DE102016122503A1 - Maschine mit elektrischem leistungssystem umfassend ein planetenradsystem - Google Patents

Maschine mit elektrischem leistungssystem umfassend ein planetenradsystem Download PDF

Info

Publication number
DE102016122503A1
DE102016122503A1 DE102016122503.7A DE102016122503A DE102016122503A1 DE 102016122503 A1 DE102016122503 A1 DE 102016122503A1 DE 102016122503 A DE102016122503 A DE 102016122503A DE 102016122503 A1 DE102016122503 A1 DE 102016122503A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
generator
planet carrier
drive coupling
planetary
floor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016122503.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Timothy James SCHLACK
Joseph Tigue
Jonathan Baumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of DE102016122503A1 publication Critical patent/DE102016122503A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/202Mechanical transmission, e.g. clutches, gears
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042Guidance of lubricant
    • F16H57/043Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0479Gears or bearings on planet carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482Gearings with gears having orbital motion
    • F16H57/0486Gearings with gears having orbital motion with fixed gear ratio

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

Offenbart wird eine Antriebskupplung, die dazu ausgebildet ist, mit einem elektrischen Leistungssystem einer Maschine (10) zu arbeiten. Die Antriebskupplung umfasst ein Planetenradsystem (22) mit einem Hohlrad (320), das dazu ausgebildet ist, einen Eingang von einem Motor (16) zu empfangen, und einem Sonnenrad (360), das dazu ausgebildet ist, eine Antriebswelle eines Generators (18) anzutreiben, einer Vielzahl von Planetenrädern (340), die jeweils an einer Planetenradwelle (346) angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Planetenrädern (340) mit dem Sonnenrad (360) und dem Hohlrad (320) in Verzahnung stehen, und ein Planetenträger eine erste Planetenträgeretage und eine zweite Trägeretage umfasst, mit einem offenen Abschnitt dazwischen, um das Sonnenrad (360) und die Vielzahl von Planetenrädern (340) aufzunehmen. Die Antriebskupplung umfasst des Weiteren ein Lager (342), das in dem Planetenträger angeordnet und dazu ausgebildet ist, die Antriebswelle des Generators (18) zu tragen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Offenbarung betrifft allgemein Maschinen mit elektrischen Leistungserzeugungssystemen, die ein Planetenradsystem umfassen, und insbesondere elektrische Leistungssysteme mit einer Antriebskupplung innerhalb des elektrischen Leistungserzeugungssystems, das mit einem Planetenradsystem ausgebildet ist.
  • Hintergrund
  • Eine Reihe von Arbeitsmaschinen, wie etwa, Planierraupen, Radlader, Bagger, Motorgrader und andere Typen von Maschinen für Bau, Arbeit und Erdbewegung verwenden eine Brennkraftmaschine, etwa einen Verbrennungsmotor, und einen Generator zur Erzeugung elektrischer Leistung. Motorbetriebene Generatoren wurden in elektrisch angetriebenen mobilen Maschinen verwendet, um elektrische Leistung zum Vortrieb und Betrieb von Maschinensystemen zu liefern.
  • In solchen Strategien können, statt ein schnelles Hoch- und Herunterfahren des Motorausgangs zur Berücksichtigung von Veränderungen in der Leistungsanforderung zu erfordern, ein stabilerer, gleichmäßigerer Betrieb und Übergange über einen Motorleistungsabgabebereich erreicht werden. Mit anderen Worten können durch Antreiben eines Teils oder der gesamten Maschinensysteme mit elektrischer Leistung, die durch ein an Bord befindliches Motor- und Generatorsystem erzeugt wird, die Verbrennungseigenschaften und der gesamte Motorbetrieb vorhersehbarer werden, und die Veränderungen weniger rasch. Dies verhindert weite und schnelle Variationen in der Motordrehzahl und Last, die mit Leistungsanforderungen an das System in Verbindung stehen. Wo der Motorbetrieb vorhersehbarer ist, und Veränderungen in dem Motorausgang gradueller, hat sich eine überlegene Steuerung der Emissionen und anderer Faktoren wie etwa Kraftstoffeffizienz gezeigt, im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen, bei denen ein Motor direkt das Maschinenvortriebssystem, die Hydraulik etc. antreibt.
  • Manche Generatoren verlangen jedoch eine Drehzahl, die wesentlich höher sein kann als eine normale Drehzahl des Motors, um die maximale Kapazität und Effizienz zu erreichen. In diesen Situationen sind mechanische Komponenten erforderlich, um die gewünschte Drehzahlanforderung durch den Generator zu realisieren. Solche mechanischen Komponenten können teuer sein, komplexe Herstellungsverfahren erfordern, unerwünscht groß sein und dergleichen mehr. Zum Beispiel weisen solche mechanischen Komponenten Konstruktionen auf, die Wand- und darin angeordnete Tragstrukturen umfassen, die die Komplexität und Kosten der Herstellung erhöhen, etwa eine zentrale Wand.
  • Eine solche mechanische Komponente ist in dem US-Patent Nr. 2,815,974 mit dem Titel Motor-/Generatorkopplung offenbart. In diesem Patent koppeln ein Planetengetriebe und eine Freilaufkupplung den Generator mit dem Motor. Laufen der Motor und der Generator mit derselben Drehzahl, treibt der Motor den Generator im Direktantrieb an.
  • Dementsprechend wäre es nützlich, eine mechanische Komponente zu haben, die eine gewünschte Drehzahl bereitstellt und weniger kostspielig ist, weniger komplexe Herstellungsverfahren erfordert und kompakter ist.
  • Zusammenfassung
  • Gemäß einem Aspekt ist eine Antriebskupplung dazu ausgebildet, mit einem elektrischen Leistungssystem einer Maschine zu arbeiten, wobei die Antriebskupplung umfasst: ein Planetenradsystem umfassend ein Hohlrad, das dazu ausgebildet ist, einen Eingang von einem Motor zu empfangen, und ein Sonnenrad, das dazu ausgebildet ist, eine Rotorwelle eines Generators anzutreiben, eine Vielzahl von Planetenrädern, die jeweils an einer Planetenradwelle angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Planetenrädern mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Verzahnung stehen, und ein Planetenträger eine erste Planetenträgeretage und eine zweite Trägeretage umfasst, mit einem offenen Abschnitt dazwischen, um das Sonnenrad und die Vielzahl von Planetenrädern aufzunehmen, sowie ein Lager, das in dem Planetenträger angeordnet und dazu ausgebildet ist, die Rotorwelle des Generators zu tragen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst eine Maschine einen Rahmen, einen Generator, der an dem Rahmen angeordnet und dazu ausgebildet ist, elektrische Leistung für die Maschine zu erzeugen, einen Motor, der an dem Rahmen angeordnet und dazu ausgebildet ist, den Generator zu drehen, ein Planetenradsystem umfassend ein Hohlrad, das dazu ausgebildet ist, einen Eingang von einem Motor zu empfangen, und ein Sonnenrad, das dazu ausgebildet ist, eine Rotorwelle eines Generators anzutreiben, eine Vielzahl von Planetenrädern, die jeweils an einer Planetenradwelle angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Planetenrädern mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Verzahnung steht, und einen Planetenträger umfassend eine erste Planetenträgeretage und eine zweite Trägeretage, mit einem offenen Abschnitt dazwischen, um das Sonnenrad und die Vielzahl von Planetenrädern aufzunehmen, sowie ein Lager, das in dem Planetenträger angeordnet und dazu ausgebildet ist, die Rotorwelle des Generators zu tragen.
  • Diese und weitere Aspekte und Merkmale der Offenbarung werden durch Lektüre der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Maschine mit einem elektrischen Leistungssystem in Übereinstimmung mit Aspekten der Offenbarung.
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit Aspekten der Offenbarung.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht von vorne des Planetenradsystems in Übereinstimmung mit Aspekten der Offenbarung.
  • 4 ist eine Explosionsansicht des Planetenradsystems von 3.
  • 5 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Planetenradsystems von 3.
  • 6 ist eine teilweise Explosionsansicht des Planetenradsystems von 3.
  • 7 ist eine teilweise Explosionsansicht des Planetenradsystems von 3.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Maschine, zum Beispiel eines Raupenschleppers, mit einem elektrischen Leistungssystem in Übereinstimmung mit Aspekten der Offenbarung. Die Maschine 10 kann einen Satz von Bodeneingriffselementen, wie etwa Raupenketten 14, zum Vortrieb der Maschine 10 umfassen, von denen nur eines in 1 zu sehen ist. Die Raupenketten 14 können durch Betätigung eines Kettenrads 44 bewegt werden, das durch einen Elektromotor 15 (in 2 dargestellt) angetrieben wird. Auch andere Bodeneingriffs-Implementierungen, wie etwa eine Reifen-/Rad-Kombination, werden in Betracht gezogen. Die Maschine kann einen Motor 16 umfassen. Die Maschine 10 kann des Weiteren ein oder mehrere Arbeitsmittel 40 umfassen, die durch einen oder mehrere Hydraulikzylinder 42 betätigt werden können. Der Hydraulikzylinder 42 kann durch ein Hydrauliksystem (nicht dargestellt) betrieben werden. Die verschiedenen Komponenten der Maschine können an einem Maschinenrahmen 12 montiert sein.
  • Die Arbeitsmittel 40 können wie dargestellt ein Schild 46 an der Vorderseite der Maschine 10 und/oder einen Aufreißer umfassen, der an der Rückseite der Maschine 10 dargestellt ist. Das Schild 46 kann für den Betrieb mit dem Maschinenrahmen 12 durch ein Paar von Schubarmen 48 verbunden sein. Der Betrieb der Schubarme 48 kann durch ein oder mehrere Stellglieder, wie etwa die Hydraulikzylinder 42, gesteuert werden. Die Hydraulikzylinder 42 können aus- oder eingefahren werden, um die Schubarme 48 zu betätigen. Der Betrieb der Hydraulikzylinder 42 kann seinerseits durch das Hydrauliksystem unter Kontrolle eines die Maschine 10 betreibenden Bedieners gesteuert werden. Alternativ kann der Betrieb der Hydraulikzylinder 42 seinerseits durch das Hydrauliksystem unter Kontrolle eines die Maschine 10 betreibenden automatischen Steuergeräts gesteuert werden.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit zumindest einigen Ausführungsformen der Offenbarung. Der Antriebsstrang 11 ist an dem Maschinenrahmen 12 montiert. Der Antriebsstrang 11 ist ein elektrischer Serien-Antriebsstrang, der den Motor 16 umfasst, der eine Ausgangswelle 26 umfassen kann, die dazu ausgebildet ist, einen Generator 18 zu drehen, der dazu ausgebildet ist, elektrische Leistung für die Maschine 10 bereitzustellen. Die Maschine 10 kann auch eine Antriebskupplung 20 umfassen, die dazu ausgebildet ist, Drehmoment und eine geeignete Drehzahlkorrelation zwischen dem Motor 16 und dem Generator 18 zu übertragen, wie im Folgenden noch weiter beschrieben wird. Der Elektromotor 15 kann des Weiteren mit dem Generator 18 durch Leistungsleitungen 28 verbunden sein. Die Maschine 10 kann auch Leistungselektronik 32 umfassen. Die Leistungselektronik 32 kann geeignete Hardware und/oder Software zur Lieferung von Leistung von dem Generator 18 an den Elektromotor 15 umfassen. Die Leistungselektronik 32 kann des Weiteren geeignete Hardware und/oder Software zur Steuerung eines Betriebs des Elektromotors 15 umfassen. Der Elektromotor 15 kann dazu ausgestaltet sein, eine Form von Arbeit zu leisten, etwa die Maschine 10 durch die Bewegung des Bodeneingriffselements vorzutreiben (z. B. die Raupenketten 14 durch das Kettenrad 44 anzutreiben). Der Elektromotor 15 bildet zusammen mit dem Bodeneingriffselement, der Antriebskupplung 20 und dem Antriebsstrang 11 ein Vortriebssystem für die Maschine 10.
  • Die Antriebskupplung 20 kann dazu ausgestaltet sein, Drehmoment zwischen dem Motor 16 und dem Generator 18 zu übertragen. Zu diesem Zweck kann die Antriebskupplung 20 ein Planetenradsystem 22 umfassen oder damit gekoppelt sein, das eine Generatorrotorwelle 24 über die Antriebskupplung 20 drehen kann, was wiederum den Generator 18 in Drehung versetzt und elektrische Leistung erzeugt. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Ausgangswelle 26 und die Generatorrotorwelle 24 in einer koaxialen Konfiguration dargestellt. Der Begriff "Generator" sollte jedoch nicht so strikt eingeschränkt werden, dass er Dreh- und Wechselstromgeneratoren und dergleichen ausschließt.
  • In dem bestimmten Aspekt, der in 2 gezeigt wird, kann der Motor 16 die Ausgangswelle 26 antreiben, die dazu ausgebildet ist, mit einem Hohlrad 320 verbunden zu sein und einen Eingang an dieses bereitzustellen. Das Planetenradsystem 22 erhöht die Drehzahl, die durch den Motor 16 geliefert wird, und gibt in der Folge die höhere Drehzahl durch ein Sonnenrad 360 zum Antrieb des Generators 18 aus. Das Planetenradsystem 22 ist somit eine Konfiguration mit Hohlrad als Eingang und Sonnenrad als Ausgang.
  • 37 veranschaulichen das Planetenradsystem in Übereinstimmung mit zumindest einigen Aspekten der Offenbarung. Wie in 37 dargestellt kann die Antriebskupplung 20 eine Eingangsnabe 302 umfassen. Die Eingangsnabe 302 kann auf beliebige bekannte Weise mit einer Ausgangswelle 26 des Motors 16 (gezeigt; dargestellt in 2) verbunden sein. In dem in 37 gezeigten Aspekt kann die Eingangsnabe 302 eine Eingangswelle 304 umfassen. Die Eingangswelle 304 kann als Keilwelle ausgebildet sein. Die Eingangsnabe 302 kann des Weiteren eine Verzahnung 306 (in 6 dargestellt) umfassen, die mit einem Satz von Hohlradzähnen 322 des Hohlrades 320 in Verzahnung stehen kann. Die Eingangsnabe 302 kann in Bezug auf das Hohlrad 320 durch ein beliebiges bekanntes mechanisches Befestigungselement gehalten werden. In dem in den 37 gezeigten Aspekt kann die Eingangsnabe 302 an dem Hohlrad 320 mit einem Schnappring 310 gesichert sein, der in einem Schlitz in dem Hohlrad 320 angeordnet sein kann.
  • Die Eingangsnabe 302 kann des Weiteren eine oder mehrere Öffnungen 308 umfassen. Die Öffnungen 308 können Zugangsstellen zur Bereitstellung von Schmiermittel an die internen Teile der Kupplung 20 bereitstellen. Die Öffnungen 308 können dazu dienen, Bereiche der Spannungsentlastung für eine evtl.
  • Wärmebehandlung der Eingangsnabe 302 während der Herstellung bereitzustellen. Darüber hinaus können die Öffnungen 308 dazu dienen, das Gewicht der Eingangsnabe 302 zu verringern.
  • Das Hohlrad 320, und insbesondere die Hohlradzähne 322 des Hohlrades 320, können mit einem oder mehreren Planetenräder 340 in Verzahnung stehen. Jedes der Planetenräder 340 kann an einer Planetenradwelle 346 montiert sein. Zwischen jedem der Planetenräder 340 und den Planetenradwellen 346 kann ein Lager 342 angeordnet sein, um jegliche Drehreibung zu verringern, die die Planetenräder 340 in Bezug auf die Planetenradwelle 346 erfahren mögen. Das Lager 342 kann ein Kugellager, Nadellager, Ringlager oder dergleichen sein.
  • Die Planetenräder 340 sind in Umfangsrichtung um das Sonnenrad 360 herum positioniert und können damit in Verzahnung stehen. Insbesondere können die Planetenradzähne 344 der Planetenräder 340 mit Zähnen 362 des Sonnenrades 360 in Verzahnung stehen. Das Sonnenrad 360 kann des Weiteren einen Verbindungsmechanismus 364 umfassen, um mit dem Generator 18 verbunden zu werden und Drehmoment an diesen zu übertragen. Insbesondere kann das Sonnenrad 360 dazu ausgestaltet sein, Drehmoment an die Generatorrotorwelle 24 des Generators 18 (gezeigt; dargestellt in 2) zu übertragen. In dem in 7 dargestellten Aspekt kann das Sonnenrad 360 Innenkeile als Verbindungsmechanismus 364 umfassen, um Drehmoment an die Generatorrotorwelle 24 des Generators 18 zu übertragen. Die Generatorrotorwelle 24 kann entsprechende Keile aufweisen.
  • Wie des Weiteren in 7 dargestellt, kann die Antriebskupplung 20 des Weiteren einen Planetenträger umfassen, der eine erste Planetenradträgeretage 370 umfasst. Die erste Planetenradträgeretage 370 kann eine erste darin positionierte Öffnung 372 umfassen, um ein erstes Ende der Planetenradwelle 346 zu halten, und eine zweite Öffnung 374 kann ein gegenüberliegendes Ende der Planetenradwelle 346 tragen. In dieser Hinsicht kann die erste Planetenradträgeretage 370 eine zweite Planetenradträgeretage 376 umfassen, die mit der zweiten Öffnung 374 ausgebildet sein kann. Die anderen Planetenräder 340 können auf ähnliche Weise gehalten werden. Dementsprechend kann der Planetenträger die erste Planetenradträgeretage 370 und die zweite Planetenradträgeretage 376 umfassen.
  • Es sollte angemerkt werden, dass die Explosionsansichten von 4 und 7 das Sonnenrad 360 und die Planetenräder 340 zeigen, wobei jede der Planetenradwellen 346 von der ersten Planetenradträgeretage 370 getrennt ist. Das Sonnenrad 360 und die Planetenräder 340 mit jeder der Planetenradwellen 346 sind jedoch zwischen der ersten Planetenradträgeretage 370 und der zweiten Planetenradträgeretage 376 angeordnet, wenn sie wirkmäßig wie in 5 dargestellt angeordnet sind.
  • Die erste Planetenradträgeretage 370 ist durch eine Befestigungskonfiguration 378 von der zweiten Planetenradträgeretage 376 beabstandet und in einer fixierten Beziehung dazu gehalten. Die Befestigungskonfiguration 378 kann eine Vielzahl von Befestigungskonfigurationen umfassen, die radial an mehreren Stellen zwischen der ersten Planetenradträgeretage 370 und der zweiten Planetenradträgeretage 376 angeordnet sind. In einem bestimmten Aspekt ist die erste Planetenradträgeretage 370 als ein fixierter Träger implementiert. Die erste Planetenradträgeretage 370 kann in diesem Kontext eine solche sein, in der die erste Planetenradträgeretage 370 sich während des Betriebs nicht dreht. In einem bestimmten Aspekt können die erste Planetenradträgeretage 370 und/oder die zweite Planetenradträgeretage 376 allgemein flache, scheibenförmige Abschnitte ohne eine Mittelwandkonstruktion zwischen dem Generator 18 und dem Planetenradsystem 22 sein, die eine Anordnung zur Drehzahlerhöhung implementieren. In dieser Hinsicht kann die erste Planetenradträgeretage 370 als eine Endabdeckung für den Generator 18 dienen.
  • Unter Bezugnahme auf 5 kann die erste Planetenradträgeretage 370 durch eine Vielzahl von Befestigungselementen mechanisch an einem Gehäuse 380 gesichert sein, das dem Generator 18 zugeordnet ist. In dem in 4 dargestellten Aspekt sind die mechanischen Befestigungselemente als eine Vielzahl von Schrauben 382 dargestellt, doch werden auch andere Typen von Befestigungselementen in Betracht gezogen. Die Vielzahl von Schrauben 382 kann sich durch Öffnungen 390 (in 7 dargestellt) erstrecken, die an einem äußeren Durchmesser der ersten Planetenradträgeretage 370 angeordnet sein, um mit dem Gehäuse 380 verbunden zu werden.
  • Noch immer Bezug nehmend auf 5 kann das Gehäuse 380 des Generators 18 auch einen Kanal 384 umfassen, der für die Schmierung der ersten Planetenradträgeretage 370 sorgt. In dieser Hinsicht kann der Kanal 384 mit einem Kanal 386 verbunden sein, der innerhalb der ersten Planetenradträgeretage 370 angeordnet ist. Wenn somit Schmiermittel durch den Kanal 384 gepumpt wird, kann das Schmiermittel weiter in den Kanal 386 gelangen, um verschiedene Komponenten der Antriebskupplung 20 zu schmieren. Der Kanal 386 kann direkt mit der Planetenradwelle 346 verbunden sein, die des Weiteren eine zentrale Bohrung und ein oder mehrere Querlöcher umfassen, die Schmiermittel an die Planetenräder 340 liefern, was auch das Sonnenrad 360 schmieren kann. In dem gezeigten Beispiel ist die erste Planetenradträgeretage 370 gegossen, könnte aber auch aus maschinell bearbeitetem Plattenstahl hergestellt und angeschweißt sein. Wie in 5 dargestellt können die Kanäle 384, 386 eine oder mehrere Dichtungen umfassen, die zwischen der Schnittstelle des Gehäuses 380 des Generators 18 und der ersten Planetenradträgeretage 370 positioniert ist, um Leckagen zu verringern, sowie einen oder mehrere Stopfen für den Zugang zu Reparaturzwecken.
  • Die Antriebskupplung 20 kann des Weiteren eine Halterung 368 und eine Halteplatte 324 umfassen. Die Halterung 368 kann mit der Oberseite des Sonnenrads 360, Abschnitten der Planetenradwelle 346 und dergleichen in Kontakt stehen. Die Halteplatte 324 kann mit der Oberfläche der Halterung 368 in Kontakt stehen und die Halterung 368 innerhalb der Antriebskupplung 20 in Stellung halten. Die Halteplatte 324 kann des Weiteren ein oder mehrere mechanische Befestigungselemente 326 umfassen, die die Halteplatte 324 an der zweiten Planetenradträgeretage 376 sichern kann. Gemäß einem Aspekt können die mechanischen Befestigungselemente 326 an den Öffnungen 328 gesichert werden. Weitere Konstruktionen der Halterung 368 und der Halteplatte 324 werden ebenfalls in Betracht gezogen.
  • Unter Bezugnahme auf 5 kann die erste Planetenradträgeretage 370 ein Lager 388 umfassen. Das Lager 388 kann in die erste Planetenradträgeretage 370 eingepasst sein. Das Lager 388 ist um die Generatorrotorwelle 24 des Generators 18 herum positioniert. Auf diese Weise schafft die erste Planetenradträgeretage 370 Halt sowohl für die Planetenräder 340 als auch den Rotor des Generators 18 durch die Generatorrotorwelle 24.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Antriebskupplung 20 kann eine einfachere Konstruktion ohne Bedarf nach einer Mittelwand innerhalb der Antriebskupplung 20 zwischen dem Generator 18 und dem Planetenradsystem 22 aufweisen, die eine Anordnung zur Drehzahlerhöhung implementieren, wie hierin beschrieben wird. Im Gegensatz dazu erfordern Konstruktionen nach dem Stand der Technik eine komplexere Konstruktion, wie etwa eine solche Konstruktion, die eine Mittelwand zwischen dem Generator und der Planetenanordnung zur Drehzahlerhöhung umfasst. In dieser Hinsicht trägt die erste Planetenradträgeretage 370, die wie oben beschrieben ein fixierter Träger ist, nicht nur die Generatorrotorwelle 24 des Generators 18 über das Lager 388, sondern dient auch als die Endabdeckung für den Generator 18. Diese Konstruktion ist im Vergleich zu den Implementierungen des Standes der Technik einfacher und verringert die Anzahl der benötigten Komponenten. Darüber hinaus nimmt die erste Planetenradträgeretage 370 die Stelle einer Generatorendabdeckung ein und dient nicht nur dazu, einen Einschluss des Generators 18 zu vervollständigen, sondern trägt die erste Planetenradträgeretage 370 auch die Generatorrotorwelle 24. Darüber hinaus trägt die erste Planetenradträgeretage 370, weil sie fixiert ist, des Weiteren auch die Planetenräder 340. Die Antriebskupplung 20 unterstützt auch die Ausrichtung zwischen dem Motor 16 und dem Generator 18, erhöht die Drehzahl, die an den Generator 18 geliefert wird, schafft Halt für die Generatorrotorwelle 24 und hüllt die Anordnung des Planetenradsystems 22 ein.
  • Die Antriebskupplung 20 weist eine Konstruktion auf, die zu geringeren Verbindungsanforderungen und kleineren und/oder kostengünstigeren Befestigungselementen führt. In dieser Hinsicht können unter Bezugnahme auf 7 die mechanischen Befestigungselemente eine Vielzahl von Schrauben 382 umfassen, die sich durch Öffnungen 390 erstrecken können, die an einem äußeren Durchmesser der ersten Planetenradträgeretage 370 angeordnet sind, um mit dem Gehäuse 380 verbunden zu werden. Die Anordnung der Schrauben 382 an dem äußeren Durchmesser der ersten Planetenradträgeretage 370 verringert die Verbindungsanforderungen und erlaubt kleinere und/oder kostengünstigere Befestigungselemente.
  • Die Antriebskupplung 20 erlaubt eine Reihengeometrie von der Eingangsnabe 302 bis zur Generatorrotorwelle 24 des Generators 18 (siehe die unterbrochene Linie A in 5), die zu einer kompakteren Gesamtpackdichte des Generators führt, mit in etwa demselben Raumbedarf wie die Drehmomentwandler, die in Maschinen mit mechanischem Antrieb eingesetzt werden.
  • Die Antriebskupplung 20 erlaubt eine gegossene Trägerkonstruktion, die auch genützt werden kann, um eine Schmierungsverteilung bereitzustellen. In dieser Hinsicht veranschaulicht 5 das Gehäuse 380, das auch den Kanal 384 umfassen kann, der Schmierung für die erste Planetenradträgeretage 370 bereitstellt. Darüber hinaus kann der Kanal 384 in dieser Hinsicht mit einem Kanal 386 verbunden sein, der innerhalb der ersten Planetenradträgeretage 370 angeordnet ist. Wenn somit Schmiermittel durch den Kanal 384 gepumpt wird, kann das Schmiermittel weiter in den Kanal 386 gelangen, um verschiedene Komponenten der Antriebskupplung 20 zu schmieren. Der Kanal 386 kann direkt mit der Planetenradwelle 346 verbunden sein, die des Weiteren eine zentrale Bohrung und ein oder mehrere Querlöcher umfasst, die Schmiermittel an die Planetenräder 340 liefern, was auch das Sonnenrad 360 schmieren kann. Ein oder mehrere beliebige der Kanäle können Teil eines Gussteils sein. Zum Beispiel kann der Kanal 386 zusammen mit der ersten Planetenradträgeretage 370 gegossen werden.
  • Die Antriebskupplung 20 kann spezielle gewerbliche Anwendbarkeit finden, indem Keile an dem Hohlrad 320 und Keile an dem Sonnenrad 360 vorgesehen werden, um die Kontrolle der Herstellungstoleranzen zu unterstützen und längere Komponentenlebensdauern bereitzustellen. In dieser Hinsicht kann das Planetenradsystem 22 stark beschränkt sein durch die Positionen, wo die Lager 388 relativ zu den Zahnrädern platziert sind. Die Lebensdauer von Komponenten hängt sehr stark von den Positionstoleranzen von Merkmalen ab, die diese Lager 388 positionieren, und die üblichen Herstellungsmöglichkeiten begrenzen diese Toleranzen in gewissem Maße. Die Einbeziehung der Keilverbindungen an den Eingangs- und Ausgangszahnrädern verleiht dem System Flexibilität und erlaubt es, dass die Teile innerhalb einer Hülle arbeiten und sich selbst positionieren, was bis zu einem bestimmten Maß einen Teil der Positionsschwankungen aufheben kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2815974 [0005]

Claims (10)

  1. Antriebskupplung, die dazu ausgebildet ist, mit einem elektrischen Leistungssystem einer Maschine (10) zu arbeiten, wobei die Antriebskupplung umfasst: ein Planetenradsystem (22) mit einem Hohlrad (320), das dazu ausgebildet ist, einen Eingang von einem Motor (16) zu empfangen, und einem Sonnenrad (360), das dazu ausgebildet ist, eine Rotorwelle (24) eines Generators (18) anzutreiben; eine Vielzahl von Planetenrädern (340), die jeweils an einer Planetenradwelle (346) angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Planetenrädern (340) mit dem Sonnenrad (360) und dem Hohlrad (320) in Verzahnung steht; einen Planetenträger umfassend eine erste Planetenträgeretage und eine zweite Trägeretage, mit einem offenen Abschnitt dazwischen, um das Sonnenrad (360) und die Vielzahl von Planetenrädern (340) darin aufzunehmen; sowie ein Lager (342), das in dem Planetenträger angeordnet und dazu ausgebildet ist, die Rotorwelle des Generators (18) zu tragen.
  2. Antriebskupplung nach Anspruch 1, wobei der Planetenträger dazu ausgebildet ist, in Bezug auf ein Gehäuse (380) des Generators (18) fixiert zu sein, und der Planetenträger des Weiteren dazu ausgebildet ist, ein Ende des Gehäuses (380) des Generators (18) zu umschließen.
  3. Antriebskupplung nach Anspruch 1, wobei der Planetenträger Befestigungselemente (382) umfasst, die an einem äußeren Durchmesser des Planetenträgers angeordnet sind, wobei die Befestigungselemente dazu ausgebildet sind, den Planetenträger an einem Gehäuse (380) des Generators (18) zu sichern.
  4. Antriebskupplung nach Anspruch 1, wobei der Planetenträger einen Schmierungskanal (386) umfasst, der dazu ausgebildet ist, ein Schmierfluid zu empfangen und das Schmierfluid zu zumindest der Vielzahl von Planetenrädern (340) zu leiten.
  5. Antriebskupplung nach Anspruch 1, wobei der offene Abschnitt einen freien Zwischenraum umfasst, der zwischen der ersten Planetenträgeretage und der zweiten Trägeretage angeordnet ist, wobei der freie Zwischenraum dazu ausgebildet ist, das Sonnenrad (360), die Vielzahl von Planetenrädern (340) und die Rotorwelle des Generators (18) aufzunehmen.
  6. Antriebskupplung nach Anspruch 1, wobei das Sonnenrad (360) Keile umfasst, die dazu ausgebildet sind, Keile der Rotorwelle des Generators (18) aufzunehmen.
  7. Antriebskupplung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Eingangsnabe (302) umfassend Nabenradzähne (306), die mit Hohlradzähnen (322) des Hohlrades (320) in Verzahnung stehen.
  8. Antriebskupplung nach Anspruch 7, wobei die Eingangsnabe (302) eine Welle mit Keilen umfasst, die dazu ausgebildet ist, Drehmoment von dem Motor (16) zu empfangen.
  9. Antriebskupplung nach Anspruch 1, wobei der Generator (18) dazu ausgebildet ist, mit einer ersten Drehzahl zu arbeiten, die größer ist als eine zweite Drehzahl des Motors (16), wobei das Planetenradsystem (22) dazu ausgebildet ist, die erste Drehzahl des Motors (16) zu empfangen und die zweite Drehzahl für den Generator (18) zu erzeugen.
  10. Antriebskupplung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Befestigungsabschnitt, der mit einer äußeren Kante der zweiten Trägeretage verbunden ist, wobei der Befestigungsabschnitt des Weiteren mit der ersten Planetenträgeretage verbunden ist.
DE102016122503.7A 2015-11-30 2016-11-22 Maschine mit elektrischem leistungssystem umfassend ein planetenradsystem Withdrawn DE102016122503A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/953920 2015-11-30
US14/953,920 US20170152937A1 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Machine Having an Electrical Power System that Includes a Planetary Gear System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016122503A1 true DE102016122503A1 (de) 2017-06-01

Family

ID=58693310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016122503.7A Withdrawn DE102016122503A1 (de) 2015-11-30 2016-11-22 Maschine mit elektrischem leistungssystem umfassend ein planetenradsystem

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170152937A1 (de)
CN (1) CN106816988A (de)
DE (1) DE102016122503A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10704390B2 (en) * 2016-06-06 2020-07-07 Lance Yan Lee Housing wheel engine with method of epitrochoid
US11879538B2 (en) * 2018-09-13 2024-01-23 Volvo Construction Equipment Ab Planetary gearset and a vehicle or stationary unit comprising such gearset
US10975938B2 (en) * 2019-04-16 2021-04-13 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with electromagnetic actuation assembly
CN110409536B (zh) * 2019-06-28 2021-06-08 三一重机有限公司 回转装置及挖掘机
US12084132B2 (en) * 2019-12-16 2024-09-10 Caterpillar Inc. Motor drive assembly for a dual path electric powertrain of a machine
US20230192187A1 (en) * 2020-07-30 2023-06-22 Komatsu Ltd. Crawler-type work machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815974A (en) 1955-04-29 1957-12-10 Smith Corp A O Engine-generator coupling

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1978680A (en) * 1931-12-18 1934-10-30 Frank C Macdonald Hydraulic transmission
US6203463B1 (en) * 1999-12-16 2001-03-20 Caterpillar Inc. Transmission with variable ratio utilizing three planetaries, five members, a variable speed pump, and a variable speed motor and associated method for operatively connecting components associated therewith
JP3460665B2 (ja) * 2000-03-06 2003-10-27 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の自動変速機
US6300735B1 (en) * 2000-03-22 2001-10-09 Caterpillar Inc. Control for a two degree of freedom electromechanical transmission and associated method
US6644939B2 (en) * 2001-08-17 2003-11-11 Borgwarner, Inc. Method and apparatus for providing a hydraulic transmission pump assembly having a differential actuation
US6685437B2 (en) * 2001-09-21 2004-02-03 Borgwarner, Inc. Hydraulic transmission pump assembly having a differential actuation and integrated line pressure control
US6910987B2 (en) * 2002-10-22 2005-06-28 Victor Richards Automatic transmission for light vehicles employing V-Twin engines
US7490594B2 (en) * 2004-08-16 2009-02-17 Woodward Governor Company Super-turbocharger
US7824290B1 (en) * 2006-07-31 2010-11-02 Ernie Brookins Rotational power distribution and control system
EP2097659A4 (de) * 2006-11-20 2011-11-23 Josef Yanay Auf ein stufenloses getriebe basierendes planetengetriebe
JP4858495B2 (ja) * 2008-06-20 2012-01-18 トヨタ自動車株式会社 車両の動力伝達装置
US8366578B2 (en) * 2008-10-30 2013-02-05 Caterpillar Inc. Apparatus and method for lubricating a gear
DE102010056106B4 (de) * 2010-12-23 2012-07-19 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Getriebeeinheit
US20140200109A1 (en) * 2013-01-14 2014-07-17 Leo James Stocco Planetary Gear Pump
BR102014025034B1 (pt) * 2013-12-11 2022-09-13 Cnh Industrial America Llc Veículo agrícola
US9650032B2 (en) * 2015-02-17 2017-05-16 Oshkosh Corporation Multi-mode electromechanical variable transmission

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815974A (en) 1955-04-29 1957-12-10 Smith Corp A O Engine-generator coupling

Also Published As

Publication number Publication date
US20170152937A1 (en) 2017-06-01
CN106816988A (zh) 2017-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016122503A1 (de) Maschine mit elektrischem leistungssystem umfassend ein planetenradsystem
EP2042745B1 (de) Hydraulisches Antriebssystem mit Energierückgewinnung
DE112010000064B4 (de) Fahrzeugantriebsvorrichtung
DE112011102075B4 (de) Flüssigkeitsdruckerzeugevorrichtung und Antriebsvorrichtung
DE102014114889A1 (de) Antriebseinheit für Fahrzeuge
DE112010003465T5 (de) Antriebsvorrichtung eines fahrzeugs
DE102012102729A1 (de) Hochzuverlässige Drehaktuatoren und Betriebsverfahren
DE112012006023T5 (de) Motor
DE112011102054T5 (de) Flüssigkeitsdruckerzeugevorrichtung und Antriebsvorrichtung
DE112008001374T5 (de) Hybridantriebsvorrichtung
DE102016215720A1 (de) Kompakte Planetenanordnung für einen Endantrieb
DE102010036884A1 (de) Antriebssystem und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Antriebssystem
DE102011102749A1 (de) Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE10309619A1 (de) Parallel-Misch-Triebwerk
DE102014223690A1 (de) Ölpumpe für Automatikgetriebe
DE102011079800A1 (de) Antriebsstrang
DE112009001723T5 (de) Fahrzeugantriebsvorrichtung
DE102013211225A1 (de) Hybridantriebsanordnung
DE102018203207A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE112013001787T5 (de) Elektrische Umlaufmaschine
DE102005003077B4 (de) Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug
DE102019129277A1 (de) Untersetzungsgetriebe und elektromechanische Vorrichtung
DE102009031506A1 (de) Verstellanordnung für eine elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs
DE102011108535A1 (de) Hydraulische Motor-Pumpen-Anordnung und Hydrauliksystem für ein Fahrzeug
DE102009020646A1 (de) Laufzeug für eine Fluidenergiemaschine sowie elektrisch angetriebener Turbolader

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: WAGNER & GEYER PARTNERSCHAFT MBB PATENT- UND R, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee