風(fēng)電齒輪箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有在驅(qū)動(dòng)側(cè)布置的行星齒輪級(jí)（2），以及帶有在齒輪箱殼體（5）內(nèi)在行星齒輪級(jí)（2）之后布置的第一圓柱齒輪級(jí)（3）和第二圓柱齒輪級(jí)（4）的風(fēng)電齒輪箱（1），其中，第一圓柱齒輪級(jí)（3）將行星齒輪級(jí)（2）的太陽輪軸（6）與中間軸（7）旋轉(zhuǎn)有效地連接；其中，第二圓柱齒輪級(jí)（4）將中間軸（7）與輸出軸（8）旋轉(zhuǎn)有效地連接；并且其中只設(shè)置一個(gè)中間軸（7）。在這里設(shè)置了，齒輪箱殼體（5）具有接合縫（9），沿著該接合縫齒輪箱殼體（5）可分為殼體主體（10）和殼體蓋（11），接合縫（9）延伸通過中間軸（7）的中心軸線（12），并且接合縫（9）與太陽輪軸（6）的中心軸線（13）相間隔地延伸。
【專利說明】風(fēng)電齒輪箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的風(fēng)電齒輪箱。
【背景技術(shù)】
[0002]在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的傳動(dòng)系內(nèi)的齒輪箱中簡單的保養(yǎng)和維修具有特殊的意義，因?yàn)樵陲L(fēng)力發(fā)電設(shè)備中由于在高達(dá)約100米以內(nèi)的塔架頂端上突出的位置邊界條件是異常困難的。而且，具有數(shù)兆瓦容量的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的傳動(dòng)系內(nèi)的典型齒輪箱的尺寸和質(zhì)量以如此之大，以至于由于齒輪箱的單個(gè)零件的質(zhì)量和體積大小例如對(duì)于安全的且迅速的零件更換的費(fèi)用也是很高的。
[0003]已知的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的傳動(dòng)系中的齒輪箱常見地具有在驅(qū)動(dòng)側(cè)布置的行星齒輪級(jí)和多個(gè)在傳動(dòng)側(cè)布置的圓柱齒輪級(jí)，其中，為了從風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的緩慢旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸到后面最終在用于產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)上達(dá)到適合的、更高的轉(zhuǎn)速，軸的轉(zhuǎn)速隨著每一傳動(dòng)級(jí)變得越來越高。尤其是在這樣的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備內(nèi)快速運(yùn)轉(zhuǎn)的從動(dòng)側(cè)的圓柱齒輪級(jí)需要與傳動(dòng)部件更換相關(guān)的定期保養(yǎng)和更頻繁的維修工作。
[0004]由DE10159973A1已知具有在轉(zhuǎn)子側(cè)或驅(qū)動(dòng)側(cè)布置的行星齒輪級(jí)和兩個(gè)在輸出側(cè)或發(fā)電機(jī)側(cè)布置的圓柱齒輪級(jí)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。在這里，在第一圓柱齒輪級(jí)中在兩個(gè)中間軸上設(shè)置功率分流。在DE10159973A1中提出的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的實(shí)施在用于在輸出側(cè)布置的圓柱齒輪級(jí)的殼體中另外設(shè)置了多個(gè)殼體單件接縫。然而此時(shí)，圓柱齒輪級(jí)的齒輪箱殼體件被分開如此多的殼體單件，以至于由此產(chǎn)生相對(duì)高的制造成本和安裝成本。
[0005]此外也還已知另外的解決方案，在該解決方案中風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的兩個(gè)相互平行布置的傳動(dòng)軸的中心軸線與齒輪箱殼體的接合縫位于共同的平面內(nèi)。這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于，在殼體單件分離后兩個(gè)傳動(dòng)軸可以在接合縫上拆卸。當(dāng)然在這樣的已知的在大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中布置的情況中得到兩個(gè)過重和/或過大的對(duì)半齒輪箱殼體，以至于它們在現(xiàn)場，也就是在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔架上的機(jī)艙內(nèi)不能彼此分離和拆卸。在這樣的齒輪箱殼體實(shí)施情況中將零件從地面提升用于更換齒輪箱部件的單獨(dú)的吊車是必要的。這表明了巨大的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)一種帶有在驅(qū)動(dòng)側(cè)布置的行星齒輪級(jí)和兩個(gè)在傳動(dòng)側(cè)布置的圓柱齒輪級(jí)的風(fēng)電齒輪箱，在該風(fēng)電齒輪箱中快速旋轉(zhuǎn)的圓柱齒輪級(jí)的所有零件都能夠在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔架上更換，其中，風(fēng)電齒輪箱應(yīng)盡可能地易于組裝、能夠成本低的制造且可簡單的安裝。
[0007]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)電齒輪箱得到解決。從屬權(quán)利要求包括本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)方案。
[0008]根據(jù)本發(fā)明風(fēng)電齒輪箱具有在驅(qū)動(dòng)側(cè)布置的行星齒輪級(jí)以及第一和第二圓柱齒輪級(jí)，其中，所述兩個(gè)圓柱齒輪級(jí)布置在齒輪箱殼體內(nèi)的行星齒輪之后的力傳遞流中。與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接的齒輪箱輸入軸構(gòu)成行星齒輪級(jí)的緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)的輸入軸。第一圓柱齒輪級(jí)將行星齒輪級(jí)的輸出軸，即太陽輪軸與中間軸旋轉(zhuǎn)有效地連接。第二圓柱齒輪級(jí)再將中間軸與輸出軸旋轉(zhuǎn)有效地連接。這里僅設(shè)置一個(gè)中間軸。輸出軸與至少一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電機(jī)有效連接。為了從風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的緩慢旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子到后面最終在用于產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)上達(dá)到適合的、更高的轉(zhuǎn)速，軸的轉(zhuǎn)速隨著每一傳動(dòng)級(jí)變得越來越聞。
[0009]根據(jù)本發(fā)明齒輪箱殼體具有接合縫，沿著該接合縫齒輪箱殼體分為殼體主體和殼體蓋，其中，接合縫延伸通過中間軸的中心軸線并且該接合縫與太陽輪軸中心軸線相間隔地延伸，從而與現(xiàn)有技術(shù)已知的實(shí)施相反地只有一個(gè)圓柱齒輪級(jí)的傳動(dòng)軸，即中間軸位于接合縫的延伸線中。
[0010]因此，圓柱齒輪級(jí)的大部分零件在現(xiàn)場簡單的可更換性是可能的，首先因?yàn)閹в兄С屑闹虚g軸能夠在輕的殼體蓋提起后通過由此產(chǎn)生的開口更換，并且其次因?yàn)檩敵鲚S以如下方式實(shí)施為第二圓柱齒輪級(jí)的小齒輪軸，即，小齒輪軸同它的支承裝置可以一起在軸向上被拆卸。殼體蓋與由現(xiàn)有技術(shù)中已知的實(shí)施相比能夠?qū)嵤┑酶p且更小，因?yàn)榻雍峡p只延伸穿過一個(gè)傳動(dòng)軸，即中間軸的中心軸線。與此相應(yīng)的，優(yōu)選地，該殼體蓋關(guān)于它的尺寸和它的質(zhì)量以如下方式設(shè)計(jì)，即，殼體蓋和中間軸可以在現(xiàn)場從風(fēng)電齒輪箱拆卸出來。殼體蓋的質(zhì)量只允許例如以如下這么大，即，它可以由布置在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備機(jī)艙內(nèi)或機(jī)艙上的甲板吊車以有限的提升負(fù)荷來提起和運(yùn)送。
[0011]優(yōu)選的是，風(fēng)電齒輪箱內(nèi)的接合縫布置在太陽輪軸上方，從而使殼體蓋可以例如用機(jī)艙的甲板吊車提起。當(dāng)接合縫至少近似水平地延伸時(shí)，進(jìn)一步地簡化了殼體分離和殼體蓋垂直提起。也可考慮，接合縫布置在太陽輪軸下方，其中，在該情況下該殼體蓋可以向下分離。
[0012]為了確保傳動(dòng)件從齒輪箱殼體中輕易的更換，殼體蓋的質(zhì)量優(yōu)選地最高為殼體主體質(zhì)量的一半。
[0013]優(yōu)選地，殼體主體具有為了與行星齒輪級(jí)的殼體單件上相對(duì)法蘭相連接的對(duì)接法蘭，例如螺栓法蘭。然而，對(duì)于圓柱齒輪級(jí)的維修方式而言齒輪箱殼體不必從行星齒輪級(jí)殼體上分離，因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪級(jí)的幾乎所有零件都能夠經(jīng)過齒輪箱殼體的殼體蓋夠到和更換。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明將以在下面的附圖示出的實(shí)施例詳細(xì)說明。
[0015]附圖中:
[0016]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明風(fēng)電齒輪箱的示意結(jié)構(gòu)圖，
[0017]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明風(fēng)電齒輪箱的側(cè)面視圖，
[0018]圖3示出了由從動(dòng)側(cè)觀察現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)電齒輪箱的視圖和
[0019]圖4示出由從動(dòng)側(cè)觀察根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電齒輪箱的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在圖1中示出了本發(fā)明涉及的風(fēng)電齒輪箱I的原理結(jié)構(gòu)圖。在輸入側(cè)布置的行星齒輪級(jí)2的行星齒輪架14與沒有示出的風(fēng)電齒輪箱的轉(zhuǎn)子固定地連接。多個(gè)行星齒輪15可旋轉(zhuǎn)地布置在行星齒輪架14上并且與齒圈16和太陽輪17相嚙合。齒圈與齒輪箱殼體5固定地連接。太陽輪17與太陽輪軸6固定地連接，太陽輪軸在齒輪箱殼體內(nèi)能夠圍繞中央的中心軸線13旋轉(zhuǎn)地支承。
[0021]第一圓柱齒輪級(jí)3的第一圓柱齒輪18與太陽輪軸固定地連接。第一圓柱齒輪18與第一圓柱齒輪級(jí)3的第二圓柱齒輪19相嚙合，其中，第二圓柱齒輪19與中間軸7固定地連接。中間軸7在殼體內(nèi)能夠圍繞中心軸線12旋轉(zhuǎn)地支承。中間軸的中心軸線12和太陽輪軸的中心軸線13彼此平行地布置。
[0022]第二圓柱齒輪級(jí)4包括兩個(gè)圓柱齒輪20和21，其中，驅(qū)動(dòng)側(cè)的圓柱齒輪20與中間軸7固定地連接，并且從動(dòng)側(cè)的圓柱齒輪21緊固在輸出軸8上。從動(dòng)側(cè)的圓柱齒輪21也可以與輸出軸8實(shí)施為一體式。
[0023]圖2示出了風(fēng)電齒輪箱I，在其中行星齒輪級(jí)2的行星齒輪架14的轂布置在驅(qū)動(dòng)偵牝在轂上緊固著沒有示出的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子。齒輪箱殼體5包括至少兩部分，SP，殼體主體10和殼體蓋11。在殼體主體10和殼體蓋11之間延伸有接合縫9。在風(fēng)電齒輪箱I的從動(dòng)側(cè)的末端上輸出軸8從齒輪箱殼體5探出并且與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)有效地連接。
[0024]在其內(nèi)部布置著圓柱齒輪級(jí)3和4的殼體主體10也可以包括行星齒輪級(jí)2的殼體并且與該殼體一體式形成。在根據(jù)圖2的實(shí)施中例如圓柱齒輪組的殼體主體10與行星齒輪級(jí)2的從動(dòng)側(cè)殼體一體式形成。齒圈16和行星齒輪級(jí)2的轉(zhuǎn)子側(cè)殼體單件22構(gòu)成整個(gè)齒輪箱殼體5的另外部分。
[0025]在圖2的圖示中可認(rèn)定的是，殼體蓋11相對(duì)于殼體主體10明顯的小了，并且由此具有明顯較小的質(zhì)量，從而為了保養(yǎng)和維修的目的使殼體蓋可以相對(duì)輕易地裝卸。該實(shí)施的殼體蓋11的質(zhì)量總計(jì)少于殼體主體10的質(zhì)量的一半，從而使該殼體蓋可輕易的裝卸。該殼體蓋可以例如用安裝在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的機(jī)艙上的甲板吊車提起。
[0026]與之相反，圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)電齒輪箱I’的殼體中接合縫9’的布置，在該風(fēng)電齒輪箱中接合縫9’穿過兩個(gè)平行布置的傳動(dòng)軸6’和V的中心軸線延伸，由此得到齒輪箱蓋11’的顯然更大的尺寸和明顯更大的質(zhì)量。在這里，接合縫9’與太陽輪軸6’和中間軸V的中心軸線位于一個(gè)平面內(nèi)。雖然在這里齒輪箱蓋11’拆卸后兩個(gè)傳動(dòng)軸6’和V是容易夠到的，但是齒輪箱蓋11’的輕易裝卸由于它的大尺寸和大質(zhì)量則不再可能。
[0027]在圖4中示出了由從動(dòng)側(cè)或者發(fā)電機(jī)側(cè)視向的根據(jù)本發(fā)明的布置。整個(gè)齒輪箱殼體5包括至少兩個(gè)部分，即，殼體主體10和殼體蓋11。在殼體主體10和殼體蓋11之間延伸有接合縫9。在這也可認(rèn)定的是，殼體蓋11相對(duì)于殼體主體10明顯更小并且由此具有明顯的更小質(zhì)量，從而為了保養(yǎng)和維修目的使殼體蓋可以相對(duì)輕易地裝卸。
[0028]三個(gè)傳動(dòng)軸，即太陽輪軸6、中間軸7和輸出軸8的中心軸線在這個(gè)視圖中構(gòu)成三角形，其中，中間軸7的中心軸線12布置在該三角形的最上點(diǎn)。經(jīng)過該點(diǎn)延伸的接合縫9在近乎水平的方向上延伸。其允許了殼體蓋11在垂直方向上輕易的提起。當(dāng)分離殼體蓋11時(shí)，中間軸7的全套軸組件可以被分離。此外，在殼體蓋11已分離的情況下進(jìn)入齒輪箱內(nèi)腔得到明顯的簡易化。這個(gè)結(jié)構(gòu)類型的另外優(yōu)點(diǎn)通過如下而得出，即，油池只能處于齒輪箱殼體5的下面部分，由此降低了在接合縫9的范圍內(nèi)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。
[0029]附圖標(biāo)記[0030]I風(fēng)電齒輪箱
[0031]2行星齒輪級(jí)
[0032]3第一圓柱齒輪級(jí)
[0033]4第二圓柱齒輪級(jí)
[0034]5齒輪箱殼體
[0035]6太陽輪軸
[0036]7中間軸
[0037]8輸出軸
[0038]9接合縫
[0039]10殼體主體
[0040]11殼體蓋
[0041]12中間軸的中心軸線
[0042]13太陽輪軸的中心軸線
[0043]14行星齒輪架
[0044]15行星齒輪
[0045]16齒圈
[0046]17太陽輪
[0047]18圓柱齒輪
[0048]19圓柱齒輪
[0049]20圓柱齒輪
[0050]21圓柱齒輪
[0051]22行星齒輪級(jí)的轉(zhuǎn)子側(cè)殼體單件
【權(quán)利要求】
1.一種帶有在驅(qū)動(dòng)側(cè)布置的行星齒輪級(jí)(2)，以及帶有在齒輪箱殼體(5)內(nèi)在所述行星齒輪級(jí)(2)之后布置的第一圓柱齒輪級(jí)(3)和第二圓柱齒輪級(jí)(4)的風(fēng)電齒輪箱(I )，其中，所述第一圓柱齒輪級(jí)(3)將所述行星齒輪級(jí)(2)的太陽輪軸(6)與中間軸(7)旋轉(zhuǎn)有效地連接；其中，所述第二圓柱齒輪級(jí)(4)將所述中間軸(7)與輸出軸(8)旋轉(zhuǎn)有效地連接；并且其中只設(shè)置一個(gè)中間軸(7 )，其特征在于，所述齒輪箱殼體(5 )具有接合縫(9 )，沿著結(jié)合縫所述齒輪箱殼體(5 )可分為殼體主體(10 )和殼體蓋(11)，所述接合縫(9 )延伸通過所述中間軸(7)的中心軸線(12)，并且所述接合縫(9)與所述太陽輪軸(6)的中心軸線(13)相間隔地延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電齒輪箱，其特征在于，所述的殼體蓋(11)關(guān)于殼體蓋尺寸和質(zhì)量以如下方式設(shè)計(jì)，即，所述殼體蓋(11)和所述中間軸(7)能夠由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備機(jī)艙的甲板吊車從所述的風(fēng)電齒輪箱(I)上拆卸下來。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電齒輪箱，其特征在于，所述的殼體蓋(11)的質(zhì)量最高為所述殼體主體(10)的質(zhì)量的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的風(fēng)電齒輪箱，其特征在于，所述的接合縫(9)在所述的風(fēng)電齒輪箱(I)的已組裝的狀態(tài)下布置在所述太陽輪軸(6)的上方。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK103717889SQ201280024369
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月19日
【發(fā)明者】約亨·沃利瑟, 艾爾弗雷德·基因茨勒, 蒂諾·基施納, 克努德·埃里克·彼得森 申請(qǐng)人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司, 維斯塔斯風(fēng)力技術(shù)集團(tuán)