DE102015119173A1

DE102015119173A1 - Planetengetriebe sowie Verfahren zur Wartung eines Planetengetriebes

Info

Publication number: DE102015119173A1
Application number: DE102015119173.3A
Authority: DE
Inventors: Kai Lubenow; Reinhold Hanowski
Original assignee: Eickhoff Antriebstechnik GmbH
Current assignee: Eickhoff Antriebstechnik GmbH
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-05-11
Anticipated expiration: 2035-11-07
Also published as: DE102015119173B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1) mit einem Planetenrad (10), welches über ein Lager (20) an einem Planetenträger (30) um eine Drehachse (11) drehbar angeordnet ist, und mindestens einem vom Planetenträger (30) lösbaren Verschlusselement (31), wobei das Planetengetriebe (1) in einen Betriebszustand (I) und in einen Montagezustand (II) bringbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetengetriebe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Wartung eines Planetengetriebes nach dem unabhängigen Anspruch 18.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Planetengetriebe bekannt. Diese werden beispielsweise in Schaltungsanordnungen von Fahrrädern oder auch als Teil eines Antriebsstrangs in Kraftfahrzeugen wie beispielsweise in Lastkraftwagen verwendet. Mit dem Einzug erneuerbarer Energien in den öffentlichen Stromnetzen haben Planetengetriebe jedoch auch in Windkraftanlagen stark an Bedeutung gewonnen. Dabei werden Planetengetriebe genutzt, um die langsame Drehbewegung eines Rotors in eine schnelle Drehbewegung für einen Generator zu übersetzen. Dazu werden häufig Stirnrad-Planetengetriebe eingesetzt, bei denen drei oder mehr Planeten in einem Planetenträger innerhalb eines Hohlrades um ein Sonnenrad drehen, welches auf der Abtriebswelle angeordnet ist.
Ein Planetengetriebe für eine Windraftanlage ist beispielsweise in der WO 2013/106878 A1 offenbart. Dabei ist ein Planetenrad drehstarr auf einer Planetenachse angeordnet, wobei die Planetenachse an beiden Enden drehbar zum Planetenträger gelagert ist. Das in der WO 2013/106878 A1 offenbarte Planetengetriebe weist jedoch den Nachteil auf, dass ein Austausch des Lagers des Planetenrades sehr aufwendig ist, da häufig eine Demontage zumindest eines Großteils des Gehäuses des Planetengetriebes und des Planetenträgers erforderlich ist, z.B. wenn ein Teil des Lagers verschlissen ist. Dies wiederum bedingt einen größeren axialen Bauraum des Getriebes innerhalb der Windkraftanlage und erschwert die Wartungsarbeiten, die häufig in sehr großen Höhen stattfinden, zusätzlich durch das Handling besonders schwerer Einzelteile des Planetengetriebes.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehenden aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wartung eines Planetengetriebes zu vereinfachen, wobei die Herstellkosten und der Bauraum des Planetengetriebes gering gehalten werden sollen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe beschrieben worden sind, selbstverständlich auch in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Erfindungsgemäß weist das Planetengetriebe mindestens ein Planetenrad auf, das über ein Lager an einem Planetenträger um eine Drehachse drehbar angeordnet ist. Weiterhin umfasst das Planetengetriebe mindestens ein Verschlusselement, das vom Planetenträger lösbar ist. Ferner ist das Planetengetriebe in einen Betriebszustand und in einen Montagezustand bringbar. Im Betriebszustand ist das Verschlusselement am Planetenträger befestigt und im Montagezustand ist das Verschlusselement von dem Planetenträger gelöst, wobei der Planetenträger und das Lager derart ausgebildet sind, dass das Lager im Montagezustand zumindest teilweise in einer von der Drehachse verschiedenen Richtung entnehmbar ist. Vorzugsweise kann das Planetengetriebe für den Einsatz in einer Windkraftanlage geeignet sein.
Ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe ermöglicht somit einen einfachen und damit kostengünstigen, zumindest teilweisen Austausch des Lagers des Planetenrades, ohne dass Teile des Planetenträgers in Richtung der Drehachse verschoben werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann unter der zu der Drehachse verschiedenen Richtung insbesondere eine Entnahmerichtung des Lagers verstanden werden, die einen Winkel zur geometrischen Drehachse aufweist, wobei die Richtung besonders bevorzugt senkrecht zur Drehachse sein kann. Dementsprechend kann auch die Gestalt des Planetenträgers vorteilhafterweise angepasst sein, so dass die Entnahmerichtung im Montagezustand frei ist. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise die lösbaren Verschlusselemente besonders wenig Bauraum benötigen und eine Demontage nur wenige weitere, insbesondere keine weiteren, Funktionsteile des Planetengetriebes betreffen kann. Weiterhin kann durch das Verschlusselement im Betriebszustand eine Funktionsfähigkeit des Planetengetriebes, insbesondere des Lagers, sichergestellt sein. Vorzugsweise kann das Verschlusselement dabei im Betriebszustand derart am Planetenträger befestigt sein, dass auch eine Entnahme des Verschlusselementes in der von der Drehachse verschiedenen Richtung möglich ist. Die Befestigung des Verschlusselementes am Planetenträger kann vorteilhafterweise ferner form- und/oder kraftschlüssig ausgestaltet sein. Eine besonders einfache Möglichkeit einer lösbaren Verbindung stellt hier beispielsweise eine Verschraubung dar, denkbar sind jedoch auch ein Verstiften des Verschlusselementes mit dem Planetenträger oder das Erzeugen eines Formschlusses durch das Einstecken des Verschlusselementes in eine Nut des Planetenträgers. Unter dem Lager kann erfindungsgemäß eine Gleitlagerkomponente, beispielsweise in Form einer um die Drehachse umlaufenden Gleitlagerschale oder zumindest ein Teil eines Wälzlagers verstanden werden.
Vorteilhafterweise kann das Lager zumindest ein erstes Lagerelement und ein zweites Lagerelement aufweisen. Dies kann eine einfache Unterteilung des Lagers in verschiedene Abschnitte darstellen, sodass eine teilweise Entnahme des Lagers aus dem Planetengetriebe möglich sein kann, wenn zumindest das erste und/oder das zweite Lagerelement offengelegt ist. Insbesondere kann dabei auch eine Unterteilung des Lagers in drei, vier oder mehr Schalensegmente möglich sein, so dass der benötigte Freiraum zur Entnahme klein ausgeführt sein kann. Weiterhin ist es denkbar, dass die Lagerelemente dabei durch zumindest eine Fuge voneinander getrennt sind. Dadurch können die Lagerelemente beispielsweise einfach herzustellen sein, wobei vorzugsweise zunächst ein Ring hergestellt und anschließend geteilt wird. Die Fuge kann also eine Trennstelle des ersten und des zweiten Lagerelementes darstellen und radial oder schräg verlaufen. Vorzugsweise können das erste und das zweite Lagerelement zwei Fugen aufweisen, die eine Sekante des Lagers bilden. Auch eine Bruchtrennung des ersten und zweiten Lagerelementes ist denkbar, sodass im Betriebszustand ein Formschluss an der Fuge entsteht.
Es ist des Weiteren denkbar, dass das Planetenrad eine Planetenachse aufweisen kann, die im Betriebszustand in einer Achsaufnahme des Planetenträgers und des Verschlusselementes über das Lager gelagert ist. Dabei kann das Lager insbesondere in der Achsaufnahme angeordnet sein. Unter der Achsaufnahme kann ferner eine Öffnung verstanden werden, in welcher das Lager bzw. die Planetenachse aufgenommen ist. Dabei kann die Achsaufnahme mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig, ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann eine derartige Achsaufnahme ferner an beiden Enden der Planetenachse vorgesehen sein. Eine derartige Lagerung der Planetenachse stellt eine einfache Möglichkeit dar, die Lagerung sowie die günstige Wartung zu realisieren. Vorzugsweise kann das Planetenrad dabei drehstarr mit der Planetenachse verbunden sein. Dies kann form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig vorgesehen sein und ermöglicht dadurch eine einfache, definierte Lagerung des Planetenrades während des Betriebes des Planetengetriebes.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Achsaufnahme im Montagezustand in einer Ebene geteilt sein kann, die durch die Drehachse verläuft. Dabei kann die Drehachse in der Ebene liegen und insbesondere die Achsaufnahme halbierbar sein. Dies hat den Vorteil, dass das Verschlusselement einteilig sein kann und somit eine Reduktion der Teilezahl bzw. der Kosten begünstigt sein kann. Eine derartige Teilung der Achsaufnahme kann bedeuten, dass lediglich die Öffnung zwischen Planetenträger und Verschlusselement in der Ebene der Drehachse geteilt ist, während die weitere Unterteilung zwischen Planetenträger und Verschlusselement einen anderen Verlauf haben kann. Beispielsweise können rechtwinklig zueinander verlaufende Teilungsebenen vorgesehen sein oder auch eine einzige Teilungsebene, die ebenfalls in der durch die Drehachse verlaufenden Ebene liegt, sodass der Planetenträger und das Verschlusselement gestalterisch an die geforderte Festigkeit und den entsprechenden Bauraum angepasst sein können.
Vorteilhafterweise kann das Planetenrad einstückig mit der Planetenachse ausgebildet sein. Dadurch kann für das Planetenrad und die Planetenachse beispielsweise ein einziges Guss- oder Dreh- und Frästeil gefertigt werden, wodurch weitere Montage- und Handlingkosten reduzierbar sind. Gleichzeitig bietet eine derartige Ausgestaltung den Vorteil, dass das Planetenrad sicher auf der Planetenachse sitzt und damit die Festigkeit begünstigt sein kann.
Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass es sich bei dem Lager zumindest um einen Teil eines Gleitlagers handelt. Dabei kann das Lager beispielsweise als zumindest teilweise umlaufende Gleitlagerschale vorgesehen sein. Vorzugsweise kann eine derartige Gleitlagerschale ein kostengünstiges Metall, beispielsweise einen Baustahl, aufweisen, welcher an der gleitenden Seite eine zusätzliche Beschichtung aus einer für die Gleitlagerung optimierten Legierung aufweist. Vorzugsweise kann die Gleitlagerschale eine Dicke von 9 mm bis 16 mm und die Beschichtung eine Schichtdicke von 1 mm bis 4 mm aufweisen. Eine Gleitlagerung hat den Vorteil, dass diese kompakt baut und durch die große Kontaktfläche eine geringe Flächenpressung aufweist. Dadurch können beispielsweise günstigere Materialien verwendet werden. Des Weiteren ist eine einfache Teilbarkeit in unterschiedliche Lagerelemente möglich, was wiederum die Wartung vereinfachen kann. Im Betriebszustand kann zur Gleitlagerung zum Beispiel eine Fluidschicht und/oder eine Feststoffschmierung zwischen dem Lager und der Achsaufnahme vorgesehen sein, insbesondere so dass eine Relativdrehung der Lagerelemente mit der Planetenachse zur Achsaufnahme begünstigt sein kann. Dadurch kann das Lager beispielsweise vor der Erstmontage vormontiert werden. Vorteilhafterweise kann aber auch im Betriebszustand eine Fluidschicht und/oder eine Feststoffschmierung zwischen dem Lager und der Planetenachse vorgesehen sein. Insbesondere kann dadurch eine Relativdrehung der Planetenachse zu den Lagerelementen begünstigt sein kann. Dies hat den Vorteil, dass die Planetenachse ohnehin eine für die Aufnahme von Kräften günstige Gestalt und eine einfach zu fertigende glatte Oberfläche aufweisen kann. Vorteilhafterweise kann die Fluidschicht ferner ein Öl aufweisen, sodass das Gleitlager auch unter hohen Belastungen seine Funktion erfüllt. Hier sind jedoch auch andere in Gleitlagern übliche Schmiermittel bzw. Fluide möglich. Vorteilhafterweise kann das Lager weicher ausgestaltet sein als der Planetenträger und/oder das Verschlusselement und/oder die Planetenachse. Dies hat den Vorteil, dass das Lager als Verschleißelement vorgesehen sein kann, sodass dieses als vergleichsweise günstiges Bauteil regelmäßig zum Austausch vorgesehen sein kann.
Vorteilhafterweise kann das Lager im Betriebszustand form- und/oder kraftschlüssig mit dem Planetenträger und/oder mit dem Verschlusselement verbunden sein, sodass eine relative Drehung um die Drehachse und/oder eine Verschiebung des Lagers entlang der Drehachse, relativ zum Planetenträger, verhinderbar ist. Dadurch kann für das Lager eine definierte Position im Betriebszustand vorgesehen sein, sodass beispielsweise auch die Fuge eine derartig definierte Position aufweist. Die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung des Lagers mit dem Planetenträger und/oder dem Verschlusselement kann vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass ein Stift in eine Bohrung des ersten und/oder des zweiten Lagerelementes eingreift. Dazu kann der Stift vorteilhafterweise am Verschlusselement angeordnet sein, sodass eine relative Verdrehung eines unterhalb der Planetenachse liegenden Lagerelementes im Montagezustand möglich ist. Weiterhin ist denkbar, dass das Lager einen Bund aufweist, der im Betriebszustand zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger und/oder dem Verschlusselement angeordnet ist, so dass eine Verschiebung entlang der Drehachse verhindert sein kann.
Im Rahmen der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Planetenachse zumindest eine Hebelschnittstelle aufweist. Eine derartige Hebelschnittstelle kann beispielsweise als Öse oder Gewindebohrung vorgesehen sein, sodass zumindest ein Hebemittel, wie beispielsweise eine Öse mit einem Seil oder ein Kranhaken, daran befestigt werden kann. Dadurch ist es möglich, bei der Wartung ein Entlasten des Lagers vorzunehmen, wobei die Planetenachse mit dem Planetenrad an der Hebeschnittstelle gestützt, insbesondere angehoben werden kann. Dadurch können die unterhalb der Planetenachse liegenden Lagerelemente eine geringere Gewichtskraft der Planetenachse erfahren und somit verdrehbar sein. Dies hat den Vorteil, dass zum einen das Lager einfach von einer Montageposition in eine Betriebsposition gebracht werden kann, sodass die Fuge zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerelement definiert positioniert sein kann und/oder mehrere Lagerelement, insbesondere nacheinander, austauschbar sein können. Weiterhin ist es denkbar, dass die Hebeschnittstelle exzentrisch an einer Stirnseite, insbesondere an beiden Stirnseiten, der Planetenachse vorgesehen ist. Dies ermöglicht einen hohen Gestaltungsfreiheitsgrad umliegender Teile, sodass diese in Bezug auf Kosten und Bauraum optimiert sein können.
Im Rahmen der Erfindung kann der Planetenträger zumindest teilweise durch ein Gehäuse geschützt sein. Dies hat den Vorteil, dass die Umgebungsbedingungen einen geringeren Einfluss auf die Lebensdauer der Einzelteile haben. Weiterhin ist es denkbar, dass das Gehäuse zumindest eine Drehmomentstütze umfasst. Dies ermöglicht es beispielsweise, dass eine einzelne Welle des Planetengetriebes drehstarr zur Umgebung sein kann, wobei die entsprechenden Torsionsmomente über die Drehmomentstütze gelagert sein können.
Es ist des Weiteren denkbar, dass am Gehäuse zumindest ein lösbares erstes Wartungssegment vorgesehen ist. Dabei kann das erste Wartungssegment im Betriebszustand am Gehäuse befestigt sein und im Montagezustand vom Gehäuse gelöst sein. Dies bietet eine einfache Möglichkeit, die Wartung des Planetengetriebes auch im Feld zu vereinfachen. Vorteilhafterweise kann das erste Wartungssegment dabei zumindest teilweise in einer von der Drehachse verschiedenen Richtung entnehmbar sein. Dadurch kann auch eine axiale Demontage des Gehäuses nicht notwendig sein, was eine weitere Vereinfachung darstellt. Ähnlich dem Verschlusselement, kann das Wartungssegment kraft- und/oder formschlüssig am Gehäuse befestigt sein, wobei beispielsweise ein Verschrauben oder ein Verstiften denkbar ist.
Im Rahmen der Erfindung kann das Planetenrad ferner mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad wirken. Dazu kann das Planetenrad zum Beispiel zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet sein und mit dem Sonnenrad und/oder mit dem Hohlrad in Zahneingriff stehen. Bei dem Planetenrad kann es sich aber auch um einen Stufenplaneten handeln. Um den Zahneingriff weiter zu optimieren, kann das Planetenrad und/oder das Sonnenrad und/oder das Hohlrad eine Schrägverzahnung aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Hohlrad drehstarr mit dem Gehäuse verbunden ist. Dies stellt eine Möglichkeit dar, eine Übersetzung von niedriger Drehzahl in eine hohe Drehzahl vorzusehen, wie es beispielsweise in Windkraftanlagen von Vorteil sein kann. Dazu kann der Planetenträger als Antriebswelle und die Sonnenwelle als Abtriebswelle ausgeführt sein. Des Weiteren kann das Hohlrad besonders einfach konstruktiv in das Gehäuse eingebunden werden. Vorteilhafterweise kann auch eine weitere Planetenstufe vorgesehen sein, die einen zweiten Planetenträger aufweist, der ebenfalls eingesetzt werden kann, um das Planetengetriebe in den Montagezustand und den Betriebszustand zu bringen. Damit kann insbesondere auch die zweite Planetenstufe alle Merkmale und Vorteile der ersten Planetenstufe aufweisen.
Es ist des Weiteren denkbar, dass das erste Wartungssegment derart mit dem Gehäuse und dem Hohlrad verbunden ist, dass ein Moment vom Hohlrad zur Drehmomentstütze zumindest teilweise über das erste Wartungssegment übertragbar ist. Bei dem Moment kann es sich insbesondere um ein Torsionsmoment bzw. ein Drehmoment handeln. Ferner kann das erste Wartungssegment beispielsweise eine horizontale Anschlagsfläche aufweisen, die an einer horizontalen Gegenanschlagsfläche am Gehäuse bzw. der Drehmomentstütze anliegt, und eine vertikale Anschlagsfläche, die an einer vertikalen Gegenanschlagsfläche am Hohlrad anliegt. Weiterhin ist es vorteilhafterweise insbesondere denkbar, dass das erste Wartungssegment in einer ersten Befestigungsrichtung mit dem Hohlrad und in einer zweiten Befestigungsrichtung, die senkrecht zur ersten Befestigungsrichtung ist, mit der Drehmomentstütze befestigt sein kann. Für eine besonders einfache Ausgestaltung kann die erste Befestigungsrichtung beispielsweise senkrecht zur vertikalen Anschlagsfläche und die zweite Befestigungsrichtung senkrecht zur horizontalen Anschlagsfläche sein. Dabei kann die Befestigung z.B. durch eine Verschraubung und/oder eine Verstiftung ausgeführt sein, sodass sich eine besonders günstige, lösbare Befestigung ergibt. Die Befestigung kann jedoch auch formschlüssig durch ein Einstecken des ersten Wartungssegments in zumindest einer Richtung gesichert sein. Dadurch, dass das erste Wartungssegment zumindest teilweise ein Torsionsmoment vom Hohlrad zur Drehmomentstütze übertragen kann, können beispielsweise weitere Befestigungsmittel, insbesondere die das Hohlrad und die Drehmomentstütze verbinden, geringer dimensioniert sein. Im Falle einer Verschraubung können beispielsweise weniger Schrauben oder kleinere Schrauben genutzt werden und auch die Verteilung der mechanischen Spannung kann im Belastungsfall verbessert sein. Ferner kann das zweite Wartungssegment beispielsweise entgegengesetzt zur ersten Befestigungsrichtung mit dem Hohlrad und parallel zur zweiten Befestigungsrichtung mit dem Gehäuse verbunden sein, so dass das zweite Wartungssegment die gleichen Vorteile mit sich bringen kann, wie das erste Wartungssegment. Weiterhin kann das zweite Wartungssegment vorteilhafterweise, insbesondere parallel zur ersten Befestigungsrichtung, mit dem Hohlrad der zweiten Planetenstufe befestigt sein, so dass ein weiteres Drehmoment der zweiten Planetenstufe über das zweite Wartungssegment zum Gehäuse bzw. zur Drehmomentstütze zumindest teilweise übertragbar ist. Dabei kann das zweite Wartungssegment vorzugsweise zusätzlich derart angeordnet sein, dass eine Entnahme des zweiten Wartungssegments die Entnahme eines Verschlusselementes der ersten Planetenstufe und die Entnahme eines Verschlusselementes der zweiten Planetenstufe gleichzeitig ermöglicht. Dadurch kann die Wartung des Planetengetriebes weiter vereinfacht sein.
Vorteilhafterweise kann der Planetenträger und/oder das Sonnenrad und/oder das Hohlrad um eine Hauptachse drehbar sein, insbesondere wobei eine Montagerichtung des Verschlusselements und/oder des ersten Wartungssegments und/oder des Lagers senkrecht zur Hauptachse sein kann. Dadurch kann die Montagerichtung des gesamten Planetengetriebes im Wartungsfall vorgegeben sein. Die Montagerichtung kann somit vorteilhafterweise vertikal verlaufen, sodass beispielsweise in einer Windkraftanlage ein Bordkran der Windkraftanlage einen Monteur beim Anheben von Einzelteilen, wie beispielsweise dem Verschlusselement und/oder dem ersten Wartungssegment und/oder einem Teil des Lagers, unterstützen kann. Besonders vorteilhafterweise kann die Montagerichtung daher insbesondere zu einem Untergrund des Planetengetriebes senkrecht sein, vorzugsweise wobei der Untergrund beispielsweise der Bodenbereich einer Windkraftanlage sein kann.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Drehmomentstütze und/oder das Wartungssegment mit dem Hohlrad durch zumindest teilweise ringartig um die Hauptachse angeordnete Befestigungsmittel verbunden sein kann, wobei die Befestigungsmittel sich in eine Richtung erstrecken, die parallel zur Hauptachse sein kann. Dies bietet den Vorteil einer einfachen Verbindungsmöglichkeit der Drehmomentstütze und/oder des Wartungssegments mit dem Hohlrad, wobei diese Verbindungsmöglichkeit gleichzeitig lösbar sein kann. Die ringartige Verteilung der Befestigungsmittel hat ferner den Vorteil, dass eine durch ein Torsionsmoment zwischen dem Hohlrad und der Drehmomentstütze und/oder dem Wartungssegment verursachte Beanspruchung gleichmäßiger verteilt sein kann und die Gestaltung der Einzelteile somit im Hinblick auf Bauraum und Kosten verbessert sein kann.
Im Rahmen der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass zumindest eine Fuge in einer Montageposition derart positioniert ist, dass zumindest das erste Lagerelement in der Montagerichtung entnehmbar ist. Dadurch kann die Fuge die definierte Montageposition aufweisen, sodass die Wartung und damit der Austausch der Lagerelemente bzw. zumindest des ersten Lagerelementes weiter vereinfachbar sein kann. Vorteilhafterweise können zwei gegenüberliegende Fugen die Montageposition aufweisen. So können die Fugen beispielsweise in einer Ebene mit der Drehachse liegen, sodass in der Montageposition eine Hälfte des Lagers entnehmbar ist.
Es ist weiterhin denkbar, dass zumindest eine Fuge in einer Betriebsposition im Wesentlichen in einer Ebene mit der Hauptachse und der Drehachse liegt und/oder dass die Fuge in einer Ebene liegt, in der die Drehachse verläuft und die einen Winkel zur Montagerichtung zwischen 0° und 60°, vorzugsweise zwischen 0° und 45° aufweist. Dies hat den Vorteil, dass die Fuge in der Betriebsposition an einer definierten Stelle liegen kann, die außerhalb der Belastungsrichtung sein kann, in der das Lager im Normalbetrieb des Planetengetriebes stark, insbesondere am stärksten, belastet ist. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass eine Fluidströmung der Fluidschicht des Gleitlagers an der Stelle hoher Belastung durch die Fuge eine turbulente anstelle einer laminaren Strömung aufweist. Da eine Fuge prinzipiell unter Belastung eine Schwachstelle darstellen kann, kann es auch bei anderen Lagerarten wünschenswert sein, die Fuge in einer Zone geringerer Belastung vorzusehen. Vorteilhafterweise können zwei gegenüberliegende Fugen die Betriebsposition aufweisen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Windkraftanlage mit einem Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16. Damit bringt eine erfindungsgemäße Windkraftanlage die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe beschrieben worden sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Wartung eines Planetengetriebes beansprucht. Dabei weist das Planetengetriebe ein Planetenrad auf, das über ein Lager an einem Planetenträger um eine Drehachse drehbar angeordnet ist. Ferner umfasst das Verfahren folgende Schritte: a) Zumindest teilweises Überführen des Planetengetriebes von einem Betriebszustand in einen Montagezustand, wobei zumindest ein Verschlusselement vom Planetenträger gelöst wird, wobei dies insbesondere bereits das vollständige Überführen des Planetengetriebes in den Montagezustand darstellen kann, b) zumindest einen teilweisen Austausch des Lagers in einer von der Drehachse verschiedenen Richtung, c) Zumindest teilweises Überführen des Planetengetriebes vom Montagezustand in den Betriebszustand, wobei zumindest das Verschlusselement am Planetenträger befestigt wird und dies insbesondere bereits das vollständige Überführen des Planetengetriebes in den Betriebszustand darstellen kann.
Unter Wartung eines Planetengetriebes kann erfindungsgemäß der generelle Austausch eines defekten Lagers oder zumindest eines defekten Lagerelementes verstanden werden. Vorteilhafterweise kann nach dem Entfernen des ersten Lagerelementes ein zweites Lagerelement, entnommen werden, wobei insbesondere zumindest das zweite Lagerelement zunächst in eine günstige Position gedreht werden kann. Vorteilhafterweise kann weiterhin eine Montage des Lagers z.B. in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Zum Lösen des Verschlusselementes kann beispielsweise eine Verschraubung gelöst werden oder eine Verstiftung, insbesondere durch eine Zugkraft, entfernt werden. Dabei kann das Verschlusselement ferner in einer von der Drehachse verschiedenen Richtung entnommen werden, wodurch das Lager zumindest teilweise frei im Planetenträger liegen kann. Dementsprechend kann das Überführen des Planetengetriebes vom Montagezustand in den Betriebszustand umgekehrt erfolgen, sodass das Verschlusselement mit dem Planetenträger zum Beispiel verschraubt oder verstiftet werden kann. Vorteilhafterweise kann Schritt a) vor Schritt b) vor Schritt c) durchgeführt werden. Die Reihenfolge kann jedoch variieren, insbesondere davon abhängig gemacht werden, ob sich das Planetengetriebe im Betriebszustand oder im Montagezustand befindet. Es ist weiterhin denkbar, dass das Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgestaltet ist, sodass das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich bringen kann, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe beschrieben worden sind.
Es ist des Weiteren denkbar, dass Schritt b) des Verfahrens folgende weitere Schritte aufweist. Dabei kann gemäß Schritt d) ein Entlasten des Lagers erfolgen, insbesondere wobei das Entlasten durch ein Anheben einer Planetenachse erfolgt. Dazu kann beispielsweise ein Bordkran einer Windkraftanlage mit einer Hebeschnittstelle der Planetenachse wirken und dadurch eine zusätzliche Lagerung der Planetenachse bereitstellen, sodass das Lager nicht das gesamte Gewicht der Planetenachse und/oder des Planetenrades trägt. Insbesondere durch das Anheben kann vorteilhafterweise ein Spiel zwischen der Planetenachse und dem Lager erzeugt werden, sodass das Lager noch einfacher bewegt werden kann. Gemäß Schritt e) kann ferner ein Verdrehen von zumindest zwei Lagerelementen im Wesentlichen um die Drehachse erfolgen, insbesondere bis eine Montageposition erreicht ist. Sofern das Lager zuvor in einer Betriebsposition angeordnet war, kann durch das Verdrehen die Montageposition erreicht werden, und der Austausch zumindest des ersten Lagerelementes in einer von der Drehachse verschiedenen Richtung entsprechend einem Schritt f) kann einfacher erfolgen. Unter einem Austausch kann hier verstanden werden, dass ein neues erstes Lagerelement eingesetzt wird oder dass das alte erste Lagerelement erneut eingesetzt wird. Haben sich beispielsweise keine Schäden am ersten Lagerelement herausgestellt, kann dieses ein weiteres Mal verwendet werden. Um eine Fuge, welche das erste Lagerelement vom zweiten Lagerelement trennt, wieder in eine belastungsgerechte Position zu bringen, kann gemäß Schritt g) insbesondere ein weiteres Verdrehen von zumindest zwei Lagerelementen im Wesentlichen um die Drehachse erfolgen, bis eine Betriebsposition erreicht ist. Unter der Drehung der Lagerelemente im Wesentlichen um die Drehachse kann vorzugsweise eine Verdrehung um die Drehachse, um eine Achse, die einen geringen Winkel zur Drehachse aufweist oder um eine Achse, die parallel zur Drehachse ist verstanden werden, insbesondere da die Planetenachse und Teile des Lagers angehoben sein können. Vorzugsweise sobald keine weitere Drehung der Lagerelemente notwendig ist, kann entsprechend Schritt h) ein Belasten des Lagers erfolgen, wobei das Belasten vorteilhafterweise durch ein Absenken der Planetenachse vorgesehen sein kann.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin die Schritte i) und j) umfassen, wobei gemäß einem Schritt i) das Öffnen eines Gehäuses des Planetengetriebes mittels eines ersten Wartungssegments erfolgt. Dies bietet den Vorteil, dass das Gehäuse ebenfalls wartungsgerecht geöffnet werden kann, sodass auch hier eine vereinfachte Wartung möglich sein kann. Gemäß Schritt j) kann entsprechend das Verschließen des Gehäuses mittels des ersten Wartungssegments vorgesehen sein. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das erste Wartungssegment an einem Hohlrad und/oder an einer Drehmomentstütze des Gehäuses befestigt wird. Dadurch kann das Wartungssegment ebenfalls Kräfte und/oder Momente des Gehäuses bzw. des Hohlrades übertragen, sodass eine belastungsgerechte Gestaltung verbessert wird. Vorteilhafterweise kann der Schritt i) vor dem Schritt a) ausgeführt werden und der Schritt j) nach dem Schritt c). Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das Planetengetriebe mit einem verschlossenen Gehäuse zur Wartung vorgefunden wird.
Es ist ferner denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren an einer Windkraftanlage durchgeführt wird. Zwar kann das Verfahren auch im Werk, beispielsweise bei der Endkontrolle vor der Auslieferung eines Planetengetriebes, durchgeführt werden, jedoch kann es besonders vorteilhaft im Feld vorgesehen werden, beispielsweise um eine regelmäßige Wartung der Windkraftanlage und damit auch des Planetengetriebes durchzuführen.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich, als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes in einem ersten Ausführungsbeispiel im Betriebszustand,
2 eine vereinfachte Schnittansicht des Planetengetriebes gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 in einer teilexplodierten Darstellung im Montagezustand,
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes im Betriebszustand gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
4 eine teilexplodierte perspektivische Darstellung des Planetengetriebes gemäß 3 im Montagezustand,
5 eine vereinfachte Draufsicht eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes im Betriebszustand gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
6 eine vereinfachte Darstellung des Planetengetriebes gemäß 5 im Montagezustand in teilexplodierter Darstellung,
7 eine schematische, gebrochene Bruchdarstellung einer Achsaufnahme eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
8 eine weitere Darstellung der Achsaufnahmen in vereinfachter, geschnittener Bruchdarstellung entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 7,
9 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wartung eines Planetengetriebes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei weist das Planetengetriebe 1 eine erste Planetenstufe 1.1 und eine zweite Planetenstufe 1.2 auf. Die erste Planetenstufe 1.1 umfasst dabei zumindest zwei Planetenräder 10, wobei vorzugsweise drei, vier oder mehr Planetenräder in der ersten Planetenstufe 1.1 und/oder in der zweiten Planetenstufe 1.2 vorgesehen sein können. Da die Lagerung jedes der Planetenräder 10 gleich ausgeführt sein kann, wird im Folgenden lediglich auf das obere der beiden dargestellten Planetenräder 10 der ersten Planetenstufe 1.1 Bezug genommen, wobei die Merkmale auch, soweit sinnvoll, auf das unten dargestellte Planetenrad 10 anwendbar sein können. Das obere Planetenrad 10 ist in einem Planetenträger 30 gelagert, der um eine Hauptachse 50 des Planetengetriebes 1 drehbar ist. Die Lagerung des Planetenrades 10 ist dabei derart realisiert, dass das Planetenrad 10 drehstarr mit einer Planetenachse 12 verbunden ist, wobei die Enden 12.2 der Planetenachse 12 jeweils über ein Lager 20 um eine Drehachse 11 drehbar im Planetenträger 30 gelagert sind. Um eine besonders sichere Verbindung zwischen dem Planetenrad 10 und der Planetenachse 12 zu gewährleisten, können das Planetenrad 10 und die Planetenachse 12 einstückig ausgeführt sein. Das Lager 20 ist dabei als Teil eines Gleitlagers ausgebildet und weist zumindest ein erstes Lagerelement 21 und ein zweites Lagerelement 22 in Form von Teilschalen des Gleitlagers auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 ist zur Aufnahme des Lagers 20 und der Planetenachse 12 eine Achsaufnahme 32 gebildet, wobei eine Hälfte der Achsaufnahme 32 durch den Planetenträger 30 und die andere Hälfte der Achsaufnahme 32 durch ein Verschlusselement 31 gebildet ist. Dabei weist das Lager 20 außerdem einen Bund 20.1 auf, der zwischen dem Planetenrad 10 und dem Planetenträger 30 bzw. dem Verschlusselement 31 angeordnet ist, sodass ein axiales Verschieben des Lagers 20 entlang der Drehachse 11 verhindert ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein nicht dargestelltes, weiteres Sicherungsmittel vorgesehen sein, das ein relatives Verdrehen des ersten und zweiten Lagerelementes 21, 22 zum Planetenträger 30 bzw. zum Verschlusselement 31 um die Drehachse 11 verhindert. Ferner ist das Lager 20 als Gleitlager ausgebildet, sodass eine Fluidschicht 14 zwischen dem Lager 20 und der Planetenachse 12 vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch denkbar, dass die Fluidschicht 14 zwischen dem Lager 20 und der Achsaufnahme 32 vorgesehen sein kann. Um Umwelteinflüsse gering zu halten, ist der Planetenträger 30 zumindest teilweise durch ein Gehäuse 40 geschützt. Am Gehäuse 40 sind zumindest ein erstes Wartungssegment 42 und ein zweites Wartungssegment 44 befestigt. Weiterhin ist ein Hohlrad 51 vorgesehen, welches insbesondere ebenfalls eine Teilfunktion des Gehäuses 40 übernimmt. Dementsprechend ist das Hohlrad 51 des dargestellten Planetengetriebe 1 drehstarr zum Gehäuse 40, insbesondere feststehend, ausgeführt, wobei das Planetenrad 10 zwischen dem Hohlrad 51 und einem Sonnenrad 52, welches ebenfalls um die Hauptachse 50 drehbar ist, angeordnet ist und dadurch über einen jeweiligen Zahneingriff im Betrieb des Planetengetriebes 1 mit dem Hohlrad 51 und dem Sonnenrad 52 wirkt. Zumindest das erste Wartungssegment 42 ist weiterhin in einer ersten Befestigungsrichtung R1 mit dem Hohlrad 51 und in einer zweiten Befestigungsrichtung R2, die senkrecht zur ersten Befestigungsrichtung R1 ist, mit dem Gehäuse 40, insbesondere der zumindest einen Drehmomentstütze 41 des Gehäuses 40, verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung durch eine Verschraubung realisiert, wobei auch andere lösbare Verbindungen denkbar sind. In einem dargestellten Betriebszustand I des Planetengetriebes 1 ist entsprechend das Verschlusselement 31 mit dem Planetenträger 30 verbunden und das erste und zweite Wartungssegment 42, 44 sind am Gehäuse 40 bzw. am Hohlrad 51 befestigt. Weiterhin kann die zweite Planetenstufe 1.2 die gleichen Merkmale aufweisen wie die erste Planetenstufe 1.1. So ist auch in der zweiten Planetenstufe 1.2 ein Planetenrad 10‘ zwischen einem Hohlrad 51‘ und einem Sonnenrad 52‘ in einem Planetenträger 30‘ angeordnet, wobei der Planetenträger 30‘ und das Sonnenrad 52‘ um die Hauptachse 50 drehbar sind. Dabei ist der Planetenträger 30‘ mit dem Sonnenrad 52 der ersten Planetenstufe 1.1 drehstarr verbunden, insbesondere sodass das Sonnenrad 52 und der Planetenträger 30‘ sich gleichläufig drehen. Auch das Planetenrad 10‘ ist in einer Achsaufnahme 32‘ jeweils an einem Ende 12.2‘ einer Planetenachse 12‘ um eine Drehachse 11‘ drehbar gelagert. Dafür ist jeweils ein Lager 20‘ vorgesehen, das ein erstes Lagerelement 21‘ und ein zweites Lagerelement 22‘ aufweist. Zwei Verschlusselemente 31‘ bilden zusammen mit dem Planetenträger 30‘ jeweils die Achsaufnahme 32‘. Dabei ist das Verschlusselement 31‘, welches der ersten Planetenstufe 1.1 zugewandt ist, unterhalb des zweiten Wartungssegments 44 angeordnet, sodass eine Entnahme des zweiten Wartungssegmentes 44 einen Zugang für die Entnahme des Verschlusselementes 31, welches der zweiten Planetenstufe 1.2 zugewandt ist und des Verschlusselements 31‘ der zweiten Planetenstufe 1.2 ermöglicht. Ferner ist das zweite Wartungssegment 44 am Hohlrad 51 in einer zur ersten Befestigungsrichtung R1 entgegengesetzten Richtung und am Gehäuse 40 in einer zur zweiten Befestigungsrichtung R2 parallelen Richtung befestigt. Zusätzlich ist das zweite Wartungssegment 44 in einer zur ersten Befestigungsrichtung R1 parallelen Richtung mit dem Hohlrad 51‘ der zweiten Planetenstufe 1.2 befestigt, insbesondere so dass auch ein Moment des Hohlrades 51‘ der zweiten Planetenstufe 1.2 an das Gehäuse 40 bzw. die Drehmomentstütze 41 übertragbar ist. Um eine Montage des zweiten Wartungssegments 44 zu vereinfachen liegt dieses entsprechend horizontal bzw. vertikal am Hohlrad 51 der ersten Planetenstufe 1.1, am Gehäuse 40 und am Hohlrad 51‘ der zweiten Planetenstufe 1.2 flächig an.
2 zeigt das Planetengetriebe 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 in einem Montagezustand II. Dabei ist das erste Wartungssegment 42 vom Gehäuse 40 und vom Hohlrad 51 gelöst und entnommen. Dies ermöglicht einen freien Zugang zum Verschlusselement 31, welches dementsprechend vom Planetenträger 30 gelöst ist, sodass das Lager 20 zumindest teilweise in einer von der Drehachse 11 verschiedenen Richtung entnehmbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel stimmt die Montagerichtung 53 sowohl für das erste Wartungssegment 42 als auch das Verschlusselement 31 und das Lagerelement 21 vorteilhafterweise überein. Dabei ist die Montagerichtung 53 senkrecht zur Hauptachse 50. Dadurch können das erste Wartungssegment 42, das Verschlusselement 31 und zumindest das erste Lagerelement 21 vertikal entnommen werden, sodass dies in einer Windkraftanlage beispielsweise durch einen Bordkran ausgeführt werden kann. Weiterhin zeigt die 2, dass das erste Wartungssegment 42 eine horizontale Anschlagsfläche 42.1 aufweist, die zur Anlage mit einer horizontalen Gegenanschlagsfläche 45 des Gehäuses 40 geeignet ist, und eine vertikale Anschlagsfläche 42.2, die zur Anlage mit einer vertikalen Gegenanschlagsfläche 54 des Hohlrades 51 ausgebildet ist, sodass eine einfache Ablage und Positionierung des ersten Wartungssegments 42 vor der Befestigung möglich ist. Weiterhin ist das zweite Wartungssegment 44 vom Gehäuse 40 und dem Hohlrad 51 gelöst und dem Planetengetriebe 1 entnommen. Dadurch ist auch das weitere Verschlusselement 31 auf der zweiten Seite des Planetenrades 10 freigegeben, sodass auch das Verschlusselement 31 gelöst ist und das Lagerelement 21 austauschbar ist. Während des Austausches des ersten Lagerelementes 21 kann weiterhin das zweite Lagerelement 22 am Planetenträger 30 verbleiben. Ist das erste Lagerelement 21 ausgetauscht, kann ein Verdrehen der Lagerelemente 21 und 22 dazu führen, dass die Lagerelemente 21 und 22 ihre Positionen vertauschen und das zweite Lagerelement 22 in Montagerichtung 53 entnehmbar ist.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe in einem Betriebszustand. Dabei ist das Planetengetriebe 1 in einem Gehäuse 40 angeordnet, welches einen Planetenträger 30 zumindest teilweise schützt. Dazu sind weiterhin ein erstes und ein zweites Wartungssegment 42, 44 vorgesehen, die mit dem Gehäuse 40 und einem Hohlrad 51 befestigt sind. Insbesondere ist das erste Wartungssegment 42 mit einer Drehmomentstütze 41 des Gehäuses 40 zur Abstützung eines Drehmomentes, welches durch das Hohlrad 51 an das Gehäuse 40 übertragen wird, verbunden, sodass ein Drehmoment auch teilweise über das erste Wartungssegment 42 übertragbar ist. Dadurch kann z.B. eine direkte Verbindung der Drehmomentstütze 41 mit dem Hohlrad 51 geringer dimensioniert sein und der Belastungsverlauf der Drehmomentstütze 41 und dem ersten Wartungssegment 42 verbessert sein. Um die sichere Verbindung der Drehmomentstütze 41 und des ersten Wartungssegments 42 mit dem Hohlrad 51 zu gewährleisten, sind Befestigungsmittel 43, die um eine Hauptachse 50, um die auch der Planetenträger 30 drehbar ist, ringartig angeordnet. Dabei erstrecken sich die Befestigungsmittel 43 parallel zur Hauptachse 50.
4 zeigt das Planetengetriebe 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 in einem Montagezustand II, wobei das erste Wartungssegment 42 und das zweite Wartungssegment 44 vom Gehäuse 40 gelöst sind und auch die Verschlusselemente 31 sind senkrecht zur Hauptachse 50 entnommen. Dadurch wiederum kann auch ein erstes Lagerelement 21 von einem Ende 12.2 einer Planetenachse 12, die ferner eine Stirnfläche 12.1 aufweist, entnommen werden. Dabei ist weiterhin dargestellt, dass sich trotz der Entnahme des ersten Lagerelements 21 das Planetenrad 10 weiterhin im Zahneingriff mit dem Hohlrad 51 befinden kann, sodass nur ein geringer Teilbereich des Planetengetriebes 1 für die Wartung zumindest des ersten Lagerelementes 21 zerlegbar ausgeführt sein kann. Weiterhin ist auch in 4 eine vertikale Gegenanschlagsfläche 54 des Hohlrades 51 und eine horizontale Gegenanschlagsfläche 45 des Gehäuses 40 vorgesehen, sodass eine Montage des ersten Wartungssegments 42 vereinfacht ist. Weiterhin verdeutlicht die Darstellung im Montagezustand II, dass die ringförmig um eine Hauptachse 50 angeordneten Befestigungsmittel 43 mit entnommenem erstem Wartungssegment 42 jeweils einzeln eine höhere Last bei einem statischen Drehmoment des Hohlrades 51 aufnehmen.
5 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 in einem Betriebszustand I, wobei ein Gehäuse 40, das einen Planetenträger 30 schützt, zumindest teilweise durch ein erstes Wartungssegment 42 und ein zweites Wartungssegment 44 verschlossen ist. Dabei ist ein relativ zum Gehäuse 40 feststehendes Hohlrad 51 vorgesehen, wobei der Planetenträger 30 um eine Hauptachse 50 drehbar gelagert ist. Im Betrieb kann es notwendig sein, ein Torsionsmoment des Hohlrades 51 über eine Drehmomentstütze 41, insbesondere gegenüber der Umgebung, zu lagern. Kraft- und/oder Momentenübertragung sind dabei teilweise über das erste Wartungssegment 42 realisiert, welches zum einen senkrecht zur Zeichnungsebene bzw. zur Hauptachse 50 mit der Drehmomentstütze 41 verschraubt ist und zum anderen mit einer vertikalen Anschlagsfläche 42.2 an einer vertikalen Gegenanschlagsfläche 54 des Hohlrades 51 anliegt und dementsprechend parallel zur Hauptachse 50 mit dem Hohlrad 51 verbunden ist.
6 zeigt das Planetengetriebe 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 5 in einem Montagezustand II, wobei das erste Wartungssegment 42, welches mit einer horizontalen Anschlagsfläche 42.1 an einer horizontalen Gegenanschlagsfläche 45 des Gehäuses 40 anordenbar bist, vom Gehäuse gelöst ist. Die Entnahme des ersten Wartungssegments 42 in Montagerichtung 53 ermöglicht ferner den Zugang zu einem Verschlusselement 31, welches von einem Planetenträger 30 entnommen ist. Das Verschlusselement 31 weist dazu zwei zueinander senkrechte Teilungsebenen auf, welche derart verlaufen, dass eine im befestigten Zustand des Verschlusselements 31 sich mit dem Planetenträger 30 ergebende Achsaufnahme 32 in der Mitte geteilt ist. Eine Entnahme des Verschlusselementes 31 ermöglicht ferner eine Entnahme und/oder einen Austausch des ersten Lagerelementes 21, wobei auch das erste Lagerelement 21 in Montagerichtung 53 senkrecht zur Hauptachse 50 entnehmbar ist. Dabei ist die Montagerichtung 53 insbesondere auch senkrecht zu einem Untergrund 60. Denkbar ist jedoch auch, dass das erste Wartungssegment 42 und/oder das Verschlusselement 31 und/oder das erste Lagerelement 21 von einer weiteren Richtung entnehmbar ist, die von der durch eine Drehachse 11 eines Planetenrades 10 gebildeten Richtung abweicht.
7 zeigt eine vereinfachte, gebrochene Schnittansicht eines Teils einer Achsaufnahme 32, wobei der gezeigte Teil der Achsaufnahme 32 durch einen Planetenträger 30 gebildet ist. Dies zeigt damit zumindest teilweise einen Montagezustand II eines Planetengetriebes 1. In dem Teil der Achsaufnahme 32 ist ferner ein Lager 20 angeordnet, das ein erstes Lagerelement 21 und ein zweites Lagerelement 22 aufweist. An der Innenseite der Lagerelemente 21, 22 ist jeweils eine Gleitschicht 15 in Form einer Beschichtung, insbesondere mit einer Legierung, vorgesehen, sodass ein Gleiten des Lagers 20 relativ zu einer Planetenachse 12 realisierbar ist. Zwischen der Planetenachse 12 und dem Lager 20 ist dazu weiterhin eine Fluidschicht 14 vorgesehen, die zusätzlich zur Gleitschicht 15 das Gleiten begünstigt. Zwischen den Lagerelementen 21, 22 ist jeweils eine Fuge 23 vorgesehen, die eine Trennstelle des Lagers 20 zwischen dem ersten und zweiten Lagerelement 21, 22 bildet. In 7 befinden sich zwei Fugen 23 in einer Ebene, die durch eine Drehachse 11 des Lagers 20 verläuft und senkrecht zu einer Montagerichtung 53 ist, was eine Montageposition 202 der Fuge 23 darstellt. Dabei ist die Montagerichtung 53 senkrecht zur Drehachse 11 und zu einer Hauptachse 50 eines Planetengetriebes 1. Nach dem Lösen eines Verschlusselementes 31 vom Planetenträger 30, kann entsprechend der Montageposition 202 der Fugen 23 auch das erste Lagerelement 21 in der Montagerichtung 53 entnommen werden. In der dargestellten Montageposition 202 des Ausführungsbeispiels befindet sich zumindest eine der Fugen 23 jedoch einer Belastungsrichtung R3, in welcher das Lager 20 im Betrieb belastet sein kann. Weiterhin weist die Planetenachse 12 exzentrisch an einer Stirnfläche 12.1 eine Hebeschnittstelle 13 in Form einer Bohrung auf, so dass beispielsweise ein Bordkran einer Windkraftanlage, in welcher das Planetengetriebe 1 der Planetenachse 12 vorgesehen sein kann, das Lager 20, insbesondere durch Anheben der Planetenachse 12, entlasten kann. Um dies weiter zu vereinfachen, kann die Hebeschnittstelle 13 z.B. zusätzlich ein Gewinde aufweisen.
8 zeigt ferner zwei Fugen 23 des Lagers 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 7 in einer Betriebsposition 201, wobei die Fuge 23 in einer Ebene liegt, in der die Drehachse 11 verläuft und die parallel zur Montagerichtung 53 ist. Dies hat den Vorteil, dass die Fugen 23 in der Betriebsposition 201 im Wesentlichen senkrecht zur Belastungsrichtung R3 des Lagers 20 angeordnet sind, sodass sich an der Stelle der höchsten Belastung eine im Wesentlichen laminare Strömung in der Fluidschicht 14 ausbilden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Position der Fuge 23 auch einen von der Drehachse 11 ausgehenden, geringen Winkel, beispielsweise zwischen 0° und 60° oder zwischen 0° und 45°, zur Montagerichtung 53 aufweisen. Dabei zeigt 8 zumindest teilweise einen Betriebszustand I des Planetengetriebes 1, insbesondere in welchem ein Verschlusselement 31 am Planetenträger 30 angeordnet ist, so dass die Achsaufnahme 32 geschlossen ist.
Die 9 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Wartung eines Planetengetriebes 1, wobei das Verfahren insbesondere an einer Windkraftanlage durchgeführt werden kann. In einem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt Entsprechen Schritt i) zunächst ein Öffnen 101 eines Gehäuses 40 des Planetengetriebes 1 mittels eines ersten Wartungssegments 42. Dabei wird das Wartungssegment 42 vom Gehäuse 40 gelöst und anschließend entnommen. In einem weiteren Schritt a) wird zumindest teilweise ein Überführen 102 des Planetengetriebe 1 von einem Betriebszustand I in einen Montagezustand II vorgesehen, wobei zumindest ein Verschlusselement 31 von einem Planetenträger 30 gelöst wird. Dabei kann auch das Verschlusselement 31 beispielsweise mittels eines Bordkrans einer Windkraftanlage entnommen werden. Ist das Verschlusselement 31 entnommen, liegt das Lager 20 zumindest teilweise frei, sodass ein zumindest teilweiser Austausch 103 des Lagers 20 in einer von einer Drehachse 11 verschiedenen Richtung gemäß einem Schritt b) erfolgen kann. Dieser Austausch 103 kann für sich genommen in weitere Schritte d) bis h) untergliedert sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Fuge 23 des Lagers 20 zunächst von einer Betriebsposition 201 in eine Montageposition 202 überführt werden soll. Dazu kann zunächst ein Entlasten 104 des Lagers 20 stattfinden. Dazu kann beispielsweise erneut der Bordkran der Windkraftanlage eingesetzt werden, indem dieser mit einer Hebeschnittstelle 13 einer Planetenachse 12 wirkt, sodass der Kran zumindest teilweise das Gewicht der Planetenachse 12 trägt und/oder diese, insbesondere im Rahmen des Zahnspiels zwischen einem Hohlrad 51 und einem Planetenrad 10, etwas anhebt. Dadurch kann ein Verdrehen 105 von zumindest zwei Lagerelementen 21, 22 im Wesentlichen um die Drehachse 11 durchgeführt werden, insbesondere bis die Fuge 23 eine Montageposition 202 erreicht hat. Die Montageposition 202 ermöglicht dann den Austausch 106 zumindest des ersten Lagerelementes 21 in einer von der Drehachse 11 verschiedenen Richtung. Insbesondere nach dem Austausch 106 und/oder der Entnahme des ersten Lagerelementes 21 kann ein erneutes Verdrehen 105 stattfinden, sodass auch der Austausch des zweiten Lagerelementes 22 möglich ist. Ist das Lager 20 ausreichend begutachtet und/oder ausgetauscht, kann insbesondere ein erneutes Verdrehen 107 zumindest des ersten und zweiten Lagerelementes 21, 22 des Lagers 20 im Wesentlichen um die Drehachse 11 erfolgen, bis eine Betriebsposition 201 erreicht ist. Dies ermöglicht entsprechend eine Positionierung der Fuge 23 für den Lastfall. Anschließend kann ein Entlasten 108 des Lagers 20, insbesondere durch Absenken der Planetenachse 12, erfolgen. Anschließend findet ein zumindest teilweises Überführen 109 des Planetengetriebe 1 vom Montagezustand II in den Betriebszustand I statt. Dabei wird zumindest das Verschlusselement 31 wieder am Planetenträger 30 befestigt. Außerdem kann ein Verschließen 110 des Gehäuses 40 gemäß einem Schritt j) mittels des ersten Wartungssegments 42 erfolgen, wobei das erste Wartungssegment 42 insbesondere an einem Hohlrad 51 und/oder an einer Drehmomentstütze 41 des Gehäuses 40 befestigt wird. Um einen erneuten Wartungszyklus durchzuführen, können einzelne Schritte des Verfahrens wiederholt werden oder beispielsweise kann erneut mit dem Öffnen 101 des Gehäuses 40 gemäß Schritt i) begonnen werden.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Planetengetriebe
1.1: erste Planetenstufe
1.2: zweite Planetenstufe
10: Planetenrad
11: Drehachse
12: Planetenachse
12.1: Stirnfläche
12.2: Ende der Planetenachse 12
13: Hebeschnittstelle
14: Fluidschicht
15: Gleitschicht
20: Lager
20.1: Bund
21: erstes Lagerelement
22: zweites Lagerelement
23: Fuge
30: Planetenträger
31: Verschlusselement
32: Achsaufnahme
40: Gehäuse
41: Drehmomentstütze
42: erstes Wartungssegment
42.1: horizontale Anschlagsfläche
42.2: vertikale Anschlagsfläche
43: Befestigungsmittel
44: zweites Wartungssegment
45: horizontale Gegenanschlagsfläche
50: Hauptachse
51: Hohlrad
52: Sonnenrad
53: Montagerichtung
54: vertikale Gegenanschlagsfläche
60: Untergrund
100: Verfahren
101: Öffnen von 40
102: Zumindest teilweises Überführen von I in II
103: Zumindest teilweiser Austausch von 20
104: Entlasten von 20
105: Verdrehen von 21, 22
106: Austausch zumindest von 21
107: Verdrehen von 21, 22
108: Belasten von 20
109: Zumindest teilweises Überführen von II in I
110: Verschließen von 40
201: Betriebsposition
202: Montageposition
I: Betriebszustand
II: Montagezustand
R1: erste Befestigungsrichtung
R2: zweite Befestigungsrichtung
R3: Belastungsrichtung
10‘: Planetenrad der zweiten Planetenstufe
11‘: Drehachse der zweiten Planetenstufe
12‘: Planetenachse der zweiten Planetenstufe
12.2‘: Ende der Planetenachse der zweiten Planetenstufe
20‘: Lager der zweiten Planetenstufe
21‘: erstes Lagerelement der zweiten Planetenstufe
22‘: zweites Lagerelement der zweiten Planetenstufe
30‘: Planetenträger der zweiten Planetenstufe
31‘: Verschlusselement der zweiten Planetenstufe
32‘: Achsaufnahme der zweiten Planetenstufe
51‘: Hohlrad der zweiten Planetenstufe
52‘: Sonnenrad der zweiten Planetenstufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013/106878 A1 [0003, 0003]

Claims

Planetengetriebe (1), insbesondere für eine Windkraftanlage, mit mindestens einem Planetenrad (10), welches über ein Lager (20) an einem Planetenträger (30) um eine Drehachse (11) drehbar angeordnet ist, und mindestens einem vom Planetenträger (30) lösbaren Verschlusselement (31), wobei das Planetengetriebe (1) in einen Betriebszustand (I) und in einen Montagezustand (II) bringbar ist, wobei im Betriebszustand (I) das Verschlusselement (31) am Planetenträger (30) befestigt ist und im Montagezustand (II) das Verschlusselement (31) vom Planetenträger (30) gelöst ist, wobei der Planetenträger (30) und das Lager (20) derart ausgebildet sind, dass das Lager (20) im Montagezustand (II) zumindest teilweise in einer von der Drehachse (11) verschiedenen Richtung entnehmbar ist.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (20) zumindest ein erstes Lagerelement (21) und ein zweites Lagerelement (22) aufweist, insbesondere wobei die Lagerelemente (21, 22) durch zumindest eine Fuge (23) voneinander getrennt sind.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (10) eine Planetenachse (12) aufweist, die im Betriebszustand (I) in einer Achsaufnahme (32) des Planetenträgers (30) und des Verschlusselementes (31) über das Lager (20) gelagert ist, insbesondere wobei das Planetenrad (10) drehstarr mit der Planetenachse (12) verbunden ist.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsaufnahme (32) im Montagezustand (II) in einer Ebene geteilt ist, die durch die Drehachse (11) verläuft.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (10) einstückig mit der Planetenachse (12) ausgebildet ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lager (20) zumindest um einen Teil eines Gleitlagers handelt, insbesondere wobei im Betriebszustand (I) eine Fluidschicht (14) zwischen dem Lager (20) und der Planetenachse (12) vorgesehen ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (20) im Betriebszustand (I) form- und/oder kraftschlüssig mit dem Planetenträger (30) und/oder dem Verschlusselement (31), verbunden ist, so dass eine relative Drehung um die Drehachse (11) und/oder eine Verschiebung des Lagers (20) entlang der Drehachse (11), relativ zum Planetenträger (30) verhinderbar ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenachse (12) zumindest eine Hebeschnittstelle (13) aufweist, die insbesondere exzentrisch an einer Stirnseite (12.1) der Planetenachse (12) vorgesehen ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (30) zumindest teilweise durch ein Gehäuse (40) geschützt ist, insbesondere wobei das Gehäuse (40) zumindest eine Drehmomentstütze (41) umfasst.
Planetengetriebe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (40) zumindest ein lösbares erstes Wartungssegment (42) vorgesehen ist, wobei das erste Wartungssegment (42) im Betriebszustand (I) am Gehäuse (40) befestigt ist und im Montagezustand (II) vom Gehäuse (40) gelöst ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (10) mit einem Sonnenrad (52) und einem Hohlrad (51) wirkt, insbesondere wobei das Hohlrad (51) drehstarr mit dem Gehäuse (40) verbunden ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wartungssegment (42) derart mit dem Gehäuse (40) und dem Hohlrad (51) verbunden ist, dass ein Moment vom Hohlrad (51) zur Drehmomentstütze (41) zumindest teilweise über das erste Wartungssegment (42) übertragbar ist, insbesondere wobei das erste Wartungssegment (42) in einer ersten Befestigungsrichtung (R1) mit dem Hohlrad (51) und in einer zweiten Befestigungsrichtung (R2), die senkrecht zur ersten Befestigungsrichtung ist, mit der Drehmomentstütze (41) befestigt ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (30) und/oder das Sonnenrad (52) und/oder das Hohlrad (51) um eine Hauptachse (50) drehbar ist, insbesondere wobei eine Montagerichtung (53) des Verschlusselements (31) und/oder des ersten Wartungssegments (42) und/oder des Lagers (20) senkrecht zur Hauptachse (50) ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (41) und/oder das Wartungssegment (42) mit dem Hohlrad (51) durch zumindest teilweise ringartig um die Hauptachse (50) angeordnete Befestigungsmittel (43) verbunden ist, wobei die Befestigungsmittel (43) sich in einer Richtung erstrecken, die parallel zur Hauptachse (50) ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Fuge (23) in einer Montageposition (202) derart positioniert ist, dass zumindest das erste Lagerelement (21) in der Montagerichtung (53) entnehmbar ist.
Planetengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Fuge (23) in einer Betriebsposition (201) im Wesentlichen in einer Ebene mit der Hauptachse (50) und der Drehachse (11) liegt und/oder dass die Fuge (23) in der Betriebsposition (201) in einer Ebene liegt, in der die Drehachse (11) verläuft und die einen Winkel zur Montagerichtung (53) zwischen 0° und 60°, vorzugsweise zwischen 0° und 45° aufweist.
Windkraftanlage mit einem Planetengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
Verfahren (100) zur Wartung eines Planetengetriebes (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit einem Planetenrad (10), welches über ein Lager (20) an einem Planetenträger (30) um eine Drehachse (11) drehbar angeordnet ist, umfassend folgende Schritte: a) Zumindest teilweises Überführen (102) des Planetengetriebes (1) von einem Betriebszustand (I) in einen Montagezustand (II), wobei zumindest ein Verschlusselement (31) vom Planetenträger (30) gelöst wird, b) Zumindest teilweiser Austausch (103) des Lagers (20) in einer von der Drehachse (11) verschiedenen Richtung, c) Zumindest teilweises Überführen (109) des Planetengetriebes (1) vom Montagezustand (II) in den Betriebszustand (I), wobei zumindest das Verschlusselement (31) am Planetenträger (30) befestigt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest teilweise Austausch (103) des Lagers (20) gemäß Schritt b) folgende Schritte umfasst: d) Entlasten (104) des Lagers (20), insbesondere durch Anheben einer Planetenachse (12), e) Verdrehen (105) von zumindest zwei Lagerelementen (21, 22) im Wesentlichen um die Drehachse (11), insbesondere bis eine Montageposition (202) erreicht ist, f) Austausch (106) zumindest des ersten Lagerelementes (21) in einer von der Drehachse (11) verschiedenen Richtung, g) Insbesondere Verdrehen (107) der zumindest zwei Lagerelemente (21, 22) im Wesentlichen um die Drehachse (11) bis eine Betriebsposition (201) erreicht ist, h) Belasten (108) des Lagers (20), insbesondere durch Absenken der Planetenachse (12).
Verfahren (100) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich folgende Schritte umfasst sind: i) Öffnen (101) eines Gehäuses (40) des Planetengetriebes (1) mittels eines ersten Wartungssegments (42), j) Verschließen (110) des Gehäuses (40) mittels des ersten Wartungssegments (42), insbesondere wobei das erste Wartungssegment (42) an einem Hohlrad (51) und/oder an einer Drehmomentstütze (41) des Gehäuses (40) befestigt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) an einer Windkraftanlage durchgeführt wird.