弹动支承的传动机构壳体的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的驱动装置。


背景技术：

2.根据现有技术已知具有弹动支承的扭矩支撑架的风力发电设备的驱动装置。在三点支承的情况下，在第一支承位置中，主轴刚性支承在风力发电设备的舱室中。在第二支承位置中，主轴支承在壳体内。壳体又具有通过弹簧元件与舱室相连的扭矩支撑架。
3.cn 202 065 132u公开了一种用于风力发电设备的、具有主轴的驱动系，其完全支承在壳体内。壳体构成凸缘。凸缘用于将驱动系固定在舱室的相应凸缘上。壳体的凸缘和舱室的凸缘在此彼此刚性拧接。


技术实现要素：

4.本发明的任务在于改善风力发电设备的驱动系在相对于舱室固定的支撑结构内的支承。该任务通过根据权利要求1的驱动装置解决。优选的改进方案包含在从属权利要求中并且由以下描述得到。
5.根据本发明的驱动装置包括主轴、壳体和相对于舱室固定的支撑结构。主轴是风力发电设备的传动机构的输入轴。在已安装状态下，其与风力发电设备的由风驱动的转子抗相对转动地相连。
6.壳体优选是传动机构壳体，即，所提到的传动机构的壳体，或者是至少包括传动机构壳体的壳体。
7.相对于舱室固定的支撑结构是关于风力发电设备的舱室设计为刚性(即，无相对运动可能性)固定或能刚性固定的支撑结构。尤其地，舱室可以自身构成支撑结构。
8.主轴完全支承在壳体内。这意味着，主轴利用其每个轴承支承在壳体中。主轴没有如下轴承，主轴并不利用该轴承支承在壳体内。
9.主轴的每个轴承均具有两个轴承圈。两个轴承圈中的第一轴承圈固定在主轴上或者一件式地由主轴构成。相应地，两个轴承圈中的第二轴承圈固定在壳体内或者一件式地由壳体构成。
10.根据本发明，壳体至少部分弹动地支承在支撑结构内。这意味着，在其中壳体支承在支撑结构内的至少一个支承位置被实施为弹动的。弹动构造的支承位置允许壳体之间的相对运动。支承位置具有一个或多个弹簧元件，其弹簧力抵消这些相对运动。
11.本发明可以实现，不仅壳体和主轴的一部分，而且风力发电设备的整个驱动系弹动支承。在此，驱动系可以实现为非弹动地彼此相连的部件的单元。如果取消了驱动系的单个部件之间的弹簧运动，则作用到部件上的负载降低并因此减少了磨损。
12.在一个优选改进方案中，壳体完全弹动地支承在支撑结构内。这意味着，壳体的每个支承位置都被构造为弹动的并且具有上述一个或多个弹簧元件。没有支承位置被构造成非弹动的。非弹动地构造的支承位置不具有弹簧元件。
13.通过壳体的完全弹动的支承，风力发电设备的驱动系和支撑结构可以机械脱耦。根据改进方案几乎可以完全避免振动从驱动系传递至支撑结构或者在反方向上从支撑结构传递至驱动系。
14.在一个备选的优选改进方案中，壳体部分弹动且部分刚性地支承在支撑结构中。这意味着，至少一个支承位置是弹动的并且至少一个支承位置是非弹动的。优选刚好两个支承位置(例如传动机构侧的支承位置)是非弹动的并且刚好两个支承位置(例如发电机侧的支承位置)是弹动的。
15.优选进一步改进具有至少两个主轴承的驱动装置。主轴承表示主轴的轴承。根据改进方案，主轴借助至少两个主轴承支承在壳体内。主轴承轴向地(即，在主轴的转动轴线的方向上)彼此间隔开。因此，在两个轴承之间存在轴向错位。两个轴承在轴向方向上的间距大于零。通过轴向错位可以吸收作用到主轴上的弯曲力矩，也就是在轴向方向上或与主轴的转动轴线正交地起作用的扭矩。
16.在一个优选改进方案中，传动机构的行星齿轮架至少部分地由主轴承载。因此，行星齿轮架至少部分支撑在主轴上。这意味着，主轴至少部分承受行星齿轮架的重力。
17.行星齿轮架优选完全由主轴承载。在该情况下，主轴完全承受行星齿轮架的重力。因而无需对行星齿轮架进行单独支承。通过减少支承位置的数量来简化驱动系的结构。
18.优选进一步改进具有一个或多个弹性体的驱动装置。弹性体是由粘弹性聚合物组成的弹簧元件。壳体借助一个或多个弹性体弹动地支承在支撑结构中。在此，壳体通过一个或多个弹性体支承在支撑结构内。弹性体的可屈服性可以实现壳体和支撑结构之间的相对运动。弹性体的根据改进方案的用途是有优点的，这是因为弹性体简单地构建并且相应廉价且可防故障。
19.在一个优选改进方案中设置有不同刚度的弹性体。根据改进方案，第一弹性体和第二弹性体(如上述)用于壳体在支撑结构内的支承。第一弹性体和第二弹性体的特征在于不同的刚度。弹性体的刚度受其结构设计和材料硬度的影响。
20.根据改进方案，第一弹性体布置在壳体和支撑结构之间的径向中间空间内。径向中间空间在径向方向上(也就是与主轴的转动轴线正交地)延伸。由此，由第一弹性体施加的弹簧力抵消了壳体和支撑结构之间在径向方向上的相对运动。
21.第二弹性体布置在壳体和支撑结构之间的轴向中间空间内。轴向中间空间在轴向方向上(也就是平行于主轴的转动轴线地)延伸。由第一弹性体施加的弹簧力相应地抵消了壳体和支撑结构之间在轴向方向上的相对运动。
22.通过第一弹性体和第二弹性体的根据改进方案的不同硬度，驱动装置特别良好地匹配于在轴向方向和径向方向上有所不同的振动形式。
23.优选地，改进具有至少一个销钉和至少两个彼此对齐的孔眼的驱动装置。孔眼表示用于容纳销钉的通孔或盲孔。在此，壳体和支撑结构分别具有至少一个孔眼。销钉伸入到孔眼中。销钉的一部分位于至少两个孔眼中的每一个中。这些孔眼连同伸入其内的销钉一起构成了上述其中一个支承位置。
附图说明
24.本发明的优选改进方案在图中示出。在此，一致的附图标记表示相同或功能相同
的特征。具体而言：
25.图1示出风力发电设备的驱动装置；
26.图2a示出支承位置的布置方案；
27.图2b示出具有备选取向的支承位置的布置方案；
28.图3示出支承位置的第一实施例；
29.图4示出第一实施例的分解图；
30.图5示出支承位置的第二实施例；
31.图6示出支承位置的第三实施例；
32.图7示出支承位置的第四实施例；
33.图8示出支承位置的第五实施例；和
34.图9示出支承位置的第六实施例。
具体实施方案
35.图1示出的驱动装置101包括风驱动的转子103、主轴105、传动机构107、发电机109和机架111。主轴105被构造成传动机构107的输入轴。转子103通过主轴105与传动机构107的第一行星齿轮级的行星齿轮架113抗相对转动地相连。传动机构107改变由转子103施加到主轴105上的驱动力矩并将其转至发电机109。机架111是风力发电设备的舱室的部分。
36.由主轴105、传动机构107和发电机109组成的整体所示的驱动系安装在唯一的壳体结构115内。相应地，主轴105借助两个主轴承117支承在壳体结构115内。可以分别由一个或多个轴承单元构建的两个主轴承117构成主轴105的唯一的支承位置。
37.行星齿轮架113没有自己的轴承。相反，其由主轴105承载。为此，其与主轴105拧接。
38.壳体结构115由多个部分组成，它们彼此刚性拧接。壳体结构115借助弹性体119弹动地支承在机架111内。
39.各弹性体119是图2a和2b所示支承位置201的部分。支承位置201可以如图2a所示那样如下取向，即，它们的纵轴线平行于主轴105的转动轴线203延伸。备选地，它们也可以如图2b所示那样，以其纵轴线相对于转动轴线203正交取向。
40.驱动装置101刚好具有四个支承位置201。针对支承位置201的构建的实施例在图3至图10中示出。这些实施例的共同点是，机架111在每个支承位置201有两个孔眼301。壳体结构115的孔眼303分别与两个孔眼301对齐。销钉305插入机架111的孔眼对301内和壳体结构115的所属的孔眼303内。该销钉将壳体结构115的相应孔眼303固定在机架111的孔眼301内。
41.四个支承位置201根据图3分别具有空心圆柱形弹性体307。它们位于壳体结构111的各自的孔眼303内。空心圆柱形弹性体307用于传递径向力。
42.四个支承位置201中的两个支承位置还分别具有两个盘状弹性体309。它们分别位于壳体结构111的孔眼303和机架111的孔眼301之间的轴向中间空间内。相应地，弹性体309用于吸收在轴向方向上的力。
43.在图4至图10所示的实施例中，与图3所示的实施例的区别在于弹性体并非布置在壳体结构115的孔眼303内，而是布置在机架111的孔眼301内。空心圆柱形弹性体401在此用
于引导在径向方向上的力。
44.图4示出相应的分解图。在此可以看出，不仅机架111的孔眼301而且弹性体401均构造为两件式的。孔眼301由一件式的基体403和各一个拧接的桥形件405构成。弹性体401相应地由两个半壳组成。通过孔眼301和弹性体401的两件式实施方案简化了弹性体401的装配和更换。
45.图5还示出具有空心圆柱形区段和盘状区段的弹性体501。空心圆柱形区段径向地位于相应的销钉305和机架111的孔眼301之间。该区段用于传递在径向方向上的力。为了传递在轴向方向上的力，盘状区段在壳体结构115的相应的孔眼303和机架111的孔眼301之间的轴向中间空间内延伸。
46.根据图6至图8，壳体结构111的孔眼303借助卡环600固定在销钉305上。弹性体在此也由空心圆柱形区段307和盘状区段309组成。然而，盘状区段309位于机架111的孔眼301和端盖601之间的中间空间内，端盖借助各两个螺栓603与销钉305拧接。
47.图7示出端盖601的备选的拧接。在此，唯一的螺栓701穿过整个销钉305和两个端盖601。螺栓701借助螺母703相对于端盖601压紧。
48.根据图8，盘状区段309锥形地成形。端板601具有相应的壳状凹部。这阻止了弹性体在轴向负荷时径向地强烈变形。
49.图9示出销钉305的两件式实施方案。在此，销钉305构成凸肩901，凸肩代替卡环将销钉305轴向固定在孔眼303内。
50.附图标记列表
51.101驱动装置
52.103转子
53.105主轴
54.107传动机构
55.109发电机
56.111机架
57.113行星齿轮架
58.115壳体结构
59.117主轴承
60.119弹性体
61.201支承位置
62.203转动轴线
63.301孔眼
64.303孔眼
65.305销钉
66.307弹性体
67.309弹性体
68.401弹性体
69.403基体
70.405桥形件
71.501弹性体
72.600卡环
73.601端盖
74.603螺栓
75.701螺栓
76.703螺母
77.901凸肩

技术特征：
1.用于风力发电设备的驱动装置(101)，所述驱动装置具有主轴(105)、壳体(115)和相对于舱室固定的支撑结构(111)；其中，所述主轴(105)完全支承在所述壳体(115)中；其特征在于，所述壳体(115)至少部分弹动地支承在所述支撑结构(111)中。2.根据权利要求1所述的驱动装置(101)；其特征在于，所述壳体(115)完全弹动地支承在所述支撑结构(111)中。3.根据权利要求1所述的驱动装置；其特征在于，所述壳体(115)部分弹动地且部分刚性地支承在所述支撑结构(111)中。4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(101)；其特征在于，具有至少两个主轴承(117)；其中，所述主轴(105)借助所述主轴承(117)支承在所述壳体(115)中；并且其中，所述主轴承(117)轴向上彼此间隔开。5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(101)；其特征在于，具有由所述主轴(105)承载的行星齿轮架(113)。6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(101)；其特征在于，具有一个或多个弹性体(307、309、401、501)，所述壳体(115)借助所述一个或多个弹性体弹动地支承在所述支撑结构(111)中。7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(101)；其特征在于，具有不同硬度的第一弹性体(307)和第二弹性体(309)；其中，所述第一弹性体(307)布置在所述壳体(115)和所述支撑结构(111)之间的径向中间空间中；并且其中，所述第二弹性体(309)布置在所述壳体(115)和所述支撑结构(111)之间的轴向中间空间中。8.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(101)；其特征在于，具有至少一个销钉(305)和至少两个彼此对齐的孔眼(301、303)；其中，所述壳体(115)和所述支撑结构(111)分别具有至少一个所述孔眼(301、303)；并且其中，所述销钉(305)伸入到所述孔眼(301、303)中。

技术总结
本发明涉及用于风力发电设备的驱动装置(101)，该驱动装置具有主轴(105)、壳体(115)和相对于舱室固定的支撑结构(111)；其中，主轴(105)完全支承在壳体(115)内。壳体(115)至少部分弹动地支承在支撑结构(111)内。部分弹动地支承在支撑结构(111)内。部分弹动地支承在支撑结构(111)内。


技术研发人员：沃伦
受保护的技术使用者：ZF风能安特卫普有限公司
技术研发日：2022.08.09
技术公布日：2023/8/5