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Patent Searching and Data


Title:
SEGMENTED VIBRATION ABSORBER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/239279
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vibration absorber for securely locking to the housing of a transmission. The vibration absorber as an absorption mass (101) having a first group of segments (103a, 103b, 103c, 103d) that are rotationally symmetrical to each other with respect to a rotational axis and/or a center axis of the transmission.

Inventors:
DE LAET WIM (BE)
MARRANT BEN (DE)
VANHOLLEBEKE FREDERIK (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/055772
Publication Date:
December 03, 2020
Filing Date:
March 05, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
ZF WIND POWER ANTWERPEN NV (BE)
International Classes:
F16F15/14
Foreign References:
DE202014004620U12014-07-23
EP1898121A12008-03-12
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Claims:
Patentansprüche

1. Schwingungstilger zur gehäusefesten Fixierung an einem Getriebe; gekennzeich net durch

eine Tilgermasse (101 ) mit einer ersten Gruppe von Segmenten (103a, 103b, 103c, 103d), die bezüglich einer Drehachse und/oder Mittelachse des Getriebes zueinan der drehsymmetrisch sind.

2. Schwingungstilger nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass

die Segmente (103a, 103b, 103c, 103d) starr miteinander verbunden sind.

3. Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch

Verbindungsmittel (105a, 105b, 105c, 105d), die mit jeweils zwei Segmenten (103a, 103b, 103c, 103d) starr verbunden sind.

4. Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass

die Segmente (103a, 103b, 103c, 103d) baugleich sind.

5. Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass

die Tilgermasse (101 ) eine zweite Gruppe von Segmenten aufweist; wobei die erste Gruppe und die zweite Gruppe axial versetzt zueinander angeordnet sind.

6. Schwingungstilger nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass

jeweils ein Segment (103a, 103b, 103c, 103d) der ersten Gruppe und ein Segment der zweiten Gruppe starr miteinander verbunden sind.

7. Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass jeweils ein Segment (103a, 103b, 103c, 103d) der ersten Gruppe und ein Segment der zweiten Gruppe baugleich sind.

8. Getriebe mit mindestens einem Hohlrad; gekennzeichnet durch

mindestens einen Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche; wobei

der Schwingungstilger an dem Hohlrad fixiert ist.

9. Getriebe nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad mittels einer oder mehrerer Schrauben (201 ) oder Passstifte mit einem Gehäuse des Getriebes verschraubt bzw. gefügt ist; wobei

die Schrauben (201 ) oder Passstifte zur Fixierung des Schwingungstilgers dienen.

Description:
Segmentierter Schwingungstilger

Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

In Windkraftanlagen werden Schwingungstilger eingesetzt, um Vibrationen des Ge triebes zu vermindern. Vibrationen gehen mit mechanischen Belastungen einher und können daher zu Getriebeschäden führen. Liegen die Frequenzen der Schwingun gen im hörbaren Bereich, kommt es zu unerwünschten Geräuschemissionen.

Sollten sich die beschriebenen Probleme erst Betrieb heraussteilen, ist es nicht mög lich, herkömmliche Schwingungstilger nachzurüsten. Auch ist es nicht möglich, her kömmliche Schwingungsdämpfer nachträglich an die auftretenden Schwingungen anzu passen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger mit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen verbesserten Eigenschaften verfügbar zu machen. Insbesondere soll sich der Schwingungstilger nachrüsten und flexibel an die auftretenden Schwingungen anpassen lassen.

Der Schwingungstilger ist zur gehäusefesten Fixierung an einem Getriebe bzw. einer Komponente des Getriebes ausgebildet. Bei der Komponente handelt es sich bevor zugt um ein Getriebegehäuse oder eine gehäusefesten Komponente, d.h. eine Kom ponente, die starr, d.h. ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung, in dem Getrie begehäuse fixiert ist.

Ein Schwingungstilger ist ein Schwingungsdämpfer, dessen Masse bzw. Tilgermasse elastisch an einer Komponente oder an mehreren Komponenten, die starr, d.h. ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung miteinander verbunden sind, fixiert ist. Ein Schwingungstilger weist allgemein eine Tilgermasse und eine oder mehrere elasti sche Aufhängungen auf. Mittels der Aufhängungen ist die Tilgermasse in einer Kom ponente fixiert, deren Schwingungen zu dämpfen sind. Vorliegend ist die Tilgermasse mittels der elastischen Aufhängungen an der Kompo nente des Getriebes fixiert. Bei den elastischen Aufhängungen kann es sich etwa um Elastomerbuchsen handeln. Die Buchsen sind jeweils in einer Bohrung der Tilgerma sse fixiert und mit dem Getriebe verschraubt.

Die Tilgermasse weist erfindungsgemäß eine erste Gruppe von Segmenten auf. Segmente bezeichnen Teile der Tilgermasse, die physisch voneinander getrennt sind. Jeweils zwei der Segmente sind nicht einstückig miteinander verbunden.

Die Segmente der ersten Gruppe sind bezüglich einer Drehachse und/oder Mittel achse des Getriebes zueinander drehsymmetrisch. Dies bedeutet, dass die Segmen te der ersten Gruppe sich durch Drehung um die Drehachse und/oder Mittelachse um mindestens einen Winkel, der kleiner als 360° ist, aufeinander abbilden lassen.

Vorzugsweise sind die Segmente der ersten Gruppe nicht rotationssymmetrisch zu der Drehachse und/oder Mittelachse. Dies impliziert, dass die Menge der Winkel von Abbildungen, welche die Segmente aufeinander abbilden, diskret ist.

Die Segmente lassen sich vorzugsweise durch Drehung ausschließlich um Winkel aufeinander abbilden, die 60 °/ n oder ein ganzzahliges Vielfaches von 360 °/ n betra gen, wobei n die Anzahl der Segmente bezeichnet. Dies impliziert, dass die Segmen te beziehungsweise jeweils zwei Segmente baugleich sind.

Bei der obengenannten Drehachse handelt es sich um die Drehachse einer drehba ren Komponente des Getriebes. Es kann sich beispielsweise um die Drehachse ei nes Zahnrads, einer Welle oder eines Planetenträgers handeln.

Die obengenannte Mittelachse ist eine Gerade, auf der mindestens zwei Mittelpunkte einer Komponente des Getriebes, etwa eines Hohlrads, liegen. Mit Mittelpunkt wird ein geometrischer Schwerpunkt der Komponente in einer Schnittebene bezeichnet, die orthogonal zu der Geraden gerichtet ist. Die erfindungsgemäße Segmentierung der Tilgermasse ermöglicht es, die Tilgerma sse nachträglich an das Getriebe anzubringen. Jedes einzelne Segment ist zudem bei der Montage einfacher handhabbar als eine herkömmliche, unsegmentierte Til germasse.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Segmente starr, d.h. ohne die Möglich keit einer Relativbewegung, miteinander verbunden. Durch die starre Verbindung wirken die Segmente als eine einzige Tilgermasse zusammen.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird die starre Verbindung zwischen jeweils zwei Segmenten durch Verbindungsmittel hergestellt, die zwischen den Segmenten ver laufen und einen Spalt zwischen den Segmenten überbrücken. Dies bedeutet, dass die Verbindungsmittel jeweils mit zwei Segmenten starr verbunden sind.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Segmente baugleich. Jeweils zwei Seg mente sind also baugleich.

Allgemein sind zwei Komponenten baugleich, wenn sie in ihren physikalischen Pa rametern - insbesondere hinsichtlich ihrer Material- und Geometrieeigenschaften - im Rahmen der auftretenden Fertigungstoleranzen übereinstimmen.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Tilgermasse eine zweite Gruppe von Segmenten auf. Die Segmente der zweiten Gruppe weisen dieselben Merkmale auf wie die Segmente der ersten Gruppe. Obige Ausführungen gelten daher mutatis mutandis für die Segmente der zweiten Gruppe. Insbesondere sind die Segmente der zweiten Gruppe bezüglich der oben genannten Drehachse und/oder Mittelachse zueinander drehsymmetrisch, bevorzugt starr miteinander verbunden, wobei ein Ver bindungsmittel bevorzugt jeweils zwei Segmente der zweiten Gruppe starr miteinan der verbindet, und bevorzugt baugleich.

Weiterbildungsgemäß sind die erste Gruppe und die zweite Gruppe bzw. die Seg mente der ersten Gruppe und die Segmente der zweiten Gruppe axial versetzt zuei nander angeordnet. Dies bedeutet, dass zwischen den Segmenten der ersten Grup- pe und den Segmenten der zweiten Gruppe eine orthogonal zu der oben genannten Drehachse und/oder Mittelachse ausgerichtete Ebene verläuft.

Die Weiterbildung ermöglicht es, die Größe der Tilgermasse zu modifizieren. Insbe sondere lässt sich die Größe der Tilgermasse an die im Betrieb auftretenden

Schwingungen anpassen.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind jeweils ein Segment der ersten Gruppe und ein Segment der zweiten Gruppe starr miteinander verbunden. Dadurch bilden die Segmente der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe eine einzige Tilgermasse.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung sind jeweils ein Segment der ers ten Gruppe und ein Segment der zweiten Gruppe baugleich. Damit besteht die Til germasse aus baugleichen Segmenten. Durch die baugleichen Segmente reduzieren sich variantenbedingte Kosten.

Der Schwingungstilger ist bevorzugt Teil eines Getriebes, das zudem ein Hohlrad aufweist. Das Hohlrad kann etwa Teil einer Planetenstufe sein, die auch ein oder mehrere Planetenräder, einen Planetenträger und ein Sonnenrad aufweist. Die Pla netenräder sind in dem Planetenträger drehbar gelagert sind kämmen mit dem Hohl rad und/oder dem Sonnenrad. Mindestens zwei der drei Komponenten Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad sind um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert. Die dritte Komponente ist vorzugsweise gehäusefest fixiert. Bei der Drehachse, um welche die mindestens zwei Komponenten drehbar gelagert sind, handelt es sich bevorzugt um die eingangs genannte Drehachse.

Der Schwingungstilger ist weiterbildungsgemäß an dem Hohlrad fixiert. Diese Fixie rung ist, wie oben beschrieben, elastisch und erfolgt vorzugsweise mittels

Elastomerbuchsen .

Das Hohlrad ist in einer bevorzugten Weiterbildung mittels einer oder mehrerer Schrauben oder Passstifte mit einem Gehäuse des Getriebes verschraubt bzw. ge fügt. Die Schrauben oder Passstifte dienen weiterbildungsgemäß auch zur Fixierung des Schwingungstilgers. Der Schwingungstilger ist also mit denselben Schrauben oder Passstiften mit dem Hohlrad verschraubt bzw. gefügt ist, mit denen das Hohlrad mit dem Gehäuse verschraubt bzw. gefügt ist.

Diese Weiterbildung ermöglicht es, auch Getriebe, die konstruktiv nicht für die Auf nahme eines Schwingungstilgers vorgesehen sind, nachträglich mit einem Schwin gungstilger auszurüsten. Zudem ist die Verwendung bestehender Schrauben kos teneffizient.

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

Fig. 1 eine segmentierte Tilgermasse;

Fig. 2 die Fixierung eines Segments; und

Fig. 3 eine Tilgermasse mit axial versetzt angeordneten Segmenten.

Die in der Fig. 1 dargestellte Tilgermasse 101 weist vier baugleiche Segmente 103a, 103b, 103c, 103d auf. Die Segmente 103a, 103b, 103c, 103d sind rotationssymmet risch angeordnet. Sie lassen sich durch Drehung um einen Winkel von 90° aufeinan der abbilden.

Zwischen jeweils zwei Segmenten 103a, 103b, 103c, 103d ist eine Verbindungsplatte 105a, 105b, 105c, 105d angeordnet, welche die Segmente 103a, 103b, 103c, 103d starr miteinander verbindet. Die Verbindungsplatte 105a verbindet die Segmente 103a, 103b miteinander, die Verbindungsplatte 105b die Segmente 103b, 103c, die Verbindungsplatte 105c die Segmente 103c, 103d und die Verbindungsplatte 105d die Segmente 103d, 103a. Die Verbindungsplatten 105a, 105b, 105c, 105d sind mit den jeweiligen Segmenten 103a, 103b, 103c, 103d verschraubt. Zur Fixierung in einem Getriebe weisen die Segmente 103a, 103b, 103c, 103d Boh rungen 107 auf. In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um vier Bohrungen 107 pro Segment 103a, 103b, 103c, 103d. Die Fixierung in dem Getriebe veranschaulicht Fig. 2 im Detail.

Fig. 2 stellt ein Segment 103a mit seinen Bohrungen 107 dar. Die Bohrungen sind kreisförmig um dieselbe Achse herum angeordnet, zu der die Segmente 103a, 103b, 103c, 103d rotationssymmetrisch sind. In die Bohrungen 107 ragen Schrauben 201 hinein. Hierbei handelt es sich um die Schrauben, mit denen ein Hohlrad mit einem Getriebegehäuse verschraubt ist.

In den Bohrungen 107 sind Elastomerbuchsen fixiert. Diese sind in Fig. 2 der besse ren Darstellbarkeit halber nicht weggelassen. Die Elastomerbuchsen wiederum sind mit den Schrauben 201 verschraubt. Auf diese Weise kommt eine elastische Verbin dung zwischen dem Hohlrad und dem Segment 103a zustande.

Die übrigen Segmente 103b, 103c, 103d sind auf gleiche Weise in dem Hohlrad fi xiert.

Jedes Segment 103a, 103b, 103c, 103d bildet, wie in Fig. 3 dargestellt, mit weiteren Segmenten ein Segmentpaket 301a, 301 b, 301 c, 301 d. Die Segmente jedes Seg mentpakets 301 a, 301 b, 301 c, 301 d sind axial versetzt zueinander angeordnet. Dadurch fluchten die jeweiligen Bohrungen 107 der Segmente 103a, 103b, 103c, 103d.

Die miteinander fluchtenden Bohrungen nehmen jeweils eine Elastomerbuchse auf. Vorliegend ist also jedes Segmentpaket 301 a, 301 b, 301 c, 301d mit vier Buchsen in dem Hohlrad fixiert. Jeweils zwei Segmente benachbarter Segmentpakete 301 a, 301 b, 301 c, 301 d sind mittels in Fig. 3 nicht dargestellten Verbindungsplatten inei nander fixiert. Bezuqszeichen Tilgermasse

a Segment

b Segment

c Segment

d Segment

a Verbindungsplatte

b Verbindungsplatte

c Verbindungsplatte

d Verbindungsplatte

Bohrung

Schraube

a Segmentpaket

b Segmentpaket

c Segmentpaket

d Segmentpaket