EP4264085A1 - Triebstrang - Google Patents

Triebstrang

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Publication number
EP4264085A1
EP4264085A1 EP21843639.2A EP21843639A EP4264085A1 EP 4264085 A1 EP4264085 A1 EP 4264085A1 EP 21843639 A EP21843639 A EP 21843639A EP 4264085 A1 EP4264085 A1 EP 4264085A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
gear
differential
shaft
gears
Prior art date
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Pending
Application number
EP21843639.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Hehenberger
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.)
SET Sustainable Energy Technologies GmbH
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of EP4264085A1 publication Critical patent/EP4264085A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/06—Drive shafts

Definitions

  • the invention relates to a drive train with a drive shaft of a working machine, with a prime mover and with a differential gear with three inputs or Outputs, wherein an output can be connected to the drive shaft, a first drive can be connected to the drive machine and a second drive can be connected to a differential drive, the differential drive being connected to the second drive via an adapter gear, the adapter gear having first gears, wherein the input shaft is connected to the output via an output gear, and wherein the output gear has gears.
  • the invention also relates to a drive train with a drive shaft of a working machine, with a prime mover and with a differential gear with three inputs or Outputs, wherein an output can be connected to the drive shaft, a first drive can be connected to the prime mover via a transmission drive shaft, and a second drive can be connected to a differential drive, the differential drive being connected to the second drive via an adapter gear, the adapter gear having gears , and wherein the transmission input shaft is supported by a bearing .
  • a drive technology requirement is efficient, variable-speed operation of work machines or energy generation plants .
  • electrical machines are used as an example for drive machines or Generators used, but the principle applies to all possible types of drive machines, such. B. for internal combustion engines.
  • the object of the invention is to find a solution with which one can realize a small installation space of the differential system.
  • this object is achieved in a first embodiment of the invention by a drive train having the features of claim 1.
  • this object is achieved by a drive train having the features of claim 2.
  • the overall length of the drive train can be shortened because parts of the drive train are moved one above the other when viewed in the axial direction.
  • the overall length of the drive train can be further shortened by the adapter gear having additional gears, the differential gear having a bearing on a side facing away from the engine, and the other gears of the adapter gear seen from the engine in the direction of the axis of the drive shaft at least reach into the area of this camp.
  • the first and further Gears of the adapter gear are connected by means of a shaft, the length of which is at least 150mm x the square root of the differential system nominal power in MW, in particular at least 200mm x the square root of the differential system nominal power in MW.
  • the shaft can be a composite shaft made up of at least two shaft sections that can be displaced relative to one another, which enables flexible adaptation.
  • a bearing which is a roller bearing, in particular a double-row tapered roller bearing or a spherical roller bearing, is arranged between the first drive of the differential gear and the drive machine, the overall length can be further reduced with greater precision of the bearing.
  • the differential gear has a ring gear with a ring gear carrier and planetary gears on a planet carrier, that the planet carrier has a drive machine-side bearing, and that the ring gear carrier from the driven machine in the direction of the axis seen from the drive shaft, protrudes at least partially into the region of the bearing on the drive machine side.
  • Fig. 1 the principle of a differential system for driving a pump according to the prior art
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the invention
  • Fig. 3 shows a further inventive embodiment of a
  • FIG. 6 shows an embodiment of an output gear according to the invention.
  • Fig. 1 shows the principle of a differential system for a drive train using the example of a pump.
  • the work machine 1 is a symbolically represented pump, which is driven by a drive machine 4 via a drive shaft 2 and a differential stage 3 .
  • the drive machine 4 is a medium-voltage three-phase machine, which is connected to a network 12, in this case a medium-voltage network.
  • a sun gear 9 of the differential stage 3 is connected to the drive shaft 2 mounted by means of, for example, a plain bearing 14 (with, for example, one or two radial bearings and, if necessary, with an additional axial bearing), the drive machine 4 with a ring gear 8, and a planetary carrier 7 (With one or more planetary gears 13 rotatably mounted in the planetary carrier 7) with a differential drive 5.
  • the differential drive 5 is preferably a three-phase machine connected to the differential stage 3 via an adapter gear 10 .
  • the adapter gear 10 can, for example, also be a single or multi-stage spur gear (ie with or without stepped spur gears) or be designed as a toothed belt or chain drive and/or with a planetary gear stage and/or a Bevel gears are executed or combined.
  • adapter gear 10 can be offset in the x and/or z direction (cf. the coordinate system) between work machine 1 or realize the drive machine 4 and the differential drive 5 .
  • the core of the differential system is therefore a simple planetary gear stage with three inputs and outputs. Outputs, with an output with the drive shaft 2 or. of the working machine 1 , a first drive is connected to the drive machine 4 , and a second drive is connected to the differential drive 5 .
  • the input gear can be, for example, a single or multi-stage spur gear. designed as a toothed belt or chain drive and / or designed with a planetary gear stage and / or a bevel gear stage or. be combined .
  • Fig. 2 shows an inventive embodiment of a
  • the work machine 1 is also here via a Drive shaft 2 and a differential stage 3 (consisting of sun gear 9, ring gear 8 and planetary carrier 7 with one or more rotatably mounted planetary gears) are driven by a prime mover 4.
  • a differential stage 3 consisting of sun gear 9, ring gear 8 and planetary carrier 7 with one or more rotatably mounted planetary gears
  • the collision area in Fig. 2 is drawn in by way of example as the collision area Ki. In this area e.g. B. for maintenance and repair purposes, a minimum distance L A must be observed in order to B.
  • the measure of L A depends on the installed parts, the system size (e.g. power, applicable design standards (ISO, API, etc.)) and the environmental and installation conditions of the differential system.
  • An overall length L D of the differential drive 5 results from the requirements of the system design.
  • an attempt will preferably be made to use correspondingly small differential drives 5 (regarding both overall length and diameter) by means of a particularly precise design of the system.
  • An improvement in this regard is achieved by tending towards small concepts, such as electric drives with z.
  • B. Water jacket cooling with or without an external water-air heat exchanger or permanent-magnet three-phase machines.
  • special operating points such as e.g. B. an "operating speed" of the differential drive 5 equal to zero, possibly an external ventilation 20, i.e. a separately driven cooling system according to the prior art.
  • the design variants mentioned are available as standard in addition to many other design variants, but these require a correspondingly different one Overall length L D .
  • the direction of rotation D ⁇ n of the transmission drive shaft 28 and the direction of rotation Dout of the drive shaft 2 are opposite. If one eliminated, for example, the intermediate wheel 32, then the directions of rotation D ⁇ n and Dout would correspond.
  • the direction of rotation of the drive shaft 2 can also be varied in addition to the axial offset in the z and x direction.
  • the output gear 31 or. the drive shaft 2 (if no output gear 31 is present) is connected to the sun gear 7 z. B. connected by means of a symbolically represented solar shaft network 37 .
  • the sun shaft composite 37 is, for example, in several parts with z. B. one or more shaft-hub connections (e.g. splines according to DIN 5480), but can also be in one piece and is stored in accordance with the selected shaft connection and generally applicable design standards.
  • a suitable clutch can also be integrated in the sun shaft assembly 37 .
  • the clutch 18 is switchable or preferably a freewheel, or a synchronizing clutch, as described for example in WO 2016172742 A1.
  • the clutch 18 is preferably supplied with oil continuously or at intervals, this oil supply preferably being part of the lubricating and cooling system of the differential system.
  • Dif f erenzialantrieb 5 preferably in its control speed range.
  • the governing speed range is the speed range in which the
  • the differential system consists of a differential stage 3 , one or more differential drive(s) 5 , an output gear 31 , a superposition gear 17 and an adapter gear 21 .
  • the differential drive 5 (in the illustrated embodiment, for example, with attached external ventilation 20 ) is connected to the differential stage 3 via the adapter gear 21 according to the invention.
  • the adapter gear 21 consists of a planet carrier gear 22 (preferably helical or herringbone), a gear 23 and a servo stage, consisting of a gear 25 and a gear 26 .
  • the gear wheel 23 is connected to the gear wheel 25 by means of a shaft assembly 24 .
  • the desired overall length Y2 determines the overall length of the shaft assembly 24 L Y (center distance between the gear wheels 23 and 25 in the y-direction, i.e. in the direction of the axis of the drive shaft 2).
  • the adjustment gear 21 can with
  • the overall length Y2 is the distance between the connection-side end faces of a drive shaft of the work machine 1 and an output shaft of the drive machine 4 .
  • the composite shaft 24 is, for example, in two parts with z. B. a symbolically represented shaft-hub connection (e.g. spline according to DIN 5480), but can also be one-piece or more than two-piece.
  • the gear wheels 23 and 25 are stored separately, together or in combination, depending on the selected shaft assembly 24 .
  • the gear wheel 23 is also connected to the superposition gear 17, for example by means of a symbolically illustrated shaft-hub connection.
  • the length L Y is preferably selected such that the servo stage 25 , 26 in the y-direction, seen from the driving machine 4 in the direction of the axis of the drive shaft 2 , projects at least partially into the area of the output gear 31 .
  • "protrude into the area” means that a plane “A”, which lies in the front side of the gear wheel 26 on the driven machine side, in the positive y-direction (+y) behind a plane "B", which lies in the front side of the gear wheel on the driving machine side is located on the respective gear wheels of the output gear 31.
  • the plane "A" is at a greater distance from the drive machine 4 or of the clutch 27, as the plane "B".
  • L Y is at least 150mm x square root of the differential system MW rating and in a particularly preferred variant at least 200mm x square root of the differential system MW rating.
  • L Y has a length of at least 450 mm and in a particularly preferred variant a length of at least 600 mm.
  • the planetary carrier 7 with the associated planetary carrier gear wheel 22 is mounted on the working machine side by means of a bearing 29 .
  • This bearing 29 is preferably a spherical roller bearing or a cylindrical roller bearing with preferably the smallest possible radial play.
  • the planetary carrier gear 22 according to the invention protrudes at least partially in the y-direction, seen from the drive machine 4 in the direction of the axis of the drive shaft 2, up to the area of the bearing 29.
  • a further measure according to the invention for reducing the overall length Y2 consists in designing a drive shaft-side gear 33 of the superposition gear 17 in combination (i.e. in one piece or in several pieces with a positive or non-positive connection of the components) with a connecting flange 34 .
  • the connecting flange 34 is the connecting element between a one-part or multi-part ring gear carrier 35 and the transmission input shaft 28 .
  • the connecting flange 34 and the transmission drive shaft 28 are designed in one or more parts (e.g. connected in a non-positive manner).
  • the connecting flange 34 is preferably connected to the ring gear carrier 35 by means of a positive and/or non-positive connection, and the ring gear carrier 35 is in turn connected to the ring gear 8 by means of a positive and/or non-positive connection.
  • ring gear 8 ring gear carrier 35 , connecting flange 34 and transmission drive shaft 28 can alternatively be designed in one to three parts or in more than four parts.
  • the planetary carrier 7 is mounted on the drive machine side by means of a bearing 36 (preferably in the form of a cylindrical roller bearing with the smallest possible radial play).
  • a bearing 36 preferably in the form of a cylindrical roller bearing with the smallest possible radial play.
  • the ring gear carrier 35 protrudes at least partially in the y-direction, viewed from the working machine 1 in the direction of the axis of the drive shaft 2, into the region of the bearing 36.
  • "protrude into the area” means that a plane "F", which lies in the front side of the ring gear carrier 35 on the drive machine side, in the negative y-direction (-y) behind a plane "E” that lies in the front side of the ring gear carrier on the driven machine side Bearing 36 is arranged.
  • the plane "F” has a greater distance from the working machine 1 than the plane "E".
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a differential system according to the invention.
  • the working machine 1 is driven by the drive machine 4 via the drive shaft 2 and the differential stage 3 (consisting of a sun gear, ring gear and planetary carrier with one or more rotatably mounted planetary gears).
  • optional external fan 20 is compared to the arrangement shown in FIG. 2 rotated 180 degrees.
  • their periphery 38 e.g.
  • a shaft composite 40 also rotated accordingly.
  • the length L Y is preferably selected in such a way that a servo stage 43 (as part of the adapter gear 39) at least partially in the negative y-direction (-y), viewed from the working machine 1 in the direction of the axis of the drive shaft 2, in the area of the Bearing 30 of the transmission input shaft 28 protrudes.
  • protrude into the area means that a plane “G”, which lies in the drive machine-side end face of at least one of the respective servo stage gear wheels 43, in the negative y-direction (-y) behind a plane “H". , which is located in the working machine-side end face of the bearing 30.
  • the plane “G” is at a greater distance from the working machine 1 than the plane "H”.
  • An output gear 41 is single-stage in this embodiment and by means of a superposition gear 42 with the adapter gear 39 or. the differential drive 5 can be connected.
  • the differential system can thus be used analogously, as already shown in FIG. 2 described, start up.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a differential system according to the invention.
  • retrofit measures i.e. replacement of a conventional drive, such as a simple gearbox or a variable speed gearbox coupling with a differential system
  • there is usually only limited installation space available this is particularly so in connection with the machine foundation.
  • the differential drives 5 are positioned on a gear housing 57 .
  • the feet of the differential drive(s) 5 on the non-drive side are mounted on the transmission housing 57 by means of a frame 58 .
  • the differential drive or drives 5 are decoupled from the transmission housing 57 and from the frame 58 by means of decoupling elements 59 .
  • This can e.g. B. be realized through the use of elastomer bearings.
  • Elastomeric bearings are machine elements made of rubber-metal compounds that reduce vibrations that occur on machine parts and store attached parts carefully. In this way, the service life of the machines (in this case differential drive 5) can be increased and structure-borne noise that occurs can be reduced at the same time.
  • a screw connection of the gear housing 57 preferably a cast housing, with a foundation (base) can be adapted to the project-specific circumstances. This happens z. B. by means of a modular cast mold assembly kit of the transmission housing 57 by providing for the attachment of different mold elements, adapted to a variable screw connection pattern, to a core element of the mold. Alternatively, a separate intermediate frame can be used between the gear housing 57 and the foundation base.
  • Fig. 5 shows an embodiment of a shaft assembly 24 according to the invention.
  • the shaft of the gear wheel 25 is mounted on the shaft of the gear wheel 23 on the one hand by means of a bearing 44 and on the side facing the gear wheel 23 via, for example, a positive shaft-hub connection of the shaft assembly 24 .
  • the gear wheel 25 can be decoupled from the gear wheel 23 of the adapter gear 21 in the axial direction.
  • the shaft of gear 23 is supported by bearings 45 and 46 .
  • the shaft of gear 26 is supported by bearings 47 and 48 .
  • the composite shaft 24 by means of another, z. B. positive, shaft-hub connection 54 expanded and thus a connection to the superposition gear 17 are made.
  • Alternative variants of a bearing or shaft connection are generally preferred according to the invention. State of the art can be used.
  • the length L Y is chosen so that the servo stage 25, 26 incl. their bearing 44 or bearing 47 in the y-direction, seen from the prime mover 4 in the direction of the axis of the drive shaft 2 a) in the case of a differential system without an output gear (e.g. according to FIG. 1) the bearing 14 and b) in the In the case of a differential system with an output gear (eg, according to FIG. 2), the output gear 31 protrudes at least partially.
  • Fig.l likes to mean that a reference line "J" (this is the reference line which runs through the front side of the gear wheel 58 on the working machine side) in the positive y direction (+y) behind a reference line “K” (This is the reference line, which goes through a drive machine-side end face of the bearing 14).
  • Fig. 6 shows an inventive embodiment of an output gear based on the description of the output gear 31 like.
  • the output gear 31 consists of preferably herringbone gear shafts 49, 32 and 51 plus their bearings (radial and possibly axial), which are preferably designed as plain bearings, but roller or magnetic bearings can also be used in principle.
  • the shaft of the gear wheel 49 is connected to the sun shaft assembly 37 and the shaft of the gear wheel 51 to the drive shaft 2 .
  • the shafts of the gear wheels 49, 32 and 51 and their bearings are preferably accommodated in a modifiable frame 52, ie one that is adapted to the respective requirements.
  • the frame 52 is a welded construction, which can easily be adapted to the project-specific requirements such as a) change in the direction of rotation D ou t and thus elimination of the intermediate wheel 32, b) speed of the drive shaft 2, c) horizontal center distance X2, d) vertical center distance between transmission drive shaft 28 and
  • the frame 52 can also be designed as a cast construction.
  • the frame 52 is connected (e.g. screwed) to the transmission housing 57 of the differential system, which is preferably designed as a cast construction.
  • Lubricating oil lines for lubricating the toothing and the bearings are preferably also integrated in the frame 52 .
  • FIG. 7 shows another configuration of an output gear 31 according to the invention.
  • FIG. 2. Compared to the example in FIG. 6, this embodiment is designed with a smaller horizontal axis offset X2 and an inclined position of the bearing shells.
  • FIGS. 6 and 7 can also be used in isolation from the present invention and thus represent independent inventions and possibilities that
  • Differential system can be cost-effectively adapted to project-specific requirements.
  • FIG. 8 shows an embodiment of a configuration of an adapter gear according to the present invention.
  • a second gear stage consisting of gears 23', 25' and 26', is implemented as a further adaptation gear to a further differential drive.
  • the overlay path alternatively (as a variant) with a further detachable/controllable coupling 18' is doubled.
  • a transmission ratio of the gear stage with the gear wheels 25 and 26 can be different from that of the gear stage with the gear wheels 25' and 26' in order to be able to integrate differential drives with different numbers of pole pairs, for example. The same applies to the gear pairs
  • the transmission ratios of the overlay paths may have to be adjusted accordingly.
  • FIG. 9 shows another configuration of an adapter gear according to the invention.
  • a further servo stage consisting of the gears 55 and 56, is implemented here.
  • FIG. 10 shows another configuration of an adapter gear according to the invention.
  • a gearwheel 26' is implemented as an extension of the adapter gearing 21 in order to connect a further differential drive 5.
  • the transmission ratio of the gear wheels 25 and 26 can be different from the transmission ratio of the gear wheels 25 and 26' in order to be able to integrate differential drives with a different number of pole pairs, for example.
  • the connection of the planet carrier gear 22 to a superposition gear and the clutch 18 is realized in this exemplary embodiment by means of a separate gear stage consisting of planet carrier gear 22 and gear 57 .

Landscapes

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Abstract

:Ein Triebstrang weist eine Antriebswelle (2) einer Arbeitsmaschine (1), eine Antriebsmaschine (4) und ein Differenzialgetriebe (3, 7 bis 9) mit drei An- bzw. Abtrieben auf, wobei ein Abtrieb mit der Antriebswelle (2), ein erster Antrieb mit der Antriebsmaschine (4) und ein zweiter Antrieb mit einem Differenzialantrieb (5) verbindbar ist. Der Differenzialantrieb (5) ist über ein Anpassungsgetriebe (21) mit Zahnrädern (25, 26) mit dem zweiten Antrieb und die Antriebswelle (2) über ein Ausgangsgetriebe (31) mit Zahnrädern (32, 49, 51) mit dem Abtrieb verbunden. Die Zahnräder (25, 26) des Anpassungsgetriebes (21) ragen von der Antriebsmaschine (4) aus in Richtung der Achse der Antriebswelle (2) gesehen wenigstens bis in den Bereich der Zahnräder (32, 49, 51) des Ausgangsgetriebes (31).

Description

TRIEBSTRANG
Die Erfindung betrifft einen Triebstrang mit einer Antriebswelle einer Arbeitsmaschine , mit einer Antriebsmaschine und mit einem Differenzialgetriebe mit drei An- bzw . Abtrieben, wobei ein Abtrieb mit der Antriebswelle , ein erster Antrieb mit der Antriebsmaschine und ein zweiter Antrieb mit einem Dif f erenzialantrieb verbindbar ist , wobei der Dif f erenzialantrieb über ein Anpassungsgetriebe mit dem zweiten Antrieb verbunden ist , wobei das Anpassungsgetriebe erste Zahnräder aufweist , wobei die Antriebswelle über ein Ausgangsgetriebe mit dem Abtrieb verbunden ist , und wobei das Ausgangsgetriebe Zahnräder aufweist .
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Triebstrang mit einer Antriebswelle einer Arbeitsmaschine , mit einer Antriebsmaschine und mit einem Differenzialgetriebe mit drei An- bzw . Abtrieben, wobei ein Abtrieb mit der Antriebswelle , ein erster Antrieb über eine Getriebeantriebswelle mit der Antriebsmaschine und ein zweiter Antrieb mit einem Dif f erenzialantrieb verbindbar ist , wobei der Dif f erenzialantrieb über ein Anpassungsgetriebe mit dem zweiten Antrieb verbunden ist , wobei das Anpassungsgetriebe Zahnräder aufweist , und wobei die Getriebeantriebswelle mittels eines Lagers gelagert ist .
Eine u . a . auch im Zuge einer Energiewende gestellte antriebstechnische Anforderung ist ein effizienter, drehzahlvariabler Betrieb von Arbeitsmaschinen bzw . Energiegewinnungsanlagen . Im Weiteren werden elektrische Maschinen als Beispiel für Antriebsmaschinen bzw . Generatoren herangezogen, das Prinzip gilt aber für alle möglichen Arten von Antriebsmaschinen, wie z . B . für Verbrennungskraftmaschinen .
Heute verbreitet eingesetzte Antriebe von ( a ) Arbeitsmaschinen, wie Fördereinrichtungen, z . B . Pumpen, Kompressoren und Ventilatoren, oder wie Mühlen, Brecher, Förderbänder, Fahrzeuge usw . und (b ) Generatoren, z . B . von Energiegewinnungsanlagen, die erfindungsgemäß alle erfasst sind, sind elektrische Antriebsmaschinen, wie z . B . Drehstrom- Asynchronmaschinen und Drehstrom-Synchronmaschinen . Insbesondere bei größeren Antriebsleistungen muss j edoch die elektrische Antriebsmaschine und ein Stromnetz , an das die elektrische Antriebsmaschine angeschlossen ist , entsprechend groß ausgelegt werden, um beim Anfahren von einer Drehzahl gleich Null ein gefordertes Antriebsmoment liefern zu können . Elektrische Antriebsmaschinen werden daher auch aus diesem Grund, anstelle direkt an ein Netz angeschlossen zu werden, häufig in Kombination mit einem Frequenzumrichter als drehzahlvariable Antriebe ausgeführt , bzw . werden auch Getrieberegelkupplungen zwischen dem elektrischen Antrieb und der Arbeitsmaschine angeordnet . Eine im Vergleich dazu kostengünstigere und bezüglich des Wirkungsgrades bessere Alternative ist der Einsatz von Dif f erenzialsystemen, wie sie beispielsweise aus der WO 2016/ 172742 Al bekannt sind .
Der Kern eines Dif f erenzialsystems ist ein Differenzialgetriebe , das in einer einfachen Ausführungsform eine einfache Planetengetriebestufe (mit einem Sonnenrad, einem Planetenträger mit darin gelagerten Planetenrädern und einem Hohlrad ) mit drei An- bzw . Abtrieben sein kann, wobei ein Abtrieb mit der Antriebswelle einer Arbeitsmaschine , ein erster Antrieb mit einer Antriebsmaschine und ein zweiter Antrieb mit einem oder mehreren Dif f erenzialantrieben verbunden ist . Damit kann die Arbeitsmaschine bei konstanter Drehzahl der Antriebsmaschine drehzahlvariabel betrieben werden, wobei der Dif f erenzialantrieb eine geregelte , variable Drehzahl der Antriebswelle ermöglicht .
Weitere beispielhafte Ausführungsvarianten von Differenzialgetrieben, die bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls zum Einsatz kommen können, sind aus der AT 516 038 A und der DE 10 2015 002 585 Al bekannt .
Um eine Arbeitsmaschine vom Stillstand aus in Betrieb zu setzen und im Falle einer elektrischen Maschine als Antriebsmaschine zusätzlich eine Antriebsmaschine vom Stillstand aus vorzugsweise auf Synchrondrehzahl zu bringen, kann das Dif f erenzialsystem z . B . gemäß WO 2016/ 172742 Al ausgeführt werden .
Eine grundsätzliche Problemstellung ist j edoch, dass in vielen bestehenden Antriebssystemen nur ein relativ kleiner Bauraum für Retrofit Maßnahmen ( d . h . der Ersatz eines konventionellen Antriebes , wie ein einfaches Getriebe oder eine Getrieberegelkupplung, durch ein Dif f erenzialsystem) zur Verfügung steht . Aber auch bei neuen Systemen kann ein nur geringer Bauraum ein Problem darstellen . Dabei sind die beschränkenden Dimensionen im Wesentlichen einerseits die Baulänge ( der Abstand zwischen den anschlussseitigen Stirnseiten der
Abtriebswelle der Antriebsmaschine und der Antriebswelle der
Arbeitsmaschine ) und der Achsversatz ( der Achsversatz zwischen der Abtriebswelle der Antriebsmaschine und der Antriebswelle der
Arbeitsmaschine ) , und andererseits der von der Antriebsmaschine und der Arbeitsmaschine ( inkl . deren Peripherie ) in Anspruch genommene Bauraum.
Aufgabe der Erfindung ist es , eine Lösung zu finden, mit der man einen kleinen Bauraum des Dif f erenzialsystems realisieren kann .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einer ersten Ausführungsform der Erfindung durch einen Triebstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Triebstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst .
Dadurch, dass Teile des Triebstranges in axialer Richtung betrachtet übereinander gerückt werden, kann die Baulänge des Triebstranges verkürzt werden .
Die Baulänge des Triebstranges kann weiters dadurch verkürzt werden, dass das Anpassungsgetriebe weitere Zahnräder aufweist , dass das Differenzialgetriebe auf einer von der Antriebsmaschine abgewandten Seite ein Lager aufweist , und dass die weiteren Zahnräder des Anpassungsgetriebes von der Antriebsmaschine aus in Richtung der Achse der Antriebswelle gesehen wenigstens bis in den Bereich dieses Lagers ragen .
Um eine Anpassung der Geometrie des Triebstranges an den gewünschten bzw . erforderlichen Abstand zwischen dem Dif f erenzialantrieb und der Antriebmaschine zu ermöglichen, ist in einer weitere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die ersten und weiteren Zahnräder des Anpassungsgetriebes mittels einer Welle verbunden sind, deren Länge wenigstens 150mm x Quadratwurzel der Dif f erenzialsystem- Nennleistung in MW, insbesondere wenigstens 200mm x Quadratwurzel der Dif f erenzialsystem-Nennleistung in MW, beträgt .
Die Welle kann dabei ein Wellenverbund aus wenigstens zwei Wellenabschnitten sein, die relativ zueinander verschiebbar sind, was eine flexible Anpassung ermöglicht .
Wenn zwischen dem ersten Antrieb des Differenzialgetriebes und der Antriebsmaschine ein Lager angeordnet ist , das ein Wälzlager, insbesondere ein zweireihiges Kegelrollenlager oder ein Pendelrollenlager , ist , kann die Baulänge bei höherer Präzision der Lagerung weiter verkürzt werden .
Eine weitere mögliche Maßnahme , um die Baulänge zu verkürzen, ist dadurch gekennzeichnet , dass das Differenzialgetriebe ein Hohlrad mit einem Hohlradträger und Planetenräder an einen Planetenträger aufweist , dass der Planetenträger ein antriebsmaschinenseitiges Lager aufweist , und dass der Hohlradträger von der Arbeitsmaschine aus in Richtung der Achse der Antriebswelle gesehen wenigstens teilweise in den Bereich des antriebsmaschinenseitigen Lagers ragt .
Jede einzelne dieser Maßnahmen dient dazu, den erforderlichen Bauraum zu verringern, wobei die Kombination dieser Maßnahmen zu einem minimalen Bauraum führt . Es versteht sich, dass erfindungsgemäß nicht alle Maßnahmen gleichzeitig umgesetzt werden müssen, sondern es auch möglich ist , nur einzelne Maßnahmen unabhängig von anderen Maßnahmen zu implementieren .
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche .
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die angeschlossenen Zeichnungen erläutert . Es zeigt :
Fig . 1 das Prinzip eines Dif f erenzialsystems für einen Antrieb einer Pumpe gemäß Stand der Technik, Fig. 2 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines
Dif f erenzialsystems ,
Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines
Dif f erenzialsystems ,
Fig. 4 noch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Dif f erenzialsystems ,
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wellenverbundes,
Fig. 6 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Ausgangsgetriebes gern. Fig. 2,
Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäße Konfiguration eines Aus gangs ge t r iebe s ,
Fig. 8 eine erfindungsgemäße Konfiguration eines Anpassungsgetriebes,
Fig. 9 eine weitere erfindungsgemäße Konfiguration eines Anpassungsgetriebes, und
Fig. 10 noch eine weitere erfindungsgemäße Konfiguration eines Anpassungsgetriebes .
Fig. 1 zeigt das Prinzip eines Dif f erenzialsystems für einen Triebstrang am Beispiel einer Pumpe. Dabei ist die Arbeitsmaschine 1 eine symbolisch dargestellte Pumpe, welche über eine Antriebswelle 2 und eine Dif f erenzialstuf e 3 von einer Antriebsmaschine 4 angetrieben wird. Die Antriebsmaschine 4 ist im gezeigten Beispiel eine Mittelspannungs-Drehstrommaschine, welche an ein Netz 12, in diesem Fall ein Mittelspannungsnetz, angeschlossen wird. Ein Sonnenrad 9 der Dif f erenzialstuf e 3 ist mit der mittels z.B. einer Gleitlagerung 14 (mit z.B. einem oder zwei Radiallagern und, sofern erforderlich, mit einem zusätzlichen Axiallager) gelagerten Antriebswelle 2, die Antriebsmaschine 4 mit einem Hohlrad 8, und ein Planetenträger 7 (mit einem oder mehreren im Planetenträger 7 drehbar gelagerten Planetenrädern 13) mit einem Dif f erenzialantrieb 5 verbunden. Der Dif f erenzialantrieb 5 ist vorzugsweise eine über ein Anpassungsgetriebe 10 mit der Dif f erenzialstuf e 3 verbundene Drehstrommaschine. Alternativ zum gezeigten zweistufigen Stirnradgetriebe kann das Anpassungsgetriebe 10 beispielsweise auch ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe (d.h. mit oder ohne gestufte (n) Stirnräder (n) ) sein bzw. als Zahnriemen- oder Kettentrieb ausgeführt und/oder mit einer Planetengetriebestufe und/oder einer Kegelradstufe ausgeführt bzw. kombiniert werden. Mit dem Anpassungsgetriebe 10 kann man darüber hinaus einen Achsversatz in x- und/oder z-Richtung (vergl . hierzu das Koordinatensystem) zwischen der Arbeitsmaschine 1 bzw . der Antriebsmaschine 4 und dem Dif f erenzialantrieb 5 realisieren .
Der Kern des Dif f erenzialsystems ist in dieser Ausführungsform somit eine einfache Planetengetriebestufe mit drei An- bzw . Abtrieben, wobei ein Abtrieb mit der Antriebswelle 2 bzw . der Arbeitsmaschine 1 , ein erster Antrieb mit der Antriebsmaschine 4 , und ein zweiter Antrieb mit dem Dif f erenzialantrieb 5 verbunden ist .
Die folgende Tabelle zeigt mögliche und erfindungsgemäß erfasste Kombinationen der Kopplung des Planetenträgers , des Sonnenrades und des Hohlrades mit der Arbeitsmaschine [A] , dem Dif f erenzialantrieb [ D] und der Antriebsmaschine [M] :
Elektrisch ist der Dif f erenzialantrieb 5 mittels vorzugsweise einem Niederspannungs-Wechselrichter 6 und - sofern erforderlich - einem Transformator 11 an das Netz 12 angebunden . Der Ausgleich zwischen einer variablen Rotordrehzahl der Antriebswelle 2 und einer fixen Drehzahl der netzgebundenen Antriebsmaschine 4 wird durch den drehzahlvariablen Dif f erenzialantrieb 5 realisiert . Mit dem zweiten Antrieb des Dif f erenzialsystems können auch mehrere Dif f erenzialantriebe 5 verbunden sein, welche den zweiten Antrieb parallel oder alternativ antreiben . Die Positionierung bzw . die Verteilung im Dif f erenzialsystem von einem bzw . mehreren Dif f erenzialantrieben 5 ist sowohl in x- als auch in z-Richtung variabel .
Der in Fig . 1 bis Fig . 4 horizontal dargestellte Triebstrang kann grundsätzlich auch vertikal ausgerichtet sein . Dies gilt generell für alle möglichen Varianten von Dif f erenzialsystemen . Die Baulänge Yi definiert den Abstand zwischen den anschlussseitigen Stirnseiten einer Antriebswelle der Arbeitsmaschine 1 und einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine 4 . Um eine Kollision zwischen der Antriebsmaschine 4 und dem Dif f erenzialantrieb 5 zu vermeiden, kann das Dif f erenzialsystem in Richtung der Achse der Antriebsmaschine 4 entsprechend lange ausgeführt , oder (wie dargestellt ) eine entsprechend lange Kupplung 16 eingebaut werden . Aus diesem Grund ist auch eine relativ lang ausgeführte Gleitlagerung 19 der Getriebeantriebswelle 15 (mit z . B . einem Axial- und zwei Radiallagern) einfach unterzubringen .
Grundsätzlich ist ein Eingangsgetriebe zwischen Dif f erenzialstuf e 3 und Antriebsmaschine 4 möglich, wodurch neben einer Drehzahlanpassung eine horizontale und/oder eine vertikale Anpassung von Baulänge und/oder Achsversatz realisierbar sind . Dabei kann das Eingangsgetriebe beispielsweise ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe sein bzw . als Zahnriemen oder Kettentrieb ausgeführt und/oder mit einer Planetengetriebestufe und/oder einer Kegelradstufe ausgeführt bzw . kombiniert werden .
Um ein Hochfahren der Arbeitsmaschine 1 von einer Drehzahl gleich Null zu ermöglichen, ist das Dif f erenzialsystem mit einem Überlagerungsgetriebe 17 ausgestattet . Zum Hochfahren des Systems wird die Getriebeantriebswelle 15 mittels des Überlagerungsgetriebes 17 , einer lösbaren/regelbaren Kupplung 18 und dem Anpassungsgetriebe 10 mit dem Dif f erenzialantrieb 5 verbunden . Damit kann der
Dif f erenzialantrieb 5 die Arbeitsmaschine 1 bei geschlossener Kupplung 18 hochfahren und gleichzeitig die Antriebsmaschine 4 mit dem Netz 12 synchronisieren .
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften und Merkmale des Dif f erenzialsystems gemäß Stand der Technik sind auch für die nachfolgend beschriebenen Dif f erenzialsysteme zutreffend, sofern sie nicht durch andere bzw . zusätzliche Merkmale ersetzt bzw . ergänzt werden .
Fig . 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines
Dif f erenzialsystems . Die Arbeitsmaschine 1 wird auch hier über eine Antriebswelle 2 und eine Dif f erenzialstuf e 3 (bestehend aus Sonnenrad 9 , Hohlrad 8 und Planetenträger 7 mit einem oder mehreren drehbar gelagerten Planetenrädern ) von einer Antriebsmaschine 4 angetrieben . Kann oder will man in x- und/oder z-Richtung keine größeren Achsabstände für einen Dif f erenzialantrieb 5 vorsehen, geht es im Wesentlichen darum, eine Lösung zu finden, mit der eine Kollision zwischen dem Dif f erenzialantrieb 5 (bzw . gegebenenfalls mehreren Dif f erenzialantrieben) und der Antriebsmaschine 4 vermieden werden kann, wobei der Kollisionsbereich in Fig . 2 beispielhaft als Kollisionsbereich Ki eingezeichnet ist . In diesem Bereich sollte , z . B . für Wartungs- und Reparaturzwecke , ein Mindestabstand LA eingehalten werden, um im zusammengebauten Zustand des Dif f erenzialsystems z . B . Teile des Dif f erenzialsystems einfach und ohne großen Zusatzaufwand ( de ) montieren zu können . Das Maß für LA hängt von den eingebauten Teilen, der Systemgröße ( z . B . Leistung , anzuwendende Auslegungsstandards ( ISO, API , etc . ) ) und den Umgebungs- und Einbaubedingungen des Dif f erenzialsystems ab .
Eine Baulänge LD des Dif f erenzialantriebes 5 ergibt sich aus den Anforderungen der Systemauslegung . Hier wird man vorzugsweise versuchen, durch eine besonders genaue Auslegung des Systems entsprechend kleine Dif f erenzialantriebe 5 (betreffend sowohl Baulänge als auch Durchmesser ) zu verwenden . Eine diesbezügliche Verbesserung erzielt man, indem man bei der Wahl des Dif f erenzialantriebes 5 tendenziell kleine Konzepte , wie elektrische Antriebe mit z . B . Wassermantelkühlung mit oder ohne externem Wasser-Luft Wärmetauscher oder permanentmagneterregte Drehstrommaschinen, einsetzt . Andererseits erfordern besondere Betriebspunkte , wie z . B . eine „Betriebsdrehzahl" des Dif f erenzialantriebes 5 gleich Null , unter Umständen eine Fremdbelüftung 20 , d . h . ein separat angetriebenes Kühlsystem entsprechend dem Stand der Technik . Die genannten Ausführungsvarianten sind neben vielen weiteren Ausführungsvarianten standardmäßig verfügbar , j edoch bedingen diese eine entsprechend unterschiedliche Baulänge LD .
Um den Drehzahlbereich des Systems anpassen zu können, kann ein Ausgangsgetriebe 31 (bestehend aus Zahnrädern inkl . deren Lagerung ) zwischen dem Sonnenrad 9 und der Arbeitsmaschine 1 implementiert werden . Alternativ zur gezeigten Ausführungsform mit einem Zwischenrad 32 kann das Ausgangsgetriebe 31 beispielsweise auch ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe (mit oder ohne gestuften Stirnrädern) sein, oder als Zahnriemen oder Kettentrieb ausgeführt und/oder mit einer Planetengetriebestufe und/oder einer Kegelradstufe ausgeführt bzw . kombiniert werden . Mit dem Ausgangsgetriebe 31 kann man darüber hinaus einen Achsversatz in x- und/oder z-Richtung zwischen der Arbeitsmaschine 1 und dem Dif f erenzialantrieb 5 realisieren . In der gezeigten Ausführungsform ändert sich die Drehrichtung im Antriebssystem, d . h . die Drehrichtung D±n der Getriebeantriebswelle 28 und die Drehrichtung Dout der Antriebswelle 2 sind entgegengesetzt . Eliminierte man beispielsweise das Zwischenrad 32 , so würden die Drehrichtungen D±n und Dout übereinstimmen . Somit ist mittels einer entsprechenden Ausgestaltung des Ausgangsgetriebes 31 neben dem Achsversatz in z- und x-Richtung auch die Drehrichtung der Antriebswelle 2 variierbar .
Der Achsversatz X2 ist der Achsabstand in x-Richtung zwischen der Antriebswelle 2 und einer Getriebeantriebswelle 28 . Ein allfällig geforderter Achsversatz zwischen der Antriebswelle 2 und der Getriebeantriebswelle 28 in z-Richtung ist ebenfalls möglich, j edoch in Fig . 2 nicht dargestellt .
Das Ausgangsgetriebe 31 bzw . die Antriebswelle 2 ( sofern kein Ausgangsgetriebe 31 vorhanden ist ) ist mit dem Sonnenrad 7 z . B . mittels eines symbolisch dargestellten Sonnenwellenverbundes 37 verbunden . Der Sonnenwellenverbund 37 wird beispielsweise mehrteilig mit z . B . einer oder mehreren Welle-Naben Verbindungen ( z . B . Passverzahnung gern. DIN 5480 ) ausgeführt , kann j edoch auch einteilig sein und wird entsprechend dem gewählten Wellenverbund und allgemein gültigen Konstruktionsstandards gelagert . Darüber hinaus kann in dem Sonnenwellenverbund 37 auch eine geeignete Kupplung integriert werden .
Wie in Fig . 1 ist das Dif f erenzialsystem auch hier mit einem Überlagerungspfad ausgestattet . Das Übersetzungsverhältnis des Überlagerungsgetriebes 17 wird vorzugsweise so gestaltet , dass die Antriebsmaschine 4 zumindest annähernd ihre Synchrondrehzahl erreicht , sobald sich an der Arbeitsmaschine 1 eine untere Drehzahl im sogenannten Differenzial-Modus einstellt . Nachdem oder während die Antriebsmaschine 4 mit dem Netz verbunden wurde oder wird, wird die Kupplung 18 geöffnet und das Dif f erenzialsystem arbeitet dann im Differenzial-Modus .
Für die beschriebene Hochfahrmethode spielt es prinzipiell keine Rolle , für welchen Drehzahlbereich das System im Differenzial-Modus ausgelegt ist . Diesbezüglich ist nur das Übersetzungsverhältnis des Anpassungsgetriebes 17 entsprechend anzupassen .
Ergänzend zum Differenzial-Modus ist der Servo-Modus j ener Modus , in dem das Dif f erenzialsystem hochgefahren und dabei in einem Drehzahlbereich unterhalb des Differenzial-Modus betrieben wird . Prinzipiell kann das Dif f erenzialsystem auch in diesem Modus mit drehzahlspezifisch voller oder reduzierter Leistung der Arbeitsmaschine 1 dauerhaft betrieben werden .
Um das während ( i ) der Hochfahrphase im Servo-Modus (bei z . B . kleinem Drehzahlbereich im Differenzial-Modus ) und ( ii ) gegebenenfalls auch im Differenzial-Modus zu überwindende Drehmoment an der Arbeitsmaschine 1 möglichst gering zu halten, kann beispielsweise ein Ventil , ein Bypass oder ein hydraulischer Kurzschluss im Arbeitsmittelkreislauf ( z . B . Wasser- oder Luft- oder Gaskreislauf ) der Arbeitsmaschine 1 und deren vor- bzw . nachgeschalteten Einrichtungen/Installationen vorgesehen und u . a . auch während des Anfahrvorganges aktiviert werden .
Die Kupplung 18 ist schaltbar bzw . vorzugsweise ein Freilauf , bzw . eine Synchronisierkupplung , wie beispielsweise in der WO 2016172742 Al beschrieben . Die Kupplung 18 wird schmierungs- , kühlungs- und funktionsbedingt vorzugsweise kontinuierlich oder in Intervallen mit Öl versorgt , wobei diese Ölversorgung vorzugsweise ein Teil des Schmier- und Kühlsystems des Dif f erenzialsystems ist .
Sowohl im Differenzial- als auch im Servo-Modus arbeitet der
Dif f erenzialantrieb 5 vorzugsweise in seinem Regeldrehzahlbereich . Der Regeldrehzahlbereich ist der Drehzahlbereich, in dem der
Dif f erenzialantrieb 5 arbeitet , um den Arbeitsdrehzahlbereich der Arbeitsmaschine 1 realisieren zu können . Der Regeldrehzahlbereich wird dabei vor allem durch die vom Hersteller spezifizierten und von einer Betriebsdauer abhängigen Spannungs- , Strom- und Drehzahlgrenzen bestimmt .
Alternativ zu der dargestellten Lösung des Überlagerungspfades (bestehend aus Überlagerungsgetriebe 17 , Kupplung 18 und Zahnrad 23 ) kann auch mittels eines separaten, mit z . B . dem Planetenträgerzahnrad 22 verbundenen Zahnrades eine lösbare/regelbare Verbindung zwischen den beiden Antrieben des Dif f erenzialsystems bzw . zwischen dem Abtrieb und einem der Antriebe des Dif f erenzialsystems vorgesehen werden .
Das Dif f erenzialsystem besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einer Dif f erenzialstuf e 3 , einem oder mehreren Differenzialantrieb ( en ) 5 , einem Ausgangsgetriebe 31 , einem Überlagerungsgetriebe 17 und einem Anpassungsgetriebe 21 .
Der Differenzialantrieb 5 ( in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise mit angebauter Fremdbelüftung 20 ) ist über das erfindungsgemäße Anpassungsgetriebe 21 mit der Dif f erenzialstuf e 3 verbunden . Das Anpassungsgetriebe 21 besteht aus einem Planetenträgerzahnrad 22 (vorzugsweise schräg oder pfeilverzahnt ) , einem Zahnrad 23 und einer Servostufe , bestehend aus einem Zahnrad 25 und einem Zahnrad 26 . Das Zahnrad 23 ist mittels eines Wellenverbundes 24 mit dem Zahnrad 25 verbunden . Entsprechend dem gewünschten/erf orderlichen Abstand LA zwischen dem Differenzialantrieb 5 und der Antriebmaschine 4 bzw . der gewünschten Baulänge Y2 wird die Baulänge des Wellenverbundes 24 LY (mittiger Abstand zwischen den Zahnrädern 23 und 25 in y-Richtung , d . h . in Richtung der Achse der Antriebswelle 2 ) festgelegt .
Das Anpassungsgetriebe 21 kann mit
( a ) einer oder mehreren zusätzlichen Getriebestufen in Form eines ein- oder mehrstufigen Stirnradgetriebes ( d . h . mit oder ohne gestuften Stirnrädern) oder
(b ) einem Zahnriemen oder Kettentrieb ausgeführt und/oder
( c ) einer Planetengetriebestufe und/oder
( d) einem Kegelradgetriebe ausgeführt bzw . kombiniert werden . Ein allfällig geforderter Achsversatz zwischen der Antriebswelle des Dif f erenzialantriebes 5 und der Getriebeantriebswelle 28 in z-Richtung ist ebenfalls möglich, j edoch in Fig . 2 nicht dargestellt .
Durch Anpassung von LY kann z . B . abhängig von der auslegungs- und ausführungsbedingten Baulänge LD des Dif f erenzialantriebes 5 ( zuzüglich einer gegebenenfalls integrierten Fremdbelüftung 20 ) eine pro ektspezifisch geforderte Baulänge Y2 des Dif f erenzialsystems realisiert werden . Die Baulänge Y2 ist der Abstand zwischen den anschlussseitigen Stirnseiten einer Antriebswelle der Arbeitsmaschine 1 und einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine 4 .
Der Wellenverbund 24 ist beispielsweise zweiteilig mit z . B . einer symbolisch dargestellten Welle-Naben Verbindung ( z . B . Passverzahnung gern . DIN 5480 ) , kann j edoch auch einteilig oder mehr als zweiteilig sein . Die Zahnräder 23 und 25 werden entsprechend dem gewählten Wellenverbund 24 separat , gemeinsam oder kombiniert gelagert . Das Zahnrad 23 ist in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise mittels einer symbolisch dargestellten Welle-Naben Verbindung auch mit dem Überlagerungsgetriebe 17 verbunden .
Erfindungsgemäß wird die Länge LY vorzugsweise so gewählt , dass die Servostufe 25 , 26 in y-Richtung, von der Antriebsmaschine 4 aus in Richtung der Achse der Antriebswelle 2 gesehen, wenigstens teilweise bis in den Bereich des Ausgangsgetriebes 31 ragt . „In den Bereich ragen" heißt in diesem Zusammenhang , dass eine Ebene „A" , die in der arbeitsmaschinenseitigen Stirnseite des Zahnrades 26 liegt , in positiver y-Richtung ( +y) hinter einer Ebene „B" , die in der antriebsmaschinenseitigen Stirnseite der j eweiligen Zahnräder des Ausgangsgetriebes 31 liegt , angeordnet ist . Mit anderen Worten hat die Ebene „A" einen größeren Abstand von der Antriebsmaschine 4 bzw . der Kupplung 27 , als die Ebene „B" .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist LY zumindest 150mm x Quadratwurzel der Dif f erenzialsystem-Nennleistung in MW und in einer besonders bevorzugten Variante zumindest 200mm x Quadratwurzel der Dif f erenzialsystem-Nennleistung in MW . Dazu folgendes Rechenbeispiel : In einem Dif f erenzialsystem mit einer Nennleistung von 9 MW, hat LY eine Länge von zumindest 450mm und in einer besonders bevorzugten Variante eine Länge von zumindest 600mm .
Der Planetenträger 7 mit dem damit verbundenen Planetenträgerzahnrad 22 ist arbeitsmaschinenseitig mittels eines Lagers 29 gelagert . Dieses Lager 29 ist vorzugsweise ein Pendelrollenlager oder ein Zylinderrollenlager mit vorzugsweise möglichst kleinem Radialspiel . Um eine möglichst kurze Baulänge Y2 zu realisieren, ragt das Planetenträgerzahnrad 22 erfindungsgemäß wenigstens teilweise in y- Richtung , von der Antriebsmaschine 4 aus in Richtung der Achse der Antriebswelle 2 gesehen, bis in den Bereich des Lagers 29 .
„In den Bereich ragen" heißt in diesem Zusammenhang , dass eine Ebene „C" , die in der arbeitsmaschinenseitigen Stirnseite des Planetenträgerzahnrades 22 liegt , in positiver y-Richtung ( +y) hinter einer Ebene „D" , die in der antriebsmaschinenseitigen Stirnseite des Lagers 29 liegt , angeordnet ist . Mit anderen Worten hat die Ebene „C" einen größeren Abstand von der Antriebsmaschine 4 bzw . der Kupplung 27 , als die Ebene „D" .
Als Lager 30 der Getriebeantriebswelle 28 wird vorzugsweise nicht ein im Kraftwerks- bzw . Öl- und Gasindustrie fast ausschließlich verwendetes Gleitlager , sondern ein Wälzlager , vorzugsweise ein zweireihiges Kegelrollenlager in sogenannter O-Anordnung eingesetzt . Dabei wird ein Getriebegehäuse derart konzipiert , dass mittels eines z . B . separaten Anbauteils von einem Wälzlager auf ein Gleitlager gewechselt werden kann .
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Reduktion der Baulänge Y2 besteht darin, ein antriebswellenseitiges Zahnrad 33 des Überlagerungsgetriebes 17 im Verbund ( d . h . einteilig bzw . mehrteilig mit einer form- oder kraftschlüssigen Verbindung der Bauteile ) mit einem Verbindungsflansch 34 auszuführen . Der Verbindungsflansch 34 ist dabei das Verbindungselement zwischen einem ein- oder mehrteiligen Hohlradträger 35 und der Getriebeantriebswelle 28 . Der Verbindungsflansch 34 und die Getriebeantriebswelle 28 sind ein- oder mehrteilig ( z . B . kraftschlüssig verbunden ) ausgeführt . Vorzugsweise ist der Verbindungsflansch 34 mittels einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Hohlradträger 35 , und der Hohlradträger 35 wiederum mittels einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Hohlrad 8 verbunden .
Der Verbund von Hohlrad 8 , Hohlradträger 35 , Verbindungsflansch 34 und Getriebeantriebswelle 28 kann alternativ ein- bis dreiteilig oder mehr als vierteilig ausgeführt sein .
Der Planetenträger 7 ist antriebsmaschinenseitig mittels eines Lagers 36 (vorzugsweise in Form eines Zylinderrollenlagers mit möglichst kleinem Radialspiel ) gelagert . Um eine möglichst kurze Baulänge Y2 zu realisieren, ragt erfindungsgemäß der Hohlradträger 35 wenigstens teilweise in y-Richtung, von der Arbeitsmaschine 1 aus in Richtung der Achse der Antriebswelle 2 gesehen, in den Bereich des Lagers 36 . „In den Bereich ragen" heißt in diesem Zusammenhang , dass eine Ebene „F" , die in der antriebsmaschinenseitigen Stirnseite des Hohlradträgers 35 liegt , in negativer y-Richtung ( -y) hinter einer Ebene „E" , die in der arbeitsmaschinenseitigen Stirnseite des Lagers 36 liegt , angeordnet ist . Mit anderen Worten hat die Ebene „F" einen größeren Abstand von der Arbeitsmaschine 1 , als die Ebene „E" .
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung des Dif f erenzialsystems kann eine Kupplung 27 als Verbindungselement zwischen der Getriebeantriebswelle 28 und der Abtriebswelle der Antriebsmaschine 4 besonders kurz ausgeführt und somit die Baulänge Y2 minimiert werden .
Alternativ gibt es bzgl . der in Fig . 2 dargestellten Situation (Vermeidung einer potenziellen Kollision Ki ) auch noch die Möglichkeit , anstelle oder in Kombination mit einer Anpassung von LY, den Achsabstand Xi zwischen Dif f erenzialantrieb 5 und Antriebsmaschine 4 und/oder die Kupplung 27 zu verlängern . Diese Maßnahmen würden j edoch höhere Kosten verursachen .
Ein allfällig erforderlicher vertikaler Achsversatz in Z-Richtung (vertikaler Achsabstand zwischen der Getriebeantriebswelle 28 und dem Dif f erenzialantrieb 5 ) ist mit dem Anpassungsgetriebe 21 ebenfalls realisierbar, j edoch in Fig . 2 nicht dargestellt . Fig . 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Dif f erenzialsystems . Die Arbeitsmaschine 1 wird auch hier über die Antriebswelle 2 und die Dif f erenzialstuf e 3 (bestehend aus Sonnenrad, Hohlrad und Planetenträger mit einem oder mehreren drehbar gelagerten Planetenrädern) von der Antriebsmaschine 4 angetrieben . Der Dif f erenzialantrieb 5 inkl . optionalem Fremdlüfter 20 ist gegenüber der Anordnung gemäß Fig . 2 um 180 Grad gedreht . Um im Bereich K2 eine Kollision zwischen dem Dif f erenzialantrieb 5 bzw . dem Fremdlüfter 20 und der Arbeitsmaschine 1 inkl . deren Peripherie 38 ( z . B .
Rohrleitungen, Installationen, Infrastruktur , etc . ) zu vermeiden, wird die Position eines Anpassungsgetriebes 39 inkl . einem Wellenverbund 40 ebenfalls entsprechend gedreht . Bezüglich Ausgestaltung gilt für den Wellenverbund 40 Gleiches wie für den Wellenverbund 24 . Die Länge LY wird vorzugsweise so gewählt , dass eine Servostufe 43 ( als Teil des Anpassungsgetriebes 39 ) wenigstens teilweise in negativer y-Richtung ( -y) , von der Arbeitsmaschine 1 aus in Richtung der Achse der Antriebswelle 2 gesehen, in den Bereich des Lagers 30 der Getriebeantriebswelle 28 ragt . „In den Bereich ragen" heißt in diesem Zusammenhang , dass eine Ebene „G" , die in der antriebsmaschinenseitigen Stirnseite wenigstens eines der j eweiligen Servostuf en-Zahnräder 43 liegt , in negativer y-Richtung ( -y) hinter einer Ebene „H" , die in der arbeitsmaschinenseitigen Stirnseite des Lagers 30 liegt , angeordnet ist . Mit anderen Worten hat die Ebene „G" einen größeren Abstand von der Arbeitsmaschine 1 , als die Ebene „H" .
Ein Ausgangsgetriebe 41 ist in diesem Ausführungsbeispiel einstufig und mittels eines Überlagerungsgetriebes 42 mit dem Anpassungsgetriebe 39 bzw . dem Dif f erenzialantrieb 5 verbindbar . Damit lässt sich das Dif f erenzialsystem sinngemäß , wie bereits zu Fig . 2 beschrieben, hochfahren .
Fig . 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Dif f erenzialsystems . Wie schon eingangs beschrieben ist im Falle von Retrofit Maßnahmen ( d . h . Ersatz eines konventionellen Antriebes , wie ein einfaches Getriebe oder eine Getrieberegelkupplung, durch ein Dif f erenzialsystem) meist nur ein beschränkter Bauraum verfügbar - dies insbesondere im Zusammenhang mit dem Maschinenfundament . Um hier einen Umbauaufwand zu vermeiden, werden erfindungsgemäß u . a . der oder die Dif f erenzialantriebe 5 auf einem Getriebegehäuse 57 positioniert . Darüber hinaus werden in einer Ausführungsvariante die nichtantriebsseitigen Füße des oder der Dif f erenzialantriebe 5 mittels eines Rahmens 58 am Getriebegehäuse 57 gelagert . Erfindungsgemäß werden der oder die Dif f erenzialantriebe 5 vom Getriebegehäuse 57 und vom Rahmen 58 mittels Entkopplungselementen 59 entkoppelt . Dies kann z . B . durch den Einsatz von Elastomerlagern realisiert werden . Elastomerlager sind Maschinenelemente aus Gummi -Metall-Verbindungen, die auftretende Schwingungen an Maschinenteilen reduzieren und Anbauteile schonend lagern . So kann die Lebensdauer der Maschinen ( in diesem Fall Dif f erenzialantrieb 5 ) erhöht und gleichzeitig auf tretender Körperschall gemindert werden .
Bei Bedarf ist eine Verschraubung des Getriebegehäuses 57 , vorzugsweise ein Gussgehäuse , mit einem Fundament ( sockel ) den proj ektspezifischen Gegebenheiten anzupassen . Dies geschieht z . B . mittels eines modularen Guss-Formenbausatzes des Getriebegehäuses 57 , indem man den Anbau unterschiedlicher, einem variablen Verschraubungsbild angepasster , Formelemente an ein Kernelement der Gussform vorsieht . Alternativ kann ein separater Zwischenrahmen zwischen dem Getriebegehäuses 57 und dem Fundamentsockel eingesetzt werden .
Fig . 5 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Wellenverbundes 24 . In der dargestellten Ausführungsvariante ist erfindungsgemäß die Welle des Zahnrades 25 einerseits mittels eines Lagers 44 und auf der dem Zahnrad 23 zugewandten Seite über beispielsweise eine formschlüssige Welle-Nabenverbindung des Wellenverbundes 24 auf der Welle des Zahnrades 23 gelagert . Damit kann man das Zahnrad 25 in axialer Richtung vom Zahnrad 23 des Anpassungsgetriebes 21 entkoppeln . Die Welle des Zahnrades 23 ist mittels Lagern 45 und 46 gelagert . Die Welle des Zahnrades 26 ist mittels Lagern 47 und 48 gelagert . Optional kann der Wellenverbund 24 mittels einer weiteren, z . B . formschlüssigen, Welle-Nabenverbindung 54 erweitert und damit ein Anschluss an das Überlagerungsgetriebe 17 hergestellt werden . Erfindungsgemäß sind generell alternative Varianten einer Lagerung bzw. Wellenverbindung gern. Stand der Technik einsetzbar.
Erfindungsgemäß wird die Länge LY so gewählt, dass die Servostufe 25, 26 inkl . deren Lager 44 bzw. Lager 47 in y-Richtung, von der Antriebsmaschine 4 aus in Richtung der Achse der Antriebswelle 2 gesehen a) im Falle eines Dif f erenzialsystems ohne Ausgangsgetriebe (z.B. gem. Fig. 1) die Lagerung 14 und b) im Falle eines Dif f erenzialsystems mit Ausgangsgetriebe (z.B. gern. Fig. 2) das Ausgangsgetriebe 31 wenigstens teilweise überragt.
„Teilweise überragen" heißt in diesem Zusammenhang gern. Fig.l, dass eine Bezugslinie „J" (das ist die Bezugslinie, welche durch die arbeitsmaschinenseitige Stirnseite des Zahnrades 58) in positiver y- Richtung (+y) hinter einer Bezugslinie „K" (das ist die Bezugslinie, welche durch eine antriebsmaschinenseitige Stirnseite des Lagers 14 geht) liegt.
Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Ausgangsgetriebes in Anlehnung an die Beschreibung des Ausgangsgetriebes 31 gern. Fig. 2. Das Ausgangsgetriebe 31 besteht dabei aus vorzugsweise pfeilverzahnten Zahnradwellen 49, 32 und 51 zzgl. deren Lagerungen (radial und gegebenenfalls axial) , welche vorzugsweise als Gleitlager ausgeführt, jedoch auch Wälz- oder Magnetlager grundsätzlich einsetzbar sind.
Die Welle des Zahnrades 49 ist mit dem Sonnenwellenverbund 37 und die Welle des Zahnrades 51 mit der Antriebswelle 2 verbunden. Die Wellen der Zahnräder 49, 32 und 51 und deren Lagerungen werden vorzugsweise in einem modifizierbaren, d.h. einen an die jeweiligen Anforderungen angepassten, modifizierbaren Rahmen 52 aufgenommen. Vorzugsweise ist der Rahmen 52 eine Schweißkonstruktion, welche einfach auf die projektspezifischen Anforderungen wie z.B. a) Änderung der Drehrichtung Dout und damit Eliminierung des Zwischenrades 32, b) Drehzahl der Antriebswelle 2, c) horizontaler Achsabstand X2, d) vertikaler Achsabstand zwischen Getriebeantriebswelle 28 und
Antriebswelle 2, e) Schrägstellung der Lagerschalen, etc. angepasst werden kann. Der Rahmen 52 kann alternativ auch als Gusskonstruktion ausgeführt sein.
Der Rahmen 52 wird mit dem als vorzugsweise Gusskonstruktion ausgeführten Getriebegehäuse 57 des Dif f erenzialsystems verbunden (z.B. verschraubt) .
Im Rahmen 52 sind vorzugsweise auch Schmierölleitungen für die Schmierung der Verzahnungen und der Lagerungen integriert.
Auf Basis der beschriebenen Ausführung können vorzugsweise a) Verschraubungen 53 zwischen Rahmen 52 und Getriebegehäuse 57, b) die Verbindungen zwischen den Schmierölleitungen des
Getriebegehäuses 57 und den Schmierölleitungen des Rahmens 52, und c) in weiterer Folge damit die Gussform des Getriebegehäuses unabhängig von der Ausgestaltung des Ausgangsgetriebes 31 unverändert bleiben .
Fig. 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Konfiguration eines Ausgangsgetriebes 31 gern. Fig. 2. Gegenüber dem Beispiel in Fig. 6 ist diese Ausführungsform mit kleinerem horizontalem Achsversatz X2 und Schrägstellung der Lagerschalen ausgeführt.
Die beschriebenen Ausführungen der Erfindung gemäß Fig. 6 und 7 können auch isoliert von der gegenständlichen Erfindung eingesetzt werden und stellen somit eigenständig Erfindungen und Möglichkeiten dar, das
Dif f erenzialsystem kostengünstig an projektspezifische Anforderungen anzupassen .
Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Konfiguration eines Anpassungsgetriebes. Zusätzlich zu der in Fig. 2 dargestellten Getriebestufe, bestehend aus den Zahnrädern 23, 25 und 26, wird als weiteres Anpassungsgetriebe zu einem weiteren Dif f erenzialantrieb eine zweite Getriebestufe, bestehend aus den Zahnrädern 23', 25 ' und 26', implementiert. Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsvariante auch der Überlagerungspfad alternativ (als Variante) mit einer weiteren lösbaren/regelbaren Kupplung 18 ' doppelt ausgeführt.
Ein Übersetzungsverhältnis der Getriebestufe mit den Zahnrädern 25 und 26 kann unterschiedlich zu dem der Getriebestufe mit den Zahnrädern 25' und 26' sein, um damit z.B. Dif f erenzialantriebe mit unterschiedlichen Polpaarzahlen integrieren zu können. Gleiches gilt für die Zahnradpaarungen
• der Zahnräder 22 und 23 bzw. 22 und 23',
• der Zahnräder 23 und 25 bzw. 23' und 25 ', und
• der Zahnräder 22 und 17 bzw. 22 und 17'.
In diesem Fall müssen dann gegebenenfalls die Übersetzungsverhältnisse der Überlagerungspfade entsprechend angepasst werden.
Fig. 9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Konfiguration eines Anpassungsgetriebes. Zusätzlich zu der in Fig. 2 dargestellten Servostufe, bestehend aus den Zahnrädern 25 und 26, wird hier eine weitere Servostufe, bestehend aus den Zahnrädern 55 und 56, implementiert .
Fig. 10 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Konfiguration eines Anpassungsgetriebes. In dieser Ausführungsform wird zur Anbindung eines weiteren Dif f erenzialantriebes 5 als Erweiterung des Anpassungsgetriebes 21 ein Zahnrad 26' implementiert. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 25 und 26 kann unterschiedlich zu dem Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 25 und 26' sein, um damit z.B. Dif f erenzialantriebe mit unterschiedlicher Polpaarzahl integrieren zu können. Die Anbindung des Planetenträgerzahnrades 22 an ein Überlagerungsgetriebe und die Kupplung 18, wird in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer separaten Getriebestufe, bestehend aus Planetenträgerzahnrad 22 und Zahnrad 57, realisiert.
In den Darstellungen gern. Fig. 8 bis 10 ist die Positionierung der Zahnräder, der Kupplungen und der Dif f erenzialantriebe in x- und z- Richtung bzw. deren Verteilung über Umfang des Planetenträgerzahnrades 22 variierbar. Darüber hinaus können die beschriebenen Ausführungen der Erfindung gemäß Fig . 8 bis 10 auch isoliert von der gegenständlichen Erfindung eingesetzt werden und stellen somit eigenständige Erfindungen und Möglichkeiten dar, das Dif f erenzialsystem kostengünstig an proj ektspezifische Anforderungen anzupassen .

Claims

Ansprüche : Triebstrang mit einer Antriebswelle (2) einer Arbeitsmaschine (1) , mit einer Antriebsmaschine (4) und mit einem Differenzialgetriebe (3, 7 bis 9) mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Abtrieb mit der Antriebswelle (2) , ein erster Antrieb mit der Antriebsmaschine (4) und ein zweiter Antrieb mit einem Dif f erenzialantrieb (5) verbindbar ist, wobei der
Dif f erenzialantrieb (5) über ein Anpassungsgetriebe (21) mit dem zweiten Antrieb verbunden ist, wobei das Anpassungsgetriebe (21) erste Zahnräder (25, 26) aufweist, wobei die Antriebswelle (2) über ein Ausgangsgetriebe (31) mit dem Abtrieb verbunden ist, und wobei das Ausgangsgetriebe (31) Zahnräder (32, 49, 51) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der ersten Zahnräder (25, 26) , vorzugsweise alle ersten Zahnräder (25, 26) , des Anpassungsgetriebes (21) von der Antriebsmaschine (4) aus in Richtung der Achse der Antriebswelle (2) gesehen wenigstens bis in den Bereich eines der Zahnräder (32, 49, 51) des Ausgangsgetriebes (31) ragen. Triebstrang mit einer Antriebswelle (2) einer Arbeitsmaschine (1) , mit einer Antriebsmaschine (4) und mit einem Differenzialgetriebe (3, 7 bis 9) mit drei An- bzw. Abtrieben, wobei ein Abtrieb mit der Antriebswelle (2) , ein erster Antrieb über eine Getriebeantriebswelle (28) mit der Antriebsmaschine (4) und ein zweiter Antrieb mit einem Dif f erenzialantrieb (5) verbindbar ist, wobei der Dif f erenzialantrieb (5) über ein Anpassungsgetriebe (39) mit dem zweiten Antrieb verbunden ist, wobei das Anpassungsgetriebe (39) Zahnräder (43) aufweist, und wobei die Getriebeantriebswelle (28) mittels Lager (30) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Zahnräder (43) des Anpassungsgetriebes (39) , vorzugsweise alle Zahnräder (43) des Anpassungsgetriebes (39) , von der Antriebswelle (2) aus in Richtung der Achse der Antriebswelle (2) gesehen wenigstens bis in den Bereich des Lagers (30) ragen. Triebstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassungsgetriebe (21) weitere, vorzugsweise pfeilverzahnte, Zahnräder (22, 23) aufweist, dass das Differenzialgetriebe (3, 7 bis 9) auf einer von der Antriebsmaschine (4) abgewandten Seite ein Lager (29) aufweist, und dass die weiteren Zahnräder (22, 23) des Anpassungsgetriebes (21) von der Antriebsmaschine (4) aus in Richtung der Achse der Antriebswelle (2) gesehen wenigstens bis in den Bereich dieses Lagers (29) ragen. Triebstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Zahnräder (25, 26) und weiteren Zahnräder (22, 23) des Anpassungsgetriebes (21) mittels einer Welle verbunden sind, deren Länge (Ly) wenigstens 150mm x Quadratwurzel der
Dif f erenzialsystem-Nennleistung in MW, insbesondere wenigstens 200mm x Quadratwurzel der Dif f erenzialsystem-Nennleistung in MW, beträgt . Triebstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle ein Wellenverbund (24, 40) ist, der aus wenigstens zwei Wellenabschnitten besteht, die relativ zueinander verschiebbar sind . Triebstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Antrieb des Differenzialgetriebes (3, 7 bis 9) und der Antriebsmaschine (4) ein Lager (30) angeordnet ist, und dass das Lager (30) ein Wälzlager, insbesondere ein zweireihiges Kegelrollenlager oder ein Pendelrollenlager, ist. Triebstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzialgetriebe (3) ein Hohlrad (8) mit einem Hohlradträger (35) und Planetenräder (13) an einem Planetenträger (7) aufweist, dass der Planetenträger (7) ein antriebsmaschinenseitiges Lager (36) aufweist, und dass der Hohlradträger (35) von der Arbeitsmaschine (1) aus in Richtung der Achse der Antriebswelle (2) gesehen wenigstens teilweise in den Bereich des antriebsmaschinenseitigen Lagers (36) ragt. Triebstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (25, 26; 32, 49, 51; 43; 22, 23) des Ausgangsgetriebes (31) und/oder des Anpassungsgetriebes (21, 39) jeweils einstufige oder mehrstufige Getriebe bilden. Triebstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (32, 49, 51) des Ausgangsgetriebes (31) in einem modifizierbaren Rahmen (58) auf genommen sind, der mit einem Getriebegehäuse (59) verbunden ist . Triebstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine (1) eine Pumpe, ein Kompressor, Ventilator, Förderband, Brecher oder eine Mühle ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1259164B (de) * 1965-07-03 1968-01-18 Daimler Benz Ag Antriebsanordnung mit hohem Drehzahlsteuerbereich, insbesondere fuer Pruefstaende
DE3743382A1 (de) * 1987-12-21 1989-07-06 Hurth Masch Zahnrad Carl Getriebliche anordnung zur kopplung von zwei kraftmaschinen mit einer arbeitsmaschine
DE102012107043B4 (de) * 2012-08-01 2017-08-17 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Rollenmühle und Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut mit einer Rollenmühle
AT516038B1 (de) * 2014-12-12 2016-02-15 Set Sustainable Energy Technologies Gmbh Antriebsstrang
DE102015002585B4 (de) * 2015-03-02 2018-08-16 Andreas Basteck Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb von drehzahlvariablen Arbeitsmaschinen mit Drehzahluntersetzung
AT517170B1 (de) * 2015-04-27 2019-07-15 Set Sustainable Energy Tech Gmbh Verfahren zum Anfahren eines Triebstranges
CN105443684A (zh) * 2015-12-22 2016-03-30 中国兵器工业集团第二○二研究所 行星轮传动无极增速机构

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