DE3526837A1

DE3526837A1 - EPICYCLOID GEAR TRANSMISSION ARRANGEMENT

Info

Publication number: DE3526837A1
Application number: DE19853526837
Authority: DE
Inventors: Geoffrey James Pershore Worcestershire Lack
Original assignee: Northern Engineering Industries PLC
Current assignee: Rolls Royce Power Engineering PLC
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1985-07-26
Publication date: 1986-02-06
Also published as: GB2162259A; GB2162259B; GB8518000D0; GB8419219D0

Description

35263373526337

Epi zykloi dengetri ebe-ÜbertragungsanordnungEpi zykloi dengetri ebe transmission arrangement

Die Erfindung betrifft eine Epizykloidengetriebe-Übertragungsanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an epicycloidal gear transmission arrangement according to the preamble of claim 1.

Epizykloidengetriebe werden zur Leistungsübertragung beispielsweise in Energieerzeugungsanlagen verwendet, in welchen das primäre Triebwerk eine Gasturbine ist. In hydroelektrischen Energieanlagen, wo Pumpspeicherverfahren Anwendung finden, ist ein Generator durch eine Welle.mit dem Turbinenrotor direkt gekoppelt ohne Verwendung von Zahnrädern. Der Generator kann als Motor zum Antrieb des Rotors betrieben werden, welcher dann während des Pumpbetriebs der Anlage als Pumpenrotor wirkt. Die optimale Geschwindigkeit des Rotors im Generatorbetrieb unterscheidet sich von der optimalen Geschwindigkeit des Rotors im Pumpenbetrieb. Die tatsächliche Geschwindigkeit des durch eine direkte Antriebsanordnung angetriebenen Rotors stellte eine gemittelte Geschwindigkeit dar. Die Verwendung von Zahnrädern zwecks Geschwindigkeitsänderung in der einen oder anderen Betriebsart würde es der Anlage erlauben, im Generator- und im Pumpbetrieb bei optimalen Geschwindgkeiten zu arbeiten.Epicycloidal gears are used to transmit power used, for example, in energy generation systems, in which the primary engine is a gas turbine. In hydroelectric energy systems, where pump storage processes A generator is used by a shaft and is directly coupled to the turbine rotor without the use of gears. The generator can be operated as a motor to drive the rotor, which then acts as a pump rotor while the system is pumping. The optimal speed of the rotor in generator mode differs from the optimal speed of the rotor in pump mode. The actual speed of the driven by a direct drive arrangement Rotors represented an average speed. The use of gears to change speed in one mode or another would allow the system to operate in generator and pump mode to work at optimal speeds.

» · 3526337 » · 3526337

Sie würde ferner eine Alternativgeschwindigkeit in jeder Betriebsart ermöglichen. Trotz der augenfälligen Vorteile der Verwendung von Zahnrädern sind, soweit bekannt, Getriebeübertragungssysteme in derartigen Pumpspeicheranlagen bisher nicht angewandt worden.It would also allow an alternate speed in any mode of operation. Despite the obvious advantages of using gears, as far as is known, gear transmission systems have not been used in such pumped storage systems.

Es stellt sich das Problem, ein Getriebesystem mit einem verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeitswechselverhältnis - normalerweise kleiner als 1,3:1 verwenden zu müssen.The problem arises of having a transmission system a relatively low speed change ratio - normally having to use less than 1.3: 1.

Ein einstufiges Epizykloidengetriebesystem mit einem Geschwindigkeitswechselverhältnis kleiner als 1,3:1 wäre ökonomisch nicht praktikabel.A single stage epicycloidal gear system with a Speed change ratio less than 1.3: 1 would not be economically feasible.

Geschlossenere Verhältnisse können erreicht werden, indem zwei einfache Epizykloidengetriebestufen miteinander kombiniert werden, von denen eine ein Differentialgetriebe ist. Die eine ist ein geschwindigkeitserhöhendes Getriebe und die andere ein geschwindigkeitserniedrigendes Getriebe. Bei einer derartigen Kombination stellt der Ausgang des einen Getriebes den Eingang des anderen dar. Jedoch weisen solche Kombinationen einen verhältnismäßig niedrigen Wirkungsgrad hinsichtlich Leistungsübertragung und ein verhältnismäßiges niedriges Verhältnis von übertrage-More closed ratios can be achieved by connecting two simple epicycloidal gear stages with one another can be combined, one of which is a differential gear. One is a speed increasing one Gearbox and the other a speed-reducing one Transmission. With such a combination, the output of one gearbox represents represent the input of the other. However, such combinations have a relatively low efficiency in terms of power transmission and a relatively low ratio of transmitted

ner Leistung zur Getriebegröße auf.performance in relation to the gear unit size.

Ferner sind Epizykioidengetriebeanordnungen vorgeschlagen worden, in welchen die eine Stufe als Differentialgetriebe in einigen Betriebsarten arbeitet oder arbeiten kann. Solche Anordnungen werden aber normalerweise in Anwendungen mit Vielfa'chgeschwindigkeitswechsel angewandt. In solchen Anordnungen wird die Steuerung normalerweise mittels Kupplungen oder Bremsen, welche arretieren, oder freier Komponenten der Getriebestufen bewirkt. Dies erhöht Komplexität und Kosten der Anordnung, wodurch eine Anwendung für Pumpspeicheranlagen ungeeignet und unattraktiv ist. Einfache und ökonomisch attraktive Getriebeanordnungen mit einem verhältnismäßig niedrigen Gesamtverhältnis wären für andere Anwendungen gleichfalls attraktiv.Furthermore, epicyclic gear assemblies are proposed in which the one stage works as a differential gear in some operating modes or can work. However, such arrangements are normally used in applications with multiple speed changes applied. In such arrangements, the control is usually by means of clutches or Brakes, which lock, or free components of the gear stages causes. This increases complexity and cost of the arrangement, making an application unsuitable and unattractive for pumped storage systems is. Simple and economically attractive gear arrangements with a relatively low overall ratio would be the same for other applications attractive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Epizykloidengetriebe - Übertragungsanordnung zu schaffen, deren Gesamtgeschwindigkeitswechsel verhältnis größer als 1 und kleiner als 2,5 ist, und welche die Nachteile der bekannten "Epizykloidengetriebeanordnungen vermindert oder vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.The invention is based on the object of an epicycloidal gear - To create transmission arrangement whose overall speed change ratio is greater than 1 and less than 2.5, and what the disadvantages the well-known "epicycloidal gear assemblies diminishes or avoids. According to the invention, this object is characterized by what is defined in claim 1 Features solved.

Demnach wird eine Differential-Epizykloidengetriebestufe und eine zweite Epizykloidengetriebestufe verwendet, in welchen lediglich das Trägerelement und eines der beiden anderen Elemente (entweder das Ri ngzahnradelement oder das Sonnenzahnradelement) sich dreht. Das übrigbleibende Element ist direkt mit dem Gehäuse verbunden, um dadurch stationär gehalten zu werden. In der vorliegenden Beschreibung ist mit dem Ausdruck "Epizykloidengetriebe " ein Zahnradgetriebe mit einem Sonnenradelement, einem Trägerelement und einem Ringradelement gemeint, welche koaxial zueinander sind. Das Trägerelement trägt Planetenzahnräder, welche mit dem Sonnenradelement und dem Ringradelement in Eingriff stehen.Accordingly, a differential epicycloidal gear stage and a second epicycloidal gear stage are used, in which only the carrier element and one of the other two elements (either the ring gear element or the sun gear element) rotates. The remaining element is directly with connected to the housing so as to be held stationary thereby. In the present description is with the expression "epicycloidal gear" means a gear transmission with a sun gear element, a carrier element and a ring gear member means which are coaxial with each other. The carrier element carries planetary gears, which with the sun gear element and the Ring gear element are engaged.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung umfaßt die direkte Verbindung eine gezahnte Kupplung.According to a preferred embodiment, the direct Connection a toothed clutch.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Anordnung Einrichtungen , welche zum Auskuppeln der gezahnten Kupplung zwischen dem übrigbleibenden Element des zwei-ten Getriebes und dem Gehäuse und zum Einkuppeln einer Kupplung zwischen den Wellen zwecks Verbindung der Wellen miteinander in direkter Antriebsbeziehung betätigbar sind.According to a further embodiment of the invention, the arrangement comprises devices for uncoupling the toothed clutch between the remaining element of the second gearbox and the Housing and for engaging a coupling between the shafts for the purpose of connecting the shafts to one another can be actuated in a direct drive relationship.

- V- Al - V- Al

Dabei sind die Getriebe als mit der Welle leerlaufender Aufbau drehbar.The gears are more idle than with the shaft Rotatable structure.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Anordnung Einrichtungen, welche zum Drehen des übrigbleibenden Elements des zweiten Getriebes über die gezahnte Kupplung betätigbar sind, wodurch die Wellen relativ zueinander beschleunigbar oder verzögerbar sind.According to another embodiment of the invention, the arrangement comprises means for rotating of the remaining element of the second transmission can be actuated via the toothed clutch, whereby the waves can be accelerated or decelerated relative to one another.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung sind die zweite Welle mit den Ringradelementen des ersten und zweiten Getriebes , und das Sonnenradelement des ersten Getriebes mit dem Trägerelement des zweiten Getriebes verbunden; und das Sonnenradelement des zweiten Getriebes ist mit dem Gehäuse direkt verbunden.According to a preferred embodiment of the arrangement, the second shaft with the ring gear elements of the first and second gear, and the sun gear of the first gear with the carrier element of the second gear connected; and the sun gear member of the second transmission is direct with the housing tied together.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung sind die zweite Welle mit dem Ringradelement des ersten Getriebes und dem Trägerelement des zweiten Getriebes , und das Sonnenradelement des ersten Getriebes mit dem Ringradelement des zweiten Getriebes verbunden; und das Sonnenradelement des zweiten Getriebes ist mit dem Gehäuse direkt verbunden.According to a further preferred embodiment of the arrangement, the second shaft is with the ring gear element of the first transmission and the carrier element of the second transmission, and the sun gear element the first gear connected to the ring gear element of the second gear; and the sun gear member of the second gear is directly connected to the housing.

- 43.- 43.

In folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen In the following the invention is explained in detail with reference to the drawing.
Show it

Fig. 1 eine Darstellung in Diagrammform mit den Teilfiguren (1) bis (3), welche verschiedene, alternative Ausführungsmöglichkeiten für die Anordnung veranschaulichen, wobei jede Teilfigur ein schematischer Längshaibschnitt durch die Anordnung ist;Fig. 1 is a representation in diagram form with the Sub-figures (1) to (3), which different, alternative design options for illustrate the arrangement, with each partial figure a schematic longitudinal half-section by the arrangement is;

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Anordnung derart, wie sie in Teilfigur (3) der Fig. 1 angedeutet ist; undFig. 2 is a vertical longitudinal section through an arrangement such as that shown in partial figure (3) Fig. 1 is indicated; and

Fig. 3 und 4 jeweils vertikale Längsschnitte durch zv/ei unterschiedliche Anordnungen von der Art, wie sie in Teil figur (5) der Fig. 1 angedeutet sind.3 and 4 each have vertical longitudinal sections through two different arrangements of the type as indicated in part (5) of FIG.

Für Fig. 1 gilt hinsichtlich der Richtung der auf die Elemente einer jeden Anordnung wirkenden Drehmomentbelastung die folgende Konvention: "X" bedeutet eine auf einen Getriebezahn wirkende Schubbeanspruchung in Richtung auf die Zeichenebene, und "." bedeutet eine auf einen Geriebezahn wirkende Schubbeanspruchung in einer von der Zeichebene wegführenden Richtung.For Fig. 1, the following applies with regard to the direction of the torque load acting on the elements of each arrangement the following convention: "X" means a shear load acting on a gear tooth towards the drawing plane, and "." means a shear stress acting on a gear tooth in a direction away from the plane of the drawing.

In Fig. 1 sind Beispiele dargestellt, wie ein erstes Epizykloidengetriebe 10, welches als Differentialgetriebe arbeitet, mit einem zweiten Epizykloidengetriebe 12 kombiniert werden kann. Die Getriebe 10 und 12 sind mit einer ersten und einer zweiten koaxialen Welle 14 bzw. 16 koaxial angeordnet. Jedes Getriebe besteht aus einem ringförmigen Sonnenradelement, einem ringförmigen Trägerelement (carrier element) mit mehreren Planetenrädern (nur eines ist gezeigt) und einem ringförmigen Ringradelement, welche jeweils durch "S", "C" und "R" in Teilfigur (1) der Fig 1 angedeutet sind. In den anderen Teilfiguren (2) bis (8) sind jene Bezugszeichen der Übersichtlichkeit halber weggelassen, jedoch ist das Lay-out jener Elemente in jeder Teilfigur der Fig. 1 identisch. Jedes Getriebe ist im schematischen Halbschnitt gezeigt, so daß die Getriebeelemente durch ein Rechteck in der Schnittebene dargestellt sind. Wenn im zweiten Getriebe 12 sich das Trägerelement und das Ringradelement einzig drehen, und das Sonnenradelement vom Drehen abgehalten ist, wird das zweite Getriebe als "Sonnen"-getriebe bezeichnet. Ist das Ringradelement am Drehen gehindert, v/ird das zweite Getriebe 12 als "Planeten"-getriebe bezeichnet.In Fig. 1 examples are shown, such as a first Epicycloidal gear 10, which as a differential gear works, can be combined with a second epicycloidal gear 12. The transmission 10 and 12 are coaxial with first and second coaxial shafts 14 and 16, respectively. Each Transmission consists of an annular sun gear element, an annular carrier element with multiple planet gears (only one is shown) and an annular ring gear element which are indicated in each case by "S", "C" and "R" in partial figure (1) of FIG. In the other partial figures (2) to (8), those reference numerals are omitted for the sake of clarity, but the layout is that Elements in each sub-figure of FIG. 1 are identical. Each gear is shown in a schematic half-section, so that the gear elements are represented by a rectangle in the cutting plane. If in the second Gear 12 is the carrier element and the ring gear element turn only, and the sun gear element from Turning is held, the second gear is referred to as the "sun" gear. Is the ring gear element prevented from rotating, the second gear 12 is referred to as a "planetary" gear.

- V- 6- - V- 6-

Gemäß Teilfiguren (1), (3) , (5) und (7) in Fig. 1 füngiert das zweite Getriebe 12 als Sonnengetriebe, während gern. Teilfiguren (2), (4), (6) und (8) das zweite Getriebe 12 als Planetengetriebe fungiert. According to sub-figures (1), (3), (5) and (7) in Fig. 1, the second gear 12 acts as a sun gear, while like. Sub-figures (2), (4), (6) and (8) the second gear 12 acts as a planetary gear.

Gemäß Teilfigur (1) ist die erste Welle 14 mit dem Trägerelement C des Differentialgetriebes 10 verbunden. Die zweite VielIe 16 ist mit dem Sonnenradelement S des Differentialgetriebes 10 und dem Trägerelement C des zweiten Getriebes 12 verbunden. Die Ringradelemente R sind miteinander verbunden. Das Sonnenradelement des zweiten Getriebes 12 ist am Drehen gehindert, weil es mit dem (in Fig. nicht gezeigten) Getriebegehäuse über eine gezahnte Kupplung verbunden ist, was durch eine feste Verankerung A schematisch dargestellt ist.According to partial figure (1), the first shaft 14 is with the Carrier element C of the differential gear 10 connected. The second lot 16 is with the sun gear member S of the differential gear 10 and the carrier element C of the second transmission 12 connected. The ring gear elements R are connected to one another. The sun gear element of the second gear 12 is prevented from rotating because it is connected to the gear housing (not shown in FIG.) is connected via a toothed coupling, which is shown schematically by a fixed anchorage A. is shown.

Die in den anderen Teilfiguren der Fig. 1 gezeigten Anordnungen sind aus sich heraus verständlich. Bei jeder Variante ist die Welle 14 mit dem Trägerelement des Differentialgetriebes 10 verbunden.Those shown in the other sub-figures of FIG Arrangements are understandable in and of themselves. In each variant, the shaft 14 is with the carrier element of the differential gear 10 connected.

Mit den in Fig. 1 gezeigten Varianten können beispielsweise folgende, typische, feste Gesamtgeschwindigkeitswechselverhältnisse erzielt werden:With the variants shown in FIG. 1, for example, the following typical, fixed overall speed change ratios can be achieved be achieved:

- dl.- dl.

(1) 1,333:1; (2) 1,657:1; (3) 1, l?b:l; oder 1,105:1; oder 1,100:1; (4) 1,236:1; (5) 1,166:1; (6) 2,333:1; (7) 1,236:1; (3) 1,80:1.(1) 1.333: 1; (2) 1.657: 1; (3) 1, l? B: l; or 1.105: 1; or 1.100: 1; (4) 1.236: 1; (5) 1.166: 1; (6) 2.333: 1; (7) 1.236: 1; (3) 1.80: 1.

Die genannten Gesamtverhältnisse stellen lediglich beispielhafte Musterwerte dar. In jedem Fall hängt das Gesamtverhältnis vom Wert der Grundverhältnisse in den beiden Getrieben 10 und 12 ab. Das Grundverhältnis eines Epizykloidenzahnrads ist das Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem Ringradelement zur Anzahl auf dem Sonnenradelement. Jene Grundverhältnisse können aus einem Bereich für eine gegebene Getriebegröße und eine Leistungsanforderung an die Getriebeanordnung verfügbarer Verhältnisse ausgewählt werden.The overall ratios mentioned represent only are exemplary sample values. In each case, the overall ratio depends on the value of the basic ratios in the two gears 10 and 12. The basic relationship of an epicycloidal gear is the ratio of the number of teeth on the ring gear element to the number on the sun gear element. Those basic ratios can be from a range for a given gear unit size and a power requirement on the transmission arrangement of available ratios can be selected.

Es ist unerheblich, welche der beiden Wellen 14, 15 mit Eingangsleistung beaufschlagt werden. Gemäß obiger Beschreibung ist die "erste" Welle 14 stets mit der Welle verbunden, welche mit dein Trägerelement des Differenzialgetriebes 10 verbunden ist. Jedenfalls wird die Getriebeanordnung so ausgelegt sein, daß sie lediglich in einer Drehrichtung läuft, ungeachtet, welche Welle für die Eingangsleistung vorgesehen ist.It is unimportant which of the two shafts 14, 15 are subjected to input power. According to In the above description, the "first" shaft 14 is always connected to the shaft that is connected to your carrier element of the differential gear 10 is connected. In any case, the gear arrangement will be designed so that it only runs in one direction of rotation, regardless of which wave for the input power is provided.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

/17-/ 17-

Bei den Varianten (1), (2), (5) und (5) gem. Fig. 1 stellt die Welle 14 diejenige mit der höheren Geschwindigkeit dar. In den Varianten (3), (4), (7) und (8) ist die Welle 16 diejenige mit der höheren Geschwindigkeit. Bei allen Anordnungen rotieren die Wellen 14, 16 und die Wellen-Verbindungselemente der beiden Getriebe 10, 12 jeweils im gleichen Sinn.In the case of variants (1), (2), (5) and (5) according to Fig. 1, the shaft 14 is the one with the higher speed In the variants (3), (4), (7) and (8), the shaft 16 is the one with the higher Speed. The rotate in all arrangements Shafts 14, 16 and the shaft connectors of the two transmissions 10, 12 each in the same sense.

Fig. 2 zeigt im Detail den Aufbau einer Epizyklon dengetriebe-Übertragungsanordnung , welche etwa der in Teilfigur (3) der in Fig. 1 gezeigten entspricht. Sie ist im Generatorbetrieb zur Übertragung eines Direkttriebs um eine vertikale Achse zwischen einer Wasserturbine und einem über derselben auf der gleichen Achse angeordneten , elektrischen Generator in einer hydroelektrischen Energieerzeugungsanlage mit Pumpspeicherverfahren vorgesehen. Ferner ist sie im Pumpbetrieb zur Triebübertragung mit zunehmender Geschwindigkeit zwischen dem als Motor arbeitenden Generator und der als Pumpe arbeitenden Turbine vorgesehen.Fig. 2 shows in detail the structure of an epicyclone transmission transmission arrangement which corresponds approximately to that shown in FIG. 1 in partial figure (3). It is in generator mode to transmit a direct drive around a vertical axis between a Water turbine and an electric generator arranged above it on the same axis provided in a hydroelectric power generation plant with pumped storage process. Furthermore is they operate in pumping mode for drive transmission with increasing speed between the one working as a motor Generator and the turbine working as a pump are provided.

Die gezeigte Anordnung besteht aus den folgenden Grundteilen:The arrangement shown consists of the following basic parts:

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

AtAt

einem ersten Different!al-Epizykloidengetriebe 10; einem zweiten Epizykloidengetriebe 12, welches zum Differentialgetriebe 10 koaxial ist; einer sich koaxial durch die beiden Getriebe 10, 12 erstreckenden, ersten Welle 14; einer mit den Getrieben 10, 12 und der ersten Welle 14 koaxialen, zweiten VJeIIe 16; einem festen Gehäuse 13; und einem drehbaren, hohlen Drehmomentteil 20, welches von der zweiten Welle 16 getragen ist.a first differential epicycloidal gear 10; a second epicycloid gear 12, which for Differential gear 10 is coaxial; one extending coaxially through the two gears 10, 12, first shaft 14; one with the gears 10, 12 and the first shaft 14 coaxial, second VJeIIe 16; a fixed housing 13; and a rotatable, hollow one Torque part 20 which is carried by the second shaft 16.

Die zweite Welle 16 besitzt ein Aufnahmelager 22 am unteren Ende der ersten Welle 14 und ist in zwei Formen gezeigt: in der linken Figurenhälfte ist die Welle optional mit einem Turbinenwellen-Stützlager 24 gezeigt, welches im unteren Endbereich des Gehäuses 18 angebracht ist.The second shaft 16 has a receiving bearing 22 at the lower end of the first shaft 14 and is shown in two forms: in the left half of the figure is the Shaft optionally with a turbine shaft support bearing 24, which is attached in the lower end region of the housing 18.

Die erste Welle 14 besitzt in ihrem oberen Endbereich einen mit einem Flansch versehenen Kragenteil 26 zur Verbindung mit der Welle des Generators /Motors (nicht gezeigt). Die zweite Welle 16 besitzt an ihrem unteren Ende einen angebrachten Flansch 28 zur Verbindung mit der Rotorwelle der Turbine/Pumpe (nicht gezeigt).The first shaft 14 has in its upper end region a flange portion 26 for connection to the generator / motor shaft (Not shown). The second shaft 16 has an attached flange 28 at its lower end for connection with the rotor shaft of the turbine / pump (not shown).

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

35-26"δ3735-26 "δ37

- ι- ι

c ηΐc ηΐ

Der Teil 20 ist aus mehreren ringförmigen Komponenten gebildet, nämlich einen Oberring 40, Zwischenringen 42, 44 und einem Unterring 46. Jeder dieser Ringe ist mit Innenzähnen 47, 43, 50 bzw. 52 ausgebildet.The part 20 is made up of several annular components formed, namely an upper ring 40, intermediate rings 42, 44 and a sub-ring 46. Each of these rings is formed with internal teeth 47, 43, 50 and 52, respectively.

Der Teil 20 weist an seinem unteren Ende eine ringförmige Scheibe 54 mit randsei ti gen Kupplungszähnen auf, welche mit entsprechenden Zähnen 52 am Innenrand des Unterrings 46 des Teils 20 in Eingriff stehen. Die Scheibe 54 ist an einem Flansch 34 befestigt, welcher am oberen Ende der befestigten VJeIIe 16 angebaut ist, und an welchem das Lager 22 befestigt ist.The part 20 has an annular shape at its lower end Disk 54 with randsei ti conditions coupling teeth, which with corresponding teeth 52 on the inner edge of the lower ring 46 of the part 20 are in engagement. The disc 54 is attached to a flange 34, which is attached to the upper end of the attached VJeIIe 16 and to which the bearing 22 is attached.

Mit den Zähnen des Rings 42 stehen entsprechende ÄuSenzähne des Ringradelements 60 des zv/eiten Getriebes 12 in Eingriff, um das Ringradelement 60 mit dem Teil 20 zu kuppeln.With the teeth of the ring 42, there are corresponding external teeth of the ring gear element 60 of the second gear 12 engaged to the ring gear member 60 to couple with part 20.

Mit den Zähnen 50 des Rings 44 stehen entsprechende Zähne auf den beiden Ringradelementhälften 62 des Differentialgetriebes 10 in Eingriff, um die Ringradelementhälften 62 mit dem Teil 20 zu kuppeln. Die Zähne auf den Ringradelementhälften 62 sind versetzt angeordnet, wie genauer in der UK-Patentbeschreibung Nr. 2136084A beschrieben.With the teeth 50 of the ring 44 there are corresponding teeth on the two ring wheel element halves 62 of the Differential gear 10 engaged to the ring gear member halves 62 to couple with part 20. The teeth on the ring gear member halves 62 are offset arranged as more precisely in the UK patent specification No. 2136084A.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Die Zähne 47 des Rings 40 können - wie in der rechten Hälfte von Fig. 2 gezeigt - mit entsprechenden Zähnen auf einer am ringförmigen Sonnenradelement 66 des zweiten Getriebes 12 befestigten , ringförmigen Scheibe 64 in Eingriff kommen. Die Scheibe 64 und das Sonnenradelement 66 sind jedoch vertikal beweglich, wie weiter unten beschrieben, um die Zähne der Scheibe 64 aus den Zähnen 47 ausrücken und mit Innenzähnen 68 in Eingriff bringen zu können, welche auf einem am festen Gehäuse 18 befestigten Ring 70 gebildet sind (siehe rechte Hälfte der Fig. 2). Dadurch kann eine direkte Verbindung zwischen dem Sonnenradelement 66 und dem Gehäuse 13 geschaffen werden.The teeth 47 of the ring 40 can - as shown in the right half of FIG. 2 - with corresponding Teeth on one attached to the annular sun gear member 66 of the second gear 12, annular Disk 64 come into engagement. However, the disk 64 and sun gear member 66 are vertical movable, as described below, to disengage the teeth of the disk 64 from the teeth 47 and with To be able to bring internal teeth 68 into engagement, which on a ring 70 fastened to the fixed housing 18 are formed (see right half of Fig. 2). This allows a direct connection between the sun gear element 66 and the housing 13 are created.

Die erste Welle 14 besitzt nahe seinem unteren Ende einen angebauten Flansch 71, auf dessen Oberteil das ringförmige Trägerelement 72 des Differentialgetriebes 10 befestigt ist. Das Trägerelement 72 besitzt Lagerzapfen 74 (lediglich einer ist gezeigt), welche jeweils ein Planetengetrieberad 76 mit zwei Reihen positiv ausgerichteter Schrägverzahnungen 78 tragen, welche in entsprechenden Innenzähnen auf den Ringradelementhälften 62 eingreifen.The first shaft 14 has near its lower end an attached flange 71 on its upper part the annular support member 72 of the differential gear 10 is attached. The carrier element 72 has bearing journals 74 (only one is shown), which each have a planetary gear 76 with two Rows of positively aligned helical gears 78 carry which on in corresponding internal teeth engage the ring gear element halves 62.

Die Planetengetrieberäder 76 greifen ferner in entsprechende Zähne 80 auf dem ringförmigen Sonnenradelement 82 des Differentialgetriebes 10 ein.The planetary gears 76 also mesh with corresponding teeth 80 on the annular sun gear member 82 of the differential gear 10 a.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Das Sonnenradelement 82 ist nach oben über das Trägerelement 72 hinaus erstreckt und besitzt äußere Kupplungszähne 34.The sun gear member 82 is upward over the carrier member 72 extends out and has outer clutch teeth 34.

Das Trägerelement 72 trägt einen ringförmigen Drucklageraufbau 36 , welcher aus einem Ring 83 , fixiert durch eine zapfenförmige Verlängerung 90 des Trägerelements 72, und einem Lagerring 92 gebildet ist, welcher eine ringförmige Schwalbenschwanzverbindung mit dem Ring 88 aufweist. Der Ring 92 greift gleitend in die Unterseite einer ringförmigen Scheibe 94 ein, welche Innenzähne besitzt, die mit den Zähnen 84 des Sonnenradelements 82 des Differentialgetriebes 10 in Eingriff stehen. Die Scheibe 94 ist an dem übrigen Teil des das ringförmige Trägerelement 95 des zweiten Getriebes 12 bildenden Aufbaus befestigt, so daß das zweite Getriebe 12 vom Differentialgetriebe 10 und von der ersten Welle 14 gehalten ist.The support member 72 carries an annular thrust bearing structure 36, which consists of a ring 83, is fixed by a peg-shaped extension 90 of the carrier element 72, and a bearing ring 92 is formed which has an annular dovetail connection with the ring 88. The ring 92 slidably engages the underside of an annular disc 94, which has internal teeth that coincide with the teeth 84 of the sun gear member 82 of the differential gear 10 are engaged. The disk 94 is on the remaining part of the annular carrier element 95 of the second gear 12 forming structure attached, so that the second gear 12 from the differential gear 10 and is held by the first shaft 14.

Das Trägerelement 96 besitzt Lagerzapfen 98 (lediglich einer ist gezeigt), welche jeweils ein Planetengetrieberad 100 mit einer Stirnverzahnung 102 tragen, welche in eine entsprechende Stirnverzahnung 104 auf dem Ringradelement 60 und ferner in eine entsprechende Außenstirnverzahnung 106 auf dem Sonnenradelement 66 des zweiten Getriebes 12 eingreift.The carrier element 96 has bearing journals 98 (only one is shown), which each have a planetary gear 100 with a spur toothing 102, which in a corresponding spur toothing 104 on the ring gear element 60 and also in a corresponding one External spur toothing 106 on the sun gear element 66 of the second gear 12 engages.

3526S373526S37

- ι- ι

Die Scheibe 64 ist unterhalb eines rohrförmigen Rings 110 befestigt, welcher Teil eines ringförmigen Teils ΠΙ ist. Dieser kann durch vertikale Schubstangen 112 mehrerer elektrisch erregbarer Schraubenstellglieder 114 gehoben werden, welche am festen Gehäuse 18 angebracht sind. Der ringförmige Aufbau 111 weist eine ringförmige Scheibe 116 auf, welche um die Außenseite des Rings 110 befestigt ist. Die Schubstangen 112 erstrecken sich durch Durchgangslöcher im Ring 70. Sobald sie von den Stellgliedern 114 nach oben bewegt werden, kommen sie mit der Unterseite der Scheibe 116 in Eingriff, so daß der Aufbau 111 bis zur in der linken Hälfte der Fig. 2 gezeigten Stellung gehoben wird. In dieser Stellung stehen die Zähne auf der Scheibe 64 mit den Zähnen 68 auf dem Ring 70 in Eingriff, so daß das Sonnenradelement 66 des zweiten Getriebes 12 mit dem festen Gehäuse 18 fest verbunden ist. Dadurch wird eine Rotation des Sonnenradelements 66 verhindert und diese stationär gehalten. The disc 64 is mounted below a tubular ring 110 which is part of an annular member ΠΙ is. This can be done by vertical push rods 112 of a plurality of electrically excitable screw actuators 114, which are attached to the fixed housing 18. The annular structure 111 has an annular disc 116 which wraps around the outside of the ring 110 is attached. The push rods 112 extend through through holes in ring 70. As soon as they are off the actuators 114 upwards are moved, they come into engagement with the underside of the disc 116, so that the structure 111 to is raised to the position shown in the left half of FIG. The teeth are in this position on the disc 64 with the teeth 68 on the ring 70 engaged so that the sun gear member 66 of the second gear 12 is firmly connected to the fixed housing 18. This causes the sun gear member to rotate 66 prevented and kept this stationary.

Wenn die Schubstangen auf die in der rechten Hälfte der Fig. 2 gezeigten Stellungen zurückgezogen sind, befindet sich der Aufbau 111 in seiner untersten Stellung. Er wird dann von einer ringförmigen Anschlagfeder 120 gehalten, welche innenseitig bezüglich der Verzahnung 47 im Ring 40 angebracht ist.When the push rods are retracted to the positions shown in the right half of Fig. 2, the structure 111 is in its lowest position. It is then supported by an annular stop spring 120 held, which is attached on the inside with respect to the toothing 47 in the ring 40.

3526S33526S3

Die Zähne auf der Scheibe 64 stehen mit den Zähnen 47 in Eingriff, so daß das Sonnenradelement 66 mit dem Drehmomentteil 20 verbunden ist. Gleichzeitig kommt eine Innenverzahnung 122 auf dem rohrförmigen Ring 110 in Eingriff mit einer Außenverzahnung 124 auf einer ringförmigen Scheibe 126, welche am Kragenteil 26 und von da an der ersten Welle 14 befestigt ist. In diesem Zustand sind die beiden Wellen 14 und 16 gezwungen, wie eine einzige zu rotieren, so daß der Trieb von der Turbine direkt auf den Generator übertragen werden kann. Die Epizykloidengetriebe sind inoperativ, keiner Last unterworfen und drehen sich als eine leerlaufende Anordnung mit den Wellen 14 und 16. Der Drehsinn der Übertragung ist demjenigen im Pumpbetrieb entgegengesetzt.The teeth on the disc 64 are in engagement with the teeth 47 so that the sun gear member 66 with the torque part 20 is connected. At the same time an internal toothing 122 comes on the tubular Ring 110 in engagement with an external toothing 124 on an annular disc 126 which is attached to the collar part 26 and from there to the first shaft 14 is. In this state, the two shafts 14 and 16 are forced to rotate like a single one, so that the drive from the turbine can be transferred directly to the generator. The epicycloidal gears are inoperative, not subjected to any load, and rotate as an idle arrangement with the shafts 14 and 16. The direction of rotation of the transmission is opposite to that in pumping mode.

Die Stellglieder 114 sind exakt synchron betätigbar, wodurch gewährleistet ist, daß ihre Schubstangen 112 sich gleichzeitig bewegen und in die bzw. aus der Scheibe 116 ein- bzw. ausrücken, so daß dem Aufbau 111 keine Distorsion zugefügt wird.The actuators 114 can be actuated exactly synchronously, which ensures that their push rods 112 move at the same time and engage and disengage from disk 116 so that the structure 111 no distortion is added.

Ein (nicht gezeigter) Einstellungsmechanismus ist vorgesehen, um die Verzahnungen 47 und 68 in Ausrichtung mit der Verzahnung auf der Scheibe 64 zu bringen, und um die Verzahnungen 122 und 124 auszurichten, bevor ein Einkuppeln durch Betätigung der Stellglieder 114 bewirkt wird, was natürlichAn adjustment mechanism (not shown) is provided to bring the teeth 47 and 68 into alignment with the teeth on the disc 64, and to align the gears 122 and 124 prior to engagement by actuation of the actuators 114 causes what is natural

nur dann vorkommt, wenn sich das Getriebe in Ruhe befindet. Einrichtungen zur Anwendung eines Schwungradantriebs für die Turbine können im Getriebe ebenfalls vorgesehen sein, wenn erwünscht.only occurs when the transmission is at rest. Devices for using a flywheel drive for the turbine can also be provided in the gearbox if desired.

Im folgenden wird die Arbeitsweise näher erläutert:The method of operation is explained in more detail below:

Im Generatorbetrieb mit Direktantrieb beim Getriebe gem. Fig. 2 befindet sich der Aufbau 1Π in der in der rechten Hälfte der Fig. 2 gezeigten Stellung. Die Epizykloidengetriebe 10, 12 sind inoperativ und rotieren als leerlaufender Aufbau mit den beiden Wellen 14 und 16. In diesem Beispiel beträgt die Leistung, welche durch Direktantrieb von der Turbine auf den Generator übertragen wird, 86 Megawatt (MVJ) bei 136,4 Umdrehungen pro Minute (UpM).In generator mode with direct drive on the gearbox According to FIG. 2, the structure 1Π is in the position shown in the right half of FIG. The epicycloidal gears 10, 12 are inoperative and rotate as an idle structure with the two Shafts 14 and 16. In this example the power is generated by direct drive from the turbine transferred to the generator, 86 megawatts (MVJ) at 136.4 revolutions per minute (RPM).

In der Pumpbetriebsweise beim in Fig. 2 gezeigten Getriebe befindet sich der Aufbau 111 in der in der linken Hälfte der Fig. 2 gezeigten Stellung. Das Getriebeelement 66 des zweiten Getriebes 12 ist durch seine direkte Verbindung mit dem Gehäuse 18 stationär gehalten. Der Antriebseingang in das Getriebe rührt nun vom als Motor arbeitenden Generator her und ist über die erste VielIe 14 an das Trägerelement 72 des Differentialgetriebes 10 angelegt.In the pumping mode shown in FIG The structure 111 is located in the in the gearbox position shown on the left half of FIG. The gear element 66 of the second gear 12 is through its direct connection with the housing 18 held stationary. The drive input into the gearbox is stirring now from the generator working as a motor and is connected to the carrier element 72 of the Differential gear 10 applied.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Die Eingangsleistung beträgt 96 MW bei 136,4 UpM, welche vom Differentialgetriebe 10 folgendermaßen unterteilt wird:The input power is 96 MW at 136.4 rpm, which from the differential gear 10 is as follows is divided into:

(i) 74 MW bei 150 UpM an der zweiten Welle 16, was über die Planetenräder 76 und die Ringradelemente 62 auf das Teil 20 und von da auf die mit der Pumpe verbundene, zweite Welle 16 übertragen wird; (ii) 22 MW bei 105,5 UpM, was auf das Sonnenradelement 82 des Differentialgetriebes 10 und von da auf das Trägerelement 96 des zweiten Getriebes 12 übertragen wird, welches als Sonnen-Epizykloidengetriebe arbeitet (wobei das Sonnenradelement 66 fixiert ist). Das zweite Getriebe 12 überträgt diesen Teil des Triebs zum Ringradelement 60 bei 150 UpM und von da zum Teil 20 und zu der Welle 16.(i) 74 MW at 150 RPM on second shaft 16 what Via the planet gears 76 and the ring gear elements 62 onto the part 20 and from there onto the one with the pump connected, second shaft 16 is transmitted; (ii) 22 MW at 105.5 RPM attributable to the sun gear member 82 of the differential gear 10 and from there to the carrier element 96 of the second gear 12 which works as a sun epicycloidal gear (with the sun gear member 66 being fixed). That second gear 12 transmits this part of the drive to the ring gear element 60 at 150 rpm and from there to Part 20 and to the shaft 16.

Das Drehmoment wird somit durch die zwei Getriebe 10 und 12 aufgeteilt, welche jeweils kleiner als ein einziges Epizykloidengetriebe sind, welches zur Übertragung des gesamten Drehmoments erforderlich ist.The torque is thus divided by the two gears 10 and 12, which are each smaller than are a single epicycloidal gear, which for Transmission of the entire torque is required.

Die untere, ökonomisch praktikable Grenze eines einzelnen Epizykloidengetriebes beträgt ungefähr 1,3:1, was höher als das Gesamtverhältnis des in diesem Beispiel erforderlichen Geschwindigkeitswechsels ist.The lower, economically feasible limit of a single epicycloidal gear is approximately 1.3: 1, which is higher than the overall ratio of the speed change required in this example is.

Im vorliegenden Beispiel sind die Grundverhältnisse der beiden Getriebe 10, 12 näherungsweise gleich und liegen in der Größenordnung von 2,36:1; das Gesamtverhältnis der Übertragung beträgt 1,100:1.In the present example, the basic conditions are of the two transmissions 10, 12 approximately the same and are on the order of 2.36: 1; the overall ratio the transfer is 1.100: 1.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 beträgt der ungefähre Wirkungsgrad 99,7%. Der Leistungsverlust macht nur etwa 25% des Verlustes in einer Kombination mit einem einfachen , geschwindigkeitserhöhenden Epizykloidengetriebe und einem einfachen, geschwindigkeitsreduzierenden Epizykloidengetriebe zur Erzielung eines geschlossenen Gesamtverhältnisses aus.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the approximate Efficiency 99.7%. The loss of power makes up only about 25% of the loss in a combination with a simple, speed-increasing epicycloidal gear and a simple, speed-reducing one Epicycloidal gear to achieve a closed overall relationship.

Fig. 3 zeigt im Detail den Aufbau einer Epizykloidengetriebe-Übertragungsanordnung von der Art, wie sie in Teilfigur (5) der Fig. 1 gezeigt ist. Sie ist ebenfalls zur Übertragung eines Direkttriebs um eine vertikale Achse zwischen einer Wasserturbine und einem über der Turbine auf derselben Achse positionierten elektrischen Generator in einer hydroelektrischen Energieerzeugungsanlage mit Pumpspeicherverfahren im Generatorbetrieb sowie zur Übertragung eines Triebs mit Geschwindigkeitserhöhung zwischen dem als Motor arbeitenden Generator und der als Pumpe arbeitenden Turbine im Pumpbetrieb vorgesehen.Fig. 3 shows in detail the structure of an epicycloidal gear transmission arrangement of the type as shown in part (5) of FIG. she is also for the transmission of a direct drive around a vertical axis between a water turbine and an electric generator positioned above the turbine on the same axis in a hydroelectric one Energy generation plant with pumped storage process in generator mode as well as for the transmission of a drive with a speed increase between the generator working as a motor and the turbine working as a pump in pumping mode.

352G83⁷ 352G83 ⁷

'-2h'-2h

Die gezeigte Anordnung besteht aus den folgenden Hauptteilen:The arrangement shown consists of the following main parts:

einem ersten Differential- Epizykloidengetriebe 10; einem zu diesem Differentialgetriebe 10 koaxialen zv/ei ten Eoi zykl oi dengetri ebe 12; einer sich durch die beiden Getriebe 10, 12 koaxial zu diesen erstreckenden, ersten Welle 14; einer zu den beiden Getrieben 10, 12 und der ersten Welle 14 koaxialen, zweiten Welle 16; einem befestigten Gehäuse 13; und einem von der zweiten '.IeIIe 16 getragenen, drehbaren, hohlen Drehmomententeil 20. Die zweite Welle 15 besitzt ein Aufnahmelager 22 am oberen Ende der ersten Welle 14. Die erste Welle 14 besitzt an seinem unteren Ende einen mit einem Flansch versehenen Kragenteil 26 zur Verbindung der VJeIle mit der Pumpe/Turbine (nicht gezeigt). Die zweite Welle 16 besitzt an seinem oberen Ende einen angebrachten Flansch 28 zur Verbindung mit der Rotorwelle des Generators /Motors (nicht gezeigt).a first differential epicycloidal gear 10; a coaxial to this differential gear 10 zv / ei ten Eoi zykl oi dengetri ebe 12; one extending through the two gears 10, 12 coaxially to these, first shaft 14; one to the two gears 10, 12 and the first shaft 14 coaxial, second shaft 16; a fixed housing 13; and one carried by the second row 16, rotatable, hollow torque part 20. The second shaft 15 has a receiving bearing 22 at the upper end of the first shaft 14. The first shaft 14 has on its lower end At the end of a flange part 26 provided with a flange for connecting the VJeIle to the pump / turbine (Not shown). The second shaft 16 has on his upper end an attached flange 28 for connection to the rotor shaft of the generator / motor (Not shown).

Der Teil 20 ist aus mehreren, ringförmigen Komponenten gebildet, nämlich aus einem Oberring 40, einem Zwischenring 42 und einem Unterring 44, welche jeweils mit Innenverzahnungen 46 bzw. 43 bzw. 50 versehen sind. Der Teil 20 v/eist an seinem oberen Ende eine ring-The part 20 is formed from several, ring-shaped components, namely from an upper ring 40, a Intermediate ring 42 and a lower ring 44, which are each provided with internal teeth 46, 43 and 50, respectively are. The part 20 v / eist at its upper end a ring-

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

förnrige Scheibe 52 auf mit einer pheripheren Kupplungsverzahnung , welche mit den entsprechenden Zähnen 46 auf dem Innenrand des Oberrands 40 des Teils 20 in iingriff steht. Die Scheibe 52 ist an einem Flansch 54 befestigt, welcher an dem unteren Ende der zweiten Welle 16 angebaut ist, und woran das Lager 22 befestigt ist. Die Zähne 48 des Rings 42 stehen mit entsprechenden Zähnen auf den beiden Ringradelementhälften 56 des Differentialgetriebes 10 in Eingriff, so daß die Ringradelenenthälften 56 an das Teil 20 gekuppelt sind. Die Zähne auf den Ringradelementhälften 56 sind versetzt angeordnet, wie es genauer in der UK- Patentbeschreibung Mr. 21 360 84 A beschrieben ist.granular disk 52 with a peripheral coupling toothing which with the corresponding teeth 46 on the inner edge of the upper edge 40 of the part 20 is engaged. The disk 52 is on a flange 54 attached, which at the lower end of the second Shaft 16 is attached, and what the bearing 22 is attached to. The teeth 48 of the ring 42 are with corresponding teeth on the two ring gear element halves 56 of the differential gear 10 in engagement, so that the ring wheel halves 56 to the part 20 are coupled. The teeth on the ring gear element halves 56 are staggered as described in greater detail in UK Patent Specification Mr. 2136084A is.

Wie in der rechten Hälfte der Fig. 3 gezeigt, können die Zähne 50 des Rings 44 in entsprechende Außenzähne auf einer ringförmigen Scheibe 58 in Eingriff kommen, welche außerdem eine Innenverzahnung besitzt, die mit einer entsprechenden Außenverzahnung SO auf einer Verlängerung des ringförmigen Sonnenradelements 62 des zweiten Getriebes 12 in Eingriff steht. Jedoch ist die Scheibe 53 bezüglich des Sonnenradelements 62 vertikal bewegbar, wie weiter unten beschrieben. Dadurch können die Außenverzahnung der Scheibe 58 aus der Verzahnung 60 ausgekuppelt, und die Außenverzahnung 64, die auf einem an der Scheibe 58 befestigten, ringförmigen Teil 60 gebildet ist, mitAs shown in the right half of Fig. 3, can the teeth 50 of the ring 44 mesh with corresponding external teeth on an annular disc 58, which also has an internal toothing, which with a corresponding external toothing SO on a Extension of the annular sun gear member 62 of the second transmission 12 is engaged. However, the disk 53 is relative to the sun gear member 62 vertically movable as described below. As a result, the external toothing of the disk 58 disengaged from the toothing 60, and the external toothing 64, which is attached to a disk 58, annular part 60 is formed with

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

352683¹⁷ 352683 ¹⁷

der Innenverzahnung auf einem am festen Gehäuse 13 befestigten Ring 70 (siehe linke Hälfte der Fig. 3) in Eingriff gebracht v/erden, wodurch eine direkte Verbindung zwischen dem Sonnenradelement 52 und dem Gehäuse 13 geschaffen wird.the internal toothing on a ring 70 attached to the fixed housing 13 (see left half of Fig. 3) engaged v / ground, creating a direct connection between the sun gear member 52 and the Housing 13 is created.

Die erste Welle 14 besitzt nahe seinen oberen Ende einen angebauten Flansch 71, unter welchem das ringförmige Trägere!ement 72 des Differentialgetriebes 10 befestigt ist. Das Trägerelement 72 besitzt Lagerzapfen 74 (lediglich einer ist gezeigt), welche jeweils ein Planetengetrieberad 75 mit zwei Reihen entgegengesetzt angeordneter Stirnzähne tragen, welche mit entsprechenden Innenzähnen auf den Ringradelementhälften 56 in Eingriff stehen. Die Planetenzahnräder greifen ferner in entsprechende Zähne auf dem ringförmigen Sonnenradelement 82 des Differentialgetriebes 10 ein. Das Sonnenradelement 82 ist nach unten über das Trägereiement 71 hinaus verlängert und besitzt eine äußere Kupplungsverzahnung 34.The first shaft 14 has near its upper end an attached flange 71, under which the annular Carrier element 72 of the differential gear 10 is attached. The carrier element 72 has bearing journals 74 (only one is shown), each having a planetary gear 75 with two rows opposite arranged front teeth, which with corresponding internal teeth on the ring gear element halves 56 are engaged. The planetary gears also mesh with corresponding teeth on the annular one Sun gear member 82 of differential gear 10 a. The sun gear member 82 is down over the support member 71 is extended and has an outer clutch toothing 34.

Das Sonnenradelement 82 steht mit einem Kupplungsaufbau 35 im Eingriff. Letzterer ist aus einem Ring 33 mit einer Innenverzahnung , welche mit den Zähnen 84 des Elements 82 in Eingriff steht, einer ringförmi-The sun gear member 82 is provided with a clutch structure 35 engaged. The latter is made up of a ring 33 with internal teeth, which with the teeth 84 of the element 82 is in engagement, an annular

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

352683¹⁷ 352683 ¹⁷

gen Scheibe 90 und einem Ring 92 mit einer Innenverzahnung 94 gebildet. In die Zähne 94 des Rings 92 greifen entsprechende Zähne auf den beiden Ringradelementhälften 96 des zweiten Getriebes 12 ein. Die Zähne der Ringradelementhälften 96 sind versetzt angeordnet, wie in der UK-Patentbeschreibung Nr. 21 36 084 A genauer beschrieben ist. Das zweite Getriebe 12 besitzt ein ringförmiges Trägerelement 98, welches am Drehmomentteil 20 befestigt ist.gene disc 90 and a ring 92 with internal teeth 94 formed. Into the teeth 94 of the ring 92 Corresponding teeth engage on the two ring gear element halves 96 of the second gear 12. the Teeth of the ring gear member halves 96 are staggered as described in UK Patent Specification No. 21 36 084 A is described in more detail. The second gear 12 has an annular carrier element 98, which is attached to the torque part 20.

Das Trägerelement 98 weist Lagerzapfen 100 auf (lediglich einer ist gezeigt), welche jeweils ein Planetengetrieberad 102 mit zwei Reihen von entgegengesetzt angeordneten Stirnzähnen tragen, welche in eine entsprechende Innenverzahnung auf den Ringradelementhälften 96 und ebenso in eine entsprechende Außenverzahnung auf dem Sonnenradelement 62 des zweiten Getriebes 12 eingreifen.The carrier element 98 has bearing journals 100 (only one is shown) each having a planetary gear 102 with two rows of opposed bear arranged spur teeth, which in a corresponding internal toothing on the ring gear element halves 96 and also in a corresponding external toothing on the sun gear element 62 of the second gear 12 engage.

Die Scheibe 58 kann zusammen mit dem ringförmigen Teil 66 durch vertikale Schubstangen 112 mehrerer elektrisch erregbarer Schraubstellglieder 114 gehoben werden, welche am festen Gehäuse 18 bis zu der in der linken Hälfte von Fig. 3 gezeigten Stellung angebracht sind. In dieser Stellung greift die Außenveä-The disc 58 can together with the annular part 66 by vertical push rods 112 more electrically excitable screw actuators 114 lifted which are attached to the fixed housing 18 up to the position shown in the left half of FIG are. In this position, the outer shaft engages

zahnung auf dem ringförmigen Teil 66 in die Verzahnung 68 auf dem Ring 70 ein, so daß das Sonnenradelernent 62 der zweiten Getriebestufe 12 mit dem festen Gehäuse 18 verbunden ist, wodurch eine Drehung des Sonnenradelements 62 verhindert ist, und dieses dadurch stationär gehalten ist.toothing on the annular part 66 into the toothing 68 on the ring 70, so that the Sonnenradelernent 62 of the second gear stage 12 is connected to the fixed housing 18, whereby a rotation of the Sun gear element 62 is prevented, and this is held stationary as a result.

Wenn die Schubstangen 112 zurückgezogen sind, befinden sich die Scheibe 58 und der Teil 66 in der in der rechten Hälfte der Fig. 3 gezeigten Stellung. Die Außenverzahnung auf der Scheibe 58 greift in die Verzahnung auf dem Ring 44 ein, und die Innenverzahnung 65 in dem Teil 66 greift in die Verzahnung 116 auf einer Scheibe 118 ein, welche am Kragenteil der Welle 14 befestigt ist, so daß das Sonnenradelement 62 mit der Welle 14 und dem Drehmomentteil 20 verbunden ist. Unter diesen Bedingungen sind die beiden Wellen 14 und 16 gezwungen, wie eine einzige zu rotieren, so daß der Trieb direkt von der Turbine auf den Generator übertragen werden kann. Die Epizykloidengetriebe sind inoperativ , unbelastet und rotieren mit den Wellen 14 und 16 wie eine leerlaufender Aufbau. Der Drehsinn des Getriebes ist dem im Pumpenbetrieb entgegengesetzt.When the push rods 112 are withdrawn, the disc 58 and portion 66 are in the position shown in FIG the right half of FIG. 3 position shown. The external toothing on the disk 58 engages the toothing on the ring 44, and the internal toothing 65 in the part 66 engages in the toothing 116 on a disk 118, which on the collar part the shaft 14 is fixed so that the sun gear member 62 with the shaft 14 and the torque part 20 is connected. Under these conditions the two shafts 14 and 16 are constrained as one to rotate so that the drive can be transferred directly from the turbine to the generator. The epicycloidal gears are inoperative, unloaded and rotate with shafts 14 and 16 like an idle structure. The direction of rotation of the gearbox is the same as in Opposite pump operation.

Die Stellglieder Π4 können exakt synchron betätigt werden, wodurch gewährleistet ist, daß ihre Schubstangen 112 sich gleichzeitig bewegen und in die bzw. aus der Scheibe 116 ein- bzw. ausrücken können, so daß der Scheibe 28 und dem Teil 66 keine Distorsion zugefügt wird.The actuators Π4 can be operated exactly synchronously are, thereby ensuring that their push rods 112 move simultaneously and into the or can move in or out of the disk 116, so that the disk 28 and the part 66 are not distorted is added.

Ein ebenfalls am Kragenteil 26 befestigtes Ringrad 120 treibt eine mechanische Pumpe 122 an zur Zirkulation von Schmieröl.A ring wheel also attached to the collar part 26 120 drives a mechanical pump 122 to circulate lubricating oil.

Im folgenden wird die Betriebsweise näher erläutert:The operating mode is explained in more detail below:

Bei Generatorbetrieb mit Direktantrieb des in Fig. 3 gezeigten Getriebes befinden sich die Scheibe 58 und der Teil 66 in der in der rechten Hälfte der Fig. 3 gezeigten Stellung. Die Epizykloidengetriebe 10, 12 sind inoperativ und drehen sich wie ein leerlaufender Aufbau mit den Wellen 14 und 16. Die in diesem Beispiel durch Direktantrieb von der Turbine auf den Generator übertragene Leistung beträgt 100 MW bei 130,4 UpM.In the generator mode with direct drive of the transmission shown in FIG. 3, the disk 58 is located and the part 66 in the position shown in the right half of FIG. The epicycloidal gears 10, 12 are inoperative and rotate like an idle assembly with shafts 14 and 16. The in this example by direct drive from the turbine The power transferred to the generator is 100 MW at 130.4 rpm.

Bei Pumpbetrieb des in Fig. 3 gezeigten Getriebes befinden sich die Scheibe 58 und der Teil 66 in der in der linken Hälfte der Fig. 3 gezeigten Stellung.When the transmission shown in FIG. 3 is in operation, the disk 58 and the part 66 are in the position shown in the left half of FIG.

1 C ^{Λ Λ ft} Ί "71 C ^{Λ Λ ft} Ί "7

3 ο L ο ο 3 ! 3 ο L ο ο 3!

^ 93.^ 93.

eDas Sonnenradelement 62 des zweiten Getriebes 12 ist stationär gehalten aufgrund seiner direkten Verbindung mit dem Gehäuse 18. Der Antriebseingang zum Get iebe rührt nun vom als Motor arbeitenden Generator her und ist über die zweite Welle mittels des Drehmomentteils 20 auf die Ringradelementhälften 56 des ersten Getriebes 10 und auf das Trägerelement 98 des zweiten Getriebes 12 gegeben. Die Eingangsleistung beträgt 100 MW bei 130,4 UpM und ist zwischen den Getrieben 10 und 12 wie folgt aufgeteilt ist:eThe sun gear element 62 of the second transmission 12 is kept stationary due to its direct connection with the housing 18. The drive input to the drive now comes from the generator working as a motor and is via the second wave by means of the Torque part 20 on the ring gear element halves 56 of the first gear 10 and placed on the carrier element 98 of the second gear 12. The input power is 100 MW at 130.4 rpm and is between the gearboxes 10 and 12 is divided as follows:

(i) 43 MW am Trägerelement 98 des zweiten Getriebes 12, was über die Planetenräder 102 und die Ringradelementhälften 96 zum Kupplungsaufbau 86 und von da zum Sonnenradelement 82, welches mit 197 UpM rotiert, des Differentialgetriebes 10 und von da zum Trägerelement 72, welches mit der Welle 14 verbunden ist; und (ii) 57 MW , welche mittels der Ringradelementhälften 56 zum Trägerelement 72 des Differentialgetriebes 10 und von da zur Welle 14 übertragen werden. Das zweite Getriebe 12 arbeitet als Sonnenepizykloidengetriebe, wobei das Sonnenradelement 66 feststehend ist. Die Welle 14 dreht sich mit 152 UpM.(i) 43 MW on the carrier element 98 of the second transmission 12, which is via the planet gears 102 and the ring gear element halves 96 to the clutch assembly 86 and from there to the sun gear element 82, which rotates at 197 rpm, of the differential gear 10 and from there to Carrier element 72, which is connected to the shaft 14 is; and (ii) 57 MW, which by means of the ring gear element halves 56 to the carrier element 72 of the differential gear 10 and from there to the shaft 14 are transmitted. The second gear 12 works as a solar epicycloid gear, the sun gear member 66 being stationary. The shaft 14 rotates at 152 Rpm.

Das Drehmoment wird somit durch die beiden Getriebe 10 und 12 aufgeteilt, wobei jedes kleiner ist als ein einziges Epizykloidengetriebe, welches zur Übertragung des gesamten Drehmoments notwendig wäre.The torque is thus divided by the two gears 10 and 12, each being less than a single epicycloidal gear, which would be necessary to transmit the entire torque.

In diesem Beispiel sind die Grundverhältnisse der beiden Getriebe 10, 12 etwa gleich und liegen in der Größenordnung von 2:1; das Gesamtübertragungsverhältnis beträgt 1,66:1. Im mit Bezug auf Fig. 3 beschriebenen Beispiel beträgt der ungefähre Wirkungsgrad 99,7%. Der Leistungsverlust macht nur etwa 25% des Verlustes in einer Kombination mit einem einfachen, geschwindigkeitserhöhenden Epizykloidengetriebe und einem einfachen geschwind!gkeitsreduzierenden Epizykloidengetriebe zur Erzielung eines geschlossenen Gesamtverhältnisses aus.In this example the basic ratios are the the two gears 10, 12 are approximately the same and are of the order of 2: 1; the overall transmission ratio is 1.66: 1. In the example described with reference to FIG. 3, the approximate efficiency is 99.7%. The power loss is only about 25% of the loss in a combination with a simple, speed-increasing epicycloidal gear and a simple speed-reducing epicycloidal gear to achieve a closed overall ratio.

Obwohl die mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschriebenen Beispiele Anordnungen sind, welche spezifisch für eine hydroelektrische Energieerzeugungsanlage mit Pumpspeicherverfahren ausgelegt sind, ist die Erfindung allgemein dort anwendbar, wo geschlossene Geschwindigkeitsverhältnisse gefordert werden. Bei geeigneter Modifikation kann die Anordnung mit seiner gemeinsamen Achse zwecks Koaxialität bei einem anderen Winkel als den vertikalen betriebenAlthough the examples described with reference to FIGS. 2 and 3 are arrangements which are specific to a hydroelectric power generation plant with Pumped storage processes are designed, the invention is generally applicable where closed Speed conditions are required. With suitable modification, the arrangement can with his common axis operated at a different angle than the vertical one for coaxiality

werden, beispielsweise bei einem horizontalen Winkel.for example at a horizontal angle.

Für Anwendungen wie beispielsweise solche mit Pumpspeicherverfahren weisen die Eingangs- und Ausgangswellen normalerweise optimale Geschwindigkeiten für die maximale Gesamtbetriebseffizienz der Anlage auf. In den mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschriebenen Pumpspeicher-Anwendungen beispielsweise unterscheidet sich die optimale Geschwindigkeit des Rotors im Generatorbetrieb als solche von der optimalen Geschwindigkeit des Rotors im Pumpbetrieb , wobei der Generator als elektrischer Motor arbeitet. Die Verwendung des beschriebenen Getriebes ermöglicht Erzeugung und Pumpen bei optimalen Geschwindigkeiten sowohl für den Generator/Motor als auch für die Turbine/Pumpe. Zudem ist in jeder Betriebsart eine Alternativgeschwindigkeit verfügbar, sofern erwünscht. Beim Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2 können beispielsweise, wenn erwünscht , im Pumpbetrieb 72MW im Direktantrieb bei 136,4 UpM als Alternative zur Übertragung mit Geschwindigkeitssteigerung übertragen werden.For applications such as those involving pumped storage processes, the input and output shafts typically have optimal speeds for the maximum overall operational efficiency of the plant. In the pumped storage applications described with reference to FIGS. 2 and 3, for example the optimal speed of the rotor in generator mode as such from the optimal speed of the rotor in pumping mode, the generator works as an electric motor. The use of the transmission described enables generation and Pumping at optimal speeds for both the generator / motor and the turbine / pump. In addition, an alternative speed is available in each operating mode, if desired. In the embodiment according to FIG. 2, for example, if desired, 72MW in pumping operation in direct drive at 136.4 rpm as an alternative to transmission Speed increase are transmitted.

Ein weiteres Gebiet, wo die erfindungsgemäße Getriebeanordnung angewandt werden kann , ist das der Frequenzwandlung.Another area in which the transmission arrangement according to the invention can be used is that of frequency conversion.

35253373525337

-pr--pr-

Frequenzwandler werden oft zur Lieferung von Elektrizität mit 60 Hz von landgelegenen Anlagen, welche bei 50 HZ arbeiten, an Schiffe benötigt. Normalerweise wird eine solche Umwandlung mit verhältnismäßig großen und im allgemeinen nicht standardisierten 10 - und 12-poligen elektrischen Machinen bewerkstelligt, welche bei 600 UpM arbeiten. Solche Wandler werden auch in Territorien benutzt, welche Versorgungssysteme mit gemischten Frequenzen aufweisen, wobei die verschiedenen Erzeugungsstationen an einem gemeinsamen Netz angeschlossen sind.Frequency converters are often used to supply 60 Hz electricity from land-based systems, which work at 50 HZ, needed on ships. Normally such a conversion is carried out with relatively large and generally non-standardized 10- and 12-pole electrical machines made, which operate at 600 rpm. Such transducers are also used in territories which supply systems with mixed frequencies, the different generating stations at one common network are connected.

Einem Wandler mit einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung ist es möglich, verhältnismäßig kleine standardisierte vierpol ige, elektrische Maschinen zu verwenden. Dadurch wird eine beträchtliche Kapital einsparung gegenüber Wandler mit 10- und 12-poligen Maschinen erreicht.A converter with a transmission arrangement according to the invention it is possible to use relatively small standardized four-pole electrical machines use. This saves a considerable amount of capital compared to converters with 10- and 12-pole machines.

Fig. 4 zeigt im Detail den Aufbau einer Epizykloidengetriebe-Übertragungsanordnung. Diese kann in einen Frequenzwandler eingebunden werden, welcher einen elektrischen Motor mit vier Polen und einer Drehzahl von 1500 UpM aufweist, der seinerseits einen vierpoligen Wechselstromgenerator mit einer Drehzahl von 1800 UpM antreibt. Dabei wird ein elektrisches Eingangssignal mit einer Frequenz von 50 Hz in einFig. 4 shows in detail the structure of an epicycloidal gear transmission arrangement. This can be integrated into a frequency converter, which has an electric motor with four poles and one speed of 1500 rpm, which in turn has a four-pole Alternator drives at a speed of 1800 rpm. An electrical input signal is used with a frequency of 50 Hz in one

elektrisches Ausgangssignal mit einer Frequenz von 60 Hz gewandelt. Selbstverständlich können auch andere Geschwindikeiten für die elektrische Maschine verwendet werden, z.B. 1000 UpM bis 1200 UpM.electrical output signal converted with a frequency of 60 Hz. Of course, others can too Speeds for the electric machine can be used, e.g., 1000 rpm to 1200 rpm.

Die Anordnung besteht aus den folgenden Grundteilen: einem ersten Differential Epizykloidengetriebe 10; einem zum Differentialgetriebe 10 koaxialen, zweiten Epizykloidengetriebe 12; einer ersten mit den beiden Getrieben 10, 12 koaxialen Welle 14; einer zweiten sich durch das zweite Getriebe 12 erstreckenden Welle 16 , welche koaxial zu den beiden Getrieben 10, 12 und zu der ersten Welle 14 ist; und einem festen Gehäuse 18.The arrangement consists of the following basic parts: a first differential epicycloidal gear 10; one to the differential gear 10 coaxial, second Epicycloidal gears 12; a first with the two Gears 10, 12 coaxial shaft 14; a second shaft extending through the second gear 12 16, which are coaxial with the two gears 10, 12 and to the first shaft 14; and a solid Housing 18.

Die mittlere Längsachse der Anordnung ist horizontal.The central longitudinal axis of the arrangement is horizontal.

Die erste Welle 14 besitzt an ihrem äußeren Ende einen angebauten Flansch 20 für die Verbindung mit der Rotorwelle des (nicht gezeigten) Wechselstromgenerators. Die zweite Welle 16 besitzt an ihrem äußeren Ende ein flanschähnliches Kragenteil 22 für die Verbindung mit der Rotorwelle des (nicht gezeigten) Motors.The first shaft 14 has at its outer end a built-on flange 20 for connection with the rotor shaft of the alternator (not shown). The second shaft 16 has at its outer end a flange-like collar part 22 for the connection with the rotor shaft of the motor (not shown).

Die Wellen 14, 16 passieren durch entsprechende Verschlüsse 24, 26 im Gehäuse 18.The shafts 14, 16 pass through appropriate closures 24, 26 in housing 18.

Die Welle 14 ist von einem innerhalb des Gehäuses 18 angebrachten Lager 28 gestützt und mit dem ringförmigen Trägerelement 30 des Differentialgetriebes 10 verbunden. Das Trägerelement 30 besitzt Lagerzapfen 32 (nur einer ist gezeigt), welche jeweils ein Planetengetrieberad 34 mit einer Reihe Stirnzähne tragen, welche in eine entsprechende Innenverzahnung auf dem Ringradelement 36 des Differentialgetriebes 10 eingreifen.The shaft 14 is supported by a bearing 28 mounted within the housing 18 and with the annular Carrier element 30 of the differential gear 10 connected. The carrier element 30 has trunnions 32 (only one is shown), which respectively wear a planetary gear wheel 34 with a number of front teeth, which are in a corresponding internal toothing on the ring gear member 36 of the differential gear 10 intervene.

Die Planetengetrieberäder 34 greifen ferner in entsprechende Zähne auf dem Sonnenradelement 38 des Differentialgetriebes 10 ein. Eine ringförmige Scheibe 40 ist an das Ende des Sonnenradelements 38 von der Welle 14 entfernt befestigt und trägt an dem äußeren Ende einen Ring 42 mit einer Reihe innerer Stirnzähne, welche in eine entsprechende Außenverzahnung an dem Ringradelement 44 des zweiten Getriebes 12 eingreifen. Das Ringradelement 44 besitzt eine Reihe innerer Stirnzähne, welche mit entsprechenden Zähnen auf den Planetengetrieberädern 46 (nur eines ist gezeigt) kämmen.The planetary gears 34 also mesh with corresponding teeth on the sun gear 38 of the Differential gear 10 a. An annular one Washer 40 is attached to the end of sun gear member 38 remote from shaft 14 and carries at the outer end a ring 42 with a series of internal front teeth which fit into a corresponding External teeth on the ring gear element 44 of the second gear 12 engage. The ring gear member 44 has a series of internal spur teeth that mate with corresponding teeth on the planetary gears 46 (only one is shown).

- ψ- - ψ-

ψ-ψ-

Letztere sind auf Lagerzapfen 48 angebracht, die von dem ringförmigen Trägerelement 50 des zweiten Getriebes 12 getragen werden. Das Trägerelement 50 ist durch einen angebauten Flansch 52 am inneren Ende der Welle 16 und durch einen am Flansch 52 angebolzten Ringteil 54 gebildet. Ein Ring 56 ist mit dem freien Ende des Ringteils 54 verbolzt und besitzt eine Reihe äußerer Stirnzähne, welche in entsprechende Innenzähne am Ende eines zweiteiligen Kupplungsrings 58 eingreifen. Eine Reihe innerer Stirnzähne am anderem Ende des Kupplungsrings 58 greifen in entsprechende äußere Zähne am Ringradelement 36 des Differentialgetriebes 10 ein.The latter are mounted on journals 48 which are supported by the annular support element 50 of the second Gear 12 are worn. The carrier element 50 is through an attached flange 52 at the inner end of the shaft 16 and through one bolted to the flange 52 Ring part 54 is formed. A ring 56 is bolted to the free end of the ring part 54 and has a series of external front teeth which mesh with corresponding internal teeth at the end of a two-part coupling ring 58. A row of internal frontal teeth at the other end of the coupling ring 58 engage in corresponding outer teeth on the ring gear element 36 of the Differential gear 10 a.

Die Planetengetrieberäder 46 des zweiten Getriebes 12 greifen ferner in entsprechende äußere Zähne auf dem Ringradelement 60 des zweiten Getriebes 12 ein. Ein Ansatz 62 am Ringradelement 60 trägt eine Reihe äußerer Stirnzähne, welche in entsprechende Innenzähne auf einem Schneckengetriebeaufbau 64 eingreifen.The planetary gears 46 of the second transmission 12 also mesh with corresponding outer teeth on the ring gear element 60 of the second gear 12. A lug 62 on the ring gear member 60 carries a number of external spur teeth which fit into corresponding internal teeth engage on a worm gear assembly 64.

Eine Außenverzahnung auf dem Schneckengetriebeaufbau 64 greift in ein Schneckenrad 66 mit einem doppelten Schneckentrieb - Untersetzungsverhältnis 2000:1 ein. Das andere (nicht gezeigte) Schneckenrad außerhalb des Gehäuses 18 ist mit seinen Achsen parallel zu denExternal teeth on worm gear assembly 64 mesh with worm gear 66 with a double Worm gear - reduction ratio 2000: 1 a. The other worm wheel (not shown) outside of the housing 18 is parallel to the axes with its axes

-χ- Ψα -χ- Ψα

Wellen 14, 16 angebracht. Ein elektrischer (nicht gezeigter) Außenmotor kann das äußere Schneckenrad und damit das Schneckenrad 66 und den Schneckengegetriebeaufbau 64 antreiben, wie es weiter unten beschrieben ist. Wenn der elektrische Motor des Schneckentriebs nicht arbeitet, ist er durch eine Scheibenbremse verriegelt und der Schneckentrieb bildet eine direkte Verbindung zwischen dem Ringradelement 60 des zweiten Getriebes 12 und dem festen Gehäuse 18, so daß eine Drehung des Sonnenradselements 60 verhindert, und dieses damit stationär gehalten ist.Shafts 14, 16 attached. An electric (not The external motor shown can be the external worm wheel and thus the worm wheel 66 and the worm gear assembly 64 as described below. When the electric motor of the The worm drive is not working, it is locked by a disc brake and the worm drive forms a direct connection between the ring gear element 60 of the second gear 12 and the fixed housing 18 so that rotation of the sun gear member 60 prevented, and this is kept stationary.

Der Schneckengetriebeaufbau 64 ist an der Welle 16 mittels eines doppelten Kegel rollenlager 68 angebracht, was das Drehen des Lagers 68 gewährleistet, sobald das Sonnenradelement 60 des zweiten Getriebes 12 stationär ist. Dadurch werden Lagerermüdungserscheinungen, verbunden mit Nichtdrehen belasteter Lager mit Roll elementen, vermieden.The worm gear assembly 64 is on the shaft 16 mounted by means of a double cone roller bearing 68, which ensures the rotation of the bearing 68, as soon as the sun gear element 60 of the second transmission 12 is stationary. As a result, bearing fatigue symptoms associated with non-turning are more stressed Bearings with rolling elements avoided.

Die innere Bahn des Lagers 68 ist auf der Welle 16 durch eine Hülse 70 gehalten, welche ihrerseits auf der Welle 16 durch den Kragenteil 22 gehalten ist. Die Welle 16 ist über die Hülse 70 durch ein Lager 72 gehalten, welches innerhalb des Gehäuses 18 angebracht ist.The inner track of bearing 68 is on shaft 16 held by a sleeve 70, which in turn is held on the shaft 16 by the collar part 22. The shaft 16 is held via the sleeve 70 by a bearing 72 which is mounted within the housing 18 is.

3S2S8373S2S837

Wie ersichtlich, kann dann Schmiermittel über ein Einlaßrohr 74 zu verschiedenen Förderstrecken geleitet werden.As can be seen, lubricant can then be fed to various conveying lines via an inlet pipe 74 will.

Im folgenden wird die Betriebsweise näher erläutert.The mode of operation is explained in more detail below.

Die Eingangswelle 16 wird von einem vierpol igen Motor angetrieben, welcher mit elektrischer Energie bei 50 Hz und 1500 UpM versorgt ist. Die Welle 16 treibt das Ringradelement 36 des Different!al ge- triebes 10 über das Trägerelement 50 des zweiten Getriebes 12 und den Kupplungsring 58, welcher ebenfalls mit 1500 UpM rotiert, an; ebenso das Sonnenradelement 38 des Differentialgetriebes 10 über die Planetengetrieberäder 46 und das mit 2400 UpM rotierende Ringradelement 44 des zweiten Getriebes 12 sowie den Ring 42 und die Scheibe 40. Daraus folgt, daß die Ausgangswelle 14 den vierpol igen Wechselstromgenerator bei 1800 UpM antreibt, so daß ein elektrisches Ausgangssignal mit einer Frequenz von 60 Hz ausgegeben wi rd.The input shaft 16 is powered by a four-pole motor driven, which is supplied with electrical energy at 50 Hz and 1500 rpm. The shaft 16 drives the ring gear element 36 of the differential gear 10 via the carrier element 50 of the second transmission 12 and the coupling ring 58, which also rotates at 1500 rpm; likewise the sun gear element 38 of the differential gear 10 via the planetary gears 46 and the ring gear element rotating at 2400 rpm 44 of the second gear 12 and the ring 42 and the disk 40. It follows that the Output shaft 14 the four-pole alternator drives at 1800 rpm so that an electrical output signal is output at a frequency of 60 Hz will.

Das Gesamtverhältnis der Anordnung beträgt 1,2:1.The overall arrangement ratio is 1.2: 1.

Bei solchen Anwendungen kann es sich als notwendig erweisen, die Phase der durch den Wechselstromgenerator erzeugten elektrischen Energie mit der anderer, im Betrieb befindlicher, elektrischer Ausrüstungskomponenten zu synchronisieren.In such applications it may be necessary to adjust the phase of the alternator generated electrical energy with that of other electrical equipment components in operation to synchronize.

Eine solche Synchronisation wird erreicht durch Beschleunigung oder Verzögerung der Wellen 14, 16 relativ zueinander, indem das normalerweise stationäre Sonnenradelement 60 des zweiten Getriebes 12 gedreht wird. Das Verhältnis der Getriebeelemente ist so, daß eine Umdrehung des Sonnenradelements 60 eine 1/5 Umdrehung der Welle 14 erzeugt.Such synchronization is achieved by accelerating or decelerating the shafts 14, 16 relative to one another by making the normally stationary Sun gear member 60 of the second transmission 12 rotated will. The ratio of the gear elements is so that one revolution of the sun gear element 60 produces a 1/5 revolution of the shaft 14.

Der elektrische Motor des Schneckentriebs läuft mit 1500 UpM und treibt das Sonnenradelement 60 mit 0,75 UpM an. Somit umfaßt in diesem Fall der gesamte Bereich der Phaseneinstellung näherungsweise vier Minuten.The electric motor of the worm drive runs with it 1500 rpm and drives the sun gear member 60 at 0.75 rpm. Thus, in this case, the entire phase adjustment range is approximately four minutes.

Selbstverständlich können die Getriebeelemente der in Fig. 4 gezeigten Anordnung , wo es zweckmäßig ist, zwei Reihen entgegengesetzt angebrachter, schraubenförmiger Zähne aufweisen, ähnlich jenen in Fig. 2 und 3. Gegenüber der indirekten Verbindung aufgrund von Kupplungen oder Bremsen gem. bekannten Anordnungen wird bei den hier beschriebenen, erfindungsgemäßen Übertragungsanordnungen das Element des zweiten Getriebes, welches stationär gehalten werden soll, durch eine direkte Verbindung (Sonnenradelement 66, Scheibe 64 und Ring 70 in Fig. 2; Sonnenradelement 62, Scheibe 58, Teil 70 in Fig. 3; und Sonnenradelement 60, Schneckengetriebeaufbau 64 und Schneckentrieb 66 in Fig. 4) stationär gehalten. Dadurch sind gegenüber den bekannten Anordnungen die erfindungsge-Of course, the gear elements of the The arrangement shown in Fig. 4, where it is appropriate to have two rows of oppositely attached helical teeth, similar to those in Fig. 2 and 3. Compared to the indirect connection due to clutches or brakes according to known arrangements in the transmission arrangements according to the invention described here, the element of the second transmission which is to be kept stationary is by a direct connection (sun gear member 66, disc 64 and ring 70 in Fig. 2; sun gear member 62, disk 58, part 70 in Fig. 3; and sun gear member 60, worm gear assembly 64 and worm drive 66 in Fig. 4) held stationary. Thereby are compared to the known arrangements the inventive

mäßen Anordnungen einfacher und kostengünstiger herstellbar. moderate arrangements easier and cheaper to manufacture.

In Weiterentwicklungen können die Sonnen- oder Ri ngradelemente durch eine verbolzte Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Getriebeelement stationär gehalten werden; andererseits, wenn das zweite Getriebe ein Planetengetriebe ist, kann das Ringrad direkt in das Gehäuse hineingearbeitet sein zu Bildung eines Stücks mit demselben. Zudem ermöglicht bei den mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschriebenen Anordnungen die direkte Verbindung zwischen den Wellen 14 und 16 die Übertragung sehr hoher Belastungen, wenn eine l:l-Übertragung erforderlich ist. Dagegen erreichen die bekannten Anordnungen bestenfalls eine 1:!-Übertragung, indem die Getriebe zusammengeschlossen werden, was die Lastübertragung strikt begrenzt wegen des Mangels an Schmiermittel zwischen den ineinandergreifenden Verzahnungen und in den Lagern, wenn sich die Getriebe relativ zueinander nicht drehen.In further developments, the sun or ridge elements held stationary by a bolted connection between the housing and the gear element will; on the other hand, if the second gear is a planetary gear, the ring gear can be direct be worked into the housing to form a Piece with the same. It also enables the arrangements described with reference to FIGS. 2 and 3 the direct connection between the shafts 14 and 16 allows the transmission of very high loads when a l: l transfer is required. In contrast, the known arrangements achieve at best a 1:! Transmission, by connecting the gears together, which strictly limits the load transfer the lack of lubricant between the intermeshing teeth and in the bearings, though the gears do not rotate relative to each other.

- Leerseite -- blank page -

Claims

Expectations

Epicycloid gears - transmission arrangement with a total speed greater than 1 and less than 2.5, and with a housing (18) in which the first and second epicycloid gears (10) and (12) are coaxial to one another and to one the first or second shaft (14 or 16) each entering the housing (18) are arranged,
characterized,

that the first gear (10) as a differential gear works, and its carrier element (C; 72; 72; 30) connected to the first shaft (14) is, and one of the two remaining elements (S; 82; 82; 38 or R; 62; 56; 36) with the second Shaft (16) is connected, and that the remaining two elements (S; 82; 82; 38 or R; 62; 56; 36) of the first gear (10) each with the carrier element (C; 96; 98; 50) and a further element (S; 66; 62; 60 or R; 60; 36; 44) of the second gear (12) are and

that the remaining element (S; 66; 62; 60 or R; 60; 96; 44) of the second gear (12) directly is connected to the housing (18), whereby at least in one mode of operation of the arrangement the remaining element (S; 66; 62; 60 or R; 60; 96; 44) is held stationary.

2. Arrangement according to claim 1,
characterized,

that the direct connection is a toothed coupling (A; 64, 70; 62/58/66/70; 60/64/66) includes.

3. Arrangement according to claim 2,
characterized,

that the arrangement facilities (111/112/114; 112/114) which is used to disengage the with Coupling provided with teeth (64/70; 62/56/66/70) between the remaining element (S; 66; 62 or R; 60; 96) of the second gear (12) and the housing (18) and for engaging a clutch (20/64/111/126; 20/58/66/118) between the waves (14,16) can be actuated to move the shafts (14,16) to connect with each other in a direct drive relationship, the gearbox (10,12) being idle Structure with the shafts (14,16) are rotatable.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that

that the arrangement comprises devices (64,66), which is used to rotate the remaining element (60) of the second gear (12) via the teeth provided

3526337

Coupling (64,66) can be actuated, whereby the Waves (14, 16) can be accelerated or decelerated relative to one another.

5. Arrangement according to one of the preceding claims characterized,

that the second gear (12) is a sun gear.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized,

that the second shaft (16) with the ring gear elements (R; R; 62; 60) of the two gears (10, 12) is connected, and

that the sun gear element (S, 82) of the first transmission (10) is connected to the carrier element (C, 96) of the second gear (12), and that the sun gear element (S, 66) of the second gear (12) through the clutch provided with teeth (A; 64/70) is directly connected to the housing 18.

7. Arrangement according to one of claims 1-5, characterized,

that the second shaft with the ring gear element (R, 56, 36) of the first gear (10) and with the carrier element (C; 98; 50) of the second gear (12) is connected,

that the sun gear element (S, 82, 38) of the first gear (10) with the ring gear element (R, 96,44) of the second transmission (12) is connected, and that the sun gear element (S, 62,60) of the second Gearbox (12) with the housing (18) through the coupling provided with teeth (62/58/66/70; 60/64 / -66) connected directly.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second transmission (12) is a planetary gear.

9. Arrangement according to claim 1,
characterized,

that the second shaft with the ring gear elements (62; 60) of the two gears (10,12) is connected that the sun gear element (82) of the first Gear (10) with the carrier element (96) and the sun gear element (66) of the second gear (12) is connected, and that the sun gear element (66) of the second transmission (12) has two annular Rows of teeth (-; 122) carries, in a first position of the sun gear element (66) of the second gear (12) the first row of teeth (-) engages in a corresponding row of teeth (68), carried by the housing (70/18) to be held stationary thereby, and whereby

in a second position of the sun gear element (66) of the second transmission (12) the first or second row of teeth (-; 122) each in corresponding

Rows of teeth (47, 124) engages, each of the first and second shaft (20/14; 126/16) carried , whereby a direct drive connection between the shafts (14, 16) is established will, and

that the arrangement facilities (111, 112, 114) comprises, which for moving the sun gear element (66) of the second transmission (12) between the first and the second position can be actuated.

10. Arrangement according to claim 9,
characterized,

that the two rows of teeth (-; 122) on an annular Structure (64, 111) are formed, which on the sun gear element (66) of the second transmission (12) is attached.

11. Arrangement according to claim 1,
characterized,

that the second shaft (16) with the ring gear element (56) of the first gear (10) and the carrier element (98) of the second gear (12) connected is that the sun gear element (82) of the first transmission (10) with the ring gear element (96) of the second gear (12) is connected, and that the sun gear element (62) of the second gear (12) carries a first and second and third row of teeth (64; 65 ;-), wherein

in a first position of these rows of teeth (64; 65 ;-) the first row of teeth (64) into a corresponding one Engaging the row of teeth (68) carried by the housing (70/18), whereby the sun gear element (62) of the second transmission (12) is held stationary, and wherein

in a second position of these rows of teeth (64; 65 ;-) the second and third rows of teeth (65 ;-) each engage in corresponding rows of teeth (116; 50) which are driven by the first and second shafts (118/14; 20/16) are carried, whereby a direct drive connection between the shafts (14; 16) is produced, and
that the arrangement comprises devices (112; 114) which can be actuated to move these rows of teeth (64; 65 ;-) between the first and second positions.

12. Arrangement according to claim 11,
characterized,

that the first, second and third rows of teeth (64; 65 ;-) are formed on an annular structure (58; 66) are, which has a fourth, annular row of teeth (-), which in a corresponding Row of teeth (60) on the sun gear element (62) of the second gear (12) engages.

13. Arrangement according to claim 1,
characterized,

that the second shaft (16) with the ring gear element (36) of the first gear (10) and the carrier element (50) of the second gear (12) is connected,

and that the sun gear member (38) of the first Gear (10) is connected to the ring gear element (44) of the second gear (12), and that the sun gear element (60) of the second gear (12) has an annular structure (64), which comprises a worm gear which is coaxial with the shafts (14; 16), the worm gear with a worm drive (66) carried by the housing (18) in engagement, which in normal operation of the system is locked to to keep the sun gear element (60) of the second transmission 12 stationary, and which when required the sun gear element (60) of the second transmission (12) can rotate around a shaft (14; 16) to accelerate or decelerate relative to the other.

14. Arrangement according to claim 13,
characterized,

that the sun gear element (60) of the second gear (12) has a row of teeth, which in a corresponding row of teeth engages on the annular structure (64).