DE1500541A1 - Planetenradgetriebe - Google Patents

Description

• Planetenradgetriebe

  Die Erfindung bezieht sich auf Planetenradgetriebemit

  einem auf eines seiner Glieder ($. B. Zentralrad) einwir-

  kenden Regelantrieb zur stufenlosen Regelung der Abtriebe-

  drebsabl. v .

  Planetenradgetriebe für die stufenlose Regelung der Ab-

  gangedrebsehl sind für kleine oder mittlere leietungen be-

  kennt. Im allgemeinen wird eines der Zentralräder mit einem

  hydrostatischen, bydrodyiamieoben, Reibrad- oder Zugmittel-

  getriobe verbunden und in eine geetioeobte Uvdrehung@e9.r-

  eet$t. Bei konstant bleibender #n>Iebedrebsehl ändert siöb

  dann dadurch die Abtriebsdrehzahl. Diese Uberlagerungsein-

  heiten sind in den Übertragungsleistungen jedoch begrenzt

  und arbeiten zudem innerhalb ihres Segelbereiches mit ungün-

  stigen Wirkungsgraden.

  Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Planetenradgetriebe der

  erwähnten Art derart zu verbessern, da ß sie für alle Lei-

  stungsbereiche, insbesondere für hohe Leistungen, einsetzbar

  sind und dennoch einen hohen Wirk Msgrad aufweisen, der mög-

  lichst nicht unter demjentgen eines normalen Planetenradge-

  triebes liegen soll. Hierzu gehört, da ß die für die Uberla-

  gerung aufzubringende Leistung nur einen sehr geringen Teil

  der insgesamt zu übertragenden Leistung ausmachen soll.

  Eine-.weitere Aufgabenstellung der Erfindung liegt dahin-

  gehend vor, ein Planetenradgetriebe so zu dimensionieren,

  daß der Regelzustand bei Blockierung des Regelgliedee des

  Planetengetriebes im optimalen Drehzahlbereich liegt und daB

  selbst'bei hohen Leistungen eine Regelung um diesen Zustand

  herum WRichtung Erhöhung sowie Senkung der Drehzahl verlust-

  frei durchführbar ist.

  Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der

  Regelantrieb mit einer synchronisierten, selbstschaltenden

  Überhol-Zehnkupplung 'ersehen ist, die'sich im Kupplungs- ,.

  zustand am Getriebegehäuse abstütst, Mit dieser als Rück-

  laufsperre wirkenden Kupplung wird eine Drehung des Zentral-

  rades in Abtriebsricbtung verhindert und ein automatisches

  Hochfahren des Uberlsgerungagetriebes ermöglicht, was ins-

  besondere für eine motorische Regelung des Planetenradge-

  triebes von Vorteil ist.

  Eine zusätzliche und sehr vorteilhafte Maßnahme der Er-

  findung besteht darin, daß die Zahnkupplung über eine steuer-

  bare Haltebremse gegen das Getriebegehäuse abgestützt ist.

  Diese Maßnahme erlaubt eine generatorische Regelung des Pla-

  netenradgetriebeso In der Kombination beider erfindungsge-

  mäßen Merkmale ergibt sich somit ein Planetenradgetriebe,

  das bei der Beibehaltung eines hohen Wirkungsgrades sich so-

  wohl motorisch als auch generatorisch regeln läßt, wobei

  durch die Haltebremse der Vorteil gegeben ist, die Regelung

  auszuschalten, wenn die Drehzahl in dem Bereich liegt, der

  sich durch die Blockierung des Regelgliedes eben durch diese

  Haltebremse ergibt.

  Um diese Vorteile der Erfindung zu steigern, empfiehlt es

  sich, als Antrieb für den Regeltrieb eine elektrische Motor-

  Generatcr-Maschine, sowie eine Regelung für diesen Antrieb

  und die Haltebremse in der Weise vorzusehen, daß bei der Ein-

  regelung des Regelgliedes im Bereich dessen Stillstandes die

  Haltebremse geschlossen und die Motor-Generator-Maschine ab-

  geschaltet wird. Die Motor-Generator-Maschine hat die Eigen-

  schaft der Regelung des Zentralrades selbst bei hohen Lei-

  stungen, während durch die Steuerung der galtebremse der kri-

  tische Bereich der Motor-Generator-Maschine überbrückt wird,

  bei dem das Zentralrad keine Bewegung ausführen soll.

  Ein wichtiger Gegenstand der Erfindung beseht in seiner An-

  ordnung als Antrieb von Turbomaschinen, insbesondere von

  Kesselspeisepumpen, weil es gerade bei diesen Turbomaschinen

  sehr darauf ankommt, hohe Leistungen mit großem Wirkungs-

  grad funktionssicher zu übertragen. Ebensogut ist es aber

  vorteilhaft, Lüfter u. dglo- mit dem Gegenstand der Erfin-

  dung anzutreiben.

  Im Rahmen von weiteren Ausgestaltungen der Erfindung emp-

  fiehlt es sich, zwischen der Motor-Generator-Masahine und

  dem üegelglied des Überlagerungsantriebes des Planetengetrie-

  bes eine Abschaltkupplung vorzusehen, deren Aufgabe im we-

  sentlichen darin besteht, den Kr4ftfluß vom Motor des Uber-

  lagerungsantriebes zum Regelglied zu unterbrechen, wenn eine

  Störung in der angetriebenen Maschine eingetreten ist, was

  insbesondere dann von Wichtigkeit ist, wenn mehrere Arbeits-

  maschinen angetrieben werden sollen und die nicht gestörten

  weiterhin ihren Antrieb erhalten sollen.

  Eines ähnlichen Zweck dient die weitere gafinebne der Er-

  findung, wonuob bei Anordanetg -»b»rer ansutrotbender Ar-

  beitsnesahinen jede über eine Haltebrause mit den Abtrieb

  den Planetenredgetriebes verbunden tat. Dadurch läßt sich

  die defekte Maschine abbrenen,.ohne deß der Betrieb der

  anderen Arbeitswechinen gestört wird.

  Schließlich siebt die Erfindung im Rahmen eines Auefübrunge-

  beispielea vor, daß zwei PZanetenradgetriebe perallel.su-

  einander angeordnet sind und ihnen ein leietungever:wei-

  gungsgetriebe vorgeschaltet uoö gegebenenfalls ein Seamel-

  getriebe naobgeeohbltet tat.

  Die Erfindung ist in der Zeichnung sobematisob und bei-

  spielsweise dargestellt. Es zeigen:

  Fig. 1 bis 3: Diagramme über veraobiedene Bewegungenustände

  nach der Erfindung,

  Fig. 4: einen schematischen Schnitt durch ein erfin-

  dungegemäßea Uberlagerunge-Planetenradge-

  triebe,

  Fig. 5#. einen sabeutiecben Schnitt durch zwei Uber-

  lagerunga--Planetenredgetriebe mit einem vorgesahal

  taten lreistuagaverzweigungegetriebe zum Antrieb

  von zwei Arbeitamacbinen und

  Fig. 6: einen schematischen Schnitt durch zwei Über-

  lagerungs-Planetenradgetriebe mit einer vorge-

  schalteten Leistungsversweigungsgetriebe sowie

  einem nachgeschalteten Sammelgetriebe zum An-

  trieb einer Arbeitsmaechine.

  Im Ausführungsbeispiel der Erfindung ist für ein Planeten-

  rad-Uberlagerungsgetriebe die Variante gewählt, bei der der

  Motor 1 für den Hauptantrieb den Steg 3, der Überlagerungs-

  antrieb 10 das äußere Zentralrad 5 als Regelglied antreibt,

  und der Abtrieb zur Arbeitsmaschine vor inneren Zentralrad 4

  des Planetenrad-Uberlagerungsgetriebes aus erfolgt. Fis sind

  aber auch andere An und Abtriebstarianten des Planetenrad-

  Obberlagerungsgetriebe8 ebenso brauchbar.

  In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung sind Diagramme für unter-

  schiedliche Regelsustäude dargestellt. Mit 16 ist den zu

  regelnde Zentralrad, mit 18 das andere Zentralrad sowie mit

  1T.ein Planetenrad bezeichnet. Bein Beispiel der Fig. 1 ist

  angenommen, daß der Überlagerungsantrieb (welcher in den

  Fig. 4 bis 6 gezeigt ist) nicht in Betrieb steht und somit

  des äußere Zentralrad 16 blockiert ist. Die Geschwindigkeit

  den äußeren Zentralrades 16 ist sbuit im Punkte 19 gleich

  Null. Da der Planetenradträger angetrieben wird, ergibt

  sich für die Achse des Planetenrades 17 der Gesehwindigkeito-

  vektor 20 und die Abtriebedrebeshl des inneren Zentralrades 18

  gemäß dem Geacheindigkeitsvektor 21 für seine Umfangageachein-

  digkeit. In dieser BegeletellmU soll de"oti®ale Drehzahl-

  Bereich bewältigt werden, des ist derjenige Betriebszustand,

  in den die überwiegende Zeit gefahren wird. Die Erfindung

  sieht-eine Regelung von diesen optiaelen Regelzustand aus

  im Sinne einer Drehzahlerhöhung sowie Drehzahlverminderung

  selbst bei großen Leistungen vor.

  Im Beispiel der Fig. 2 ist der Begelzustand dargestellt,

  bei dem des äußere Zentralrad 16 in Sinne einer motorischen

  Regelung gemäß Vektor 22 angetrieben wird. Bei gleichblei-

  bender Antriebsdrehzahl gemäß Vektor 20 erhöht sich demnach

  die Abtriebszahl gemäß Vektor 21'.

  Umgekehrt läßt die Erfindung eine generatorische Regelung

  im Sinne von Fig. 3 zu, wonach das äußere Zentralrad 16

  im entgegengesetzten Sinn gemäß Vektor 22' bewegt wird, so

  da ß die Vektorenüberlagerung eine Verminderung der Drehzahl

  gemäß Vektor 21" ergibt. Daraus folgt ein Regelbereich a

  gemäß der Zusammenfassung der Fig. 1 bis 3. wobei des Planeten-

  radgetriebe so ausgelegt ist, daB bei Blockierung des äußeren

  Zentralrades 16 der optimale Beeegungezusta4d gemäß Fig. 1

  sergibt.

  Die konstruktive Gestaltung des erfindungsgemäßen Planetenradgetrieben ergibt sich aus den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 bis 6. Der Antrieb erfolgt von der Antriebsmaschine 1 aus über eine Drehmomentbegrenzungakupplung 2 auf den Steg 3 des Überlagerungs-Planetengetriebes. Der Abtrieb läuft vom innerer schnellaufenden Sonnenrad 4 zur Arbeitsmaschine 11. Das innenverzahnte äußere Zentralrad 5 (Regelglied) ist mit dem Rad 6 des Überlagerungsantriebes verbunden.Im Optimslpunkt g@mäß Fig.1 stützt sich der Innenzahnkranz 5 über die Rück-und die geschlossene Bremse 8 gegen das Gehäuse 9 @b 53n Die motorische Regelung gemäß Fig. 2 kann unverzüglich begihnen, da die Bremse nicht gelöst zu @erden braucht. Die Rücklaufsperre 7 löst automatisch in einer Richtung. Die Motor-Generator-Maschine 10 treibt a1s Motor wirkend über das Rad 6 des Uberlsgerungsantriebes den Innenzahnkranz 5 @c. beim Übergang auf die Überlagerungsdrehzahl n = 0 stützt sioh der Innenzahnkranz 5 wieder über die Rücklaufsperre 7 und die geschlossene Bremse 8 gegen das Gehäuse 9 ab.
• Bei generatorischer Regelung gemäß Figo 3 wird die Halte-

  bremse 8 geöffnet und das äußere Zentralrad 5 durch die

  als Generator wirkend; biotor-Generator-Mascliine%gebremsto

  Werden zwei Arbeitsmaschinen 11 von einer Kraftmaschine 1 angetrieben, so kann die Ausführung ge@äß Fig. 5 Anwendung finden. fig. 5 zeigt die Kombination von zwei Überlagerungs-Planetenradgetrieben (3 bis 5) mit einem vorgeschalteten Leistungsverzweigungsgetriebe 12 zwischen dem Antrieb zweier Arbeitsmaschinen 11, geeignet für Antriebe höchster Leistung, für Welche die Übertragungsfähigkeit eines Planeten-Betriebes nicht mehr ausreicht. Das gesamte Getriebe besteht aus zwei Überlagerungs-Planetenradg@trieben (3 bis 5), deren Aufbau in Fig. 4 gezeigt und. beschrieben ist Durch ein Leistungstellungsgetriebe 12 werden diese mit der Antriebsmaschine 1 und die Motor-Generator-Maschine 10 über Abschaltkupplungen 13 mit den Rädern 6 der Überlagerungsantriebe verbunden, Außerdem ist zwischen dem Abtriebsritzel 4 und der Arbeitsmaschine 11 eine Haltebremse 14 angeordnet. Diese Zwillingsanordung @#,t den Vorteil, daß beim Auftreten eines Schadensfalles an einer Arbeitsmaschine durch Öffnen der zugehörigen Abschaltkupplung 13 keine Leistungsübertragung mehr stattfindet und durch Schließen der Haltebremse 14 die schadhafte Arbeitsme chine 11 stillgesetzt wird, wohingegen die intakte Einheit @:e;. betrieben werden kann. Verwendet, man entgegen Fig. 5 nur eine Arbeitsmaschine 11, so wird gemäß Fig. 6 ein Sammelgetriebe 15 den Überlagerungsgetrieben nachgeschaltet. Fig. 6 zeigt diese Kombination von zwei Überlagerungsgetrieben gemäß Fig. 4 mit Leistungsteilungs- und Sammelgetriebe zum Antrieb einer Arbeitsmaschine, geeignet für Antriebe höchster Leistung, für welche die Übertragungsfähigkeit eines Planetengetriebes nicht mehr ausreicht.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c he r@anctenradg(tR-@ebe mit einem auf eines geTner Glieder Z e n t r c ;. @ zi d. ) t;1. @4 1 rke i d e n zu- Stufe-,1- e ..JSrl iegelu , 'Je äi äi e .li rl Lt d2 #S der ueI,(a-V,f b.!..@ eineu. e@ s@` .. c; C. o n @. s @. c -. .; a , 4s' e i :f L v @: @, a .0..t C: i i d t, i7 . '!. t #,' r l i d? % -' La t' i `tC_:Y`'aw:sn ist. :ic. ,ich 1.1 Kuppl'unQSzu"t£#r%#' qT'GPtrlebea- c:Il:Li;ä@ L O Planetenrad-_y#,ri.ebe nach Ans,@ruch 1@ da#ilirch n e e- äT #, r. z e : h ta _: Ca? i.e Zahtrkur,1luctg über eine: G@ Uee abge- stützt Ist" Planetenradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e ich n e t , daß als Antrieb für den Kegeltrieb eine elektrische Motor-Generator-Maschine sowie eine Regelung für diesen Antrieb und die Haltebremse in der Weise vorgeseben sind, daß bei der Einregelung des vom Regelantrieb angetriebenen Gliedes des Planetengetriebes im Bereiche dessen Stillstandes die Haltebremse geschlossen und die Motor-Generator-Maschine abgeschaltet wird. 4) Planetenradgetriebe nach Anspruch 1 oder folgenden, g e k e n n z e ich n e t durch seine Anwendung als Antrieb von Turbomaschinen, insbesondere von Kesselspeisepumpen. 5) Planetenradgetriebe nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n z e ich n e t , daß zwischen der Motor-Generator-Maschine und dem Überlagerungs-Antriebsrad eine Abschaltkupplung vorgesehen ist. 6) Planetenradgetriebe nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei der Anordnung mehrerer anzutreibender Arbeitsmaschinen jede über eine Haltebremse mit den Abtrieb des Planetenradgetriebes verbunden ist. 7) Planetenradgetriebe nach Anspruch 1 oder folgenden, dedurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei Planetenradgetriebe parallel zueinander angeordnet sind und Ihnen ein Leistungsverzweigungsgetriebe vorgeschaltet und gegebenenfalls ein Sammelgetriebe nachgeschaltet ist.