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Getriebekasten für Antriebsvorrichtungen elektrischer Triebfahrzeuge
Das im allgemeinen aus Großrad und Ritzel bestehende Getriebe von Antriebsvorrichtungen
elektrischer Triebfahrzeuge, bei denen sich der Antriebsmotor auf der Treibachse
bzw. auf einer die Treibachse mit Spiel umgebenden Hohlwelle in Tatzlagern abstützt,
wird üblicherweise von einem aus zwei Teilen bestehenden Getriebekasten umschlossen.
In F i g. 1 ist eine Seitenansicht eines derartigen Getriebekastens dargestellt,
wie er beispielsweise für einen Hohlwellenantrieb eines elektrischen Schienenfahrzeuges
bekannt ist. Der Getriebekasten, der aus dem doppelschellenartig zusammengefügten
Oberteil l und dem Unterteil t besteht, umschließt das Ritzel 3 und das Großrad
4. Das Großrad 4 ist auf der Hohlwelle 5 befestigt, die die Treibachse 6, auf der
das Treibrad 7 sitzt, mit Spiel umgibt. Der Antriebsmotor 8 stützt sich über nichtdargestellte
Wälzlager auf der Hohlwelle 5 ab. Diese Wälzlager werden durch den Tatzlagerdeckel
9 abgedeckt. Zur Befestigung des aus Oberteil 1 und Unterteil 2 bestehenden Getriebekastens
ist am Tatzlagerdeckel9 die armartige Pratze 10 befestigt, mit der Oberteil 1 und
Unterteil t des Getriebekastens verschraubt werden. Ferner sind am Motorgehäuse
11 des Antriebsmotors 8 die armartigen Pratzen 12 und 13 befestigt, von denen die
Pratze 12 mit dem Oberteil 1 und die Pratze 13 mit dem Unterteil 2 verschraubt werden.
Um einen einwandfreien Sitz des Getriebekastens zu erreichen, müssen mithin die
vier Pratzenflächen, die in der schematischen Darstellung der F i g. 1 stark ausgezogen
gezeichnet sind, und die vier Gegenflächen am Getriebekasten maßgenau und planparallel
zueinander bearbeitet werden, was einen erheblichen Aufwand erfordert, zumal die
Pratzen an räumlich voneinander getrennten Teilen, nämlich teils am Tatzlagerdeckel
9 und teils am Motorgehäuse 11, befestigt sind. Im allgemeinen sind daher trotz
eines hohen Fertigungsaufwandes die Getriebekästen verschiedener Antriebe nicht
untereinander austauschbar.
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Bei bekannten Tatzlagerantrieben älterer Art gehört jeder Tatzlagerdeckel
zu einem bestimmten Motorgehäuse und ist somit nicht austauschbar. Bei Hohlwellenantrieben
neuerer Art bildet jedoch der Tatzlagerdeckel, der auch als Hohlwellengehäuse bezeichnet
wird, mit der Hohlwelle und dem Großrad bzw. den Großrädern eine selbständige Baugruppe,
so daß der Tatzlagerdeckel dann austauschbar sein muß. Die Genauigkeit des Tatzlagerdeckels
ist dann entscheidend für einen störungsfreien Lauf und eine einwandfreie Austauschbarkeit
des Antriebes. Beiden bekannten Antrieben läßt sich nun, wie die F i g. 1 erkennen
läßt, der Tatzlagerdeckel 9 nur unter hohem Aufwand mit ausreichender Genauigkeit
herstellen, da die Pratze 10 die Herstellung des Tatzlagerdeckels 9 auf einer Spitzendrehbank
unmöglich macht.
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Ferner ist es bekannt, die beiden Hälften der Getriebekästen von Antriebsanordnungen
elektrischer Triebfahrzeuge fest miteinander zu verschrauben. Auch bei solchen Konstruktionen
sind sehr kleine Fertigungstoleranzen für die beiden Getriebekastenhälften erforderlich,
so daß sich die Getriebekästen verschiedener Antriebe nicht gegeneinander austauschen
lassen.
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Durch die Erfindung wird ein Getriebekasten geschaffen, bei dem die
geschilderten Nachteile hinsichtlich der Nichtaustauschbarkeit und des hohen Fertigungsaufwandes
vermieden sind. Gemäß der Erfindung werden die beiden Teile des Getriebekastens
in radialen Nuten des Tatzlagerdeckels und des Motorgehäuses axial geführt und auf
dem Tatzlagerdeckel festgeklemmt. Die beiden Teile des Getriebekastens sitzen also
nach Art einer Doppelschelle fest auf dem Tatzlagerdeckel auf. Auf diese Weise entfallen
die störenden Pratzen am Tatzlagerdeckel und am Motorgehäuse und mithin auch die
Nachteile, die, wie eingangs geschildert, die Verwendung dieser Pratzen mit sich
bringt.
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Um den Sitz auf dem Tatzlagerdeckel einwandfrei zu gewährleisten,
ist es erforderlich, den Durchmesser der ritzelseitigen Aussparug des Getriebekastens
größer als den Durchmesser" der zugehörigen Führungsflächen des Motorgehäuses zu
wählen.
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In Weiterbildung der Erfindung werden zur axialen Führung des Getriebekastens
Ringsegmente längs der Aussparungen des Kastens befestigt, die in Nuten
bzw.
Ausnehmungen der zugeordneten Teile eingreifen. Zur Abdichtung werden an diesen
zur Führung des Getriebekastens dienenden Ringsegmenten vorzugsweise aus Profilgummi
bestehende Gummiringsegmente befestigt. Hierdurch wird eine weitere Vereinfachung
der Herstellung des Getriebekastens erzielt, da dann die Aussparungen des Getriebekastens
für das Ritzel, für das Großrad und für den Tatzlagerdeckel bei an sich bekannter
geschweißter Ausführung des Kastens gestanzt werden können.
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Es ist bekannt, bei Tatzlagerantrieben zur Abdichtung des Getriebekastens
gegenüber dem Nabenkörper des Großrades bzw. gegenüber der Hohlwelle einen ölfangring
vorzusehen. Bei der bekannten Anordnung mit`Pratzen zur Befestigung des Getriebekastens,
wie sie beispielsweise in F i g. 1 dargestellt ist, wird der Ölfangring genau zentrisch
ausgerichtet und sein Sitz dann mit Klemmschrauben festgelegt, die in die Wand des
Getriebekastens eingeschraubt werden. Dieses Ausrichten des ölfangringes erfordert
umfangreiche Montagearbeiten, zumal die Klemmschrauben schwer zugänglich sind. Hierin
kann dadurch Abhilfe geschaffen werden, daß man den ÖI-fangring durch den Getriebekasten
führt und zentriert.
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In den F i g. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der
Erfindung ausgebildeten Getriebekastens wiedergegeben. Hierbei stellt F i g. 2 eine
Seitenansicht des Getriebekastens entsprechend der F i g. 1 dar, während in F i
g. 3 ein schematisierter Schnitt durch die Treibachse gezeigt ist. Für die einander
entsprechenden Teile der F i g. 1 -sowie 2 und 3 sind die gleichen Bezugszeichen
gewählt.
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Der in den F i g. 2 und 3 dargestellte Getriebekasten besteht aus
dem Oberteil l und dem Unterteil 2; er umfaßt das Ritzel 3 und das Großrad 4. Mittels
der schematisch angedeuteten Schrauben 14 und 15 werden die beiden
Teile 1 und 2 auf dem Tatzlagerdeckel 9 unter satter Anlage ihrer
Aussparungen in den dem Treibrad 7 abgewandten Innenwandteilen 16 nach Art einer
Doppelschelle festgeklemmt. Durch dieses Festklemmen zu beiden Seiten sitzt der
Getriebekasten mit seinen Innenwandteilen 16 auf dem Tatzlagerdeckel 9 fest auf
und ist auf dem Tatzlagerdeckel zentriert. Kleine Fertigungstoleranzen werden .dabei
durch geringe elastische Verformungen der beiden Teile des Getriebekastens ausgeglichen.
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Die ritzelseitigen Öffnungen in den Innenwandteilen 16 umschließen
das Motorgehäuse in ähnlicher Weise, wie es in der F i g. 3 für den Tatzlagerdeckel
9 dargestellt ist. Mit Rücksicht auf die Fertigungstoleranzen und einwandfreien
Sitz auf dem Tatzlager-.deckel ist jedoch hierbei kein Festklemmen der Innenwandteile
16 auf den zugehörigen Führungsflächen .des Motorgehäuses vorgesehen, sondern der
Durchmesser der ritzelseitigen Öffnung ist etwas größer als der Durchmesser der
zugehörigen Führungsflächen des Motorgehäuses gewählt, so daß Fertigungstoleranzen
aufgenommen werden können.
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Zur axialen Führung des Getriebekastens sind an den Innenwandteilen
16 längs ihrer Aussparungen für den Tatzlagerdeckel Ringsegmente 17 angenietet,
die in eine Nut 18 des Tatzlagerdeekels eingreifen. Zur Abdichtung sind dabei als
Profilgummi ausgebildete Gummiringsegmente 19 an den Ringsegmenten 17 befestigt.
Die axiale Führung des Getriebekastens auf der Ritzelseite erfolgt in der gleichen
Weise durch am Getriebekasten -angenietete Ring-Segmente und entsprechende Umfangsnuten
am Motorgehäuse.
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Damit während des Betriebes kein Flattern des Getriebekastens auftritt,
sind die beiden Getriebekastenhälften in axialer Richtung mit Schrauben 27 bzw.
28 am Motorgehäuse 8 festgeschraubt.
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Zum Abdichten des Getriebekastens gegenüber dem Nabenkörper des Großrades
4 an der dem Treibrad 7 zugewandten Aussparung in der Außenwand 21 des Getriebekastens
dient ein ölfangring 20.
Dieser Ölfangring wird durch die Ränder der Aussparungen
in den Wänden der beiden Teile 1 und 2 des Getriebekastens auf der dem Treibrad
7 zugekehrten Seite festgeklemmt und somit vom Getriebekasten getragen und gleichzeitig
zentriert. Die eingangs geschilderten Montagearbeiten, die bei der bekannten Ausführung
des ölfangringes erforderlich sind, entfallen mithin.
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Der ölfangring 20 besteht aus den beiden konzentrischen Ringen 22
und 23, die miteinander durch Punktschweißen verbunden sind, wie es beispielsweise
an der Stelle 29 schematisch angedeutet ist. Die beiden konzentrischen Ringe 22
und 23 bilden durch ihre Formgebung zwischen sich die Nut 24, in die zur Führung
des ölfangringes die Segmente 25 eingreifen, die in gleicher Weise wie die Ringsegmente
17 ausgebildet sind.
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Infolge der Zentrifugalkraft wird das im Getriebekasten vorgesehene
Öl während des Betriebes an die Stirnseiten des Getriebekastens geschleudert. Durch
die Formgebung des ölfangringes wird dabei erreicht, daß das längs der Außenwand
entlangfließende Öl, das durch die Bewegung des Großrades emporgewirbelt wird, wieder
nach unten abtropft. Da im Stillstand der Ölspiegel im Getriebekasten nur etwa die
Höhe der in F i g. 2 eingezeichneten öleinlaufschraube 30 erreicht, ist ein Austreten
des Öles zwischen der Nabe des Großrades und dem ringförmigen Teil 22 des Ölfangringes
20 praktisch ausgeschlossen. Es muß hingegen befürchtet werden, daß das Öl zwischen
der Aussparung der Außenwand 21 und dem in dieser Aussparung festsitzenden Teil
23 des Ölfiihrungsringes 20 austreten kann, da sich hier aus Herstellungsgründen
kein öldichter Sitz erzwingen läßt. Aus diesem Grund sind zur Abdichtung die Gummiring-Segmente
26 vorgesehen, die in gleicher Weise wie die Gummiringsegmente 19 ausgebildet sind.
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Die Ansprüche 2, 3 und 6 sind echte Unteransprüche und gelten nur
in Verbindung mit Anspruch 1.