DE112016006959T5

DE112016006959T5 - Getriebe mit variabler drehzahl

Info

Publication number: DE112016006959T5
Application number: DE112016006959.6T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Miyata; Masahiro Kobayashi; Yasushi Mori; Yoshiyuki Okamoto
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: JP6566433B2; JP6635622B2; WO2018016097A1; US10738858B2; US20190186600A1; JPWO2018016097A1; US20200318714A1; WO2018016021A1; DE112016006959B4; JPWO2018016021A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Getriebe mit variabler Drehzahl umfassend eine elektrische Antriebsvorrichtung zur Verfügung, welche eine Drehantriebskraft erzeugt, und eine Planetenrad-Übertragungsvorrichtung, welche die Drehzahl der Drehantriebskraft, die durch die elektrische Antriebsvorrichtung erzeugt wurde, ändert und die geänderte Drehantriebskraft zu einem Antriebsziel überträgt, wobei eine Sonnenradwelle eine Ausgangswelle bildet, die mit dem Antriebsziel verbunden ist, eine Hohlradträgerwelle bildet eine Konstantdrehzahl-Eingangswelle, und eine Planetenradträgerwelle bildet eine Eingangswelle für variable Drehzahl, die elektrische Antriebsvorrichtung umfasst einen Motor mit konstanter Drehzahl, der einen Rotor mit konstanter Drehzahl hat, welcher die Konstantdrehzahl-Eingangswelle der Übertragungsvorrichtung dreht, und einen Motor mit variabler Drehzahl, der einen Rotor mit variabler Drehzahl hat, der mit der Eingangswelle für variable Drehzahl der Übertragungsvorrichtung verbunden ist, der Hohlradträger umfasst einen Kupplungsmechanismus, welcher einen zylindrischen Abschnitt, der mit dem Hohlrad verbunden ist, mit der Hohlradträgerwelle verbindet, und der Kupplungsmechanismus umfasst einen Bewegungsabschnitt, welcher mit einem, dem ersten zylindrischen Abschnitt oder der Hohlradträgerwelle verbunden ist, um in der Axialrichtung beweglich zu sein, einen Antriebsabschnitt, welcher den Bewegungsabschnitt in der Axialrichtung bewegt, einen Festabschnitt, welcher fest ist am anderen, dem zylindrischen Abschnitt oder der Hohlradträgerwelle, und einen Eingriffsabschnitt, der den Bewegungsabschnitt und den Festabschnitt durch Bewegung des Bewegungsabschnitts in der Axialrichtung in Eingriff bringt.

Description

[Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit variabler Drehzahl, welches eine elektrische Antriebsvorrichtung einschließlich eines Motors mit konstanter Drehzahl und eines Motors mit variabler Drehzahl aufweist, und eine Planetenrad-Übertragungsvorrichtung zum Ändern der Drehzahl einer durch die elektrische Antriebsvorrichtung erzeugten Drehantriebskraft und anschließendes Übertragen der drehzahlgeänderten Drehantriebskraft zu einem Antriebsziel besitzt.
[Technischer Hintergrund]
Als eine Vorrichtung zum Antreiben einer Rotationsmaschine, z.B. einem Verdichter, gibt es eine Vorrichtung umfassend eine elektrische Antriebsvorrichtung zum Erzeugen einer Drehantriebskraft und eine Übertragungsvorrichtung zum Ändern der Drehzahl einer Drehantriebskraft, die durch die elektrische Antriebsvorrichtung erzeugt wurde, und anschließendes Übertragen der drehzahlgeänderten Drehantriebskraft zur Rotationsmaschine.
Patentdokument 1 offenbart, dass ein Motor mit konstanter Drehzahl und ein Motor mit variabler Drehzahl zur Drehzahländerung als elektrische Antriebsvorrichtung verwendet werden und eine Planetenrad-Übertragungsvorrichtung als die Übertragungsvorrichtung verwendet wird, um die Getriebeübersetzung genau zu steuern. In dieser Vorrichtung ist es möglich, die Drehrate einer Ausgangswelle der mit der Rotationsmaschine verbundenen Planetenrad-Übertragungsvorrichtung durch Ändern der Drehrate des Motors mit variabler Drehzahl, zu ändern.
[Zitierungsliste]
[Patentliteratur]
[Patentdokument 1] Japanische Patentveröffentlichung Nr. 4472350
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
In dem oben beschriebenen Getriebe mit variabler Drehzahl kann beispielsweise die elektrische Energieversorgung zum Elektromotor aufgrund von Überspannung, Überstrom oder dergleichen abgeschnitten werden. In einem solchen Fall werden sowohl der Motor mit konstanter Drehzahl als auch der Motor mit variabler Drehzahl gestoppt. Zu dieser Zeit kann der Motor mit variabler Drehzahl, der mit dem Motor mit konstanter Drehzahl über die Übertragungsvorrichtung oder dem anzutreibenden Verdichter verbunden ist, aufgrund der Drehrate des Motors mit konstanter Drehzahl oder der Trägheit des Verdichters überdreht werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit variabler Drehzahl, welches eine elektrische Antriebsvorrichtung aufweisend einen Motor mit konstanter Drehzahl und einen Motor mit variabler Drehzahl, und eine Planetenrad-Übertragungsvorrichtung zum Ändern der Drehzahl einer durch die elektrische Antriebsvorrichtung erzeugten Drehantriebskraft und anschließendes Übertragen der drehzahlgeänderten Drehantriebskraft zu einem Antriebsziel umfasst, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe mit variabler Drehzahl zur Verfügung zu stellen, welches in der Lage ist, das Überdrehen des Motors mit variabler Drehzahl oder des Antriebsziels zu verhindern.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe mit variabler Drehzahl vorgesehen, umfassend: eine elektrische Antriebsvorrichtung, welche eine Drehantriebskraft erzeugt, und eine Übertragungsvorrichtung, welche die Drehzahl der durch die elektrische Antriebsvorrichtung erzeugten Drehantriebskraft ändert und die geänderte Drehantriebskraft zu einem Antriebsziel überträgt, wobei die Übertragungsvorrichtung umfasst: ein Sonnenrad, welches sich um eine Achse dreht, eine Sonnenradwelle, welche mit dem Sonnenrad fest verbunden ist und sich in einer Axialrichtung um die Achse erstreckt, ein Planetenrad, welches mit dem Sonnenrad kämmt, um die Achse umläuft und um seine eigene Mittellinie rotiert, ein Hohlrad, welches eine Vielzahl von ringförmig um die Achse angeordneten Zähnen hat und mit dem Planetenrad kämmt, einen Planetenradträger, welcher eine Planetenradträgerwelle hat, die sich in der Axialrichtung um die Achse erstreckt und das Planetenrad derart trägt, dass es um die Achse umläuft und dass es um eine Mittellinie des Planetenrades selbst drehbar ist, und einen Hohlradträger, welcher eine Hohlradträgerwelle hat, die sich in der Axialrichtung um die Achse erstreckt und das Hohlrad derart trägt, dass es um die Achse drehbar ist, wobei die Sonnenradwelle eine Ausgangswelle bildet, welche mit dem Antriebsziel verbunden ist, die Hohlradträgerwelle eine Konstantdrehzahl-Eingangswelle bildet, und die Planetenradträgerwelle eine Eingangswelle für variable Drehzahl bildet, wobei die elektrische Antriebsvorrichtung umfasst: einen Motor mit konstanter Drehzahl, der einen Rotor mit konstanter Drehzahl hat, welcher die Konstantdrehzahl-Eingangswelle der Übertragungsvorrichtung dreht, und einen Motor mit variabler Drehzahl, der einen Rotor mit variabler Drehzahl hat, der mit der Eingangswelle für variable Drehzahl der Übertragungsvorrichtung verbunden ist, wobei der Hohlradträger einen Kupplungsmechanismus aufweist, welcher einen zylindrischen Abschnitt, der mit dem Hohlrad verbunden ist, mit der Hohlradträgerwelle verbindet, und wobei der Kupplungsmechanismus umfasst: einen Bewegungsabschnitt, welcher mit dem zylindrischen Abschnitt oder der Hohlradträgerwelle verbunden ist, um in der Axialrichtung beweglich zu sein, einen Antriebsabschnitt, welcher den Bewegungsabschnitt in der Axialrichtung antreibt, einen Festabschnitt, welcher am anderen, dem zylindrischen Abschnitt oder der Hohlradträgerwelle, fixiert ist, und einen Eingriffsabschnitt, welcher in den Bewegungsabschnitt und den Festabschnitt durch Bewegung des Bewegungsabschnitts in der Axialrichtung eingreift.
Gemäß einem solchen Aufbau wird beim Getriebe mit variabler Drehzahl, beispielsweise wenn die Energieversorgung zum Elektromotor aufgrund einer Überspannung, Überstroms oder dergleichen abgeschnitten wird, eine Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl, welche zur Übertragungsvorrichtung übertragen wird, entkoppelt werden. Deshalb kann das Überdrehen des Motors mit variabler Drehzahl oder des Antriebsziels aufgrund der Übertragung der Drehung des Rotors mit konstanter Drehzahl verhindert werden.
Im Getriebe mit variabler Drehzahl kann der Antriebsabschnitt eine Scheibe, welche am anderen zylindrischen Abschnitts und der Hohlradträgerwelle befestigt ist, um den Bewegungsabschnitt in der Axialrichtung gegenüberzuliegen und einen Ölversorgungsraum zwischen der Scheibe und dem Bewegungsabschnitt bildet, einen Ölversorgungsabschnitt, welcher Öl in den Ölversorgungsraum liefert, und einen Ölablassabschnitt, welcher Öl vom Ölversorgungsraum ablässt, aufweisen.
Gemäß einem solchen Aufbau ist es möglich, den Bewegungsabschnitt unter Verwendung des Öls, welches zum Lager aufgrund eines Aufbaus, in dem der Bewegungsabschnitt aufgrund des Öldrucks bewegt wird, geliefert wird, zu bewegen. Auch kann der Eingriff aufgrund des Eingriffsabschnitts durch Ablassen des Öls vom Ölversorgungsraum gelöst werden.
Im Getriebe mit variabler Drehzahl kann der Ölversorgungsabschnitt einen Ölversorgungspfad umfassen, welcher in wenigstens einem, dem Festabschnitt oder der Scheibe gebildet ist, und eine Düse, welche das Öl, welches zum Ölversorgungspfad geliefert wurde, in den Ölversorgungsraum liefert.
Im Getriebe mit variabler Drehzahl kann der Ölversorgungsraum einen ersten Ölversorgungsraum, welcher zwischen dem Bewegungsabschnitt und der Scheibe gebildet ist, und einen zweiten Ölversorgungsraum, welcher mit dem ersten Ölversorgungsraum kommuniziert und innerhalb des Rotors mit konstanter Drehzahl gebildet ist, einschließen, und der Ölversorgungsabschnitt liefert das Öl in den zweiten Ölversorgungsraum.
Gemäß einem solchen Aufbau wird das Öl aufgrund der Zentrifugalkraft, die auf das Öl wirkt, nicht zum ersten Ölversorgungsraum geliefert, in dem der Druck höher wird, sondern in den zweiten Ölversorgungsraum, in dem der Druck niedriger ist. Deswegen ist es möglich, in einfacher Art und Weise das Öl zum Ölversorgungsraum zu liefern.
Im Getriebe mit variabler Drehzahl kann der Rotor mit variabler Drehzahl in einer zylindrischen Form zentriert auf der Achse gebildet sein, und die Konstantdrehzahl-Eingangswelle durch ein Welleneinführloch eingesetzt sein, welches in der Axialrichtung hierdurch dringt.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann beim Getriebe mit variabler Drehzahl, beispielsweise wenn die elektrische Energieversorgung zum Elektromotor aufgrund von Überspannung, Überstrom oder dergleichen abgeschnitten ist, eine Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl, zur Übertragungsvorrichtung übertragen wird, gelöst werden. Deshalb ist es möglich, den Motor mit variabler Drehzahl oder das Antriebsziel daran zu hindern, durch das Übertragen der Drehung des Rotors mit konstanter Drehzahl zu überdrehen.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht eines Getriebes mit variabler Drehzahl gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht einer Übertragungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Schnittansicht einer elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Schnittansicht eines Hohlradträgers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Schnittansicht eines Kupplungsmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Draufsicht auf eine Hirthkupplung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schnittansicht der Hirthkupplung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Übertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine Schnittansicht des Kupplungsmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche einen Zustand zeigt, in dem ein Eingriff der Hirthkupplung gelöst ist.
10 ist eine Schnittansicht eines Kupplungsmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Schnittansicht eines Kupplungsmechanismus gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Schnittansicht eines Hohlradträgers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Schnittansicht eines Kupplungsmechanismus gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
[Erste Ausführungsform]
Im Folgenden wird ein Getriebe mit variabler Drehzahl gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben werden.
Wie gezeigt in 1, weist das Getriebe mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform eine elektrische Antriebsvorrichtung 50, welche eine Drehantriebskraft erzeugt, und eine Übertragungsvorrichtung 10, welches die Drehzahl einer Drehantriebskraft, erzeugt durch die elektrische Antriebsvorrichtung 50, ändert und dann die drehzahlgeänderte Drehantriebskraft zu einem Antriebsziel überträgt, auf. Das Getriebe mit variabler Drehzahl 1 kann beispielsweise auf ein fluidmechanisches System, wie z. B. ein Verdichtersystem, angewandt werden.
Das Antriebsziel des Getriebes mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform ist ein Verdichter C.
Die Übertragungsvorrichtung 10 ist eine Planetenrad-Übertragungsvorrichtung.
Die elektrische Antriebsvorrichtung 50 umfasst einen Motor mit konstanter Drehzahl 51, der einen Rotor mit konstanter Drehzahl 52 hat, welcher mit einer konstanten Drehzahl rotiert, und einen Motor mit variabler Drehzahl 71, der einen Rotor mit variabler Drehzahl 72 hat, welcher mit einer beliebigen Drehrate rotiert. Sowohl der Rotor mit konstanter Drehzahl 52 als auch der Rotor mit variabler Drehzahl 72 ist mit der Übertragungsvorrichtung 10 verbunden.
Die elektrische Antriebsvorrichtung 50 ist auf einem Rahmen 90 durch einen Unterstützungsabschnitt für die elektrische Antriebsvorrichtung 50S unterstützt. Die Übertragungsvorrichtung 10 ist auf dem Rahmen 90 durch einen Unterstützungsabschnitt für die Übertragungsvorrichtung 10S unterstützt. Die elektrische Antriebsvorrichtung 50 und die Übertragungsvorrichtung 10, welche schwere Objekte sind, können sicher durch diese Unterstützungsabschnitte befestigt werden.
Wie gezeigt in 2, umfasst die Übertragungsvorrichtung 10 ein Sonnenrad 11, welches um eine Achse Ar, die sich in einer Horizontalrichtung erstreckt, rotiert, eine Sonnenradwelle 12, die am Sonnenrad 11 befestigt ist, eine Vielzahl von Planetenrädern 15, welche mit dem Sonnenrad 11 kämmen, drehen sich um die Achse Ar und rotieren um ihre eigenen Mittellinien Ap, ein Hohlrad 17, in dem eine Vielzahl von Zähnen in einer Ringform um die Achse Ar angeordnet sind und welches mit der Vielzahl der Planetenräder 15 kämmt, einen Planetenradträger 21, welcher die Vielzahl der Planetenräder 15 dreht, um der Vielzahl von Planetenrädern 15 zu erlauben, um die Achse Ar zu drehen und um deren eigenen Mittellinien Ap zu rotieren, einen Hohlradträger 31, welcher das Hohlrad 17 unterstützt, um dem Hohlrad 17 zu erlauben, um die Achse Ar zu rotieren, und ein Übertragungsgehäuse 41, welches diese Elemente abdeckt.
Im Folgenden wird eine Richtung, in der sich die Achse Ar erstreckt, als eine Axialrichtung definiert, eine Seite in der Axialrichtung wird als eine Ausgangsseite definiert und eine Seite entgegengesetzt zur Ausgangsseite wird als Eingangsseite definiert. Auch wird eine Radialrichtung um die Achse Ar einfach als Radialrichtung bezeichnet. Im Getriebe mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform ist die elektrische Antriebsvorrichtung 50 auf der Eingangsseite in der Axialrichtung angeordnet und die Übertragungsvorrichtung 10 ist auf der Ausgangsseite der elektrischen Antriebsvorrichtung 50 angeordnet. Der Verdichter C ist auf der Ausgangsseite des Getriebes mit variabler Drehzahl 1 angeordnet.
Die Sonnenradwelle 12 hat zentriert auf der Achse Ar eine Kreissäulenform und erstreckt sich vom Sonnenrad 11 zur Ausgangsseite in der Axialrichtung. Ein Flansch 13 ist auf einem ausgangsseitigen Ende der Sonnenradwelle 12 gebildet. Beispielsweise ist ein Rotor des Verdichters C, welcher als das Antriebsziel dient, mit dem Flansch 13 verbunden. Die Sonnenradwelle 12 ist durch ein Sonnenradlager 42, welches auf der Ausgangsseite des Sonnenrads 11 angeordnet ist, derart unterstützt, dass sie rotierbar um die Achse Ar ist. Das Sonnenradlager 42 ist am Übertragungsgehäuse 41 installiert.
Der Planetenradträger 21 umfasst eine Planetenradwelle 22, welche für jedes der Vielzahl der Planetenräder 15 vorgesehen ist, einen Trägerhauptkörper 23, welcher die relativen Positionen der Vielzahl der Planetenradwellen 22 zueinander festlegt, und eine ausgangsseitige Planetenradträgerwelle 27o, welche sich in der Axialrichtung, zentriert auf der Achse Ar erstreckt. Die ausgangsseitige Planetenradträgerwelle 27o ist an einer Innenseite des Trägerhauptkörpers 23 in der Radialrichtung fixiert.
Die Planetenradwelle 22 gelangt durch die Mittellinie Ap der Planetenräder 15 in der Axialrichtung und unterstützt die Planetenräder15, um den Planetenrädern 15 zu ermöglichen, um eine ihrige Mittellinie zu rotieren. Der Trägerhauptkörper 23 erstreckt sich auswärts in der Radialrichtung von der Vielzahl der Planetenradwellen 22.
Die ausgangsseitige Planetenradträgerwelle 27o erstreckt sich von dem Trägerhauptkörper 23 zur Ausgangsseite. Die ausgangsseitige Planetenradträgerwelle 27o ist zentriert auf der Achse Ar in einer zylindrischen Form gebildet. Die ausgangsseitige Planetenradträgerwelle 27o ist derart unterstützt, dass sie durch ein Planetenradträgerlager 43 um die Achse Ar rotierbar ist. Das Planetenradträgerlager 43 ist am Übertragungsgehäuse 41 installiert. Die Sonnenradwelle 12 ist durch die innere Umfangsseite der ausgangsseitigen Planetenradträgerwelle 27o eingesetzt.
Die Übertragungsvorrichtung 10 umfasst eine eingangsseitige Planetenradträgerwelle 27i, welche mit dem Rotor mit variabler Drehzahl 72 des Motors mit variabler Drehzahl 71 verbunden ist, und eine Übertragungswelle 25, welche die Drehung der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i auf den Planetenradträger 21 überträgt.
Die eingangsseitige Planetenradträgerwelle 27i ist in einer zylindrischen Form zentriert auf der Achse Ar gebildet. Die eingangsseitige Planetenradträgerwelle 27i ist auf der Eingangsseite der Übertragungsvorrichtung 10 angeordnet und ist durch das Planetenradträgerlager 44 derart unterstützt, dass sie um die Achse Ar drehbar ist. Das Planetenradträgerlager 44 ist am Übertragungsgehäuse 41 installiert. Eine Hohlradträgerwelle 37 zum Antrieb des Hohlradträgers 31 der Übertragungsvorrichtung 10 ist durch die innere Umfangsseite der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i eingesetzt.
Ein Ringflansch 28, welcher sich auswärts in der Radialrichtung erstreckt, ist am eingangsseitigen Ende der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i gebildet. Ein eingangsseitiger Armabschnitt 26, welcher sich auswärts in der Radialrichtung erstreckt, ist auf dem ausgangsseitigen Ende der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i gebildet.
Die Übertragungswelle 25 ist unterstützt, dass sie rotierbar um die Achse At ist. Die Übertragungswelle 25 ist im Übertragungsgehäuse 41 über Lager (nicht gezeigt) installiert. Ein eingangsseitiges Übertragungszahnrad 29i und ein ausgangsseitiges Übertragungszahnrad 29o sind mit beiden Enden der Übertragungswelle 25 verbunden.
Das eingangsseitige Übertragungszahnrad 29i kämmt mit einem Zahnrad, welches auf dem Außenumfang des eingangsseitigen Armabschnitts 26 gebildet ist. Das ausgangsseitige Übertragungszahnrad 29o kämmt mit einem Zahnrad, welches auf dem Außenumfang des Trägerhauptkörpers 23 gebildet ist. Dementsprechend wird die Drehung der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i auf den Planetenradträger 21 über die Übertragungswelle 25 übertragen.
Der Hohlradträger 31 umfasst einen Trägerhauptkörper 33, an dem das Hohlrad 17 fixiert ist, und die Hohlradträgerwelle 37, welche am Trägerhauptkörper 33 befestigt ist und sich in der Axialrichtung zentriert auf der Achse Ar erstreckt.
Der Trägerhauptkörper 33 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 35, welcher eine zylindrische Form hat, die auf der Achse Ar zentriert ist und hat ein Hohlrad 17, welches an der inneren Umfangsseite dessen befestigt ist, und einen Kupplungsmechanismus 2, welcher das eingangsseitige Ende des zylindrischen Abschnitts 35 mit dem ausgangsseitigen Ende der Hohlradträgerwelle 37 verbindet.
Der Kupplungsmechanismus 2 ist ein Mechanismus, welcher die Drehung der Hohlradträgerwelle 37 (Rotor mit konstanter Drehzahl 52) zum zylindrischen Abschnitt 35 weiterleitet oder blockiert.
Die Hohlradträgerwelle 37, die eine Säulenform um die Achse Ar hat, ist auf der Eingangsseite der Sonnenradwelle 12 (siehe 2) angeordnet, die eine Säulenform um die Achse Ar hat. Die Hohlradträgerwelle 37 ist durch die innere Umfangsseite der zylindrischen eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i (siehe 2) eingesetzt.
Die Ausgangsseite der Hohlradträgerwelle 37 wird durch ein Hohlradträgerlager 77 unterstützt. Das Hohlradträgerlager 77 ist ein zusammengesetztes Lager, bei dem ein Radiallager zum Aufnehmen von Radiallast und ein Axiallager/Drucklager zum Aufnehmen einer Axiallast integriert ist.
Die Hohlradträgerwelle 37 umfasst einen Druckkragen 37a, der das Hohlradträgerlager 77 in der Axialrichtung unterstützt. Der Druckkragen 37a steht radial auswärts von der äußeren Umfangsoberfläche der Hohlradträgerwelle 37 vor.
Der Kupplungsmechanismus 2 umfasst einen Bewegungsabschnitt 36, welcher mit dem zylindrischen Abschnitt 35 verbunden ist, der in der Axialrichtung beweglich ist, einen Antriebsabschnitt 38, welcher den Bewegungsabschnitt 36 in der Axialrichtung antreibt, einen Festabschnitt 39, welcher an der Hohlradträgerwelle 37 (Rotor mit konstanter Drehzahl 52) befestigt ist, und eine Hirthkupplung 40 (Eingriffsabschnitt), welche den Bewegungsabschnitt 36 mit dem Festabschnitt 39 durch Bewegen des Bewegungsabschnitts 36 in der Axialrichtung in Eingriff bringt.
Der Antriebsabschnitt 38 umfasst einen ersten Scheibenabschnitt 45 (Scheibe), welcher auf der Eingangsseite des Bewegungsabschnitts 36 angeordnet ist, derart, dass er dem Bewegungsabschnitt 36 in der Axialrichtung gegenüberliegt und bildet einen ersten Ölversorgungsraum S1 zwischen dem ersten Scheibenabschnitt 45 und dem Bewegungsabschnitt 36, einen festen Dichtabschnitt 49, welcher einen ersten Ölversorgungsraum S1 zusammen mit dem ersten Scheibenabschnitt 45 und dem Bewegungsabschnitt 36 bildet, und einen Ölversorgungsabschnitt 57, welcher ein Arbeitsöl zum ersten Ölversorgungsraum S1 liefert. Der feste Dichtabschnitt 49 hat eine zylindrische Form und ist an dem Übertragungsgehäuse 41 befestigt (siehe 2).
Ein Ölversorgungspfad 78, der sich in der Radialrichtung erstreckt, ist innerhalb des festen Dichtabschnitts 49 und des ersten Scheibenabschnitts 45 gebildet. Ein Ende des Ölversorgungspfads 78 auf der Außenseite in der Radialrichtung ist im festen Dichtabschnitt 49 geöffnet. Ein Ende des Ölversorgungspfads 78 auf der Innenseite in der Radialrichtung ist mit einer Düse 79 zum Einführen von Öl mit dem ersten Ölversorgungsraum S1 verbunden.
Der Ölversorgungsabschnitt 57 ist innerhalb oder außerhalb des Übertragungsgehäuses 41 angeordnet und liefert das Arbeitsöl zum ersten Ölversorgungsraum S1 über ein Rohr 57a und den Ölversorgungspfad 78. Weil das Arbeitsöl zum ersten Ölversorgungsraum S1 geliefert wird, wird ein zweiter Scheibenabschnitt 46 des Bewegungsabschnitts 36 von der Eingangsseite durch einen Öldruck des Arbeitsöls gedrückt. Weil der zweite Scheibenabschnitt 46 von der Eingangsseite gedrückt wird, bewegt sich der Bewegungsabschnitt 36 zur Ausgangsseite.
Der Ölversorgungsabschnitt 57 kann eine Ölversorgungsvorrichtung sein, welche Öl zu Lagern, die die Hohlradträgerwelle 37 unterstützen, liefert.
Wie gezeigt in 5, umfasst die Hirthkupplung 40 eine erste Hirthkupplung 40a, befestigt am Bewegungsabschnitt 36, und eine zweite Hirthkupplung 40b, befestigt am Festabschnitt 39.
Weil der Bewegungsabschnitt 36 sich zur Ausgangsseite bewegt, sind die erste Hirthkupplung 40a und die zweite Hirthkupplung 40b miteinander im Eingriff. Die Drehung der Hohlradträgerwelle 37 wird zum zylindrischen Abschnitt 35 über den Festabschnitt 39 und den Bewegungsabschnitt 36 durch den Eingriff der ersten Hirthkupplung 40a und der zweiten Hirthkupplung 40b übertragen.
In einem Zustand, in dem die erste Hirthkupplung 40a und die zweite Hirthkupplung 40b nicht miteinander im Eingriff sind, wird die Drehung der Hohlradträgerwelle 37 nicht zum zylindrischen Abschnitt 35 übertragen. Das bedeutet, dass in einem Zustand, in dem der Bewegungsabschnitt 36 auf der Eingangsseite angeordnet ist, und die Hirthkupplung 40 nicht im Eingriff ist, die Antriebskraft des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 nicht zur Übertragungsvorrichtung 10 übertragen wird.
Wie gezeigt in den 6 und 7, sind die erste Hirthkupplung 40a und die zweite Hirthkupplung 40b scheibenförmige Elemente, welche durchlöchert sind. Eine Klaue 40c, welche eine quadratische (trapezförmige, rechteckwellenähnliche) Querschnittsform hat, ist auf einer Oberfläche sowohl der ersten Hirthkupplung 40a als auch der zweiten Hirthkupplung 40b gebildet. Jede Klaue 40c erstreckt sich radial. Die Vielzahl von Klauen 40c sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung gebildet.
Weil die erste Hirthkupplung 40a und die zweite Hirthkupplung 40b solch eine Form haben, ist es beispielsweise möglich, eine stärkere Antriebskraft im Vergleich zu einer Klaue mit einem dreieckigen Querschnitt zu übertragen.
Der Festabschnitt 39 hat einen scheibenförmigen dritten Scheibenabschnitt 47, in dem im Zentrum dessen ein Durchgangsloch gebildet ist und ein zylindrischer Vorsprungsabschnitt 58 ist auf der inneren Seite des dritten Scheibenabschnitts 47 in der Radialrichtung vorgesehen. Die zweite Hirthkupplung 40b ist an der Oberfläche des dritten Scheibenabschnitts 47, der der Eingangsseite gegenüberliegt, befestigt.
Die innere Umfangsoberfläche des Vorsprungsabschnitts 58 ist an der äußeren Umfangsoberfläche der Hohlradträgerwelle 37 befestigt. Der Festabschnitt 39 ist am ausgangsseitigen Ende der Hohlradträgerwelle 37 befestigt, sodass die Hauptoberfläche des dritten Scheibenabschnitts 47 senkrecht zur Achse Ar ist.
Der Bewegungsabschnitt 36 umfasst den scheibenförmigen zweiten Scheibenabschnitt 46, der ein Durchgangsloch hat, welches im Zentrum dessen gebildet ist, einen vierten Scheibenabschnitt 48, der auf der Außenseite des zweiten Scheibenabschnitts 46 in der Radialrichtung angeordnet ist, und einen Verbindungsabschnitt 59, welcher ein Ende des zweiten Scheibenabschnitts 46 auf der Außenseite in der Radialrichtung mit dem Ende des vierten Scheibenabschnitts 48 auf der Innenseite in der Radialrichtung verbindet.
Der zweite Scheibenabschnitt 46 ist auf der Eingangsseite des dritten Scheibenabschnitts 47 des Festabschnitts 39 angeordnet, sodass die des zweiten Scheibenabschnitts 46 und die Hauptoberfläche des dritten Scheibenabschnitts 47 parallel zueinander sind.
Ein Dichtelement 60a ist zwischen der inneren Umfangsoberfläche des zweiten Scheibenabschnitts 46 und der äußeren Umfangsoberfläche des Vorsprungsabschnitts 58 vorgesehen. Das Dichtelement 60a ist beispielsweise eine Stopfbuchsenpackung, die eine Funktion des Zurückhaltens von Arbeitsöl vom Ausfließen aus dem ersten Ölversorgungsraum S1 hat.
Die erste Hirthkupplung 40a ist an einer Oberfläche des zweiten Scheibenabschnitts 46 befestigt, welcher der Ausgangsseite gegenüberliegt. Ein Dichtelement 60b ist zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des zweiten Scheibenabschnitts 46 und der inneren Umfangsoberfläche des festen Dichtabschnitts 49 vorgesehen.
Der Verbindungsabschnitt 59 steht zur Ausgangsseite vom Ende des zweiten Scheibenabschnitts 46 auf der Außenseite in der Radialrichtung vor. Die äußere Umfangsoberfläche des vierten Scheibenabschnitts 48 ist mit der inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 35 verbunden, um in der Axialrichtung bewegbar zu sein.
Der vierte Scheibenabschnitt 48 und der zylindrische Abschnitt 35 sind miteinander verbunden, derart, dass sie relativ zueinander in der Umfangsrichtung nicht bewegbar sind. Insbesondere ist ein erstes Stirnrad 48a, welches gerade Zähne parallel zur Achse Ar hat, auf der äußeren Umfangsoberfläche des vierten Scheibenabschnitts 48 gebildet, und ein zweites Stirnrad 35a, welches mit dem ersten Stirnrad 48a des vierten Scheibenabschnitts 48 kämmt, ist auf der inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 35 gebildet. Der vierte Scheibenabschnitt 48 (Bewegungsabschnitt 36) bewegt sich in der Axialrichtung, weil das erste Stirnrad 48a sich auf dem zweiten Stirnrad 35a bewegt.
Der Bewegungsabschnitt 36 ist vorgespannt zur Eingangsseite durch einen Vorspannmechanismus 67. Der Vorspannmechanismus 67 umfasst eine Vielzahl von Federbefestigungselementen 68, die am eingangsseitigen Ende des zylindrischen Abschnitts 35 befestigt sind, und eine Vielzahl von Zugfedern 69. Die Vielzahl von Federbefestigungselementen 68 ist in Intervallen in der Umfangsrichtung befestigt.
Die Federbefestigungselemente 68 stehen radial einwärts von der inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 35 vor. Die Federbefestigungselemente 68 sind auf der Eingangsseite des vierten Scheibenabschnitts 48 angeordnet. Die Schraubenzugfeder 69 verbindet das Federbefestigungselement 68 mit dem vierten Scheibenabschnitt 48. Der Bewegungsabschnitt 36 ist zur Eingangsseite durch die Zugfedern 69 vorgespannt.
Der erste Scheibenabschnitt 45 ist auf der Eingangsseite des zweiten Scheibenabschnitts 46 des Bewegungsabschnitts 36 angeordnet, sodass die Hauptoberfläche des ersten Scheibenabschnitts 45 und die Hauptoberfläche des zweiten Scheibenabschnitts 46 parallel zueinander sind. Die äußere Umfangsoberfläche des ersten Scheibenabschnitts 45 ist an der inneren Umfangsoberfläche des festen Dichtabschnitts 49 befestigt.
Ein Dichtelement 60c ist zwischen der inneren Umfangsoberfläche des ersten Scheibenabschnitts 45 und der äußeren Umfangsoberfläche der Hohlradträgerwelle 37 vorgesehen.
Der erste Ölversorgungsraum S1 ist ein eingeschlossener Raum, der durch den ersten Scheibenabschnitt 45, den zweiten Scheibenabschnitt 46 und den festen Dichtabschnitt 49 gebildet wird. Weil sich der Bewegungsabschnitt 36 in Axialrichtung bewegt, nimmt ein Volumen des ersten Ölversorgungsraums S1 zu oder ab. Das bedeutet, weil sich der Bewegungsabschnitt 36 zur Eingangsseite bewegt, erhöht sich das Volumen des ersten Ölversorgungsraums S1, und weil sich der Bewegungsabschnitt 36 zur Ausgangsseite bewegt, nimmt das Volumen des ersten Ölversorgungsraums S1 ab.
Wie gezeigt in 4, ist ein Ölablassmechanismus 70 (Ölablassabschnitt) zum Ablassen des Arbeitsöls im ersten Ölversorgungsraum S1 am unteren Ende des festen Dichtabschnitts 49 vorgesehen. Der Ölablassmechanismus 70 umfasst ein Ventil, welches durch eine Steuervorrichtung 3 gesteuert werden kann.
Wie gezeigt in 3, treibt der Motor mit konstanter Drehzahl 51 die Hohlradträgerwelle 37 der Übertragungsvorrichtung 10 drehend an. Der Motor mit variabler Drehzahl 71 treibt die eingangsseitige Planetenradträgerwelle 27i der Übertragungsvorrichtung 10 drehend an. Die elektrische Antriebsvorrichtung 50 hat einen Kühlungslüfter 91, welcher den Motor mit konstanter Drehzahl 51 kühlt und eine Lüfterabdeckung 92, welche den Kühlungslüfter 91 abdeckt.
Die Hohlradträgerwelle 37 ist eine Konstantdrehzahl-Eingangswelle Ac, welche mit einer konstanten Drehzahl unter einer Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl 51 rotiert. Die eingangsseitige Planetenradträgerwelle 27i ist eine Welle mit variabler Drehzahl Av, welche mit einer beliebigen Drehrate unter einer Antriebskraft des Motors mit variabler Drehzahl 71 rotiert.
Das Getriebe mit variabler Drehzahl 1 kann die Drehrate einer Ausgangswelle Ao der Übertragungsvorrichtung 10, die mit dem Antriebsziel verbunden ist, durch Ändern der Drehrate des Motors mit variabler Drehzahl 71 ändern.
In der Ausführungsform ist der Motor mit konstanter Drehzahl 51 beispielsweise ein vierpoliger Dreiphasen-Induktionsmotor. Außerdem ist der Motor mit variabler Drehzahl 71 ein achtpoliger Dreiphasen-Induktionsmotor, der mehr Pole hat als der Motor mit konstanter Drehzahl 51. Die Spezifikationen des Motors mit konstanter Drehzahl 51 und des Motors mit variabler Drehzahl 71 sind nicht hierauf limitiert und können in geeigneter Art und Weise geändert werden.
Der Motor mit konstanter Drehzahl 51 umfasst einen Rotor mit konstanter Drehzahl 52, welcher um die Achse Ar rotiert, und ist mit der Hohlradträgerwelle 37, welche die Konstantdrehzahl-Eingangswelle Ac der Übertragungsvorrichtung 10 ist, verbunden, einen Konstantdrehzahlstator 66, der auf der äußeren Umfangsseite des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 angeordnet ist, und ein Gehäuse des Motors mit konstanter Drehzahl 61, in dem der Konstantdrehzahlstator 66 an der inneren Umfangsseite dessen befestigt ist.
Der Rotor mit konstanter Drehzahl 52 umfasst eine Rotorwelle mit konstanter Drehzahl 53, welche eine Säulenform um die Achse Ar hat, und einen Leiterkörper 56, der am Außenumfang der Rotorwelle mit konstanter Drehzahl 53 befestigt ist. Der Kühlungslüfter 91 ist am eingangsseitigen Ende der Rotorwelle mit konstanter Drehzahl 53 befestigt.
Der Konstantdrehzahlstator 66 ist radial auswärts vom Leiterkörper 56 des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 angeordnet. Dieser Konstantdrehzahlstator 66 ist aus einer Vielzahl von Spulen gebildet.
Das Gehäuse des Motors mit konstanter Drehzahl 61 umfasst einen Gehäusehauptkörper 62, der eine zylindrische Form hat, die auf der Achse Ar zentriert ist und in dem der Konstantdrehzahlstator 66 an der inneren Umfangsseite dessen befestigt ist, und Abdeckungen 63i und 63o, welche beide Enden des zylindrischen Gehäusehauptkörpers 62 verschließen. Lager des Rotors mit konstanter Drehzahl 65i und 65o sind an den entsprechenden Abdeckungen 63i und 63o installiert, um die Rotorwelle mit konstanter Drehzahl 53 um die Achse Ar drehbar zu unterstützen. Eine Vielzahl von Öffnungen 64, die sich axial durch die entsprechenden Abdeckungen 63i und 63o an Positionen erstrecken, die radial auswärts von den Lagern des Rotors mit konstanter Drehzahl 65i angeordnet sind, sind in den entsprechenden Abdeckungen 63i und 63o gebildet.
Das eingangsseitige Ende der Rotorwelle mit konstanter Drehzahl 53 steht zur Eingangsseite von der eingangsseitigen Abdeckung 63i des Gehäuses des Motors mit konstanter Drehzahl 61 vor. Der Kühlungslüfter 91 ist am eingangsseitigen Ende der Rotorwelle mit konstanter Drehzahl 53 befestigt.
Wenn der Rotor mit konstanter Drehzahl 52 rotiert, rotiert auch der Kühlungslüfter 91 zusammen mit dem Rotor mit konstanter Drehzahl 52. Die Lüfterabdeckung 92 umfasst einen zylindrischen Abdeckungshauptkörper 93, der auf der äußeren Umfangsseite des Kühlungslüfters 91 angeordnet ist, und eine Luftzirkulationsplatte 94, die an einer Öffnung des Abdeckungshauptkörpers 93 auf der Einlassseite angeordnet ist und welche eine Vielzahl von Luftlöchern hierin gebildet hat. Die Lüfterabdeckung 92 ist an der Abdeckung 63i jedes Gehäuses des Motors mit konstanter Drehzahl 61 auf der Eingangsseite befestigt.
Der Motor mit variabler Drehzahl 71 umfasst einen Rotor mit variabler Drehzahl 72, welcher um die Achse Ar rotiert und der mit der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i verbunden ist, welche die Eingangswelle für variable Drehzahl Av ist, einen Stator für variable Drehzahl 86, der auf der äußeren Umfangsseite des Rotors mit variabler Drehzahl 72 angeordnet ist, und ein Gehäuse des Motors mit variabler Drehzahl 81, in dem der Stator für variable Drehzahl 86 an der inneren Umfangsseite dessen befestigt ist.
Der Rotor mit variabler Drehzahl 72 hat eine Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 und einen Leiterkörper 76, der an dem Außenumfang der Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 befestigt ist. Die Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 hat eine zylindrische Form um die Achse Ar und hat ein Welleneinführloch 74, welches die Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 in Axialrichtung durchdringt. Die Hohlradträgerwelle 37 als die Konstantdrehzahl-Eingangswelle Ac, ist durch das Welleneinführloch 74 der Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 eingeführt. Ein Ringflansch 73o, der sich radial auswärts erstreckt, ist am ausgangsseitigen Ende der Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 gebildet.
Der Stator für variable Drehzahl 86 ist radial außerhalb vom Leiterkörper 76 des Rotors mit variabler Drehzahl 72 angeordnet. Der Stator für variable Drehzahl 86 ist aus einer Vielzahl von Spulen gebildet.
Das Gehäuse des Motors mit variabler Drehzahl 81 umfasst einen Gehäusehauptkörper 82, der eine zylindrische Form um die Achse Ar hat, und an der inneren Umfangsseite dessen ist der Stator für variable Drehzahl 86 befestigt, eine ausgangsseitige Abdeckung 83o, welche das ausgangsseitige Ende des zylindrischen Gehäusehauptkörpers 82 schließt, und eine einlassseitige Abdeckung 83i, die auf der Eingangsseite des Stators für variable Drehzahl 86 angeordnet ist und mit der inneren Umfangsseite des zylindrischen Gehäusehauptkörpers 82 verbunden ist. Lager für den Rotor mit variabler Drehzahl 85i und 85o, welche die Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 um die Achse Ar drehbar unterstützen, sind in den entsprechenden Abdeckungen 83i und 83o installiert. In den entsprechenden Abdeckungen 83i und 83o ist eine Vielzahl von Öffnungen 84, die durch die entsprechenden Abdeckungen 83i und 83o in der Axialrichtung gehen, an Positionen radial außerhalb von den Lagern des Rotors mit variabler Drehzahl 85i und 85o ausgebildet.
Ein Raum im Gehäuse des Motors mit variabler Drehzahl 81 und ein Raum im Gehäuse des Motors mit konstanter Drehzahl 61 kommunizieren miteinander durch die Vielzahl von Öffnungen 84, die in den entsprechenden Abdeckungen 83i und 83o des Gehäuses des Motors mit variabler Drehzahl 81 und der Vielzahl von Öffnungen 64, gebildet in den entsprechenden Abdeckungen 63i und 63o des Gehäuses des Motors mit konstanter Drehzahl 61, gebildet sind.
Das Getriebe mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform umfasst eine flexible Kupplung für variable Drehzahl 95, welche zwischen der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i, welche die Eingangswelle für variable Drehzahl Av ist und dem Rotor mit variabler Drehzahl 72 angeordnet ist und diese verbindet.
Außerdem sind im Getriebe mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform der Rotor mit konstanter Drehzahl 52, der Rotor mit variabler Drehzahl 72 und die Sonnenradwelle 12 auf der gleichen Achse angeordnet.
Wie gezeigt in 8, ist der Motor mit konstanter Drehzahl 51 derart gewählt, dass der Rotor mit konstanter Drehzahl 52 (Hohlrad 17) in die zweite Richtung R2 in der Umfangsrichtung der Achse Ar durch Liefern der elektrischen Energie zum Motor mit konstanter Drehzahl 51 rotiert. Weil der Rotor mit konstanter Drehzahl 52 in der zweiten Richtung R2 rotiert, rotieren die Hohlradträgerwelle 37 und der Hohlradträger 31 in der zweiten Richtung R2.
Die Ausgangswelle Ao der Übertragungsvorrichtung 10 ist derart gewählt, dass sie in der ersten Richtung R1 entgegengesetzt zur zweiten Richtung R2 durch den Rotor mit konstanter Drehzahl 52 des Motors mit konstanter Drehzahl 51, der mit der maximalen Drehrate in der zweiten Richtung R2 rotiert, angetrieben wird. Das bedeutet, dass die Vorwärtsdrehung des Motors mit konstanter Drehzahl 51 die zweite Richtung R2 ist, und die Vorwärtsdrehung der Ausgangswelle Ao der Übertragungsvorrichtung 10 ist die erste Richtung R1. Der Verdichter C arbeitet normal, wenn sich die Ausgangswelle Ao vorwärts dreht.
In der folgenden Beschreibung wird die Drehrichtung der ersten Richtung R1 als die positive Drehrichtung, und die Drehrichtung der zweiten Richtung R2 als eine negative Drehrichtung bezeichnet. Beispielsweise ist die maximale Drehrate des Motors mit konstanter Drehzahl 51 -1800 U/min.
Der Motor mit variabler Drehzahl 71 treibt den Rotor mit variabler Drehzahl 72 (Planetenradträger 21) in der ersten Richtung R1 und der zweiten Richtung R2, welche die Umfangsrichtungen der Achse Ar sind, rotierend an. Das bedeutet, dass der Motor mit variabler Drehzahl 71 vorwärts und rückwärts rotieren kann.
Der Motor mit variabler Drehzahl 71 dient durch Drehen des Rotors mit variabler Drehzahl 72 durch eine äußere Kraft als ein Generator. Ein Zustand, in dem der Motor mit variabler Drehzahl 71 als ein Generator fungiert, wird als Generatormodus bezeichnet.
Der Motor mit variabler Drehzahl 71 dient durch Liefern von elektrischer Energie als Elektromotor. Ein Zustand, in dem der Motor mit variabler Drehzahl 71 als ein Elektromotor fungiert, wird als Elektromotormodus bezeichnet.
Weil der Rotor mit variabler Drehzahl 72 in der ersten Richtung R1 dreht, rotiert der Planetenradträger 21 in der ersten Richtung R1.
Das Getriebe mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform umfasst einen Drehratensteuerer 100, welcher die Drehrate des Motors mit variabler Drehzahl 71 steuert, einen Schalter 111 für den Motor mit variabler Drehzahl, welcher den Motor mit variabler Drehzahl 71 in einen Energieversorgungszustand und einen Energieabschaltzustand versetzt, einen Schalter 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl, welcher den Motor mit konstanter Drehzahl 51 in einen Energieversorgungszustand und einen Energieabschaltzustand versetzt, und einen Steuerer 120, welcher Aktivitäten des Drehratensteuerers 100, des Schalters 111 für den Motor mit variabler Drehzahl und des Schalters 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl steuert.
Der Steuerer 120 ist aus einem Rechner gebildet. Der Steuerer 120 umfasst einen Empfangsabschnitt 121, welcher direkt eine Anweisung von einem Bediener oder eine Anweisung von einer übergeordneten Steuervorrichtung empfängt, eine Schnittstelle 122, welche Anweisungen für den Schalter 111 für den Motor mit variabler Drehzahl, den Drehratensteuerer 100 und den Schalter 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl zur Verfügung stellt, und einen Berechnungsabschnitt 123, welcher eine Anweisung für den Schalter 111 für den Motor mit variabler Drehzahl, den Schalter 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl und den Drehratensteuerer 100 gemäß den Anweisungen, die durch den Empfangsabschnitt 121 oder dergleichen empfangen wurden, erzeugt.
Der Schalter 111 für den Motor mit variabler Drehzahl ist elektrisch mit einer Energieversorgungsleitung 110 und dem Drehratensteuerer 100 verbunden. Der Drehratensteuerer 100 ist elektrisch mit dem Motor mit variabler Drehzahl 71 verbunden. Der Schalter 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl ist elektrisch mit der Energieversorgungsleitung 110 und dem Motor mit konstanter Drehzahl 51 verbunden.
Der Schalter 111 für den Motor mit variabler Drehzahl wird vom Steuerer 120 angeschaltet durch eine AN-Anweisung und abgeschaltet durch eine AUS-Anweisung vom Steuerer 120. Wenn der Schalter 111 für den Motor mit variabler Drehzahl angeschaltet ist, wird elektrische Energie von der Energieversorgungsleitung 110 zum Motor mit variabler Drehzahl 71 durch den Drehratensteuerer 100 geliefert, und der Motor mit variabler Drehzahl 71 ist im Energieversorgungszustand. Wenn der Schalter 111 für den Motor mit variabler Drehzahl ausgeschaltet ist, ist die Energieversorgung von der Energieversorgungsleitung 110 zum Drehratensteuerer 100 und dem Motor mit variabler Drehzahl 71 unterbrochen, und der Motor mit variabler Drehzahl 71 ist im Abschaltzustand.
Der Schalter 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl wird vom Steuerer 120 angeschaltet durch eine AN-Anweisung vom Steuerer 120 und abgeschaltet durch eine AUS-Anweisung. Wenn der Schalter 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl angeschaltet ist, wird elektrische Energie von der Energieversorgungsleitung 110 zum Motor mit konstanter Drehzahl 51 geliefert, und der Motor mit konstanter Drehzahl 51 ist im Energieversorgungszustand. Wenn der Schalter 112 für den Motor mit konstanter Drehzahl ausgeschaltet ist, ist die Energieversorgung von der Energieversorgungsleitung 110 zum Motor mit konstanter Drehzahl 51 unterbrochen, und der Motor mit konstanter Drehzahl 51 ist im Abschaltzustand.
Der Drehratensteuerer 100 umfasst einen Frequenzwandlerabschnitt 101, welcher eine Frequenz der elektrischen Energie, die von der Energieversorgungsleitung 110 geliefert wird, ändert, und einen Drehrichtungsumschaltabschnitt 102, welcher eine Drehrichtung des Motors mit variabler Drehzahl 71 ändert.
Der Frequenzwandlerabschnitt 101 liefert die elektrische Energie, die durch den Steuerer 120 zum Motor mit variabler Drehzahl 71 angewiesen ist. Der Rotor mit variabler Drehzahl 72 des Motors mit variabler Drehzahl 71 dreht sich mit einer Drehrate korrespondierend zu dieser Frequenz. Weil die Drehrate des Rotors mit variabler Drehzahl 72 sich in dieser Art und Weise ändert, ändert sich die Drehrate des Planetenradträgers 21 der Übertragungsvorrichtung 10, verbunden mit dem Rotor mit variabler Drehzahl 72, ebenfalls. Als ein Ergebnis ändert sich die Drehrate der Sonnenradwelle 12, welche die Ausgangswelle Ao der Übertragungsvorrichtung 10 ist, ebenfalls.
Der Drehrichtungsumschaltabschnitt 102 ist eine Vorrichtung, welche die Drehrichtung des Motors mit variabler Drehzahl 71 ändert, unter Verwendung eines Schaltkreises zum Umschalten einer Vielzahl (drei im Fall der Ausführungsform) von Energieversorgungsleitungen, verbunden zum Motor mit variabler Drehzahl 71. Das bedeutet, dass der Drehrichtungsumschaltabschnitt 102 den Rotor mit variabler Drehzahl 72 vorwärts und rückwärts drehen kann.
Hier wird die Beziehung zwischen der Zähneanzahl eines jeden Zahnrades der Übertragungsvorrichtung 10 und der Drehrate jeder Welle der Übertragungsvorrichtung 10 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben werden.
Die Drehrate der Sonnenradwelle 12 als die Ausgangswelle Ao wird durch ωs bezeichnet, die Drehrate der Hohlradträgerwelle 37 (Motor mit konstanter Drehzahl 51), welche die Konstantdrehzahl-Eingangswelle Ac ist, wird mit ωi bezeichnet, und die Drehrate der eingangsseitigen Planetenradträgerwelle 27i (Motor mit variabler Drehzahl 71), welche die Eingangswelle für variable Drehzahl Av ist, wird mit ωh bezeichnet. Außerdem wird die Zähneanzahl des Sonnenrads 11 durch Zs angezeigt, und die Zähneanzahl des Hohlrads 17 wir durch Zi angezeigt.
Auch wird ein Verhältnis ωs/ωi der Drehrate ωs der Ausgangswelle Ao und der Drehrate ωi des Motors mit konstanter Drehzahl 51 mit U bezeichnet. Das Verhältnis U der Drehrate ωs der Ausgangswelle Ao und der Drehrate ωi des Motors mit konstanter Drehzahl 51 ist das Gleiche wie ein Verhältnis Zi/Zs der Zähneanzahl Zi des Hohlrads 17 zur Zähneanzahl Zs des Sonnenrads 11.
Auch wird ein Verhältnis ωc/ωh der Drehrate ωc des Planetenradträgers 21 zur Drehrate ωh des Motors mit variabler Drehzahl 71 mit P bezeichnet.
Die Beziehung zwischen der Zähneanzahl jedes Zahnrades und der Drehrate jeder Welle in der Übertragungsvorrichtung 10 kann doch die nachfolgende Formel (1) ausgedrückt werden: $ω s / ω i = P \times ω h / ω i - (1 - P \times ω h / ω i) \times U$
Wenn der Motor mit konstanter Drehzahl 51 ein vierpoliger Induktionsmotor ist und die Energiequellenfrequenz 60 Hz ist, ist die Drehrate ωi (Nenn-Drehrate) des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 (Konstantdrehzahl-Eingangswelle Ac) -1.800 U/min. Außerdem, wenn der Motor mit variabler Drehzahl 71 ein achtpoliger Induktionsmotor ist und die Energiequellenfrequenz 60 Hz ist, ist die maximale Drehrate ωh (Nenn-Drehrate) des Rotors mit variabler Drehzahl 72 (Eingangswelle für variable Drehzahl Av) 900 U/min.
Außerdem wird das Verhältnis U der Drehrate ωs der Ausgangswelle Ao zur Drehrate ωi des Motors mit konstanter Drehzahl 51 (Verhältnis Zi/Zs der Zähneanzahl Zs des Sonnenrads 11 zur Zähneanzahl Zi des Hohlrads 17) zu 4 gesetzt.
Darüber hinaus wird das Verhältnis P der Drehrate ωc des Planetenradträger 21 zur Drehrate ωh des Motors mit variabler Drehzahl 71 zu 0,3 gesetzt.
In diesem Fall, wenn die Drehrichtung des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 (Hohlrad 17) die Drehung (-1.800 U/min) in der zweiten Richtung R2 und die Drehrichtung des Rotors mit variabler Drehzahl 72 (Planetenradträger 21) die maximale Drehrate (900 U/min) in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehung des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 (Drehung in die erste Richtung R1) hat, ist die Drehrate ωs der Sonnenradwelle 12, welche die Ausgangswelle Ao ist, 11.700 U/min. Diese Drehrate (11.700 U/min) ist die maximale Drehrate der Sonnenradwelle 12.
Das bedeutet, dass in der Übertragungsvorrichtung 10 der Ausführungsform die Drehrate ωs der Ausgangswelle Ao die maximale Drehrate wird, wenn das Hohlrad 17 korrespondierend zur Konstantdrehzahl-Eingangswelle Ac mit -1.800 U/min rotiert und der Planetenradträger 21 korrespondierend zur Eingangswelle für variable Drehzahl Av mit 900 U/min rotiert.
Unter der Annahme, dass ein variabler Drehzahlbereich der Eingangswelle für variable Drehzahl Av von -900 U/min bis +900 U/min reicht, vermindert sich die Drehrate ωs der Ausgangswelle Ao, wenn die Drehrate der Eingangswelle für variable Drehzahl Av -900 U/min erreicht.
Als nächstes wird ein Betrieb des Getriebes mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform beschrieben werden. Das Getriebe mit variabler Drehzahl 1 der Ausführungsform kann die Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl 51 davon abhalten, auf die Übertragungsvorrichtung 10 unter Verwendung des Kupplungsmechanismus 2 übertragen zu werden. Wie gezeigt in 5, wird während des Normalbetriebs die Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl 51 (siehe 1) zur Übertragungsvorrichtung 10 durch den Kupplungsmechanismus 2 übertragen. Während des Normalbetriebs wird das Arbeitsöl vom Ölversorgungsabschnitt 57 (siehe 4) zum ersten Ölversorgungsraum S1 geliefert, und der Bewegungsabschnitt 36 wird zur Ausgangsseite hin bewegt. Weil der Bewegungsabschnitt 36 sich zur Ausgangsseite bewegt, befinden sich die erste Hirthkupplung 40a und die zweite Hirthkupplung 40b, welche die Hirthkupplung 40 bilden, im Eingriff. Dementsprechend wird die Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl 51 zum zylindrischen Abschnitt 35 über den Rotor mit konstanter Drehzahl 52 (siehe 1) zur Hohlradträgerwelle 37, dem Festabschnitt 39 und dem Bewegungsabschnitt 36 übertragen.
Wie gezeigt in 9, wenn der Kupplungsmechanismus 2 verwendet wird, um die Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl 51 davon abzuhalten, zur Übertragungsvorrichtung 10 übertragen zu werden, steuert die Steuervorrichtung 3 den Ölablassmechanismus 70 (siehe 4), um das Arbeitsöl im ersten Ölversorgungsraum S1 abzulassen. Deshalb bewegt sich der Bewegungsabschnitt 36 zur Eingangsseite. Weil sich der Bewegungsabschnitt 36 zur Eingangsseite bewegt, werden die erste Hirthkupplung 40a und die zweite Hirthkupplung 40b voneinander getrennt, und die Antriebskraft auf der Seite des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 wird nicht zum zylindrischen Abschnitt 35 übertragen.
Gemäß der Ausführungsform kann im Getriebe mit variabler Drehzahl 1, beispielsweise wenn die Energieversorgung zum Elektromotor aufgrund von Überspannung, Überstrom oder dergleichen unterbrochen ist, die Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl 51, die zur Übertragungsvorrichtung 10 übertragen wird, unterbrochen werden.
Dementsprechend kann das Überdrehen des Motors mit variabler Drehzahl 71 oder des Verdichters C, welcher das Antriebsziel ist, durch Übertragung der Drehung des Rotors mit konstanter Drehzahl 52 verhindert werden.
Außerdem ist es möglich, den Bewegungsabschnitt 36 unter Verwendung von Öl, welches zu den Lagern geliefert wurde, durch Übernahme einer Konfiguration, in dem der Bewegungsabschnitt 36 durch den Öldruck bewegt wird, zu bewegen. Darüber hinaus ist es möglich, den Eingriff durch die Hirthkupplung 40 durch Ablassen des Öls vom ersten Ölversorgungsraum S1 zu lösen.
Weiterhin ist in der Ausführungsform die Hohlradträgerwelle 37, welche eine stangenförmige Welle ist, durch die Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73, welche eine zylindrische Welle ist, in der ein Welleneinführloch 74 gebildet ist, eingeführt. Das bedeutet, dass die Konstantdrehzahl-Eingangswelle Ac, die eine große Ausgangsleistung hat, durch die Rotorwelle mit variabler Drehzahl 73 des Motors mit variabler Drehzahl 71, der eine geringere Leistung hat als der Motor mit konstanter Drehzahl 51, eingesetzt ist. Dementsprechend kann als der Motor mit konstanter Drehzahl 51 einer übernommen werden, der eine größere Ausgangsleistung (Pferdestärke) hat.
Außerdem kann in der Ausführungsform die gesamte Vorrichtung durch Anordnung des Motors mit konstanter Drehzahl 51, des Motors mit variabler Drehzahl 71, der Übertragungsvorrichtung und des Verdichters durch lineare Anordnung C in dieser Aufeinanderfolge, kompakter gestaltet werden.
[Zweite Ausführungsform]
Im Folgenden wird ein Getriebe mit variabler Drehzahl gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben werden. In dieser Ausführungsform werden hauptsächlich Unterschiede zur oben beschriebenen ersten Ausführungsform beschrieben und eine Beschreibung ähnlicher Abschnitte wird weggelassen.
Der erste Scheibenabschnitt 45 des Getriebes mit variabler Drehzahl gemäß der Ausführungsform ist in der Axialrichtung wie der Bewegungsabschnitt 36 beweglich.
Der erste Scheibenabschnitt 45 ist mit dem Übertragungsgehäuse 41 (siehe 2) über eine Schiene (nicht gezeigt) verbunden. Der erste Scheibenabschnitt bewegt sich entlang der Schiene in der Axialrichtung.
Ein Druckkragen 37b ist auf der Hohlradträgerwelle 37 gebildet, und eine Oberfläche 45a, die der Eingangsseite des ersten Scheibenabschnitts 45 gegenüberliegt, wird durch den Druckkragen 37b über ein Axiallager/Drucklager 87 abgestützt.
Eine Öffnung (Düse) des Ölversorgungspfads 78 auf der inneren Seite in der Radialrichtung ist in der inneren Umfangsoberfläche des ersten Scheibenabschnitts 45 vorgesehen. Ein Dichtelement 60d ist zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des ersten Scheibenabschnitts 45 und der inneren Umfangsoberfläche des festen Dichtabschnitts 49 vorgesehen.
Gemäß der Ausführungsform kann das Axiallager/Drucklager 87 und der Druckkragen 37b den Öldruck, der auf den ersten Ölversorgungsraum S1 angewandt wird, durch Erlauben der Bewegung des ersten Scheibenabschnitts 45 in der Axialrichtung empfangen. Dementsprechend kann die Kraft, die auf die Hohlradträgerwelle 37 einwirkt, ausgelöscht werden, weil die Kraft, die durch den Festabschnitt 39 empfangen wird, gegenüber der Kraft, die durch den Druckkragen 37b empfangen wird, versetzt ist.
[Dritte Ausführungsform]
Im Folgenden wird ein Getriebe mit variabler Drehzahl gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben werden. In dieser Ausführungsform werden hauptsächlich Unterschiede zur oben beschriebenen ersten Ausführungsform beschrieben und eine Beschreibung von ähnlichen Abschnitten wird weggelassen.
Wie gezeigt in 11, ist die innere Umfangsoberfläche des ersten Scheibenabschnitts 45 der Ausführungsform an der äußeren Umfangsoberfläche der Hohlradträgerwelle 37 befestigt. Das bedeutet, der erste Scheibenabschnitt 45 der Ausführungsform rotiert zusammen mit der Hohlradträgerwelle 37.
Ein Dichtelement 60e ist zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des ersten Scheibenabschnitts 45 und der inneren Umfangsoberfläche des festen Dichtabschnitts 49 vorgesehen.
Ein Ölversorgungspfad 78C der Ausführungsform ist nur in dem festen Dichtabschnitt 49 gebildet.
Eine Ölversorgungsdüse 88 ist innerhalb des ersten Ölversorgungsraums S1 vorgesehen. Wie der feste Dichtabschnitt 49 ist die Ölversorgungsdüse 88 ein festes Element.
Die Ölversorgungsdüse 88 hat eine zylindrische Form und erstreckt sich in der Radialrichtung. Ein Ende der Ölversorgungsdüse 88 auf der Außenseite in der Radialrichtung ist mit einer Öffnung des Ölversorgungspfads 78C verbunden, der in der inneren Umfangsoberfläche des festen Dichtabschnitts 49 gebildet ist. Die Ölversorgungsdüse 88 erstreckt sich bis in die Nähe der äußeren Umfangsoberfläche der Hohlradträgerwelle 37.
Gemäß der Ausführungsform ist es möglich, Öl unter Verwendung der Ölversorgungsdüse 88 von der inneren Seite in der Radialrichtung, in der der Druck eher vermindert wird als an der Außenseite in der Radialrichtung, bei der der Druck durch die Zentrifugalkraft, die auf das Öl einwirkt, angehoben ist, geliefert werden.
[Vierte Ausführungsform]
Im Folgenden wird ein Getriebe mit variabler Drehzahl gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben werden. In dieser Ausführungsform werden hauptsächlich Unterschiede zur oben beschriebenen dritten Ausführungsform beschrieben und eine Beschreibung ähnlicher Abschnitte wird weggelassen.
Wie gezeigt in 12, ist ein zweiter Ölversorgungsraum S2 innerhalb der Hohlradträgerwelle 37 der Ausführungsform gebildet. Der zweite Ölversorgungsraum S2 ist ein eingeschlossener Raum, der am ausgangsseitigen Ende der Hohlradträgerwelle 37 gebildet ist. Der erste Ölversorgungsraum S1 und der zweite Ölversorgungsraum S2 kommunizieren miteinander durch einen Kommunikationspfad/Verbindungspfad S3.
Der Ölversorgungsabschnitt 57 ist innerhalb oder außerhalb des Übertragungsgehäuses 41 vorgesehen und liefert das Arbeitsöl zum zweiten Ölversorgungsraum S2 über ein Rohr 57a. Weil das Arbeitsöl vom Ölversorgungsabschnitt 57 zum zweiten Ölversorgungsraum S2 geliefert wird, wird das Arbeitsöl von der radial inneren Seite zum ersten Ölversorgungsraum S1 über den Kommunikationspfad/Verbindungspfad S3 geliefert. Weil das Arbeitsfluid zum ersten Ölversorgungsraum S1 geliefert wird, wird der zweite Scheibenabschnitt 46 des Bewegungsabschnitts 36 von der Eingangsseite weg aufgrund des Öldrucks des Arbeitsöls gedrückt. Der Bewegungsabschnitt 36 bewegt sich zur Ausgangsseite dadurch, dass der zweite Scheibenabschnitt 46 von der Eingangsseite weggedrückt wird.
Der Ölversorgungsabschnitt 57 kann eine Ölversorgungsvorrichtung sein, welche Öl zu den Lagern, die die Hohlradträgerwelle 37 unterstützen, liefert.
Wie gezeigt in 13, wird während des Normalbetriebs die Antriebskraft des Motors mit konstanter Drehzahl 51 (siehe 1) zur Übertragungsvorrichtung 10 über den Kupplungsmechanismus 2 übertragen. Während des Normalbetriebs wird Arbeitsöl von dem Ölversorgungsabschnitt 57 (siehe 4) zum ersten Ölversorgungsraum S1 über den zweiten Ölversorgungsraum S2 und den Kommunikationspfad/Verbindungspfad S3 geliefert, und der Bewegungsabschnitt 36 bewegt sich zur Ausgangsseite.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist es aufgrund des Aufbaus, bei dem Öl vom zweiten Ölversorgungsraum S2, der einen niedrigeren Druck hat, eher als vom ersten Ölversorgungsraum S1, in dem der Druck durch die Zentrifugalkraft, die auf das Öl einwirkt, erhöht ist, möglich, in einfacher Art und Weise Öl zu den Ölversorgungsräumen S1 und S2 zu liefern.
Außerdem ist gemäß der oben beschriebene Ausführungsform der Bewegungsabschnitt 36 mit dem zylindrischen Abschnitt 35 verbunden, um in der Axialrichtung beweglich zu sein. Jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht begrenzt. Der Bewegungsabschnitt 36 kann mit der Hohlradträgerwelle 37 verbunden sein, um in der Axialrichtung beweglich zu sein. In diesem Fall ist der Festabschnitt 39 am zylindrischen Abschnitt 35 befestigt.
Außerdem ist in der oben beschriebenen Ausführungsform ein vierpoliger Dreiphasen-Induktionsmotor ein beispielhaftes Beispiel für einen Motor mit konstanter Drehzahl 51, welcher geeignet ist zum Antrieb des Verdichters C mit hoher Drehzahl, und ein achtpoliger Dreiphasen-Induktionsmotor ist ein beispielhaftes Beispiel für einen Motor mit variabler Drehzahl 71, der zur Variation der Drehrate des Verdichters C innerhalb eines bestimmten Bereichs geeignet ist. Jedoch können, wenn es nicht notwendig ist, das Antriebsziel mit hoher Drehzahl anzutreiben, andere Typen von Elektromotoren als der Motor mit konstanter Drehzahl 51 und der Motor mit variabler Drehzahl 71 verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe mit variabler Drehzahl
2: Kupplungsmechanismus
10: Übertragungsvorrichtung
10S: Übertragungsvorrichtungsunterstützungsabschnitt
11: Sonnenrad
12: Sonnenradwelle
15: Planetenrad
17: Hohlrad
21: Planetenradträger
22: Planetenradwelle
25: Übertragungswelle
27: Planetenradträgerwelle
27i: Eingangsseitige Planetenradträgerwelle
27o: Ausgangsseitiges Planetenradträgerwelle
28: Flansch
31: Hohlradträger
33: Trägerhauptkörper
35: Zylindrischer Abschnitt
35a: Zweites Stirnrad
36: Bewegungsabschnitt
37: Hohlradträgerwelle
38: Antriebsabschnitt
39: Festabschnitt
40: Hirthkupplung (Eingriffsabschnitt)
40a: Erste Hirthkupplung
40b: Zweite Hirthkupplung
40c: Klaue (Hirthkupplung)
41: Übertragungsgehäuse
42: Sonnenrad Lager
45: Erster Scheibenabschnitt
46: Zweiter Scheibenabschnitt
47: Dritter Scheibenabschnitt
48: Vierter Scheibenabschnitt
48a: Erstes Stirnrad
49: Fester Dichtabschnitt
50: Elektrische Antriebsvorrichtung
50S: Unterstützungsabschnitt für die elektrische Antriebsvorrichtung
51: Motor mit konstanter Drehzahl
52: Rotor mit konstanter Drehzahl
53: Rotor mit konstanter Drehzahl Welle
56: Leiterkörper
57: Ölversorgungsabschnitt
57a: Rohr
58: Vorsprungsabschnitt
59: Verbindungsabschnitt
60a: Dichtelement
60b: Dichtelement (zweiter Scheibenabschnitt)
60c: Dichtelement (erster Scheibenabschnitt)
60d: Dichtelement (erster Scheibenabschnitt)
60e: Dichtelement (erster Scheibenabschnitt)
61: Gehäuse des Motors mit konstanter Drehzahl
64: Öffnung (Gehäuse des Motors mit konstanter Drehzahl)
66: Konstantdrehzahlstator
67: Vorspannmechanismus
68: Federbefestigungselement
69: Schraubenzugfeder
70: Ölablassmechanismus (Ölablassabschnitt)
71: Motor mit variabler Drehzahl
72: Rotor mit variabler Drehzahl
73: Rotorwelle mit variabler Drehzahl
74: Welleneinführloch
76: Leiterkörper
77: Hohlradträgerlager
78, 78C: Ölversorgungspfad
79: Düse
81: Gehäuse des Motors mit variabler Drehzahl
84: Öffnung (Gehäuse des Motors mit variabler Drehzahl)
86: Stator für variable Drehzahl
87: Axiallager/Drucklager
88: Ölversorgungsdüse
90: Rahmen
91: Kühlungslüfter
100: Drehratensteuerer
101: Frequenzwandlerabschnitt
102: Drehrichtungsumschaltabschnitt
110: Energieversorgungsleitung
111: Schalter des Motors mit variabler Drehzahl
112: Schalter des Motors mit konstanter Drehzahl
120: Steuerer (Steuervorrichtung)
121: Empfangsabschnitt
122: Schnittstelle
123: Berechnungsabschnitt
Ac: Konstantdrehzahl-Eingangswelle
Ao: Ausgangswelle
Ap: Mittellinie (Planetenradwelle)
Ar: Achse
Av: Eingangswelle für variable Drehzahl
C: Verdichter
R1: Erste Richtung
R2: Zweite Richtung
S1: Erster Ölversorgungsraum
S2: Zweiter Ölversorgungsraum
S3: Kommunikationspfad/Verbindungspfad

Claims

Ein Getriebe mit variabler Drehzahl umfassend: eine elektrische Antriebsvorrichtung, welche eine Drehantriebskraft erzeugt; und eine Übertragungsvorrichtung, welche die Drehzahl der durch die elektrische Antriebsvorrichtung erzeugten Drehantriebskraft ändert und die geänderte Drehantriebskraft zu einem Antriebsziel überträgt, wobei die Übertragungsvorrichtung umfasst: ein Sonnenrad, welches sich um eine Achse dreht, eine Sonnenradwelle, welche mit dem Sonnenrad fest verbunden ist und sich in einer Axialrichtung um die Achse erstreckt, ein Planetenrad, welches mit dem Sonnenrad kämmt, um die Achse umläuft und um seine eigene Mittellinie rotiert, ein Hohlrad, welches eine Vielzahl von ringförmig um die Achse angeordneten Zähnen hat und mit dem Planetenrad kämmt, einen Planetenradträger, welcher eine Planetenradträgerwelle hat, die sich in der Axialrichtung um die Achse erstreckt und das Planetenrad derart trägt, dass es um die Achse umläuft und dass es um eine Mittellinie des Planetenrades selbst drehbar ist, und einen Hohlradträger, welcher eine Hohlradträgerwelle hat, die sich in der Axialrichtung um die Achse erstreckt und das Hohlrad derart trägt, dass es um die Achse drehbar ist, wobei die Sonnenradwelle eine Ausgangswelle bildet, welche mit dem Antriebsziel verbunden ist, die Hohlradträgerwelle eine Konstantdrehzahl-Eingangswelle bildet, und die Planetenradträgerwelle eine Eingangswelle für variable Drehzahl bildet, wobei die elektrische Antriebsvorrichtung umfasst: einen Motor mit konstanter Drehzahl, der einen Rotor mit konstanter Drehzahl hat, welcher die Konstantdrehzahl-Eingangswelle der Übertragungsvorrichtung dreht, und einen Motor mit variabler Drehzahl, der einen Rotor mit variabler Drehzahl hat, der mit der Eingangswelle für variable Drehzahl der Übertragungsvorrichtung verbunden ist, wobei der Hohlradträger einen Kupplungsmechanismus aufweist, welcher einen zylindrischen Abschnitt, der mit dem Hohlrad verbunden ist, mit der Hohlradträgerwelle verbindet, und wobei der Kupplungsmechanismus umfasst: einen Bewegungsabschnitt, welcher mit dem zylindrischen Abschnitt oder der Hohlradträgerwelle verbunden ist, um in der Axialrichtung beweglich zu sein, einen Antriebsabschnitt, welcher den Bewegungsabschnitt in der Axialrichtung antreibt, einen Festabschnitt, welcher am anderen, dem zylindrischen Abschnitt oder der Hohlradträgerwelle, fixiert ist, und einen Eingriffsabschnitt, welcher in den Bewegungsabschnitt und den Festabschnitt durch Bewegung des Bewegungsabschnitts in der Axialrichtung eingreift.
Das Getriebe mit variabler Drehzahl nach Anspruch 1, wobei der Antriebsabschnitt umfasst eine Scheibe, welche am anderen, dem zylindrischen Abschnitt oder der Hohlradträgerwelle, befestigt ist, um den Bewegungsabschnitt in der Axialrichtung gegenüberzuliegen und einen Ölversorgungsraum zwischen der Scheibe und dem Bewegungsabschnitt zu bilden, einen Ölversorgungsabschnitt, welcher Öl in den Ölversorgungsraum liefert, und einen Ölablassabschnitt, welcher Öl vom Ölversorgungsraum ablässt.
Das Getriebe mit variabler Drehzahl nach Anspruch 2, wobei der Ölversorgungsabschnitt einen Ölversorgungspfad umfasst, welcher in wenigstens einem, dem Festabschnitt oder der Scheibe gebildet ist, und eine Düse, welche das Öl, welches zum Ölversorgungspfad geliefert wurde, in den Ölversorgungsraum liefert.
Das Getriebe mit variabler Drehzahl nach Anspruch 2, wobei der Ölversorgungsraum einen ersten Ölversorgungsraum, welcher zwischen dem Bewegungsabschnitt und der Scheibe gebildet ist, und einen zweiten Ölversorgungsraum, welcher mit dem ersten Ölversorgungsraum kommuniziert und innerhalb des Rotors mit konstanter Drehzahl gebildet ist, aufweist, und der Ölversorgungsabschnitt das Öl in den zweiten Ölversorgungsraum liefert.
Das Getriebe mit variabler Drehzahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Rotor mit variabler Drehzahl in einer zylindrischen Form zentriert auf der Achse gebildet ist, und die Konstantdrehzahl-Eingangswelle durch ein Welleneinführloch eingesetzt ist, welches in der Axialrichtung hierdurch dringt.