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Patent Searching and Data


Title:
GEARBOX UNIT WITH GEAR CARRIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/048625
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gearbox unit (1), particularly for a wind power plant, having a first planetary stage (2) on the drive side, a second planetary stage (3) and a third planetary stage (4) on the output side, which are coupled to one another in such a manner that a torque on the drive side can be apportioned to the first and second planetary stages (2, 3) and recombined in the third planetary stage (4). According to the invention, the planetary stages (2, 3, 4) have a common gear carrier (20) which is mounted rotatably about an axis of rotation of the gearbox unit (1).

Inventors:
WITZIG JOCHEN (DE)
KIENZLE ALFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/066357
Publication Date:
April 03, 2014
Filing Date:
August 05, 2013
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F03D11/02; F16H1/46
Domestic Patent References:
WO2008104258A12008-09-04
Foreign References:
EP1398531A22004-03-17
EP1240443B12003-04-02
Other References:
ANONYMOUS: "Verzahnungsberechnungen für Windkraftgetriebe Gleichberechtigter Dialog zwischen den Parteien", INTERNET CITATION, 13 March 2012 (2012-03-13), pages 1 - 12, XP007920401, Retrieved from the Internet [retrieved on 20120313]
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Claims:
Patentansprüche

1 . Getriebeeinheit (1 ), insbesondere für eine Windkraftanlage, mit einer antriebs- seitigen ersten Planetenstufe (2), einer zweiten Planetenstufe (3) und einer abtriebssei- tigen dritten Planetenstufe (4), die derart miteinander gekoppelt sind, dass ein antriebs- seitiges Drehmoment auf die erste und zweite Planetenstufe (2; 3) aufteilbar und in der dritten Planetenstufe (4) zusammenführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenstufen (2; 3; 4) einen gemeinsamen Zahnradträger (20) aufweisen, der um eine Drehachse der Getriebeeinheit (1 ) drehbar gelagert ist.

2. Getriebeeinheit nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradträger (20) ein Sonnenrad (5; 6; 7), ein Hohlrad (8; 9; 10) oder einen Planetenträger (14; 15; 1 6) der jeweiligen Planetenstufe (2; 3; 4) ausbildet.

3. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Planetenstufe (3) mittels des Zahnradträgers (20) derart mit der ersten und dritten Planetenstufe (2; 4) gekoppelt ist, dass ein in die zweite Planetenstufe (3) einleitbares Teildrehmoment auf die erste und dritte Planetenstufe (2; 4) aufteilbar ist.

4. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradträger (20) das Sonnenrad (5) der zweiten Planetenstufe (3), das Hohlrad (8) der ersten Planetenstufe (2) und das Hohlrad (10) der dritten Planetenstufe (4) miteinander drehfest koppelt.

5. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradträger (20) einteilig ausgebildet ist.

6. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradträger (20) nur zwei Lagerungen aufweist und/oder die erste Lagerung im Bereich eines der ersten Planetenstufe (2) zugeordneten Endes (22) und die zweite Lagerung im Bereich eines der dritten Planetenstufe (4) zugeordneten Endes (23) des Zahnradträgers (20) angeordnet ist.

7. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradträger (20) als Hohlwelle (21 ) ausgebildet ist, in die sich das als Vollwelle (24) ausgebildete Sonnenrad (5) der ersten Planetenstufe (2) zumindest teilweise erstreckt.

8. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das antriebsseitige Drehmoment auf den Planetenträger (14) der ersten Planetenstufe (2) und das Hohlrad (9) der zweiten Planetenstufe (3) aufteilbar ist.

9. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (5) der ersten Planetenstufe (2) mit dem Planetenträger (1 6) der dritten Planetenstufe (4) gekoppelt ist.

10. Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (15) der zweiten Planetenstufe (3) feststehend ausgebildet ist.

1 1 . Getriebeeinheit nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Planetenstufe (4), insbesondere mittels ihres Sonnenrades (7), mit einer Stirnradstufe gekoppelt ist.

Description:
Getriebeeinheit mit Zahnradträqer

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Insbesondere bei Windkraftanlagen finden Getriebe zur Wandlung des Drehmoments und der Drehzahl zwischen Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswelle Anwendung. Hierbei wird ein an der Getriebeeingangswelle anliegendes hohes Drehmoment mit geringer Drehzahl in ein an der Getriebeausgangswelle anliegendes reduziertes Drehmoment mit höherer Drehzahl gewandelt. Grundsätzlich lassen sich diese Getriebe in Getriebearten einteilen, die entweder seriell hintereinander geschaltete Planetenstufen oder parallel geschaltete Planetenstufen aufweisen. In die letztgenannte Kategorie fällt das sogenannte Differenzialgetriebe, das in der Regel aus drei Planetenstufen besteht. Durch geeignete Kopplung der ersten beiden Stufen lässt sich eine günstige Drehmomentenaufteilung auf diese beiden Planetenstufen realisieren. Die Summati- on in der dritten Planetenstufe erlaubt eine Leistungszusammenführung und einhergehend damit eine entsprechende Darstellung eines hohen Übersetzungsbereichs.

Aus der EP 1 240 443 B1 ist ein derartiges Getriebe für Windkraftanlagen bekannt. Es besteht aus einer antriebsseitigen symmetrisch aufgebauten Planetenstufe, der mindestens eine Getriebestufe nachgeschalten ist, wobei die Planetenstufe aus mindestens zwei gleichdimensionierten parallelgeschalteten leistungsverzweigenden Planetengetrieben besteht. Den leistungsverzweigenden Planetengetrieben ist eine lastausgleichende Differenzialgetriebestufe nachgeschaltet. Die Differenzialgetriebestufe ist als passives Differenzial in Form eines Ausgleichsplanetengetriebes ausgebildet. Sie führt eine gleichmäßige Leistungsverzweigung an den beiden angeschlossenen Sonnenwellen der aus den Planetengetrieben bestehenden Planetenstufen aus. Hierbei steht die eine Sonnenwelle mit dem Sonnenrad und die andere Sonnenwelle mit dem Hohlrad der Differenzialgetriebestufe in Wirkverbindung, wobei der Planetenträger der Differenzialgetriebestufe den Abtrieb ausbildet. Alternativ ist die Differenzialgetriebestufe als aktives Differenzial in Form einer axialweich gelagerten und entgegengesetzt schrägverzahnten Ausgleichsstirnradpaarung ausgebildet. Diese führt einerseits eine gleichmäßige Leistungsverzweigung an den beiden angeschlossenen Sonnenwellen der aus den Planetengetrieben bestehenden Planetenstufen aus und ist andererseits als Getriebestufe an der Gesamtübersetzung des Getriebes beteiligt. Die eine Sonnenwelle steht hierbei mit dem einen Ausgleichsstirnrad der Ausgleichsstirnradpaarung und die andere Sonnenwelle mit deren anderem Ausgleichsstirnrad in Wirkverbindung.

Ferner ist aus der WO 2008/104258 A1 ein Getriebe für eine Windkraftanlage bekannt, die eine Rotorwelle aufweist, welche in einem inneren Hohlraum eine erste Planetenstufe und eine zweite Planetenstufe eines Planetengetriebes umfasst. Die erste Planetenstufe und die zweite Planetenstufe des Planetengetriebes liegen hinsichtlich einer Längsachse seriell zueinander angeordnet. Die Rotorwelle ist mit dem Planetenträger der ersten Planetenstufe und dem Hohlrad der zweiten Planetenstufe drehfest gekoppelt. Die Planetenräder der zweiten Planetenstufe sind mit dem Gehäuse feststehend ausgebildet. Ein Hohlrad der ersten Planetenstufe und ein Sonnenrad der zweiten Planetenstufe bilden eine gemeinsam drehbare Einheit. Radial innerhalb einer Drehmomentstütze ist eine dritte Planetenstufe in eine radial um die Längsachse herum liegende Aussparung integriert. Dritte Planetenräder sind an einem radial nach au ßen weisenden Anschlussring einer inneren Koppelwelle an dortigen dritten Planetenträgerbolzen gelagert. Eine Zentralwelle dient als dritte Sonne. Die dritte Planetenstufe überträgt die gesamte Leistung mit einer sehr hohen Drehzahl.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine vielseitig einsetzbares Getriebe bereitzustellen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.

Es wird eine Getriebeeinheit, insbesondere für eine Windkraftanlage, vorgeschlagen die eine antriebsseitig erste Planetenstufe, eine zweite Planetenstufe und eine abtriebsseitig dritte Planetenstufe aufweist. Die zweite Planetenstufe ist vorzugsweise in Längsrichtung der Getriebeeinheit zwischen der antriebsseitigen ersten Planetenstufe und der abtriebsseitigen dritten Planetenstufe angeordnet. Die drei Planetenstufen sind derart miteinander gekoppelt, dass ein antriebsseitiges Drehmoment auf die erste und zweite Planetenstufe aufteilbar und in der dritten Planetenstufe zusammenführbar ist. Abhängig von den gewählten Zähnezahlverhältnissen kann somit entweder eine hohe Übersetzung oder eine ausgeglichene Drehmomentenaufteilung zwischen der ersten und der zweiten Planetenstufe realisiert werden. Aufgrund der Aufteilung des antriebs- seitigen Drehmoments können die erste und zweite Planetenstufe kompakter ausgebildet sein, da sie einem geringeren Drehmoment standhalten müssen, so dass die Abmaße der Getriebeeinheit reduziert werden. Die drei Planetenstufen weisen einen gemeinsamen Zahnradträger auf. Dieser ist um eine Drehachse der Getriebeeinheit drehbar gelagert ausgebildet. Somit kann eine Getriebeeinheit geschaffen werden, die sowohl die Aufteilung eines Eingangsdrehmomentes auf mehrere Planetenstufen bei gleichzeitig hoher Übersetzung und beschränktem Bauraum ermöglicht. Ein solcher Zahnradträger kann auch eine Welle sein, welche drehfest mit zumindest zwei Elementen.

Vorteilhaft ist es, wenn der Zahnradträger ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Planetenträger der jeweiligen Planetenstufe ausbildet oder umfasst. Somit kann mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Kopplung der drei Planetenstufen auf kleinstem Bauraum realisiert werden. Vorzugsweise weist der Zahnradträger zur Ausbildung zumindest eines der Hohlräder eine Innenverzahnung und/oder zur Ausbildung des Sonnenrades eine Außenverzahnung auf. Somit kann der Zahnradträger sehr kostengünstig hergestellt werden.

Eine im Wesentlichen gleichmäßige Aufteilung des antriebsseitigen Drehmoments auf die erste und zweite Planetenstufe bei gleichzeitig hoher Übersetzung kann sichergestellt werden, wenn die zweite Planetenstufe mittels des Zahnradträgers derart mit der ersten und dritten Planetenstufe gekoppelt ist, dass ein in die zweite Planetenstufe einleitbares Teildrehmoment auf die erste und dritte Planetenstufe aufteilbar ist. Ferner kann hierdurch eine Getriebeeinheit geschaffen werden, die ein sehr geringes Bauvolumen aufweist.

Vorteilhaft ist es, wenn der Zahnradträger das Sonnenrad der zweiten Planetenstufe, das Hohlrad der ersten Planetenstufe und das Hohlrad der dritten Planetenstufe drehfest miteinander koppelt. Somit wird das in die zweite Planetenstufe eingeleitete Teildrehmoment mit erhöhter Drehzahl auf das zentrale Sonnenrad der zweiten Planetenstufe übertragen, das dann wiederum aufgrund der drehfesten Kopplung mittels des Zahnradträgers, vorzugsweise zu gleichen Teilen, auf die beiden Hohlräder der jeweils ersten und dritten Planetenstufe aufgeteilt wird. Hierdurch kann die Getriebeeinheit sehr bauraumsparend ausgebildet werden. Des Weiteren werden die Herstellungskosten der wie Sonnenrad, Hohlrad und/oder Planetenträger der drei Planetenstufen verbunden ist. Unter einer Planetenstufe wird eine Vorrichtung verstanden, welche zumindest ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenträger umfasst, wobei an dem Planetenträger zumindest ein drehbares Planetenrad angeordnet ist, welches mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmt. Das Sonnenrad, das Hohlrad und der Planetenträger weisen, wenn sie drehbar gelagert sind, dieselbe Drehachse auf. Getriebeeinheit reduziert, da der konstruktive Aufwand im Vergleich zu bekannten Lösungen stark reduziert ist.

Die Herstellungskosten der Getriebeeinheit können insbesondere dann reduziert werden, wenn der Zahnradträger einteilig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Zahnradträger in diesem Fall ein Gussteil. Alternativ kann der Zahnradträger aber auch mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere zwei- oder dreiteilig, wodurch die Montage sowie Demontage der Planetenstufen erleichtert wird. Die Einzelteile des Zahnradträgers sind vorzugsweise Stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden. Um eine lösbare Kopplung der Einzelteile des Zahnradträgers sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn diese mittels Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, Bolzen und/oder Nuten, miteinander verbunden sind.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Zahnradträger nur zwei Lagerungen aufweist. Somit kann der axiale Bauraum der Getriebeeinheit reduziert werden. Ferner werden die Herstellungskosten der Getriebeeinheit verringert, da teuere Lagerungen eingespart werden. Vorzugsweise ist die erste der beiden Lagerungen im Bereich eines der ersten Planetenstufe zugeordneten Endes und die zweite Lagerung im Bereich eines der dritten Planetenstufe zugeordneten Endes des Zahnradträgers angeordnet. Somit entfallen teuere Lagerungen im Verbindungsbereich zwischen zweier Einzelteile des Zahnradträgers. Die Getriebeeinheit wird somit in Axialrichtung kompakter. Ferner kann sie günstiger hergestellt sowie robuster ausgebildet werden, da zusätzliche fehleranfällige und teuere Lagerungen eingespart werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Zahnradträger als Hohlwelle ausgebildet. Somit kann sich das als Vollwelle ausgebildete Sonnenrad der ersten Planetenstufe zumindest teilweise in die Hohlwelle erstrecken, wodurch das Bauvolumen der Getriebeeinheit reduziert wird. Vorzugsweise weist der Zahnradträger im Bereich seiner beiden Enden jeweils eine Innenverzahnung auf, wodurch das Hohlrad der ersten und dritten Planetenstufe ausgebildet ist. Hierdurch kann die Getriebeeinheit konstruktiv einfach umgesetzt werden. Ferner wird das Bauvolumen der Getriebeeinheit reduziert.

Vorteilhaft ist es, wenn das antriebsseitige Drehmoment auf den Planetenträger der ersten Planetenstufe und das Hohlrad der zweiten Planetenstufe aufteilbar ist. Somit kann die Getriebeeinheit sehr kompakt ausgebildet werden, da die erste und zweite Planetenstufe jeweils einem geringeren Drehmoment standhalten muss.

Um eine möglichst hohe Drehzahl bereitstellten zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Sonnenrad der ersten Planetenstufe mit dem Planetenträger der dritten Planetenstufe gekoppelt ist. Hierdurch kann die Drehzahl des, insbesondere als Abtriebswelle ausgebildeten Sonnenrades der dritten Planetenstufe stark erhöht werden, wodurch wiederum der Wirkungsgrad der dafür vorgesehenen Windkraftanlage erhöht werden kann.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die dritte Planetenstufe, insbesondere mittels ihres Sonnenrades, mit einer Stirnradstufe gekoppelt ist. Hierdurch kann eine zusätzliche Erhöhung der Nenndrehzahl erfolgen. Die Stirnradstufe kann derart ausgebildet sein, dass die Getriebeeinheit bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen in Windenergieanlagen einsetzbar ist. Hierbei wird der dafür vorgesehene Generator mit einer Nenndrehzahl von etwa 1550 1 /min betrieben. Alternativ kann die Stirnradsstufe aber auch als Mittelgeschwindigkeitsanwendung ausgebildet sein, bei der ein größerer Generator mit einer deutlich geringeren Generatordrehzahl von etwa 450 1 /min eingesetzt wird. Bei beiden Ausführungsformen kommen die Vorteile der kompakten Bauform, der Robustheit bei zugleich hohen Übersetzungsmöglichkeiten voll zum Tragen.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Halbdarstellung einer Getriebeeinheit mit drei Planetenstufen, die mittels eines gemeinsamen drehbar gelagerten Zahnradträgers gekoppelt sind.

Figur 1 zeigt eine Getriebeeinheit 1 , die drei Planetenstufen 2, 3, 4 umfasst. Die erste Planetenstufe 2 ist antriebsseitig und die dritte Planetenstufen 4 abtriebsseitig in der Getriebeeinheit 1 angeordnet. Die zweite Planetenstufe 3 ist in einem Bereich zwischen diesen beiden Planetenstufen 2, 4 ausgebildet. Die Planetenstufen 2, 3, 4 weisen jeweils ein zentrales Sonnenrad 5, 6, 7, ein dieses umgebendes in Radialrichtung be- abstandetes Hohlrad 8, 9, 10 sowie im Bereich zwischen diesen beiden drehbar gelagerte Planetenräder 1 1 , 12, 13 auf. Die Planetenräder 1 1 , 12, 13 sind in jeder der Planetenstufen 2, 3, 4 in jeweils einem Planetenträger 14, 15, 1 6 in Radialrichtung gehalten und/oder in Umfangsrichtung der Getriebeeinheit 1 geführt. Die erste, zweite und dritte Planetenstufe 2, 3, 4 sind derart miteinander gekoppelt, dass ein antriebsseitiges Drehmoment auf die erste und zweite Planetenstufe 2, 3 aufteilbar und in der dritten Planetenstufe 4 zusammenführbar ist. Hierfür weist die Getriebeeinheit 1 antriebsseitig eine Antriebswelle 17 auf. Diese ist mit dem ersten Planetenträger 14 der ersten Planetenstufe 2 und dem zweiten Hohlrad 9 der zweiten Planetenstufe 3 drehfest gekoppelt. Das antriebsseitige Drehmoment wird somit auf den ersten Planetenträger 14 und auf das zweite Hohlrad 9 derart aufgeteilt, dass an diesen beiden jeweils ein im Vergleich zum antriebsseitigen Drehmoment reduziertes Teildrehmoment anliegt. Infolgedessen kann die erste und zweite Planetenstufe 2, 3 kompakter ausgebildet werden, da beide einem geringeren Drehmoment standhalten müssen.

Der zweite Planetenträger 12 der zweiten Planetenstufe 3 ist feststehend ausgebildet. Hierfür ist dieser mit einem hier nicht dargestellten Gehäuse der Getriebeeinheit 1 verbunden oder mit diesem einteilig ausgebildet. Das zweite Sonnenrad 6 der zweiten Planetenstufe 3 weist eine erste Kopplung 18 mit der ersten Planetenstufe 2 und eine zweite Kopplung 19 mit der dritten Planetenstufen 4 auf. Das in die zweite Planetenstufe 3 einleitbare Teildrehmoment wird hierdurch zusätzlich auf die erste und dritte Planetenstufe 2, 4 aufgeteilt. Die erste und zweite Kopplung 18, 19 ist vorliegend in Form eines Zahnradträgers 20 umgesetzt. Der Zahnradträger 20 umfasst jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenträger und/oder ein Hohlrad der drei Planetenstufen 2, 3, 4. Im vor- liegenden Ausführungsbeispiel bildet der Zahnradträger 20 das zweite Sonnenrad 6 der zweiten Planetenstufe 3, das erste Hohlrad 8 der ersten Planetenstufe 2 und das dritte Hohlrad 10 der dritten Planetenstufe 4 aus. Hierdurch ist das erste Hohlrad 8, das zweite Sonnenrad 6 und das dritte Hohlrad 10 als drehfest miteinander gekoppelte Einheit ausgebildet. Der Zahnradträger 20 ist drehbar gelagert, so dass sich das erste Hohlrad 8, das zweite Sonnenrad 6 und das dritte Hohlrad 10 gemeinsam um eine Längsachse der Getriebeeinheit 1 zu drehen vermögen.

Der Zahnradträger 20 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei einer einteiligen Ausführung des Zahnradträges 20 ist dieser vorzugsweise ein Gussteil. Weist der Zahnradträger 20 alternativ mehrere Teile auf, so bildet vorzugsweise das erste Hohlrad 8 und die erste Kopplung 18 einen ersten Teil des Zahnradträgers 20 und das dritte Hohlrad 10 mit der zweiten Kopplung 19 einen zweiten Teil des Zahnradträ- gers 20. Das zweite Sonnenrad 6 kann als drittes Teil des Zahnradträgers 20 ausgebildet sein oder alternativ von einem der beiden zuvor genannten Teile mitumfasst sein. Es ist aber auch jegliche andere Gruppierung vorstellbar, die insbesondere dafür geeignet ist, die Montage bzw. Demontage der Getriebeeinheit 1 zu erleichtern.

Gemäß Figur 1 ist der Zahnradträger 20 als Hohlwelle 21 ausgebildet. Im Bereich seines der ersten Planetenstufe 2 zugeordneten ersten Endes 22 und im Bereich seines der dritten Planetenstufe 4 zugeordneten zweiten Endes 23 weist der Zahnradträger 20 jeweils eine Innenverzahnung auf, mittels derer das erste Hohlrad 8 bzw. das dritte Hohlrad 10 ausgebildet ist. Im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Ende 22, 23 weist der Zahnradträger 20 eine Außenverzahnung auf, mittels derer das zweite Sonnenrad 6 der zweiten Planetenstufe 3 ausgebildet ist. Der Zahnradträger 20 weist vorzugsweise nur zwei Lagerungen auf. Die beiden in Figur 1 nicht dargestellten Lagerungen sind jeweils im Bereich eines der beiden Enden 22, 23 des Zahnradträgers 20 angeordnet. Hierdurch können insbesondere im Bereich der dritten Planetenstufe 4 teuere und fehleranfällige Lagerungen des zweiten Sonnenrades 6 eingespart werden. Infolgedessen wird die Getriebeeinheit 1 günstiger in der Herstellung und weist überdies hinaus eine geringere Fehleranfälligkeit auf.

Das erste Sonnenrad 5 der ersten Planetenstufe 2 ist mit dem dritten Planetenträger 1 6 der dritten Planetenstufe 4 drehfest gekoppelt. Hierfür ist das erste Sonnenrad 5 als Vollwelle 24 ausgebildet die sich durch den als Hohlwelle 21 ausgebildeten Zahnradträger 20 hindurch erstreckt. Hierdurch kann eine besonders bauraumsparende und konstruktiv einfache Umsetzung der Getriebeeinheit 1 realisiert werden. Das dritte Sonnenrad 7 der dritten Planetenstufe 4 ist abtriebsseitig mit einer Abtriebswelle 25 gekoppelt oder alternativ als solche ausgebildet.

Mit der in Figur 1 dargestellten Getriebeeinheit 1 ist es möglich den Leistungsund Übersetzungsanforderungen moderner Windkraftanlagen gerecht zu werden. Demnach ist mittels des vorliegenden Kopplungskonzeptes eine im Wesentlichen ausgeglichene Aufteilung des antriebsseitigen Drehmomentes auf die erste und zweite Planetenstufe 2, 3 möglich.

Beim Betrieb der Getriebeeinheit wird das antriebsseitige Drehmoment über die Antriebswelle 17 in die Getriebeeinheit 1 eingeleitet und aufgrund der drehfesten Kopplung der Antriebswelle 17 mit dem ersten Planetenträger 14 und dem zweiten Hohlrad 9 auf die erste und zweite Planetenstufe 2, 3 aufgeteilt. Das hierdurch in Rotation versetzte zweite Hohlrad 9 der zweiten Planetenstufe 3 treibt das in Umfangsrichtung der Getriebeeinheit 1 feststehende zweite Planetenrad 12 an. Diese kämmt wiederum mit dem zweiten Sonnenrad 6 ein, so dass dieses in eine zur Antriebswelle 17 entgegengesetzte Rotation versetzt wird. Aufgrund der ersten und zweiten Kopplung 18, 19 drehen sich das erste Hohlrad 8 der ersten Planetenstufe 2, das zweite Sonnenrad 6 der zweiten Planetenstufe 3 und das dritte Hohlrad 10 der dritten Planetenstufe 4 drehfest miteinander gekoppelt in eine zur Antriebswelle 17 entgegengesetzte Rotationsrichtung. Ein Teil des in die zweite Planetenstufe 3 eingeleiteten Teildrehmoments wird somit mittels der ersten Kopplung 18 bzw. des gemeinsamen Zahnradträgers 20 in die erste Planetenstufe 2 zurückgeführt. Da der erste Planetenträger 14 und das erste Hohlrad 8 in entgegengesetzte Richtungen drehen, wird die Drehzahl des ersten Planetenrades 1 1 bzw. des damit einkämmenden ersten Sonnenrades 5 erhöht. Das erste Sonnenrad 5 dreht sich somit mit erhöhter Drehzahl in die gleich Drehrichtung wie die Antriebswelle 17.

Der Zahnradträger 20 und das erste Sonnenrad 5 drehen sich somit zueinander in entgegengesetzte Richtungen. Die Vollwelle 24 leitet aufgrund der Kopplung mit dem dritten Planetenträger 1 6 eine der Drehrichtung der Antriebswelle 17 entsprechende Drehbewegung mit erhöhter Drehzahl und reduziertem Drehmoment in die dritte Plane- tenstufe 4 ein. Zusätzlich leitet die zweite Planetenstufe 3 mittels der zweiten Kopplung 19 eine zur Antriebswelle 17 entgegengesetzte Drehbewegung mit erhöhter Drehzahl und reduzierten Drehmoment in die dritte Planetenstufe 4 im Bereich des dritten Hohlrades 10 ein. Aufgrund der zueinander entgegengesetzten Rotation des dritten Planetenträgers 16 und des dritten Hohlrades 10 wird die Drehzahl des dritten Planetenrades 13 bzw. des damit einkämmenden dritten Sonnenrades 7 zusätzlich erhöht. Das somit gewandelte Drehmoment wird über die Abriebswelle 25 aus der Getriebeeinheit 1 abgeführt. Die dritte Planetenstufe 4 wirkt somit als Differenzialgetriebestufe, die wieder die beiden auf die erste und zweite Planetenstufe 2, 3 aufgeteilten Teildrehmomente zusammenführt. Die Getriebeeinheit 1 ermöglicht somit die Aufteilung des sehr hohen an- triebsseitigen Drehmomentes auf mehrere Planetenstufen bei gleichzeitig hoher Übersetzung auf kleinstem Bauraum.

Zusätzlich kann die Getriebeeinheit 1 eine hier nicht dargestellte Stirnradstufe aufweisen, die mit der Abtriebswelle 25 gekoppelt ist. Somit kann die Getriebeeinheit 1 in sogenannten Hochgeschwindigkeitsanwendungen in Windenergieanlagen eingesetzt werden. Hierbei wird ein angeschlossener Generator mit einer Nenndrehzahl von etwa 1550 1/min betrieben. Alternativ kann die Getriebeeinheit 1 auch in Mittelgeschwindigkeitsanwendungen Verwendung finden, bei denen ein größerer Generator mit einer deutlich geringeren Generatordrehzahl von etwa 450 1 /min verwendet wird. Bei beiden Varianten kommen die genannten Vorteile voll zum Tragen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind. Bezuqszeichen

Getriebeeinheit

erste Planetenstufe

zweite Planetenstufe

dritte Planetenstufe

erstes Sonnenrad

zweites Sonnenrad

drittes Sonnenrad

erstes Hohlrad

zweites Hohlrad

drittes Hohlrad

erstes Planetenrad

zweites Planetenrad

drittes Planetenrad

erster Planetenträger

zweiter Planetenträger

dritter Planetenträger

Antriebswelle

erste Kopplung

zweite Kopplung

Zahnradträger

Hohlwelle

erstes Ende

zweites Ende

Vollwelle

Abtriebswelle