Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Windkraftanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Zur Schmierstoffversorgung des Getriebes einer Windkraftanlage dient in der Regel eine elektrische Pumpe. Diese kann aber die Schmierstoffversorgung des Getriebes nur solange aufrechterhalten, wie elektrische Energie zur Verfügung steht. Um einen Ausfall der elektrischen Schmierstoffpumpe zu kompensieren, wird die elektrische Schmierstoffpumpe häufig mit einer mechanischen Schmierstoffpumpe kombiniert. Die mechanische Schmierstoffpumpe bleibt bei einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung funktionsfähig. Das Getriebe kann so mit Schmierstoff versorgt werden, bis die Windkraftanlage zum Stillstand gekommen ist. Darüber hinaus ist es möglich, unter bestimmten Betriebsbedingungen (Leerlauf, Pendelbetrieb) die elektrische Pumpe auszuschalten, während die Schmierstoffversorgung durch die mechanische Pumpe sichergestellt wird. Dies spart elektrische Energie.

Obwohl mechanische Schmierstoffpumpen sich zur Notschmierstoffversorgung bewährt haben, weisen sie einige Nachteile auf. So erhöhen sich durch die

zusätzliche Schmierstoffpumpe die Kosten des Getriebes. Weiterhin ist ein

Mechanismus erforderlich, um die mechanische Pumpe im Normalbetrieb, d.h. wenn die elektrische Pumpe fehlerfrei arbeitet, abzukoppeln und bei einem Ausfall der elektrischen Schmierstoffpumpe zuzuschalten. Im Pendelbetrieb ist eine Anpassung der mechanischen Pumpe mittels eines aufwändigen Schaltmechanismus an die wechselnde Drehrichtung erforderlich. Nicht zuletzt hat eine mechanische

Schmierstoffpumpe einen nicht unerheblichen Bedarf an Bauraum.

Aus dem Stand der Technik bekannt sind Lösungen, bei denen Öl zur Versorgung von Schmierstellen innerhalb des Getriebes nach dem Prinzip chinesischer Pumpen gefördert wird. Drehende Komponenten innerhalb des Getriebes sind dabei mit Taschen versehen, die jeweils eine Öffnung aufweisen. Wenn die Taschen in einen Ölvorrat eintauchen, füllen sie sich mit Öl. Infolge einer Drehung der drehbaren Komponenten erfahren die Taschen eine Lageränderung, die dazu führt, dass das Öl auf umgekehrtem Wege wieder aus den Taschen hinausfließt. Dieses Öl wird aufgefangen und den mit Öl zu versorgenden Schmierstellen zugeleitet.

Aus der Druckschrift DE 10 201 1 088 644 A1 ist ein ähnliches Prinzip bekannt, bei dem eine sich drehende Getriebekomponente mit Taschenabschnitten versehen ist. In diesen Taschenabschnitten sammelt sich Öl. Die Taschenabschnitte weisen Auslassöffnungen auf, durch die das in den Taschenabschnitten befindliche Öl aufgrund der infolge der Drehung wirkenden Zentrifugalkräfte hinausgedrückt und in dem Getriebe verteilt wird.

Beide Lösungen - die Abgabe des Öls durch einfache Lageänderung der

Taschenabschnitte und die Verteilung des Öls mittels Zentrifugalkraft - ermöglichen keine zielgerichtete Förderung des Öls. So vollzieht sich die Lageänderung der Taschenabschnitte kontinuierlich. Ebenso kontinuierlich fließt daher das Öl durch die Auslassöffnungen. Die Zentrifugalkräfte wirken gar unabhängig vom Drehwinkel. Dies hat zur Folge, dass das Öl entlang des Umfangs der drehenden Komponente gleichmäßig verteilt wird. Es ist mit beiden Lösungen nicht möglich, das Öl gezielt derart freizugeben, dass es ohne Leckverluste in ein Leitungssystem gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile eine

Notschmiervorrichtung für ein Getriebe, insbesondere das Getriebe einer

Windkraftanlage, bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Ein solches Getriebe weist mindestens einen Planetenradsatz, mindestens eine Dichtfläche und mindestens eine Kavität auf. Der Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, mehrere Planetenräder und ein Hohlrad. Die Planetenräder sind drehbar in einem Planetenträger gelagert. Der Planetenradsatz kann als Minus- Planetenradsatz oder als Plus-Planetenradsatz ausgeführt sein. Bei einem Minus- Planetenradsatz kämmen sämtliche Planetenräder sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad. Bei einem Plus-Planetenradsatz kämmt jedes der Planetenräder entweder mit dem Sonnenrad oder mit dem Hohlrad. Dabei ist mindestens eines der Planetenräder ausgebildet, mit dem Sonnenrad zu kämmen, und mindestens eines der Planetenräder ist ausgebildet, mit dem Hohlrad zu kämmen.

Der Planetenträger oder das Hohlrad sind drehbar ausgeführt. Das bedeutet, dass der Planetenträger oder das Hohlrad gegenüber jeder ortsfesten Komponente des Getriebes drehbar ist. Eine ortsfeste Komponente ist eine unbewegliche

Komponente. Jede ortsfeste bzw. unbewegliche Komponente ist relativ zu jeder anderen ortsfesten bzw. unbeweglichen Komponente des Getriebes ortsfest bzw. unbeweglich. Insbesondere ist das Getriebegehäuse bevorzugt ortsfest angeordnet.

Erfindungsgemäß ist weiterhin die Dichtfläche ortsfest.

Die Kavität bezeichnet einen Hohlraum, d.h. ein in einer Struktur aus einem festen Material eingeschlossenes Volumen. Erfindungsgemäß ist die Kavität relativ zu dem drehbaren Planetenträger oder dem drehbaren Hohlrad drehfest angeordnet. Dies bedeutet, dass die Kavität und der drehbare Planetenträger oder die Kavität und das drehbare Hohlrad relativ zueinander unbeweglich sind, sich aber um eine

gemeinsame Drehachse drehen können.

Die Kavität weist mindestens eine Öffnung auf. Diese Öffnung verbindet das von der Struktur eingeschlossene Volumen, welches die Kavität darstellt, mit einem umgebenden Volumen bzw. mit der Umgebung.

Das Getriebe ist ausgebildet, einen Ölvorrat, auch Ölsumpf genannt, zu halten. Hierzu kann beispielsweise ein Teil des Getriebes, etwa das Getriebegehäuse, als eine Ölwanne, d. h. eine Wanne, in der sich der Ölvorrat aufstaut, ausgebildet sein.

Der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad kann mindestens eine erste Position, mindestens eine zweite Position und mindestens eine dritte Position einnehmen. Die erste Position, die zweite Position und die dritte Position sind jeweils gekennzeichnet durch einen bestimmten Drehwinkel des drehbaren Planetenträgers oder des drehbaren Hohlrads. Der Drehwinkel, den der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der ersten Position einninnnnt, unterscheidet sich von dem Drehwinkel, den der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der zweiten Position und in der dritten Position einnimmt. Entsprechend unterscheidet sich der Drehwinkel, den der drehbaren Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der zweiten Position einnimmt von dem Drehwinkel, den der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der dritten Position einnimmt. Durch Drehung kann der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad von der ersten Position in die zweite Position und von der zweiten Position in die dritte Position überführt werden. Da der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad vollständig, d.h. um 360°, gedreht werden kann, ist es weiterhin möglich, den drehbaren Planetenträger oder das drehbare Hohlrad von der dritten Position durch Drehung zurück in die erste Position zu überführen.

Bei der ersten Position handelt es um eine solche Position, bei der die Öffnung der Kavität vollständig freigegeben ist oder nur teilweise durch die Dichtfläche

verschlossen ist. Ebenso handelt es sich bei der dritten Position des drehbaren Planetenträgers oder des drehbaren Hohlrads um eine solche Position handeln, bei der die Öffnung der Kavität vollständig freigegeben oder nur teilweise verschlossen oder ist. In der zweiten Position des drehbaren Planetenträgers oder des drehbaren Hohlrads hingegen ist die Öffnung der Kavität durch die Dichtfläche vollständig verschlossen.

Bei dem in der Struktur eingeschlossenen Volumen, das die Kavität bildet, handelt es sich um ein Luft- und/oder Ölvolumen. Das Volumen kann vollständig aus Luft, vollständig aus Öl oder zu einem ersten Teil aus Luft und zu einem zweiten Teil aus Öl bestehen. Wenn sich der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der ersten Position befindet und ein ausreichender Ölvorrat vorhanden ist, d.h. wenn das Getriebe mit einer geeigneten Menge Öl befüllt ist, gelangt Öl aus dem Ölvorrat durch die Öffnung in die Kavität. Das Volumen, das zuvor aus Luft bestand, besteht danach mindestens teilweise aus Öl. Da die Kavität relativ zu dem drehbaren Planetenträger oder dem drehbaren Hohlrad drehfest angeordnet ist, nimmt auch die Kavität eine erste Position ein, wenn sich der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der ersten Position befindet.

Nimmt der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad nach dem Passieren der zweiten Position schließlich die dritte Position ein, fließt das Öl, das in der ersten Position in die Kavität gelangt ist, durch die Öffnung aus der Kavität hinaus.

Vorzugsweise geschieht dies mittels Schwerkraft und/oder einer Zentrifugalkraft, die infolge der Drehung des drehbaren Planetenträgers oder des drehbaren Hohlrads auf das Öl wirkt, das mindestens teilweise das in der Struktur eingeschlossene Volumen bildet.

Damit das Öl durch Schwerkraft aus der Kavität hinausfließt, kann mindestens ein Teil der Öffnung relativ zu der Kavität in radialer Richtung nach innen angeordnet sein. Die Anordnung der Öffnung mindestens teilweise relativ zu der Kavität in radialer Richtung nach außen bewirkt, dass das Öl durch die Zentrifugalkraft aus der Kavität hinausfließt.

Wenn sich der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der dritten Position befindet, befindet sich auch die Kavität in einer dritten Position.

Erfindungsgemäß wird die Öffnung von der Dichtfläche verschlossen, wenn sich der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der zweiten Position befindet. Bevorzugt wird insbesondere, dass die Öffnung öldicht verschlossen wird, so dass das in der ersten Position des drehbaren Planetenträgers oder des drehbaren

Hohlrads durch die Öffnung in die Kavität gelangte Öl, das infolgedessen mindestens einen Teil des in der Struktur eingeschlossenen Volumens bildet, nicht aus der Kavität hinausfließen kann. Erst, wenn sich der drehbare Planetenträger oder das drehbaren Hohlrad in der dritten Position befindet, wird die in der zweiten Position von der Dichtfläche verschlossene Öffnung freigegeben, so dass das Öl gezielt aus der Kavität hinausfließen kann. Vorzugsweise gibt es nicht nur eine einzige zweite Position des drehbaren Planetenträgers oder des drehbaren Hohlrads, in der die Öffnung von der Dichtfläche verschlossen wird. Stattdessen wird die Öffnung bevorzugt von der Dichtfläche mindestens teilweise in jeder Position verschlossen, die der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad einnimmt, wenn er bzw. es durch Drehung von der ersten Position in die dritte Position überführt wird. Wenn sich also der drehbare

Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der ersten Position befindet und sich weiter in Richtung der dritten Position dreht, schiebt sich die Dichtfläche vor die Öffnung der Kavität, so dass die Öffnung zunächst teilweise verschlossen wird.

Schließlich wird die Öffnung vollständig verschlossen. Die Dichtfläche ist

vorzugsweise so angeordnet, dass die Öffnung der Kavität während der Drehung des drehbaren Planetenträgers oder des drehbaren Hohlrads im weiteren Verlauf der Drehung an der Dichtfläche entlanggleitet und währenddessen vollständig

verschlossen bleibt.

Bevor der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad die dritte Position erreicht hat, gibt die Dichtfläche die Öffnung der Kavität sukzessive frei. Die Öffnung der Kavität ist also zunächst nur noch teilweise von der Dichtfläche verschlossen, bevor sie schließlich vollständig freigegeben wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Getriebe mindestens eine Ölleitung und mindestens eine Schmierstelle, d.h. eine zu schmierende Komponente, die mit Öl versorgt werden muss, auf. Die Ölleitung ist dabei ausgebildet, das Öl, das durch die Öffnung aus der Kavität hinausfließt, wenn sich der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der dritten Position befindet, zu der Schmierstelle zu leiten.

Insbesondere kann das Getriebe eine zweite Kavität zum Sammeln von Öl aufweisen. Die zweite Kavität weist eine mindestens teilweise horizontal, d.h. nicht vollständig vertikal, verlaufende Öffnung auf, durch die das Öl in die zweite Kavität fließen kann, wenn sich der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad in der dritten Position befindet. Die zweite Kavität ist also als ein Sammelbecken für das Öl ausgestaltet. Bevorzugt zweigt die Ölleitung von der zweiten Kavität ab, so dass das Öl von der zweiten Kavität in die Ölleitung gelangt und von der Ölleitung zu der Schmierstelle geleitet wird.

Damit der so ausgebildete Schmiermechanismus sich als Notschmiervorrichtung eignet, ist er bevorzugt aktivierbar und deaktivierbar. Im Regelbetrieb, d.h. wenn die elektrische Schmierstoffpumpe ordnungsgemäß funktioniert, sollte die Ölleitung geschlossen sein. Kommt es hingegen zu einer Fehlfunktion der elektrischen Schmierstoffpumpe, muss eine Versorgung der Schmierstelle über die Ölleitung sichergestellt werden. In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Ölleitung daher ein schaltbares Ventil auf, das in geschlossenem Zustand verhindert, dass die Leitung Öl leitet, das also im geschlossenen Zustand die Ölleitung verschließt. Im geöffneten Zustand gibt das schaltbare Ventil die Ölleitung frei, ermöglicht also, dass die Ölleitung Öl leitet.

Im Regelbetrieb wird das schaltbare Ventil geschlossen. Geöffnet wird das schaltbare Ventil im Notbetriebe, d.h. bei einer Fehlfunktion der elektrischen

Ölpumpe.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung des Getriebes ist ein erstes Zusatzelement an dem drehbaren Planetenträger oder dem drehbaren Hohlrad fixiert, das die Kavität aufweist. Die Fixierung des ersten Zusatzelements erfolgt drehfest relativ zu dem drehbaren Planetenträger oder dem drehbaren Hohlrad, sodass das erste Zusatzelement und der drehbaren Planetenträger oder das drehbaren Hohlrad sich um eine gemeinsame Drehachse drehen können.

Alternativ kann der drehbare Planetenträger oder das drehbare Hohlrad selbst die Kavität aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Getriebe neben dem Getriebegehäuse mindestens ein zweites Zusatzelement, welches die Dichtfläche aufweist und drehfest an dem Getriebegehäuse fixiert ist.

Alternativ kann das Getriebegehäuse selbst die Dichtfläche aufweisen. Das erste Zusatzelement und/oder das zweite Zusatzelement bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff. Dies ermöglicht eine bessere Abdichtung der Kavität, wenn deren Öffnung von der Dichtfläche verschlossen wird. Insbesondere können das erste Zusatzelement und/oder das zweite Zusatzelement als

Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Dabei kennzeichnen übereinstimmende Bezugsziffern gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt

Fig. 1 eine erste Variante eines Zusatzelements zur Befestigung an einem

Planetenträger;

Fig. 2 eine Kavität des Zusatzelements;

Fig. 3 eine zweite Variante eines Zusatzelements zur Befestigung an einem

Planetenträger;

Fig. 4 ein Getriebegehäuse mit einer Dichtfläche; und

Fig. 5 eine Vertiefung zum Auffangen von Öl.

In Fig. 1 dargestellt ist erstes Zusatzelement in Gestalt eines Ölförderrings 102. Der Ölförderring 102 kann mit einem Planetenträger verschraubt werden. Dazu weist der Ölförderring 102 Bohrungen 104 auf.

Der Ölförderring 102 bildet eine Reihe von Kavitäten 106 aus. Durch die Anzahl der Kavitäten 106, ist es möglich, die Menge des pro Umdrehung des Planetenträgers geförderten Öls anzupassen.

Eine solche Kavität 106 ist in Fig. 2 im Detail dargestellt. Die Kavität 106 ist in axialer Richtung zu der Bildebene von Fig. 1 und Fig. 2 hin und in radialer Richtung nach außen hin geöffnet.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ölförderring 102 ist für einen aus der Perspektive der Fig. 1 und 2 linksdrehenden, d.h. gegen den Uhrzeigersinn drehenden, Planetenträger vorgesehen. Eine Öffnung 108 der Kavität 106 ist so ausgestaltet, dass infolge der Drehung des Ölförderrings 102 Öl in die Kavität 106 einströmt, wenn sich die Kavität 106 durch einen Ölvorrat bewegt.

Die in Fig. 3 dargestellte Variante des Ölförderrings 102 wird so mit dem

Planetenträger verschraubt, dass der Planetenträger die axial ausgerichtete

Öffnung 108 der Kavität 106 verschließt. Der - in Fig. 3 nicht dargestellte - Planetenträger würde sich also aus der Perspektive von Fig. 3 betrachtet vor dem Ölförderring 102 befinden.

Gemäß Fig. 3 weisen die Kavitäten 106 zusätzliche Öffnungen 302 auf. Diese sind in radialer Richtung nach innen gerichtet.

Die einzelnen Kavitäten 106 sind unterschiedlich ausgestattet, damit eine

zuverlässige Förderung von Öl bei wechselnden, insbesondere im Pendelbetrieb unterschiedlich gerichteten, Drehgeschwindigkeiten des Ölförderrings 102

gewährlistet ist.

Fig. 4 stellt ein Getriebegehäuse 402 mit Dichtflächen 404 dar. Die Dichtflächen 404 dienen dazu, die Kavitäten 106 öldicht zu verschließen. Je nach Ausgestaltung der Kavitäten 106 können eine oder mehrere Dichtflächen 404 vorgesehen sein. Die Dichtflächen 404 verlaufen entlang einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Planetenträgers liegt, und erstrecken sich von einem

Ölaufnahmebereich 406 zu einem Ölabgabebereich 408.

Der Ölaufnahmebereich 406 ist so angeordnet, dass er sich mindestens teilweise unterhalb des Ölpegels eines Ölvorrats befindet. In dem Ölaufnahmebereich 406 ist keine Dichtfläche vorgesehen. Daher kann an dieser Stelle Öl in die Kavitäten 106 einströmen. Gelangt eine mit Öl gefüllte Kavität 106 in den Bereich der

Dichtflächen 404, wird die Kavität 106 von der Dichtfläche 404 abgedichtet, so dass das Öl in der Kavität 106 eingeschlossen bleibt. In dem Ölabgabebereich 408 befindet sich keine Dichtfläche. Dort werden infolgedessen die Öffnungen 108, 302 der Kavitäten 106 freigegeben, so dass das Öl aus den Kavitäten 106 hinausfließen kann.

Zur Sammlung des hinausgeflossenen Öls dient eine in Fig. 5 dargestellte

Vertiefung 502. Am Boden der Vertiefung 502 befindet sich ein Loch 504, durch welches das Öl abfließen kann. Das Loch 504 bildet die Mündung einer Leitung, durch die das Öl zu einer Schmierstelle gelangt.

Bezuqszeichen

102 Ölförderring

104 Bohrung

106 Kavität

108 Öffnung

302 Öffnung

402 Getriebegehäuse

404 Dichtfläche

406 Ölaufnahmebereich

408 Ölabgabebereich

502 Vertiefung

504 Loch