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EP-4249773-B1 - DRIVE TRAIN ASSEMBLY WITH TRACTION-BASED TRACTION MOMENT SUPPORT AND TRACTION-BASED SUPPORT METHOD FOR DRIVE LINES AND USE

EP4249773B1EP 4249773 B1EP4249773 B1EP 4249773B1EP-4249773-B1

Inventors

  • HAMBRECHT, Ralf

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20220321

Claims (15)

  1. Drivetrain arrangement (10) for industrial gearboxes, in particular for attachment to a rotor of a wind turbine, having: - a first housing (13) which surrounds a bearing arrangement (4) for a shaft (2) of the drivetrain, - a gearbox component (16) which is coupled to the shaft (2) in particular in an axially aligned manner and is surrounded by a second housing (17), - a traction-moment support or traction-torque support (18) which comprises at least one traction means (18.1) coupled at least to the second housing, wherein the traction-moment support or traction-torque support counteracts a torque (M1, M2) that acts on the shaft (2) or on the gearbox component coupled thereto; wherein the traction-moment support or traction-torque support (18), for transmitting the reaction forces (F1, F2) exerted on the at least one traction means (18.1), is supported at least against the first housing (13), characterized in that the at least one traction means (18.1, 18.n) is of belt-like, band-like or rope-like design.
  2. Drivetrain arrangement (10) according to Claim 1, characterized in that the transmission of the reaction forces exerted on the traction-moment support or traction-torque support (18) is exclusively traction-means-based; or wherein a transmission of force from the second housing to the first housing takes place exclusively by means of the at least one traction means (18.1); or wherein the traction-moment support or traction-torque support (18) is supported via a supporting structure (13.1) which is connected indirectly to the second housing (17) or is provided integrally in one piece, for example cast, on the second housing.
  3. Drivetrain arrangement (10) according to Claim 1 or 2, characterized in that the traction-moment support or traction-torque support (18) comprises a plurality of traction means (18.1) which are each fastened both to the second housing (17) and, at least indirectly, to the first housing (13) and which define the force-flow path from the second housing to the first housing; or wherein the traction-moment support or traction-torque support (18) comprises a plurality of traction means (18.1) which proceed from the second housing (17) on either side in opposite circumferential directions and which act oppositely between the second and first housings in opposite circumferential directions, in particular for applying both a first upwardly directed traction force (F1) and a first downwardly directed traction force (F2).
  4. Drivetrain arrangement (10) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the second housing (17) defines fastening points (P3) to which the at least one or respective traction means (18.1, 18.n) is fixable, in particular in such an arrangement that the respective traction means (18.1), with the angular position of the drivetrain as intended, is placed around an/the outer shell surface of the housing over a predefinable circumferential angle (α), in particular with a circumferential angle of at least 90°, preferably at least 125°; or wherein the first and second housings interengage in the manner of a claw coupling, in particular by means of axially overlapping pins or similar axially protruding portions on which the respective traction means engage.
  5. Drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the traction-moment support or traction-torque support (18) is supported against the first housing (13) independently of rotating components.
  6. Drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing (13) has a supporting structure (13.1) of axially overlapping form, in particular in an arrangement radially outside the second housing (17), via which the transmission of force by the traction-torque support (18) takes place; or wherein provision is made on the first housing (13), in particular fastened in a materially bonded manner or configured integrally in one piece, of at least one supporting structure (13.1) which at least partially axially overlaps the second housing (17) and to which the at least one traction means (18.1, 18.n) is fastened; or wherein provision is made on the first housing of at least one supporting structure (13.1) which at least partially axially overlaps the second housing (17) and which is supported against the first housing at at least three supporting points or regions (P1, P2).
  7. Drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that traction-moment support or traction-torque support (18) comprises a plurality of traction means (18.1, 18.n) which are attached at different axial positions to the second housing (17) and selectively also to a/the generator (9), which is coupled to the second housing, and counteract at least a relative rotational movement of the second housing (17) relative to the first housing (13) by application of at least an upwardly and/or circumferentially directed traction force (F1).
  8. Drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that provision is made below the second housing (17) and selectively also below a/the generator (9) coupled to the second housing of a clearance (V) above which the second housing and possibly also a/the generator (9) coupled thereto are freely arrangeable spatially above a/the machine support without support, in particular with a degree of freedom of movement at least downwards.
  9. Drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one traction means (18.1, 18.n) is in the form of a V-belt or toothed belt; wherein the at least one traction means comes into abutment against a/the outer shell surface (17.3) at least of the second housing (17) at least in a force-fitting/frictionally engaging manner and selectively also in a form-fitting manner.
  10. Drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the traction-moment support (18) comprises a plurality of traction means which extend both in a first traction-means direction, in particular in the energy-generation direction defined by the torque acting on the drivetrain at the input side, and in a second traction-means direction, in particular in a braking-operation direction; or wherein the traction-moment support (18) comprises a plurality of first traction means which extend in a first traction-force direction counter to a first torque acting about the axial orientation of the drivetrain, and wherein the traction-moment support (18) comprises a plurality of second traction means which extend in a second traction-force direction counter to a second torque acting about the axial orientation of the drivetrain, wherein the first torque is greater than the second torque with the drivetrain used as intended, and wherein the first traction means are dimensioned accordingly.
  11. Drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the traction-moment support further has at least one preload unit set up and arranged for application and transmission of a restoring force, which counteracts a tilting moment induced by gravitational force, to the second housing, in particular in an arrangement between the outer shell surfaces of the first and second housings; and/or wherein the traction-moment support has a/the preload unit, which is functionally decoupled from the action of the at least one traction means, in particular by the preload unit acting substantially axially between the housings and the traction means, for torque transmission, acting substantially only circumferentially and/or radially between the housings.
  12. Industrial gearbox (10) having a drivetrain arrangement (10) according to one of the preceding claims for supporting torques acting by way of a gearbox component (16) exclusively by means of at least one traction means (18.1, 18.n), in particular in an arrangement in a wind turbine.
  13. Method for setting torque support of a drivetrain arrangement (10) of an industrial gearbox, wherein a first housing (13) surrounding a bearing arrangement (4) for a shaft (2) of the drivetrain has been/is mounted against a second housing (17) surrounding a gearbox component (16) which is coupled to the shaft (2), wherein, by means of a traction-moment support or traction-torque support (18), which counteracts a torque (M1, M2) acting on the shaft (2) or on the gearbox component coupled thereto, torque support or the torque support of the second housing (17) and thus of the gearbox component against the first housing (13) takes place by way of accommodation of exclusively traction forces and transmission thereof at least from the second housing at least into the first housing, characterized in that the accommodation and transmission of exclusively traction forces takes place by means of at least one traction means (18.1, 18.n) of belt-like, band-like or rope-like design, in particular in a drivetrain with a generator (9) supported against the second housing (17), in a drivetrain arrangement (10) according to one of Claims 1 to 11 or in an industrial gearbox (20).
  14. Method according to the preceding method claim, wherein the accommodation of exclusively traction forces and transmission thereof into at least the first housing (13) takes place by means of a plurality of traction means (18.1, 18.n) which are each fastened both to the second housing (17) and, at least indirectly, to the first housing (13) and which define the force-flow path from the second housing to the first housing.
  15. Use of a drivetrain arrangement (10) according to one of Claims 1 to 11 in an industrial gearbox (20), in particular in a wind turbine (100) in an arrangement between a/the rotor of the wind turbine (100) and a/the generator (9) of the wind turbine, in particular in an arrangement of the entire drivetrain of single-axis alignment, wherein, by means of a/the traction-moment support or traction-torque support (18) of the drivetrain arrangement (10), exclusively traction forces are transmitted on the basis of traction means at least from a/the gearbox housing (17) of the drivetrain arrangement (10) to at least a/the rotor-bearing housing (13), which is arranged around a/the shaft of the drivetrain, by means of at least one traction means of belt-like, band-like or rope-like design, preferably by means of a plurality of traction means, wherein the gearbox housing (17) and any further components coupled thereto, such as for example a generator (9), is/are supported preferably exclusively against the rotor-bearing housing (13), preferably by means of the plurality of traction means.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft eine Triebstranganordnung für Industriegetriebe, aufweisend: ein erstes Gehäuse, welches eine Lagerung für eine Welle des Triebstrangs umgibt, und eine insbesondere axial fluchtend an die Welle gekuppelte/gekoppelte Getriebekomponente, welche von einem zweiten Gehäuse umgeben ist; die Erfindung stellt eine zwischen diesen Gehäusen wirkende Zug-Drehmomentabstützung bzw. Zug-Momentenabstützung umfassend wenigstens ein zumindest an das zweite Gehäuse gekoppeltes Zugmittel bereit. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes zugmittelbasiertes Abstützverfahren. HINTERGRUND DER ERFINDUNG Bei der Drehmomentwandlung durch Getriebe sind üblicherweise Differenzmomente aus Eingangsmoment und Ausgangsmoment gegenüber der Umgebung abzustützen. Insbesondere bei Planetengetrieben für Windkraftanlagen wie auch für Industrieanwendungen im Allgemeinen wird zur Drehmomentabstützung gegenüber der nicht rotierenden und häufig stationären Umgebung üblicherweise eine Drehmomentstütze oder eine Flanschverbindung eingesetzt. Derartige konventionelle Drehmomentstützen (insbesondere in massiver Ausgestaltung) führen jedoch zu einer deutlichen Vergrößerung der Bauraumabmessungen des Getriebes sowie des Gewichts des Getriebes. Dies führt nicht zuletzt auch bei logistischen Vorgängen (insbesondere Transportvorgängen) zu Einschränkungen bzw. Mehrkosten durch größeren Bauraumbedarf sowie aufgrund von Platzrestriktionen in einzelnen Anwendungsfällen auch zu weiteren Nachteilen z.B. bezüglich Zugänglichkeit in einer Windenergieanlage oder speziell bei Planetengetrieben auch hinsichtlich Einschränkungen im Planentenhohlraddurchmesser. Bei einer Flanschanbindung ermöglicht die direkte Ankopplung üblicherweise auch keine einfache Schwingungsentkopplung. Zur Entkopplung zwischen Getriebe und Umgebung wurden bisher z.B. Elastomer-Elemente eingesetzt, insbesondere um unterschiedliche Verformungen ausgleichen zu können und um Schwingungsanregungen durch das Getriebe reduzieren zu können. Der Stand der Technik wird durch die Dokumente EP1885001 A1, welches die Basis der zweiteiligen Form der unabhängigen Ansprüche bildet, DE202012013022 U1, US2017/253466 A1 und DE102018219012 A1 gebildet. Ausgehend davon besteht ein Bedarf an vorteilhafteren Maßnahmen zur Drehmomentabstützung von/in Triebsträngen, insbesondere auch bei vergleichsweise großen Lasten oder bei vergleichsweise stark dynamischer Belastung. Dabei soll insbesondere auch eine Alternative zur Verwendung klassischer Elastomer-Elemente geschaffen werden. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, mittels welche eine besonders vorteilhafte Drehmomentabstützung bzw. Momentenabstützung im Allgemeinen in Triebsträngen sichergestellt werden kann. Insbesondere besteht die Aufgabe auch darin, eine Drehmomentabstützung bzw. Momentenabstützung im Allgemeinen für Triebsträngen derart zu konzipieren, dass die im Bereich eines Getriebes auf den Triebstrang wirkenden Kräfte und Momente bzw. Belastungen auf besonders elegante Weise möglichst umfassend abgefangen und weitergeleitet werden können. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Triebstranganordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Abstützverfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruchs sowie durch Verwendungen gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Verwendungsanspruchs. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben. Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine vorteilhafte Art und Weise einer zugmittelbasierten Drehmomentabstützung in einer Triebstranganordnung, insbesondere auch in Kombination mit der Aufnahme von Gewichtskräften und/oder Kippmomenten. Bereitgestellt wird insofern eine Triebstranganordnung für Industriegetriebe, insbesondere zur Anbindung an einen Rotor einer Windenergieanlage, aufweisend: ein erstes Gehäuse, welches eine Lagerung für eine Welle des Triebstrangs umgibt, sowie eine insbesondere axial fluchtend an die Welle gekuppelte/gekoppelte Getriebekomponente, welche von einem zweiten Gehäuse umgeben ist; Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Triebstranganordnung dabei auch mit einer Zug-Momentenabstützung oder Zug-Drehmomentabstützung auszustatten, welche wenigstens ein zumindest an das zweite Gehäuse gekoppeltes Zugmittel umfasst, wobei die Zug-Momentenabstützung oder Zug-Drehmomentabstützung einem auf die Welle oder die daran gekoppelte Getriebekomponente wirkenden Drehmoment entgegenwirkt; wobei die Zug-Momentenabstützung oder Zug-Drehmomentabstützung zur Weiterleitung der auf das wenigstens eine Zugmittel ausgeübten Reaktionskräfte zumindest am ersten Gehäuse abgestützt ist. Dies liefert einerseits eine sehr ruhige und wahlweise auch gedämpfte (vorgespannte) Anordnung insbesondere auch bei wahlweise vollständiger Entkopplung vom Maschinenträger, andererseits kann die Kraftübertragung ohne Druckkräfte und ohne Mom