Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Generatorgetriebe einer Windenergieanlage mit mindestens zwei Getriebestufen, umfassend eine erste Getriebestufe und eine damit gekoppelte zweite Getriebestufe, wobei die Kopplung beider benachbarter Getriebestufen mittels einer Steckverzahnung ausgebildet ist, die eine zumindest teilweise innenverzahnte Hohlwelle mit zumindest teilweise korrespondierend außenverzahnter Anschlusswelle umfasst.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf den Windenergieanlagenbau. Hierbei werden die hier interessierenden Generatorgetriebe dafür eingesetzt, um ausgehend von der Drehbewegung eines windbeaufschlagten Rotors eine Übersetzung ins Schnelle durchzuführen, um ausgangsseitig des

Generatorgetriebes einen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie anzuschließen.

Stand der Technik

Die EP 2 280 193 A2 offenbart ein Planetengetriebe für industrielle

Anwendungen mit mehreren Getriebestufen, wobei eine Planetenstufe über eine Zahnkupplung per Steckverzahnung an eine benachbarte Stirnradstufe angekoppelt ist. Eine außenverzahnte Anschlusswelle geht vom Sonnenrad der Planetenstufe aus und steht über die Verzahnung im Eingriff mit einer innenverzahnten Hohlwelle der Zahnradstufe. Im Bereich der innenverzahnten Hohlwelle, welche hier als Kupplungshülse bezeichnet wird, ist ein

Schmierstoffzuführungskanal angeordnet, der an einem der Verzahnung der Zahnkupplung zugewandten Abschnitt der innenverzahnten Hohlwelle endet. Die Zufuhr des Schmierstoffs erfolgt über zwischen den stehenden Gehäuseteilen und rotierenden Teilen der Getriebestufen gebildete Hohlräume. Dies erfordert geringe Fertigungstoleranzen an mehreren Berührungsflächen zwischen den stehenden und drehenden Teilen sowie ein hohes Ölvolumen zur Füllung der Hohlräume.

Die EP 2 594 789 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Generatorgetriebe einer Windenergieanlage, bei dem eine als Planetenstufe ausgebildete erste

Getriebestufe mit einer ebenfalls als Planetengetriebe ausgebildeten zweiten Getriebestufe über eine Steckverzahnung per Zahnkupplung verbunden ist. Das Ende der Sonnenwelle der ersten Planetenstufe ist dabei von einer Hohlwelle der zweiten Getriebestufe konzentrisch umgeben. Die Sonnenwelle der ersten Planetenstufe ist mit der Hohlwelle drehfest über eine Verzahnung gekoppelt, die als Innenverzahnung in der Hohlwelle und als Außenverzahnung an das Ende der Sonnenwelle angebracht ist. An einer dem Sonnenrad der ersten

Getriebestufe zugewandten Stirnseite der Hohlwelle ist ein

Schmierstoffzuführungsring angeordnet. Der Schmierstoffzuführungsring weist eine konische Durchtrittsöffnung auf, deren Innendurchmesser in Richtung des Sonnenrades der ersten Getriebestufe abnimmt und umgibt die Sonnenwelle der ersten Getriebestufe konzentrisch. Auf den umlaufenden Spalt zwischen dem Schmierstoffzuführungsring und der Sonnenwelle der ersten Getriebestufe ist zumindest eine Schmierstoffzuführungsdüse ausgerichtet. Die

Schmierstoffzuführungsdüse ist erforderlich, um öl unter einer Stauscheibe hinweg in den Bereich der Steckverzahnung einzubringen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Lagerung und Schmierstoffversorgung des Bereichs einer

Steckverzahnung miteinander gekoppelter Getriebestufen zu schaffen.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Einstecktiefe der Anschlusswelle durch einen sich nach radialinnen erstreckenden und an der Hohlwelle angeformten Anschlagabsatz begrenzt ist. wobei an dem dem

Anschiagabsatz gegenüberliegenden axialen Ende der Steckverzahnung ein stirnseitig an der Hohlwelle angebrachter Anschiagring vorgesehen ist, der von einem Gleitring umgeben ist, der verdrehgesichert an einem ortsfesten Gehäuse oder einem Planetensteg schwimmend gelagert angebracht ist. Somit erfolgt zwischen diesem Anschiagring und dem Gleitring eine Gleitlagerung des Wellenendes der Anschlusswelle, die mit einer Drehdurchführung für eine Schmierstoffversorgung Steckverzahnung versehbar ist. Hierüber wird auch das Gleitlager geschmiert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäße Lösung liegt darin, dass die

Steckverzahnung zwischen dem an der Hohlwelle angeformten Anschlagabsatz und dem am anderen Ende der Steckverzahnung angebrachten Anschiagring eingeschlossen wird. Gleichzeitig ist der Anschiagring auch Bestandteil des Gleitlagers für die Anschlusswelle. Der Gleitring als hierzu korrespondiereder ortsfester Gleitiagerbestandteil ist schwimmend gelagert, um Achsversatz und Toleranzen zwischen den miteinander zusammenwirkenden Bauteilen auszugleichen.

Das Schmieröl wird vorzugsweise über einen ersten Kanalabschnitt im Gehäuse bzw. Planetensteg, einem zweiten weiterführenden Kanalabschnitt im Gleitring, einem dritten weiterführenden Kanalabschnitt im Anschiagring und einem vierten weiterführenden Kanalabschnitt in der Hohlwelle zur ringförmigen Kammer im Bereich der Steckverzahnung für die Aufnahme von Schmieröl zur Versorgung der Steckverzahnung geführt. Zwischen dem Gleitring und dem sich relativ hierzu drehenden Anschiagring wird dabei eine Drehdurchführung realisiert, welche einen Leckagespalt für das Schmieröl umfasst, um auch benachbarte

Getriebeteile mit Schmieröl zu versorgen.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass der Übergangsbereich zwischen dem ersten Kanalabschnitt im Gehäuse und dem zweiten Kanalabschnitt im Gleitring von beidseits davon angeordneten

Elastomerdichtringen begrenzt ist, die trotz statischer Abdichtung eine erfindungswesentliche radiale Bewegbarkeit beider benachbarter Bauteile ermöglichen. Hierdurch wird zum einen verhindert, dass Schmieröl an dieser Stelle austreten kann; zum anderen wird die zwischen beiden Bauteilen platzierten Elastomerdichtringe eine geringfügige radiale Bewegbarkeit des Weltenendes der Anschlussweile gegenüber dem ortsfesten Gehäuse sichergestellt. Diese Maßnahme gewährleistet einen optimalen Zahneingriff der Steckverzahnung zwischen Anschlusswelle und Hohlwelle der nachgeschalteten Getriebestufen. Mit anderen Worten ist also der Gleitring über die

Elastomerdichtungen, beispielsweise O-Ringe mit Stützring schwimmend gegenüber dem Gehäuse gelagert. Über die Elastomerdichtringe wird also eine reine statische Abdichtung erzielt. Die Verdrehsicherung des Gleitrings gegenüber dem Gehäuse kann über eine radial gerichtete Verstiftung oder dergleichen realisiert werden. Durch die somit erzielte radiale Bewegbarkeit beider benachbarter Bauteile können zusätzlich die Bewegungen aus den Verformungen sowie dem Versatz aus dem Wälzlagerspiel aufgenommen werden.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.

Ausführungsbeispiele

Es zeigt.

Figur 1 eine schematische Darstellung eines mehrstufigen Generatorgetriebes für eine Windenergieanlage mit Anschlussbaugruppen, und

Figur 2 als Detail D von Figur 1 eine Detaildarstellung im Bereich der

Steckverzahnung für die Ankopplung einer zweiten Getriebestufe an eine erste Getriebestufe.

Nach Figur 1 besteht ein exemplarisches Generatorgetriebe einer

Windenergieanlage im Wesentlichen aus einer ersten Getriebestufe 1 in Form eines Planetengetriebes und einer damit gekoppelten zweiten Getriebestufe 2 in Form eines Stirnradgetriebes. Die Kopplung beider benachbarter Getriebestufen 1 und 2 erfolgt mittels einer Steckverzahnung 3, bestehend aus einer innenverzahnten Hohlwelle 4 sowie einer endseitig außenverzahnten

Anschlusswelle 5. Eingangsseitig der ersten Getriebestufe 1 ist ein Rotor 6 - einer nicht weiter dargestellten - Windenergieanlage befestigt, der einen Planetenträger 7 der ersten Getriebestufe 1 antreibt. Ein Hohlrad 8 ist ortsfest an einem

Getriebegehäuse 9 befestigt und das abtriebsseitige Sonnenrad 10 steht mit der Anschlusswelle 5 in Verbindung.

Die zweite Getriebestufe 2 verfügt über die eingangsseitige Hohlwelle 4;

ausgangsseitig der zweiten Getriebestufe 2 ist ein Generator 11 zur Erzeugung von elektrischer Energie angeschlossen.

Gemäß Figur 2, die das Detail D im Bereich der Steckverzahnung 3

veranschaulicht, ist die Einstecktiefe der Anschlusswelle 5 in die Hohlwelle 4 durch einen sich nach radial innen erstreckenden Anschlagabsatz 12 an der Hohlwelle 4 begrenzt. Der Anschlagabsatz 12 begrenzt außerdem eine ringförmig um die Anschlusswelle 5 herum verlaufende Kammer 13 zur

Aufnahme von Schmieröl für die Schmierung und Durchspülung der

Steckverzahnung 3

An dem dem Anschlagabsatz 12 gegenüberliegenden axialen Ende der

Steckverzahnung 3 ist ein stirnseitig an der Hohlwelle 4 lösbar über eine

Verschraubung angebrachter Anschlagring 14 vorgesehen. Der Anschlagring 14 ist auf den zylindrischen Schaftbereich der Anschlussstelle 5 aufgesteckt und rotiert durch seine Zuordnung gemeinsam mit der Hohlwelle 4 sowie der Anschlusswelle 5. Diese Anordnung ist über ein Wälzlager 15 gegenüber dem Gehäuse 9 drehgelagert.

Der Anschlagring 14 ist von einem Gleitring 16 umgeben, der verdrehgesichert am Gehäuse 9 schwimmend gelagert ist. Die schwimmende Lagerung wird über dazwischen angeordnete Elastomerdichtringe 17a und 17b unterstützt, welche eine Doppelfunktion haben, auf die nachfolgend noch eingegangen werden wird.

Zwischen dem rotierenden Anschlagring 14 und dem demgegenüber ortsfesten Gleitring 16 besteht ein Leckagespalt für austretendes Schmieröl. Daneben wird hierüber auch eine Drehdurchführung für einen Schmierölkanal realisiert. 3

Der Schmierölkanal dient der Beaufschlagung der Kammer 13 im Bereich der Steckverzahnung 3 mit Schmieröl zur Schmierung und Durchspülung der

Steckverzahnung 3 und ist zusammengesetzt aus einem ersten Kanalabschnitt 18a im Gehäuse 9 einem zweiten weiterführenden Kanalabschnitt 18b im

Gleitring 16, einem dritten weiterführenden Kanalabschnitt 18c im Anschlagring 14 und einem vierten weiterführenden Kanalabschnitt 18d in der Hohlwelle 4, welcher endseitig in die ringförmige Kammer 13 neben der Steckverzahnung 3 einmündet.

Der Übergangsbereich zwischen dem ersten Kanalabschnitt 18a im Gehäuse 9 und dem zweiten Kanalabschnitt 18b im Gleitring 16 ist von den bereits

vorstehend erwähnten Elastomerdichtringen 17a und 17b begrenzt, welche trotzt statischer Abdichtung des Schmierölkanals die bereits vorstehend erwähnte radiale Bewegbarkeit beider benachbarter Bauteile ermöglichen.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass das Generatorgetriebe mehr als zwei Getriebestufen aufweist und der erfindungsgemäß ausgebildete

Steckverzahnungsbereich kann beispielsweise auch zwischen zwei

Planetenstufen angeordnet sein. Ferner kann die Hohlwelle auch einstückig mit dem Anschlagring ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

1 erste Getriebestufe

2 zweite Getriebestufe

3 Steckverzahnung

4 Hohlwelle

5 Anschlusswelle

6 Rotor

7 Planetenträger

8 Hohlrad

9 Gehäuse

10 Sonnenrad

11 Generator

12 Anschlagabsatz

13 Kammer

14 Anschlagring

15 Wälzlager

16 Gleitring

17 Elastomerdichtring

18 Kanalabschnitt