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Title:
HIGHLY LOADABLE ROTATIONALLY LOCKED CONNECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/121009
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an arrangement having a rotatable first component (101), a rotatable second component (103), at least one carrier material and particles; wherein the particles adhere in the carrier material; wherein at least one gap (105) extends between the first component (101) and the second component (103); wherein the carrier material with the particles is situated in the gap (105); and wherein the first component (101) and the second component (103) are clamped against the carrier material with the particles. The arrangement has at least one seal (107, 201) which seals the gap (105).

Inventors:
LEIMANN, Dirk (Opstal 3 bus 3, 2650 EDEGEM, 2650, BE)
Application Number:
EP2018/083620
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 05, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Löwentaler Straße 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
ZF WIND POWER ANTWERPEN N.V. (Gerard Mercatorstraat 40, 3920 Lommel, 3920, BE)
International Classes:
F16D1/033; F16D1/076
Foreign References:
DE102008036796A12010-02-18
DE102011002913A12012-07-26
DE3237096A11984-04-12
EP2075466B12012-02-08
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Claims:
Patentansprüche

1. Anordnung mit einer drehbaren ersten Komponente (101 ), einer drehbaren zweiten Komponente (103), mindestens einem Trägermaterial und Partikeln; wobei die Partikel in dem Trägermaterial haften; wobei

zwischen der ersten Komponente (101 ) und der zweiten Komponente (103) mindestens ein Spalt (105) verläuft; wobei

sich das Trägermaterial mit den Partikeln in dem Spalt (105) befindet; und wobei die erste Komponente (101 ) und die zweite Komponente (103) gegen das Trägermaterial mit den Partikeln verspannt sind; gekennzeichnet durch

mindestens eine Dichtung (107, 201 ), die den Spalt (105) abdichtet.

2. Anordnung nach Anspruch 1 ; gekennzeichnet durch

ein Getriebegehäuse; wobei

die erste Komponente (101 ), die zweite Komponente (103) und das Trägermaterial mit den Partikeln innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sind.

Description:
Hochbelastbare drehfeste Verbindung

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

Die Druckschrift EP 2 075466 B1 offenbart ein reibungserhöhendes Mittel mit einer Beschichtung, die ein Pulver mit Körnern aus Diamant enthält. Das Mittel dient dazu, eine niedertourige Hauptwelle einer Windturbine drehfest mit einer Eingangswelle eines Getriebes zu verbinden. Durch das reibungserhöhende Mittel erhöht sich der Reibungskoeffizient zwischen der Hauptwelle und der Eingangswelle. Auf diese Weise lassen sich ohne Änderung der Abmaße der Bauteile höhere Drehmomente übertragen.

Als Trägermaterial eignet sich Kunststoff. Dieser altert allerdings und ist nicht hinreichend beständig gegen Bestandteile des verwendeten Getriebeöls. Daher besteht die Gefahr, dass Diamantpartikel sich lösen und in das Getriebe gelangen. Dieses Problem besteht auch, wenn das reibungserhöhende Mittel dynamischen Belastungen unterworfen ist oder auf Biegung beansprucht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Beschädigungen des Getriebes infolge sich lösender Partikel zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Anordnung umfasst eine erste drehbare Komponente und eine zweite drehbare Komponente. Bei der ersten Komponente kann es sich um eine erste Welle, insbesondere die Hauptwelle einer Windturbine, oder einen ersten Kupplungsflansch handeln. Entsprechend kann es sich bei der zweiten Komponente um eine zweite Welle, insbesondere eine Eingangswelle eines Getriebes der Windkraftanlage, eine Nabe oder einen zweiten Kupplungsflansch handeln.

Die Anordnung umfasst darüber hinaus mindestens ein Trägermaterial und Partikel. Die Partikel haften in dem Trägermaterial, d.h. zwischen dem Trägermaterial und den einzelnen Partikel bestehen formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungen. Insbesondere können die Partikel in das Trägermaterial eingelassen sein. Dies bedeutet, dass jeder Partikel mindestens teilweise von dem Trägermaterial umschlossen ist.

Die Partikel zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus einem Material bestehen, das härter ist als das Material der ersten Komponente und der zweiten Komponente. Insbesondere können die Partikel aus Sintermaterial oder Diamant bestehen.

Zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente verläuft mindestens ein Spalt, in dem sich das Trägermaterial mit den Partikeln befindet.

Für die Anordnung des Trägermaterials mit den Partikeln in dem Spalt gibt es verschiedene Alternativen. So ist es möglich, als Trägermaterial Klebstoff zu verwenden. Die Partikel können dann direkt auf der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente verklebt werden. Auch ist es möglich, eine Einlage zu verwenden, etwa eine Beilagscheibe, auf welche die Partikel aufgeklebt werden. Die Einlage besteht bevorzugt aus Metall.

Auch ist es möglich, Kunststoff als Trägermaterial zu verwenden. Der Kunststoff dient zugleich als Einlage, die zusammen mit den Partikeln in den Spalt eingesetzt werden kann.

Die erste Komponente und die zweite Komponente sind gegen das Trägermaterial mit den Partikeln verspannt. Dies dient dazu, eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente herzustellen. Das Trägermaterial mit den Partikeln erfüllt dabei den Zweck des in der Druckschrift EP 2 075 466 B1 beschriebenen reibungserhöhenden Mittels.

Zur Verspannung der ersten Komponente und der zweiten Komponente gegen das Trägermaterial mit den Partikeln eignet sich etwa ein Schraubflansch. Dabei bildet die erste Komponente eine erste Hälfte des Schraubflansches und die zweite Komponente eine zweite Hälfte des Schraubflansches. Zwischen die beiden Hälften wird das Trägermaterial mit den Partikeln eingebracht. Eine drehfeste Verbindung kommt durch Verschrauben der beiden Hälften zustande. Auch ist es möglich, die erste Komponente und die zweite Komponente zu verbinden, indem eine Presspassung in dem Spalt erzeugt wird, etwa durch Eindehnen und/oder Aufschrumpfen.

Um zu verhindern, dass die Partikel aus dem Spalt austreten, ist erfindungsgemäß mindestens eine Dichtung vorgesehen, die den Spalt abdichtet. Die Dichtung verläuft zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente und überbrückt dabei den Spalt. Dort, wo die Dichtung verläuft, können keine Partikel mehr aus dem Spalt austreten. Durch die mindestens eine Dichtung wird der Spalt zu einem geschlossenen Hohlraum.

Als Dichtung eignen sich etwa O-Ringe oder Quadringe. Um die Dichtung an geeigneter Stelle zu positionieren, können der Anordnung geeignete Fixiermittel hinzugefügt werden. So kann die Dichtung etwa durch eine verschraubte Platte fixiert werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Anordnung auch ein Getriebegehäuse. Die erste Komponente und die zweite Komponente befinden sich innerhalb des Getriebegehäuses. Dies impliziert, dass sich auch der Spalt und damit das Trägermaterial mit den Partikeln innerhalb des Getriebegehäuses befinden. Die Dichtung verhindert, dass die Partikel aus dem Spalt heraus in das Getriebegehäuse gelangen und dort Schäden an Lagern oder Verzahnungen verursachen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1 : eine erste Flanschverbindung; und

Fig. 2: eine zweite Flanschverbindung.

In den Figuren 1 und 2 sind ein erster Flansch 101 und ein zweiter Flansch 103 abgebildet. Zwischen dem ersten Flansch 101 und dem zweiten Flansch 103 verläuft ein Spalt 105. Entlang des Spalts 105 sind der erste Flansch 101 und der zweite Flansch 103 relativ zueinander verdrehbar.

Um den ersten Flansch 101 und den zweiten Flansch 103 drehfest miteinander zu verbinden, ist eine Scheibe 107 in den Spalt 105 eingelegt. Die Scheibe 107 ist mit Diamantstaub beschichtet. Weiterhin sind der erste Flansch 101 und der zweite Flansch 103, etwa mittels Schrauben, gegen den Ring 107 verspannt. Dadurch drückt sich der Diamantstaub in den ersten Flansch 101 , in den zweiten Flansch 103 und in den Ring 107 ein. Zwischen den Partikeln des Diamantstaubs, dem ersten Flansch 101 , dem zweiten Flansch 103 und dem Ring 107 kommt somit eine formschlüssige Verbindung zustande. Diese ist stärker belastbar als kraftschlüssige Verbindungen herkömmlicher Flansche.

Um zu verhindern, dass der Diamantstaub aus dem Spalt 105 austritt und umgebende Lager oder Verzahnungen beschädigt, weist die in Fig. 1 dargestellte Anordnung einen O-Ring 109 auf. Der O-Ring 109 ist so angeordnet, dass er den Spalt 105 abdichtet.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung weist anstelle des O-Rings 109 eine Hülse 201 auf. Die Hülse 201 ist so auf den ersten Flansch 101 und den zweiten Flansch 103 aufgeschoben, dass sie den Spalt 105 abdeckt. Sie wird mittels eines Sprengrings 203 in Position gehalten. Zum Auffangen der gelösten Partikel bildet die Hülse 201 eine Kammer 203 aus.

Bezuqszeichen erster Flansch

zweiter Flansch

Spalt

Ring

Hülse

Kammer