本發(fā)明涉及一種具有傳動(dòng)系的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，該傳動(dòng)系包括一個(gè)轉(zhuǎn)子軸和一個(gè)行星齒輪。

背景技術(shù)：

在已知的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，圍繞大體上水平的軸線可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通過風(fēng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在此，該轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子軸并且通過齒輪傳動(dòng)裝置與發(fā)電機(jī)固定連接，以將該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成電能。

為了可旋轉(zhuǎn)地支承該轉(zhuǎn)子而已知的是，將該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的傳動(dòng)系以三點(diǎn)支承來支承。在此，該轉(zhuǎn)子軸通過一個(gè)靠近與該轉(zhuǎn)子的連接區(qū)域安排的前部軸承支承并且在后部區(qū)域中連接到該齒輪傳動(dòng)裝置，該齒輪傳動(dòng)裝置緊固在該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的機(jī)架處的兩個(gè)側(cè)向齒輪支座處。該轉(zhuǎn)子軸在此類的三點(diǎn)支承中尤其在彎曲負(fù)載方面支撐在該齒輪傳動(dòng)裝置的軸承上。

在文獻(xiàn)de102006027543a1中描述了一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子的三點(diǎn)支承的不同變體。這些變體的共同之處在于，用于該轉(zhuǎn)子軸的前部軸承構(gòu)型為固定軸承，該固定軸承也可以接收軸向力，并且在該轉(zhuǎn)子軸與該第一齒輪級(jí)之間必須設(shè)置離合器，以便使該齒輪傳動(dòng)裝置免受例如由于作用在該轉(zhuǎn)子上的風(fēng)力而產(chǎn)生的該轉(zhuǎn)子軸的變形，從而使該齒輪傳動(dòng)裝置不受損壞。為此，可以根據(jù)de102006027543a1設(shè)置一個(gè)扭轉(zhuǎn)盤，該扭轉(zhuǎn)盤通過齒式離合器與該第一齒輪級(jí)共同作用，以便補(bǔ)償軸向或彎曲變形。通過可松脫的軸-轂連接替代性地至少避免將軸向力傳遞到該齒輪傳動(dòng)裝置上。然而，對(duì)應(yīng)的連接是不利的，這是因?yàn)?，由于待傳遞的扭矩，這些連接在生產(chǎn)上通常是高耗費(fèi)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明所基于的目的在于，創(chuàng)造一種風(fēng)力發(fā)點(diǎn)設(shè)備，其中，不再出現(xiàn)或僅還在更小的范圍內(nèi)出現(xiàn)從現(xiàn)有技術(shù)已知的缺點(diǎn)。

這個(gè)目的通過根據(jù)主權(quán)利要求所述的一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)。有利的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

因此，本發(fā)明涉及一種具有傳動(dòng)系的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，該傳動(dòng)系包括一個(gè)轉(zhuǎn)子軸和具有一個(gè)第一齒輪級(jí)的行星齒輪，其中，該轉(zhuǎn)子軸與該第一齒輪級(jí)的行星齒輪架固定且無游隙地連接，該轉(zhuǎn)子軸在背向該第一齒輪級(jí)的側(cè)面上以滾動(dòng)軸承支承在一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)處，并且與該轉(zhuǎn)子軸連接的行星齒輪架以雙排滾動(dòng)軸承支承在該行星齒輪的一個(gè)齒輪殼體內(nèi)，該雙排滾動(dòng)軸承具有呈x形安排的傾斜位置，其中，該齒輪殼體緊固在相對(duì)于該支撐結(jié)構(gòu)位置固定的至少一個(gè)支座處。

首先解釋一些結(jié)合本發(fā)明使用的術(shù)語。

行星齒輪是一種繞轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)裝置，該繞轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)裝置在每個(gè)齒輪級(jí)中包括一個(gè)內(nèi)齒空心輪、一個(gè)外齒中心輪和一個(gè)行星齒輪架作為齒輪部件，該行星齒輪架具有安排在其上的至少一個(gè)繞轉(zhuǎn)式齒輪，該繞轉(zhuǎn)式齒輪接合到該空心輪的齒部和該中心輪的齒部中。一般來說，行星齒輪的齒輪級(jí)的這些齒輪部件中的一個(gè)齒輪部件(通?？招妮?被固定，而另外兩個(gè)齒輪部件能夠以通過該齒輪傳動(dòng)裝置的這些單獨(dú)齒輪的尺寸而預(yù)定的傳動(dòng)比來圍繞一條共同的軸線旋轉(zhuǎn)。一個(gè)行星齒輪可以具有多個(gè)齒輪級(jí)。然而，行星齒輪也可以僅包括一個(gè)齒輪級(jí)，其中，于是該第一齒輪級(jí)同時(shí)是唯一的齒輪級(jí)。

如果滾動(dòng)軸承不能接收軸向力，則該滾動(dòng)軸承是浮動(dòng)軸承。相反地，如果滾動(dòng)軸承可以接收在兩個(gè)方向上的軸向力，則該滾動(dòng)軸承是固定軸承。如果將固定軸承和浮動(dòng)軸承用于支承例如一個(gè)軸，則稱之為固定-浮動(dòng)支承(fll)。

在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，通過以一個(gè)具有呈x形安排的傾斜位置的雙排滾動(dòng)軸承將該第一齒輪級(jí)的行星齒輪架支承在該齒輪殼體中，確保了即使在負(fù)載情況下該行星齒輪架的旋轉(zhuǎn)軸線的位置相對(duì)于該齒輪殼體實(shí)際上也不改變。即，由于在該兩排的滾動(dòng)軸承中呈x形安排的傾斜位置，可以實(shí)現(xiàn)在齒輪殼體與行星齒輪架之間的精確的軸向引導(dǎo)，也就是說，在該軸承的合適的實(shí)施方式中，齒輪殼體與行星齒輪架在軸向方向上實(shí)際上不再能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)。還可以接收該軸承的傾斜力矩。

通過借助于具有呈x形安排的傾斜位置的雙排滾動(dòng)軸承確保了該行星齒輪架的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于該齒輪殼體的固定位置，對(duì)應(yīng)的內(nèi)容也適用于該第一齒輪級(jí)的緊固或支承在該齒輪殼體處的其他部件，尤其該內(nèi)齒空心輪和該外齒中心輪。在此，該空心輪例如可以與該殼體固定地連接，而該外齒中心輪通過合適的軸承相對(duì)于該齒輪殼體可旋轉(zhuǎn)地支承。

只有通過這些預(yù)先規(guī)定的軸承構(gòu)型和軸承安排才可以可靠地將該轉(zhuǎn)子軸與該第一齒輪級(jí)的行星齒輪架固定且無游隙地連接。換言之，所述連接即以如下方式構(gòu)型，使得在該連接的常見負(fù)載情況下在轉(zhuǎn)子軸與齒輪部件之間實(shí)際上不出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，雖然由于通過作用于該轉(zhuǎn)子上的風(fēng)的負(fù)載(尤其彎曲負(fù)載)該轉(zhuǎn)子軸的變形可以導(dǎo)致該第一齒輪級(jí)的行星齒輪架的軸線位置的改變，然而由于具有呈x形安排的傾斜位置的雙排滾動(dòng)軸承，該齒輪殼體的位置也對(duì)應(yīng)地改變，使得這種位置改變對(duì)在該齒輪殼體中安排的齒輪部件的相對(duì)位置和其共同作用不產(chǎn)生影響。因此在本發(fā)明中可以完全免除如在現(xiàn)有技術(shù)中為了使該齒輪傳動(dòng)裝置避免該轉(zhuǎn)子軸的變形而設(shè)置的離合器。

已知的是，在具有呈x形安排的傾斜位置的雙排滾動(dòng)軸承中的扭矩接收能力相對(duì)于具有o形安排的可比較的軸承更小。然而，由于在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的傳動(dòng)系的所述位置處的軸承的通常較大的直徑，x形安排的與之相關(guān)的缺點(diǎn)在原理上是總體可控制的。然而也可以提出，該第一齒輪級(jí)的行星齒輪架在該雙排滾動(dòng)軸承的背向該轉(zhuǎn)子軸的側(cè)面上以構(gòu)型為浮動(dòng)軸承的支撐軸承而支承在該齒輪殼體內(nèi)。通過此類額外的支承可以在該齒輪殼體中實(shí)現(xiàn)該行星齒輪架的固定-浮動(dòng)支承。由此，進(jìn)一步提高以下安全性：即使在負(fù)載情況下也不改變?cè)撔行驱X輪架的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于該齒輪殼體的位置。

包括該轉(zhuǎn)子軸和該行星齒輪的該傳動(dòng)系在原理上支承在兩個(gè)點(diǎn)處：一方面通過安排在該轉(zhuǎn)子軸處的滾動(dòng)軸承而支承在該支撐結(jié)構(gòu)處，另一方面通過該行星齒輪的齒輪殼體的緊固而支承在相對(duì)于該支撐結(jié)構(gòu)而言位置固定的至少一個(gè)支座處，其中，最終的可旋轉(zhuǎn)性通過在該齒輪殼體中具有呈x形安排的傾斜位置的雙排滾動(dòng)軸承來實(shí)現(xiàn)。該至少一個(gè)支座也可以直接安排在該支撐結(jié)構(gòu)本身處。

為了能夠確保無應(yīng)力地支承該傳動(dòng)系，在該轉(zhuǎn)子軸處安排在背向該第一齒輪級(jí)的側(cè)面上的該滾動(dòng)軸承可以形成為固定軸承。在此情況下，該行星齒輪或其殼體的緊固于是必須構(gòu)型為允許至少在軸向方向上的運(yùn)動(dòng)。

替代于此可行的是，該齒輪殼體相對(duì)于該至少一個(gè)支座，并且由此也相對(duì)于該支撐結(jié)構(gòu)，在軸向方向上大體上不可移動(dòng)地緊固。如果對(duì)應(yīng)地緊固該齒輪殼體，則由于根據(jù)本發(fā)明提供的具有呈x形安排的傾斜位置的雙排滾動(dòng)軸承的特性，存在用于該傳動(dòng)系的固定軸承。在此情況下，在該轉(zhuǎn)子軸處在背向該第一齒輪級(jí)的側(cè)面上安排的滾動(dòng)軸承形成為浮動(dòng)軸承。

該雙排滾動(dòng)軸承的外環(huán)優(yōu)選地是分段的。即，在此情況下，該外環(huán)由兩個(gè)環(huán)組成，這些環(huán)同中心地安排而構(gòu)成該外環(huán)。在此，在這兩個(gè)環(huán)之間的分離接縫優(yōu)選地如下地構(gòu)型，使得能夠通過減小接縫寬度(優(yōu)選地減小到零)或通過對(duì)應(yīng)地張緊該外環(huán)的這兩個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)軸承預(yù)應(yīng)力，通過該軸承預(yù)應(yīng)力然后尤其可以防止該內(nèi)環(huán)和外環(huán)的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的是，通過將該外環(huán)緊固在一個(gè)緊固元件處，該外環(huán)的這兩個(gè)部分彼此張緊，以將該齒輪殼體緊固在該至少一個(gè)支座處。為此，該外環(huán)的一個(gè)部分可以具有無螺紋的穿通孔并且該外環(huán)的另一個(gè)部分具有帶有內(nèi)螺紋的孔。如果該外環(huán)以至少一個(gè)螺栓緊固在緊固元件處，則這些螺栓分別通過該緊固元件和該外環(huán)的第一部分的這些無螺紋的穿通孔之一伸出，以便分別接合到在該外環(huán)的另一個(gè)部分處的內(nèi)螺紋中。如果現(xiàn)在擰緊這些螺栓，則除了將該外環(huán)緊固在該緊固元件處外，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該外環(huán)的這兩個(gè)部分的期望的張緊。

也可行的是，通過這些螺栓來固定具有穿通孔的其他元件，以緊固該外環(huán)或張緊該外環(huán)的這些部分。這樣，用于該第一齒輪級(jí)的固定的齒輪部件的例如扭矩支撐件可以通過這些螺栓中的至少一個(gè)緊固在該緊固元件處。該齒輪傳動(dòng)裝置的該殼體也可以這樣直接緊固在該緊固元件和/或該外環(huán)處。

該雙排滾動(dòng)軸承的該內(nèi)環(huán)可以通過一個(gè)收縮盤緊固在該第一齒輪級(jí)的該行星齒輪架處。然而優(yōu)選的是，該內(nèi)環(huán)通過將該轉(zhuǎn)子軸緊固在該行星齒輪架處而張緊。這例如在如下情況中是可行的：通過螺栓連接部產(chǎn)生轉(zhuǎn)子軸與行星齒輪架的固定且無游隙的連接。在擰緊該螺栓連接部時(shí)，一般來說產(chǎn)生該轉(zhuǎn)子軸與該行星齒輪架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使用這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)以張緊該雙排滾動(dòng)軸承的內(nèi)環(huán)。尤其當(dāng)張緊該雙排滾動(dòng)軸承的內(nèi)環(huán)時(shí)，確保了該雙排滾動(dòng)軸承也可以接收軸向力。

為了將該齒輪殼體緊固在該至少一個(gè)支座處，可以設(shè)置一個(gè)緊固元件，該緊固元件優(yōu)選地包括一個(gè)彈性的補(bǔ)償區(qū)域。通過對(duì)應(yīng)的彈性的補(bǔ)償區(qū)域，該齒輪殼體可以與該齒輪殼體本身所緊固到的結(jié)構(gòu)以如下方式解耦，使得齒輪殼體與該至少一個(gè)支座之間更小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是可能的。由此，尤其可以減小從該齒輪傳動(dòng)裝置到該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的其余結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳遞。該彈性的補(bǔ)償區(qū)域可以直接整合到該緊固元件中。然而也可以通過彈性的懸架軸套實(shí)現(xiàn)該彈性的補(bǔ)償區(qū)域。

可以優(yōu)選的是，該彈性的補(bǔ)償區(qū)域的彈性以如下方式依賴于方向地構(gòu)型，使得在與該轉(zhuǎn)子軸的軸向方向平行的方向上實(shí)現(xiàn)比在與該轉(zhuǎn)子軸的徑向方向平行的方向上更高的剛性。這在以下情況下是尤其有利的：該齒輪殼體應(yīng)相對(duì)于該至少一個(gè)支座在軸向方向上大體上不可移動(dòng)地緊固，以便構(gòu)成用于該傳動(dòng)系的固定軸承。

優(yōu)選的是，該雙排滾動(dòng)軸承是雙排的圓錐滾子軸承。在該轉(zhuǎn)子軸的背向該第一齒輪級(jí)的側(cè)面上的該滾動(dòng)軸承和/或該支撐軸承優(yōu)選地是圓柱滾子軸承。

該雙排滾動(dòng)軸承的內(nèi)直徑優(yōu)選為至少1.000mm，進(jìn)一步優(yōu)選為至少1.100mm，進(jìn)一步優(yōu)選為至少1.900mm。

附圖說明

現(xiàn)在參照附圖借助于優(yōu)選的實(shí)施方式示例性地說明本發(fā)明。附圖示出：

圖1：示出了一種根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的第一實(shí)施例的傳動(dòng)系的示意性局部視圖。

具體實(shí)施方式

圖1中示意性地示出了具有與本發(fā)明相關(guān)的部件的根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的傳動(dòng)系1。

該傳動(dòng)系1包括一個(gè)轉(zhuǎn)子軸2，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子可以緊固在該轉(zhuǎn)子軸的一個(gè)末端3處。一個(gè)行星齒輪10安排在該轉(zhuǎn)子軸的另一個(gè)末端4處。僅示出了該齒輪傳動(dòng)裝置10的第一齒輪級(jí)11。

該第一齒輪級(jí)11包括一個(gè)內(nèi)齒空心輪12、一個(gè)外齒中心輪13以及一個(gè)具有安排在其上的繞轉(zhuǎn)式齒輪15的行星齒輪架14作為齒輪部件，這些繞轉(zhuǎn)式齒輪接合到該空心輪12的齒部和該中心輪13的齒部中。該空心輪12與該齒輪殼體16固定連接，而該中心輪13通過為了清楚起見而未示出的滾動(dòng)軸承相對(duì)于該齒輪殼體16可旋轉(zhuǎn)地支承。下面還要對(duì)該行星齒輪架14通過該雙排滾動(dòng)軸承20和該支撐軸承25在該齒輪殼體16中的支承進(jìn)行詳細(xì)說明。

該轉(zhuǎn)子軸2在用于連接該轉(zhuǎn)子而設(shè)置的末端3的區(qū)域中通過一個(gè)滾動(dòng)軸承5支承在(在圖1中僅簡(jiǎn)示的)該支撐結(jié)構(gòu)30處。該轉(zhuǎn)子軸2在該轉(zhuǎn)子軸的末端4處通過該螺栓連接部6與該第一齒輪級(jí)11的該行星齒輪架14固定且無游隙地連接。為此，該轉(zhuǎn)子軸2具有用于螺栓的穿通開口，這些穿通開口接合到在該行星齒輪架14處的具有內(nèi)螺紋的盲孔。

通過該螺栓連接部6和該間隔軸套7，該滾動(dòng)軸承20的內(nèi)環(huán)21進(jìn)一步通過張緊而緊固在該第一齒輪級(jí)11的該行星齒輪架14處。該滾動(dòng)軸承20構(gòu)型為具有呈x形安排的傾斜位置的雙排圓錐滾子軸承。該雙排滾動(dòng)軸承20的該外環(huán)22分段為兩個(gè)環(huán)23、23'。在此，一個(gè)環(huán)23具有無螺紋的穿通孔，而在另一個(gè)環(huán)中23'中設(shè)置有具有內(nèi)螺紋的孔。在這兩個(gè)環(huán)23、23'之間的該分離接縫24以如下方式構(gòu)型，使得通過用螺栓9將該外環(huán)22緊固在緊固元件8處而如下地將這兩個(gè)環(huán)23、23'彼此張緊，使得實(shí)現(xiàn)可以防止該內(nèi)環(huán)21相對(duì)于該外環(huán)22的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軸承預(yù)應(yīng)力。同時(shí)，通過這些螺栓9將該齒輪殼體16與該緊固元件8以及與該雙排滾動(dòng)軸承20，即，該雙排滾動(dòng)軸承的外環(huán)22，固定連接。

該行星齒輪架14還在該雙排滾動(dòng)軸承20的背向該轉(zhuǎn)子軸2的側(cè)面上以構(gòu)型為浮動(dòng)軸承的支撐軸承25支承在該齒輪殼體16內(nèi)。因?yàn)樵撾p排滾動(dòng)軸承20與該齒輪殼體16連接并且于是相對(duì)于該齒輪殼體16構(gòu)成固定軸承，所以通過該支撐軸承25在該齒輪殼體16內(nèi)實(shí)現(xiàn)該行星齒輪架14的固定-浮動(dòng)支承。

通過該緊固元件8將該行星齒輪10和尤其該行星齒輪的齒輪殼體16緊固在支座31處，這些支座直接安排在該支撐結(jié)構(gòu)30處。該緊固元件8還具有環(huán)形構(gòu)型的彈性補(bǔ)償區(qū)域18，該傳動(dòng)系1用該補(bǔ)償區(qū)域與該支撐結(jié)構(gòu)30以如下方式彈性地解耦，使得減小從該行星齒輪10到該支撐結(jié)構(gòu)30的振動(dòng)傳遞。

在根據(jù)圖1的傳動(dòng)系1的一個(gè)變體中，該滾動(dòng)軸承5是一個(gè)滾動(dòng)軸承、尤其擺式滾動(dòng)軸承，該軸承可以接收軸向力，由此該軸承是固定軸承。為了避免該傳動(dòng)系1中的應(yīng)力，在此情況下以如下方式彈性地構(gòu)型該補(bǔ)償區(qū)域18，使得該補(bǔ)償區(qū)域允許該行星齒輪10在該轉(zhuǎn)子軸2的軸向方向上的足夠的運(yùn)動(dòng)。

在根據(jù)圖1的傳動(dòng)系1的一個(gè)替代性變體中，該滾動(dòng)軸承5構(gòu)型為浮動(dòng)軸承，即，不能接收軸向方向上的力。在此情況下，該彈性補(bǔ)償區(qū)域18在軸向方向上具有如下的剛性，使得減小該行星齒輪10和由此該雙排滾動(dòng)軸承20相對(duì)于該支撐結(jié)構(gòu)30的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使得該雙排滾動(dòng)軸承20可以被視為固定軸承。在此，該補(bǔ)償區(qū)域18在徑向方向上的彈性可以顯著高于在軸向方向上的彈性，以便最小化振動(dòng)的傳遞。