DE102010063874A1

DE102010063874A1 - Getriebegehäuse eines Achsgetriebes und Gehäusedeckel für ein Getriebegehäuse

Info

Publication number: DE102010063874A1
Application number: DE102010063874A
Authority: DE
Inventors: Christoph Sacher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Also published as: CN102537290B; CN102537290A

Abstract

Es wird ein Getriebegehäuse (1) eines Achsgetriebes für ein Schienenfahrzeug, mit zumindest einer berührungslosen Dichtung zum axialen Abdichten im Bereich einer axialen Wellendurchführung des Getriebegehäuses (1) vorgeschlagen, wobei zumindest ein das Getriebegehäuse (1) axialseitig wenigstens abschnittsweise abdichtender Gehäusedeckel (9, 9A) vorgesehen ist, in den zumindest die berührungslose Dichtung mit zumindest einem Rückführkanal (11, 11A) zur Rückführung von Schmiermittel in einen Schmiermittelsumpf (10) integriert ist. Ferner wird ein Gehäusedeckel (9, 9A) für ein Getriebegehäuse (1) eines Achsgetriebes eines Schienenfahrzeuges vorgeschlagen, wobei der Gehäusedeckel (9, 9A) derart geformt ist, dass zumindest eine berührungslose Dichtung zum axialen Abdichten einer Wellendurchführung und zumindest ein zugeordneter Schmiermittel-Rückführkanal (11, 11A) integriert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse sowie einen Gehäusedeckel für ein Getriebegehäuse eines Schienenfahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 9 näher definierten Art.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 203 12 235 U1 ist ein Radsatzgetriebe für den Einsatz in Schienenfahrzeugen bekannt. Das Radsatzgetriebe umfasst eine Drehmomentwandlungseinrichtung, die als Stirnradstufe in einem Gehäuse aufgenommen ist. An ein Gehäuseunterteil ist eine Ölwanne angebracht, in der das Schmiermittel enthalten ist, in das die Verzahnung der Stirnradstufe eintaucht, um eine Schmiermittelversorgung in dem Gehäuse zu realisieren. Um einen Austritt des Schmiermittels aus dem Gehäuse zu verhindern, sind berührungsfreie Dichtungen in dem Gehäuse bzw. in dem Gehäuseunterteil vorgesehen. Um eine Rückführung des Schmiermittels von Dichtungen in den im Gehäuseinnenraum liegenden Schmiermittelsumpf zu ermöglichen, sind Rückführungsleitungen im Gehäuse vorgesehen.
Es hat sich gezeigt, dass häufig konstruktive Änderungen bei den berührungslosen Dichtungen erforderlich sind, um die Dichtheit an dem Gehäuse zu gewährleisten. Im Rahmen der Änderungen müssen die Dichtungen sowie die Rückführungskanäle und damit auch das Gehäuse konstruktiv verändert werden. Demzufolge ist eine zeit- und kostenintensive Änderung des Getriebegehäuses bei den bekannten Gehäuseanordnungen unbedingt erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Getriebegehäuse eines Achsgetriebes und auch einen Gehäusedeckel für ein Getriebegehäuse eines Schienenfahrzeuges konstruktiv derart zu gestalten, dass insbesondere die Abdichtfunktion ohne aufwändige konstruktive Umgestaltungen des Gehäuses weiter verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch ein Getriebegehäuse eines Achsgetriebes für ein Schienenfahrzeug gelöst, wobei das wellenlagernde Getriebegehäuse insbesondere im Bereich seiner axialen Wellendurchführungen verschleißfreie bzw. berührungslose Dichtungen aufweist, die bei dem vorgeschlagenen Getriebegehäuse mit den das Schmiermittel in den Getriebeölsumpf zurückführenden Kanälen in einen axialseitig das Getriebegehäuse abdeckenden Gehäusedeckel oder dergleichen integriert sind.
Demnach sind die funktionsrelevanten Elemente des berührungslosen Abdichtungssystems außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet, wodurch kostenintensive Änderungen an dem Getriebegehäuse verhindert werden, wenn konstruktive Änderungen des Abdichtungssystems zum Beispiel während einer Erprobung der Dichtheit erforderlich sind.
Als berührungslose Dichtungen können verschiedenartige Spaltdichtungen oder dergleichen eingesetzt werden. Vorzugsweise können Labyrinthdichtungen z. B. mit mehreren Labyrinthkammern eingesetzt werden, wobei dann das Labyrinthsystem auf einfachste Weise in Kassettenausführung in den Gehäusedeckel integriert wird. Im Rahmen einer Kassettenausführung werden mehrere, mit vorbestimmten Abmessungen ausgeführte Volumina bzw. Teilräume oder dergleichen in dem Gehäusedeckel gebildet, um die Labyrinthkammern und die erforderliche Kanäle vorzusehen. Die gebildeten Hohlräume in dem Gehäusedeckel können auch je nach Bedarf miteinander kommunizieren bzw. verbunden sein.
Bei entsprechender Positionierung einer axialen Gehäuseteilung zwischen dem Getriebegehäuse und dem Gehäusedeckel bzw. Labyrinthdeckel kann ausreichend Volumen im Inneren des Deckels geschaffen werden, um die Ausnehmungen für die Labyrinthkammern und die erforderlichen Schmiermittelrückläufe in dem Labyrinthdeckel vorzusehen.
Ein weiterer besonderer Vorteil bei dem vorgeschlagenen Getriebegehäuse mit dem das Labyrinthsystem umfassenden Gehäusedeckel ergibt sich daraus, dass der Gehäusedeckel zumindest teilweise einen Siphon bildet, mit dem eine zwangsgeführte Schmiermittel-Rückführung in den Schmiermittelsumpf realisiert wird, so dass mit dem in dem Siphon enthaltenen Schmiermittel als Sperrflüssigkeit der Eintritt von Schmiermitteldampf bzw. -dunst in die Labyrinthkammern sicher verhindert wird. Dadurch können Undichtigkeiten bei der Labyrinthdichtung und somit bei dem Getriebegehäuse vermieden werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch einen erfindungsgemäß separat beanspruchten Gehäusedeckel für ein Getriebegehäuse eines Achsgetriebes eines Schienenfahrzeuges gelöst, wobei der Gehäusedeckel derart geformt ist, dass in den Deckel zumindest eine berührungslose Dichtung zum axialen Abdichten einer Wellendurchführung und zumindest ein Schmiermittel-Rückführkanal integriert sind.
Demzufolge wird nicht nur das eingangs beschriebene verbesserte Getriebegehäuse mit dem Deckel in seiner Gesamtheit, sondern auch der separate Gehäusedeckel vorzugsweise in Kassettenausführung mit dem enthaltenen Labyrinthsystem unter Schutz gestellt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Getriebegehäuses eines Achsantriebes an einem Schienenfahrzeug;
2 eine schematische Seitenansicht des Getriebegehäuses gemäß 1;
3 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie A-A gemäß 2;
4A eine teilgeschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß 3; und
4B eine teilgeschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie C-C gemäß 3.
In den Figuren ist die vorliegende Erfindung anhand eines elektrischen Antriebes mit einem einstufigen, achsreitenden Stirnradgetriebes in einem Getriebegehäuse 1 exemplarisch beschrieben.
Wie aus 1 ersichtlich ist, wird ein zum Beispiel elektrisch angetriebener Antriebsmotor 2 an einem Drehgestellrahmen 3 eines Schienenfahrzeuges befestigt und steht über eine Kupplung 4 mit einer in dem Getriebegehäuse 1 des Achsgetriebes gelagerten Antriebswelle 5 in Verbindung. In dem Getriebegehäuse 1 ist eine achsparallel zur Antriebswelle 5 gelagerte Radsatzwelle 6 ebenfalls vorgesehen, die über eine Stirnradstufe mit der Antriebswelle 5 gekoppelt ist. Die Radsatzwelle 6 dient zum Antrieb der Räder 7 des Schienenfahrzeuges. Das Getriebegehäuse 1 ist über eine Drehmomentstütze 19 an dem Drehgestellrahmen 3 des Schienefahrzeuges abgestützt.
Wie sich aus 2 ergibt, umfasst die Stirnradstufe ein erstes, kleineres Zahnrad 17 und ein zweites, größeres Zahnrad 18. Zur Schmierung des Achsgetriebes ist in dem Getriebegehäuse 1 eine zum Beispiel über die Verzahnung des zweiten Zahnrades 18 der Stirnradstufe fördernde Schmiermittelversorgung bzw. Ölversorgung vorgesehen, mit der Schmiermittel aus einem Schmiermittelsumpf 10 über einen Schmiermittelzulauf 20 z. B. zu einem Wälzlager 13 geleitet wird, wie dies in 3 angedeutet ist.
Um die zum Beispiel an der Radsatzwelle 6 axialseitig an dem Getriebegehäuse 1 vorgesehenen Wellendurchführungen gegenüber der Radsatzwelle 6 an dem Getriebegehäuse 1 abdichten zu können, sind berührungslose Dichtungen in Form von Labyrinthdichtungen mit entsprechenden Labyrinthkammern 8 vorgesehen, die im Detail in 3 angedeutet sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Labyrinthdichtung mit den Labyrinthkammern 8 und zumindest einem das Schmiermittel in den im Getriebegehäuse 1 untergebrachten Schmiermittelsumpf 10 zurückführenden Rückführkanal 11, 11A in einem axialseitig das Getriebegehäuse 1 abdeckenden Gehäusedeckel 9, 9A integriert sind. Der Gehäusedeckel 9 bzw. 9A kann, wie in 1 angedeutet, vorzugsweise beidseitig axial an dem Getriebegehäuse 1 im Bereich der Radsatzwelle 6 vorgesehen sein. In 1 werden exemplarisch die Gehäusedeckel 9, 9A an der Radsatzwelle 6 gezeigt.
Die Seitenansicht des Getriebegehäuses 1 gemäß 2 stellt den Gehäusedeckel 9 an einer der axialen Seiten des Getriebegehäuses 1 dar. Aus der Schnittansicht gemäß 3 ergibt sich, dass der Gehäusedeckel 9 derart an dem Getriebegehäuse 1 befestigt ist, dass die axiale Gehäuseteilung bzw. Anlagefläche 12 zwischen dem Getriebegehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 9 im Bereich des Wälzlagers 13 vorgesehen ist, das die abzudichtende Radsatzwelle 6 in dem Getriebegehäuse 1 lagert.
Der kassettenförmig aufgebaute Gehäusedeckel 9, 9A weist entsprechende Ausnehmungen bzw. Aussparungen auf, um die Labyrinthkammern 8 der Labyrinthdichtung und auch die beiden beispielhaft angeordnet deuteten Schmiermittel-Rückführkanäle 11, 11A zu bilden, wobei die detaillierten Verläufe der Rückführkanäle 11, 11A zusätzlich aus den Teilschnittdarstellungen gemäß der 4A und 4B hervorgehen.
Insbesondere aus 3 wird zudem deutlich, dass der Gehäusedeckel 9 zumindest teilweise einen Siphon 14 bildet. Hierfür ist eine Ausnehmung bzw. ein Hohlraum vorgesehen, der durch den Gehäusedeckel 9 und das daran anliegende Getriebegehäuse 1 zusammen gebildet wird. Der Siphon 14 dient zur Schmiermittelführung des aus den Rückführkanälen 11, 11A kommenden Schmiermittels in den Schmiermittelsumpf 10 des Getriebegehäuses 1. Da der Siphon 14 durch ein Siphonblech 15 oder dergleichen Bauteil unterteilt ist, wird sichergestellt, dass der Strömungsweg von den Schmiermittel-Rücklaufkanälen 11, 11A zum Schmiermittelsumpf 10 durch den Siphon 14 zumindest abschnittsweise unterhalb des Schmiermittelpegels bzw. -spiegels 16 des Schmiermittelsumpfes geführt ist. Dadurch bildet das ständig in dem Siphon 14 enthaltene Schmiermittel eine Sperre, so dass eventuell in dem Getriebegehäuse 1 vorhandener Öldunst bzw. Öldampf nicht durch die Rückführkanäle 11, 11A in die Labyrinthkammern 8 der berührungslosen Dichtung eintreten kann. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise Undichtigkeiten in diesem Bereich sicher vermieden.
Da jeder Gehäusedeckel 9, 9A das Getriebegehäuse 1 auch im Bereich des Siphons 14 axialseitig abschließt bzw. abdichtet, wird nicht nur die Wellendurchführung von dem Deckel abgedichtet. Bei der Montage der Gehäusedeckel 9, 9A werden diese über den Außenring des Wälzlagers 13 der Radsatzwelle 6 zentriert, so dass die Montage erleichtert wird. Durch die dargestellte konstruktive Ausführung sind somit sämtliche für die Abdichtungsfunktion relevanten Details in den Labyrinthdeckeln bzw. Gehäusedeckeln 9, 9A kassettenförmig und somit außerhalb des Getriebegehäuses 1 zusammengefasst. Jeder Gehäusedeckel 9, 9A ermöglicht somit die Realisierung der Labyrinthkammern 8 und der Rückführkanäle 11, 11A sowie des Siphons 14 auf einfachste Weise ohne spanabhebende Bearbeitung z. B. durch eine großtechnische Herstellung ohne Modellkerne. Somit wird ein Labyrinthsystem in Kassettenausführung mit integriertem Siphon 14 an dem Getriebegehäuse 1 eines Achsgetriebes eines Schienenfahrzeugs mithilfe der Gehäusedeckel 9, 9A realisiert. Denkbar wäre auch eine entsprechende erfindungsgemäße Ausführung im Bereich der Antriebswelle 5 derart, dass entsprechend angepasste Deckel auch an der Antriebswelle 5 axialseitig vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste

1: Getriebegehäuse
2: Antriebsmotor
3: Drehgestellrahmen
4: Kupplung
5: Antriebswelle
6: Radsatzwelle
7: Rad
8: Labyrinthkammer
9, 9A: Gehäusedeckel
10: Schmiermittelsumpf
11, 11A: Rückführkanal
12: Anlagefläche
13: Wälzlager
14: Siphon
15: Siphonblech
16: Schmiermittelspiegel
17: erstes Zahnrad
18: zweites Zahnrad
19: Drehmomentstütze
20: Schmiermittelzulauf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 20312235 U1 [0002]

Claims

Getriebegehäuse (1) eines Achsgetriebes für ein Schienenfahrzeug, mit zumindest einer berührungslosen Dichtung zum axialen Abdichten im Bereich einer axialen Wellendurchführung des Getriebegehäuses (1), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein das Getriebegehäuse (1) axialseitig wenigstens abschnittsweise abdichtender Gehäusedeckel (9, 9A) vorgesehen ist, in den zumindest die berührungslose Dichtung mit zumindest einem Rückführkanal (11, 11A) zur Rückführung von Schmiermittel in einen Schmiermittelsumpf (10) integriert ist.
Getriebegehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als berührungslose Dichtung eine Labyrinthdichtung mit mehreren Labyrinthkammern (8) vorgesehen ist, die mit dem zugeordneten Rückführkanal (11, 11A) in den kassettenförmig, mehrere Hohlräume aufweisenden Gehäusedeckel (9, 9A) integriert sind.
Getriebegehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Gehäuseteilung zwischen dem Getriebegehäuse (1) und dem Gehäusedeckel (9, 9A) im Bereich eines Wälzlagers (13) der abzudichtenden Welle vorgesehen ist.
Getriebegehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kassettenförmige Gehäusedeckel (9, 9A) derart geformt ist, dass der Gehäusedeckel (9, 9A) zumindest teilweise einen Siphon (14) bildet, der zumindest einen Rückführkanal (11, 11A) mit dem Schmiermittelsumpf (10) verbindet.
Getriebegehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Siphon (14) durch einen zwischen dem Getriebegehäuse (1) und dem Deckelblech (9, 9A) gebildeten Hohlraum vorgesehen ist, wobei ein Siphonblech (15) den Hohlraum derart unterteilt, dass der Strömungsweg von jedem angeschlossenen Rückführkanal (11, 11A) zum Schmiermittelsumpf (10) durch den Siphon (14) zumindest abschnittsweise unterhalb des Schmiermittelsspiegels (16) des Schmiermittelsumpfes (10) geführt ist.
Getriebegehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Siphonblech (15) zumindest abschnittsweise etwa entlang einer die Gehäuseteilung bildenden Anlagefläche (12) zwischen dem Getriebegehäuse (1) und dem Gehäusedeckel (9, 9A) verläuft.
Getriebegehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (9, 9A) über einen Außenring des Wälzlagers (13) der abzudichtenden Welle zentriert ist.
Getriebegehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder axialen Wellendurchführung des Getriebegehäuses (1) jeweils ein Gehäusedeckel (9, 9A) zugeordnet ist.
Gehäusedeckel für ein Getriebegehäuse (1) eines Achsgetriebes eines Schienenfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (9, 9A) derart geformt ist, dass zumindest eine berührungslose Dichtung zum axialen Abdichten einer Wellendurchführung und zumindest ein Schmiermittel-Rückführkanal (11, 11A) integriert sind.
Gehäusedeckel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der kassettenförmig aufgebaute Gehäusedeckel (9, 9A) mehrere Hohlräume aufweist, die Labyrinthkammern (8) einer als berührungslose Dichtung ausgebildeten Labyrinthdichtung und zumindest einen zugeordneten Rückführkanal (11, 11A) bilden.
Gehäusedeckel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (9, 9A) zumindest teilweise einen Siphon (14) bildet, der zumindest einen Rückführkanal (11, 11A) mit einem Schmiermittelsumpf (10) in dem Getriebegehäuse (1) verbindet.