用于風力發電站的行星齒輪傳動裝置以及方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種用于風力發電站的行星齒輪傳動裝置。
【背景技術】
[0002]2013年5月22日的EP 2594789 Al (Winergy AG)描述了一種對風力渦輪傳動裝置的齒耦合器的潤滑材料供應。在此，潤滑材料供給噴嘴將潤滑材料噴到潤滑材料供給環的圓錐形的穿通孔處。通過潤滑材料供給環在齒耦合器的方向上的擴展實現了噴出的潤滑材料在齒耦合器的方向上的進一步輸送。
[0003]風力渦輪傳動裝置可以包括齒軸連接部和推力軸承面，二者處于兩個旋轉的部件內部。這樣的金屬與金屬接觸的潤滑劑的充分供應是重要的，從而減少磨損。潤滑位置的僅僅間接的可觸及性以及通過部件的旋轉導致的離心力使得通過油噴射或油噴灑裝置進行的充分潤滑供應變得困難。在實踐中，對潤滑位置的自由射流噴射導致巨大的潤滑材料損失，從而僅僅一小部分潤滑材料到達潤滑位置。因此為潤滑位置供應潤滑材料受到巨大的影響。

【發明內容】

[0004]因此，本發明的目的在于確保在風力渦輪傳動裝置中的改善的潤滑材料供給。
[0005]該目的根據本發明通過具有在權利要求1中給出的特征的、用于風力發電站的行星齒輪傳動裝置實現。該用于風力發電站的行星齒輪傳動裝置包括:在傳動裝置殼體中環繞的驅動側的行星級;連接在行星級下游的輸出側的圓柱齒輪級；與行星級的太陽輪抗扭地連接的太陽軸；以及空心軸，其由圓柱齒輪級的圓柱齒輪同心地圍繞并且與之抗扭地連接。太陽軸和空心軸通過齒耦合器彼此抗扭地連接，在齒耦合器中太陽軸的外齒部與空心軸的內齒部嚙合。太陽軸和空心軸在軸向接觸面的區域中彼此抵靠。傳動裝置具有導油通道，其為了壓力潤滑齒耦合器和軸向接觸面而生成在一方面與傳動裝置殼體連接的油供給部和另一方面齒耦合器以及軸向接觸面之間的連接。風力傳動裝置也可以包括超過兩個行星級。風力傳動裝置也可以具有多個軸向接觸面，其中根據本發明，油能夠通過導油通道輸送至至少一個軸向接觸面。
[0006]在說明書中，定義“潤滑材料”和“油”被同步使用。定義“油”的使用包括所有合適的潤滑材料。
[0007]本發明基于這樣的認識，S卩-與油噴射或者油噴灑潤滑不同-借助于通過導油通道的壓力潤滑也能夠將潤滑材料以可靠的方式和方法帶到快速旋轉的軸的甚至很難觸及的、例如因為僅僅間接地觸及的潤滑位置處。基于彼此嚙合的軸、即太陽軸和空心軸在450轉/分鐘的范圍中的典型的轉速的原因，因此在自由射流噴射中出現危險，即油在到達潤滑位置之前通過離心力從部件上甩開。利用壓力潤滑，優選利用超過大氣壓力至少大約I至1.5巴的油壓，盡管有作用的離心力，油也能夠可靠地輸送到待潤滑的位置。用于壓力潤滑的通常油壓在大約I至2巴，尤其在1.5至2巴。
[0008]本發明解決巨大的潤滑材料損失的問題，該損失出現在至今為止實現的通過自由射流供給對齒耦合器的油噴射或者油噴灑潤滑時。取代油噴射或者油噴灑潤滑，根據本發明提出了通過用于潤滑材料的旋轉穿引來對潤滑位置進行壓力油供給。由此實現了在自由射流潤滑時出現的損失的極大降低。
[0009]嶄新類型的對待潤滑位置的潤滑材料供給的另外的優點在于，被強制的穿流方向。由此實現了，即來自部件的接觸區域的磨損顆粒被引出并且不再能夠產生促進磨損的作用。
[0010]在傳動裝置中，為了將軸向力從第一部件傳遞到第二部件上而設置有軸向接觸面。用于這種類型的部件對的一個實例是在用于風力發電站的傳動裝置中的行星級的太陽輪軸和圓柱齒輪級的空心軸。在此，太陽輪軸的環形接觸面抵靠在空心軸的相應的接觸面上。一個技術問題在于，在彼此抵靠的部件的軸向接觸面處出現磨損。通過磨損產生或者直接由部件彼此之間取決于磨損的位移或者間接由磨損顆粒的放出造成的齒部或者軸承的損壞。該磨損通過對接觸面的可靠的潤滑來減少，如其能夠利用本發明所能夠實現的那樣。
[0011]本發明的優選的設計方案和改進方案在從屬權利要求中給出。
[0012]根據本發明的一個優選的改進方案，行星齒輪傳動裝置包括第一軸向導油通道，第一軸向導油通道通過在空心軸和太陽軸之間延伸的環形空腔形成，和/或第二軸向導油通道，第二軸向導油通道軸向地穿過空心軸引導，以及徑向導油通道，徑向導油通道徑向地穿過形成在空心軸上的環延伸，并且在一個端部與油供給部并且在另一個端部與第一軸向導油通道和/或第二軸向導油通道連接。
[0013]根據本發明的一個優選的改進方案，行星齒輪傳動裝置包括:在傳動裝置殼體中環繞的行星級;連接在行星級下游的圓柱齒輪級；與行星級的太陽輪抗扭地連接的太陽軸；以及空心軸。該空心軸由圓柱齒輪級的圓柱齒輪同心地圍繞并且與之抗扭地連接。太陽軸和空心軸通過齒耦合器彼此抗扭地連接。齒耦合器通過太陽軸的外齒部和空心軸的內齒部形成，二者彼此嚙合。齒耦合器布置在傳動裝置的軸向部段中，在該部段中，太陽軸由空心軸包圍。傳動裝置此外包括在空心軸和太陽軸之間延伸的、引導至齒耦合器的第一軸向導油通道和旋轉傳遞裝置，其適合于將油從與傳動裝置殼體連接的油供給部傳輸至第一導油通道。
[0014]根據本發明的一個有利的改進方案，傳動裝置包括旋轉傳遞裝置，其適于將油從油供給部傳輸至導油通道。
[0015]根據本發明的一個有利的改進方案，旋轉傳遞裝置包括在形成在空心軸上的環中切除的環槽，油供給部通入到環槽中并且環槽與導油通道連接。
[0016]可替換的是，具有環槽的環也可以設計成單獨的插入環或潤滑材料供給環，以取代與空心軸一體成型。在此，插入環能夠相對于空心軸靜止或者以另外的旋轉頻率旋轉。插入環也能夠與空心軸連接。此外，插入環可以具有導油通道，其在第一端與穿過傳動裝置殼體的壁引導的油供給部連接，該油供給部與油輸送栗連接。導油通道在第二端與軸向導油通道連接，也許再次通過環槽。
[0017]根據本發明的一個有利的改進方案，用于潤滑材料的旋轉傳遞裝置包括環槽，其在形成在空心軸上的環中切除。優選地通過傳動裝置殼體引導的油供給部通入到該環槽中。該用于潤滑材料的旋轉傳遞裝置此外包括至少一個導油通道，其徑向地穿過環延伸并且因此形成在環槽和至少一個軸向導油通道之間的連接。
[0018]根據本發明的一個有利的改進方案，齒耦合器布置在傳動裝置的軸向部段中，在軸向部段中空心軸包圍太陽軸。
[0019]根據本發明的一個有利的改進方案，第一軸向導油通道的驅動側端部通過在太陽軸和空心軸之間布置的環形密封件密封。該密封件可以設計成接觸密封件，例如O形環，或者兩個部件的無接觸密封件，例如迷宮式密封件。O形環在此可以布置在空心軸或者太陽軸的環形槽中。兩個部件太陽軸和空心軸的密封件產生這樣的作用，即潤滑材料不再會在從齒耦合器上離開的方向上損失，也就是說不會從第一軸向導油通道中離開。因此，通過齒耦合器以及可能另外的軸向推力軸承面的穿流甚至會更強并且損失更少。
[0020]根據本發明的一個有利的改進方案，在太陽軸和空心軸之間延伸的環形的空腔連接至齒耦合器的遠離于第一軸向導油通道的端部。空腔在一側與太陽軸和空心軸的軸向接觸面連接，并且在另一側通過齒耦合器與第一軸向導油通道連接。通過第一軸向導油通道輸送給齒耦合器的油因此能夠在潤滑性地穿流通過齒耦合器之后通過空腔到達至空心軸和太陽軸的軸向接觸面，并且在那里提供用于降低磨損的潤滑。
[0021]根據本發明的一個有利的改進方案，太陽軸具有環形的突起部，其與空心軸的環共同作用，從而形成第一軸向導油通道的一個端部。在此，環形的突起部并不抵靠在空心軸的環上，而是保持一個間隙，該間隙能夠優選地通過-接觸性的或者無接觸的-密封件密封。因為環形突起部已經進一步縮小了第一軸向導油通道的橫截面，因此完全封閉的密封件可以設計的較小。第一軸向導油通道在其背離與齒耦合器的端部上的封閉的作用在于，即潤滑材料不再能夠在從齒耦合器上離開的方向中損失，也就是說不會從第一軸向導油通道中漏出。因此，通過齒耦合器以及可能另外的軸向推力軸承面的穿流甚至會更強并且損失更少。
[0022]根據本發明的一個有利的改進方案，油供給部與油輸送栗連接。由此能夠在預設的壓力下對潤滑位置進行壓力潤滑。
[0023]該目的還通過對用于風力發電站的行星齒輪傳動裝置進行潤滑的方法實現，其中，行星齒輪傳動裝置包括:在傳動裝置殼體中環繞的驅動側的行星級;連接在行星級下游的輸出側的圓柱齒輪級;與行星級的太陽輪抗扭地連接的太陽軸；以及空心軸，空心軸由圓柱齒輪級的圓柱齒輪同心地圍繞并且與之抗扭地連接，其中，太陽軸和空心軸通過齒耦合器彼此抗扭地連接，并且在軸向接觸面的區域中彼此抵靠，在齒耦合器中，太陽軸的外齒部與空心軸的內齒部嚙合，其中，利用壓力將油通過導油通道引導至齒耦合器和軸向接觸面，導油通道生成在一方面與傳動裝置殼體連接的油供給部和另一方面齒耦合器以及軸向接觸面之間的連接。
[0024]當油以至少在大氣壓之上的大約I至1.5巴的壓力傳輸至齒耦合器和軸向接觸面時是優選的。用于壓力潤滑的通常油壓在大約I至2巴，尤其在1.5至2巴。需要承受或者通過相應較大的油量流來補償通過相對高的油壓而現實出現的泄露損失，尤其是在旋轉的和不旋轉的部件之間的過渡位置處。
[0025]當通過導油通道引導的油在達到軸向接觸面之前和/或之后引導給齒耦合器時是有利的。
【附圖說明】
[0026]本發明接下來在實施例中根據附圖進一步進行描述。圖中示出:
[0027]圖1是用于風力發電站的三級傳動裝置的橫截面圖；
[0028]圖2是圖1中的第一實施例的放大圖；以及
[0029]圖3是圖1中的第二實施例的放大圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出了傳動裝置，其包括驅動側的第一行星級1、連接在第一行星級I下游的輸出側的第二行星級2以及輸出側的圓柱齒輪級3，其由傳動裝置殼體包圍。在傳動裝置殼體4中支承有能夠與轉子輪轂連接的驅動軸5和與能與發電機連接的輸出軸6。驅動軸5與驅動側的行星級I的行星齒輪托架13連接，而驅動軸6與輸出側的圓柱齒輪級3的未示出的圓柱小齒輪連接。
[0031]兩個行星級I，2分別包括空心輪14，24，多個支承在行星齒輪托架13，23中的行星齒輪12，22和太陽輪11，21。驅動軸5在此一體地形成在驅動側的行星級I的行星齒輪托架13上。與驅動側的行星級I的太陽輪11抗扭地連接的太陽軸111通過短齒耦合器ZKl與第二行星級2的行星齒輪托架23連接。在第二行星級2的行星齒輪托架23上一體地形成有空