DE3032587A1

DE3032587A1 - Elektrische maschine

Info

Publication number: DE3032587A1
Application number: DE19803032587
Authority: DE
Inventors: Eike Dipl.-Ing. 1000 Berlin Triest
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1982-04-01

Description

Elektrische Maschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine, deren Läufer über ein Planetengetriebe eine Abtriebswelle antreibt, die mit einem anzutreibenden Teil, insbesondere eine Maschine, in Verbindung steht, wobei die feststehenden Teile des Planetengetriebes am Gehäuse der Maschine befestigt sind. Eine derartige elektrische Maschine ist aus der DE-PS 822 093 und der DE-AS 26 16 310 bekannt. Es handelt sich hier jeweils um die elektrischen Fahrmotoren von Schienenfahrzeugen, bei denen zwischen der Läuferwelle und dem die Treibachsen antreibenden Getriebe ein Planetengetriebe geschaltet ist. Dadurch kann die Drehzahl des Fahrmotors größer sein, als dies bei einem einstufigen Getriebe möglich ist. Die Gehäuse der Getriebe sind an dem FahrmotDrgehäuse angeflanscht oder mit diesem integriert, ebenso wie die stehenden Teile des Planetengetriebes am Gehäuse des Fahrmotors befestigt sind. Dadurch erhält man für den auf engen Raum untergebrachten Antrieb von Schienenfahrzeugen eine sehr kompakete Bauweise. Das Planetengetriebe kann als Stand- oder Umlaufgetriebe ausgebildet sein.
Auch bei stehenden elektrischen Maschinen haben oft die von der elektrischen Maschine angetriebenen Arbeitsmaschinen von der Drehzahl der elektrischen Maschine abweichende Drehzahlen, die durch ein zwischen beide Maschinen eingeschaltetes Getriebe ausgeglichen werden müssen, da die Drehzahlen der elektrischen Maschinen, von besonderen regelbaren Maschinen abgesehen, von der Netzfrequenz abhängen und einen bestimmten Wert haben. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen, von einer stehenden elektrischen Maschine angetriebenen Wellensträngen eine raumsparende kompakte Bauweise zu erzielen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrischen Maschine der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung das Planetengetriebe innerhalb der Läufernabe angeordnet und die Läufernabe ist mittels zweier Hohlwellen gelagert, wobei die eine Hohlwelle auf einer stehenden, am Gehäuse befestigten Welle gelagert ist und die andere Hohlwelle auf der Abtriebswelle, die ihrerseits im Gehäuse gelagert ist und einen zur Verbindung mit einer Arbeitsmaschine dienenden Kupplungsteil aufweist.
Durch die Anordnung des Planetengetriebes im Innern der Lätfernabe werden die Abmessungen des Gehäuses der elektrischen Maschine nicht beeinflußt und das Planetengetriebe ermöglicht es, die Drehzahl des Läufers der elektrischen Maschine wahlweise zu reduzieren oder zu vergroßern. Dazu kann jede beliebige Drehzahl allein durch Anderung der Ubersetzung des Planetengetriebes erzielt werden, wofür im Innern der Läufernabe genügend Raum zur Verfügung steht.
Die magnetisch und elektrisch aktiven Teile der elektrischen Maschine bleiben unverändert, lediglich die Lagerung der Läufernabe ist anders ausgebildet. Diese ist auf einer Seite mit einer Hohlwelle auf einer mit dem Gehäuse verbundenen stehenden Welle gelagert und auf der anderen Seite mit einer zweiten Hohlwelle auf der Abtriebswelle. Die Lagerung der Abtriebswelle im Maschinengehäuse bleibt erhalten, ist allerdings nur einseitig. Das Planetengetriebe ist also in die elektrische Maschine integriert, wodurch ein gesondertes Gehäuse für das Planetengetriebe entfällt und eine sehr raumsparende Bauweise erzielt wird.
Bei dieser integrierten Bauweise ist die Verwendung der verschiedenen bekannten Arten von Planatengetriebe möglich, z B.Standgetriebe oder Umlaufgetriebe. Weiterhin kann die Läufernabe mit einem Hohlrad für das Planetengetriebe vorgesehen sein, man kann aber auch ein Planetengetriebe mit Doppelplaneten ohne Hohlrad vorsehen, bei dem der Steg von der Läufernabe angetrieben ist.
Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, die jewEils den prinzipiellen Aufbau einer derartigen Maschine im Längsschnitt zeigen.
Die elektrische Maschine 1 dient zum Antrieb einer nicht dargestellten Arbeitsmaschine, mit der die Abtriebswelle 2 über den Kupplungsflansch 3 verbunden ist. Die Abtriebswelle 2 der elektrischen Maschine ist im Gehäuse 4 über das Lager 5 gelagert. Das Gehäuse 4 trägt außerdem in üblicher Weise das Ständerblechpaket 6 mit der Ständerwicklung 7. Auf der dem Lager 5 entgegengesetzten Stirnwand 8 des Gehäuses 4 ist gleichachsig zur Abtriebswelle 2 die stehende Welle 9, die mit dem Gehäuse 4 verbunden ist, angeordnet. Auf dieser stehenden Welle 9 ist mittels der Hohlwelle 10 die Läufernabe 11 gelagert, die das Läuferblechpaket 12 mit der Läuferwicklung 13 trägt. Auf der anderen Seite ist die Läufernabe 11 mittels der Hohlwelle 14 auf der Abtriebswelle 2 gelagert.
Im Innenraum 15 der Läufernabe 11 ist das Planetengetriebe 16 angeordnet. Die Planetenräder 17 dieses Planetengetriebes 16 sind auf dem stehenden Steg 18 gelagert und stehen in Eingriff mit einer an der Läufernabe 11 befestigten Innenverzahnung 19. Diese Innenverzahnung 19 treibt Daher die Planetenträder 17 das Sonnenrad 20 an, das seinerseits die Abtriebswelle 2 antreibt. Um den Steg 18 und die stehende Welle 9 von zu starken Biegebeanspruchungen zu entlasten, ist der Steg 18 außerdem noch über das Lager 21 auf der Abtriebswelle 2 gelagert.
Diese Anordnung übersetzt die Drehzahl der Läufernabe 11 ins Schnelle. Durch Veränderung des Durchmessers des Sonnenrades 20 und entsprechender Ankerung der Stegwelle 18 und der Planetenräder 17 kann die Drehzahl der Abtriebswelle 2, die auf die Arbeitsmaschine übertragen wird, in weiten Grenzen geändert werden, ohne daß sich die Abmessungen des Gehäuses 4 der elektrischen Maschine 1 verändern.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 dargestellt, für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszahlen beibehalten. Auch hier ist das Planetengetriebe 16 im Innenraum 15 der Läufernabe 11 untergebracht. EE ist mit Doppelplaneten ausgebildet. Sein erstes Sonnenrad 22 ist von der stehenden,gleichachsig zur Abtriebswelle 2 liegenden Welle 9 getragen, die mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Auf dieser stehenden Welle 9 ist ebenfalls mittels der Hohlwelle 10 die eine Seite der Läufernabe 11 gelagert. Auf dem ersten Sonnenrad 22 wälzen sich die Planetenräder 2¢ ab, die mittels der Hohlwelle 24 auf einem mit der Läufernabe 11 verbundenen Steg 25 gelagert sind. Auf der gleichen Hohlwelle 24 sitzen außerdem jeweils Planetenräder 26, die mit dem zweiten Sonnenrad 20 in Eingriff stehen, das die Abtriebswelle 2 mit dem Iiupplungsflansch 3 antreibt. Die Planetenräder 23 und 26 bilden mit der Hohlwelle 24 zusammen ein starres System9 nämlich den Doppelplaneten. Auf der Abtriebswelle 2, die über das Lager 5 im Gehäuse 4 gelagert ist, ist über die Hohlwelle 14 die andere Seite der Läufernabe 11 ebenfalls gelagert.
Durch dieses Planetengetriebe 16 mit Doppelplaneten wird die Drehzahl der Läufernabe 11 ins Langsame übersetzt. Das Sonnenrad 22 steht fest, während der Steg 25 der Hohlwelle 24 fest mit der Läufernabe 11 verbunden ist und mit dieser rotiert. Die das Sonnenrad 22 kämmenden Planetenräder 23 erhalten dadurch eine gewisse Drehzahl,die ebenfalls über die Hohlwelle 24 auf die Planetenträder 26 übertragen wird, die ihrerseits das Sonnenrad 20 und die Abtriebswelle 2 antreiben. Durch Veranderungen der Durchmesser der beiden Sonnenräder 22, 20 und entsprechende Änderung der Doppelplanetenräder 23, 26 kann die Drehzahl der Abtriebswelle 2 in weiten Grenzen ohne Anderung der Abmessungen des Gehäuses 4 der elektrischen Maschine verändert werden.
2 Figuren 4 Ansprüche

Claims

Patentansprüche 1.)Elektrische Maschine, deren Läufer über ein Planetengetriebe eine Abtriebswelle antreibt, die mit einem anzutreibenden Teil, insbesondere eine Maschine, in Verbindung steht, wobei die feststehenden Teile des Planetengetriebes am Gehäuse der Maschine befestigt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Planetengetriebe (16) innerhalb der Läufernabe (11) angeordnet ist und daß die Laufernabe (11) mittels zweier Hohlwellen (10,14) gelagert ist, wobei die eine Hohlwelle (10) auf einer stehenden, am Gehäuse (4) befestigten Welle (9) gelagert ist unddie andere Hohlwelle (14) auf der Abtriebswelle (2), die ihrerseits im Gehäuse (4) gelagert ist und einen zur Verbindung mit einer Arbeitsmaschine dienenden Kupplungsteil (3) aufweist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Läufernabe (11) mit einer Innenverzahnung (19) versehen ist, in welche die auf einem stehenden Steg (18) angeordneten Planetenräder (17) eingreifen, und daß das Sonnenrad (20) die Abtriebswelle (2) antreibt.
3 Elektrische Maschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der stehende Steg (18) auf einer Seite der Planetenräder (17) mit der stehenden Welle (9) verbunden und auf der anderen Seite auf der Abtriebswelle (2) gelagert ist.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die stehende Welle (9) ein erstes Sonnenrad (22) trägt, dessen Planetenräder (23) jeweils auf einem mit der Läufernabe (11) verbunden Steg (25) mittels einer Hohlwelle (24) gelagert sind, die außerdem noch die Planetenräder (26) eines zweiten Sonnenrades (20) trägt, das die Abtriebswelle (2) antreibt.