AT523760A1

AT523760A1 - Bauteilzusammenstellung, sowie eine Windkraftanlage, in welcher die Bauteilzusammenstellung verbaut ist

Info

Publication number: AT523760A1
Application number: ATA50319/2020A
Authority: AT
Inventors: Bergmann Dipl Ing Dr Philipp; Ciklamini Dipl Ing Marek; Sebastian Hölzl Dipl Ing Dr Johannes; Reisenberger Dipl Ing Johannes
Original assignee: Miba Gleitlager Austria Gmbh
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2021-11-15
Also published as: EP4136369A1; AT523760B1; WO2021207776A1; CN115461559A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bauteilzusammenstellung (15) umfassend ein Trägerelement (17) mit einer Gewindebohrung (18), ein Funktionselement (16) mit einer Durchgangsbohrung (21), wobei das Funktionselement (16) am Trägerelement (17) befestigt ist, wobei eine Rückseite (22) des Funktionselementes (16) an einer Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17) anliegt. Die Bauteilzusammenstellung (15) umfasst außerdem eine Schraube (14) mit einem Schraubenkopf (24) und einem Gewindeabschnitt (19), wobei der Gewindeabschnitt (19) durch die Durchgangsbohrung (21) des Funktionselementes (16) hindurch in die Gewindebohrung (18) des Trägerelementes (17) eingeschraubt ist und der Schraubenkopf (24) an einer Schraubenkopfauflagefläche (25) des Funktionselementes (16) anliegt. Das Funktionselement (16) weist im Bereich der Durchgangsbohrung (21) an der Rückseite (22) eine Freistellung (26) mit einer Freistellungserstreckung (27) auf, welche zumindest so groß ist, wie eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28), wodurch die Schraubenkopfauflagefläche (25) elastisch federnd ausgebildet ist.

Description

in welchem die Bauteilzusammenstellung verbaut ist.

Aus der EP2383480B1 ist ein Planetengetriebe für eine Windkraftanlage bekannt. Das Planetengetriebe umfasst einen Planetenträger mit einer ersten Planetenträgerwange und einer zweiten Planetenträgerwange, einen Planetenradbolzen, welcher im Planetenträger aufgenommen ist, ein Planetenrad, welches am Planetenradbolzen gelagert ist und ein Planetenradaxialgleitlager, welches zwischen dem Planetenrad und der Planetenträgerwange angeordnet ist. Üblicherweise sind derartige Planetenradaxialgleitlager mittels einer Schraube an der Planetenträger-

wange befestigt.

Aus der Erfahrung hat sich gezeigt, dass die Planetenradaxialgleitlager nach einer gewissen Einsatzdauer nicht mehr fest an der Planetenträgerwange aufgenommen sind und somit verrutschen können, was zu einer Funktionsstörung des Pla-

netengetriebes führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Bauteilzusammenstellung bzw. ein Planetengetriebe zu schaffen, in welchem die einzelnen mittels einer Schraube miteinander befes-

tigten Einzelteile ausreichend fest zueinander befestigt sind. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.

Im Folgenden werden die Effekte der Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels des Planetengetriebes beschrieben. Die genannten Effekte treten jedoch bei jeder

erfindungsgemäß ausgebildeten Bauteilzusammenstellung auf, auch wenn diese

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eine Spezialausführung der allgemein beanspruchten Bauteilzusammenstellung.

Sämtliche Merkmale der Bauteilzusammenstellung können somit auch in der Spezialausführung des Planetengetriebes realisiert sein. Die Planetenträgerwange entspricht hierbei dem Trägerelement. Das Planetenradaxialgleitlager entspricht

dem Funktionselement.

Die Probleme der mangelnden dauerhaft haltbaren Befestigung treten dann auf, wenn ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes, auch Funktionselementwerkstoff genannt, größer ist, als ein Wärmeausdeh-

nungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes.

Bei der Herstellung des Planetengetriebes werden die Schrauben mit einem vorgegebenen Anzugsdrehmoment angezogen, um eine vorgegebene Klemmkraft bzw. Vorspannung zwischen dem Planetenradaxialgleitlager und der Planetenträgerwange zu erreichen. Forschungen im Zuge der Erfindung haben gezeigt, dass es im Betrieb des Planetengetriebes zu einer massiven Erwärmung des Innenraumes des Planetengetriebes und somit der im Innenraum des Planetengetriebes befindlichen Bauteile kommt. Dadurch dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes, auch Funktionselementwerkstoff genannt, größer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes, kommt es aufgrund der Erwärmung zu einer größeren Wärmeausdehnung

des Planetenradaxialgleitlagers als der Schraube.

Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Planetengetriebe wird durch diese unterschiedliche Wärmeausdehnung bei Erwärmung der Bauteile die Klemmkraft der Schraube auf das Planetenradaxialgleitlager erhöht, wobei hierbei die Festigkeit des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes überschritten wird. Dadurch kommt es zu einer plastischen Verformung des Planetenradaxialgleitlagers. Wenn nun die Temperatur im Innenraum des Planetengetriebes wieder abnimmt und die unter-

schiedliche Wärmedehnung des Planetenradaxialgleitlagers und der Schraube

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gleitlager nicht mehr ausreichend festgehalten werden kann.

Erfindungsgemäß ist eine Bauteilzusammenstellung ausgebildet. Die Bauteilzusammenstellung umfasst:

- ein Trägerelement mit einer Gewindebohrung, wobei das Trägerelement aus einem Trägerelementwerkstoff gebildet ist;

- ein Funktionselement mit einer Durchgangsbohrung, welches am Trägerelement befestigt ist, wobei eine Rückseite des Funktionselementes an einer Anlagefläche des Trägerelementes anliegt, wobei das Funktionselement aus einem Funktionselementwerkstoff gebildet ist;

- eine Schraube mit einem Schraubenkopf und einem Gewindeabschnitt, wobei der Gewindeabschnitt durch die Durchgangsbohrung des Funktionselementes hindurch in die Gewindebohrung des Trägerelementes eingeschraubt ist und der Schraubenkopf an einer Schraubenkopfauflagefläche des Funktionselementes anliegt, um das Funktionselement am Trägerelement zu klemmen, wobei die Schraubenkopfauflagefläche eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung aufweist, wobei die Schraube aus einem Schraubenwerkstoff gebildet ist,

wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Funktionselementwerkstoffes größer ist als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes.

Das Funktionselement weist im Bereich der Durchgangsbohrung an der Rückseite eine Freistellung mit einer Freistellungserstreckung auf, wodurch die Schrauben-

kopfauflagefläche elastisch federnd ausgebildet ist.

Überraschenderweise lässt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Funktionselementes eine dauerhaft haltbare Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Trägerelement erreichen. Diese dauerhaft haltbare Verbindung bleibt auch bei stärkeren Temperaturschwankungen beständig. Insbesondere

kann durch die erfindungsgemäße Bauteilzusammenstellung erreicht werden,

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ziert und andererseits wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist die bauliche Ausgestaltung des Funktionselementes. Wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des Funktionswerkstoffes kleiner ist, als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes und es nach dem Zusammenbau zu einer Abkühlung des Funktionselementes und des Schraubenwerkstoffe kommt, treten ebenfalls die obig beschriebenen Effekte auf. Auch hierbei dient die bauliche Ausgestaltung des Funktionselementes dazu, dass aufgrund der federnden Eigenschaft des Funktionselementes auch bei Abkühlung der Bauteilzusammenstellung keine oder nur eine vertretbar geringe plastische Verformung des Funktionselementes auftritt, welche nicht dazu führt, dass das Funktionselement nicht mehr ausreichend gehalten wird. Eine derartige Werkstoffkombination liegt daher im Äquivalenzbereich der Erfindung und fällt ebenfalls

in den Schutzumfang der Patentansprüche.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Freistellungserstreckung zumindest so groß ist, wie die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung. Besonders bei einer derartigen Ausgestaltung des Funktionselementes lässt sich erreichen, dass die Vorspannung der Schraube über die Lebensdauer der Bauteilzusammenstellung

erhalten bleibt.

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verformt wird.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung zwischen 30% und 100%, insbesondere zwischen 50% und 95%, bevorzugt zwischen 70% und 80% der Freistellungserstreckung beträgt. Durch diese Maßnahme kann eine ausreichende Elastizität der Schraubenkopfauflagefläche erreicht werden, wobei diese gleichzeitig eine ausreichende Stabilität bieten kann,

um die notwendige Klemmkraft der Schraube aufnehmen zu können.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Funktionselement aus einer AIlSn-Legierung gebildet ist und die Schraube aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist. Besonders bei einer derartigen Kombination des Werkstoffes des Funktionselementes und des Werkstoffes der Schraube können die positiven Effekte der

langzeitig haltbaren Klemmung des Funktionselementes erreicht werden.

Eine AlSn-Legierung ist eine Legierung, welche Aluminium und Zinn umfasst und besonders als Gleitlagerwerkstoff hervorragende Eigenschaften aufweist. Eine

derartige Legierung weist einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.

In einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass das Funktionselement aus einem Kupferwerkstoff oder einer Kupferlegierung gebildet

ist und die Schraube aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist.

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her Wärmedehnung gebildet sein.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Trägerelement aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass zwischen der Schraubenkopfauflagefläche und der Freistellung ein ringförmiger Kragarm gebildet ist, wobei eine Kragarmdicke zwischen 20% und 100%, insbesondere zwischen 30% und 80%, bevorzugt zwischen 40% und 60% eines Durchgangsbohrungsdurchmessers beträgt. Besonders ein Kragarm mit einer derartigen Kragarmdicke kann eine ausreichende Elastizität bei gleichzeitig ausreichender

Stabilität aufweisen.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Schraubenkopfauflagefläche in einer Senkung versenkt im Funktionselement ausgebildet ist. Dies bringt besonders den Vorteil mit sich, wenn das Funktionselement als Gleitlager ausgebildet ist

und eine Gleitoberfläche aufweist.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Schraube als Dehnschraube ausgebildet ist. Besonders wenn die Schraube als Dehnschraube ausgebildet ist, lässt sich eine langzeitig haltbare Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Trägerelement erreichen. Bei Verwendung einer Dehnschraube kann auch von einem ein vorgegebenes Anzugsdrehmoment abgewichen werden, ohne dass dies zu einer starken Veränderung der Klemmkraft führt, wodurch die Toleranzen bes-

ser eingehalten werden können.

Insbesondere die Kombination einer Schraube mit einem Absatz, welche gleichzeitig als Dehnschraube ausgebildet ist, bringt eine überraschend stabile Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Trägerelement mit sich, da bei einer derart ausgebildeten Schraube das tatsächlich aufgebrachte Anzugsdrehmoment vom vorgegebenen Anzugsdrehmoment abweichen kann und trotzdem eine ausreichende Klemmkraft bzw. Festigung der Schraube im Trägerelement erreicht

werden kann.

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wird.

Erfindungsgemäß ist ein Planetengetriebe ausgebildet. Das Planetengetriebe umfasst:

- einen Planetenträger mit einer ersten Planetenträgerwange und einer zweiten Planetenträgerwange, wobei in zumindest einer der Planetenträgerwangen eine Gewindebohrung ausgebildet ist, wobei die Planetenträgerwange aus einem Planetenträgerwangenwerkstoff gebildet ist;

- zumindest einen Planetenradbolzen, welcher im Planetenträger, insbesondere in den beiden Planetenträgerwangen, aufgenommen ist;

- zumindest ein Planetenrad, welches am Planetenradbolzen gelagert ist;

- zumindest ein Planetenradaxialgleitlager mit einer Durchgangsbohrung, welches zwischen dem Planetenrad und der Planetenträgerwange angeordnet ist und welches an der Planetenträgerwange befestigt ist, wobei eine Rückseite des Planetenradaxialgleitlagers an einer Anlagefläche der Planetenträgerwange anliegt, wobei das Planetenradaxialgleitlager aus einem Planetenradaxialgleitlagerwerkstoff gebildet ist,

- zumindest eine Schraube mit einem Schraubenkopf und einem Gewindeab-

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wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes größer ist als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes. Das Planetenradaxialgleitlager weist im Bereich der Durchgangsbohrung an der Rückseite eine Freistellung mit einer Freistellungserstreckung auf, wodurch die

Schraubenkopfauflagefläche elastisch federnd ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße Planetengetriebe bringt den Vorteil mit sich, dass durch den genannten Aufbau das Planetenradaxialgleitlager über die gesamte Lebensdauer des Planetengetriebes hinweg ausreichend fest und ausreichend haltbar an der Planetenträgerwange gehalten werden kann. Besonders bei Planetengetrieben kommt es im Betrieb zu einer großen Temperaturschwankung der innenliegenden Bauteile des Planetengetriebes, wodurch es notwendig ist, dass das Planetenradaxialgleitlager, welches aus einem Gleitlagerwerkstoff mit einer hohen Wärmedehnung hergestellt ist, durch die Temperaturschwankungen im Bereich der Schraubenkopfauflagefläche nicht plastisch verformt und somit beschädigt

wird.

Erfindungsgemäß ist eine Windkraftanlage mit einem Planetengetriebe ausgebildet, wobei das Planetengetriebe entsprechend den obigen Ausführungen ausgebildet ist.

Für das Wesen der Erfindung ist es nicht erforderlich, dass der Schraubenkopf direkt an einer Schraubenkopfauflage aufliegt. Natürlich ist es auch denkbar und ist dies auch von den Patentansprüchen umfasst, dass zwischen dem Schraubenkopf und der Schraubenkopfauflage eine Beilagscheibe, eine Sicherungsscheibe, ein

Sprengring, ein Federring und dergleichen angeordnet sein kann.

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ausgebildet ist, welche mit der Gewindestange gekoppelt ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes in einer sche-

matischen Schnittdarstellung;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung; Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung; Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung; Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung; Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Bauteilzusammenstellung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes 1 in einer Schnittan-

sicht gemäß einem Querschnitt entlang einer Mittellinie 2 des Planetengetriebes 1.

Bekanntlich umfassen Windkraftanlagen einen Turm an dessen oberen Ende eine Gondel angeordnet ist, in der der Rotor mit den Rotorblättern gelagert ist. Dieser Rotor ist über das Planetengetriebe 1 mit einem Generator, der sich ebenfalls in der Gondel befindet, wirkungsverbunden, wobei über das Planetengetriebe 1 die niedrige Drehzahl des Rotors in eine höhere Drehzahl des Generatorrotors übersetzt wird. Da derartige Ausführungen von Windkraftanlagen zum Stand der Tech-

nik gehören, sei an dieser Stelle an die einschlägige Literatur hierzu verwiesen.

Das Planetengetriebe 1 weist ein Sonnenrad 3 auf, das mit einer Welle 4, die zum Generatorrotor führt, bewegungsgekoppelt ist. Das Sonnenrad 3 ist von mehreren Planetenrädern 5, beispielsweise zwei, vorzugsweise drei, umgeben. Sowohl das Sonnenrad 3 als auch die Planetenräder 5 weisen außenliegende Stirnverzahnungen auf, die in kämmenden Eingriff miteinander stehen, wobei diese Stirnverzah-

nungen in Fig. 1 schematisch dargestellt sind.

Die Planetenräder 5 sind jeweils mittels eines Planetenradbolzens 6 in einem Planetenträger 7 gelagert. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Planetenradbolzen 6 kraft- bzw. formschlüssig in einer ersten Planetenträgerwange 8 und einer zweiten Planetenträgerwange 9 fixiert bzw. aufgenommen ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Planetenradbolzen 6 über ein nicht explizit dargestelltes beliebiges Sicherungselement gegen Verdrehen gesichert wird. Die beiden

Planetenträgerwangen 8, 9 sind Teil des Planetenträgers 7.

Die Planetenräder 5 umgebend ist ein Hohlrad 10 angeordnet, welches eine Innenverzahnung aufweist, die in kämmendem Eingriff mit der Stirnverzahnung der Planetenräder 5 steht. Das Hohlrad 10 kann in einem ein- oder mehrteiligen Pla-

netengetriebegehäuse 11 ausgebildet sein, bzw. mit diesem gekoppelt sein.

Weiters kann vorgesehen sein, dass zur Lagerung der Planetenräder 5 an den Planetenradbolzen 6 je Planetenrad 5 zumindest ein Planetenradradialgleitlager

12 vorgesehen ist.

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Weiters kann vorgesehen sein, dass zur Lagerung der Planetenräder 5 an den Planetenradbolzen 6 je Planetenrad 5 zumindest ein Planetenradaxialgleitlager 13 vorgesehen ist. Das Planetenradaxialgleitlager 13 kann mittels einer Schraube 14

an der Planetenträgerwange 8, 9 befestigt sein.

In der Fig. 2 ist in einer Detailansicht des Details X eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Lagersituation des Planetenradaxialgleitlagers 13 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Be-

schreibung in der vorangegangenen Fig. 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

Im Folgenden wird diese Lagersituation als Bauteilzusammenstellung 15 bezeichnet, da eine derartige Bauteilzusammenstellung 15 nicht nur im Planetengetriebe 1 eingesetzt werden kann, sondern auch in weiteren Anwendungen. Die einzelnen Merkmale der Bauteilzusammenstellung 15 sind natürlich auf das Planetenge-

triebe 1 umzulegen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Planetenradaxialgleitlager 13, welches im Allgemeinen auch als Funktionselement 16 bezeichnet werden kann, mittels der Schraube 14 an der zweiten Planetenträgerwange 9, welche im Allgemeinen auch als Trägerelement 17 bezeichnet werden kann, befestigt. Insbesondere ist vorgesehen, dass im Trägerelement 17 eine Gewindebohrung 18 ausgebildet ist, in wel-

che ein Gewindeabschnitt 19 der Schraube 14 eingeschraubt ist.

Die Schraube 14, insbesondere ein Schraubenschaft 20 der Schraube 14 ist durch eine im Funktionselement 16 angeordnete Durchgangsbohrung 21 hindurchgeführt.

Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, liegt eine Rückseite 22 des Funktionselementes 16 an einer Anlagefläche 23 des Trägerelementes 17 an. Mittels der Schraube 14

wird das Funktionselement 16 an das Trägerelement 17 angedrückt. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass ein Schraubenkopf 24 der Schraube 14 an einer

Schraubenkopfauflagefläche 25 des Funktionselementes 16 anliegt.

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Weiters ist an der Rückseite 22 des Funktionselementes 16 eine Freistellung 26 ausgebildet, welche im Bereich der Schraubenkopfauflagefläche 25 ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Freistellung 26 eine Freistellungserstreckung 27 aufweist. Die Schraubenkopfauflagefläche 25 weist eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schraube 14 als Innensechskantschraube ausgebildet, wobei die Schraubenkopfauflagefläche 25 als Kreisringfläche ausgebildet ist. Die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 entspricht somit im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem

Durchmesser.

In einer alternativen Ausführungsvariante kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 nicht rotationssymmetrisch, sondern beispielsweise rechteckig oder in einer sonstigen Form ausgebildet sein kann. Analog dazu ist auch die Freistellung 26 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als zylindrisches Element ausgebildet, wodurch auch die Freistellungserstreckung 27 ein Durchmesser ist. Natürlich kann auch die Freistellung 26 jede sons-

tige beliebige Form aufweisen.

Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, weist die Durchgangsbohrung 21 einen Durchgangsbohrungsdurchmesser 29 auf. Die Schraubenkopfauflagefläche 25 wird somit zwischen der Schraubenkopfauflageflächenerstreckung 28 und dem Durch-

gangsbohrungsdurchmesser 29 gebildet.

Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, wird durch die Freistellung 26 ein Kragarm 30 gebildet, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisringförmig ausgebildet ist. Der Kragarm 30 weist eine Kragarmdicke 31 auf, welche wesentlich die Steifigkeit bzw. die Festigkeit des Kragarmes 30 bestimmt. Durch die Ausbildung der Freistellung 26 bzw. damit zusammenhängend des Kragarmes 30 kann die

Schraubenkopfauflagefläche 25 elastisch nachgiebig ausgebildet sein.

Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, weist die Freistellung 26 eine Freistellungstiefe 32 auf. Die Freistellungstiefe 32 ist vorzugsweise so groß gewählt, dass bei maxi-

mal auftretender Verformung der Schraubenkopfauflagefläche 25 der Kragarm 30

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nicht an der Anlagefläche 23 des Trägerelementes 17 zur Anlage kommt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Freistellungstiefe 32 der Übersichtlichkeit halber im Vergleich zu den Proportionen der restlichen Bauteile übertrieben groß dargestellt. Die Freistellungstiefe 32 kann zwischen 0,1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 3 mm betragen. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Freistellungstiefe 32 zwischen 1 % und 300 %, insbesondere zwischen 2 % und 200 %, bevorzugt zwischen 50 % und 120 % der Kragarmdicke 31 beträgt.

Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass im Funktionselement 16 eine Senkung 33 ausgebildet ist, welche zur Aufnahme des Schraubenkopfes 24 dient. Die Senkung 33 kann einen Senkungsdurchmesser 34 aufweisen. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Senkungsdurchmesser 34 zwischen 50 % und 200 %, insbesondere zwischen 70 % und 120 %, bevorzugt zwischen 80 %

und 90 % der Freistellungserstreckung 27 beträgt.

In der Fig. 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausfüh-

rungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen Figuren 1

und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Schraube 14 im Bereich des Schraubenschaftes 20 einen Absatz 35 aufweist, welcher im verschraubten Zustand an der Anlagefläche 23 des Trägerelementes 17 anliegt. Der Absatz 35 weist eine Absatzhöhe 36 auf, welche vorzugsweise so gewählt ist, dass im verschraubten Zustand der Schraube 14 der Schraubenkopf 24 derart an die Schraubenkopfauflagefläche 25 angedrückt wird, sodass die Schraubenkopfauflagefläche 25 elastisch verformt wird. Hierdurch kann eine Klemmung bzw. eine Vorspannung der Schraubensituation erreicht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen die Absatzhöhe 36 des Absatzes 35 geringer ist als die Summe aus der Kragarmdicke 31 und der

Freistellungstiefe 32.

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In der Fig. 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen Figuren 1

bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Schraube 14 als Dehnschraube ausgebildet ist, wobei der Schraubenschaft 20 zumindest abschnittsweise einen Verjüngungsabschnitt 37 aufweist. Durch die Verwendung einer Dehnschraube können unterschiedliche Wärmedehnungen des Trägerelementes

17 und der Schraube 14 ausgeglichen bzw. aufgenommen werden.

In der Fig. 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen Figuren 1

bis 4 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Schraube 14 als Dehnschraube ausgebildet ist, wobei der Schraubenschaft 20 zumindest abschnittsweise einen Verjüngungsabschnitt 37 aufweist und gleichzeitig den Absatz 35 auf-

weist.

In der Fig. 6 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Bauteilzusammenstellung 15 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 5 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1

bis 5 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

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Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Hülse 38 ausgebildet ist, welche die Schraube 14 umgibt und die gleiche Funktion erfüllt wie der Absatz 35.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen

Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zu-

grundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert

und/oder verkleinert dargestellt wurden.

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Bezugszeichenliste

Planetengetriebe

Mittellinie

Sonnenrad

Welle

Planetenrad Planetenradbolzen Planetenträger

erste Planetenträgerwange zweite Planetenträgerwange Hohlrad Planetengetriebegehäuse Planetenradradialgleitlager Planetenradaxialgleitlager Schraube Bauteilzusammenstellung Funktionselement Trägerelement Gewindebohrung Gewindeabschnitt Schraubenschaft Durchgangsbohrung Rückseite

Anlagefläche Schraubenkopf Schraubenkopfauflagefläche Freistellung Freistellungserstreckung Schraubenkopfauflageflächen-

erstreckung

29

30 31 32 33 34 35 36 37 38

Durchgangsbohrungsdurchmesser

Kragarm

Kragarmdicke Freistellungstiefe

Senkung Senkungsdurchmesser Absatz

Absatzhöhe Verjüngungsabschnitt

Hülse

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Claims

Patentansprüche

1. Bauteilzusammenstellung (15) umfassend:

- ein Trägerelement (17, 8, 9) mit einer Gewindebohrung (18), wobei das Trägerelement (17, 8, 9) aus einem Trägerelementwerkstoff gebildet ist;

- ein Funktionselement (16, 13) mit einer Durchgangsbohrung (21), welches am Trägerelement (17) befestigt ist, wobei eine Rückseite (22) des Funktionselementes (16) an einer Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17) anliegt, wobei das Funktionselement (16, 13) aus einem Funktionselementwerkstoff gebildet ist;

- eine Schraube (14) mit einem Schraubenkopf (24) und einem Gewindeabschnitt (19), wobei der Gewindeabschnitt (19) durch die Durchgangsbohrung (21) des Funktionselementes (16, 13) hindurch in die Gewindebohrung (18) des Trägerelementes (17, 8, 9) eingeschraubt ist und der Schraubenkopf (24) an einer Schraubenkopfauflagefläche (25) des Funktionselementes (16, 13) anliegt, um das Funktionselement (16, 13) am Trägerelement (17, 8, 9) zu klemmen, wobei die Schraubenkopfauflagefläche (25) eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28) aufweist, wobei die Schraube (14) aus einem Schraubenwerkstoff gebildet ist,

wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Funktionselementwerkstoffes größer ist als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Funktionselement (16, 13) im Bereich der Durchgangsbohrung (21) an der Rückseite (22) eine Freistellung (26) mit einer Freistellungserstreckung (27) aufweist, wodurch die Schraubenkopfauflagefläche (25) elastisch federnd ausgebildet

ist.

2. Bauteilzusammenstellung (15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellungserstreckung (27) zumindest so groß ist, wie die Schrau-

benkopfauflageflächenerstreckung (28).

3. Bauteilzusammenstellung (15) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-

kennzeichnet, dass die Schraube (14) anschließend an den Schraubenkopf (24)

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einen Absatz (35) aufweist, welcher an der Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17, 8, 9) anliegt oder dass eine Hülse (38) ausgebildet ist, sich zwischen dem Schraubenkopf (24) und der Anlagefläche (23) des Trägerelementes (17, 8, 9) er-

streckt.

4. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28) zwischen 30% und 100%, insbesondere zwischen 50% und 95%, be-

vorzugt zwischen 70% und 80% der Freistellungserstreckung (27) beträgt.

5. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (16, 13) aus einer AIlSn-Legierung gebildet ist und die Schraube (14) aus einem Stahlwerkstoff gebildet ist.

6. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schraubenkopfauflagefläche (25) und der Freistellung (26) ein ringförmiger Kragarm (30) gebildet ist, wobei eine Kragarmdicke (31) zwischen 20% und 100%, insbesondere zwischen 30% und 80%, bevorzugt zwischen 40% und 60% eines Durchgangsbohrungsdurch-

messers (29) beträgt.

7. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenkopfauflagefläche (25) in

einer Senkung (33) versenkt im Funktionselement (16, 13) ausgebildet ist.

8. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (14) als Dehnschraube aus-

gebildet ist.

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9. Bauteilzusammenstellung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenkopfauflagefläche (25) bei

einer Umgebungstemperatur von 20°C elastisch vorgespannt ist.

10. Planetengetriebe (1), das Planetengetriebe (1) umfassend:

- einen Planetenträger (7) mit einer ersten Planetenträgerwange (8) und einer zweiten Planetenträgerwange (9), wobei in zumindest einer der Planetenträgerwangen (8, 9) eine Gewindebohrung (18) ausgebildet ist, wobei die Planetenträgerwange (8, 9) aus einem Planetenträgerwangenwerkstoff gebildet ist;

- zumindest einen Planetenradbolzen (6), welcher im Planetenträger (7), insbesondere in den beiden Planetenträgerwangen (8, 9), aufgenommen ist;

- zumindest ein Planetenrad (5), welches am Planetenradbolzen (6) gelagert ist;

- zumindest ein Planetenradaxialgleitlager (13) mit einer Durchgangsbohrung (21), welches zwischen dem Planetenrad (5) und der Planetenträgerwange (8, 9) angeordnet ist und welches an der Planetenträgerwange (8, 9) befestigt ist, wobei eine Rückseite (22) des Planetenradaxialgleitlagers (13) an einer Anlagefläche (23) der Planetenträgerwange (8, 9) anliegt, wobei das Planetenradaxialgleitlager (13) aus einem Planetenradaxialgleitlagerwerkstoff gebildet ist,

- zumindest eine Schraube (14) mit einem Schraubenkopf (24) und einem Gewindeabschnitt (19), wobei der Gewindeabschnitt (19) durch die Durchgangsbohrung (21) des Planetenradaxialgleitlagers (13) hindurch in die Gewindebohrung (18) der Planetenträgerwange (8, 9) eingeschraubt ist und der Schraubenkopf (24) an einer Schraubenkopfauflagefläche (25) des Planetenradaxialgleitlagers (13) anliegt, um das Planetenradaxialgleitlager (13) an der Planetenträgerwange (8, 9) zu klemmen, wobei die Schraubenkopfauflagefläche (25) eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28) aufweist, wobei die Schraube (14) aus einem Schraubenwerkstoff gebildet ist,

wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Planetenradaxialgleitlagerwerkstoffes größer ist als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Schraubenwerkstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass

das Planetenradaxialgleitlager (13) im Bereich der Durchgangsbohrung (21) an

der Rückseite (22) eine Freistellung (26) mit einer Freistellungserstreckung (27)

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aufweist, welche zumindest so groß ist, wie eine Schraubenkopfauflageflächenerstreckung (28), wodurch die Schraubenkopfauflagefläche (25) elastisch federnd

ausgebildet ist.

11. Windkraftanlage mit einem Planetengetriebe (1), dadurch gekennzeich-

net, dass Planetengetriebe (1) nach Anspruch 10 ausgebildet ist.

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