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Title:
FIXATION OF A TIGHT-FITTING TOOTHING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/151591
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an assembly comprising: a shaft (107) having at least one external toothing; and a hollow shaft (109) having at least one internal toothing; wherein the external toothing and the internal toothing form a tight-fitting toothing (113). The shaft (107) forms at least one at least partially circumferential groove (119) in which the hollow shaft (109) engages.

Inventors:
DE LAET WIM (BE)
LAMBRECHTS ROB (BE)
UYTTERHOEVEN PIETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/087368
Publication Date:
August 05, 2021
Filing Date:
December 21, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
ZF WIND POWER ANTWERPEN NV (BE)
International Classes:
F16D1/116
Foreign References:
DE102016213476A12018-01-25
GB2393774A2004-04-07
US8303208B22012-11-06
US2650484A1953-09-01
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Claims:
Patentansprüche

1 . Anordnung mit einer Welle (107), die mindestens eine Außenverzahnung aufweist, und mit einer Hohlwelle (109), die mindestens eine Innenverzahnung aufweist; wobei die Außenverzahnung und die Innenverzahnung eine Passverzahnung (113) bilden; dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (107) mindestens eine mindestens teilweise in Umfangsrichtung verlaufen de Nut (119) ausbildet, in welche die Hohlwelle (109) eingreift.

2. Anordnung nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (107) mindestens zweistückig, mit einem ersten Stück (115) und einem zweiten Stück (117), ausgeführt ist; wobei das erste Stück (115) und das zweite Stück (117) entlang der Nut (119) miteinander gefügt sind.

3. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stück (115) und das zweite Stück (117) lösbar miteinander gefügt sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stück (115) die Außenverzahnung ausbildet; und wobei das zweite Stück (117) vollständig im Inneren der Hohlwelle (109) angeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (119) drehsymmetrisch ist.

Description:
Fixierung einer Passverzahnunq

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus dem Stand der Technik sind Windkraftgetriebe bekannt, bei denen eine Son nenwelle mittels einer Passverzahnung drehfest mit einer Hohlwelle verbunden ist. Aus einer Schrägverzahnung der Planetenstufe resultieren Axialkräfte, die auf die Sonnenwelle wirken. Diese Kräfte werden in die Hohlwelle eingeleitet. Dazu weist die Hohlwelle einen Absatz auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die drehfeste Verbindung einer Welle mit einer Hohlwelle mittels einer Passverzahnung zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung sowie dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine Welle und eine Hohlwelle. Die Welle weist mindestens eine Außenverzahnung auf, die Hohlwelle mindestens eine Innen verzahnung.

Die Innenverzahnung und die Außenverzahnung greifen ineinander und bilden eine Passverzahnung, auch Steckverzahnung genannt. Die Außenverzahnung und die Innenverzahnung sind im Einzelnen koaxial zueinander angeordnet und greifen der art ineinander, dass jeder Zahn in eine Zahnlücke der jeweils anderen Verzahnung eingreift. Dadurch kommt eine drehfeste Verbindung zwischen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung zustande. Infolgedessen sind auch die Welle und die Hohlwelle drehfest miteinander verbunden.

Erfindungsgemäß bildet die Welle mindestens eine Nut aus. Eine Nut ist eine längli che Vertiefung einer Oberfläche. Sie zeichnet sich gegenüber anderen Vertiefungen einer Oberfläche durch einen entlang des Verlaufs der Nut unveränderlichen Quer schnitt aus. Der Querschnitt ist also gegenüber einer orthogonal zu einer den Verlauf der Nut beschreibenden Kurve ausgerichteten Schnittebene invariant. Dies bedeutet, dass der mindestens eine Teil der Nut orthogonal zu einer gemein samen Drehachse der Welle und der Hohlwelle entlang eines orthogonal zu der Drehachse ausgerichteten Kreisbogens verläuft.

Vorzugsweise verläuft die Nut vollständig in Umfangsrichtung. Dies bedeutet, dass der in Umfangsrichtung verlaufende mindestens eine Teil der Nut die gesamte Nut umfasst.

Vorzugsweise verläuft die Nut vollständig um die Welle bzw. deren Drehachse her um. In diesem Fall ist die Kurve in sich geschlossen. Insbesondere kann es sich bei der Kurve um einen Kreis handeln.

Vorliegend handelt es sich bei der Nut um eine längliche Vertiefung einer Oberfläche der Welle. Die den Verlauf der Nut beschreibende Kurve ist mindestens teilweise, bevorzugt vollständig in einer orthogonal zu der Drehachse ausgerichteten Ebene enthalten. Insbesondere kann es sich bei der Kurve um einen orthogonal zu der Drehachse ausgerichteten Kreisbogen handeln.

Die Hohlwelle greift in die Nut ein. Dazu weist die Hohlwelle in ihrem Inneren eine Auswölbung auf. Vorzugsweise entspricht die Form der Auswölbung einem Negativ profil der Nut. Mindestens ein Teil der Auswölbung greift in die Nut ein.

Durch die Erfindung werden die Welle und die Hohlwelle relativ zueinander in axialer Richtung fixiert. Dies erlaubt die Verwendung von Schrägverzahnungen. Die aus der Schrägverzahnung resultierenden Kräfte können in beide axiale Richtungen zwi schen der Welle und der Hohlwelle übertragen werden.

Bevorzugt ist die Welle mindestens zweistückig weitergebildet. Ein erstes Stück und ein zweites Stück der Welle sind entlang der Nut miteinander gefügt. Dies bedeutet, dass das erste Stück und das zweite Stück jeweils einen Teil der Nut bilden. Die Ränder zweier korrespondierender Fügeflächen des ersten Stücks und des zweiten Stücks verlaufen innerhalb der Nut. Vorzugsweise verlaufen die Ränder parallel zu der oben genannten Kurve, die den Verlauf der Nut beschreibt. Insbesondere können die Ränder und die Kurve deckungsgleich sein.

Durch die zweistückige Weiterbildung der Welle lässt sich die Anordnung besonders einfach montieren und demontieren. Entsprechend wird eine lösbare Fügeverbin dung zwischen dem ersten Stück und dem zweiten Stück bevorzugt. So können das erste Stück und das zweite Stück etwa miteinander verschraubt sein.

In einer bevorzugten Weiterbilddung bildet das erste Stück die Innenverzahnung aus, wobei das zweite Stück vollständig im Inneren der Hohlwelle angeordnet ist. Die Hohlwelle umgibt also das zweite Stück vollständig.

Weiterbildungsgemäß dient das erste Stück der Weiterleitung eines Drehmoments. So kann das erste Stück beispielsweise eine Arbeitsverzahnung oder einen Flansch aufweisen, worüber ein Drehmoment in die Welle eingeleitet wird. Über die Innenver zahnung wird das Drehmoment in die Außenverzahnung und damit in die Hohlwelle eingeleitet.

Das zweite Stück dient weiterbildungsgemäß ausschließlich dazu, die Nut auszubil den und damit die Welle in der Hohlwelle zu fixieren.

Eine Grundform des ersten Stücks und des zweiten Stücks ist jeweils vorzugsweise drehsymmetrisch. Insbesondere kann die Grundform drehsymmetrisch zu der ge meinsamen Drehachse der Welle und der Hohlwelle sein. Die Grundform eines Kör pers bezeichnet die Form eines ursprünglichen Körpers, aus dem der erstgenannte Körper durch Eliminieren einzelner Bereiche, etwa durch Einfügen von Aussparun gen, und/oder durch Hinzufügen einzelner Bereiche entstanden ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Nut drehsymmetrisch. Insbesondere kann die Nut zu der gemeinsamen Drehachse der Welle und der Hohlwelle drehsymmet risch sein. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Im Ein zelnen zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Windkraftgetriebes.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausschnitt sind ein Planetenrad 101 , ein Sonnen rad 103, ein Planetenträger 105, eine Sonnenwelle 107 und eine Hohlwelle 109 dar gestellt. Das Planetenrad 101 , das Sonnenrad 103 und der Planetenträger 105 gehö ren zusammen mit weiteren Planetenrädern und einem Hohlrad zu einer Planeten stufe.

Das Sonnenrad 103 und der Planetenträger 105 sind relativ zu einem Getriebege häuse drehbar gelagert. Das Hohlrad ist drehfest in das Gehäuse integriert. Der Pla netenträger 105 dreht sich zusammen mit den Planetenrädern 101 , die drehbar in dem Planetenträger 105 gelagert sind, um eine Drehachse 111. Diese ist zugleich Drehachse der Sonnenwelle 107 und der Hohlwelle 109. Die Planetenräder 101 kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 103 und dem Hohlrad.

Die Sonnenwelle 107 und die Hohlwelle 109 bilden zusammen eine Passverzahnung 113 aus. Über die Passverzahnung 113 sind die Sonnenwelle 107 und die Hohlwelle 109 relativ zueinander drehfest verbunden.

Die Sonnenwelle 107 besteht aus einem Hauptteil 115 und einem Fixierring 117. Der Hauptteil 115 bildet eine Innenverzahnung der Passverzahnung 113 aus. Eine Au ßenverzahnung der Passverzahnung 113 wird durch die Hohlwelle 109 ausgebildet.

Der Fixierring 117 ist mit einer Stirnfläche des Hauptteils 115 verschraubt. Zusam men mit der Stirnfläche bildet der Fixierring 117 eine Nut 119. Diese ist radial nach außen hin geöffnet, sodass die Hohlwelle mit einer entsprechenden Negativform 121 in die Nut 119 eingreifen kann. Die Nut 119 und die Negativform 121 bilden zusam men eine formschlüssige Verbindung, welche die Sonnenwelle 107 und die Hohlwel le 109 relativ zueinander in axialer Richtung, das heißt entlang der Drehachse 111 fixiert. Bezuqszeichen Planetenrad Sonnenrad Planetenträger Sonnenwelle Hohlwelle Drehachse Passverzahnung Hauptteil Fixierring Nut Negativform