DE19849237A1 - Dichtsystem für eine aus Motor und Getriebe bestehende Antriebseinheit - Google Patents
Dichtsystem für eine aus Motor und Getriebe bestehende AntriebseinheitInfo
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Abstract
Dichtsystem für aus Motoren, insbesondere schnell laufende Motoren mit direkt angeflanschtem Getriebe, gebildete Antriebseinheiten, insbesondere für Personenförderanlagen, wie Rolltreppen und Rollsteige, bestehend aus mindestens einem als Radialwellendichtung ausgebildeten Dichtelement, mindestens einem Schleuderelement sowie mindestens einem Deck- und Saugelement, wobei das Deck- und Saugelement getriebeseitig vor dem Dichtelement angeordnet ist, und wobei ein im Bereich des Schleuderelementes vorgesehener Schmierölsammelraum über mindestens einen in Richtung des Deck- und Saugelementes verlaufenden Kanal mit dem Getrieberaum verbunden ist, der im saugseitigen Bereich des Deck- und Saugelementes etwa oberhalb des Ölspiegels vorgesehen ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Dichtsystem für aus Motoren, insbesondere schnell laufen
den Motoren, mit direkt angeflanschtem Getriebe gebildete Antriebseinheiten, insbe
sondere für Personenförderanlagen, wie Rolltreppen und Rollsteige.
Durch die DE 42 42 762 ist ein Getriebe insbesondere für den Antrieb von Rolltrep
pen, Rollsteigen oder dgl. bekannt, dessen Getriebeein- und/oder -ausgangswelle
kegelrollengelagert und axial nach außen durch mindestens eine Wellendichtung ab
gedichtet ist, wobei axial zwischen dem Kegelrollenlager und der Wellendichtung ein
Schmiermittelförderelement vorgesehen ist. Konstruktionsbedingt pumpt das Kegelrol
lenlager das Schmieröl jedoch ab. Das Schmiermittelförderelement ist durch ein das
bzw. die Kegelrollenlager haltendes bzw. haltende Bauteile gebildet, wobei das Bau
teil durch eine mit Schleuderelementen versehene Einstellmutter gebildet ist. Die
Wellendichtung besteht aus mehreren axial vorspannbaren Kammern zwischen sich
bildenden Dichtelementen. Ziel dieser Druckschrift war es, die Leckage der Getriebe
welle eines Getriebes, insbesondere eines Schneckengetriebes, weitestgehend zu
eliminieren und somit die Standzeit zu erhöhen, wobei auch bei eintretender Mangel
schmierung eine Beschädigung der Dichtlippe bzw. Dichtlippen der Wellendichtung
sicher vermieden werden soll. Schneckengetriebe stellen in der Regel langsam lau
fende Getriebeelemente dar, so daß es hier unter Umständen problematisch ist,
Schmiermittel an die jeweilige Dichtlippe heranzuführen, um diese somit vor vorzeiti
gem Ausfall zu bewahren.
Der DE-C 32 38 780 ist ein Öl-Schmiersystem für Getriebe mit wenigstens einer Öl
fangtasche und mit einer zu der Umfangsoberfläche einer sich drehenden Getriebe
welle hin offenen Sammelringnut für von einer auf der Getriebewelle angeordneten
Pumpe gefördertes Schmiermittel bekannt, wobei der Pumpe radiale Kanäle zugeord
net sind und die Ansaugstelle der Pumpe mit der Ölfangtasche in Verbindung steht,
und wobei von der Sammelringnut wenigstens ein Kanal in das Innere der Getriebe
welle zu wenigstens einer im Inneren der Getriebewelle angeordneten Schmierstelle
führt. Die Pumpe ist als Fliehkraftpumpe ausgebildet und enthält ein mit Flügeln ver
sehenes, im wesentlichen scheibenförmiges Flügelrad. Die radialen Kanäle sind als
von einem radial außen an der Fliehkraftpumpe angeordneten Druckölsammelraum
ausgehende gehäusefeste radial nach innen laufende Umlenkkanäle ausgebildet, die
mit der Sammelringnut in Verbindung stehen.
Der DE-Zeitschrift Konstruktion 39 (1987), Heft 3, Seiten 107-113 sind berührungs
freie Wellendichtungen für flüssigkeitsbespritzte Dichtstellen zu entnehmen. Diese
Druckschrift vermittelt einen allgemeinen konstruktionen Überblick der zum Einsatz
gelangenden berührungslos arbeitenden Dichtsysteme und vermittelt Hinweise für die
Gestaltung des Einbauumfeldes des Dichtsystemes, des Dichtelementes selbst sowie
der Flüssigkeitsrückführung. Darüber hinaus wird jedoch auch auf noch ungelöste
Aufgaben im Hinblick auf das unerwünschte Einströmen von Staub in den abzudich
tenden Raum hingewiesen.
Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein einfach bauendes Dichtsystem für aus
Motoren mit direkt angeflanschtem Getriebe gebildeten Antriebseinheiten, insbeson
dere für schnell laufende Motoren, dahingehend weiterzubilden, daß einerseits eine
Leckage während Transport (Verkantung) und Montage der Personenförderanlage
sicher vermieden wird und zum anderen selbst bei späterem Ausfall der Dichtung im
Betriebszustand ein Auslaufen des Schmieröles aus dem Getriebe in Richtung des
Motors sicher vermieden wird.
Dieses Ziel wird erreicht durch ein Dichtsystem für aus Motoren, insbesondere schnell
laufende Motoren mit direkt angeflanschtem Getriebe gebildete Antriebseinheiten,
insbesondere für Personenförderanlagen, wie Rolltreppen und Rollsteige, bestehend
aus mindestens einem als Radialwellendichtung ausgebildeten Dichtelement, minde
stens einem Schleuderelement sowie mindestens einem Deck- und Saugelement,
wobei das Deck- und Saugelement getriebeseitig vor dem Dichtelement angeordnet
ist, und wobei ein im Bereich des Schleuderelementes vorgesehener Schmierölsam
melraum über mindestens einen in Richtung des Deck- und Saugelementes verlau
fenden Kanal mit dem Getrieberaum verbunden ist, der im saugseitigen Bereich des
Deck- und Saugelementes etwa oberhalb des Ölspiegels vorgesehen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Der Erfindungsgegenstand bietet einerseits die Möglichkeit, die Personenförderanla
ge, wie eine Rolltreppe oder einen Rollsteig, unabhängig von ihren jeweiligen Nei
gungswinkeln bewegen und transportieren zu können, und andererseits infolge des
Schmierölrückführungssystems selbst bei Ausfall des zumindest in Einbauzustand
berührend arbeitenden Dichtelementes im Betriebszustand ein Austreten von
Schmieröl aus dem Getriebe in Richtung des Motors sicher zu verhindern.
Der Ölspiegel innerhalb des Getrieberaumes kann hierbei auf ein Niveau abgesenkt
werden, das im fertig montierten Zustand der Personenförderanlage unterhalb der
größten Umfangserstreckung des Deck- und Saugelementes liegt, so daß auch hier
für jedes Getriebe einige Liter Schmiermittel eingespart werden können. Das Deck-
und Saugelement verhindert infolge seiner räumlichen Anordnung sowie seiner sich in
Richtung des Dichtelementes verjüngenden äußeren Umfangsfläche einerseits, daß
Schmieröl (Schleuderöl) außerhalb des Ölspiegels ständig unter mehr oder weniger
hohem Druck in Richtung des Dichtelementes gefördert wird und dient andererseits
dazu, das tatsächlich durch das Dichtelement noch hindurchgetretenes Schmiermittel
über die Schleuderscheibe in Richtung des Schmierölsammelraumes und über den
Kanal wieder in Richtung des Getrieberaumes angesaugt wird. In beiden Fällen wird
die Fliehkraft des Deck- und Saugelementes für den jeweiligen Zweck vor Ort ausge
nutzt.
Mit dem Erfindungsgegenstand wird somit ein Schmierölzirkulationssystem gebildet,
das selbst bei ausgefallenem Dichtelement im Betriebszustand noch wirksam ist und
in jedem Fall ein Austreten von Schmieröl aus dem Getriebe in Richtung des direkt
angeflanschten Motors sicher verhindert. Bei dem vorzugsweise als Einbaueinheit
ausgebildeten Dichtsystem handelt es sich um ein einstückig ausgebildetes Bauteil,
bestehend aus dem Deck- und Saugelement und dem Schleuderelement, wobei letz
teres auf einem radial abgesetzten Schenkel die bei Bedarf mehrlippig ausgebildete
Radialwellendichtung trägt.
Infolge des so geschaffenen Zirkulationssystems für das ggf. tatsächlich austretende
Schmieröl, ist das Dichtelement im Betriebszustand eigentlich entbehrlich und dient
somit faktisch nur für Transport- und Montagezwecke, dies in Wirkverbindung mit ei
ner ggf. vorhandenen Transportsicherung, die eine wirksame Trennung des Schmier
ölsammelraumes vom sich in Richtung des Getrieberaumes erstreckenden Kanals
gewährleistet.
Die Dichtstelle zwischen einem insbesondere schnell laufenden Motor und einer mit
Synthetiköl gefüllten Getriebeeinheit ist aus folgendem Grund problematisch anzuse
hen:
Synthetiköl verträgt sich nicht mit jedem Dichtlippenwerkstoff, wobei auch nicht jeder Dichtlippenwerkstoff gegen hohe Temperaturen, wie sie insbesondere bei schnell laufenden Motorabtriebswellen auftreten, beständig ist.
Synthetiköl verträgt sich nicht mit jedem Dichtlippenwerkstoff, wobei auch nicht jeder Dichtlippenwerkstoff gegen hohe Temperaturen, wie sie insbesondere bei schnell laufenden Motorabtriebswellen auftreten, beständig ist.
Bei Stufen- bzw. Paletteneinbau sowie deren Wechsel wird im Tipp-Betrieb leicht eine
Temperatur von mehr als 100 Grad Celsius erreicht. Dies im Hinblick darauf, daß der
Motor in der Kürze der Zeit zwar hochläuft, der zugehörige Lüfter dann jedoch nicht in
der Lage ist, die notwendige Kühlleistung zu erbringen, so daß sich hier eigentlich ein
Dichtlippenwerkstoff auf der Basis von Viton anbieten würde. Dieser hochtemperatur
beständige Dichtlippenwerkstoff ist jedoch nicht auf Dauer gegen Synthetiköl bestän
dig, so daß zwar dem einen Parameter Rechnung getragen wird, dem anderen jedoch
nicht.
Radialwellendichtringe auf NBR-Basis sind zwar über ihre Standzeit gesehen weitest
gehend beständig gegen Synthetiköl, fallen jedoch bei den genannten Temperaturen
innerhalb relativ kurzer Standzeiten aus.
Der Wellendichtring, auf den im Betriebszustand gut verzichtet werden kann, da ein
Schmierölrücktransport zum Getrieberaum durch die anderen Bauteile des Dichtsy
stems gewährleistet ist, kann somit als preiswertes NBR-Teil ausgeführt werden, so
daß das Dichtsystem an sich in diesem problembehafteten Bereich äußerst preiswert
hergestellt und als Einbaueinheit montiert werden kann. Eventuell notwendige Nach
rüstungen sind mit dem als Montageeinheit ausgebildeten erfindungsgemäßen Dicht
system ebenfalls denkbar.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung
dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Antriebssystem einer Personenförderanlage, wie z. B. einer Rolltreppe
Fig. 2 Teildarstellung des Übergangsbereiches Motor/Getriebe in Verbindung
mit dem erfindungsgemäßen Dichtsystem.
Fig. 3 alternative Teildarstellung des das erfindungsgemäße Dichtsystem be
inhaltenden Übergangsbereiches.
Fig. 1 zeigt ein Antriebssystem 1 für eine nicht weiter dargestellte Personenförderan
lage, wie z. B. eine Rolltreppe. Das Antriebssystem 1 beinhaltet eine in diesem Bei
spiel aus Motor 2 und Getriebe 3 in klappsymmetrischer Anordnung bestehende An
triebseinheit, wobei das Getriebe 3 ein mehrstufiges Planetengetriebe ist und der
Motor 2 durch einen schnell laufenden Elektromotor gebildet wird. Über Abtriebsele
mente 4, 5,6 steht die Antriebseinheit 2, 3 mit Wellen 7, 8 in Wirkverbindung. Die Welle
7 trägt Umlenkräder 9, 10 für nur angedeutete Transportketten 11, 12 für nicht weiter
dargestellte Stufen. Die Welle 8 trägt Umlenkräder 13, 14 für nur angedeutete Hand
läufe 15, 16.
Fig. 2 zeigt als Teildarstellung den Übergangsbereich 17 vom hier nicht weiter er
kennbaren Motor zum Getriebe 3. Erkennbar ist die Motorabtriebswelle 18 (z. B. n =
1800 U/min), die im Bereich ihres freien Endes über ein Ritzel 19 mit der ersten Stufe
20 eines mehrstufigen Planetengetriebes 3 in Wirkverbindung steht. Der im Getriebe
3 vorhandene Ölspiegel ist mit dem Bezugszeichen 21 versehen. Das erfindungsge
mäße Dichtsystem selber besteht aus den Bauteilen Deck- und Saugelement 22,
Dichtelement 23 sowie Schleuderelement 24, wobei das Deck- und Saugelement 22
auf einem Ansatz 25 des Schleuderelementes 24 aufgepreßt ist und mit dem radial
geringer dimensiomierten Axialschenkel 26 des Schleuderelementes 24 in Wirkver
bindung steht. Das Dichtelement 23 ist in diesem Beispiel als Radialwellendichtring
auf NBR-Basis ausgebildet. Das getriebeseitig angeordnete Deck- und Saugelement
22 weist eine sich konisch in Richtung des Dichtelementes 23 verjüngende äußere
Umfangsfläche 27 auf, wobei zwischen dem Gehäuseteil 28 des Getriebes 3 und dem
Deck- und Saugelement 22 ein labyrinthartiger Spalt 29 gebildet wird. Das scheiben
förmig ausgebildete Schleuderelement 24 weist im Bereich seiner äußeren Umfangs
fläche ein labyrinthartig ausgebildetes Kanalsystem 30 auf, das ggf. durch das Dichte
lement 23 (Dichtlippe 23') hindurchtretende Schmieröl in den das Schleuderelement
24 umgebenden Raum 31 führt, wobei dieses dann im Betriebszustand über einen
etwa axial verlaufenden Kanal 32 wieder in Richtung des Getriebeinnenraumes 33
zurücktransportiert werden kann. Das Deck- und Saugelement 22 dient somit zweier
lei Zwecken, nämlich zum einen infolge der geometrischen Form der äußeren Um
fangsfläche 27, bedingt durch die Fliehkraft, außerhalb des Ölspiegels Schmieröl von
dem Dichtelement 23 weitestgehend fernzuhalten und andererseits ebenfalls infolge
der Fliehkraft, etwa auf dem Niveau des Ölspiegels 21 einen Ansaugeffekt zu bewir
ken, mittels welchem im Sammelraum 31 befindliches Schmieröl über den Kanal 32
wieder in den Getriebeinnenraum 33 zurücktransportiert wird.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Dichtsystems im Übergangsbereich
17 von der schnell laufenden Abtriebswelle 18 des hier nicht erkennbaren Motors in
das Getriebe 3. Die wesentlichen Bauteile wurden bereits in Fig. 2 in entsprechender
Weise gewürdigt. Infolge der geometrischen Ausgestaltung des Deck- und Saugele
mentes 22 wird einerseits verhindert, daß wesentliche Schmierölanteile in den Bereich
des Labyrithes 29 und somit in den Bereich des Dichtelementes 23, insbesondere der
Dichtlippe 23', gelangen können. Wie bereits angesprochen, ist es für die Betriebs
weise des Erfindungsgegenstandes unerheblich, ob das Dichtelement 23 vorhanden
ist oder nicht, da eine Rezirkulierung des Schmieröles in diesem Zustand stattfindet.
Die tatsächlich noch in den Bereich des Dichtelementes 23 gelangenden Schmier
ölanteile werden selbst bei Ausfall der Dichtlippe 23' sowie der nachgeschalteten Lip
pe 38 über das im Bereich des Schleuderelementes 24 vorgesehene Kanalsystem 30
in den Sammelraum 31 transportiert und von dort über den Kanal 32 in den Getrie
beinnenraum 33 zurückbewegt. Das Deck- und Saugelement 22 bildet mit dem
Schleuderelement 24 ein einstückiges Bauteil, das über ein statisch wirkendes Dichte
lement 34 gegenüber der Welle 18 abgedichtet ist.
Gegenüber Fig. 2 wird hier eine noch einfacher bauende Einbaueinheit gebildet, bei
der darüber hinaus auch noch auf die Transportsicherung verzichtet werden kann.
Claims (10)
1. Dichtsystem für aus Motoren, insbesondere schnell laufende Motoren (2) mit
direkt angeflanschtem Getriebe (3) gebildete Antriebseinheiten, insbesondere
für Personenförderanlagen, wie Rolltreppen und Rollsteige, bestehend aus min
destens einem als Radialwellendichtung ausgebildeten Dichtelement (23), min
destens einem Schleuderelement (24) sowie mindestens einem Deck- und
Saugelement (22), wobei das Deck- und Saugelement (22) getriebeseitig vor
dem Dichtelement (23) angeordnet ist, und wobei ein im Bereich des Schleude
relementes (24) vorgesehener Schmierölsammelraum (31) über mindestens ei
nen in Richtung des Deck- und Saugelementes verlaufender Kanal (32) mit dem
Getrieberaum (33) verbunden ist, der im saugseitigen Bereich des Deck- und
Saugelementes etwa oberhalb des Ölspiegels vorgesehen ist.
2. Dichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deck- und
Saugelement (22) scheibenförmig ausgebildet ist, und daß die äußere Um
fangsfläche (27) des Deck- und Saugelementes (22) in Richtung des Dichtele
mentes (23) sich verjüngend vorgesehen ist.
3. Dichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein sich getriebe
seitig zwischen dem Deck- und Saugelement (22) und dem Dichtelement (23)
erstreckendes Labyrinth (29).
4. Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schleuderelement (24) ein labyrinthartig ausgebildetes Kanalsystem (30)
beinhaltet, das Schmieröl in Richtung des Schmierölsammelraumes (31) trans
portiert.
5. Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schleuderelement (24) im Querschnitt winkelförmig ausgebildet ist, daß der
radial größer dimensionierte Schenkel das Kanalsystem (30) beinhaltet, und daß
der radial geringer dimensionierte Schenkel (26) als Dichtfläche für die insbe
sondere mehrlippig (23', 38) ausgebildete Radialwellendichtung vorgesehen ist.
6. Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schleuderelement (24) über mindestens ein statisch wirkendes Dichtele
ment mit der Motorabtriebswelle (18) verbunden ist.
7. Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Deck- und Saugelement (22) mit dem Schleuderelement (24) einstückig
ausgebildet ist.
8. Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bauteile Schleuderelement (24), Dichtelement (23) sowie Deck- und Sauge
lement (22) als Einbaueinheit ausgebildet sind.
9. Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ölspiegel (21) im Getrieberaum (33) unterhalb der im Einbauzustand größ
ten umfangsmäßigen Erstreckung des Deck- und Saugelementes (22) vorgese
hen ist.
10. Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine
den Kanal (32) gegenüber dem Schmierölsammelraum (31) für Transport- und
Montagezwecke absperrende, im Einbauzustand der Personenförderanlage
entfernbare Transportsicherung (39).
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