具有可作调节运动的齿圈的行星齿轮变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种特别是用于风力发电设备的行星齿轮变速器，包括至少一个变速 器级，该变速器级具有两个并联连接的并且分流功率的行星齿轮级，其中所述两个行星齿 轮级中的至少一个包含一与壳体作用连接的齿圈，在该齿圈的内圆周面上设置了至少三个 行星齿轮。
[0002] 本发明的使用范围涵盖了风力发电变速器的所有结构类型。此外可以考虑差速变 速器、耦合变速器、混合变速器，但是也可以考虑标准风力发电变速器。
【背景技术】
[0003] 从DE 199 63 597 A1中可以知道一种特别是用于风力发电设备的变速器，它由一 驱动侧的行星齿轮级组成，至少一个变速器级连接在该行星齿轮级之后。所述行星齿轮变 速器由至少两个并联连接的并且分流功率的行星齿轮级组成。在所述对于功率进行分流的 行星齿轮级的后面设置一差速变速器级，从而使所述两个齿轮级的流走的功率得以合并。
[0004] 从通常为人熟知的现有技术可知，行星齿轮级在尤其是风力发电设备的行星齿轮 变速器中大多设计有三个或者四个行星齿轮。通常，太阳轮在单个的行星齿轮级中被布置 成径向是挠性的，从而实现在所述行星齿轮级之间的最佳的负载分布。具有四个或者更多 行星齿轮的风力发电变速器的行星齿轮级到目前为止尽量被构造成超静定的结构形式，因 此。增加行星齿轮的数量会导致很高的和不经济的过载系数。
[0005] 尤其是这种具有差速齿轮级的行星齿轮变速器可以提供一种通过将行星齿轮的 数量从三个增多到四个或者更多个行星齿轮来提高功率密度的潜能。但是，随着行星齿轮 数量的增多，由制造和装配决定的、机械部件的偏差对于在齿轮啮合中的过载的影响也增 大。由此，需要设计额外的负载平衡机构。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明的任务在于，提供一种行星齿轮变速器，从而可以实现在所有行星齿 轮上的最佳的载荷分布。
[0007] 根据本发明，所述齿圈被构造成在径向方向上是挠性的，并因此可作调节运动，从 而使得在所述至少三个行星齿轮和所述齿圈之间的负载得以平衡。最好，所述第一行星齿 轮级以双轴驱动形式运转，其中所述齿圈是固定的轴。所述齿圈的转矩被传递到所述壳体 中。所述齿圈的径向的挠性保证了所述行星齿轮的负载平衡。这特别地可以增多所述行星 齿轮的数量，从而使所述齿部和轴承的尺寸更小，同时可以提高在所述行星齿轮变速器中 的功率密度。但是也可以考虑以三轴形式运转的行星齿轮变速器的构造。
[0008] 最好在所述齿圈的内圆周面上设置至少五个行星齿轮。通过将所述行星齿轮数量 从三个增多到至少五个，就将所述功率流分配到更多的单个的功率分支上，从而可以增大 可传递的功率，或者可以在相同的功率下减小所述行星齿轮变速器的尺寸。
[0009] 根据一种优选的实施例，所述齿圈通过被构造在所述内圆周面上的齿部并且通过 所述壳体的一种轴向的模制结构（AusprSgung)就在径向上与所述壳体作用连接，所述 模制结构在外圆周面上具有齿部。换句话说，所述齿圈通过一种齿耦联而耦接在所述壳体 上，并且允许所述齿圈的径向扩张，从而保证了所述行星齿轮的负载平衡。在这种情况下， 所述齿圈可以具有贯通的运动齿部，它们可以快速并且简单地制造。此外，也可以考虑，将 不一致的齿部作为与运动齿部相对的齿耦联部。
[0010] 根据另一种优选的实施例，所述齿圈通过被构造在端面上的轴向的模制结构和轴 向的凹槽在轴向上与所述壳体通过与之相对应地在所述壳体上构成的轴向的凹槽以及轴 向的模制结构作用连接。换句话说，在圆周方向上，在所述齿圈和所述壳体上，交替地存在 一种轴向的凹槽和一种轴向的模制结构。通过使所述齿圈的模制结构各自贴靠在所述壳体 的凹槽中，可以实现所述轴向的凹槽和所述轴向的模制结构互相间的形状配合。因此实现 所述齿圈在径向上的扩展。
[0011] 最好在所述齿圈和所述壳体之间设置一在内圆周面上具有齿部的弹簧元件，用于 在齿圈和壳体之间吸收旋转振动，该弹簧元件在圆周方向上的齿部各自贴靠在所述齿圈的 轴向的模制结构之一和所述壳体的轴向的模制结构之一之间。所述弹簧元件可以被构造成 弹性体环，并且可以在所述齿圈和所述壳体之间吸收旋转振动地进行力传递，其中所述齿 圈的径向扩展仍然得以保持。此外，这种实施例也提供下述优点：补偿轴向的、径向的和角 度上的轴不同心度。
[0012] 根据另一种优选的实施例，所述齿圈具有至少两个轴向的孔，并各自通过一布置 在其中的连接元件朝两个端面与所述壳体在轴向上相连接，其中在至少轴向的孔中在径向 上在所述连接元件和所述齿圈之间设置一用于实现所述齿圈的径向上的挠性的弹性体套。 在所述齿圈中的至少两个孔被构造成间隙配合孔。尤其可以将销栓来用作在所述齿圈和所 述壳体之间的连接元件。同样，也可以考虑其它的连接元件，例如螺栓。通过在所述连接元 件、弹性体套和孔之间的形状配合，保证了将所述转矩传递到壳体中。所述弹性体套的弹性 以及由此通过所述力作用所产生的横截面变化就引起了所述齿圈在径向上的调节运动。
[0013] 根据另一种优选的实施例，所述齿圈具有至少两个轴向的孔，并且各自通过一布 置在其中的连接元件朝向端面与所述壳体在轴向上相连接，其中在径向上在所述连接元件 和所述齿圈之间基本上在整个孔长度上构造一缝隙。所述至少两个轴向的孔因此被构造成 间隙配合孔。所述连接元件与所述齿圈的一轴向的端部固定地连接，并且与另一轴向的端 部固定地连接在所述壳体上。特别优选的是，在所述齿圈和所述壳体之间存在一种压力连 接。由于在所述连接元件和所述齿圈之间的缝隙，就保证了所述齿圈的平行移动。所述齿 圈的转矩通过在所述齿圈中的所述至少两个轴向的孔和所述连接元件之间的形状配合通 过它被传递到所述壳体中。
[0014] 根据另一种优选的实施例，一随动环在径向上与所述齿圈通过一种构造在内圆周 面上的齿部与一种构造在所述齿圈的外圆周面上的齿部作用连接，其中在所述随动环上 的齿部被构造在一在径向上挠性的并且抗扭转的部分上。为此，该部分与剩余的齿圈相比 被构造成特别是薄壁的。所述齿圈至所述壳体的转矩传递以及由此的连接通过一种齿耦联 来得以保证。作为用于所述随动环的材料，韧性的并且弹性的金属材料特别合适。所述薄 壁的部分有利于弹性变形，并且允许所述行星齿轮的在径向上的平衡负载运动。
[0015] 根据另一种优选的实施例，所述齿圈通过一种构造在外圆周面上的齿部与一种构 造在所述壳体的内圆周面上的齿部作用连接，其中在所述齿圈上的齿部被构造在一在径向 上挠性的并且抗扭转的部分上。换句话说，所述齿圈具有与齿圈的其它部分相比壁更薄的 部分，在其上设置所述齿部。所述薄壁部分有利于弹性变形，并且允许所述行星齿轮的负载 平衡。
[0016] 根据另一种有利的实施例，所述齿圈通过两个构造在外圆周面上的齿部与两个构 造在所述壳体的内圆周面上的齿部作用连接，其中在所述齿圈上的所述两个齿部被构造在 一在径向上挠性的并且抗扭转的部分上。因此，在两个位置上将所述齿圈支承在所述壳体 中。所述薄壁部分有利于弹性变形，并且允许所述行星齿轮的负载平衡。
[0017] 图示简要说明 其它的对于本发明的改进的措施在下文中与对本发明的优选实施例的描述一起借助 于图示进一步得到展示。这里示出： 图1根据本发明的行星齿轮变速器的象征性的示图， 图2图1的在齿圈和壳体之间的根据本发明的耦联的部分截面图， 图3根据第二实施例的、在齿圈和壳体之间的、根据本发明的耦联的部分截面图， 图3a在所述壳体的轴向的模制结构、所述齿圈的轴向的模制结构和一弹簧元件之间 的连接的部分截面图， 图3b根据在图3a中的第二实施例的所述连接的横截面示图， 图4根据第三实施例的、在所述齿圈和所述壳体之间的、根据本发明的耦联的部分截 面图， 图5根据第四实施例的、在所述齿圈和所述壳体之间的、根据本发明的耦联的部分截 面图， 图6根据第五实施例的、在所述齿圈和所述壳体之间的、根据本发明的耦联的部分截 面图， 图7a根据第六实施例的、在所述齿圈和所述壳体之间的、根据本发明的耦联的部分截 面图， 图7b根据第七实施例的、在所述齿圈和所述壳体之间的、根据本发明的耦联的部分截 面图。
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[0028] 附图标记列表：
[0029] 1 变速器级；
[0030] 2a，2b 行星齿轮级；
[0031] 3 差速器级；
[0032] 4 壳体；
[0033] 5 齿圈；
[0034] 6 行星齿轮；
[0035] 7a，7b 齿部；
[0036] 8 模制结构；
[0037] 9a，9b 模制结构；
[0038] 10 凹槽；
[0039] 11 齿部；
[0040] 12 弹簧元件；
[0041] 13 孔；
[0042] 14 弹性体套；
[0043] 15 缝隙；
[0044] 16 随动环；
[0045] 17a，17b 行星架；
[0046] 18 太阳轮轴；
[0047] 19 齿圈轴；
[0048] 20 销栓；
[0049] 21 壳体盖板。
[0050] 优选的实施方式的详细说明
[0051] 根据图1，所述行星齿轮变速器包括一具有两个并联连接的并且分流功率的行星 齿轮级2a，2b的变速器级1。在该变速器级1之后联接一差速器级3。所述功率的第一部 分通过所述第一行星齿轮级2a的一行星架17a流至第二行星齿轮级2b的齿圈轴19。在行 星架17a上，设置五个行星齿轮6a，6b-一其中但是由于示意图仅仅能看出两个行星齿轮 6a，6b，它们与齿圈5的齿部7a相耦联。所述齿圈5通过所述齿部7a也耦联在壳体4上。 此外，所述齿圈5在径向上是挠性的，并因此被设计成可作调节运动，用于在