擰接式的行星輪銷的製作方法

2023-05-06 17:42:22 2

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的帶有行星架、至少一個行星齒輪、至少一個行星輪銷和至少一個軸承的裝置以及一種用於安裝這種裝置的方法。

背景技術：

這種裝置設置用於使用在行星齒輪組中，尤其是風力設施的傳動機構的行星齒輪組中。

由現有技術公知了用於風力設施的行星齒輪組，在其中，行星輪銷力鎖合地(kraftschlüssig)固定在行星架中。在安裝行星輪銷之前加熱行星架，從而當行星輪銷導入到行星架中並且隨後冷卻行星架時形成收縮連接(Schrumpfverband)。

加熱行星架是特別耗能的。這使製造過程變得昂貴。此外，對安裝過程的時間上的節拍有特別高的要求。因此，行星輪銷僅可以在從行星架的蝕刻直至行星架冷卻到特定最小溫度的狹小的時間段內安裝。此外，加熱的行星架對工作安全性不利。存在導致安裝工人燒傷的危險。

技術實現要素：

本發明所基於的任務是設計一種尤其是針對使用在風力設施的傳動機構中的行星齒輪組，從而避免由現有技術公知的解決方案中存在的缺點。尤其是安裝應當被簡化並且安裝工人的受傷風險應當降低。

該任務通過根據權利要求1所述的裝置解決。

該裝置具有行星架、至少一個行星齒輪、至少一個行星輪銷和至少一個軸承，優選兩個軸承。藉助軸承，行星齒輪可轉動地支承在行星輪銷上。

優選地，軸承的內圈以如下方式安設在行星輪銷上，即，行星輪銷在徑向方向上，也就是說在與軸承的轉動軸線垂直延伸的任一方向上支撐內圈，軸承的轉動軸線與行星齒輪的轉動軸線一致。內圈相對於行星輪銷的徑向移動是不可能的。優選地，將軸承的內圈移到行星輪銷上，使得行星輪銷延伸穿過軸承的內圈。

行星輪銷又固定在行星架中。以如下方式實現這種固定，即，至少行星輪銷相對於行星架的任一平移移動受到限制。但是，對平移移動進行限制並不意味著平移移動是不可能的。代替地，通過行星架實現的固定為行星輪銷的移動設定邊界，在邊界內，行星輪銷的平移移動是可能的。也就是說，行星輪銷在行星架內部具有間隙。

此外，行星輪銷相對於行星架繞行星齒輪的和軸承的轉動軸線的扭轉可以得到允許。然而，行星輪銷垂直於轉動軸線的任一扭轉被行星架限制。

裝置設置為帶有太陽輪和齒圈的行星齒輪組的一部分。在此，行星齒輪與太陽輪和/或齒圈咬合。

根據本發明，該裝置具有至少一個螺母和至少一個第一止動環。

行星輪銷設有至少一個凸肩或者說凸起部。對此理解為如下的旋轉對稱的面，該面沿至少局部徑向的方向延伸，也就是說並不完全沿軸向方向延伸。

當面完全平行於行星齒輪的和軸承的轉動軸線延伸時，面完全沿軸向方向延伸。

優選地，凸肩徑向地或完全沿徑向方向延伸。這意味著的是，凸肩與行星齒輪的和軸承的轉動軸線垂直地取向。

凸肩的至少局部徑向上的取向能夠實現使得第一止動環沿軸向方向抵靠凸肩地受支撐。於是凸肩支撐第一止動環，以防第一止動環沿第一軸向方向相對於行星輪銷移動。這通過如下方式實現，即，形成環與凸肩之間的形狀鎖合的(formschlüssige)連接。

優選地，第一止動環安設在行星輪銷上。也就是說，行星輪銷延伸穿過第一止動環，從而行星輪銷使得第一止動環在徑向方向上固定，並且限制第一止動環沿徑向方向相對於行星輪銷的移動。

此外，行星輪銷具有螺紋。在此優選是外螺紋。該外螺紋以如下方式實施，即，使螺母可以旋擰到螺紋上。

第一止動環構造用於實現與軸承內圈的形狀鎖合的連接，並且由此限制內圈在第一方向上的可移動性。相應地，螺母構造用於實現與軸承內圈的形狀鎖合的連接，並且限制軸承在與第一方向相反地延伸的第二方向上的可移動性。也就是說，如果軸承內圈相對於行星輪銷沿第一方向移動，那麼軸承內圈就撞擊到第一止動環上。如果軸承內圈相對於行星輪銷沿第二方向移動，那麼軸承內圈就撞擊到螺母上。

依賴於第一止動環和螺母之間的軸向間距地，軸承具有軸向間隙或者在螺母與第一止動環之間被張緊，其中，軸向間隙通過螺母和第一止動環限界出。通過選擇螺母與第一止動環之間的軸向間距可以相應地調節軸承的軸向間隙或軸承的預緊。

第一止動環在軸向方向上的位置通過凸肩在軸向方向上的位置限定，而螺母在軸向方向上的位置是可變的。螺母在軸向方向上的位置可以通過螺母在螺紋上扭轉的來調設。這能夠實現對軸承的軸向間隙或預緊進行的有針對性的調節。行星輪銷相對於行星架的位置在此是不重要的。

在對軸承的軸向間隙或預緊進行調節之後，螺母必須止動以防相對於行星輪銷扭轉。例如，螺母可以實施為開槽螺母(Nutmutter)，並且藉助止動板來止動以防扭轉。此外可行的是，將螺栓擰入到螺母中，使得螺母力鎖合地或形狀鎖合地作用到行星輪銷上。螺母也可以藉助材料鎖合(stoffschlüssig)的方法(例如粘貼或焊接)固定在行星輪銷上。

第一止動環在最簡單的情況下是常見的外止動環，例如卡環或軸止動環。為了簡化該裝置的安裝，第一止動環在優選的改進方案中至少以兩件式的方式實施，其中，第一止動環包括第一部分和第二部分。第一部分和第二部分優選以如下方式成形，即，其分別形成環的一部分，也就是分別形成帶有居中的、旋轉對稱的留空部的旋轉對稱的基體的一部分。

行星輪銷和行星架構造用於將第一部分和第二部分固定在期望的位置中。針對該目的，行星輪銷根據改進方案具有第一槽。該第一槽優選旋轉對稱地延伸，其中，行星齒輪的和軸承的轉動軸線形成對稱軸線。該對稱軸線因此與行星輪銷的對稱軸線一致。

將第一止動環，尤其是第一部分和第二部分裝入到第一槽中。槽在此容納第一止動環，因此第一止動環至少部分地在槽中延伸。在此，槽固定第一止動環，以防沿徑向方向向內，也就是在第一方向上的移動以及防止沿軸向方向的移動。

第一槽的側邊尤其是形成行星輪銷的上面提到的凸肩。

此外，為了將第一止動環保持在其位置中，第一部分和第二部分必須被止動，以防相對於行星輪銷沿徑向方向向外移動。行星架承擔該任務。

向外的徑向移動在此是與行星輪銷的和軸承的轉動軸線垂直的移動，其中，該移動的方向遠離轉動軸線地指向。也就是說，第一部分向外的徑向移動和第二部分向外的徑向移動導致的是，第一部分和第二部分彼此遠離地運動。

為了防止該情況，行星架優選以如下方式設計，即，行星架包圍第一止動環。第一部分和第二部分向外的徑向移動在此藉助第一環或者第一部分和第二部分與行星架之間的形狀鎖合來防止。行星架的相應的作用面優選具有直圓柱體的內周側面的形狀。這種形狀可以藉助鑽孔實現。鑽孔優選與行星架的第一行星輪座同軸地布置，其中，第一行星輪座用於將行星輪銷固定到行星架中。

由於軸承的軸向間隙或預緊通過螺母和第一止動環來確定，使得裝置對於行星輪銷在行星架中的固定沒有高要求。因此，在優選的改進方案中可行的是，行星輪銷藉助第二止動環固定到行星架中。尤其是藉助第二止動環可以實現行星輪銷在軸向方向上的固定。

為了裝入第二止動環，行星架根據改進方案具有第二槽。也就是說，當裝入第二止動環時，第二止動環至少部分地在第二槽中延伸。第二止動環在此以如下方式布置，即，第二止動環使得行星輪銷止動，以防相對於行星架軸向移動。第二止動環尤其是可以使得行星輪銷止動，以防沿第二方向軸向移動。

當行星輪銷沿第二方向軸向移動時導致第二止動環與行星輪銷之間的形狀鎖合。也就是說，第二止動環限制行星輪銷相對行星架的軸向可移動性。第二止動環尤其是限制行星輪銷相對行星架在第二方向上的軸向可移動性。所提到的形狀鎖合也可以是暫時的，也就是說，行星輪銷可以相對行星架沿軸向方向具有間隙。

此外可行的是，行星輪銷在優選的改進方案中與行星架螺接，以便使得行星輪銷止動以防相對行星架軸向移動。螺接可以以不同方式實施。在此原則上，行星架或行星輪銷可以具有至少一個螺紋用於容納至少一個螺栓。

在行星輪銷中存在螺紋的情況下，行星架具有相應的鑽孔，螺栓可以引導穿過鑽孔並且可以擰入到螺紋中。相反，如果在行星架中存在螺紋，那麼行星輪銷具有孔，螺栓可以引導穿過該孔並且可以擰入到螺紋中。通過擰入到螺紋中，螺栓在兩種情況下在行星架與行星輪銷之間張緊。這導致行星輪銷在行星架中的軸向固定。

至少一個銷座以常見方式用於將行星輪銷固定在行星架中。該銷座優選設計為鑽孔，也就是柱體形的凹口。銷座可以具有一個或兩個開口。

在優選的改進方案中，銷座容納螺母，因此螺母固定在銷座中。尤其優選的是，螺母在銷座中形狀鎖合地固定以防螺母相對於行星架沿徑向方向移動。因為螺母與行星輪銷螺接，所以通過將螺母固定在銷座中也固定了行星輪銷。

在將螺母固定在銷座中的情況下，行星輪銷可以以如下方式設計，即，行星輪銷與旋擰上的螺母一起具有常見的行星輪銷的形狀。螺母因此不需要附加的結構空間。此外，螺母可以從外部通過銷座接近。這能夠實現即使在將行星輪銷引入到行星輪座中之後也對軸承的軸向間隙或預緊進行簡單的調節。

替選地，在另外的優選實施方式中螺母可以布置在銷座外部。這改進了行星輪銷的負載能力。

在根據本發明的用於安裝上面描述的裝置的方法中，將第一止動環、軸承和行星齒輪定位在行星架中。定位以如下方式實現，即，當行星輪銷導入到行星架中時，行星輪銷可以至少部分地引導穿過軸承和第一止動環。這意味著，行星輪銷的至少一部分引導穿過軸承和第一止動環。最後，將螺母旋擰到螺紋上，以便調節軸承的軸向間隙和預緊。

在將第一止動環、軸承和行星齒輪定位在行星架中之前優選存在如下方法步驟，其中，將第一止動環、軸承和行星齒輪導入到行星架中。

在另一方法步驟中，使得行星輪銷可以被止動以防軸向移動。這優選通過將第二止動環裝入到第二槽中並且/或者通過將行星輪銷與行星架螺接實現。

該方法的優選的改進方案是兩件式的第一止動環和帶有第一槽的行星輪銷。在此，在行星輪銷已經導入到行星架中之後，將第一止動環裝入到第一槽中。隨後，在另外的優選改進方案中，將螺母旋擰到螺紋上。

各個方法步驟優選以上面描述的順序實施。然而該順序的描述不是必須的。只要技術條件允許，各個方法步驟的順序可以任意改變。

附圖說明

本發明的實施例在附圖中示出。在此，相同或功能相同的特徵用相同的附圖標記表示。其中：

圖1示出兩件式的第一止動環；

圖2A示出帶有固定的螺母的裝置；

圖2B示出第一止動環的局部圖；

圖3示出帶有未固定的螺母的裝置；和

圖4A-4D示出用於安裝的各個方法步驟。

具體實施方式

根據圖1的第一止動環102以兩件式的方式實施。止動環102由第一部分104和第二部分106構成。第一部分104和第二部分106共同具有帶有圓環形的基面的扁平空心柱體的形狀。

圖2A詳細示出了第一止動環102是如何裝配的。第一止動環102位於行星架204的第一壁202與第一行星輪軸承206之間。也就是說，第一止動環102使行星架204的第一壁202與第一行星輪軸承206間隔開。第一行星輪軸承206與第二行星輪軸承208一起用於使得行星齒輪210可轉動地支承在行星輪銷212上。第一行星輪軸承206和第二行星輪軸承208一樣實施為圓錐滾子軸承。第一內圈214形成第一行星輪軸承206的內滾動面。第二內圈216形成第二行星輪軸承208的內滾動面。行星齒輪210形成第一行星輪軸承206和第二行星輪軸承208的外滾動面。換言之，行星齒輪210與第一軸承206的外軸承圈和第二行星輪軸承208的外軸承圈一體式地構造。

行星輪銷212具有外螺紋218。螺母220與外螺紋螺接。

第一止動環102和螺母220以如下方式安設，即，第一止動環和螺母使得第一行星輪軸承206、行星齒輪210和第二行星輪軸承208在軸向方向上固定在行星輪銷212上。詳細來說，第一止動環102限制第一行星輪軸承206在第一方向上的軸向可移動性。螺母220限制第二行星輪軸承208在第二方向上的軸向可移動性。第一行星輪軸承206在第二方向上的軸向可移動性通過行星齒輪210限制。相應地，行星齒輪210限制第二行星輪軸承208在第一方向上的軸向可移動性。這導致的是，第一行星輪軸承206和第二行星輪軸承208根據螺母220的位置具有限定的軸向間隙或被預緊。

行星輪銷212以常規的方式固定在行星架204的第一壁202中。在壁202與行星輪銷212之間存在有形狀鎖合的連接，該形狀鎖合的連接防止了行星輪銷212的徑向移動。在需要時也可以通過加熱行星架204來建立收縮連接部。

與之相對地，行星輪銷212並不直接，而是通過螺母220固定在行星架204的第二壁222中。在此，在螺母220與第二壁204之間存在形狀鎖合的連接，該形狀鎖合的連接防止了螺母220進而行星輪銷212沿徑向方向的移動。在需要時也可以在行星架204與螺母220之間通過加熱行星架204來建立力鎖合的連接。

第二止動環224阻止行星輪銷212沿軸向方向的移動，第二止動環引入到行星架204的第二壁222中的槽中。

局部圖A在圖2B中示出。在此看到的是，如何定位兩件式的第一止動環102。行星輪銷212中的槽226用於將第一止動環102在軸向方向上固定。在圖2B的圖示中，第一止動環102還沿第一方向支撐在行星架204的第一壁202上。如果行星輪銷212沿第二方向位移，那麼解除這種接觸。於是，槽226承擔對第一止動環102的支撐。也就是說，行星輪銷212的位移沒有導致第一行星輪軸承206和第二行星輪軸承208的軸向間隙的改變或者預緊的損失。因此，上面描述的行星輪銷212和第二止動環224的軸向固定是足夠的，並且可去除行星輪銷212的力鎖合的固定。

因為第一止動環102以兩件式的方式實施，所以第一止動環在沒有另外的措施的情況下並不保持在槽226中，而是相互分離。為了防止這種情況，行星架206的第一壁202設有階梯部228。階梯部受引導環繞第一止動環102，並且因此能夠防止第一止動環102的第一部分104和第二部分106沿軸向方向彼此分離地運動。

在圖3所示的變型方案中，行星輪銷212以常規的方式固定到行星架204中。因此，在行星架204與行星輪銷212之間存在直接的形狀鎖合的連接。與之相對地，螺母220並不參與將行星輪銷212固定在行星架204中。螺母220並不與行星架204直接接觸。螺母沿軸向方向布置在第二行星輪軸承208的內圈216與行星架204的第二壁222之間。

圖4A至圖4D詳細示出用於將行星輪銷212安裝在行星架204中的各個方法步驟。首先，將第一止動環102引入到行星架204中，並且在那裡與行星架204的銷座同中心地定位。同樣地，將已經預安裝有第一行星輪軸承206和第二行星輪軸承208的行星齒輪210引入到行星架204中，並且與行星架204的銷座同中心地定位。

為了可以將行星輪銷212導入到行星架204中，第一止動環102的兩個部分104和106必須首先整體上地徑向向外移動。圖4B示出這一點。

行星輪銷212在第一步驟中如下程度地移入到行星架204中，即，直到槽226位於第一止動環102的高度上。然後，像圖4C所示的那樣，可以將第一止動環102的兩個部分104和106裝入到槽226中。

隨後，將螺母220旋擰到行星輪銷212上，並且將第二止動環224裝到行星架204中。行星輪銷212通過第二止動環224的軸向固定最後用於，使得行星架204的凸起部228將第一止動環102的兩個部分104和106保持在一起。這在圖4D中示出。

附圖標記列表

102 第一止動環

104 第一部分

106 第二部分

202 第一壁

204 行星架

206 第一行星輪軸承

208 第二行星輪軸承

210 行星齒輪

212 行星輪銷

214 第一內圈

216 第二內圈

218 外螺紋

220 螺母

222 第二壁

224 第二止動環

226 槽

228 凸起部