DE102014201324A1

DE102014201324A1 - Variable speed machine gear unit

Info

Publication number: DE102014201324A1
Application number: DE102014201324.0A
Authority: DE
Inventors: Ralf Martin Dinter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2015-07-30
Also published as: WO2015110618A3; WO2015110618A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit. Die Maschinen-Getriebe-Einheit umfasst eine drehzahlveränderliche elektrische Maschine (R) und ein mit der elektrischen Maschine (R) rotatorisch gekoppeltes Überlagerungsgetriebe (P). Dabei sind die elektrische Maschine (R) und das Getriebe (P) als eine Baueinheit in einem gemeinsamen Gehäuse (4) angeordnet.The present invention relates to a variable speed engine-transmission unit. The engine-transmission unit comprises a variable-speed electric machine (R) and a superposition gear (P) rotationally coupled to the electric machine (R). In this case, the electric machine (R) and the transmission (P) are arranged as a structural unit in a common housing (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit. The present invention relates to a variable speed engine-transmission unit.

GB 1 305 393 A (W. H. Allen Sons & Co. Ltd.) 31.01.1973 beschreibt einen drehzahlveränderlichen Antrieb, der einen größeren drehzahlkonstanten Elektromotor, einen kleineren drehzahlveränderlichen Elektromotor und ein dreiwelliges Umlaufgetriebe aufweist. Die beiden antreibenden Elektromotoren und eine Abtriebswelle können in jeder beliebigen Kombination jeweils mit dem Sonnenrad, dem Planetenträger und dem Hohlrad des Getriebes verbunden sein. GB 1 305 393 A (WH Allen Sons & Co. Ltd.) 31.01.1973 describes a variable speed drive having a larger speed constant electric motor, a smaller variable speed electric motor and a three-shaft epicyclic gear. The two driving electric motors and an output shaft can be connected in any combination with each of the sun gear, the planetary carrier and the ring gear of the transmission.

DE 36 40 146 A1 (H.-G. Eckhardt) 01.06.1988 beschreibt einen drehzahlveränderlichen Antrieb mit einem dreiwelligen Planetengetriebe, dessen zwei Antriebswellen mit voneinander unabhängig betriebenen Antriebsmaschinen verbunden sind. Dabei kann die eine, drehzahlveränderliche, Antriebsmaschine auch als Generator betrieben werden. DE 36 40 146 A1 (H.-G. Eckhardt) 01.06.1988 describes a variable-speed drive with a three-shaft planetary gear, the two drive shafts are connected to each other independently driven drive machines. The one, variable speed, prime mover can also be operated as a generator.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Getriebe bereitzustellen. It is an object of the invention to provide an improved transmission.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit gemäß Anspruch 1. The object is achieved by a variable-speed machine-gear unit according to claim 1.

Die drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit umfasst eine drehzahlveränderliche elektrische Maschine und ein mit der elektrischen Maschine rotatorisch gekoppeltes Überlagerungsgetriebe. Die elektrische Maschine und das Getriebe sind als eine Baueinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. The variable-speed engine-transmission unit comprises a variable-speed electric machine and a superposition gear rotatably coupled to the electric machine. The electric machine and the transmission are arranged as a structural unit in a common housing.

Mit dem Begriff „elektrische Maschine“ sind solche elektrischen Maschinen gemeint, welche, je nach dem Betriebspunkt der Maschine, sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden können. Der Leistungsfluss ist je nach dem Betriebspunkt der Maschine motorisch oder generatorisch. By the term "electrical machine" is meant such electrical machines which, depending on the operating point of the machine, can be operated both as a motor and as a generator. The power flow is motorized or regenerative, depending on the operating point of the machine.

Das gemeinsame Gehäuse kann aus zwei oder mehr Komponenten, wie z.B. Grundkörper, Deckel, Flansche, Schilde, zusammengesetzt sein. The common housing may be made of two or more components, such as e.g. Body, cover, flanges, shields, be composed.

Die vorliegende Erfindung, bei der eine auch „Regulator“ genannte drehzahlvariable elektrische Maschine, wie sie insbesondere in einem drehzahlvariablen Antrieb, umfassend einen drehzahlkonstanten Elektromotor und eine drehzahlvariable elektrische Maschine, zum Einsatz kommt, in ein Getriebe integriert ist, hat den Vorteil, dass die somit gebildete integrierte Maschinen-Getriebe-Einheit bzw. Regulator-Getriebe-Einheit auf einfache Weise mit einem drehzahlkonstanten Standard-Elektromotor verbunden werden kann. The present invention, in which a variable-speed electric machine, also called a "regulator", which is used in particular in a variable-speed drive, comprising a constant-speed electric motor and a variable-speed electrical machine, is integrated in a transmission, has the advantage that the thus formed integrated machine-gear unit or regulator-gear unit can be easily connected to a standard speed electric motor.

Durch die Integration des Regulators in das Getriebe wird eine kompakte Bauweise der Maschinen-Getriebe-Einheit erreicht. Gegenüber herkömmlichen Lösungen können somit Kupplungen zwischen der drehzahlvariablen elektrischen Maschine und dem Getriebe entfallen. Die Lagerung von drehenden Teilen des Regulators kann von Bauteilen im Getriebe übernommen werden. By integrating the regulator into the transmission, a compact design of the engine-transmission unit is achieved. Compared with conventional solutions thus clutches between the variable-speed electric machine and the transmission can be omitted. The storage of rotating parts of the regulator can be taken over by components in the gearbox.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen drehzahlveränderlichen Antrieb nach Anspruch 4. Der drehzahlveränderliche Antrieb umfasst eine drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und einen drehzahlkonstanten Elektromotor. Dabei ist ein erstes drehbar gelagertes Bauelement des Getriebes mit der drehzahlveränderlichen elektrischen Maschine rotatorisch gekoppelt. Außerdem ist ein zweites drehbar gelagertes Bauelement des Getriebes mit dem drehzahlkonstanten Elektromotor rotatorisch gekoppelt. Während der drehzahlkonstante Elektromotor ständig motorisch betrieben wird, arbeitet die drehzahlvariable elektrische Maschine je nach Betriebspunkt als Motor oder als Generator. Der Leistungsfluss ist also je nach dem Betriebspunkt der elektrischen Maschine motorisch oder generatorisch. The object is also achieved by a variable-speed drive according to claim 4. The variable-speed drive comprises a variable-speed machine-gear unit according to one of claims 1 to 3 and a constant-speed electric motor. In this case, a first rotatably mounted component of the transmission with the variable-speed electric machine is rotatably coupled. In addition, a second rotatably mounted component of the transmission is rotatably coupled to the constant-speed electric motor. While the constant-speed electric motor is constantly operated by a motor, the variable-speed electric machine operates as a motor or as a generator depending on the operating point. The power flow is thus motor or generator depending on the operating point of the electric machine.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Motor-Baukasten nach Anspruch 6. Der Motor-Baukasten ist geeignet für drehzahlveränderliche Antriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 5. Der Motor-Baukasten umfasst eine Elektromotor-Baureihe von drehzahlkonstanten Elektromotoren und eine Baureihe von drehzahlveränderlichen elektrischen Maschinen. Die Baureihe von drehzahlveränderlichen elektrischen Maschinen umfasst Gruppen von je zwei oder mehr drehzahlveränderlichen elektrischen Maschinen, die zur Kombination mit je einem drehzahlkonstanten Elektromotor der Elektromotor-Baureihe geeignet sind. The motor kit is suitable for variable-speed drives according to one of claims 4 to 5. The motor kit comprises an electric motor series of constant-speed electric motors and a series of variable-speed electric machines , The series of variable-speed electric machines comprises groups of two or more variable-speed electrical machines, which are suitable for combination with one constant-speed electric motor of the electric motor series.

Für eine kostengünstige Fertigung und Lagerhaltung ist es vorteilhaft, die verschiedenen Motoren einer Motorreihe mit möglichst vielen gleichartigen Komponenten nach dem Baukastenprinzip aufbauen zu können. For cost-effective production and warehousing, it is advantageous to be able to construct the various motors of a motor series with as many similar components as possible on the modular principle.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der drehzahlveränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheit umfasst die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor. Dabei ist der Rotor mit einem drehbar gelagerten Bauelement des Getriebes verbunden. Es ist möglich, dass die elektrische Maschine als ein Innenläufer-Torquemotor ausgebildet ist. According to a preferred embodiment of the variable-speed machine-gear unit, the electric machine comprises a stator and a rotor. In this case, the rotor is connected to a rotatably mounted component of the transmission. It is possible that the electrical machine is designed as an internal rotor torque motor.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der drehzahlveränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheit weist das Gehäuse an einer seiner Stirnseiten einen Flansch zur Montage an einen Anschlussflansch eines Standard-Elektromotors auf. According to a preferred embodiment of the variable-speed machine-gear unit, the housing has on one of its end faces a flange for mounting on a connecting flange of a standard electric motor.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der drehzahlveränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheit ist der drehzahlkonstante Elektromotor ein Motor einer Elektromotor-Baureihe, vorzugsweise einer Baureihe von Standardmotoren, und/oder die drehzahlveränderliche elektrische Maschine eine elektrische Maschine aus einer Baureihe von elektrischen Maschinen ist. Für eine kostengünstige Fertigung und Lagerhaltung ist es vorteilhaft, die verschiedenen Motoren einer Motorreihe mit möglichst vielen gleichartigen Komponenten nach dem Baukastenprinzip aufbauen zu können. Somit können Standardmotoren zur Erweiterung bestehender Baureihen genutzt werden. According to a preferred embodiment of the variable-speed machine-gear unit, the constant-speed electric motor is a motor of an electric motor series, preferably a series of standard motors, and / or the variable-speed electric machine is an electric machine of a series of electric machines. For a cost-effective production and warehousing, it is advantageous to be able to build the various motors of a motor series with as many similar components on the modular principle. Thus, standard motors can be used to expand existing series.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der drehzahlveränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheit erfolgt die Steuerung der Drehzahl der drehzahlvariablen elektrischen Maschine mittels eines Frequenzumrichters. According to a preferred embodiment of the variable-speed machine-gear unit, the control of the rotational speed of the variable-speed electric machine by means of a frequency converter takes place.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung erläutert. Es zeigt In the following the invention will be explained with reference to several embodiments with the aid of the accompanying drawings. It shows

1 ein Konzept eines herkömmlichen drehzahlvariablen Antriebs; 1 a concept of a conventional variable speed drive;

2 ein Konzept eines drehzahlvariablen Antriebs mit einer erfindungsgemäßen Maschinen-Getriebe-Kombination; 2 a concept of a variable speed drive with a machine-gear combination according to the invention;

3 ein erstes Getriebeschema eines in der Maschinen-Getriebe-Kombination enthaltenen Getriebes; 3 a first transmission diagram of a transmission contained in the engine-transmission combination;

4 ein weiteres Getriebeschema eines in der Maschinen-Getriebe-Kombination enthaltenen Getriebes; 4 another transmission scheme of a transmission contained in the engine-transmission combination;

5 ein weiteres Getriebeschema eines in der Maschinen-Getriebe-Kombination enthaltenen Getriebes; 5 another transmission scheme of a transmission contained in the engine-transmission combination;

6 ein Beispiel einer konkreten Ausgestaltung einer Maschinen-Getriebe-Kombination; und 6 an example of a concrete embodiment of a machine-gearbox combination; and

7 eine schematische Darstellung einer Maschinen-Getriebe-Kombination, die mit einem Elektromotor verbunden ist. 7 a schematic representation of a machine-gearbox combination, which is connected to an electric motor.

1 zeigt einen herkömmlichen drehzahlvariablen Antrieb, der eine elektrische Maschine R, einen Elektromotor M und ein dreiwelliges Überlagerungsgetriebe P umfasst. Mittels der Schalter S können die elektrische Maschine R und der Elektromotor M jeweils mit einem elektrischen Spannungsnetz N verbunden werden. Die elektrische Maschine R kann mittels eines Umrichters C drehzahlvariabel betrieben werden. Die elektrische Maschine R arbeitet je nach Betriebspunkt als Motor oder als Generator, wohingegen der Elektromotor M drehzahlkonstant als Motor arbeitet. Die elektrische Maschine R ist mittels einer ersten Antriebswelle 5, der Elektromotor M mittels einer zweiten Antriebswelle 6 jeweils mit dem Überlagerungsgetriebe P rotatorisch gekoppelt. Das Überlagerungsgetriebe P kann mittels einer Abtriebswelle 10 mit einer Arbeitsmaschine verbunden werden. Der Antrieb des Getriebes P erfolgt durch die zwei Antriebswellen 5 und 6, wobei die erste Antriebswelle 5 auch Leistung an die drehzahlvariable elektrische Maschine R zurückspeisen kann, welche dann generatorisch arbeitet. 1 shows a conventional variable-speed drive, which includes an electric machine R, an electric motor M and a three-wave superposition gear P. By means of the switches S, the electrical machine R and the electric motor M can each be connected to an electrical voltage network N. The electrical machine R can be operated by means of an inverter C variable speed. Depending on the operating point, the electric machine R operates as a motor or as a generator, whereas the electric motor M operates as a constant-speed motor. The electric machine R is by means of a first drive shaft 5 , the electric motor M by means of a second drive shaft 6 each rotatably coupled to the superposition gear P. The superposition gear P can by means of an output shaft 10 be connected to a work machine. The drive of the transmission P is effected by the two drive shafts 5 and 6 , wherein the first drive shaft 5 can also feed back power to the variable-speed electrical machine R, which then operates as a generator.

Ein Vorteil dieses drehzahlvariablen Antriebs, der einen größeren drehzahlkonstanten Elektromotor mit einer kleineren drehzahlveränderlichen elektrischen Maschine kombiniert, gegenüber Lösungen mit nur einem drehzahlvariablen Motor liegt darin, dass die relativ kleine drehzahlveränderliche elektrische Maschine des drehzahlvariablen Antriebs mit einem deutlich kleineren Umrichter als bei der einmotorigen Lösung betrieben werden kann. An advantage of this variable speed drive, which combines a larger speed constant electric motor with a smaller variable speed electric machine, compared to solutions with only one variable speed motor is that the relatively small variable speed electric machine of the variable speed drive operated with a much smaller inverter than the single engine solution can be.

2 illustriert schematisch die vorliegende Erfindung, bei der die auch „Regulator“ genannte drehzahlvariable elektrische Maschine des drehzahlvariablen Antriebs in das Getriebe integriert ist, so dass die integrierte drehzahlvariable Maschinen-Getriebe-Einheit mit einem Standard-Motor betrieben werden kann. 2 schematically illustrates the present invention, in which the speed-variable electric machine of the variable-speed drive, also called "regulator", is integrated into the transmission, so that the integrated variable-speed machine-gear unit can be operated with a standard motor.

Das dreiwellige Überlagerungsgetriebe kann als ein Planetengetriebe ausgeführt werden. In den 3 bis 5 sind verschiedene Schemata eines Planetengetriebes P dargestellt, welche je nach gewünschter Übersetzung gewählt werden können. The three-wave superposition gear can be designed as a planetary gear. In the 3 to 5 different schemes of a planetary gear P are shown, which can be selected depending on the desired translation.

3 zeigt ein erstes Getriebeschema des Planetengetriebes P, bei welcher der Planetenträger PS mit der ersten Antriebswelle 7 des Planetengetriebes P und das Sonnenrad P1 mit der zweiten Antriebswelle 8 des Planetengetriebes P verbunden ist. Die in dem Planetenträger PS gelagerten Planeten PP kämmen mit dem rotierbar gelagerten Hohlrad P2, welches mit der Abtriebswelle 10 des Planetengetriebes P verbunden ist. 3 shows a first transmission scheme of the planetary gear P, in which the planet carrier PS with the first drive shaft 7 of the planetary gear P and the sun gear P1 with the second drive shaft 8th of the planetary gear P is connected. The planetary carrier PS mounted in the planet PP mesh with the rotatably mounted ring gear P2, which with the output shaft 10 of the planetary gear P is connected.

4 zeigt ein weiteres Getriebeschema des Planetengetriebes P, bei welcher das Hohlrad P2 mit der ersten Antriebswelle 7 des Planetengetriebes P und das Sonnenrad P1 mit der zweiten Antriebswelle 8 des Planetengetriebes P verbunden ist. Der Planetenträger PS ist mit der Abtriebswelle 10 des Planetengetriebes P verbunden. 4 shows a further transmission scheme of the planetary gear P, in which the ring gear P2 with the first drive shaft 7 of the planetary gear P and the sun gear P1 with the second drive shaft 8th of the planetary gear P is connected. The planet carrier PS is with the output shaft 10 connected to the planetary gear P.

5 zeigt ein weiteres Getriebeschema des Planetengetriebes P, bei welcher das Hohlrad P2 mit der ersten Antriebswelle 7 des Planetengetriebes P und der Planetenträger PS mit der zweiten Antriebswelle 8 des Planetengetriebes P verbunden ist. Das Sonnenrad P1 ist mit der Abtriebswelle 10 des Planetengetriebes P verbunden. 5 shows a further transmission scheme of the planetary gear P, in which the ring gear P2 with the first drive shaft 7 of the planetary gear P and the planet carrier PS with the second drive shaft 8th of the planetary gear P is connected. The sun gear P1 is connected to the output shaft 10 connected to the planetary gear P.

In allen drei beschriebenen Getriebeschemata kann die zweite Antriebswelle 8 des Planetengetriebes P mit dem drehzahlkonstanten Motor M verbunden werden. Die Abtriebswelle 10 des Planetengetriebes P bildet eine Verbindung zu einer Arbeitsmaschine. Die erste Antriebswelle 7 des Planetengetriebes P kann mit der drehzahlvariablen elektrischen Maschine (Regulator) verbunden werden. Durch die Integration von Regulator und Getriebe in eine bauliche Einheit ist die erste Antriebswelle 7 des Planetengetriebes P somit in die Maschinen-Getriebe-Einheit integriert. In all three described transmission schemes, the second drive shaft 8th of the planetary gear P are connected to the constant-speed motor M. The output shaft 10 of the planetary gear P forms a connection to a working machine. The first drive shaft 7 of the planetary gear P can be connected to the variable speed electric machine (regulator). The integration of regulator and gearbox in a structural unit is the first drive shaft 7 of the planetary gear P thus integrated into the engine-transmission unit.

6 zeigt eine Maschinen-Getriebe-Kombination mit dem in 3 gezeigten Getriebeschema, umfassend einen Regulator R und ein Überlagerungsgetriebe P, wobei der Begriff „Regulator“ ein Synonym für eine drehzahlvariable elektrische Maschine ist. Der Regulator R wird je nach Betriebspunkt der Maschinen-Getriebe-Kombination motorisch oder generatorisch betrieben. In der Regel wird die Drehzahländerung des drehzahlvariablen Elektromotors R durch einen Umrichter erreicht. 6 shows a machine-gearbox combination with the in 3 shown transmission scheme, comprising a regulator R and a superposition gear P, wherein the term "regulator" is a synonym for a variable speed electric machine. The regulator R is operated depending on the operating point of the machine-gear combination motor or generator. In general, the speed change of the variable-speed electric motor R is achieved by a converter.

Die Maschinen-Getriebe-Kombination R, P ist in einem gemeinsamen Gehäuse 4 untergebracht. Der Einfachheit halber sind die einzelnen Komponenten des Gehäuses 4, aus denen das Gehäuse aus Gründen der Montierbarkeit der Maschinen-Getriebe-Kombination zusammengesetzt ist, in 6 nicht dargestellt. Das Gehäuse 4 weist an seinen beiden entgegengesetzten Stirnseiten je eine Wellendurchführung für eine Antriebswelle 8 und eine koaxial zur Antriebswelle 8 angeordnete Abtriebswelle 10 auf. Am getriebeseitigen Ende der Antriebswelle 8 ist ein Sonnenrad P1 des Getriebes P drehfest angeordnet bzw. ist die Antriebswelle 8 als ein Sonnenrad P1 ausgebildet, während die Abtriebswelle 10 drehfest mit einem drehbar gelagerten Hohlrad P2 des Getriebes P verbunden ist. The machine-gearbox combination R, P is in a common housing 4 accommodated. For simplicity, the individual components of the housing 4 , from which the housing is composed for reasons of mountability of the machine-gearbox combination, in 6 not shown. The housing 4 has at its two opposite end faces each have a shaft passage for a drive shaft 8th and a coaxial with the drive shaft 8th arranged output shaft 10 on. At the transmission end of the drive shaft 8th is a sun gear P1 of the transmission P rotatably disposed or is the drive shaft 8th formed as a sun gear P1, while the output shaft 10 rotatably connected to a rotatably mounted ring gear P2 of the transmission P.

Das Getriebegehäuse 4 weist stirnseitig jeweils einen ringförmigen Lagerstutzen 18, 20 zur Durchführung und Lagerung der Antriebswelle 8 und der Abtriebswelle 10 auf. Die Lagerstutzen 18, 20 weisen Aufnahmen bzw. Führungselemente für erste Lager L1, L2 bzw. eine Wellendichtung D1 der Antriebswelle 8 und zweite Lager L5, L6 bzw. eine Wellendichtung D4 der Abtriebswelle 10 auf. The gearbox 4 has frontally each an annular bearing neck 18 . 20 for the passage and storage of the drive shaft 8th and the output shaft 10 on. The bearing neck 18 . 20 have recordings or guide elements for first bearing L1, L2 and a shaft seal D1 of the drive shaft 8th and second bearings L5, L6 and a shaft seal D4 of the output shaft 10 on.

Die Antriebswelle 8 ist mit den ersten Lagern L1, L2 in dem Lagerstutzen 18 an der Antriebsseite der Maschinen-Getriebe-Kombination R, P gelagert. An der vom Getriebeinneren abgewandten Seite der ersten Lager L1, L2 ist zwischen der Antriebswelle 8 und dem Gehäuse eine Dichtung D1 angeordnet, die verhindert, dass Schmutz von außen in das Gehäuseinnere eindringt und Schmierstoff aus dem Gehäuseinneren entweicht. Die Lagerung des Sonnenrad P1 gegenüber dem Gehäuse 4 erfolgt also mittels der ersten Lager L1, L2. The drive shaft 8th is with the first bearings L1, L2 in the bearing neck 18 stored on the drive side of the machine-gearbox combination R, P. At the side facing away from the gear inside of the first bearing L1, L2 is between the drive shaft 8th and the housing a seal D1 arranged, which prevents dirt from entering from the outside into the housing interior and escaping lubricant from the inside of the housing. The bearing of the sun gear P1 opposite the housing 4 takes place by means of the first bearing L1, L2.

In einem als Motorraum ausgebildeten ersten Gehäuseabschnitt sind die Bauteile des Regulators R angeordnet: ein an dem Gehäuse 4 fixierter Stator 1 und ein drehbar in dem Gehäuse gelagerter Rotor 2. Der von dem Stator 1 durch einen ringförmigen Luftspalt beabstandete Rotor 2 ist über eine elektrische Isolierung IS drehfest an einem Planetenträger PS, auch als Steg bezeichnet, befestigt, welcher mittels dritter Lager L3, L4 drehbar in dem Gehäuse 4 gelagert ist. Dabei ist der die elektrischen Bauteile Stator 1 und Rotor 2 enthaltende Motorraum R durch Dichtungen D2 und D3 gegenüber dem ein Schmiermittel enthaltenden Getrieberaum P abgedichtet. Diese Dichtungen D2, D3 liegen einerseits an dem Außenumfang eines Hohlwellenstumpfs des Planetenträgers PS und andererseits an zwei ringförmigen Rippen an, die von der Innenseite des Gehäuses 4 abstehen. In a first housing section designed as an engine compartment, the components of the regulator R are arranged: one on the housing 4 fixed stator 1 and a rotatably mounted in the housing rotor 2 , The one from the stator 1 rotor spaced by an annular air gap 2 is rotatably connected via an electrical insulation IS to a planet carrier PS, also referred to as a web, attached, which rotates by means of third bearing L3, L4 in the housing 4 is stored. It is the electrical components stator 1 and rotor 2 containing engine compartment R sealed by seals D2 and D3 against the lubricant containing a gear P space. These seals D2, D3 are on the one hand on the outer circumference of a hollow shaft stump of the planet carrier PS and on the other hand on two annular ribs, which from the inside of the housing 4 protrude.

Der Arbeitsraum der elektrischen Maschine R und des Getriebes P sind gegeneinander abgedichtet. Auf diese Weise kann der Schmierstoff vom Getriebe nicht zur elektrischen Maschine gelangen. Die Positionen der Dichtungen können auch von denen in 6 gezeigten Positionen abweichen. In einer alternativen Ausführung des Maschinen-Getriebe-Kombination kann vorgesehen sein, dass ein Getriebe-Schmierstoff wie Getriebeöl auch als Kühlmittel dient, sowohl für das Getriebe als auch für den Regulator. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Dichtungen D2 und D3, welche in 6 den Motorraum R gegenüber dem ein Schmiermittel enthaltenden Getrieberaum P abdichten, entfallen. The working space of the electric machine R and the transmission P are sealed against each other. In this way, the lubricant from the transmission can not get to the electric machine. The positions of the seals can also vary from those in 6 different positions shown. In an alternative embodiment of the engine-gearbox combination can be provided that a gear lubricant such as gear oil also serves as a coolant, both for the transmission and for the regulator. For this purpose, it may be provided that the seals D2 and D3, which in 6 the engine compartment R seal against the transmission medium containing a lubricant P, omitted.

In einem als Getrieberaum ausgebildeten zweiten Gehäuseabschnitt sind die Bauteile des Planetengetriebes P angeordnet. Die auf in dem Planetenträger PS angeordneten Planetenachsen PA gelagerten Planeten PP kämmen einerseits mit dem Sonnenrad P1 und andererseits mit einem Hohlrad P2. Dabei ist der Planetenträger PS auf einer Seite über ein Lager L4 gegen das Gehäuse 4 und auf der anderen Seite über ein Lager L3 gegen das Hohlrad P2 gelagert. Das Hohlrad P2 ist mit der Abtriebswelle 10 drehfest verbunden und über diese in den zweiten Lagern L5, L6 in dem Getriebegehäuse gelagert. Auf der von dem Regulator R abgewandten Seite der zweiten Lager L5, L6 schützt die Dichtung D4 den Getrieberaum gegen ein Eindringen von Schmutz bzw. gegen ein Entweichen von Schmierstoff. In a second housing section designed as a gear housing, the components of the planetary gear P are arranged. The mounted on the planet carrier PS planetary axes PA planet PP mesh on the one hand with the sun gear P1 and on the other hand with a ring gear P2. In this case, the planet carrier PS is on one side via a bearing L4 against the housing 4 and mounted on the other side via a bearing L3 against the ring gear P2. The ring gear P2 is connected to the output shaft 10 rotatably connected and about this in the second bearings L5, L6 stored in the transmission housing. On the side facing away from the regulator R side of the second bearing L5, L6, the seal D4 protects the gear housing against ingress of dirt or against leakage of lubricant.

Durch die Kombination einer drehzahlveränderlichen elektrischen Maschine R mit einem Standard-Elektromotor M kann der Anwendungsbereich einer existierenden Baureihe des Standard-Elektromotors M auf einfache Weise erweitert werden. By combining a variable-speed electric machine R with a standard electric motor M, the scope of an existing series of the standard electric motor M can be easily extended.

Alternativ zu der in 6 gezeigten Ausgestaltung, bei der Regulator R auf der linken Seite des Getriebes P angeordnet ist, kann der Regulator R auch auf der entgegengesetzten, rechten Seite des Getriebes P angeordnet sein. Alternatively to the in 6 shown embodiment, in which regulator R is arranged on the left side of the transmission P, the regulator R can also be arranged on the opposite, right side of the transmission P.

Alternativ zu der in 6 gezeigten Ausgestaltung, bei der die Lager L3, L4 des Planetenträger PS auf beiden Stirnseiten der Planetenräder PP angeordnet sind, können die Lager L3, L4 des Planetenträger PS auch auf derselben Stirnseite der Planetenräder PP angeordnet sein, d.h. entweder rechts oder links. Alternatively to the in 6 shown embodiment, in which the bearings L3, L4 of the planet carrier PS are arranged on both faces of the planetary gears PP, the bearings L3, L4 of the planet carrier PS can also be arranged on the same end face of the planetary gears PP, ie either right or left.

Es ist auch möglich, dass die Sonne P1 relativ zu dem Planetenträger PS gelagert ist. It is also possible that the sun P1 is mounted relative to the planet carrier PS.

Es ist auch möglich, dass das Planetengetriebe P ein Getriebe der in den 4 oder 5 gezeigten Getriebeschemata ist. It is also possible that the planetary gear P is a transmission in the 4 or 5 is shown transmission schemes.

7 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Maschinen-Getriebe-Kombination P, R wie in 6, die mittels einer Flanschverbindung F1, F2 mit einem Elektromotor M verbunden ist. Das Gehäuse 4 der Maschinen-Getriebe-Kombination P, R weist zwei Stirnseiten 41, 42 auf. An einer Stirnseite 41 des Gehäuses 4 ist ein Flansch F2 ausgebildet, an dem ein Anschlussflansch F1 eines Standard-Elektromotors M montiert ist. 7 shows a schematic side view of an engine-transmission combination P, R as in 6 , which is connected by means of a flange F1, F2 with an electric motor M. The housing 4 the machine-gearbox combination P, R has two end faces 41 . 42 on. At one end 41 of the housing 4 a flange F2 is formed on which a connection flange F1 of a standard electric motor M is mounted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

GB 1305393 A [0002]
DE 3640146 A1 [0003]

Claims

Variable speed engine / gearbox unit comprising a variable speed electric machine (R) and a superposition gear (P) rotationally coupled to the electric machine (R), the electric machine (R) and the gearbox (P) being a unit in common Casing ( 4 ) are arranged.

Variable speed engine-gear unit according to claim 1, wherein the electric machine (R) comprises a stator ( 1 ) and a rotor ( 2 ) and the rotor ( 2 ) is connected to a rotatably mounted component of the transmission (P).

Variable speed engine-gear unit according to claim 1 or 2, wherein the housing ( 4 ) on one of its end faces ( 41 . 42 ) has a flange (F2) for mounting to a connecting flange (F1) of a standard electric motor (M).

Variable-speed drive comprising a variable-speed machine-gear unit according to one of claims 1 to 3 and a constant-speed electric motor (M), wherein a first rotatably mounted component of the transmission (P) with the variable-speed electric machine (R) and a second rotatably mounted component of the transmission (P) is rotatably coupled to the constant-speed electric motor (M).

Variable speed drive according to claim 4, wherein the speed constant electric motor (M) is a motor of an electric motor series, preferably a series of standard electric motors, and / or the variable speed electric machine (R) is an electric machine of a series of electric machines.

Motor kit for variable speed drives according to one of claims 4 to 5, comprising an electric motor series of constant-speed electric motors (M1, M2, M3, ..., Mn) and a series of variable-speed electric machines (R1, R2, R3,. .., Rn), wherein the series of variable-speed electrical machines (R1, R2, R3, ..., Rn) groups of two or more variable-speed electric machines (R1, R2, R3) comprises, for combination with one each Constant speed electric motor (M1) of the electric motor series are suitable.