DE102018131638A1 - Motor-gear unit, in particular for a tunnel boring machine or for driving a ring gear - Google Patents
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Abstract
Motor-Getriebe-Einheit, insbesondere für eine Tunnelbohrmaschine oder zum Antrieb eines Zahnkranzes, umfassend: ein Gehäuse (10), einen Elektromotor (20), insbesondere Synchronmotor, der einen relativ zum Gehäuse (10) drehbaren Rotor (22) aufweist, eine Antriebswelle (1), die derart mit dem Rotor (22) gekoppelt ist, dass eine Drehung des Rotors (22) eine Drehung der Antriebswelle (1) relativ zu dem Gehäuse (10) bewirkt, ein Getriebe (80) mit mindestens einer Planetenstufe (50, 60, 70) und einem Abtriebsglied (2), wobei die mindestens eine Planetenstufe (50, 60, 70) die Antriebswelle (1) mit dem Abtriebsglied (2) derart gekoppelt, dass eine Drehung der Antriebswelle (1), insbesondere unter Drehzahlverringerung, auf das Abtriebsglied (2) übertragen wird.Motor-gear unit, in particular for a tunnel boring machine or for driving a ring gear, comprising: a housing (10), an electric motor (20), in particular a synchronous motor, which has a rotor (22) which can be rotated relative to the housing (10), a drive shaft (1), which is coupled to the rotor (22) such that a rotation of the rotor (22) causes a rotation of the drive shaft (1) relative to the housing (10), a gear (80) with at least one planetary stage (50 , 60, 70) and an output member (2), the at least one planetary stage (50, 60, 70) coupling the drive shaft (1) to the output member (2) such that rotation of the drive shaft (1), in particular with a reduction in speed , is transmitted to the output member (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Motor-Getriebe-Einheit, die insbesondere angepasst ist für eine Verwendung in einer Tunnelbohrmaschine, für den Antrieb eines Bohrkopfs einer Tunnelbohrmaschine oder zum Antrieb eines Zahnkranzes. Tunnelbohrmaschinen weisen am in die Vortriebsrichtung weisenden Ende einen Bohrkopf auf, der zum Abbau des von der Tunnelbohrmaschine abzubauenden Materials um eine Bohrkopfdrehachse gedreht wird.The invention relates to a motor-gear unit, which is particularly adapted for use in a tunnel boring machine, for driving a drill head of a tunnel boring machine or for driving a ring gear. At the end pointing in the direction of advance, tunnel boring machines have a boring head which is rotated about an axis of rotation of the boring head in order to break down the material to be dismantled by the tunnel boring machine.
Aus dem Stand der Technik sind Tunnelbohrmaschinen bekannt, die einen Bohrkopf aufweisen, der zum Abbau des von der Tunnelbohrmaschine abzubauenden Materials um eine Bohrkopfdrehachse gedreht wird. Um den Bohrkopf in Rotation um seine Bohrkopfdrehachse zu versetzen, werden bei Tunnelbohrmaschinen mehrere Motor-Getriebe-Einheiten eingesetzt, die einen als Asynchronmotor ausgebildeten Elektromotor aufweisen, der eine Eingangswelle eines Getriebes in Drehung versetzt, wobei die Drehung der Eingangswelle über das Getriebe drehzahlvermindert auf ein Ritzel übertragen wird, welches mit einem Zahnkranz kämmt. Der Zahnkranz ist verdrehfest mit dem Bohrkopf verbunden, sodass eine Drehung des Zahnkranzes eine Drehung des Bohrkopfes bewirkt. Bei den Motor-Getriebe-Einheiten aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, eine Haltebremse vorzusehen, welche die Eingangswelle des Getriebes in Bezug auf das Gehäuse festlegen kann. Die Haltebremse ist hierfür zwischen das Getriebegehäuse und das Motorgehäuse geflanscht. Eine Überlastkupplung bildet beim Stand der Technik das einem Abtriebsglied abwandte Ende der Motor-Getriebe-Einheit.Tunnel boring machines are known from the prior art which have a boring head which is rotated about an axis of rotation of the boring head in order to break down the material to be mined by the tunnel boring machine. In order to set the drill head in rotation about its axis of rotation of the drill head, several motor-gear units are used in tunnel boring machines, which have an asynchronous motor designed as an electric motor that sets an input shaft of a gearbox in rotation, the rotation of the input shaft via the gearbox reducing the speed to Pinion is transmitted, which meshes with a ring gear. The ring gear is connected to the drill head so that it cannot rotate, so that rotation of the ring gear causes the drill head to rotate. In the case of the motor-transmission units from the prior art, it is also known to provide a holding brake which can fix the input shaft of the transmission in relation to the housing. For this purpose, the holding brake is flanged between the gear housing and the motor housing. In the prior art, an overload clutch forms the end of the motor-gear unit facing away from an output member.
Die Komponenten der bekannten Motor-Getriebe-Einheiten werden in der Regel von mehreren Lieferanten hergestellt und anschließend zusammenmontiert. Die im Stand der Technik für diesen Anwendungszweck verwendeten Motoren sind in der Regel schwer und massiv und benötigen viel Bauraum. Außerdem sind bei den bekannten Gestaltungen die maximal erlaubten Drehzahlen für die Motoren relativ niedrig, um die Wärmeentwicklung an der Lagerung des Rotors sowie elektrische Verluste in Grenzen zu halten.The components of the known motor-gear units are usually manufactured by several suppliers and then assembled together. The motors used in the prior art for this purpose are generally heavy and massive and require a lot of space. In addition, in the known designs, the maximum permissible speeds for the motors are relatively low in order to keep the heat development on the bearing of the rotor and electrical losses within limits.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine besserte Motor-Getriebe-Einheit, insbesondere für einen Zahnkranzantrieb oder für den Antrieb eines Bohrkopfes einer Tunnelbohrmaschine anzugeben, wobei insbesondere der Bauraum der Motor-Getriebe-Einheit verringert und insbesondere der Wirkungsgrad erhöht werden soll.The present invention is based on the object of specifying a better motor-gear unit, in particular for a ring gear drive or for driving a drill head of a tunnel boring machine, in particular reducing the installation space of the motor-gear unit and in particular increasing the efficiency.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, einschließlich der nebengeordneten Ansprüche 14 und 15, der Beschreibung und den Figuren.The object is achieved with the subject matter of
Die Erfindung geht von einer Motor-Getriebe-Einheit aus, die beispielsweise als Teil eines Antriebs eines Zahnkranzes und/oder eines Bohrkopfes einer Tunnelbohrmaschine ausgebildet ist. Die Motor-Getriebe-Einheit kann aber auch für andere Anwendungen außer den vorgenannten verwendet werden. So kann die Motor-Getriebe-Einheit beispielsweise zum Antrieb eines Zahnkranzes eines Krans (Drehwerk) oder zum Antrieb einer Winde vorgesehen und ausgebildet sein.The invention is based on a motor-gear unit, which is designed, for example, as part of a drive for a ring gear and / or a drill head of a tunnel boring machine. The motor-gear unit can also be used for other applications besides the above. For example, the motor-gear unit can be provided and designed to drive a gear rim of a crane (slewing gear) or to drive a winch.
Die Motor-Getriebe-Einheit umfasst ein Gehäuse, welches grundsätzlich einteilig, vorzugsweise aber mehrteilig ausgebildet sein kann. Ferner umfasst die Motor-Getriebe-Einheit einen Elektromotor, der einen relativ zu dem Gehäuse drehbaren Rotor aufweist. Der Elektromotor kann ferner einen Stator aufweisen, der in Bezug auf das Gehäuse verdreh- oder ortsfest ist. Der Rotor ist um eine Rotordrehachse drehbar. Beispielsweise kann der Stator Spulen aufweisen, welche angepasst sind, ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen. Der Rotor kann konstant magnetisiert sein, insbesondere mindestens einen Magnet aufweisen, der von dem vom Stator erzeugten Drehfeld mitgenommen wird, wodurch der Rotor um die Drehachse in Drehung versetzt wird. Alternativ oder zusätzlich handelt es sich bei dem Elektromotor um einen Synchronmotor (Einphasen- oder Drehstrom-Synchronmaschine im Motorbetrieb). Der Synchronmotor ist kompakter und effizienter als für diese Anwendung verwendete Asynchronmotoren. Dadurch lassen sich Bauraum und Gewicht der Motor-Getriebe-Einheit verringern.The motor-transmission unit comprises a housing, which can basically be made in one part, but preferably in several parts. Furthermore, the motor-gear unit comprises an electric motor which has a rotor which can be rotated relative to the housing. The electric motor can also have a stator, which is twistable or stationary with respect to the housing. The rotor is rotatable about a rotor axis of rotation. For example, the stator can have coils that are adapted to generate a rotating magnetic field. The rotor can be constantly magnetized, in particular have at least one magnet which is carried along by the rotating field generated by the stator, as a result of which the rotor is set in rotation about the axis of rotation. Alternatively or additionally, the electric motor is a synchronous motor (single-phase or three-phase synchronous machine in motor operation). The synchronous motor is more compact and efficient than asynchronous motors used for this application. This allows the installation space and weight of the motor-gear unit to be reduced.
Die Motor-Getriebe-Einheit weist außerdem eine Antriebswelle auf, die derart mit dem Rotor gekoppelt ist, dass eine Drehung des Rotors eine Drehung der Antriebswelle relativ zu dem Gehäuse bewirkt. Beispielsweise kann die Antriebswelle in einem direkten Eingriff mit dem Rotor, insbesondere mittels einer Welle-Nabe-Verbindung sein. Alternativ kann der Rotor über eine Überlastsicherung, beispielsweise ein Bauteil mit einer Sollbruchstelle oder eine Überlastkupplung, die auch als Sicherheitskupplung bekannt ist, mit der Antriebswelle gekoppelt sein. D. h., dass kinematisch zwischen der Antriebswelle und dem Elektromotor eine Überlastsicherung angeordnet ist. Die Überlastsicherung (Sollbruchstelle, Überlastkupplung Sicherheitskupplung) ist angepasst, den Elektromotor von der Antriebswelle zu trennen, wenn das zwischen dem Elektromotor und der Antriebswelle wirkende Drehmoment eine zulässige Grenze (Grenzmoment) überschreitet. Dadurch werden der Elektromotor und/oder der Antriebsstrang vor Beschädigungen durch unzulässig hohe Drehmomente geschützt.The motor-gear unit also has a drive shaft that is coupled to the rotor such that rotation of the rotor causes the drive shaft to rotate relative to the housing. For example, the drive shaft can be in direct engagement with the rotor, in particular by means of a shaft-hub connection. Alternatively, the rotor can be coupled to the drive shaft via an overload safety device, for example a component with a predetermined breaking point or an overload clutch, which is also known as a safety clutch. This means that an overload safety device is arranged kinematically between the drive shaft and the electric motor. The overload protection (predetermined breaking point, overload clutch, safety clutch) is adapted to separate the electric motor from the drive shaft if the torque acting between the electric motor and the drive shaft exceeds a permissible limit (limit torque). This protects the electric motor and / or the drive train from damage caused by impermissibly high torques.
Ein Bauteil mit einer Sollbruchstelle kann eine Stelle, beispielsweise eine Kerbe, einen Abschnitt mit einer Durchmesserverringerung oder dergleichen, aufweisen, an der das Bauteil bricht - oder allgemein zerstört wird - wenn das Grenzmoment überschritten wird. Da das Bauteil beim Überschreiten des Grenzmoments zerstört wird, kann es anschließend ausgetauscht bzw. ersetzt werden. A component with a predetermined breaking point can have a point, for example a notch, a section with a diameter reduction or the like, at which the component breaks - or is generally destroyed - if the limit torque is exceeded. Since the component is destroyed when the limit torque is exceeded, it can then be exchanged or replaced.
Die Überlastkupplung kann beispielsweise ein Kupplungseingangsglied und ein Kupplungsausgangsglied aufweisen, die, solange das Grenzmoment nicht überschritten wird, relativ zueinander um die Drehachse verdrehfest sind. Wenn das Grenzmoment überschritten wird, sind das Kupplungseingangsglied und das Kupplungsausgangsglied relativ zueinander um die Drehachse verdrehbar. Zwischen dem Kupplungseingangsglied und dem Kupplungsausgangsglied kann beispielsweise eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, insbesondere mit weiteren Bauteilen vorgesehen sein. Diese Bauteile können beispielsweise Kugeln und Federn sein. Das Kupplungseingangsglied kann mittelbar oder unmittelbar mit dem Rotor, beispielsweise verdrehfest, verbunden sein. Eine Drehung des Rotors kann eine Drehung des Kupplungseingangsglieds bewirken. Das Kupplungsausgangsglied kann mittelbar oder unmittelbar, beispielsweise mittels einer Welle-Nabe-Verbindung, mit der Antriebswelle, insbesondere verdrehfest, verbunden sein. Die Überlastkupplung kann so ausgebildet sein, dass sie - im Gegensatz zu einem Bauteil mit einer Sollbruchstelle - zerstörungsfrei den Rotor von der Antriebswelle trennt. Beispielsweise kann die Überlastkupplung so ausgebildet sein, dass sie selbsttätig einkuppelt, d.h. den Rotor mit der Antriebswelle verdrehfest verbindet, wenn das Drehmoment wieder auf oder unter das Grenzmoment fällt. Alternativ kann die Überlastkupplung so ausgebildet sein, dass sie per Hand oder durch weiteres Zutun eingekuppelt werden muss, d.h. der Rotor mit der Antriebswelle verdrehfest verbunden werden muss, wenn das Drehmoment wieder auf oder unter das Grenzmoment fällt. Ohne weiteres Zutun würde die Kupplung ausgekuppelt bleiben, auch wenn Drehmoment wieder auf oder unter das Grenzmoment gefallen ist.The overload clutch can have, for example, a clutch input member and a clutch output member which, as long as the limit torque is not exceeded, are non-rotatable relative to one another about the axis of rotation. If the limit torque is exceeded, the clutch input member and the clutch output member can be rotated relative to one another about the axis of rotation. For example, a non-positive and / or positive connection, in particular with other components, can be provided between the clutch input member and the clutch output member. These components can be balls and springs, for example. The clutch input member can be connected directly or indirectly to the rotor, for example in a rotationally fixed manner. Rotation of the rotor can cause rotation of the clutch input member. The clutch output member can be connected indirectly or directly, for example by means of a shaft-hub connection, to the drive shaft, in particular non-rotatably. The overload clutch can be designed such that - in contrast to a component with a predetermined breaking point - it separates the rotor from the drive shaft without destruction. For example, the overload clutch can be designed so that it engages automatically, i.e. connects the rotor to the drive shaft in a torsion-proof manner when the torque falls back to or below the limit torque. Alternatively, the overload clutch can be designed such that it must be engaged by hand or by further intervention, i.e. the rotor must be connected to the drive shaft in a torsion-proof manner when the torque drops to or below the limit torque. Without further action, the clutch would remain disengaged, even if the torque fell back to or below the limit torque.
Die Motor-Getriebe-Einheit umfasst ferner ein Getriebe mit mindestens einer Planetenstufe, beispielsweise einer einzigen, zwei, drei, vier, fünf oder noch mehr Planetenstufen, und einem Abtriebsglied. Die mindestens eine Planetenstufe ist angepasst, die Antriebswelle mit dem Abtriebsglied derart zu koppeln, dass eine Drehung der Antriebswelle, insbesondere unter Drehzahlverringerung, auf das Abtriebsglied übertragen wird. Unter einer Übertragung der Drehzahlverringerung wird verstanden, dass die Drehzahl des Rotors des Elektromotors höher ist, als die Drehzahl des Abtriebsglieds.The motor-transmission unit further comprises a transmission with at least one planetary stage, for example a single, two, three, four, five or even more planetary stages, and an output element. The at least one planetary stage is adapted to couple the drive shaft to the output member in such a way that rotation of the drive shaft, in particular with a reduction in speed, is transmitted to the output member. A transmission of the speed reduction is understood to mean that the speed of the rotor of the electric motor is higher than the speed of the output member.
Das Abtriebsglied kann beispielsweise eine Welle, eine Nabe oder ein Ritzel, beispielsweise für den Eingriff in einen Zahnkranz, sein. Das als Welle oder Nabe ausgebildete Abtriebsglied kann für eine Welle-Nabe-Verbindung angepasst sein. Beispielsweise kann mit dem als Nabe ausgestalteten Abtriebsglied eine Welle verdrehfest, insbesondere mittels der Welle-Nabe-Verbindung verbunden werden. Alternativ kann mit dem als Welle ausgestalteten Abtriebsglied eine Nabe, insbesondere mittels der Welle-Nabe-Verbindung verdrehfest verbunden werden. Beispielsweise kann die mit dem Abtriebsglied verbundene Welle oder Nabe Teil eines der Motor-Getriebe-Einheit nachfolgenden Antriebsstrangs sein. Insbesondere kann die mit dem Abtriebsglied verbundene oder verbindbare Welle oder Nabe verdrehfest mit einem Ritzel (Zahnrad) verbunden sein.The output member can be, for example, a shaft, a hub or a pinion, for example for engagement in a toothed ring. The output member designed as a shaft or hub can be adapted for a shaft-hub connection. For example, a shaft can be connected non-rotatably to the output element configured as a hub, in particular by means of the shaft-hub connection. Alternatively, a hub, in particular by means of the shaft-hub connection, can be connected non-rotatably to the output element designed as a shaft. For example, the shaft or hub connected to the output member can be part of a drive train following the motor-transmission unit. In particular, the shaft or hub connected or connectable to the output member can be connected in a rotationally fixed manner to a pinion (gear).
Die Erfindung betrifft ferner einen Zahnkranzantrieb, insbesondere für eine Tunnelbohrmaschine oder den Drehkranz eines Krans oder allgemein für eine Anwendung, bei der ein Zahnkranz durch eine Motor-Getriebe-Einheit angetrieben werden soll. Der Zahnkranzantrieb umfasst einen um eine Zahnkranzdrehachse drehbar gelagerten Zahnkranz. Der Zahnkranz kann als Außenzahnrad oder als Innenzahnrad ausgebildet sein. Der Zahnkranzantrieb kann mindestens eine, d. h. eine einzige oder mehrere hierin beschriebene Motor-Getriebe-Einheiten aufweisen. Die Drehachse der jeweiligen Motor-Getriebe-Einheit kann versetzt, insbesondere parallel versetzt zu der Zahnkranzdrehachse angeordnet sein. Bei mehreren, beispielsweise zwei, vier, acht, zwölf oder sechzehn, Motor-Getriebe-Einheiten können diese über den Umfang des Zahnkranzes verteilt, insbesondere gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt, angeordnet sein. Beispielsweise sind Ausführungen möglich, bei denen wenigstens eine der Motor-Getriebe-Einheiten eine Haltebremse aufweist. Insbesondere können eine oder mehrere, beispielsweise zwei, der Motor-Getriebe-Einheiten jeweils eine Haltebremse aufweisen, wobei die übrigen der Motor-Getriebe-Einheiten ohne Haltebremse ausgeführt sind. Alternativ sind Zahnkranzantriebe möglich, bei denen die Motor-Getriebe-Einheit keine Haltebremse oder keine der mehreren Motor-Getriebe-Einheiten eine Haltebremse aufweist. Alternativ sind Zahnkranzantriebe möglich, bei denen die Motor-Getriebe-Einheit oder jede der mehreren Motor-Getriebe-Einheiten eine Haltebremse aufweist.The invention further relates to a ring gear drive, in particular for a tunnel boring machine or the slewing ring of a crane or generally for an application in which a ring gear is to be driven by a motor-gear unit. The sprocket drive comprises a sprocket rotatably mounted about a sprocket axis of rotation. The ring gear can be designed as an external gear or as an internal gear. The ring gear drive can at least one, d. H. have a single or multiple engine-transmission units described herein. The axis of rotation of the respective motor-gear unit can be offset, in particular offset parallel to the axis of rotation of the ring gear. In the case of several, for example two, four, eight, twelve or sixteen, motor-gear units, these can be distributed over the circumference of the ring gear, in particular evenly or unevenly distributed. For example, designs are possible in which at least one of the motor-gear units has a holding brake. In particular, one or more, for example two, of the motor-gear units can each have a holding brake, the rest of the motor-gear units being designed without a holding brake. Alternatively, ring gear drives are possible in which the motor-gear unit has no holding brake or none of the several motor-gear units has a holding brake. Alternatively, ring gear drives are possible in which the motor-gear unit or each of the several motor-gear units has a holding brake.
Je Motor-Getriebe-Einheit kann ein Ritzel vorgesehen sein, welches mit der Verzahnung des Zahnkranzes kämmt und mit dem Abtriebsglied, insbesondere verdrehfest, gekoppelt ist oder dem Abtriebsglied entspricht, sodass eine Drehung des Abtriebglieds, insbesondere um die Drehachse, seiner Motor-Getriebe-Einheit, eine Drehung des Zahnkranzes um die Zahnkranzdrehachse bewirkt. Jede Motor-Getriebe-Einheit kann über das Ritzel, welches mit der Verzahnung des Zahnkranzes kämmt mit dem Zahnkranz oder in weiteren Ausführungen mit einem Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine gekoppelt sein. Die Erfindung betrifft ferner eine Tunnelbohrmaschine, die einen hierin beschriebenen Zahnkranzantrieb und einen Bohrkopf umfasst. Die Zahnkranzdrehachse kann beispielsweise in oder parallel zu der Vortriebsrichtung einer Tunnelbohrmaschine angeordnet sein.One pinion can be provided for each motor-gear unit, which meshes with the toothing of the ring gear and is coupled to the output member, in particular non-rotatably, or corresponds to the output member, so that rotation of the output member, in particular about the axis of rotation, of its motor-gear unit causes rotation of the ring gear about the axis of rotation of the ring gear. Each motor-gear unit can be coupled to the toothed ring via the pinion, which meshes with the toothing of the toothed ring or, in other versions, to a drilling head of a tunnel boring machine. The invention further relates to a tunnel boring machine which comprises a ring gear drive described herein and a drilling head. The gear rim axis of rotation can be arranged, for example, in or parallel to the direction of advance of a tunnel boring machine.
Der Bohrkopf ist an dem in die Vortriebsrichtung der Tunnelbohrmaschine weisenden Ende der Tunnelbohrmaschine angeordnet bzw. bildet das in Vortriebsrichtung der Tunnelbohrmaschine weisende Ende. Der Bohrkopf ist zum Abbau des von der Tunnelbohrmaschine abzubauenden Materials um eine Bohrkopfdrehachse drehbar bzw. wird zum Abbau gedreht. Der Zahnkranz und der Bohrkopf sind derart gekoppelt, insbesondere verdrehfest oder mittels eines zwischengeschalteten Getriebes, gekoppelt, dass eine Drehung des Zahnkranzes eine Drehung des Bohrkopfes um die Bohrkopfdrehachse bewirkt. Beispielsweise können die Bohrkopfdrehachse und die Zahnkranzdrehachse parallel zueinander sein. Insbesondere kann die Bohrkopfdrehachse die Zahnkranzdrehachse sein. Die Drehung des Bohrkopfes um die Bohrkopfdrehachse oder Zahnkranzdrehachse oder des Zahnkranzes um die Zahnkranzdrehachse wird durch die Drehung des Rotors der Motor-Getriebe-Einheit(en) bewirkt.The drill head is arranged at the end of the tunnel boring machine pointing in the direction of advance of the tunnel boring machine or forms the end pointing in the direction of advance of the tunnel boring machine. The drill head can be rotated about an axis of rotation of the drill head to remove the material to be removed from the tunnel boring machine or is rotated for removal. The ring gear and the drill head are coupled, in particular non-rotatably or by means of an intermediate gear, that rotation of the ring gear causes the drill head to rotate about the axis of rotation of the drill head. For example, the axis of rotation of the drill head and the axis of rotation of the ring gear can be parallel to one another. In particular, the axis of rotation of the drill head can be the axis of rotation of the ring gear. The rotation of the drill head around the axis of rotation of the drill head or the axis of rotation of the ring gear or of the ring gear around the axis of rotation of the ring gear is brought about by the rotation of the rotor of the motor / gear unit (s).
In Weiterbildungen kann der Elektromotor zwischen, insbesondere geometrisch zwischen, der Überlastsicherung, insbesondere Überlastkupplung, und der mindestens einen Planetenstufe bzw. dem Getriebe angeordnet sein. D. h., dass auf einer Stirnseite des Elektromotors das Getriebe mit der mindestens einen Planetenstufe und auf der anderen Stirnseite des Elektromotors die Überlastsicherung, insbesondere Überlastkupplung angeordnet sind. Die Antriebswelle kann sich durch den Rotor, insbesondere durch einen einen Durchgang oder eine Hohlwelle des Rotors hindurch erstrecken. Allgemein ist bevorzugt, dass sich die Antriebswelle um die Drehachse dreht, um die sich auch der Rotor dreht. Die Drehachse der Antriebswelle entspricht ihrer Mittelachse. Die Antriebswelle kann drehmomentübertragungsfrei an dem Rotor gelagert sein, sodass eine Drehung der Antriebswelle relativ zu dem Rotor grundsätzlich möglich ist. Das Drehmoment zwischen Rotor und Antriebswelle wird dann über die optional vorhandene Überlastsicherung übertragen. Wenn die Überlastsicherung bei Überschreiten des Grenzmoments die Antriebswelle von dem Rotor trennt, können sich Antriebswelle und Rotor relativ zueinander um die Drehachse drehen.In further developments, the electric motor can be arranged between, in particular geometrically between, the overload protection, in particular overload clutch, and the at least one planetary stage or the gear. This means that the transmission with the at least one planetary stage and the overload protection, in particular overload clutch, are arranged on one end of the electric motor. The drive shaft can extend through the rotor, in particular through a passage or a hollow shaft of the rotor. In general, it is preferred that the drive shaft rotates about the axis of rotation about which the rotor also rotates. The axis of rotation of the drive shaft corresponds to its central axis. The drive shaft can be mounted on the rotor without torque transmission, so that rotation of the drive shaft relative to the rotor is fundamentally possible. The torque between the rotor and drive shaft is then transmitted via the optional overload protection. If the overload safety device separates the drive shaft from the rotor when the limit torque is exceeded, the drive shaft and rotor can rotate relative to one another about the axis of rotation.
Die Antriebswelle kann von der Stirnseite des Elektromotors abragen, auf der sich das Getriebe mit der mindestens einen Planetenstufe befindet. Alternativ oder zusätzlich kann die Antriebswelle von der Stirnseite des Elektromotors abragen, auf der sich die Überlastsicherung oder Überlastkupplung befindet.The drive shaft can protrude from the end face of the electric motor on which the transmission with the at least one planetary stage is located. Alternatively or additionally, the drive shaft can protrude from the end face of the electric motor on which the overload protection or overload clutch is located.
Beispielsweise kann sich die Überlastsicherung oder -kupplung auf einer ersten Seite des Elektromotors und das Getriebe mit der mindestens einen Planetenstufe auf einer zweiten Seite des Elektromotors befinden. Die Antriebswelle kann ein Teil der Überlastsicherung, insbesondere ein Kupplungsausgangsglied oder eine Sollbruchstelle, mit einem Teil der mindestens einen Planetenstufe, beispielsweise einem Sonnenrad der mindestens einen Planetenstufe, verdrehfest verbinden. Alternativ kann die Antriebswelle die Überlastsicherung, insbesondere das Bauteil mit einer Sollbruchstelle bilden.For example, the overload safety device or clutch can be located on a first side of the electric motor and the transmission with the at least one planetary stage can be located on a second side of the electric motor. The drive shaft can connect a part of the overload protection device, in particular a clutch output element or a predetermined breaking point, to a part of the at least one planetary stage, for example a sun gear of the at least one planetary stage. Alternatively, the drive shaft can form the overload protection, in particular the component with a predetermined breaking point.
Beispielsweise kann das von der Antriebswelle angetriebene Sonnenrad Teil einer ersten Planetenstufe sein. Die erste Planetenstufe kann ein Hohlrad aufweisen, welches verdrehfest mit dem Gehäuse, insbesondere einem Getriebegehäuse, verbunden ist, oder von dem Gehäuse oder Getriebegehäuse gebildet wird. Ein oder mehrere Planetenräder können sowohl mit dem Sonnenrad der ersten Planetenstufe als auch mit dem Hohlrad der ersten Planetenstufe kämmen. Ein Planetenträger, auf dem die Planetenräder drehbar angeordnet sind, kann durch Drehung des Sonnenrads der ersten Planetenstufe um die Drehachse gedreht werden. Beispielsweise kann der Planetenträger der ersten Planetenstufe das Abtriebsglied bilden oder verdrehfest mit dem Abtriebsglied verbunden sein, insbesondere wenn nur eine einzige Planetenstufe vorgesehen ist. Bei mehreren Planetenstufen kann der Planetenträger der ersten Planetenstufe ein Sonnenrad einer zweiten Planetenstufe bilden oder verdrehfest mit dem Sonnenrad der zweiten Planetenstufe verbunden sein. Die zweite Planetenstufe kann ein Hohlrad aufweisen, welches verdrehfest mit dem Gehäuse, insbesondere dem Getriebegehäuse verbunden ist oder von dem Gehäuse oder Getriebegehäuse gebildet wird. Ein oder mehrere Planetenräder können mit dem Hohlrad der zweiten Planetenstufe und dem Sonnenrad der zweiten Planetenstufe kämmen. Eine Drehung des zweiten Sonnenrads um die Drehachse bewirkt eine Drehung des zweiten Planetenträgers um die Drehachse. For example, the sun gear driven by the drive shaft can be part of a first planetary stage. The first planetary stage can have a ring gear which is connected in a rotationally fixed manner to the housing, in particular a gear housing, or is formed by the housing or gear housing. One or more planet gears can mesh with both the sun gear of the first planetary stage and the ring gear of the first planetary stage. A planet carrier on which the planet gears are rotatably arranged can be rotated about the axis of rotation by rotating the sun gear of the first planetary stage. For example, the planet carrier of the first planetary stage can form the output member or be connected to the output member in a rotationally fixed manner, in particular if only a single planetary stage is provided. In the case of a plurality of planetary stages, the planet carrier of the first planetary stage can form a sun gear of a second planetary stage or can be connected in a rotationally fixed manner to the sun gear of the second planetary stage. The second planetary stage can have a ring gear which is connected in a rotationally fixed manner to the housing, in particular the transmission housing, or which is formed by the housing or transmission housing. One or several planet gears can mesh with the ring gear of the second planetary stage and the sun gear of the second planetary stage. Rotation of the second sun gear about the axis of rotation causes rotation of the second planet carrier about the axis of rotation.
Der zweite Planetenträger kann das Abtriebsglied bilden oder verdrehfest mit dem Abtriebsglied verbunden sein, insbesondere wenn zwei Planetenstufen vorgesehen sind. Alternativ kann eine dritte Planetenstufe vorgesehen sein, wobei der Planetenträger der zweiten Planetenstufe das Sonnenrad der dritten Planetenstufe bildet oder verdrehfest damit verbunden ist. Ein Hohlrad der dritten Planetenstufe kann verdrehfest mit dem Gehäuse, insbesondere dem Getriebegehäuse verbunden oder von dem Gehäuse oder Getriebegehäuse gebildet sein. Ein oder mehrere Planetenräder können mit dem Hohlrad der dritten Planetenstufe und dem Sonnenrad der dritten Planetenstufe kämmen. Eine Drehung des Sonnenrads der dritten Planetenstufe bewirkt eine Drehung des Planetenträgers der dritten Planetenstufe um die Drehachse. Der Planetenträger der dritten Planetenstufe kann verdrehfest mit dem Abtriebsglied verbunden sein oder das Abtriebsglied bilden. Alternativ kann eine vierte Planetenstufe vorgesehen sein, welche wie die vorgenannten Planetenstufen mit der dritten Planetenstufe und dem Abtriebsglied verschaltet sein kann. Die genannte Verschaltung von mehreren Planetenstufen ist lediglich beispielhaft. Auch andere Verschaltungen von Planetenstufen oder anderen Zwischengetrieben ist möglich.The second planet carrier can form the output member or can be connected to the output member in a rotationally fixed manner, in particular if two planetary stages are provided. Alternatively, a third planetary stage can be provided, the planet carrier of the second planetary stage forming the sun gear of the third planetary stage or being connected to it in a rotationally fixed manner. A ring gear of the third planetary stage can be non-rotatably connected to the housing, in particular the gear housing, or can be formed by the housing or gear housing. One or more planet gears can mesh with the ring gear of the third planetary stage and the sun gear of the third planetary stage. Rotation of the sun gear of the third planetary stage causes rotation of the planet carrier of the third planetary stage about the axis of rotation. The planet carrier of the third planetary stage can be non-rotatably connected to the output member or form the output member. Alternatively, a fourth planetary stage can be provided, which, like the aforementioned planetary stages, can be connected to the third planetary stage and the output element. The aforementioned interconnection of several planetary stages is only an example. Other interconnections of planetary stages or other intermediate gears are also possible.
Die Motor-Getriebe-Einheit kann ferner eine Bremse, insbesondere eine Haltebremse aufweisen, welche angepasst ist, die Antriebswelle in Bezug auf das Gehäuse der Motor-Getriebe-Einheit um die Drehachse verdrehfest festlegen zu können. Die Haltebremse dient dazu, die Antriebswelle im Stillstand oder nahezu im Stillstand in Bezug auf das Gehäuse festzulegen, um eine Drehung der Antriebswelle relativ zu dem Gehäuse zu blockieren. Alternativ kann die Bremse eine Betriebsbremse oder eine kombinierte Betriebs- und Haltebremse sein.The motor-gear unit can also have a brake, in particular a holding brake, which is adapted to be able to fix the drive shaft in a rotationally fixed manner with respect to the housing of the motor-gear unit. The holding brake serves to fix the drive shaft with respect to the housing at standstill or almost at standstill in order to block rotation of the drive shaft relative to the housing. Alternatively, the brake can be a service brake or a combined service and holding brake.
Die Überlastkupplung kann zwischen, insbesondere geometrisch zwischen, der Bremse und dem Elektromotor angeordnet sein. D. h. auf einer (ersten) Seite der Überlastkupplung ist der Elektromotor angeordnet, wobei auf der anderen (zweiten) Seite der Überlastkupplung die Bremse angeordnet ist. Insbesondere kann die Bremse das dem Abtriebsglied gegenüberliegende Ende der Motor-Getriebe-Einheit bilden. Durch eine solche Anordnung der Bremse erhöht sich die Servicefreundlichkeit der Motor-Getriebe-Einheit, da sowohl die Zugänglichkeit der Bremse als auch die Zugänglichkeit der Sicherheitskupplung vereinfacht ist. Im Gegensatz zu Ausführungen, bei denen die Bremse zwischen dem Getriebe und dem Elektromotor angeordnet ist, lassen sich neben der Erhöhung der Servicefreundlichkeit auch noch Vorteile hinsichtlich der Schnittstelle „Getriebe - Elektromotor“ erzielen, wie weiter unten beschrieben wird.The overload clutch can be arranged between, in particular geometrically between, the brake and the electric motor. I.e. The electric motor is arranged on a (first) side of the overload clutch, the brake being arranged on the other (second) side of the overload clutch. In particular, the brake can form the end of the motor-transmission unit opposite the output member. Such an arrangement of the brake increases the serviceability of the motor-transmission unit, since both the accessibility of the brake and the accessibility of the safety clutch are simplified. In contrast to designs in which the brake is arranged between the transmission and the electric motor, in addition to increasing the ease of servicing, advantages can also be achieved with regard to the “transmission - electric motor” interface, as described below.
Alternativ oder zusätzlich kann der Elektromotor zwischen, insbesondere geometrisch zwischen, der Bremse, die sich auf einer ersten Seite des Elektromotors befindet und dem Getriebe mit der mindestens einen Planetenstufe, das sich auf einer zweiten Seite des Elektromotors befindet, angeordnet sein.Alternatively or additionally, the electric motor can be arranged between, in particular geometrically between, the brake, which is located on a first side of the electric motor, and the transmission with the at least one planetary stage, which is located on a second side of the electric motor.
Die Bremse kann mindestens einen ersten Bremskörper und mindestens einen zweiten Bremskörper aufweisen. Der mindestens eine zweite Bremskörper kann mit der Antriebswelle um die Drehachse verdrehfest verbunden oder verbindbar sein. Beispielsweise kann der mindestens eine zweite Bremskörper von einem zweiten Bremskörperträger gehalten sein, der verdrehfest, insbesondere mittels einer Welle-Nabe-Verbindung mit der Antriebswelle verbunden ist bzw. in die Antriebswelle eingreift. Beispielsweise kann der zweite Bremskörperträger in Ausführungen mit einer Überlast- oder Sicherheitskupplung separat von dem Kupplungsausgangsglied sein oder alternativ verdrehfest an dem Kupplungausgangsglied gelagert oder von dem Kupplungsausgangsglied gebildet sein. Der mindestens eine erste Bremskörper kann um die Drehachse verdrehfest von einem ersten Bremskörperträger gehalten werden, der von dem Gehäuse, insbesondere einem Bremsgehäuse oder einem Kupplungsgehäuse der Überlast- oder Sicherheitskupplung, gebildet wird, oder verdrehfest mit dem Gehäuse, insbesondere dem Bremsgehäuse oder dem Kupplungsgehäuse, verbunden ist. Beispielsweise kann ein elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbares Druckstück vorgesehen sein, welches den mindestens einen ersten Bremskörper und den mindestens einen zweiten Bremskörper zur Erzeugung eines zwischen dem ersten und zweiten Bremskörper wirkenden Reibschlusses, insbesondere Haftreibschlusses, gegeneinanderdrückt. Alternativ können zum Gegeneinanderdrücken eine oder mehrere Federn, insbesondere mechanische Federn vorgesehen sein, welche so vorgespannt sind, dass sie den mindestens einen ersten Bremskörper und den mindestens einen zweiten Bremskörper gegeneinanderdrücken. Zum Lösen der Bremse kann das Druckstück gegen die Federkraft beispielsweise elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch bewegt werden, um die Kraft, mit denen die ersten und zweiten Bremskörper gegeneinandergedrückt werden zu verringern, wodurch die Bremse gelöst wird.The brake can have at least one first brake body and at least one second brake body. The at least one second brake body can be connected or connectable to the drive shaft such that it cannot rotate about the axis of rotation. For example, the at least one second brake body can be held by a second brake body carrier, which is connected in a rotationally fixed manner, in particular by means of a shaft-hub connection, to the drive shaft or engages in the drive shaft. For example, in versions with an overload or safety clutch, the second brake body carrier can be separate from the clutch output member, or alternatively it can be mounted on the clutch output member in a rotationally fixed manner, or it can be formed by the clutch output member. The at least one first brake body can be held non-rotatably about the axis of rotation by a first brake body carrier, which is formed by the housing, in particular a brake housing or a clutch housing of the overload or safety clutch, or non-rotatably with the housing, in particular the brake housing or the clutch housing, connected is. For example, an electromechanically, hydraulically or pneumatically actuated pressure piece can be provided, which presses the at least one first brake body and the at least one second brake body against one another to produce a frictional engagement, in particular static frictional engagement, acting between the first and second brake bodies. Alternatively, one or more springs, in particular mechanical springs, can be provided for pressing against one another, which are preloaded in such a way that they press the at least one first brake body and the at least one second brake body against one another. To release the brake, the pressure piece can be moved, for example, electromechanically, hydraulically or pneumatically against the spring force, in order to reduce the force with which the first and second brake bodies are pressed against one another, as a result of which the brake is released.
Einer aus dem mindestens einen ersten Bremskörper und dem mindestens einen zweiten Bremskörper kann eine Bremsscheibe oder eine Vielzahl von Bremslamellen sein, wobei der andere aus den mindestens einem ersten Bremskörper und dem mindestens einen zweiten Bremskörper eine oder mehrere Bremsbacken, die mit der Bremsscheibe zusammenwirken können, oder eine Vielzahl Bremslamellen, die mit den Bremslamellen, die den mindestens einen ersten Bremskörper bilden, zusammenwirken können.One of the at least one first brake body and the at least one second brake body can be a brake disk or a multiplicity of brake plates, the other of the at least one first brake body and the at least one second brake body one or more brake shoes which can interact with the brake disk, or a plurality of brake disks, which can interact with the brake disks that form the at least one first brake body.
In Weiterbildungen können ein erstes Wälzlager und ein zweites Wälzlager vorgesehen sein, über die sich der Rotor des Elektromotors um die Drehachse drehbar an dem Gehäuse, insbesondere einem Elektromotor- oder Motorgehäuse, abstützt. Beispielsweise kann das Motorgehäuse eine erste Stirnwand aufweisen, an der sich das erste Wälzlager abstützt bzw. an dem das erste Wälzlager gelagert ist, und eine zweite Stirnwand aufweisen, an der sich das zweite Wälzlager abstützt bzw. dem das zweite Wälzlager gelagert ist. Die erste Stirnwand des Motorgehäuses kann beispielsweise von einem Boden eines topfförmigen Motorgehäuses oder alternativ von einem Gehäusedeckel gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Stirnwand des Motorgehäuses von einem Boden eines topfförmigen Motorgehäuses oder einem Gehäusedeckel gebildet sein.In further developments, a first roller bearing and a second roller bearing can be provided, by means of which the rotor of the electric motor is supported on the housing, in particular an electric motor or motor housing, so that it can rotate about the axis of rotation. For example, the motor housing can have a first end wall on which the first roller bearing is supported or on which the first roller bearing is mounted, and have a second end wall on which the second roller bearing is supported or on which the second one Rolling bearing is stored. The first end wall of the motor housing can be formed, for example, by a bottom of a pot-shaped motor housing or alternatively by a housing cover. Alternatively or additionally, the second end wall of the motor housing can be formed by a bottom of a pot-shaped motor housing or a housing cover.
In Weiterbildungen kann die mindestens eine Planetenstufe in einem von dem Gehäuse, insbesondere Getriebegehäuse, gebildeten Aufnahmeraum angeordnet sein, wobei der Aufnahmeraum flüssigkeitskommunizierend, insbesondere schmiermittelkommunizierend mit wenigstens einem der beiden Wälzlager verbunden ist. Dadurch lässt sich vorteilhaft bewirken, dass das flüssigkeitskommunizierend mit dem Aufnahmeraum verbundene Wälzlager von dem insbesondere flüssigen Schmiermittel, beispielsweise Schmieröl des Getriebes, benetzt wird, wodurch das Wälzlager einerseits geschmiert und andererseits Wärme aus dem Wälzlager abgeführt wird.In further developments, the at least one planetary stage can be arranged in a receiving space formed by the housing, in particular the transmission housing, the receiving space being connected to at least one of the two rolling bearings in a liquid-communicating, in particular lubricant-communicating manner. This advantageously has the effect that the roller bearing, which communicates with the receiving space in a liquid-communicating manner, is wetted by the in particular liquid lubricant, for example lubricating oil of the transmission, whereby the roller bearing is lubricated on the one hand and heat is removed from the roller bearing on the other.
Vorzugsweise ist die Schmierung der mindestens einen Planetenstufe in dem Aufnahmeraum als Tauchschmierung ausgeführt. Für die Tauchschmierung kann ein Minimalfüllstand vorgesehen sein, der derart ausgelegt ist, dass das oder die Wälzlager in der vorgesehenen Betriebslage benetzt werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Drehachse der Motor-Getriebe-Einheit in der vorgesehenen Betriebslage im Wesentlichen horizontal bezogen auf das Schwerkraftfeld der Erde.The lubrication of the at least one planetary stage in the receiving space is preferably carried out as splash lubrication. A minimum fill level can be provided for splash lubrication, which is designed such that the roller bearing or bearings are wetted in the intended operating position. In the intended operating position, the axis of rotation of the motor-transmission unit preferably extends essentially horizontally with respect to the earth's gravitational field.
Die Stirnwand, insbesondere ein Gehäusedeckel, des Elektromotors, an welcher das Wälzlager beispielsweise das zweite Wälzlager angeordnet ist, kann eine Öffnung aufweisen, welche es dem Schmiermittel ermöglicht, aus dem Aufnahmeraum des Getriebes in das Wälzlager zu gelangen.The end wall, in particular a housing cover, of the electric motor, on which the roller bearing, for example the second roller bearing, is arranged, can have an opening which enables the lubricant to get into the roller bearing from the receiving space of the transmission.
Beispielsweise können der Aufnahmeraum, in dem die mindestens eine Planetenstufe angeordnet ist und ein von dem Gehäuse, insbesondere dem Motorgehäuse gebildeter Aufnahmeraum, in dem der Rotor angeordnet ist, zueinander flüssigkeitsdicht abgedichtet sein. Durch die Abdichtung wird verhindert, dass Schmiermittel aus dem Aufnahmeraum des Getriebes in den Aufnahmeraum des Motors gelangt. Da vorzugsweise das zweite Wälzlager, welches den Rotor an dem Motorgehäuse, beispielsweise einem Gehäuseboden oder einem Gehäusedeckel, um die Drehachse drehbar lagert, von dem Schmiermittel aus dem Aufnahmeraum des Getriebes benetzt und andererseits verhindert werden soll, dass Schmiermittel in den Aufnahmeraum des Motors gelangt, kann eine Dichtung vorgesehen sein, insbesondere ein Wellendichtring oder ein Radialwellendichtring, welche wenigstens eines aus erstem und zweitem Wälzlager zu dem Aufnahmeraum des Motors hin abdichtet. Dadurch wird bewirkt, dass einerseits das erste und/oder das zweite Wälzlager mit Schmiermittel aus dem Aufnahmeraum benetzt werden können und andererseits verhindert, dass Schmiermittel in den Aufnahmeraum des Motors eindringt. Beispielsweise kann eine zwischen dem Getriebegehäuse und dem Motorgehäuse angeordnete Stirnwand, insbesondere der Gehäusedeckel, eine Innenumfangsfläche aufweisen, welche einen Lagersitz für ein Wälzlager, insbesondere das zweite Wälzlager, insbesondere für dessen Außenring, bildet. Der Rotor kann eine Außenumfangsfläche aufweisen, welche einen Lagersitz für das Wälzlager, insbesondere den Innenring des Wälzlagers, bildet. Dadurch kann sich der Rotor um die Drehachse drehbar an der Stirnwand, insbesondere dem Gehäusedeckel abstützen.For example, the receiving space in which the at least one planetary stage is arranged and a receiving space formed by the housing, in particular the motor housing and in which the rotor is arranged, can be sealed off from one another in a liquid-tight manner. The seal prevents lubricant from getting into the receiving area of the engine from the receiving area of the transmission. Since the second roller bearing, which rotatably supports the rotor on the motor housing, for example a housing base or a housing cover, about the axis of rotation, is wetted by the lubricant from the receiving space of the transmission and, on the other hand, it is to be prevented that lubricant gets into the receiving space of the motor, For example, a seal can be provided, in particular a shaft sealing ring or a radial shaft sealing ring, which seals at least one of the first and second rolling bearings to the receiving space of the motor. This has the effect that, on the one hand, the first and / or the second rolling bearing can be wetted with lubricant from the receiving space and, on the other hand, prevents lubricant from penetrating into the receiving space of the engine. For example, an end wall, in particular the housing cover, arranged between the gear housing and the motor housing can have an inner circumferential surface which forms a bearing seat for a roller bearing, in particular the second roller bearing, in particular for its outer ring. The rotor can have an outer peripheral surface, which forms a bearing seat for the rolling bearing, in particular the inner ring of the rolling bearing. As a result, the rotor can be supported on the end wall, in particular the housing cover, so that it can rotate about the axis of rotation.
Alternativ oder zusätzlich kann die zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Motorgehäuse angeordnete Stirnwand des Elektromotors, insbesondere ein Gehäusedeckel, eine Innenumfangsfläche aufweisen, welche einen Lagersitz für ein Wälzlager, insbesondere das erste Wälzlager und/oder den Außenring des Wälzlagers, bildet. Der Rotor kann eine Außenumfangsfläche aufweisen, welche einen Lagersitz für das Wälzlager, insbesondere dessen Innenring, bildet. Hierdurch kann sich der Rotor um die Drehachse drehbar an der Stirnwand des Motorgehäuses, insbesondere dem Gehäusedeckel abstützen. Die zwischen dem Elektromotor und dem Getriebe angeordnete Stirnwand, insbesondere Gehäusedeckel, des Motorgehäuses und/oder die zwischen der Überlastkupplung und dem Motor angeordnete Stirnwand, insbesondere Gehäusedeckel, des Motorgehäuses, kann eine Innenumfangsfläche aufweisen, auf welcher eine Dichtung, insbesondere ein Wellendichtring oder Radialwellendichtring sitzt, die mit einer Außenumfangsfläche des Rotors einen Dichtspalt bildet. Die Dichtung kann das erste Wälzlager oder vorzugsweise das zweite Wälzlager zu dem Aufnahmeraum, in dem sich der Rotor befindet, flüssigkeitsdicht abdichten. Insbesondere kann eine Dichtung zwischen dem zweiten Wälzlager und dem Aufnahmeraum und/oder eine Dichtung zwischen dem ersten Wälzlager und dem Aufnahmeraum angeordnet sein.Alternatively or additionally, the end wall of the electric motor, in particular a housing cover, arranged between the clutch housing and the motor housing can have an inner peripheral surface which forms a bearing seat for a rolling bearing, in particular the first rolling bearing and / or the outer ring of the rolling bearing. The rotor can have an outer peripheral surface, which forms a bearing seat for the rolling bearing, in particular its inner ring. As a result, the rotor can be supported on the end wall of the motor housing, in particular the housing cover, so that it can rotate about the axis of rotation. The end wall arranged between the electric motor and the transmission, in particular the housing cover, of the motor housing and / or the end wall arranged between the overload clutch and the motor, in particular housing cover, of the motor housing, can have an inner peripheral surface on which a seal, in particular a shaft sealing ring or radial shaft sealing ring, is seated which forms a sealing gap with an outer peripheral surface of the rotor. The seal can seal the first roller bearing, or preferably the second roller bearing, from the receiving space in which the rotor is located in a liquid-tight manner. In particular, a seal can be arranged between the second roller bearing and the receiving space and / or a seal between the first roller bearing and the receiving space.
Die Motor-Getriebe-Einheit kann in bevorzugten Weiterbildungen einen zwischen dem Getriebegehäuse, in dem die mindestens eine Planetenstufe angeordnet ist, und dem Motorgehäuse, in dem der Rotor angeordnet ist, einen Gehäusedeckel aufweisen, der die Stirnwand, insbesondere die zweite Stirnwand des Motorgehäuses bildet. Der Gehäusedeckel kann sowohl einen Deckel für das stirnseitige, zum Elektromotor weisende Ende des Getriebegehäuses als auch einen Deckel für das stirnseitige, zum Getriebe weisende Ende des Motorgehäuses bilden. D. h., dass sowohl für das Getriebegehäuse als auch für das Motorgehäuse ein gemeinsamer Deckel vorgesehen ist. Gegenüber herkömmlichen Lösungen, bei denen das Getriebegehäuse seinen eigenen Deckel und das Motorgehäuse seinen eigenen Deckel aufweist, kann mit der vorliegenden Weiterbildung eine weitere Verkürzung der Baulänge der Motor-Getriebe-Einheit sowie eine Gewichtsverringerung erreicht werden. Außerdem lässt sich durch den gemeinsamen Gehäusedeckel insbesondere die Schmierung des zweiten Wälzlagers durch das Schmiermittel des Getriebes bewirken.In preferred developments, the motor-gear unit can have a housing cover between the gear housing, in which the at least one planetary stage is arranged, and the motor housing, in which the rotor is arranged, which cover forms the end wall, in particular the second end wall, of the motor housing . The housing cover can form a cover for the front end of the gear housing facing the electric motor as well as a cover for the front end of the motor housing facing the gear. That is, that for both the transmission case and the motor case common cover is provided. Compared to conventional solutions, in which the gear housing has its own cover and the motor housing has its own cover, the present embodiment can further shorten the overall length of the motor-transmission unit and reduce the weight. In addition, the common housing cover in particular can be used to lubricate the second roller bearing with the lubricant of the transmission.
In Weiterbildungen, bei denen die mindestens eine Planetenstufe in einem von dem Getriebegehäuse gebildeten Aufnahmeraum angeordnet ist, kann das Getriebegehäuse an seiner zum Elektromotor weisenden Stirnseite eine oder mehrere Nuten oder einen oder mehrere Kanäle, insbesondere zum Elektromotor hin offene Nuten oder Kanäle, aufweisen, welche einen Kühlmittelzuführanschluss, der an dem Getriebegehäuse gebildet ist, flüssigkeitskommunizierend mit einem Kühlmittelabführanschluss, der ebenfalls an dem Getriebegehäuse gebildet ist, verbindet bzw. verbinden. D. h., dass das Kühlmittel, welches über den Kühlmittelzuführanschluss bis zum Kühlmittelabführanschluss geführt wird, durch die Nut(en) oder den oder die Kanäel fließt und dabei Wärme aus dem Getriebegehäuse und ggf. angrenzenden Bauteilen abführt. Insbesondere kann die mindestens eine Nut oder der mindestens eine Kanal von der zwischen dem Getriebe und dem Elektromotor angeordneten Stirnwand, insbesondere dem stirnseitigen Gehäusedeckel, zum Elektromotor hin verschlossen sein. Die Stirnwand oder der Gehäusedeckel bilden somit eine Wand des hierdurch im Querschnitt geschlossenen Fluidkanals, der den Kühlmittelzuführanschluss mit dem Kühlmittelabführanschluss fluidkommunizierend verbindet.In further developments, in which the at least one planetary stage is arranged in a receiving space formed by the gear housing, the gear housing can have one or more grooves or one or more channels, in particular grooves or channels that are open towards the electric motor, on its end face that faces the electric motor connects or connects a coolant supply connection, which is formed on the transmission housing, in a liquid-communicating manner to a coolant discharge connection, which is also formed on the transmission housing. This means that the coolant, which is fed via the coolant supply connection to the coolant discharge connection, flows through the groove (s) or the channel (s) and in the process removes heat from the transmission housing and any adjacent components. In particular, the at least one groove or the at least one channel can be closed off from the end wall arranged between the transmission and the electric motor, in particular the front cover of the housing, to the electric motor. The end wall or the housing cover thus form a wall of the fluid channel closed thereby in cross section, which connects the coolant supply connection to the coolant discharge connection in a fluid-communicating manner.
Beispielsweise kann der von dem Kühlmittelzuführanschluss zu dem Kühlmittelabführanschluss führende Fluidpfad, d. h. der von der einen oder mehreren Nuten gebildete Fluidkanal von dem Aufnahmeraum, in dem die mindestens eine Planetenstufe angeordnet ist, fluidisch getrennt bzw. gegenüber dem Aufnahmeraum abgedichtet sein. Dies ermöglicht, dass für die Kühlung des Getriebes und/oder des Elektromotors eine andere Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser verwendet werden kann als das Schmiermittel, wie zum Beispiel Schmieröl, welches die mindestens eine Planetenstufe und ggf. das erste und/oder zweite Wälzlager schmiert.For example, the fluid path leading from the coolant supply connection to the coolant discharge connection, i. H. the fluid channel formed by the one or more grooves can be fluidically separated from the receiving space, in which the at least one planetary stage is arranged, or be sealed off from the receiving space. This enables a different liquid, such as water, to be used for cooling the transmission and / or the electric motor than the lubricant, such as lubricating oil, which lubricates the at least one planetary stage and possibly the first and / or second rolling bearing .
Dadurch, dass die Stirnwand des Elektromotors die zum Elektromotor hin weisende Nut oder hinweisende Nuten verschließt, kann mittels des durch die Nut oder Nuten fließenden Kühlmittels auch die Stirnwand, insbesondere der Gehäusedeckel des Motorgehäuses gekühlt werden, wodurch eine verbesserte Motorkühlung erreicht wird.Characterized in that the end wall of the electric motor closes the groove or pointing grooves pointing towards the electric motor, the end wall, in particular the housing cover of the motor housing, can also be cooled by means of the coolant flowing through the groove or grooves, whereby an improved motor cooling is achieved.
Die Erfindung wurde anhand mehrerer Ausführungsformen und Beispiele beschrieben. Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die dabei offenbarten Merkmale=bilden den Gegenstand der Erfindung einzeln und in jeglicher Merkmalskombination vorteilhaft weiter. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht/Skizze einer erfindungsgemäßen Motor-Getriebe-Einheit, -
2 eine perspektivische Ansicht eines Zahnkranzantriebs, insbesondere einer Tunnelbohrmaschine, mit einer Motor-Getriebe-Einheit aus 1 .
-
1 2 shows a sectional view / sketch of a motor-transmission unit according to the invention, -
2nd a perspective view of a ring gear drive, in particular a tunnel boring machine, with a motor-gear unit 1 .
Der Zahnkranzantrieb weist ferner einen Zahnkranz
Der Elektromotor
Aufgrund der kompakten Bauweise der Motor-Getriebe-Einheit und der Verwendung eines Synchronmotors kann es unter Umständen zu einer starken Wärmeentwicklung kommen, die beispielsweise durch die Oberfläche des Motorgehäuses abgeführt werden kann. Hierfür kann das Motorgehäuse beispielsweise Kühlrippen an seiner Außenseite aufweisen. Beispielsweise kann das Motorgehäuse
Die der ersten Stirnwand entgegengesetzte Stirnseite der Umfangswände
Der erste Gehäusedeckel
Zusätzlich erstreckt sich durch den Durchgang des ersten Gehäusedeckels
Der Gehäusedeckel
Der zweite Gehäusedeckel
Der zweite Gehäusedeckel
Der Gehäusedeckel
Das Getriebegehäuse
Zwischen dem ersten Gehäuseteil
Der Rotor
Die Überlastkupplung
Die Überlastkupplung
Die Bremse
Die Bremse
Das Bremsmoment wird über das Bremsgehäuse
Wenn durch Drehung des Rotors
Beispielsweise kann eine externe Kühleinrichtung vorgesehen sein, die mit einem ersten Leitungspaar mit dem Kühlmittelzuführanschluss
Alternativ kann ein Leitungspaar die externe Kühleinrichtung mit dem Kühlmittelzuführanschluss
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Antriebswelledrive shaft
- 1a1a
- Dichtungpoetry
- 22nd
- AbtriebsgliedOutput link
- 33rd
- 44th
- erstes Wälzlagerfirst rolling bearing
- 55
- zweites Wälzlagersecond rolling bearing
- 66
- Dichtung, WellendichtringSeal, shaft seal
- 77
- zweiter Gehäusedeckel second housing cover
- 1010th
- Gehäusecasing
- 1111
- Aufnahmeraum des GetriebesGearbox receiving space
- 1212
- Aufnahmeraum des ElektromotorsRecording room of the electric motor
- 1313
- 2020th
- ElektromotorElectric motor
- 2121st
- Statorstator
- 2222
- Rotorrotor
- 2525th
- MotorgehäuseEngine housing
- 2626
- zweite Umfangswandsecond peripheral wall
- 2727th
- erste Umfangswandfirst peripheral wall
- 2828
- erster Gehäusedeckelfirst housing cover
- 28a28a
- Dichtungpoetry
- 28b28b
- Dichtungpoetry
- 29a29a
- KühlmittelzuführanschlussCoolant supply connection
- 29b29b
- KühlmittelabführanschlussCoolant discharge connection
- 29c29c
- Kühlmittelkanal Coolant channel
- 3030th
- Überlastsicherung, Überlastkupplung, SicherheitskupplungOverload protection, overload clutch, safety clutch
- 3131
- KupplungsgehäuseClutch housing
- 3232
- KupplungseingangsgliedCoupling input link
- 3333
- Kupplungsausgangsglied Coupling output link
- 4040
- Bremse, HaltebremseBrake, holding brake
- 4141
- erster Bremskörper, Lamellenfirst brake body, plates
- 4242
- zweiter Bremskörper, Lamellensecond brake body, plates
- 4343
- BremsgehäuseBrake housing
- 4444
- erster Lamellenträgerfirst slat carrier
- 4545
- zweiter Lamellenträgersecond disk carrier
- 4646
- DruckstückPressure piece
- 4747
- Feder feather
- 5050
- erste Planetenstufefirst planetary stage
- 5151
- SonnenradSun gear
- 5252
- PlanetenradPlanet gear
- 5353
- HohlradRing gear
- 5454
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 6060
- zweite Planetenstufesecond planetary stage
- 6161
- SonnenradSun gear
- 6262
- PlanetenradPlanet gear
- 6363
- HohlradRing gear
- 6464
- Planetenträger Planet carrier
- 7070
- dritte Planetenstufethird planetary stage
- 7171
- SonnenradSun gear
- 7272
- PlanetenradPlanet gear
- 7373
- HohlradRing gear
- 7474
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 8080
- Getriebetransmission
- 8181
- GetriebegehäuseGear housing
- 8282
- erstes Getriebegehäuseteilfirst gear housing part
- 8383
- zweites Getriebegehäuseteilsecond gear housing part
- 82a82a
- Dichtungpoetry
- 83a83a
- Dichtungpoetry
- 83b83b
- Dichtung poetry
- 9090
- KühlmittelzuführanschlussCoolant supply connection
- 9191
- KühlmittelabführanschlussCoolant discharge connection
- 9292
- Kühlmittelkanal/Nut Coolant channel / groove
- 100100
- Maschinengestell Machine frame
- 110110
- Zahnkranz Sprocket
- 120120
- Ritzel pinion
- DD
- DrehachseAxis of rotation
Claims (15)
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE102018131638.0A DE102018131638A1 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Motor-gear unit, in particular for a tunnel boring machine or for driving a ring gear |
CN201911259789.1A CN111287762B (en) | 2018-12-10 | 2019-12-10 | Motor-gear unit, in particular for a tunnel boring machine or for driving a toothed ring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018131638.0A DE102018131638A1 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Motor-gear unit, in particular for a tunnel boring machine or for driving a ring gear |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102018131638A1 true DE102018131638A1 (en) | 2020-06-10 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102018131638.0A Pending DE102018131638A1 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Motor-gear unit, in particular for a tunnel boring machine or for driving a ring gear |
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---|---|
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Cited By (1)
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2018
- 2018-12-10 DE DE102018131638.0A patent/DE102018131638A1/en active Pending
-
2019
- 2019-12-10 CN CN201911259789.1A patent/CN111287762B/en active Active
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Also Published As
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---|---|
CN111287762B (en) | 2023-04-07 |
CN111287762A (en) | 2020-06-16 |
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