WO2015110618A2 - Variable-speed machine gearbox unit - Google Patents

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WO2015110618A2 PCT/EP2015/051436 EP2015051436W WO2015110618A2 WO 2015110618 A2 WO2015110618 A2 WO 2015110618A2 EP 2015051436 W EP2015051436 W EP 2015051436W WO 2015110618 A2 WO2015110618 A2 WO 2015110618A2
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Abstract

The invention relates to a variable-speed machine gearbox unit comprising a variable-speed electric machine (R) having a stator (1) and a rotor (2) and a speed modulation planetary gearbox (P) comprising a sun gear (P1), a ring gear (P2) and a planetary carrier (PS), in which gearbox planetary gears (PP) that mesh with both the sun gear (P1) and the ring gear (P2) are rotatably mounted. The machine (R) and the gearbox (P) are coaxially arranged in a housing (4) and form a single structural unit. The rotor (2) is non-rotatably connected to the planetary carrier (PS) or the ring gear (P2) and is mounted by means of same.

Description

Beschreibung description
Drehzahl eränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit . Variable Speed Engine Transmission Unit 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 be¬ schreibt einen drehzahlveränderlichen Antrieb, der einen grö- ßeren 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 be ¬ writes a variable speed drive having a larger speed constant electric motor, a smaller variable speed electric motor and a three-shaft epicyclic. 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 AI (H.-G. Eckhardt) 01.06.1988 beschreibt einen drehzahlveränderlichen Antrieb mit einem dreiwelligen Planetengetriebe, dessen zwei Antriebswellen mit voneinander unab- hängig 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 of which are connected to drive machines which are operated independently of one another. The one, variable speed, prime mover can also be operated as a generator.
US7494438B2 (Ebara Corp., JP) 24.02.2009, die als nächstlie- gender Stand der Technik angesehen wird, beschreibt einen drehzahlvariablen Antrieb für eine Strömungsmaschine, umfas¬ send einen leistungsstärkeren drehzahlkonstanten Motor, einen leistungsschwächeren drehzahlvariablen Motor sowie ein Über- lagerungs-Planetengetriebe . Der drehzahlkonstante Motor treibt über ein Vorgelege einen Planetenträger des Getriebes an, während der drehzahlvariable Motor mit einem Sonnenrad des Getriebes rotatorisch gekoppelt ist. Das Hohlrad des Ge¬ triebes ist mit der Eingangswelle der Strömungsmaschine ver¬ bunden . US7494438B2 (Ebara Corp., JP) 24.02.2009, which is regarded as closest matching gender prior art, discloses a variable speed drive for a turbomachine, umfas ¬ send a more powerful constant speed motor, a less powerful variable-speed motor and an excess storage planetary gear , The speed constant motor drives via a countershaft to a planet carrier of the transmission, while the variable-speed motor is rotatably coupled to a sun gear of the transmission. The ring gear of Ge ¬ ¬ ver drive is connected to the input shaft of the turbomachine.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Getriebe be¬ reitzustellen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine drehzahlveränderliche Ma¬ schinen-Getriebe-Einheit gemäß Anspruch 1. It is an object of the invention to provide an improved transmission be ¬ . The object is achieved by a variable-speed Ma ¬ machine-transmission unit according to claim 1.
Die drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit umfasst eine drehzahlveränderliche elektrische Maschine und ein Über- lagerungs-Planetengetriebe . Die Maschine umfasst einen Stator und einen Rotor. Das Getriebe umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenträger. In dem Planetenträger sind sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad kämmende Planetenräder drehbar gelagert. Dabei sind die Maschine und das Getriebe als eine Baueinheit in einem gemeinsamen Gehäuse koaxial angeordnet, d.h. die Drehachse des Sonnenrads und des Rotor fallen zusammen. Der Rotor ist entweder mit dem Planetenträger oder mit dem Hohlrad drehfest verbunden. Außerdem ist der Rotor über den Planetenträger bzw. das Hohlrad gelagert, d.h. über dasselbe Getriebebauteil, mit dem er drehfest verbunden ist. Mit anderen Worten weist der Rotor keine eigenständige Lagerung gegenüber dem Gehäuse auf, sondern er ist mittels der Lagerung des Planetenträgers bzw. des Hohlra- des gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagert. The variable-speed machine-gear unit comprises a variable-speed electric machine and a superimposed planetary gear. The machine includes a stator and a rotor. The transmission includes a sun gear, a ring gear and a planet carrier. In the planet carrier meshing with both the sun gear and the ring gear planet gears are rotatably mounted. In this case, the machine and the transmission are arranged coaxially as a unit in a common housing, i. the axis of rotation of the sun gear and the rotor coincide. The rotor is rotatably connected either to the planet carrier or to the ring gear. In addition, the rotor is mounted over the planet carrier or the ring gear, i. via the same transmission component with which it is rotatably connected. In other words, the rotor has no independent bearing relative to the housing, but it is rotatably mounted relative to the housing by means of the mounting of the planet carrier or the Hohlrad-.
Mit dem Begriff „elektrische Maschine" sind solche elektri¬ schen Maschinen gemeint, welche, je nach dem Betriebspunkt der Maschine, sowohl als Motor als auch als Generator betrie- ben werden können. Der Leistungsfluss ist je nach dem Betriebspunkt der Maschine motorisch oder generatorisch. By the term "electrical machine" such electrical ¬ rule machines are meant, which, operated according to the operating point of the machine both as a motor and as a generator can be ben. The power flow is a motor or a generator depending on the operating point of the engine.
Das gemeinsame Gehäuse kann aus zwei oder mehr Komponenten, wie z.B. Grundkörper, (Lager- ) Deckel , Flansche, Schilde, zu- sammengesetzt sein. The common housing may be made of two or more components, such as e.g. Basic body, (bearing) cover, flanges, shields, be composed.
Die vorliegende Erfindung, bei der eine auch „Regulator" genannte drehzahlvariable elektrische Maschine, wie sie insbe¬ sondere in einem drehzahlvariablen Antrieb, umfassend einen drehzahlkonstanten Elektromotor und eine drehzahlvariable elektrische Maschine, zum Einsatz kommt, in ein Getriebe in¬ tegriert ist, hat den Vorteil, dass die somit gebildete inte¬ grierte Maschinen-Getriebe-Einheit bzw. Regulator-Getriebe- Einheit auf einfache Weise mit einem drehzahlkonstanten The present invention, in which an also "regulator" said variable-speed electric machine, such as, is integrated in a gear in ¬ in particular ¬ sondere in a variable speed drive comprising a constant speed electric motor and a variable-speed electric machine is used, has the Advantage that the thus formed inte ¬ grated machine-gear unit or regulator-gearbox Unit in a simple way with a constant speed
Elektromotor, insbesondere einem Standard-Elektromotor, verbunden werden kann. Ein Standardmotor bzw. Standard-Elektromotor ist ein Elektromotor, der mit genormten Maßen vorgefertigt „von der Stange" gekauft werden kann, d.h. im Gegensatz zu einem kundenspezifisch angefertigten Motor. Solche Motoren werden auch unter den Begriffen Normmotor bzw. Katalog-Motor gehandelt. Auf- grund der produzierten hohen Stückzahlen sind Standardmotoren in der Regel kostengünstiger als kundenspezifische Sondermo¬ toren. Zum Beispiel sind im Siemens-Katalog D 81.1, Siemens AG Juli 2011, Bestell-Nr. E86060-K5581-A111-A4 Standardmotoren des Typs „IEC Käfigläufermotoren" beschrieben; dieser Standardmotor-Typ umfasst folgende Baureihen: 1LE, 1PC, ILA, 1LG, 1LP, 1PP. Electric motor, in particular a standard electric motor, can be connected. A standard or standard electric motor is an electric motor that can be purchased in standard size "off the shelf", ie unlike a custom engine, such engines are also referred to as standard motor or catalog motor - due to the produced high numbers are standard motors usually less expensive than custom Sondermo ¬ tors For example, Siemens AG in the Siemens catalog D 81.1, July 2011, order No. E86060-K5581-A111-A4 standard motors of the type "IEC squirrel-cage motors.. described "; This standard motor type includes the following series: 1LE, 1PC, ILA, 1LG, 1LP, 1PP.
Durch die Integration des Regulators in das Getriebe wird ei¬ ne 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 wird dabei von Bauteilen des Getriebes, nämlich dem Planetenträger oder dem Hohlrad, übernommen werden. Somit ist erfindungsgemäß die Lagerung des Regulators ohne wesentlichen baulichen Aufwand in das Getriebe integriert. Es ist ausrei¬ chend, die Welle des Hohlrads oder des Planetenträgers so auszubilden, dass der Rotor des Regulators radial auf der Welle angeordnet werden kann. Entsprechend muss das Gehäuse so gestaltet werden, dass am Gehäuse der Stator des Regula¬ tors so angeordnet werden kann, dass der Stator den Rotor radial umgibt. The integration of the regulator into the transmission ei ¬ ne compact design of the machine-gear 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 will be taken over by components of the transmission, namely the planet carrier or the ring gear. Thus, according to the invention, the bearing of the regulator integrated into the transmission without significant structural complexity. It is suffi ¬ accordingly to form the shaft of the ring gear or the planet carrier so that the rotor of the regulator can be arranged radially on the shaft. Accordingly, the housing must be designed so that the stator of the Regula ¬ sector can be arranged on the housing so that the stator radially surrounds the rotor.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Maschine als ein Innenläufer-Torquemotor ausge¬ bildet . Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Getriebe genau zwei Antriebswellen und genau eine Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims. According to a preferred embodiment of the invention, the electric machine is designed as an internal rotor torque motor ¬ forms. According to a preferred embodiment of the invention, the transmission has exactly two drive shafts and exactly one
Abtriebswelle auf, und die Maschine ist in Bezug auf das Son¬ nenrad auf derselben Seite des Getriebes wie die Output shaft on, and the machine is in relation to the Son ¬ nenrad on the same side of the transmission as the
Abtriebswelle oder auf der gegenüberliegenden Seite angeord- net. Output shaft or arranged on the opposite side.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse an einer der Abtriebswelle gegenüberliegenden Stirnseite einen Flansch zur Montage an einen Anschlussflansch ei- nes Elektromotors, insbesondere eines Standard-Elektromotors, auf . According to a preferred embodiment of the invention, the housing has a flange on an end face opposite the output shaft for mounting to a connecting flange of an electric motor, in particular a standard electric motor.
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.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Stator mit dem Gehäuse drehfest verbunden. According to a preferred embodiment of the invention, the stator is rotatably connected to the housing.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Planetenträger in Bezug auf das Sonnenrad auf beiden Seiten des Getriebes oder nur auf einer Seite gelagert. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Planetenträger und das Hohlrad relativ zueinander gelagert, d.h. der Planetenträger und das Hohlrad stützen sich aneinander ab. Dies hat den Vorteil, dass eine eigenständige Lager¬ stelle zur Lagerung des jeweiligen drehenden Getriebebauteils an dem Gehäuse entbehrlich ist; somit wird der bauliche Auf¬ wand für das Gehäuse reduziert. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die das Sonnenrad tragende Welle, die sog. Sonnenwelle, relativ zu dem Planetenträger bzw. dem Hohlrad, je nachdem, welches dieser beiden rotierbaren Getriebebauteile mit dem Rotor der Maschine drehfest verbunden ist, gelagert. Die Sonnenwelle stützt sich also über Lager an dem Planetenträger bzw. dem Hohlrad ab. Dies hat den Vorteil, dass eine eigenständige La¬ gerstelle zur Lagerung der Sonnenwelle an dem Gehäuse ent¬ behrlich ist; somit wird der bauliche Aufwand für das Gehäuse reduziert. According to a preferred embodiment of the invention, the planet carrier is mounted with respect to the sun gear on both sides of the transmission or only on one side. According to a preferred embodiment of the invention, the planet carrier and the ring gear are mounted relative to each other, ie, the planet carrier and the ring gear are supported on each other. This has the advantage that an independent storage ¬ point for supporting the respective rotating transmission component is dispensable on the housing; Thus, the structural on ¬ wall is reduced for the housing. According to a preferred embodiment of the invention, the sun shaft bearing shaft, the so-called. Sun shaft, relative to the planet carrier or the ring gear, depending on which of these two rotatable transmission components is rotatably connected to the rotor of the machine stored. The sun shaft is thus supported via bearings on the planet carrier or the ring gear. This has the advantage that a separate La ¬ gerstelle for supporting the sun shaft on the housing is ent ¬ compliant; Thus, the structural complexity of the housing is reduced.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist ein drehzahlveränderlicher Antrieb umfassend eine drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit, wie oben beschrieben, sowie einen drehzahlkonstanten Elektromotor. Dabei ist der Elektromotor entweder mit dem Sonnenrad rotatorisch gekoppelt oder mit dem Planetenträger bzw. dem Hohlrad rotatorisch gekoppelt, je nachdem, welches dieser beiden rotierbaren Getriebebauteile (Planetenträger und Hohlrad) nicht schon mit dem der Rotor der Maschine drehfest verbunden ist. Während der drehzahlkon¬ stante Elektromotor ständig motorisch betrieben wird, arbeitet die drehzahlvariable elektrische Maschine der drehzahl¬ veränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheit je nach Betriebs¬ punkt als Motor oder als Generator. Der Leistungsfluss ist also je nach dem Betriebspunkt der elektrischen Maschine mo¬ torisch oder generatorisch. A preferred embodiment of the invention is a variable-speed drive comprising a variable-speed machine-gear unit, as described above, and a constant-speed electric motor. In this case, the electric motor is either rotationally coupled to the sun gear or rotatably coupled to the planet carrier or the ring gear, depending on which of these two rotatable transmission components (planet carrier and ring gear) is not already rotatably connected to the rotor of the machine. During the drehzahlkon ¬ stante electric motor is continuously operated motor, the variable speed electric machine of the rotational speed ¬ moving machine-gear unit is working, depending on the operation point ¬ as a motor or as a generator. The power flow is therefore depending on the operating point of the electric machine mo ¬ toric or regenerative.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des drehzahlveränderlichen Antriebs ist der Elektromotor koaxial zu dem Sonnenrad angeordnet, d.h. die Drehachsen des Rotors des Elektromotors und der Sonnenwelle fallen zusammen. According to a preferred embodiment of the variable speed drive, the electric motor is arranged coaxially with the sun gear, i. the axes of rotation of the rotor of the electric motor and the sun shaft coincide.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des drehzahlveränderlichen Antriebs ist der Elektromotor ein Motor einer Elektromo- tor-Baureihe, vorzugsweise einer Baureihe von Standard- Elektromotoren, und/oder die drehzahlveränderliche Maschinen- Getriebe-Einheit ist eine drehzahlveränderliche Maschinen- Getriebe-Einheit aus einer Baureihe von drehzahlveränderli¬ chen Maschinen-Getriebe-Einheiten . According to a preferred embodiment of the variable-speed drive, the electric motor is a motor of an electric motor series, preferably a series of standard electric motors, and / or the variable-speed machine-gear unit is a variable-speed machine Gear unit from a series of drehzahlveränderli ¬ Chen machine-gearbox units.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist ein Motor- Baukasten für drehzahlveränderliche Antriebe, wie sie oben beschrieben sind. Der Baukasten umfasst eine Elektromotor- Baureihe von drehzahlkonstanten Elektromotoren, insbesondere Standardmotoren, und eine Baureihe von drehzahlveränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheiten, wobei die Baureihe von drehzahlveränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheiten Gruppen von je zwei oder mehr drehzahlveränderlichen Maschinen-Getriebe- Einheiten umfasst, die zur Kombination mit je einem drehzahlkonstanten Elektromotor der Elektromotor-Baureihe geeignet sind . A preferred embodiment of the invention is a motor kit for variable speed drives, as described above. The kit comprises an electric motor series of constant-speed electric motors, in particular standard motors, and a series of variable-speed machine-gear units, the series of variable-speed machine-gear units comprising groups of two or more variable-speed machine-gear units 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. Somit können Standardmotoren zur Erweiterung bestehender Baureihen genutzt werden. 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.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführung beispiele unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung er läutert. Es zeigt In the following the invention with reference to several embodiment examples with the aid of the accompanying drawings, he explained. It shows
Fig. 1 ein Konzept eines herkömmlichen drehzahlvariablen Fig. 1 is a concept of a conventional variable speed
Antriebs ;  Drive;
Fig. 2 ein Konzept eines drehzahlvariablen Antriebs mit ei- ner erfindungsgemäßen Maschinen-Getriebe-Einheit; 2 shows a concept of a variable-speed drive with a machine-gear unit according to the invention;
Fig. 3 ein erstes Getriebeschema eines in einer Maschinen- Getriebe-Einheit enthaltenen Getriebes; Fig. 4 ein weiteres Getriebeschema eines in einer Maschi¬ nen-Getriebe-Einheit enthaltenen Getriebes; Fig. 5 ein weiteres Getriebeschema eines in einer Maschi¬ nen-Getriebe-Einheit enthaltenen Getriebes; 3 shows a first transmission diagram of a transmission contained in a machine-transmission unit; FIG. 4 shows a further transmission diagram of a transmission contained in a machine transmission unit; FIG. FIG. 5 shows a further transmission diagram of a transmission contained in a machine transmission unit; FIG.
Fig. 6 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Drehzahlverän- derliche Maschinen-Getriebe-Einheit; FIG. 6 shows a first exemplary embodiment of a speed-variable machine-gear unit; FIG.
Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Maschinen-Getriebe- Einheit, die mit einem Elektromotor verbunden ist; Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Drehzahlver¬ änderliche Maschinen-Getriebe-Einheit; und Fig. 7 is a schematic view of a machine-gear unit connected to an electric motor; Fig. 8 shows another embodiment of a Drehzahlver ¬ änderliche Engine Transmission unit; and
Figs. 9 bis 14 Figs. 9 to 14
schematische Darstellungen unterschiedlich aufgebau- ter drehzahlveränderlicher Antriebe.  schematic representations of different types of variable-speed drives.
Fig. 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 Elektro¬ motor M jeweils mit einem elektrischen Spannungsnetz N verbunden werden. Die elektrische Maschine R kann mittels eines Umrichters C drehzahlvariabel betrieben werden. Die elektri¬ sche 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 Überlagerungsge¬ triebe 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 Antriebswel¬ le 5 auch Leistung an die drehzahlvariable elektrische Ma¬ schine R zurückspeisen kann, welche dann generatorisch arbei- tet. Fig. 1 shows a conventional variable speed drive comprising an electric machine R, an electric motor M and a three-wave superposition gear P. By means of the switch S, the electric machine R and the electric ¬ motor M can be connected to an electrical voltage network N respectively. The electrical machine R can be operated by means of an inverter C variable speed. The electrical ¬ R cal machine operates according to the operating point as a motor or as a generator, whereas the electric motor M functions as a motor speed constant. The electric machine R is rotatably coupled by means of a first drive shaft 5, the electric motor M by means of a second drive shaft 6 each with the Überlagerungsge ¬ gear P. The superposition gear P can be connected by means of an output shaft 10 with a working machine. The drive of the transmission P is effected by the two drive shafts 5 and 6, wherein the first Antriebswel ¬ le 5 can also feed back power to the variable-speed electrical machine R ¬ , which then works as a generator.
Ein Vorteil dieses drehzahlvariablen Antriebs, der einen leistungsstärkeren drehzahlkonstanten Elektromotor mit einer leistungsschwächeren drehzahlveränderlichen elektrischen Maschine kombiniert, gegenüber Lösungen mit einem einzigen drehzahlvariablen Motor liegt darin, dass die im Vergleich zu dem Elektromotor leistungsschwächere 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 is a more powerful constant speed electric motor with a lower-power variable-speed electric machine combined, compared to solutions with a single variable speed motor is that in comparison to the electric motor lower power electric machine of the variable speed drive can be operated with a much smaller inverter than the single-motor solution.
Fig. 2 illustriert schematisch die vorliegende Erfindung, bei der die auch „Regulator" genannte drehzahlvariable elektri¬ sche Maschine des drehzahlvariablen Antriebs in das Getriebe integriert ist, so dass die auf diese Weise gebildete inte¬ grierte drehzahlvariable Maschinen-Getriebe-Einheit, welche mit einen Elektromotor beliebiger Größe kombinierbar ist, ein kompaktes Erweiterungsmodul für einen herkömmlichen Elektro¬ motor darstellt, mit dem dieser schnell und einfach in einen drehzahlvariablen Antrieb verwandelt werden kann. Fig. 2 schematically illustrates the present invention, in which the also called "regulator" variable speed electric ¬ cal machine of the variable-speed drive is integrated into the transmission, so that formed in this way inte ¬ grated variable-speed machine-gear unit, which with an electric motor of any size can be combined, represents a compact expansion module for a conventional electric ¬ motor, with which this can be quickly and easily transformed into a variable speed drive.
Das dreiwellige Überlagerungsgetriebe kann als ein Differen- tial-Planetengetriebe ausgebildet sein. Ein Differential- Planetengetriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass die drei Bauelemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetenträger drehbar ge¬ lagert sind; dabei sind in dem Planetenträger sowohl mit dem Sonnenrad als auch dem Hohlrad kämmende Planetenräder drehbar gelagert. Dabei werden jeweils zwei der drei Bauelemente Son¬ nenrad, Hohlrad und Planetenträger angetrieben, während das verbleibende Bauelement als Abtrieb dient. In den Figuren 3 bis 5 sind verschiedene Schemata eines Differential- Planetengetriebes P dargestellt, welche je nach gewünschter Übersetzung gewählt werden können. The three-shaft superposition gear can be designed as a differential planetary gear. A differential planetary gear is characterized in that the three components sun gear, ring gear and planet carrier are rotatably ge ¬ bearings ; In this case, meshing planet gears are rotatably mounted in the planet carrier both with the sun gear and the ring gear. In each case, two of the three components Son ¬ nenrad, ring gear and planet carrier are driven, while the remaining component serves as an output. In the figures 3 to 5 different schemes of a differential planetary gear P are shown, which can be selected depending on the desired translation.
Fig. 3 zeigt ein erstes Getriebeschema des Planetengetriebes P, bei welcher der Planetenträger PS mit der ersten Antriebswelle 7 des Planetengetriebes P und das Sonnenrad PI 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. Fig. 4 zeigt ein weiteres Getriebeschema des Planetengetrie¬ bes P, bei welcher das Hohlrad P2 mit der ersten Antriebswel¬ le 7 des Planetengetriebes P und das Sonnenrad PI mit der zweiten Antriebswelle 8 des Planetengetriebes P verbunden ist. Der Planetenträger PS ist mit der Abtriebswelle 10 des Planetengetriebes P verbunden. Fig. 3 shows a first transmission diagram 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 PI is connected to the second drive shaft 8 of the planetary gear P. The planet PP mounted in the planet carrier PS mesh with the rotatably mounted ring gear P2, which is connected to the output shaft 10 of the planetary gear P. Fig. 4 shows another transmission scheme of Planetengetrie ¬ bes P, in which the ring gear P2 with the first Antriebswel ¬ le 7 of the planetary gear P and the sun gear PI is connected to the second drive shaft 8 of the planetary gear P. The planet carrier PS is connected to the output shaft 10 of the planetary gear P.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Getriebeschema des Planetengetrie- bes P, bei welcher das Hohlrad P2 mit der ersten Antriebswel¬ le 7 des Planetengetriebes P und der Planetenträger PS mit der zweiten Antriebswelle 8 des Planetengetriebes P verbunden ist. Das Sonnenrad PI ist mit der Abtriebswelle 10 des Plane¬ tengetriebes P verbunden. Fig. 5 shows another transmission scheme of the planetary gearing P, wherein the ring gear P2 is connected to the first Antriebswel ¬ le 7 of the planetary gear P and the planet carrier PS with the second drive shaft 8 of the planetary gear P. The sun gear PI is connected to the output shaft 10 of the tarpaulin gear P ¬ .
In allen drei beschriebenen Getriebeschemata kann die zweite Antriebswelle 8 des Planetengetriebes P mit dem drehzahlkon¬ stanten Motor M verbunden werden. Die Abtriebswelle 10 des Planetengetriebes P bildet eine Verbindung zu einer Arbeits- maschine. Die erste Antriebswelle 7 des Planetengetriebes P kann mit der drehzahlvariablen elektrischen Maschine, d.h. dem 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 Maschi- nen-Getriebe-Einheit integriert. In all three transmission schemes described, the second drive shaft 8 of the planetary gear P can be connected to the drehzahlkon ¬ constant 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, ie the regulator. As a result of the integration of the regulator and the gear unit into a structural unit, the first drive shaft 7 of the planetary gear P is thus integrated into the machine / gearbox unit.
Fig. 6 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer drehzahl¬ veränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheit mit dem in Fig. 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 first exemplary embodiment of a speed-variable machine-transmission unit with the transmission diagram shown in FIG. 3, comprising a regulator R and a superposition gear P, the term "regulator" being synonymous with a variable-speed electric machine Depending on the operating point of the machine-gearbox combination, regulator R is operated by a motor or by a generator, as a rule the speed change of the variable-speed electric motor R is achieved by a converter.
Die Maschinen-Getriebe-Einheit R, P ist in einem gemeinsamen Gehäuse 4 untergebracht. Der Einfachheit halber sind die ein- zelnen Komponenten des Gehäuses 4, aus denen das Gehäuse aus Gründen der Montierbarkeit der Maschinen-Getriebe-Kombination zusammengesetzt ist, in Fig. 6 nicht dargestellt. Das Gehäuse 4 weist an seinen beiden entgegengesetzten Stirnseiten je ei- ne Wellendurchführung für eine Antriebswelle 8 und eine koa¬ xial zur Antriebswelle 8 angeordnete Abtriebswelle 10 auf. Am getriebeseitigen Ende der Antriebswelle 8 ist ein Sonnenrad PI des Getriebes P drehfest angeordnet bzw. ist die Antriebs¬ welle 8 als ein Sonnenrad PI ausgebildet, während die The engine-transmission unit R, P is housed in a common housing 4. For the sake of simplicity, the Individual components of the housing 4, of which the housing is composed for reasons of mountability of the machine-gear combination, not shown in Fig. 6. The housing 4 has at its two opposite end faces each one ne shaft passage for a drive shaft 8 and a koa ¬ xial to the drive shaft 8 arranged output shaft 10 on. At the transmission-side end of the drive shaft 8, a sun gear PI of the transmission P is arranged rotatably or the drive ¬ shaft 8 is formed as a sun gear PI, while the
Abtriebswelle 10 drehfest mit einem drehbar gelagerten Output shaft 10 rotationally fixed with a rotatably mounted
Hohlrad P2 des Getriebes P verbunden ist. Ring gear P2 of the transmission P is connected.
Das Getriebegehäuse 4 weist stirnseitig jeweils einen ring¬ förmigen Lagerstutzen 18, 20 zur Durchführung und Lagerung der Antriebswelle 8 und der Abtriebswelle 10 auf. Die Lager¬ stutzen 18, 20 weisen Aufnahmen bzw. Führungselemente für erste Lager LI, L2 bzw. eine Wellendichtung Dl der Antriebswelle 8 und zweite Lager L5, L6 bzw. eine Wellendichtung D4 der Abtriebswelle 10 auf. The gear housing 4 has the front side in each case a ring ¬ shaped bearing stub 18, 20 for the implementation and storage of the drive shaft 8 and the output shaft 10. The bearing ¬ lugs 18, 20 have receptacles or guide elements for first bearing LI, L2 and a shaft seal Dl the drive shaft 8 and second bearing L5, L6 and a shaft seal D4 of the output shaft 10 on.
Die Antriebswelle 8 ist mit den ersten Lagern LI, L2 in dem Lagerstutzen 18 an der Antriebsseite der Maschinen-Getriebe- Kombination R, P gelagert. An der vom Getriebeinneren abgewandten Seite der ersten Lager LI, L2 ist zwischen der An- triebswelle 8 und dem Gehäuse eine Dichtung Dl angeordnet, die verhindert, dass Schmutz von außen in das Gehäuseinnere eindringt und Schmierstoff aus dem Gehäuseinneren entweicht. Die Lagerung des Sonnenrad PI gegenüber dem Gehäuse 4 erfolgt also mittels der ersten Lager LI, L2. The drive shaft 8 is mounted with the first bearings LI, L2 in the bearing neck 18 on the drive side of the machine-gearbox combination R, P. On the side facing away from the gear inside of the first bearing LI, L2, a seal Dl is arranged between the drive shaft 8 and the housing, which prevents dirt from entering the inside of the housing from the outside and escaping lubricant from the inside of the housing. The storage of the sun gear PI relative to the housing 4 thus takes place by means of the first bearing LI, L2.
In einem als Motorraum ausgebildeten ersten Gehäuseabschnitt sind die Bauteile des Regulators R angeordnet: ein an dem Ge¬ häuse 4 fixierter Stator 1 und ein über einen Planetenträger PS gelagerter Rotor 2. Der von dem Stator 1 durch einen ring- förmigen Luftspalt beabstandete Rotor 2 ist über eine elekt¬ rische Isolierung IS drehfest an dem 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 constructed as the engine compartment first housing portion, the components of the regulator R are arranged: a fixed to the Ge ¬ housing 4 stator 1 and a bearing supported on a planet carrier PS rotor 2. The spaced apart from the stator 1 by a ring-shaped air gap rotor 2 is via an elec ¬ trical isolation IS rotatably on the planet carrier PS, also referred to as a web attached, which is rotatably mounted in the housing 4 by means of third bearing L3, L4. It is the The engine compartment R containing the electrical components stator 1 and rotor 2 is sealed by seals D2 and D3 with respect to the gear compartment P containing a lubricant. These seals D2, D3 are on the one hand on the outer periphery of a hollow shaft stub of the planet carrier PS and on the other hand on two annular ribs, which protrude from the inside of the housing 4.
Der Arbeitsraum der elektrischen Maschine R und des Getriebes P sind gegeneinander abgedichtet. Auf diese Weise kann derThe working space of the electric machine R and the transmission P are sealed against each other. In this way, the
Schmierstoff vom Getriebe P nicht zur elektrischen Maschine R gelangen. Die Positionen der Dichtungen können auch von denen in Fig. 6 gezeigten Positionen abweichen. In einer alternativen Ausführung der Maschinen-Getriebe-Einheit kann vorgesehen sein, dass ein Getriebe-Schmierstoff wie Getriebeöl auch als Kühlmittel dient, sowohl für das Getriebe P als auch für den Regulator R. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Dichtungen D2 und D3, welche in Fig. 6 den Motorraum R gegenüber dem ein Schmiermittel enthaltenden Getrieberaum P abdichten, entfal- len. Lubricant from gearbox P does not get to electric machine R. The positions of the seals may also differ from those shown in FIG. In an alternative embodiment of the engine / transmission unit it can be provided that a transmission lubricant such as transmission oil also serves as coolant, both for the transmission P and for the regulator R. For this purpose it can be provided that the seals D2 and D3, which seal the engine compartment R in relation to the lubricant-containing gear compartment P in FIG. 6, are dispensed with.
In einem als Getrieberaum ausgebildeten zweiten Gehäuseabschnitt sind die Bauteile des Planetengetriebes P angeord¬ net. Die auf in dem Planetenträger PS angeordneten Planeten- achsen PA gelagerten Planeten PP kämmen einerseits mit demIn a gear chamber formed as a second housing portion, the components of the planetary gear P angeord ¬ net are. The planets mounted on the planetary carrier PS planetary axes PA planet PP mesh on the one hand with the
Sonnenrad PI 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 ge¬ gen das Hohlrad P2 gelagert. Das Hohlrad P2 ist mit der Sun gear PI and on the other hand with a ring gear P2. In this case, the planet carrier is mounted ge ¬ gen PS on one side via a bearing against the housing 4 and L4 on the other side via a bearing L3, the ring gear P2. The ring gear P2 is connected to the
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 Schmier- Stoff. Output shaft 10 rotatably connected and stored on this in the second bearings L5, L6 in the transmission housing. On the side of the second bearings L5, L6 facing away from the regulator R, the seal D4 protects the gear chamber against the ingress of dirt or against the escape 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 standard electric motor M can be easily extended.
Alternativ zu der in Fig. 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. As an alternative to the embodiment shown in FIG. 6, in which the 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 Fig. 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 . As an alternative to the embodiment shown in FIG. 6, in which the bearings L3, L4 of the planet carrier PS are arranged on both end sides of the planet wheels PP, the bearings L3, L4 of the planet carrier PS can also be arranged on the same end face of the planetary gears PP, i. either right or left.
Es ist auch möglich, dass die Sonne PI relativ zu dem Plane¬ tenträger PS gelagert ist. It is also possible that the sun PI is supported relative to the plane ¬ pinion carrier hp.
Es ist auch möglich, dass das Planetengetriebe P ein Getriebe der in den Fig. 4 oder 5 gezeigten Getriebeschemata ist. It is also possible that the planetary gear P is a transmission of the transmission schemes shown in Figs. 4 or 5.
Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines drehzahl¬ veränderlichen Antriebs M, R, P, mit einer drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit R, P, z.B. wie in Fig. 6 ge- zeigt, welche mittels einer Flanschverbindung Fl, F2 mit ei¬ nem drehzahlkonstanten Standard-Elektromotor M verbunden ist. Das Gehäuse 4 der Maschinen-Getriebe-Einheit R, P weist zwei Stirnseiten 41, 42 auf. An einer Stirnseite 41 des Gehäuses 4 ist ein Flansch F2 ausgebildet, an dem ein Anschlussflansch Fl des Standard-Elektromotors M montiert ist. Fig. 7 shows a schematic side view of a variable speed ¬ drive M, R, P, with a variable-speed machine-gear unit R, P, for example, as shown in Fig. 6, which by means of a flange Fl, F2 with ei ¬ nem speed constant standard electric motor M is connected. The housing 4 of the machine-gear unit R, P has two end faces 41, 42. On a front side 41 of the housing 4, a flange F2 is formed on which a flange Fl of the standard electric motor M is mounted.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer drehzahl¬ veränderlichen Maschinen-Getriebe-Einheit mit dem in Fig. 4 gezeigten Getriebeschema. Hinsichtlich der Details wird auf die o.a. Erläuterung der Fig. 6 verwiesen, die hier analog gilt, mit den Unterschieden, dass bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel der Rotor 2 an dem Hohlrad P2 drehfest angeordnet und mittels des Hohlrads P2 gegenüber dem Gehäuse 4 drehbar gelagert ist, und dass die das Sonnenrad PI tragen¬ de Welle 8 über die Lager LI, L2 an einem an das Hohlrad P2 angefügten Hohlwellenstutzen abgestützt ist. Zusätzlich ist die das Sonnenrad PI tragende Welle 8 über ein weiteres Lager L7 unmittelbar an dem Gehäuse 4 abgestützt. Fig. 8 shows another embodiment of a speed ¬ variable machine-gear unit with the transmission scheme shown in Fig. 4. With regard to the details, reference is made to the above explanation of FIG. 6, which applies here analogously, with the differences that in the embodiment shown in FIG. 8 the rotor 2 is arranged fixed against rotation on the ring gear P2 and by means of the ring gear P2 with respect to the housing 4 is rotatably supported, and that carry the sun gear PI ¬ de shaft 8 via the bearings LI, L2 is supported on a attached to the ring gear P2 hollow shaft stub. In addition, the shaft 8 carrying the sun gear PI is supported directly on the housing 4 via a further bearing L7.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines drehzahlveränderlichen Antriebs mit einem dreiwelligen Überlagerungs- Planetengetriebe, bei dem der drehzahlkonstante Elektromotor M mit dem Sonnenrad PI, der Rotor 2 des drehzahlvariablen Regulators mit dem Planetenträger P2 und die Abtriebswelle 10 mit dem Hohlrad P2 drehfest gekoppelt ist. Der Stator 1 des Regulators ist an dem Gehäuse 4 drehfest angeordnet. Der Stator 1 und der Rotor 2 des Regulators sind in Bezug auf das Sonnenrad PI auf derselben Seite wie der Elektromotor M ange¬ ordnet . Fig. 9 is a schematic representation of a variable speed drive with a three-wave superposition planetary gear in which the speed constant electric motor M with the sun gear PI, the rotor 2 of the variable-speed regulator with the planet carrier P2 and the output shaft 10 is rotatably coupled to the ring gear P2. The stator 1 of the regulator is rotatably mounted on the housing 4. The stator 1 and the rotor 2 of the regulator are arranged in relation to the sun gear PI on the same side as the electric motor M ¬ .
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines drehzahlveränderlichen Antriebs mit einem dreiwelligen Überlagerungs- Planetengetriebe, bei dem der drehzahlkonstante Elektromotor M mit dem Sonnenrad PI, der Rotor 2 des drehzahlvariablen Regulators mit dem Hohlrad P2 und die Abtriebswelle 10 mit dem Planetenträger PS drehfest gekoppelt ist. Der Stator 1 des Regulators ist an dem Gehäuse 4 drehfest angeordnet. Der Stator 1 und der Rotor 2 des Regulators sind in Bezug auf das Sonnenrad PI auf derselben Seite wie der Elektromotor M ange¬ ordnet . Fig. 10 is a schematic representation of a variable speed drive with a three-wave superposition planetary gear in which the speed constant electric motor M with the sun gear PI, the rotor 2 of the variable speed regulator with the ring gear P2 and the output shaft 10 is rotatably coupled to the planet carrier PS. The stator 1 of the regulator is rotatably mounted on the housing 4. The stator 1 and the rotor 2 of the regulator are arranged in relation to the sun gear PI on the same side as the electric motor M ¬ .
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung eines drehzahlver- änderlichen Antriebs mit einem dreiwelligen Überlagerungs-11 is a schematic representation of a variable speed drive with a three-wave superposition
Planetengetriebe, bei dem der drehzahlkonstante Elektromotor M mit dem Planetenträger PS, der Rotor 2 des drehzahlvariablen Regulators mit dem Hohlrad P2 und die Abtriebswelle 10 mit dem Sonnenrad PI drehfest gekoppelt ist. Der Stator 1 des Regulators ist an dem Gehäuse 4 drehfest angeordnet. DerPlanetary gear in which the constant-speed electric motor M with the planet carrier PS, the rotor 2 of the variable-speed regulator with the ring gear P2 and the output shaft 10 is rotatably coupled to the sun gear PI. The stator 1 of the regulator is rotatably mounted on the housing 4. Of the
Stator 1 und der Rotor 2 des Regulators sind in Bezug auf das Sonnenrad PI auf derselben Seite wie der Elektromotor M ange¬ ordnet . - Stator 1 and the rotor 2 of the regulator are arranged with respect to the sun gear PI on the same side as the electric motor M ¬ . -
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines drehzahlveränderlichen Antriebs mit einem dreiwelligen Überlagerungs- Planetengetriebe, bei dem der drehzahlkonstante Elektromotor M mit dem Hohlrad P2, der Rotor 2 des drehzahlvariablen Regulators mit dem Planetenträger PS und die Abtriebswelle 10 mit dem Sonnenrad PI drehfest gekoppelt ist. Der Stator 1 des Re¬ gulators ist an dem Gehäuse 4 drehfest angeordnet. Der Stator 1 und der Rotor 2 des Regulators sind in Bezug auf das Son- nenrad PI auf der dem Elektromotor M gegenüberliegenden Seite angeordnet . Fig. 12 is a schematic representation of a variable speed drive with a three-wave superposition planetary gear in which the speed constant electric motor M with the ring gear P2, the rotor 2 of the variable speed regulator with the planet carrier PS and the output shaft 10 is rotatably coupled to the sun gear PI. The stator 1 of the re ¬ gulator is rotatably mounted on the housing 4. The stator 1 and the rotor 2 of the regulator are arranged with respect to the sun gear PI on the opposite side of the electric motor M.
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung eines drehzahlveränderlichen Antriebs mit einem dreiwelligen Überlagerungs- Planetengetriebe, bei dem der drehzahlkonstante Elektromotor M mit dem Sonnenrad PI, der Rotor 2 des drehzahlvariablen Regulators mit dem Hohlrad P2 und die Abtriebswelle 10 mit dem Planetenträger PS drehfest gekoppelt ist. Der Stator 1 des Regulators ist an dem Gehäuse 4 drehfest angeordnet. Der Stator 1 und der Rotor 2 des Regulators sind in Bezug auf das Sonnenrad PI auf der dem Elektromotor M gegenüberliegenden Seite angeordnet. Fig. 13 is a schematic representation of a variable speed drive with a three-wave superposition planetary gear in which the speed constant electric motor M with the sun gear PI, the rotor 2 of the variable speed regulator with the ring gear P2 and the output shaft 10 is rotatably coupled to the planet carrier PS. The stator 1 of the regulator is rotatably mounted on the housing 4. The stator 1 and the rotor 2 of the regulator are disposed on the side opposite to the electric motor M with respect to the sun gear PI.
Fig. 14 ist eine schematische Darstellung eines drehzahlver- änderlichen Antriebs mit einem dreiwelligen Überlagerungs-14 is a schematic representation of a variable speed drive with a three-wave superposition
Planetengetriebe, bei dem der drehzahlkonstante Elektromotor M mit dem Planetenträger PS, der Rotor 2 des drehzahlvariablen Regulators mit dem Hohlrad P2 und die Abtriebswelle 10 mit dem Sonnenrad PI drehfest gekoppelt ist. Der Stator 1 des Regulators ist an dem Gehäuse 4 drehfest angeordnet. DerPlanetary gear in which the constant-speed electric motor M with the planet carrier PS, the rotor 2 of the variable-speed regulator with the ring gear P2 and the output shaft 10 is rotatably coupled to the sun gear PI. The stator 1 of the regulator is rotatably mounted on the housing 4. Of the
Stator 1 und der Rotor 2 des Regulators sind in Bezug auf das Sonnenrad PI auf der dem Elektromotor M gegenüberliegenden Seite angeordnet. Stator 1 and the rotor 2 of the regulator are arranged with respect to the sun gear PI on the opposite side of the electric motor M.

Claims

Patentansprüche claims
1. Drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit, umfas¬ send 1. Variable speed engine-transmission unit, comprehensive ¬ send
- eine drehzahlveränderliche elektrische Maschine (R) mit ei¬ nem Stator (1) und einem Rotor (2) und - A variable speed electric machine (R) with egg ¬ nem stator (1) and a rotor (2) and
- ein Überlagerungs-Planetengetriebe (P) mit einem Sonnenrad (PI), einem Hohlrad (P2) und einem Planetenträger (PS), in dem sowohl mit dem Sonnenrad (PI) als auch mit dem Hohlrad (P2) kämmende Planetenräder (PP) drehbar gelagert sind, wobei die Maschine (R) und das Getriebe (P) als eine Bauein¬ heit in einem gemeinsamen Gehäuse (4) koaxial angeordnet sind, - A superposition planetary gear (P) with a sun gear (PI), a ring gear (P2) and a planet carrier (PS), in which both with the sun gear (PI) and with the ring gear (P2) meshing planet gears (PP) rotatable are stored, wherein the machine (R) and the transmission (P) as a Bauein ¬ unit in a common housing (4) are arranged coaxially,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Rotor (2) mit dem Planetenträger (PS) oder dem that the rotor (2) with the planet carrier (PS) or
Hohlrad (P2) drehfest verbunden und darüber gelagert ist.  Ring gear (P2) rotatably connected and stored above it.
2. Drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach Anspruch 1, wobei das Getriebe (P) genau zwei Antriebswellen (7, 8) und genau eine Abtriebswelle (10) aufweist und die Ma¬ schine (R) in Bezug auf das Sonnenrad (PI) auf derselben Sei¬ te des Getriebes (P) wie die Abtriebswelle (10) oder auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. 2. Variable-speed engine-transmission unit according to claim 1, wherein the transmission (P) exactly two drive shafts (7, 8) and exactly one output shaft (10) and the Ma ¬ machine (R) with respect to the sun gear (PI) on the same Be ¬ te of the transmission (P) as the output shaft (10) or on the opposite side is arranged.
3. Drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach3. Variable speed engine transmission unit after
Anspruch 2, wobei das Gehäuse (4) an einer der Abtriebswelle (10) gegenüberliegenden Stirnseite (41) einen Flansch (F2) zur Montage an einen Anschlussflansch (Fl) eines Elektromotors (M) aufweist. Claim 2, wherein the housing (4) on one of the output shaft (10) opposite end face (41) has a flange (F2) for mounting to a connecting flange (Fl) of an electric motor (M).
4. Drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (1) mit dem Gehäuse (4) drehfest verbunden ist. 4. Variable-speed engine-gear unit according to one of the preceding claims, wherein the stator (1) with the housing (4) is rotatably connected.
5. Drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Planetenträger (PS) in Bezug auf das Sonnenrad (PI) auf beiden Seiten des Getriebes (P) oder nur auf einer Seite gelagert ist. 5. Variable speed engine-gear unit according to one of the preceding claims, wherein the planet carrier (PS) with respect to the sun gear (PI) is mounted on both sides of the transmission (P) or only on one side.
6. Drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Planetenträger (PS) und das Hohlrad (P2) relativ zueinander gelagert sind. 6. Variable-speed engine-gear unit according to one of the preceding claims, wherein the planet carrier (PS) and the ring gear (P2) are mounted relative to each other.
7. Drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die das Sonnenrad (PI) tragende Welle (8) relativ zu dem Planetenträger (PS) bzw. dem Hohlrad (P2), je nachdem, welches dieser beiden rotierbaren Getriebebauteile (PS, P2) mit dem Rotor (2) der Maschine (R) drehfest verbunden ist, gelagert ist. 7. Variable speed engine-gear unit according to one of the preceding claims, wherein the sun gear (PI) bearing shaft (8) relative to the planet carrier (PS) or the ring gear (P2), depending on which of these two rotatable transmission components ( PS, P2) is rotatably connected to the rotor (2) of the machine (R) is mounted.
8. Drehzahlveränderlicher Antrieb umfassend eine drehzahlveränderliche Maschinen-Getriebe-Einheit nach einem der An- sprüche 1 bis 7 und einen drehzahlkonstanten Elektromotor8. Variable-speed drive comprising a variable-speed machine-gear unit according to one of claims to claims 1 to 7 and a constant-speed electric motor
(M) , wobei der Elektromotor (M) mit dem Sonnenrad (PI) oder dem Planetenträger (PS) bzw. dem Hohlrad (P2), je nachdem, welches dieser beiden rotierbaren Getriebebauteile (PS, P2) nicht mit dem Rotor (2) der Maschine (R) drehfest verbunden ist, rotatorisch gekoppelt ist. (M), wherein the electric motor (M) with the sun gear (PI) or the planet carrier (PS) or the ring gear (P2), depending on which of these two rotatable transmission components (PS, P2) not with the rotor (2) the machine (R) is rotatably connected, is rotationally coupled.
9. Drehzahlveränderlicher Antrieb nach Anspruch 8, wobei der Elektromotor (M) koaxial zu dem Sonnenrad (PI) angeordnet ist . 9. variable speed drive according to claim 8, wherein the electric motor (M) coaxial with the sun gear (PI) is arranged.
10. Drehzahlveränderlicher Antrieb nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Elektromotor (M) ein Motor einer Elektromotor- Baureihe, vorzugsweise einer Baureihe von Standard- Elektromotoren, und/oder die Maschine (R) eine elektrische Maschine aus einer Baureihe von elektrischen Maschinen ist. 10. Variable speed drive according to claim 8 or 9, wherein the electric motor (M) is a motor of an electric motor series, preferably a series of standard electric motors, and / or the machine (R) is an electrical machine from a series of electric machines.
11. Motor-Baukasten für drehzahlveränderliche Antriebe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend eine Elektromotor- Baureihe von drehzahlkonstanten Elektromotoren (Ml, M2, M3, · · · , Mn) und eine Baureihe von drehzahlveränderlichen elekt¬ rischen Maschinen (Rl, R2, R3, Rn) , wobei die Baureihe von drehzahlveränderlichen elektrischen Maschinen (Rl, R2, R3, Rn) Gruppen von je zwei oder mehr drehzahlveränder- liehen elektrischen Maschinen (Rl, R2, R3) umfasst, die zur Kombination mit je einem drehzahlkonstanten Elektromotor (Ml) der Elektromotor-Baureihe geeignet sind. 11. Motor-construction kit for variable-speed drives according to one of claims 8 to 10, comprising an electric motor series of constant-speed electric motors (Ml, M2, M3, ···, Mn) and a series of variable-speed electric ¬ cal machines (Rl, R2 , R3, Rn), whereby the series of variable-speed electrical machines (R1, R2, R3, Rn) groups of two or more speed-variable includes electrical machines (Rl, R2, R3), which are suitable for combination with a constant-speed electric motor (Ml) of the electric motor series.
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