本公开涉及一种用于行星齿轮的行星轮载架。此外，本公开涉及一种行星齿轮。
背景技术：
行星齿轮包括行星轮载架、太阳轴、齿圈以及行星轮，行星轮由行星轮载架支撑，使得行星轮与太阳轴以及与齿圈啮合。行星轮的轴承能够被飞溅润滑，使得当行星齿轮工作时，轴承被油滴包围。还能够用加压供给润滑来润滑轴承，使得行星轮载架包括用于将油传导到轴承的油通道。加压供给润滑是有利的，这是因为包括上述油通道的油循环路径能够设置有油过滤器以便保持油清洁。此外，油循环路径能够设置有温度控制装置，用于将油的温度控制在期望的温度范围中。此外，上述油通道能够被设计成使得油被引导到行星齿轮的轴承和其他部件中的最关键位置。
与上述类型的加压供给润滑有关的内在挑战是需要将油从行星齿轮的静止部件供应到旋转的行星轮载架。一方面，在静止部件与旋转的行星轮载架之间的供油连接部处发生的油泄漏应当很小，使得能够在行星轮载架的油通道中维持足够的油压。另一方面，泄漏足够小的供油连接部也有其自身的挑战。在供油连接部是非接触式的情形中，静止部件和旋转的行星轮载架之间的供油连接部的余隙必须是小的，且因此存在意外机械接触的风险，意外机械接触可能损坏彼此触碰的表面。在供油连接部包括与静止部件和旋转的行星轮载架两者形成机械接触的密封元件的情形中，密封元件可增加对维护工作的需要并且由此增加行星齿轮的操作成本。
技术实现要素：
以下给出简要概述以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。该概述不是本发明的广泛综述。既不旨在确定本发明的关键或紧要元件，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式呈现本发明的一些概念，作为本发明的示例性实施例的更详细描述的序言。
根据本发明，提供了一种新型的用于行星齿轮的行星轮载架。根据本发明的行星轮载架包括：
-载架本体，所述载架本体用于支撑行星齿轮的行星轮的轴，所述载架本体和所述行星轮的轴包括用于将油传导到行星轮的轴承的油通道，
-滑动轴承，所述滑动轴承用于相对于行星齿轮的框架可旋转地支撑载架本体的第一端，和
-一个或多个圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承用于相对于行星齿轮的框架可旋转地支撑载架本体的第二端并且用于接收指向载架本体的轴向力。
滑动轴承包括至少一个油通道，用于将油从行星齿轮的框架的至少一个油通道传导到载架本体的油通道。
上述滑动轴承不仅是轴承，而且还是从框架到行星轮载架的供油连接部，而所述一个或多个圆锥滚子轴承接收径向力和轴向力两者，因此允许滑动轴承是简单并且成本有效的。包括滑动轴承和上述油通道的布置适于实现用于行星轮的轴承的加压供给润滑。加压供给润滑在行星轮的轴承是滑动轴承时是特别有利的。
根据本发明，还提供了一种新型的行星齿轮，其包括：
-太阳轴，
-齿圈，
-行星轮，和
-根据本发明的行星轮载架，该行星轮载架用于支撑行星轮，使得行星轮与太阳轴以及与齿圈啮合。
在所附从属权利要求中描述了本发明的多个示例性和非限制性实施例。
当结合附图阅读时，从以下对具体示例性实施例的描述中将最好地理解本发明的关于各种结构和操作方法的示例性和非限制性实施例及其另外的目的和优点。
动词“包括”和“包含”在本文献中作为开放限制使用，既不排除也不要求存在未叙述的特征。除非另有明确说明，否则在所附从属权利要求中列举的特征可以相互自由组合。此外，应当理解，贯穿本文件使用“一”或“一个”(即单数形式)并不排除多个。
附图说明
下面以示例的方式并且参照附图更详细地解释本发明的示例性和非限制性实施例及其优点，其中：
图1图示了根据本发明的示例性和非限制性实施例的行星齿轮，
图2图示了根据本发明的示例性和非限制性实施例的行星齿轮，并且
图3图示了根据本发明的示例性和非限制性实施例的行星齿轮。
具体实施方式
下面的描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另外明确指出，否则描述中提供的示例的列表和群组不是详尽的。
图1示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的行星齿轮的截面图。该截面是沿着与坐标系199的yz平面平行并且与行星齿轮的几何中心线重合的剖切平面截取的。在图1中，几何中心线用点划线表示。行星齿轮包括太阳轴114、齿圈115、行星轮以及根据本发明的示例性和非限制性实施例的行星轮载架101，行星轮载架101用于支撑行星轮，使得行星轮与太阳轴114以及与齿圈115啮合。图1示出了其中一个行星轮的截面图。图1中示出的行星轮用附图标记116表示。行星轮的数量能够是例如3、4、5或6。增加行星轮的数量减小了由每个行星轮传递的扭矩，由此较小的齿轮齿足以传递转矩。看到增加行星轮的数量的效果的另一种方式是，增加行星轮的数量增加了那些齿圈齿的数量，且相应地增加了行星轮齿的数量以及太阳轴齿的数量，齿圈齿、行星轮齿和太阳轴齿在每个时刻都参与扭矩传递。在许多情形中，齿圈115的外径能够在存在例如五个行星轮时比在存在例如四个或三个行星轮时小。
行星轮载架101包括用于支撑行星轮的轴的载架本体102。图1示出了行星轮116的轴的截面图。图1中示出的轴用附图标记121表示。载架本体102包括连接部分126，该连接部分126能够连接到外部机械系统，所述外部机械系统例如是但不必然是风力涡轮机的转子。载架本体102包括用于支撑行星轮的轴的第一端的第一端部分111和用于支撑行星轮的轴的第二端的第二端部分112。在该示例性情形中，载架本体102包括支撑结构113，该支撑结构将第一端部分111和第二端部分112彼此连接以便增加载架本体102的机械刚度。支撑结构113在轴向方向上位于第一端部分111和第二端部分112之间并且在行星轮载架101的周向方向上位于行星轮之间。轴向方向平行于坐标系统199的z轴线。
载架本体102和行星轮的轴包括用于将油传导到行星轮的轴承的油通道。在图1中，载架本体102的油通道用附图标记103表示，行星轮116的轴121的油通道用附图标记122表示，并且行星轮116的轴承用附图标记117和118表示。在图1所示的示例性行星齿轮中，行星轮的轴承是圆柱滚子轴承。行星轮载架101包括滑动轴承127，用于相对于行星齿轮的框架123可旋转地支撑载架本体102的第一端119。图1示出了图形部分125的放大视图，以便图示滑动轴承127。滑动轴承127包括油通道108，用于将来油从框架123的油通道124传导到载架本体102的油通道103。经由框架123的油通道124供应的油的一部分润滑滑动轴承127，而其余的油被输送到行星轮载架101并且由此被输送到行星轮的轴承。因此，滑动轴承127被用作供油连接部，其使得能够向行星轮的轴承供应加压油。行星轮载架101包括用于相对于框架123可旋转地支撑载架本体102的第二端120的圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承能够接收指向载架本体102的轴向力。因此，支撑载架本体102的第一端119的滑动轴承127能够是简单且成本有效的。在这个示例性情形中，圆锥滚子轴承包括轴向连续的第一圆锥滚子轴承109和第二圆锥滚子轴承110，第一圆锥滚子轴承109和第二圆锥滚子轴承110的锥角朝向彼此开口。因此，圆锥滚子轴承109和110的组合能够接收具有坐标系199的正z方向的轴向力以及具有坐标系199的负z方向的轴向力。在指向行星轮载架101的轴向力恒定不为零并且不能改变其方向的情形中，仅一个圆锥滚子轴承可以满足需求。上述类型的情况可以在轴向方向基本上是竖直的并且指向行星轮载架101的轴向力主要由重力引起时发生。
在图1所示的示例性情形中，滑动轴承127包括两个轴向连续的轴承元件，使得在轴承元件之间存在轴向间隙。如图形部分125的放大视图所示，该轴向间隙构成用于将油从框架123的油通道124传导到载架本体102的油通道103的油通道108。轴向连续的轴承元件中的一个轴承元件包括轴承衬套104和105，并且轴承元件中的另一个轴承元件包括轴承衬套106和107。轴承衬套104-107能够是根据已知的滑动轴承技术的。例如，轴承衬套104和106能够由比轴承衬套105和107的材料软的材料制成。然而，轴承衬套105和107由比轴承衬套104和106的材料软的材料制成也是可能的。较软的材料能够是例如白合金，并且较硬的材料能够是例如钢。还可能的是，轴承衬套104和106或轴承衬套105和107是多层轴承衬套，所述多层轴承衬套中的每个轴承衬套包括由例如钢制成的背衬、由比背衬的材料软的一种或多种合适材料制成的一个或多个中间层、以及用于提供适当的滑动性能和耐磨性的表面涂层。还可能的是，载架本体102的表面适于用作滑动表面，并且轴向连续的轴承元件中的每一个轴承元件包括仅一个轴承衬套。然而，有利的是，滑动轴承127的所有滑动表面都用可更换部件(诸如轴承衬套104-107)来实现。
图2示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的行星齿轮的截面图。该截面是沿着与坐标系299的yz平面平行并且与行星齿轮的几何中心线重合的剖切平面截取的。在图2中，几何中心线用点划线表示。行星齿轮包括太阳轴214、齿圈215、行星轮以及根据本发明的示例性实施例的行星轮载架201，该行星轮载架201用于支撑行星轮，使得行星轮与太阳轴214以及与齿圈215啮合。图2示出了其中一个行星轮的截面图。图2中所示的行星轮用附图标记216表示。
行星轮载架201包括用于支撑行星轮的轴的载架本体202。图2示出了行星轮216的轴的截面图。图2中示出的轴用附图标记221表示。载架本体202包括连接部分226，该连接部分226能够连接到外部机械系统，所述外部机械系统例如是但不必然是风力涡轮机的转子。载架本体202和行星轮的轴包括用于将油传导到行星轮的轴承的油通道。在图2中，载架本体202的油通道用附图标记203表示，行星轮216的轴221的油通道用附图标记222表示，并且行星轮216的轴承用217表示。在图2所示的示例性行星齿轮中，行星轮的轴承是包括径向滑动轴承部分和轴向滑动轴承部分的滑动轴承。行星轮的滑动轴承能够是根据已知的滑动轴承技术的。与其行星轮由滚动轴承支撑的行星齿轮相比，行星轮的滑动轴承使得能够减小太阳轴214、行星轮和齿圈215的直径，这是因为滑动轴承在径向方向上需要的空间比具有相同支撑能力的滚动轴承需要的少。
行星轮载架201包括用于相对于行星齿轮的框架223可旋转地支撑载架本体202的第一端219的滑动轴承227。图2示出了图形部分225的放大视图，以便图示滑动轴承227。滑动轴承227包括用于将油从框架223的油通道224传导到载架本体202的油通道203的油通道208。经由框架223的油通道224供应的油的一部分润滑滑动轴承227，而其余的油被输送到行星轮载架201并且由此被输送到行星轮的滑动轴承。因此，滑动轴承227被用作供油连接部，其使得能够向行星轮的滑动轴承供应加压油。行星轮载架201包括用于相对于框架223可旋转地支撑载架本体202的第二端220的圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承能够接收指向载架本体202的轴向力。因此，支撑载架本体202的第一端219的滑动轴承227能够是简单且成本有效。在这个示例性情形中，圆锥滚子轴承包括轴向连续的第一圆锥滚子轴承209和第二圆锥滚子轴承210，第一圆锥滚子轴承209和第二圆锥滚子轴承210的锥角朝向彼此开口。因此，圆锥滚子轴承209和210的组合能够接收具有坐标系299的正z方向的轴向力以及具有坐标系299的负z方向的轴向力。
在图2中所示的示例性情形中，滑动轴承227的滑动表面包括周向槽，并且滑动轴承227包括用于将油从框架223的通道224传导到周向槽并且用于将油从周向槽传导到载架本体202的油通道203的径向孔。还可能的是，滑动轴承227的滑动表面中的仅一个滑动表面包括周向槽。如图形部分225的放大视图所示，滑动轴承227的周向槽和径向孔构成用于将油从框架223的油通道224传导到载架本体202的油通道203的油通道208。滑动轴承227包括轴承衬套204和205。轴承衬套204和205能够是根据已知的滑动轴承技术的。例如，轴承衬套204能够由比轴承衬套205的材料软的材料制成。然而，还能够的是，轴承衬套205由比轴承衬套204的材料软的材料制成。较软的材料能够是例如白合金，并且较硬的材料能够是例如钢。还能够的是，轴承衬套204或轴承衬套205是多层轴承衬套，其包括由例如钢制成的背衬、由比背衬的材料软的一种或多种合适材料制成的一个或多个中间层、以及用于提供适当的滑动性能和耐磨性的表面涂层。还能够的是，载架本体202的表面适于用作侧壁表面，并且滑动轴承227包括仅一个轴承衬套204。然而，有利的是，滑动轴承227的两个滑动表面都用可更换部件(诸如轴承衬套204和205)来实现。
图3示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的行星齿轮的截面图。该截面是沿着与坐标系399的yz平面平行并且与行星齿轮的几何中心线重合的剖切平面截取的。在图3中，几何中心线用点划线表示。行星齿轮包括太阳轴314、齿圈315、行星轮以及根据本发明的示例性实施例的行星轮载架301，该行星轮载架301用于支撑行星轮，使得行星轮与太阳轴314以及与齿圈315啮合。图3示出了其中一个行星轮的截面图。图3中所示的行星轮用附图标记316表示。
行星轮载架301包括用于支撑行星轮的轴的载架本体302。图3示出了行星轮316的轴的截面图。图3中示出的轴用附图标记321表示。载架本体302和行星轮的轴包括用于将油传导到行星轮的轴承的油通道。在图3中，载架本体302的油通道用附图标记303表示，并且行星轮316的轴321的油通道用附图标记322表示。行星轮载架301包括用于相对于行星齿轮的框架323可旋转地支撑载架本体302的第一端319的滑动轴承327。图3示出了图形部分325的放大视图，以便图示滑动轴承327。滑动轴承327包括用于将油从框架323的油通道324传导到载架本体302的油通道303的油通道308。经由框架323的油路324供应的油的一部分润滑滑动轴承327，而其余的油被输送到行星轮载架301并且由此被输送到行星轮的轴承。因此，滑动轴承327被用作供油连接部，其使得能够向行星轮的轴承供应加压油。行星轮载架301包括用于相对于框架323可旋转地支撑载架本体302的第二端320的圆锥滚子轴承。
在图3中所示的示例性情形中，滑动轴承327包括相对于框架323和/或相对于载架本体302能够旋转的轴承衬套304。轴承衬套304包括径向孔，该径向孔构成用于将油从框架323的油通道324传导到载架本体302的油通道303的油通道308。在该示例性情形中，载架本体302的表面适于用作滑动轴承327的滑动表面，并且/或者框架323的表面适于用作滑动轴承327的滑动表面。相对应地，轴承衬套304的内表面构成滑动轴承的滑动表面并且/或者轴承衬套304的外表面构成滑动轴承的滑动表面。
值得注意的是，图1、图2和图3中所示的行星齿轮只是非限制性示例。例如，支撑行星轮载架的滑动轴承可以包括两个或更多个轴向连续的内轴承衬套和具有径向油通道的单个外轴承衬套。还可能的是，滑动轴承包括两个或更多个轴向连续的外轴承衬套和具有径向油通道的单个内轴承衬套。还可能的是，滑动轴承包括附接到行星齿轮的框架的两个或更多个轴向连续的轴承衬套，并且行星轮载架的载架本体的表面被布置成用作滑动轴承的另一个滑动表面。还可能的是，滑动轴承包括具有径向油通道和周向槽并且被附接到行星齿轮的框架的轴承衬套，并且行星轮载架的载架本体的表面被布置成用作滑动轴承的另一个滑动表面。还可能的是，滑动轴承包括轴承衬套，该轴承衬套包括径向油通道并且被附接到行星齿轮的框架，并且行星轮载架的载架本体的表面被布置成用作滑动轴承的另一个滑动表面并且载架本体的表面包括用于接收油的周向槽。还可能的是，一个或多个上述类型的轴承衬套被附接到行星轮载架的载架本体上，并且框架的表面被布置成用作滑动轴承的另一个滑动面。根据上述示例显而易见的是，将上述滑动轴承不仅用作轴承而且还用作从框架到行星轮载架的供油连接部的原理还适用于多个不同的滑动轴承结构。
在图1、图2和图3中所示的示例性情形中，齿圈是静止的，而行星轮载架和太阳轴是可旋转的。还可能的是，太阳轴是静止的，并且行星轮载架和齿圈是可旋转的。
以上给出的描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另外明确指出，否则以上给出的描述中提供的示例的列表和群组不是穷尽的。