Form aufweisen, wobei auch Formen mit zumindest einer Hinterschneidung möglich sind. Beispielsweise kann das Form- Schlusselement noppenförmig oder stegförmig ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Formschlusselement in Richtung des Umfangs des Innenteils 14 sich mit seiner Längserstreckung sich erstreckend ausgebildet ist. Des Weiteren kann sich eine Querschnittsfläche in Draufsicht betrachtet sich verjüngend bzw. verbreiternd ausgebildet sein. Wie in Fig. 3 strichliert angedeutet besteht die Möglichkeit, dass die formschlüssige Verbindung nicht nur alternativ sondern auch zusätzlich zur Verbindung mit dem Verbindungselement 20 im Planetenrad 4 eingesetzt wird. Selbstverständlich kann nicht nur ein Formschlusselement 25 angeordnet werden, sondern können mehrere diskrete Formschlusselemente 25 über die Anlagefläche 23 des Innenteils 14 und/oder die Anlagefläche 14 des Außenteils 13 verteilt ausgebildet sein. Es besteht weiter die Möglichkeit, dass das Innenteil 14 durch Bruchtrennung vom AußenteilIn principle, the positive-locking element 25 can have any desired shape, wherein also shapes with at least one undercut are possible. For example, the mold closing element may be formed in the shape of a knob or a bar. It is also possible that the form-fitting element is formed extending in the direction of the circumference of the inner part 14 with its longitudinal extent. Furthermore, viewed in plan view, a cross-sectional area may be designed to taper or widen. As indicated by dashed lines in Fig. 3, there is the possibility that the positive connection is used not only alternatively but also in addition to the connection with the connecting element 20 in the planetary gear 4. Of course, not only a positive locking element 25 can be arranged, but a plurality of discrete positive locking elements 25 may be formed distributed over the contact surface 23 of the inner part 14 and / or the contact surface 14 of the outer part 13. There is also the possibility that the inner part 14 by fracture separation from the outer part
13 hergestellt wird, wobei in diesem Fall die Bruchstelle ebenfalls als Formschlusselement 25 wirken kann. 13 is produced, in which case the breaking point can also act as a positive connection element 25.
In der Fig. 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Planetenrades 4 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. lund 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Mit dieser Ausführungsvariante soll verdeutlicht werden, dass es im Rahmen der Erfindung auch möglich ist, dass das Planetenrad 4 nur ein einziges Innenteil 14 aufweist, das sich über die gesamte Breite des Planetenrades 4 in axialer Richtung erstreckt, also nicht nur über einen Teilbereich dieser Breite wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, wenngleich eine derartige Ausbildung auch möglich ist, d.h. dass nur ein einziges Innenteil 14 mit dem Außenteil 13 verbun- den wird, wobei sich das Innenteil 14 nur über einen Teilbereich der Breite des Planetenrades 4 erstreckt. FIG. 4 shows a further embodiment of the planetary gear 4, which is possibly independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding Figs. 1 and 2 or reference. With this embodiment, it should be clarified that it is also possible in the context of the invention that the planetary gear 4 has only a single inner part 14 which extends over the entire width of the planetary gear 4 in the axial direction, that is not only over a portion of this width as shown in Figs. 2 and 3, although such a design is also possible, ie that only a single inner part 14 is connected to the outer part 13, with the inner part 14 extending over only a partial region of the width of the planetary gear 4.
Auch bei dieser Ausführungsvariante weist das Außenteil 13 den Steg 21 auf. Das InnenteilAlso in this embodiment, the outer part 13 on the web 21. The inner part
14 weist hingegen zwei Stege 22 auf, die so weit in axialer Richtung voneinander entfernt sind, dass der Steg 21 des Außenteils 13 zwischen diesen beiden Stegen 22 aufgenommen werden kann und bevorzugt an diesen anliegt. 14, however, has two webs 22, which are so far away from each other in the axial direction, that the web 21 of the outer part 13 between these two webs 22 can be accommodated and preferably rests against these.
Es ist im Rahmen der Erfindung weiter möglich, dass das Außenteil 13 einen weiteren radial nach innen auf den Bolzen weisenden Steg aufweist (in den Fig. nicht dargestellt), der zumin- dest teilweise zwischen zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Innenteilen 14 angeordnet ist. Bei sämtlichen Ausführungsvarianten können in der Gleitbeschichtung 16 bzw. in zumindest einer Schicht der Gleitbeschichtung 16 kanalförmige Ausnehmungen zur Führung eines Schmiermittels vorgesehen sein. In der bevorzugten Ausführungsform des Planetenrades kann die Gleitbeschichtung 16 rein hydrodynamisch ohne hydrostatische Unterstützung betrieben werden. Es sind damit keinerlei Ölpumpen oder dergleichen für die Schmierölzuführung und zur Aufrechterhaltung eines hydrostatischen Druckes erforderlich. Das Öl wird bei dieser rein hydrodynamischen Lösung auf der unbelasteten Lagerseite zugeführt und durch die Drehbewegung des Planetenrades 4 in das Lager hineingezogen. It is further possible in the context of the invention that the outer part 13 has a further radially inwardly pointing on the pin web (not shown in the figures), which is at least partially arranged between two in the axial direction one behind the other arranged inner parts 14. In all embodiments, 16 channel-shaped recesses may be provided for guiding a lubricant in the sliding coating 16 or in at least one layer of the sliding coating. In the preferred embodiment of the planetary gear, the slip coating 16 can be operated purely hydrodynamically without hydrostatic support. There are therefore no oil pumps or the like for the lubricating oil supply and to maintain a hydrostatic pressure required. The oil is supplied in this purely hydrodynamic solution on the unloaded bearing side and pulled by the rotational movement of the planetary gear 4 in the camp.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Planetengetriebes 1 bzw. des Planetenrades 4, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variations- möglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. The embodiments show possible embodiments of the planetary gear 1 and the planetary gear 4, it being noted at this point that also various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this variability Possibility due to the doctrine of technical action by objective invention in the skill of this on this technical expert.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Planetengetriebes 1 bzw. des Planetenrades 4 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. For the sake of order, it should finally be pointed out that for a better understanding of the structure of the planetary gear 1 or of the planetary gear 4, these or their components have been shown partly unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.
Bezugszeichenaufstellung REFERENCE NUMBERS
Planetengetriebe planetary gear
Sonnenrad sun
Welle wave
Planetenrad planet
S tirnverzahnung Frontal toothing
Stirnverzahnung spur gearing
Gleitlager bearings
Planetenbolzen planet shaft
Planetenträger planet carrier
Hohlrad Verzahnung Ring gear toothing
Rotorwelle rotor shaft
Außenteil outer part
Innenteil inner part
Oberfläche Gleitbeschichtung Surface lubricious coating
Stirnfläche face
Anlauf scheibe Start slice
Lauffläche tread
Verbindungselement Steg Connecting element web
Steg web
Anlagefläche contact surface
Anlagefläche contact surface
Formschlusselement Vertiefung Positive locking element recess
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| AT512436A1 (en) | 2013-08-15 |
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Legal Events
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