EP3455522A1 - Getriebe für tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter planetenstufe - Google Patents

Getriebe für tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter planetenstufe

Info

Publication number
EP3455522A1
EP3455522A1 EP17719618.5A EP17719618A EP3455522A1 EP 3455522 A1 EP3455522 A1 EP 3455522A1 EP 17719618 A EP17719618 A EP 17719618A EP 3455522 A1 EP3455522 A1 EP 3455522A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
planetary stage
brake
planetary
planet carrier
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP17719618.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon HETMANIOK
Markus MAGIERA
Karl-Heinz Haelbig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3455522A1 publication Critical patent/EP3455522A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0059—Braking of gear output shaft using simultaneous engagement of engaging means, e.g. clutches or brakes, applied for different gear ratios
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2007—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/201—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with three sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2035—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2064—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using at least one positive clutch, e.g. dog clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2094—Transmissions using gears with orbital motion using positive clutches, e.g. dog clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing

Definitions

  • the invention relates to a transmission according to the preamble of claim 1.
  • Gearboxes for tunnel boring machines must have a holding brake integrated into the gearbox. In order to realize a corresponding functionality, additional components are required. This causes additional costs and increases the space requirement of the transmission.
  • gearboxes of tunnel boring machines are exposed to heavy impacts during operation. These can lead to an overload of the torque transmitting gear components.
  • the known from the prior art gearbox offer no protection against overload. To avoid that gear parts are destroyed as a result of shocks, they must be sized larger.
  • the planetary stage is provided with a clutch and a brake.
  • the brake acts on a ring gear of the planetary stage.
  • the ring gear can be rotatably connected to a sun gear planetary stage.
  • the planetary stage is blocked.
  • the planetary stage can be engaged by opening the clutch and closing the brake. Due to space constraints, however, the minimum orbital ratio of the planetary stage is greater than 3. Small gear steps can not be realized thereby.
  • the object of the invention is to make available a transmission, in particular a transmission for a tunnel boring machine, which does not have the disadvantages inherent in the solutions known from the prior art. In particular, the transmission should be inexpensive and robust while maintaining the given space.
  • the transmission has a first planetary stage, a second planetary stage, a first brake and a second brake.
  • a brake is a switching element.
  • Such a switching element is designed to connect two components rotatable relative to each other selectively operable rotatably with each other.
  • the switching element has a closed and an open state. In the open state, the components are rotatable relative to each other. If the switching element is in the closed state, it rotatably connects the components with each other.
  • the switching element is selectively actuated. This means that the switching element can be converted at any time by actuation from the open state to the closed state and from the closed state to the open state.
  • a brake is characterized in that one of the two components, which are rotatably connected by the brake, is arranged rotationally fixed relative to a stationary structure.
  • the stationary structure may in particular be a transmission housing.
  • the first brake and the second brake can each be designed as a form-locking switching element, for example as a dog clutch, or as a non-positive switching element.
  • a form-locking switching element for example as a dog clutch, or as a non-positive switching element.
  • positive switching elements With positive switching elements, the described rotationally fixed connection by a positive connection between the components to be connected. Accordingly, a non-positive rotational connection between these components is produced in a non-positive switching element.
  • a planetary stage is defined as an arrangement with a ring gear, a planet carrier, one or more rotatably mounted in the planet carrier planetary gears and a sun gear.
  • the planetary gears are arranged so that they each mesh with the sun gear and / or the ring gear.
  • the ring gear is rotatably mounted.
  • the planet carrier and the sun gears of the two planetary stages are rotatably mounted.
  • the rotatable mounting takes place in a stationary structure, such as in the transmission housing.
  • the sun gear of the first planetary gear and the sun gear of the second planetary gear are rotatably connected. Furthermore, the planet carrier of the first planetary stage and the ring gear of the second planetary stage are rotatably connected to each other.
  • the first brake acts on the first ring gear, the second brake on the second ring gear.
  • the first brake is designed to produce in the closed state, a rotationally fixed connection between the first ring gear and a stationary structure, such as the transmission housing.
  • the second brake is designed to produce a rotationally fixed connection between the second ring gear and the stationary structure in the closed state.
  • first brake and the second brake By selectively closing the first brake and opening the second brake or opening the first brake and closing the second brake, two gear stages with different gear ratios can be realized.
  • the arrangement according to the invention enables particularly small gear jumps possible.
  • the first brake and the second brake can be further configured so that the brakes slip at impact loads. In this way load peaks are filtered out.
  • the first brake and the second brake are simultaneously closable, i. can be converted into the closed state. If the first brake and the second brake are closed at the same time, there is at the same time a rotationally fixed connection between the first ring gear and the stationary structure and between the second ring gear and the stationary structure. As a result, the first planetary stage and the second planetary stage are locked to the stationary structure. Thus, the function of a holding brake can be realized without additional components.
  • An input shaft of the transmission i. a shaft via which an input torque to be transmitted to an output shaft of the transmission is introduced into the transmission, is preferably non-rotatably connected to the sun gear of the first planetary stage.
  • the sun gear of the first planetary stage is driven via the input shaft.
  • the input shaft may be integrally connected to the sun gear of the first planetary stage.
  • the transmission has a third planetary stage with a rotationally fixed, i. rotatably fixed in a stationary structure ring gear, a rotatably mounted planet carrier, one or more rotatably mounted in the planet carrier planet gears and a rotatably mounted sun gear.
  • the planet carrier of the second planetary stage is rotatably connected to the sun gear of the third planetary stage.
  • the transmission preferably has a fourth planetary stage with a rotationally fixed, ie rotatably fixed in the stationary structure ring gear, a rotatably mounted planet carrier, one or more rotatably mounted in the planet carrier planetary gears and a rotatably mounted sun gear.
  • the planet carrier of the third planetary stage is rotatably connected to the sun gear of the fourth planetary stage.
  • the output shaft of the transmission is rotatably connected in a preferred development with the planet carrier of the fourth stage.
  • the planet carrier of the fourth planetary stage and the output shaft can be integrally connected to each other.
  • the transmission according to the invention or a further development of this transmission are particularly suitable for use in a tunnel boring machine.
  • a tunnel boring machine preferably has, in addition to at least one motor, a transmission developed further with an input shaft.
  • a rotor of the motor is rotatably connected to the input shaft.
  • the engine drives the input shaft.
  • the tunnel boring machine on a drill head which is preferably non-rotatably connected to an output shaft of the transmission.
  • An inventive method provides that the transmission according to the invention or a development of this transmission is blocked, in which the first brake and the second brake are closed simultaneously.
  • the blocking of the transmission is synonymous with a rotationally fixed fixation of at least the output shaft.
  • both the output shaft and the input shaft are fixed in a rotationally fixed manner by closing the first brake and the second brake.
  • FIG. Matching reference numbers identify identical or functionally identical characteristics. In detail shows:
  • Fig. 1 shows a transmission for a tunnel boring machine.
  • the transmission illustrated in FIG. 1 has a first planetary stage 101, a second planetary stage 103, a third planetary stage 105 and a fourth planetary stage 107.
  • a sun gear 109 of the first planetary stage 101 is rotatably connected to an input shaft 111.
  • the input shaft 111 in turn is driven by a motor 113.
  • the first planetary stage 101 planetary gears 113, a rotatably mounted planet carrier 115 and a rotatably mounted ring gear 117.
  • the planetary gears 113 of the first planetary stage 109 are rotatably supported in the planet carrier 113 and mesh with the sun gear 109 and the ring gear 117 of the first planetary stage 101, respectively.
  • the planet carrier 115 of the first planetary stage 101 is rotatably connected to a rotatably mounted ring gear 119 of the second planetary stage 103.
  • the second planetary gear 103 has a rotatably mounted sun gear 121, a rotatable planet carrier 125 and rotatably mounted in the planet carrier 125 planet gears 127.
  • the planet gears 127 of the second planetary stage 103 mesh with the ring gear 119 and the sun gear 121 of the second planetary stage 103, respectively.
  • the sun gear 129 of the third planetary stage 105 is rotatably supported just like a planetary carrier 131 of the third planetary stage 105.
  • a ring gear 133 of the third planetary stage 105 is rotatably fixed in a gear housing 135.
  • Planetary gears 137 of the third planetary stage 105 are rotatably supported in the planet carrier 131 of the third planetary stage 105 and mesh with the sun gear 129 and the ring gear 133 of the third planetary stage 105, respectively.
  • the fourth planetary stage 107 is constructed analogously to the third planetary stage 105 and has, in addition to the sun gear 139 a rotatably mounted planet gears 141 and a rotationally fixed in the gear housing 135 fixed ring gear 143.
  • Planetary gears 145 of the fourth planetary stage 107 are rotatably mounted in the planet carrier.
  • An output shaft 147 is rotatably connected to the planet carrier 141 of the fourth planetary stage 107. Via the output shaft 147, a drill head of the tunnel boring machine is driven.
  • first brake 149 and a second brake 151 By means of a first brake 149 and a second brake 151, two gears can be switched.
  • the gears are characterized by different ratios between the input shaft 111 and the output shaft 147.
  • first brake 149 and / or the second brake 151 By selectively closing the first brake 149 and / or the second brake 151, two different transmission ratios between the input shaft 111 and the output shaft 147 can be realized accordingly.
  • a first gear or a first gear ratio between the input shaft 111 and the output shaft 147 comes about by closing the first brake 149 and opening the second brake 151.
  • the first brake 149 acts on the ring gear 117 of the first planetary stage 101.
  • Between the ring gear 117 of the first planetary stage 101 and the gear housing 135 is formed according to a rotationally fixed connection.
  • the ring gear 119 of the second planetary stage 103 is rotatable relative to the gear housing 135 with the second brake 151 open.
  • a second gear ratio or a second gear comes about by closing the second brake 151 and opening the first brake 149.
  • the second brake 151 acts on the ring gear 119 of the second planetary stage 103. Accordingly, by closing the second brake, a rotationally fixed connection between the ring gear 119 of the second planetary stage 103 and the transmission housing 135 is established.
  • the first brake 149 is open, however, the first ring gear 117 of the first planetary gear stage 103 is rotatable relative to the gear housing 135.
  • the function of a holding brake can be realized by simultaneously closing the first brake 149 and the second brake 151. Be both brakes Closed simultaneously 149, 151, the ring gears 117, 119 of the first planetary stage 101 and the second planetary stage 103 at the same time rotatably connected to the transmission housing 135. This will lock the transmission.
  • a rotationally fixed connection between the input shaft 111 and the gear housing 135 and between the output shaft 147 and the gear housing 135 comes about.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer ersten Planetenstufe (101), einer zweiten Planetenstufe (103), einer ersten Bremse (149) und einer zweiten Bremse (151); wobei die erste Planetenstufe (101 ) und die zweite Planetenstufe (103) jeweils ein drehbar gelagertes Hohlrad (117, 119), einen drehbar gelagerten Planetenträger (115, 125), ein oder mehrere drehbar in dem Planetenträger (115, 125) gelagerte Planetenräder (113, 127) und ein drehbar gelagertes Sonnenrad (109, 121) aufweisen. Das Sonnenrad (109) der ersten Planetenstufe (101) und das Sonnenrad (121) der zweiten Planetenstufe (103) sind drehfest miteinander verbunden; wobei der Planetenträger (115) der ersten Planetenstufe (101) und das Hohlrad (119) der zweiten Planetenstufe (103) drehfest miteinander verbunden sind; und wobei die erste Bremse (149) auf das Hohlrad (117) der ersten Planetenstufe (101) und die zweite Bremse (151) auf das Hohlrad (119) der zweiten Planetenstufe (103) wirkt.

Description

Getriebe für Tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter Planetenstufe
Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Getriebe für Tunnelbohrmaschinen bekannt. Weit verbreitet sind Getriebe mit einer schaltbaren Stirnradstufe. Der Stirnradstufe nachgeschaltet sind zwei Planetenstufen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösung ist eine exzentrische Motoranordnung zum Getriebe, wodurch zum einen ein erhöhter Bauraumbedarf und zum anderen ein durch die Exzentrizität bedingter größerer Aufwand zum Schmieren der Verzahnungsteile und Lager entsteht. Die Schaltvorgänge erfolgen gewöhnlich von Hand. Dies verursacht zusätzliche Arbeitskosten.
Getriebe für Tunnelbohrmaschinen müssen eine in das Getriebe integrierte Haltebremse aufweisen. Um eine entsprechende Funktionalität zu realisieren, sind zusätzliche Bauteile erforderlich. Dies verursacht zusätzliche Kosten und erhöht den Bauraumbedarf des Getriebes.
Darüber hinaus sind Getriebe von Tunnelbohrmaschinen im Betrieb starken Stößen ausgesetzt. Diese können zu einer Überlastung der drehmomentübertragenden Getriebebauteile führen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Getriebe bieten keinen Schutz vor Überlastung. Um zu verhindern, dass Getriebeteile infolge von Stößen zerstört werden, müssen sie größer dimensioniert werden.
Aus dem Bereich der Radnabengetriebe für Fahrantriebe sind Lösungen mit zuschaltbarer Planetenstufe bekannt. Die Planetenstufe ist mit einer Kupplung und einer Bremse versehen. Die Bremse wirkt auf ein Hohlrad der Planetenstufe. Mittels der Kupplung lässt sich das Hohlrad drehfest mit einem Sonnenrad der Planetenstufe verbinden. Hierdurch ist die Planetenstufe verblockt. Bei gleichzeitig geöffneter Bremse entsteht ein starrer Durchtrieb. Die Planetenstufe lässt sich zuschalten, indem die Kupplung geöffnet und die Bremse geschlossen wird. Bauraumbedingt ist die Mindestumlaufübersetzung der Planetenstufe allerdings größer als 3. Kleine Gangsprünge lassen sich damit nicht realisieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe, insbesondere ein Getriebe für eine Tunnelbohrmaschine, verfügbar zu machen, das die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll das Getriebe bei Einhaltung des gegebenen Bauraums kostengünstig und robust sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Das Getriebe weist eine erste Planetenstufe, eine zweite Planetenstufe, eine erste Bremse und eine zweite Bremse auf.
Bei einer Bremse handelt es sich um ein Schaltelement. Ein solches Schaltelement ist ausgebildet, zwei relativ zueinander verdrehbare Komponenten selektiv betätigbar drehfest miteinander zu verbinden. Das Schaltelement besitzt einen geschlossenen und einen offenen Zustand. Im offenen Zustand sind die Komponenten relativ zueinander verdrehbar. Befindet sich das Schaltelement im geschlossenen Zustand, verbindet es die Komponenten drehfest miteinander.
Das Schaltelement ist selektiv betätigbar. Dies bedeutet, dass das Schaltelement zu einem beliebigen Zeitpunkt durch Betätigung von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand und von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand überführbar ist.
Eine Bremse zeichnet sich dadurch aus, dass eine der beiden Komponenten, die durch die Bremse drehfest verbunden werden, relativ zu einer ortsfesten Struktur drehfest angeordnet ist. Bei der ortsfesten Struktur kann es sich insbesondere um ein Getriebegehäuse handeln.
Die erste Bremse und die zweite Bremse können jeweils als formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Klauenkupplung, oder als kraftschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Bei formschlüssigen Schaltelementen kommt die beschriebene drehfeste Verbindung durch einen Formschluss zwischen den zu verbindenden Komponenten zustande. Entsprechend wird bei einem kraftschlüssigen Schaltelement eine kraftschlüssige drehfeste Verbindung zwischen diesen Komponenten hergestellt.
Eine Planetenstufe ist definiert als eine Anordnung mit einem Hohlrad, einem Planetenträger, einem oder mehreren drehbar in dem Planetenträger gelagerten Planetenrädern und einem Sonnenrad. Die Planetenräder sind so angeordnet, dass sie jeweils mit dem Sonnenrad und/oder dem Hohlrad kämmen.
Im Falle der ersten Planetenstufe und der zweiten Planetenstufe des erfindungsgemäßen Getriebes ist jeweils das Hohlrad drehbar gelagert. Ebenso sind die Planetenträger und die Sonnenräder der beiden Planetenstufen drehbar gelagert. Vorzugsweise erfolgt die drehbare Lagerung in einer ortsfesten Struktur, etwa in dem Getriebegehäuse.
Erfindungsgemäß sind das Sonnenrad der ersten Planetenstufe und das Sonnenrad der zweiten Planetenstufe drehfest miteinander verbunden. Weiterhin sind der Planetenträger der ersten Planetenstufe und das Hohlrad der zweiten Planetenstufe drehfest miteinander verbunden.
Die erste Bremse wirkt auf das erste Hohlrad, die zweite Bremse auf das zweite Hohlrad. Dies bedeutet, dass die erste Bremse ausgebildet ist, im geschlossenen Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Hohlrad und einer ortsfesten Struktur, etwa dem Getriebegehäuse herzustellen. Entsprechend ist die zweite Bremse ausgebildet, im geschlossenen Zustand eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Hohlrad und der ortsfesten Struktur herzustellen.
Indem wahlweise die erste Bremse geschlossen und die zweite Bremse geöffnet o- der die erste Bremse geöffnet und die zweite Bremse geschlossen sind, lassen sich zwei Gangstufen mit unterschiedlichen Übersetzungen realisieren. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht dabei besonders kleine Gangsprünge möglich. Die erste Bremse und die zweite Bremse lassen sich weiterhin so ausgestalten, dass die Bremsen bei stoßartigen Belastungen rutschen. Auf diese Weise werden Belastungsspitzen ausgefiltert.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind die erste Bremse und die zweite Bremse gleichzeitig schließbar, d.h. in den geschlossenen Zustand überführbar. Werden die erste Bremse und die zweite Bremse gleichzeitig geschlossen, besteht zugleich eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Hohlrad und der ortsfesten Struktur und zwischen dem zweiten Hohlrad und der ortsfesten Struktur. Die erste Planetenstufe und die zweite Planetenstufe sind infolgedessen mit der ortsfesten Struktur verblockt. Somit lässt sich ohne zusätzliche Bauteile die Funktion einer Haltebremse realisieren.
Eine Eingangswelle des Getriebes, d.h. eine Welle, über die ein zu einer Ausgangswelle des Getriebes zu übertragendes Eingangsdrehmoment in das Getriebe eingeleitet wird, ist vorzugsweise drehfest mit dem Sonnenrad der ersten Planetenstufe verbunden. Somit wird das Sonnenrad der ersten Planetenstufe über die Eingangswelle angetrieben. Insbesondere kann die Eingangswelle einstückig mit dem Sonnenrad der ersten Planetenstufe verbunden sein.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung weist das Getriebe eine dritte Planetenstufe mit einem drehfesten, d.h. drehfest in einer ortsfesten Struktur fixierten Hohlrad, einem drehbar gelagerten Planetenträger, einem oder mehreren drehbar in dem Planetenträger gelagerten Planetenräder und einem drehbar gelagerten Sonnenrad auf. Der Planetenträger der zweiten Planetenstufe ist dabei drehfest mit dem Sonnenrad der dritten Planetenstufe verbunden.
Zusätzlich weist das Getriebe bevorzugt eine vierte Planetenstufe mit einem drehfesten, d.h. drehfest in der ortsfesten Struktur fixierten Hohlrad, einem drehbar gelagerten Planetenträger, einem oder mehreren drehbar in dem Planetenträger gelagerten Planetenrädern und einem drehbar gelagerten Sonnenrad auf. Der Planetenträger der dritten Planetenstufe ist drehfest mit dem Sonnenrad der vierten Planetenstufe verbunden. Die Ausgangswelle des Getriebes ist in einer bevorzugten Weiterbildung drehfest mit dem Planetenträger der vierten Stufe verbunden. Insbesondere können der Planetenträger der vierten Planetenstufe und die Ausgangswelle einstückig miteinander verbunden sein.
Das erfindungsgemäße Getriebe oder eine Weiterbildung dieses Getriebes eignen sich besonders zur Verwendung in einer Tunnelbohrmaschine. Eine solche Maschine weist neben mindestens einem Motor bevorzugt ein mit einer Eingangswelle weitergebildetes Getriebe auf. Dabei ist ein Rotor des Motors drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Der Motor treibt also die Eingangswelle an. Darüber hinaus weist die Tunnelbohrmaschine einen Bohrkopf auf, der bevorzugt drehfest mit einer Ausgangswelle des Getriebes verbunden ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, dass das erfindungsgemäße Getriebe oder eine Weiterbildung dieses Getriebes blockiert wird, in dem die erste Bremse und die zweite Bremse gleichzeitig geschlossen werden. Das Blockieren des Getriebes ist gleichbedeutend mit einer drehfesten Fixierung mindestens der Ausgangswelle. Vorliegend werden sowohl die Ausgangswelle als auch die Eingangswelle durch Schließen der ersten Bremse und der zweiten Bremse drehfest fixiert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 ein Getriebe für eine Tunnelbohrmaschine.
Das in Fig. 1 dargestellte Getriebe weist eine erste Planetenstufe 101 , eine zweite Planetenstufe 103, eine dritte Planetenstufe 105 und eine vierte Planetenstufe 107 auf. Ein Sonnenrad 109 der ersten Planetenstufe 101 ist drehfest mit einer Eingangswelle 111 verbunden. Die Eingangswelle 111 wiederum wird von einem Motor 113 angetrieben. Neben dem Sonnenrad 109 weist die erste Planetenstufe 101 Planetenräder 113, einen drehbar gelagerten Planetenträger 115 und ein drehbar gelagertes Hohlrad 117 auf. Die Planetenräder 113 der ersten Planetenstufe 109 sind drehbar in dem Planetenträger 113 gelagert und kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 109 und dem Hohlrad 117 der ersten Planetenstufe 101.
Der Planetenträger 115 der ersten Planetenstufe 101 ist drehfest mit einem drehbar gelagerten Hohlrad 119 der zweiten Planetenstufe 103 verbunden. Neben dem Hohlrad 119 weist die zweite Planetenstufe 103 ein drehbar gelagertes Sonnenrad 121 , einen drehbaren Planetenträger 125 und drehbar in dem Planetenträger 125 gelagerte Planetenräder 127 auf. Die Planetenräder 127 der zweiten Planetenstufe 103 kämmen jeweils mit dem Hohlrad 119 und dem Sonnenrad 121 der zweiten Planetenstufe 103.
Zwischen dem Sonnenrad 109 der ersten Planetenstufe 101 und dem Sonnenrad 121 der zweiten Planetenstufe 103 besteht eine drehfeste Verbindung. Weiterhin besteht eine drehfeste Verbindung zwischen dem Planetenträger 125 der zweiten Planetenstufe 103 und einem Sonnenrad 129 der dritten Planetenstufe 105.
Das Sonnenrad 129 der dritten Planetenstufe 105 ist ebenso wie ein Planetenträger 131 der dritten Planetenstufe 105 drehbar gelagert. Ein Hohlrad 133 der dritten Planetenstufe 105 hingegen ist drehfest in einem Getriebegehäuse 135 fixiert. Planetenräder 137 der dritten Planetenstufe 105 sind drehbar in dem Planetenträger 131 der dritten Planetenstufe 105 gelagert und kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 129 und dem Hohlrad 133 der dritten Planetenstufe 105.
Auch zwischen dem Planetenträger 131 der dritten Planetenstufe 105 und einem Sonnenrad 139 der vierten Planetenstufe 107 besteht eine drehfeste Verbindung. Die vierte Planetenstufe 107 ist analog zu der dritten Planetenstufe 105 aufgebaut und weist entsprechend neben dem Sonnenrad 139 einen drehbar gelagerten Planetenräder 141 und ein drehfest in dem Getriebegehäuse 135 fixiertes Hohlrad 143 auf. Planetenräder 145 der vierten Planetenstufe 107 sind drehbar in dem Planetenträ- ger 141 der vierten Planetenstufe gelagert und kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 139 und dem Hohlrad 143 der vierten Planetenstufe 107.
Eine Ausgangswelle 147 ist drehfest mit dem Planetenträger 141 der vierten Planetenstufe 107 verbunden. Über die Ausgangswelle 147 wird ein Bohrkopf der Tunnelbohrmaschine angetrieben.
Mittels einer ersten Bremse 149 und einer zweiten Bremse 151 lassen sich zwei Gänge schalten. Die Gänge zeichnen sich durch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle 111 und der Ausgangswelle 147 aus. Durch wahlweises Schließen der ersten Bremse 149 und/oder der zweiten Bremse 151 lassen sich entsprechend zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle 111 und der Ausgangswelle 147 realisieren.
Ein erster Gang bzw. ein erstes Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 111 und der Ausgangswelle 147 kommt durch Schließen der ersten Bremse 149 und Öffnen der zweiten Bremse 151 zustande. Die erste Bremse 149 wirkt dabei auf das Hohlrad 117 der ersten Planetenstufe 101. Zwischen dem Hohlrad 117 der ersten Planetenstufe 101 und dem Getriebegehäuse 135 entsteht entsprechend eine drehfeste Verbindung. Demgegenüber ist das Hohlrad 119 der zweiten Planetenstufe 103 bei geöffneter zweiter Bremse 151 relativ zu dem Getriebegehäuse 135 verdrehbar.
Ein zweites Übersetzungsverhältnis bzw. ein zweiter Gang kommt durch Schließen der zweiten Bremse 151 und Öffnen der ersten Bremse 149 zustande. Die zweite Bremse 151 wirkt auf das Hohlrad 119 der zweiten Planetenstufe 103. Entsprechend entsteht durch Schließen der zweiten Bremse eine drehfeste Verbindung zwischen dem Hohlrad 119 der zweiten Planetenstufe 103 und dem Getriebegehäuse 135 zustande. Bei geöffneter erster Bremse 149 ist das erste Hohlrad 117 der ersten Planetenstufe 103 hingegen relativ zu dem Getriebegehäuse 135 verdrehbar.
Die Funktion einer Haltebremse lässt sich durch gleichzeitiges Schließen der ersten Bremse 149 und der zweiten Bremse 151 realisieren. Werden beide Bremsen 149, 151 gleichzeitig geschlossen, sind die Hohlräder 117, 119 der ersten Planetenstufe 101 und der zweiten Planetenstufe 103 zeitgleich drehfest mit dem Getriebegehäuse 135 verbunden. Hierdurch wird das Getriebe blockiert. Insbesondere kommt eine drehfeste Verbindung zwischen der Eingangswelle 111 und dem Getriebegehäuse 135 sowie zwischen der Ausgangswelle 147 und dem Getriebegehäuse 135 zustande.
Bezuqszeichen
101 erste Planetenstufe
103 zweite Planetenstufe
105 dritte Planetenstufe
107 vierte Planetenstufe
109 Sonnen rad der ersten Planetenstufe
111 Eingangswelle
113 Planeten rad der ersten Planetenstufe
115 Planetenträger der ersten Planetenstufe
117 Hohlrad der ersten Planetenstufe
119 Hohlrad der zweiten Planetenstufe
121 Sonnenrad der zweiten Planetenstufe
123 Planeten rad der zweiten Planetenstufe
125 Planetenträger der zweiten Planetenstufe
127 Planetenrad
129 Sonnen rad der dritten Planetenstufe
131 Planetenträger der dritten Planetenstufe
133 Hohlrad der dritten Planetenstufe
135 Getriebegehäuse
137 Planeten rad der dritten Planetenstufe
139 Sonnenrad
141 Planetenträger der vierten Planetenstufe
143 Hohlrad
145 Planetenrad der vierten Planetenstufe
147 Ausgangswelle
149 erste Bremse
151 zweite Bremse

Claims

Patentansprüche
1. Getriebe mit einer ersten Planetenstufe (101 ), einer zweiten Planetenstufe (103), einer ersten Bremse (149) und einer zweiten Bremse (151 ); wobei
die erste Planetenstufe (101 ) und die zweite Planetenstufe (103) jeweils ein drehbar gelagertes Hohlrad (117, 119), einen drehbar gelagerten Planetenträger (115, 125), ein oder mehrere drehbar in dem Planetenträger (115, 125) gelagerte Planetenräder (113, 127) und ein drehbar gelagertes Sonnenrad (109, 121) aufweisen; dadurch gekennzeichnet, dass
das Sonnenrad (109) der ersten Planetenstufe (101 ) und das Sonnenrad (121 ) der zweiten Planetenstufe (103) drehfest miteinander verbunden sind; wobei
der Planetenträger (115) der ersten Planetenstufe (101 ) und das Hohlrad (119) der zweiten Planetenstufe (103) drehfest miteinander verbunden sind; und wobei die erste Bremse (149) auf das Hohlrad (117) der ersten Planetenstufe (101) und die zweite Bremse (151 ) auf das Hohlrad (119) der zweiten Planetenstufe (103) wirkt.
2. Getriebe nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Bremse (149) und die zweite Bremse (151 ) gleichzeitig schließbar sind.
3. Getriebe nach einem der vorhergehende Ansprüche; gekennzeichnet durch eine drehfest mit dem Sonnenrad (109) der ersten Planetenstufe (101 ) verbundene Eingangswelle (111 ).
4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch eine dritte Planetenstufe (105); wobei
die dritte Planetenstufe (105) ein drehfestes Hohlrad (133), einen drehbar gelagerten Planetenträger (131 ), ein oder mehrere drehbar in dem Planetenträger (131 ) gelagerte Planetenräder (137) und ein drehbar gelagertes Sonnenrad (129) aufweist; und wobei
der Planetenträger (125) der zweiten Planetenstufe (103) drehfest mit dem Sonnenrad (129) der dritten Planetenstufe (105) verbunden ist.
5. Getriebe nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch
eine vierte Planetenstufe (107); wobei die vierte Planetenstufe (107) ein drehfestes Hohlrad (143), einen drehbar gelagerten Planetenträger (141 ), ein oder mehrere drehbar in dem Planetenträger (141 ) gelagerte Planetenräder (145) und ein drehbar gelagertes Sonnenrad (139) aufweist; und wobei
der Planetenträger (131 ) der dritten Planetenstufe (105) drehfest mit dem Sonnenrad (139) der vierten Planetenstufe (107) verbunden ist.
6. Getriebe nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch
eine drehfest mit dem Planetenträger (141 ) der vierten Planetenstufe (107) verbundene Ausgangswelle (147).
7. Tunnelbohrmaschine mit mindesten einem Motor (113); gekennzeichnet durch mindestens ein Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 6; wobei
ein Rotor des Motors (113) drehfest mit der Eingangswelle (111 ) verbunden ist.
8. Tunnelbohrmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch mindestens einem Bohrkopf; wobei
das Getriebe nach Anspruch 6 weitergebildet ist; und wobei
der Bohrkopf drehfest mit der Ausgangswelle (147) verbunden ist.
9. Verfahren zum Blockieren eines Getriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 6; dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Bremse (149) und die zweite Bremse (151 ) gleichzeitig geschlossen werden.
EP17719618.5A 2016-05-12 2017-04-27 Getriebe für tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter planetenstufe Ceased EP3455522A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208201.9A DE102016208201A1 (de) 2016-05-12 2016-05-12 Getriebe für Tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter Planetenstufe
PCT/EP2017/060096 WO2017194322A1 (de) 2016-05-12 2017-04-27 Getriebe für tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter planetenstufe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3455522A1 true EP3455522A1 (de) 2019-03-20

Family

ID=58633009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17719618.5A Ceased EP3455522A1 (de) 2016-05-12 2017-04-27 Getriebe für tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter planetenstufe

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3455522A1 (de)
DE (1) DE102016208201A1 (de)
WO (1) WO2017194322A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218534A1 (de) * 2018-10-30 2020-04-30 Zf Friedrichshafen Ag Schaltgetriebe für Industrieanwendungen
DE102018131638B4 (de) * 2018-12-10 2025-10-02 Zollern Gmbh & Co. Kg Motor-Getriebe-Einheit, insbesondere für eine Tunnelbohrmaschine oder zum Antrieb eines Zahnkranzes
DE202019101918U1 (de) * 2019-03-08 2020-06-09 Liebherr-Components Biberach Gmbh Temperiervorrichtung für Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten wie Tunnelbohrer-Getriebe
CN112013097B (zh) * 2020-09-16 2022-03-01 重庆齿轮箱有限责任公司 一种盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法及齿轮箱

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2813437A (en) * 1956-09-25 1957-11-19 Borg Warner Planetary gear design
US3398606A (en) * 1965-12-30 1968-08-27 Gen Motors Corp Transmission
DE2447581C3 (de) * 1974-10-05 1978-08-03 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Planetenrad-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
GB1597950A (en) * 1976-12-22 1981-09-16 Volvo Ab Planetary gearing
DE3134259C2 (de) * 1981-08-29 1985-08-01 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim Lastschaltgetriebe mit integriertem Retarder
FR2656055B1 (fr) * 1989-12-18 1994-04-29 Lepelletier Pierre Transmission automatique multivitesses pour vehicule automobile.
DE4206086B4 (de) * 1992-02-27 2004-04-22 Linde Ag Modular aufgebautes Antriebssystem
US6634988B2 (en) * 2001-01-23 2003-10-21 General Motors Corporation Transmission shift control
JP2003278853A (ja) * 2002-03-22 2003-10-02 Toyota Motor Corp 複合遊星歯車装置型車輌用自動変速機
US9005071B2 (en) * 2012-01-27 2015-04-14 Deere & Company Flexible and scalable multi-ratio planetary transmission
US9010872B2 (en) * 2012-06-25 2015-04-21 The Robbins Company Tunnel boring machine with cutterhead support assembly supporting a variable number of drive systems
CN103697121B (zh) * 2013-12-19 2016-08-17 贵州凯星液力传动机械有限公司 一种工程机械设备用多档位减速传动装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016208201A1 (de) 2017-11-16
WO2017194322A1 (de) 2017-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017111051B3 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102017213110B4 (de) Antriebsvorrichtung
DE102017114481B3 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
WO2019115204A1 (de) Elektrische antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102016219399A1 (de) Planetenkoppelgetriebe
DE102019119949A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit drehfester Hohlrad-Sonnenrad- und Planetenradträger-Hohlrad-Bindung
DE102016215720A1 (de) Kompakte Planetenanordnung für einen Endantrieb
WO2018028745A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE3507600A1 (de) Planetengetriebe
DE102020201093A1 (de) Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug
EP3455522A1 (de) Getriebe für tunnelbohrmaschine mit schaltbar überlagerter planetenstufe
EP4265459B1 (de) Elektrische antriebsachse
DE102019122557A1 (de) Getriebeeinheit mit zwei auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Losrädern zum Umsetzen zweier Übersetzungsstufen; sowie Antriebsstrang
WO2018028734A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102018111798A1 (de) Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine
WO2015169524A1 (de) Vorrichtung zum schalten eines ersten und zweiten schaltelements, und getriebe mit einer solchen vorrichtung
DE102021132409A1 (de) Elektrischer Antrieb eines Fahrzeuges
EP0126222A2 (de) Antrieb für Fahrzeuge, insbesondere Allradantrieb für Kraftfahrzeuge
DE102019007129B4 (de) Gruppengetriebevorrichtung, insbesondere Splitgetriebe
DE102014119168B4 (de) Elektrischer Antrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102019119952B4 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wahlweise gehäusefest schaltbarem Planetenradträger oder Hohlrad
DE102022212473B4 (de) Kraftfahrzeuggetriebe für eine Antriebseinheit eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuges
DE102022004049A1 (de) Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug, sowie elektrische Antriebsvorrichtung
EP3198170B1 (de) Schaltgetriebe für ein kraftfahrzeug
EP4351905B1 (de) Antriebsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20181030

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200519

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20201019