对行星销的固定和/或压紧的制作方法
【专利摘要】本发明涉及对行星销的轴向的固定和/或压紧，尤其是对风力发电机组的传动装置的行星齿轮级的行星销的轴向的固定和/或压紧。本发明的想法在于，为了轴向地固定和/或压紧行星销而在行星销的区域附近设置有拧接部，该行星销具有用于轴向地固定和/或压紧行星轴承的肩部。这可以实现行星轴承与拧接部之间的短的负载路径并因此可以实现很高的刚性。
【专利说明】
对行星销的固定和/或压紧
技术领域
[0001]本发明涉及对行星销的轴向的固定和/或压紧，尤其是对风力发电机组的传动装置的行星齿轮级的行星销的轴向的固定和/或压紧。
【背景技术】
[0002]在风力发电机组中，也被称为行星杆的行星销实现两个主要功能。一方面，行星销充当用于行星齿轮轴承的轴承座。每个行星齿轮通常使用至少两个轴承。它们必须沿轴向方向固定。尤其是在使用圆锥滚子轴承时还期待的是，沿轴向方向压紧轴承，即，沿轴向方向作用到轴承上的预紧，以便避免损伤并且提高轴承的使用寿命。
[0003]另一方面，行星销将行星架的两个半体彼此固定。因此，行星销以加固且稳定化的方式作用到行星架上。
[0004]为了可以实现所描述的功能，行星销必须与行星架尽可能牢固地连接。过盈装配证实是合适的，其中，行星架缩套到行星销上。为此，首先加热行星架。行星销引入已加热的行星架中。如果紧接着冷却行星架，那么行星架就缩套到行星销上，从而在行星架与行星销之间构造出过盈配合。
[0005]为了使行星架与行星销之间的过盈装配可以经受住更大的负荷，设置有具有在行星销与行星架之间的更大的尺寸差的更强的过盈配合。然而这也伴随有缺点。需要在装配前更大程度地加热行星架。这带来了如下危险，即，装配工人在接触到行星架时造成烧伤。此外，由于更大的尺寸差增大了缩套的行星架中的应力。这不利于行星架的负荷能力和耐久性。
[0006]由现有技术公知了对行星销沿轴向方向的负荷能力进行改进的解决方案。文献US2006/0293142 Al公开了用于轴向压紧行星销的夹紧螺钉。行星销具有轴向延伸的、贯通的孔，可以通过该孔引入夹紧螺钉。在行星架中具有螺纹，夹紧螺钉可以拧入到该螺纹中。于是，夹紧螺钉的头部和螺纹位于行星销的沿轴向方向相对置的两侧上，从而夹紧螺钉可以沿螺纹的方向将力施加到行星销上。
[0007]文献US6 491 600 BI公开了类似的解决方案。但是，夹紧螺钉在这里没有直接与行星架拧接，而是与盘状的置入件拧接。该置入件位于行星架的为此设置的容纳部中。因此，夹紧螺钉在这里也经由其头部沿螺纹的方向将力施加到行星销上。
[0008]所描述的解决方案具有若干缺点。因为夹紧螺钉沿纵向方向引导通过行星销，从而螺钉头部和螺纹布置在行星销的沿轴向方向相对置的侧上，所以夹紧螺钉的长度通过行星销的几何结构来确定。这导致的是，仅能使用具有相应很小的轴向刚性的极长的夹紧螺钉。因此，夹紧螺钉相对于沿轴向方向的负荷具有很高的柔韧性。其结果是，无法有效地阻止行星销的轴向移动。
[0009]为了引导夹紧螺钉通过行星销此外还需要孔。其不仅减小了销相对于径向作用的力的负荷能力，而且减小了销相对于轴向扭力的负荷能力。
【发明内容】
[0010]本发明的任务在于在避开由现有技术已知的解决方案所具有的缺点的情况下沿轴向方向固定行星销。
[0011 ]该任务通过根据独立权利要求的本发明来解决。
[0012]独立权利要求的下面描述的主题的共同想法在于，为了轴向地固定和/或压紧行星销，在行星销的区域附近设置有拧接部，该行星销具有用于轴向地固定和/或压紧行星轴承的肩部。这可以实现行星轴承与拧接部之间的短的负载路径并且因此可以实现很高的刚性。
[0013]根据本发明的、尤其是一体式的行星销可以划分成两个区域:第一区域和第二区域。行星销的第一区域构造用于容纳行星轴承。这尤其意味着的是，行星销的第一区域可以沿轴向方向固定行星轴承。为此，行星销的第一区域针对行星轴承相应地具有轴承座。行星销的第一区域的至少一个柱形的区段优选充当轴承座，其中至少一个行星轴承的内圈可以推移到该柱形的区段上。行星销的整个第一区域优选是柱形的。
[0014]行星轴承用于使行星齿轮以能转动的方式支承在行星销中。在此，行星齿轮的转动与行星销同轴地进行。设置有至少两个行星轴承，优选恰好两个行星轴承。本发明尤其是适合于圆锥滚子轴承的轴向的固定和/或压紧。
[0015]行星销的第二区域具有用于轴向地固定和/或压紧行星轴承的肩部。肩部形成与行星销同轴地延伸的圆环形的面，该面与行星销的对称轴线或行星齿轮的转动轴线或行星轴承的转动轴线正交地取向。
[0016]行星轴承轴向地固定和/或压紧在行星销的肩部与行星架的为此设置的接触面之间。在此，不仅对每一个行星轴承进行轴向的固定和/或压紧，而且进行行星轴承彼此间的轴向的固定和/或压紧。
[0017]肩部优选构造为针对第一行星轴承的内圈的接触面。肩部可以沿第一方向将力施加到内圈上。第二行星轴承的内圈优选可以直接地，也就是经由共同的接触面与行星架接触，或者间接地，也就是经由中间元件与行星架接触。行星架可以相应地沿与第一方向相反地延伸的第二方向将力施加到第二行星轴承的内圈上。
[0018]此外优选设置有如下机构，这些机构可以实现第一行星轴承的外圈和第二行星轴承的外圈彼此间的支撑。在此，例如可以涉及中间圈、行星齿轮中的阶梯部和/或另外的行星轴承。外圈的直接接触也是可行的。也就是说，第一行星轴承的外圈可以沿第一方向将力施加到第二行星轴承的外圈上;第二行星轴承的外圈可以沿第二方向将力施加到第一行星轴承的外圈上。
[0019]根据本发明，可以设置具有至少一个内螺纹的行星销。该内螺纹以如下方式延伸，即，使得行星销的第二区域具有内螺纹的通口。通口理解为行星销的优选圆形的开口，通过该开口可以接近内螺纹。也就是说，内螺纹是进入到行星销的第二区域中的内螺纹。
[0020]以如下方式来实现内螺纹的定位，S卩，即使在行星销的已装配的状态下，也就是当行星销位于行星架中时，内螺纹也是能接近的。在行星销的已装配的状态下，下面描述的用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构尤其是应能拧入到内螺纹中。
[0021]根据本发明，代替内螺纹地或除了内螺纹以外，行星销的第二区域还可以具有至少一个外螺纹。
[0022]在外螺纹的定位、在行星销的已装配的状态下的外螺纹的可接近性以及在行星销的于已拧接的状态下与用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构的可拧接性方面，也适用于给上述的针对内螺纹的实施方案做修改。也就是说，以如下方式来实现外螺纹的定位，即，即使在行星销的已装配的状态下，也就是当行星销位于行星架中时，外螺纹也是能接近的。在行星销的已装配的状态下，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构尤其是应能拧紧到外螺纹上。
[0023]根据本发明，根据本发明的用于轴向地固定和/或压紧上文所描述的行星销的第一机构具有至少一个螺纹，该螺纹能与行星销的内螺纹或外螺纹拧接。也就是说，该机构的螺纹以如下方式设计，即，该螺纹可以与行星销的内螺纹或外螺纹形成螺纹配对部。
[0024]螺纹配对部用于针对轴向地固定和/或压紧行星销来说所需的力传导。除了螺纹配对部以外，行星销的肩部也参与力传导。不仅肩部而且行星销的内螺纹和/或外螺纹都位于行星销的第二区域中。因此可行的是，行星销的肩部和行星销的内螺纹和/或外螺纹进而用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构在空间上彼此直接靠近地布置。这促成短的负载路径进而促成很高的刚性。
[0025]在优选的实施方式中，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构以如下方式设计，即，当紧固环或片状环置入到行星架中的槽中时，第一机构就可以相对于紧固环或片状环压紧。也就是说，行星架具有槽。该槽优选与在已装配的状态下位于行星架的设置用于固定行星销的贯通孔中的行星销同轴地延伸。
[0026]为了相对于紧固环或片状环固定和/或压紧，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构优选具有如下面，第一机构可以以该面相对于紧固环或片状环支撑。因此，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构可以沿第二方向将力施加到紧固环或片状环上。该力尤其是可以通过螺纹配对部的扭转，也就是通过用于轴向地固定和/或压紧行星销的机构的螺纹相对行星销的内螺纹和/或外螺纹的扭转来产生。于是，力沿第一方向相应地作用到螺纹配对部上并进而作用到行星销的内螺纹和/或外螺纹上。也就是说，所描述的扭转导致行星销的压紧。
[0027]也可行的是，通过螺纹配对部的扭转沿轴向方向以如下方式固定行星销，S卩，产生期望的轴承间隙。
[0028]根据本发明的行星架配设有至少一个用于引入和固定行星销的贯通孔。为了将行星销装配在行星架中，将行星销引入贯通孔中。于是，贯通孔至少沿径向方向固定行星销。为此，优选提供过盈装配，其中，行星架缩套到行星销上。为此，首先加热行星架。将行星销引入已加热的行星架中。如果紧接着冷却行星架，那么行星架就缩套到行星销上，从而在行星架与行星销之间构造出过盈配合。
[0029]根据本发明，根据本发明的行星架的贯通孔具有内螺纹。该内螺纹优选与贯通孔的对称轴线或引入贯通孔中的行星销的对称轴线或以能绕行星销转动的方式支承的行星齿轮的转动轴线或其行星轴承同轴地延伸。此外，贯通孔优选构造出柱形的空腔。
[0030]为了可以轴向地固定和/或压紧行星销，证实有利的是，引入贯通孔中的行星销并非完全填塞贯通孔。取而代之的是，内螺纹布置在贯通孔的由行星销空出的区域中。这可以实现的是，在将行星销引入贯通孔中之后，根据本发明的用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构与行星架的内螺纹拧接。相应地，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构具有至少一个外螺纹，外螺纹能与行星架的内螺纹拧接。也就是说，外螺纹和行星架的内螺纹可以形成螺纹配对部。
[0031]此外优选地，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构还具有至少一个针对行星销的接触面。当行星销在行星架中引入并且用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构拧入到行星架的贯通孔中时，也就是说该机构的外螺纹与行星架的内螺纹拧接时，该接触面就促成对行星销的轴向的固定和/或压紧。
[0032]接触面以如下方式布置，S卩，使得用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构可以经由接触面将沿第一方向作用的力施加到行星销上。尤其是当用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构通过拧入到贯通孔中而在行星架与行星销之间压紧时，力在接触面上沿第一方向作用到行星销上。于是，沿第二方向的相应的力在螺纹配对部处作用到行星架上。
[0033]也可行的是，通过将第二机构拧入到贯通孔中有针对性地限制了行星销沿轴向方向的可运动性并进而调整期望的轴承间隙。
[0034]根据本发明的用于轴向地固定和/或压紧行星销的第三机构具有至少一个内螺纹。内螺纹是连贯的，从而通过将螺钉转入到内螺纹中可以使螺钉相对于行星销压紧。在此，螺钉沿第一方向将力施加到引入行星架中的行星销上。
[0035]在此，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构将相应的力沿第二方向施加到置入到行星架中的槽中的紧固环或片状环上。也就是说，通过将螺钉转入到内螺纹中，用于轴向地固定和/或压紧行星销的机构相对于在槽中置入的紧固环或片状环压紧。
[0036]优选地，槽在上面描述的类型的贯通孔之中延伸。尤其优选的是，贯通孔和槽彼此间同轴地取向。也就是说，槽沿周向方向绕贯通孔的对称轴线或引入贯通孔中的行星销的对称轴线或行星齿轮的转动轴线地延伸。
[0037]用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一或第二机构相对于行星销和/或相对于行星架的扭转或者用于相对于行星销压紧的螺钉相对于用于轴向地固定和/或压紧行星销的第三机构的扭转所引起的是:失去对行星销的轴向压紧并且/或者行星销可能沿轴向方向移动。这还引起行星轴承的预应力的损失和/或对轴承间隙的错误调节。后一种情况可能导致轴承损坏。
[0038]为了实现防扭转，在优选的实施方式中，用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一、第二和第三机构配设有通孔螺纹。可以将紧固螺钉引入到该通孔螺纹中。设置有紧固螺钉，以便防止机构相对于行星销和/或相对于行星架扭转或者防止用于向着行星销压紧的螺钉相对于机构扭转。为了该目的，通孔螺纹以如下方式布置，即，使得紧固螺钉作用到行星销、行星架或作用到向着行星销压紧的螺钉上。
[0039]在用于轴向地固定和/或压紧行星销的第一机构的情况下，紧固螺钉优选向着行星销地作用。
[0040]在用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构的情况下同样可行的是，通孔螺纹以如下方式取向，即，使得紧固螺钉作用到行星销上。当在行星销与行星架之间存在非常足够用于防止行星销相对于行星架扭转的过盈装配时，这也促成了防止用于轴向地固定和/或压紧行星销的第二机构的扭转。相反地，如果无法足够安全地排除行星销相对于行星架的扭转和进而用于轴向地固定和/或压紧的第二机构的扭转，那么通孔螺纹优选以如下方式构造，即，使得紧固螺钉向着行星架地作用。
[0041 ]替选地，第二机构可以设计为开槽螺母，以便实现防扭转。
[0042]在用于轴向地固定和/或压紧行星销的第三机构的情况下，通孔螺纹以如下方式构造，即，使得紧固螺钉作用到用于压紧用以轴向地固定和/或压紧行星销的第三机构的螺钉上。
【附图说明】
[0043]附图示出了本发明的以下描述的实施例。在此，在不同的附图中的相同的附图标记标示相同或功能相同的特征。其中:
[0044]图1示出具有用于拧上轴向紧固件的外螺纹的第一行星销；
[0045]图2示出具有用于拧上轴向紧固件的外螺纹的第二行星销；
[0046]图3示出具有用于拧上轴向紧固件的内螺纹的行星销；
[0047]图4示出用于拧入到行星架中的轴向紧固件;并且
[0048]图5示出用于借助螺钉压紧的轴向紧固件。
【具体实施方式】
[0049]根据图1的行星销101具有柱形的第一区域103和柱形的第二区域105。第二区域105的直径超过第一区域103的直径，从而出现带有肩部107的阶梯部，其用于行星轴承的轴向固定。第二区域105在沿轴向方向与该阶梯部相对置的一侧上具有另外的阶梯部，外螺纹加入该另外的阶梯部中。轴向紧固件109具有能与行星销的外螺纹105拧接的内螺纹，从而轴向紧固件109的内螺纹和行星销的外螺纹105形成螺纹配对部111。
[0050]在行星架115中设计为贯通孔的容纳部113用于固定行星销101。行星销101在此仅部分地伸入到容纳部113中并且在此空出容纳部113的区域。除了轴向紧固件109之外，还有紧固环117位于在该区域中。在槽119中引入有紧固环117，该槽119与行星销101、轴向紧固件109和紧固环117同轴地延伸。
[0051]通过轴向紧固件109相对于行星销101的扭转，轴向紧固件109可以相对于紧固环117压紧。这相应地引起行星销101相对于轴向紧固件109压紧并且因此也引起行星销101相对于紧固环117压紧。最后，行星销101相对于行星架115压紧。
[0052]将紧固螺钉121引入轴向紧固件109中。这些紧固螺钉在它们的端部尖尖地实施，从而这些紧固螺钉可以在很小的区域中将很高的压力施加到行星销101上或行星销101的第二部分105上。这防止了轴向紧固件109相对于行星销101的扭转。
[0053]图2示出了图1中所示的实施例的变型方案，不同之处尤其是在于紧固螺钉121的位置。在图2中，紧固螺钉121沿轴向方向布置在螺纹配对部111与行星架115之间。然而，负载路径在螺纹配对部111与紧固环117之间延伸。紧固螺钉121位于该负载路径中。与之相反地，紧固螺钉121在根据图1的实施例中布置在负载路径之外，从而轴向紧固件119可以更稳定地实施。
[0054]图3示出如下实施例，其中，行星销101具有能与轴向紧固件109的外螺纹形成螺纹配对部111的内螺纹。如在图2的实施例中那样，紧固螺钉121在这里位于在螺纹配对部111与紧固环117之间的负载路径中。相应地，根据图1的本发明的实施方案可以实现能负荷的轴向紧固件109的构造方案。
[0055]图4中示出的轴向紧固件109没有与行星销101拧接，而是与行星架105拧接。相应地，螺纹配对部111通过轴向紧固件109的外螺纹和行星架105的内螺纹形成。轴向紧固件109的这样的实施方案允许了行星销101与螺纹配对部111之间的比较直的负载路径。相应地得到了在轴向紧固件109的负荷能力方面的优点。
[0056]图4所示的紧固螺钉121作用到行星销101上。只有当行星销101可以抗相对转动地支承到行星架115中时，才防止了轴向紧固件19相对于行星架105的扭转。
[0057]如果相反地，不能排除行星销101相对于行星架115的扭转，那么紧固螺钉121替选地可以以如下方式布置，即，它们朝向行星架115地作用。尽管存在行星销101相对于行星架105的扭转，但是可以防止轴向紧固件109相对于行星架115扭转，进而可以防止预应力的损失或行星轴承的期望的轴向间隙的损失。
[0058]替选地，当轴向紧固件109设计为具有相应的、安装在行星架115上的紧固件的开槽螺母时，可以取消使用紧固螺钉121。
[0059]图5示出具有内螺纹的轴向紧固件109。内螺纹没有与行星销101拧接，而是与螺钉501的外螺纹形成螺纹配对部111。螺钉501以如下方式布置，S卩，使该螺钉可以将力施加到行星销101上，该螺钉导致行星轴承压紧或使行星销101轴向固定，从而出现期望的轴承间隙。
[0060]为了防止螺钉501发生扭转，可以设置有(在图5中未示出的)紧固螺钉121，该紧固螺钉以如下方式布置，即，使得该紧固螺钉作用到螺钉501上。紧固螺钉121尤其是可以沿径向方向从内向外地拧入轴向紧固件109中。
[0061]在图5中示出的实施例中，螺钉501与之相反地具有可以相对于轴向紧固件109压紧的头部。这促成了防止螺钉501的扭转。
[0062]附图标记列表
[0063]101行星销
[0064]103 第一区域
[0065]105 第二区域
[0066]107 肩部
[0067]109轴向紧固件
[0068]111螺纹配对部
[0069]113 容纳部
[0070]115行星架
[0071]117紧固环
[0072]119 槽
[0073]121紧固螺钉
[0074]501 螺钉
【主权项】
1.一种行星销(101)，其中， 所述行星销(101)的第一区域(103)构造用于容纳行星轴承，其中， 所述行星销的第二区域(105)具有用于轴向地固定和/或压紧所述行星轴承的肩部(107)，其特征在于， 具有至少一个内螺纹，其中，所述行星销(101)的第二区域(105)具有所述内螺纹的通口，并且/或者 具有至少一个外螺纹，其中，所述行星销(101)的第二区域(105)具有所述外螺纹(105)。2.—种用于轴向地固定和/或压紧根据权利要求1所述的行星销(101)的机构(109)，其特征在于， 具有至少一个螺纹，所述螺纹能与所述行星销的内螺纹或外螺纹拧接。3.根据前一项权利要求所述的机构(109)，其特征在于， 当紧固环或片状环(117)置入到行星架(115)中的槽(119)中时，所述机构(109)能够向着所述紧固环或片状环(117)压紧。4.一种具有用于引入和固定行星销(101)的至少一个贯通孔(113)的行星架(115)，其特征在于，所述贯通孔(113)具有内螺纹。5.—种用于将行星销(101)轴向地固定和/或压紧在根据前一项权利要求所述的行星架(115)中的机构(109)，其特征在于， 具有至少一个外螺纹，所述外螺纹能与所述行星架(115)的内螺纹拧接。6.—种用于轴向地固定和/或压紧行星销(101)的机构(109)，其特征在于， 具有至少一个内螺纹；其中，通过将螺钉(501)转入到所述内螺纹中能够使所述螺钉(501)向着所述行星销(101)压紧;并且其中，当紧固环或片状环(117)置入到行星架(115)中的槽(119)中时，通过将所述螺钉(501)转入到所述内螺纹中能够使所述机构(109)向着所述紧固环或片状环(117)压紧。7.—种根据权利要求2、3或5中任一项所述的机构(109)，其特征在于， 具有至少一个通孔螺纹，能够将紧固螺钉(121)引入所述通孔螺纹中，从而所述紧固螺钉(121)防止所述机构(109)相对于所述行星销(101)和/或相对于行星架(115)扭转。
【文档编号】F16H57/08GK105849441SQ201480069788
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年11月18日
【发明人】格哈德·迪克汉斯
【申请人】Zf 腓德烈斯哈芬股份公司, Zf风能安特卫普有限公司