用于风力发电站的行星齿轮传动装置以及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种用于风力发电站的行星齿轮传动装置。
【背景技术】
[0002]2013年5月22日的EP 2594789 Al (Winergy AG)描述了一种对风力涡轮传动装置的齿耦合器的润滑材料供应。在此，润滑材料供给喷嘴将润滑材料喷到润滑材料供给环的圆锥形的穿通孔处。通过润滑材料供给环在齿耦合器的方向上的扩展实现了喷出的润滑材料在齿耦合器的方向上的进一步输送。
[0003]风力涡轮传动装置可以包括齿轴连接部和推力轴承面，二者处于两个旋转的部件内部。这样的金属与金属接触的润滑剂的充分供应是重要的，从而减少磨损。润滑位置的仅仅间接的可触及性以及通过部件的旋转导致的离心力使得通过油喷射或油喷洒装置进行的充分润滑供应变得困难。在实践中，对润滑位置的自由射流喷射导致巨大的润滑材料损失，从而仅仅一小部分润滑材料到达润滑位置。因此为润滑位置供应润滑材料受到巨大的影响。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的在于确保在风力涡轮传动装置中的改善的润滑材料供给。
[0005]该目的根据本发明通过具有在权利要求1中给出的特征的、用于风力发电站的行星齿轮传动装置实现。该用于风力发电站的行星齿轮传动装置包括:在传动装置壳体中环绕的驱动侧的行星级;连接在行星级下游的输出侧的圆柱齿轮级；与行星级的太阳轮抗扭地连接的太阳轴；以及空心轴，其由圆柱齿轮级的圆柱齿轮同心地围绕并且与之抗扭地连接。太阳轴和空心轴通过齿耦合器彼此抗扭地连接，在齿耦合器中太阳轴的外齿部与空心轴的内齿部啮合。太阳轴和空心轴在轴向接触面的区域中彼此抵靠。传动装置具有导油通道，其为了压力润滑齿耦合器和轴向接触面而生成在一方面与传动装置壳体连接的油供给部和另一方面齿耦合器以及轴向接触面之间的连接。风力传动装置也可以包括超过两个行星级。风力传动装置也可以具有多个轴向接触面，其中根据本发明，油能够通过导油通道输送至至少一个轴向接触面。
[0006]在说明书中，定义“润滑材料”和“油”被同步使用。定义“油”的使用包括所有合适的润滑材料。
[0007]本发明基于这样的认识，S卩-与油喷射或者油喷洒润滑不同-借助于通过导油通道的压力润滑也能够将润滑材料以可靠的方式和方法带到快速旋转的轴的甚至很难触及的、例如因为仅仅间接地触及的润滑位置处。基于彼此啮合的轴、即太阳轴和空心轴在450转/分钟的范围中的典型的转速的原因，因此在自由射流喷射中出现危险，即油在到达润滑位置之前通过离心力从部件上甩开。利用压力润滑，优选利用超过大气压力至少大约I至1.5巴的油压，尽管有作用的离心力，油也能够可靠地输送到待润滑的位置。用于压力润滑的通常油压在大约I至2巴，尤其在1.5至2巴。
[0008]本发明解决巨大的润滑材料损失的问题，该损失出现在至今为止实现的通过自由射流供给对齿耦合器的油喷射或者油喷洒润滑时。取代油喷射或者油喷洒润滑，根据本发明提出了通过用于润滑材料的旋转穿引来对润滑位置进行压力油供给。由此实现了在自由射流润滑时出现的损失的极大降低。
[0009]崭新类型的对待润滑位置的润滑材料供给的另外的优点在于，被强制的穿流方向。由此实现了，即来自部件的接触区域的磨损颗粒被引出并且不再能够产生促进磨损的作用。
[0010]在传动装置中，为了将轴向力从第一部件传递到第二部件上而设置有轴向接触面。用于这种类型的部件对的一个实例是在用于风力发电站的传动装置中的行星级的太阳轮轴和圆柱齿轮级的空心轴。在此，太阳轮轴的环形接触面抵靠在空心轴的相应的接触面上。一个技术问题在于，在彼此抵靠的部件的轴向接触面处出现磨损。通过磨损产生或者直接由部件彼此之间取决于磨损的位移或者间接由磨损颗粒的放出造成的齿部或者轴承的损坏。该磨损通过对接触面的可靠的润滑来减少，如其能够利用本发明所能够实现的那样。
[0011]本发明的优选的设计方案和改进方案在从属权利要求中给出。
[0012]根据本发明的一个优选的改进方案，行星齿轮传动装置包括第一轴向导油通道，第一轴向导油通道通过在空心轴和太阳轴之间延伸的环形空腔形成，和/或第二轴向导油通道，第二轴向导油通道轴向地穿过空心轴引导，以及径向导油通道，径向导油通道径向地穿过形成在空心轴上的环延伸，并且在一个端部与油供给部并且在另一个端部与第一轴向导油通道和/或第二轴向导油通道连接。
[0013]根据本发明的一个优选的改进方案，行星齿轮传动装置包括:在传动装置壳体中环绕的行星级;连接在行星级下游的圆柱齿轮级；与行星级的太阳轮抗扭地连接的太阳轴；以及空心轴。该空心轴由圆柱齿轮级的圆柱齿轮同心地围绕并且与之抗扭地连接。太阳轴和空心轴通过齿耦合器彼此抗扭地连接。齿耦合器通过太阳轴的外齿部和空心轴的内齿部形成，二者彼此啮合。齿耦合器布置在传动装置的轴向部段中，在该部段中，太阳轴由空心轴包围。传动装置此外包括在空心轴和太阳轴之间延伸的、引导至齿耦合器的第一轴向导油通道和旋转传递装置，其适合于将油从与传动装置壳体连接的油供给部传输至第一导油通道。
[0014]根据本发明的一个有利的改进方案，传动装置包括旋转传递装置，其适于将油从油供给部传输至导油通道。
[0015]根据本发明的一个有利的改进方案，旋转传递装置包括在形成在空心轴上的环中切除的环槽，油供给部通入到环槽中并且环槽与导油通道连接。
[0016]可替换的是，具有环槽的环也可以设计成单独的插入环或润滑材料供给环，以取代与空心轴一体成型。在此，插入环能够相对于空心轴静止或者以另外的旋转频率旋转。插入环也能够与空心轴连接。此外，插入环可以具有导油通道，其在第一端与穿过传动装置壳体的壁引导的油供给部连接，该油供给部与油输送栗连接。导油通道在第二端与轴向导油通道连接，也许再次通过环槽。
[0017]根据本发明的一个有利的改进方案，用于润滑材料的旋转传递装置包括环槽，其在形成在空心轴上的环中切除。优选地通过传动装置壳体引导的油供给部通入到该环槽中。该用于润滑材料的旋转传递装置此外包括至少一个导油通道，其径向地穿过环延伸并且因此形成在环槽和至少一个轴向导油通道之间的连接。
[0018]根据本发明的一个有利的改进方案，齿耦合器布置在传动装置的轴向部段中，在轴向部段中空心轴包围太阳轴。
[0019]根据本发明的一个有利的改进方案，第一轴向导油通道的驱动侧端部通过在太阳轴和空心轴之间布置的环形密封件密封。该密封件可以设计成接触密封件，例如O形环，或者两个部件的无接触密封件，例如迷宫式密封件。O形环在此可以布置在空心轴或者太阳轴的环形槽中。两个部件太阳轴和空心轴的密封件产生这样的作用，即润滑材料不再会在从齿耦合器上离开的方向上损失，也就是说不会从第一轴向导油通道中离开。因此，通过齿耦合器以及可能另外的轴向推力轴承面的穿流甚至会更强并且损失更少。
[0020]根据本发明的一个有利的改进方案，在太阳轴和空心轴之间延伸的环形的空腔连接至齿耦合器的远离于第一轴向导油通道的端部。空腔在一侧与太阳轴和空心轴的轴向接触面连接，并且在另一侧通过齿耦合器与第一轴向导油通道连接。通过第一轴向导油通道输送给齿耦合器的油因此能够在润滑性地穿流通过齿耦合器之后通过空腔到达至空心轴和太阳轴的轴向接触面，并且在那里提供用于降低磨损的润滑。
[0021]根据本发明的一个有利的改进方案，太阳轴具有环形的突起部，其与空心轴的环共同作用，从而形成第一轴向导油通道的一个端部。在此，环形的突起部并不抵靠在空心轴的环上，而是保持一个间隙，该间隙能够优选地通过-接触性的或者无接触的-密封件密封。因为环形突起部已经进一步缩小了第一轴向导油通道的横截面，因此完全封闭的密封件可以设计的较小。第一轴向导油通道在其背离与齿耦合器的端部上的封闭的作用在于，即润滑材料不再能够在从齿耦合器上离开的方向中损失，也就是说不会从第一轴向导油通道中漏出。因此，通过齿耦合器以及可能另外的轴向推力轴承面的穿流甚至会更强并且损失更少。
[0022]根据本发明的一个有利的改进方案，油供给部与油输送栗连接。由此能够在预设的压力下对润滑位置进行压力润滑。
[0023]该目的还通过对用于风力发电站的行星齿轮传动装置进行润滑的方法实现，其中，行星齿轮传动装置包括:在传动装置壳体中环绕的驱动侧的行星级;连接在行星级下游的输出侧的圆柱齿轮级;与行星级的太阳轮抗扭地连接的太阳轴；以及空心轴，空心轴由圆柱齿轮级的圆柱齿轮同心地围绕并且与之抗扭地连接，其中，太阳轴和空心轴通过齿耦合器彼此抗扭地连接，并且在轴向接触面的区域中彼此抵靠，在齿耦合器中，太阳轴的外齿部与空心轴的内齿部啮合，其中，利用压力将油通过导油通道引导至齿耦合器和轴向接触面，导油通道生成在一方面与传动装置壳体连接的油供给部和另一方面齿耦合器以及轴向接触面之间的连接。
[0024]当油以至少在大气压之上的大约I至1.5巴的压力传输至齿耦合器和轴向接触面时是优选的。用于压力润滑的通常油压在大约I至2巴，尤其在1.5至2巴。需要承受或者通过相应较大的油量流来补偿通过相对高的油压而现实出现的泄露损失，尤其是在旋转的和不旋转的部件之间的过渡位置处。
[0025]当通过导油通道引导的油在达到轴向接触面之前和/或之后引导给齿耦合器时是有利的。
【附图说明】
[0026]本发明接下来在实施例中根据附图进一步进行描述。图中示出:
[0027]图1是用于风力发电站的三级传动装置的横截面图；
[0028]图2是图1中的第一实施例的放大图；以及
[0029]图3是图1中的第二实施例的放大图。
【具体实施方式】
[0030]图1示出了传动装置，其包括驱动侧的第一行星级1、连接在第一行星级I下游的输出侧的第二行星级2以及输出侧的圆柱齿轮级3，其由传动装置壳体包围。在传动装置壳体4中支承有能够与转子轮毂连接的驱动轴5和与能与发电机连接的输出轴6。驱动轴5与驱动侧的行星级I的行星齿轮托架13连接，而驱动轴6与输出侧的圆柱齿轮级3的未示出的圆柱小齿轮连接。
[0031]两个行星级I，2分别包括空心轮14，24，多个支承在行星齿轮托架13，23中的行星齿轮12，22和太阳轮11，21。驱动轴5在此一体地形成在驱动侧的行星级I的行星齿轮托架13上。与驱动侧的行星级I的太阳轮11抗扭地连接的太阳轴111通过短齿耦合器ZKl与第二行星级2的行星齿轮托架23连接。在第二行星级2的行星齿轮托架23上一体地形成有空