DE212019000390U1

DE212019000390U1 - Radsatzgetriebe mit Abdichtung

Info

Publication number: DE212019000390U1
Application number: DE212019000390.7U
Authority: DE
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2021-05-18
Anticipated expiration: 2029-10-08
Also published as: DE202018105790U1; CN216382492U; WO2020074422A1

Abstract

Radsatzgetriebe (1) für Schienefahrzeuge aufweisend eine Radsatzwelle (2) mit einem darauf drehfest befestigten Zahnrad (5), ein Gehäuse (3), zwei Wälzlager (4) zur Lagerung der Radsatzwelle (2) im Gehäuse (3) und eine Labyrinth-Abdichtung zwischen Gehäuse (3) und Radsatzwelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Labyrinth-Abdichtung genau zwei Bauteile umfasst: einen Labyrinthring (6), der mit der Radsatzwelle (2) verbunden ist, und einen Labyrinthdeckel (7), der am Gehäuse (3) befestigt ist; wobei der Labyrinthdeckel (7) so gestaltet ist, dass er eine erste (12) und eine zweite Ölkammer (13) zur Sammlung von austretendem Öl bildet, insbesondere in Zusammenwirken mit dem Labyrinthring (6); wobei Labyrinthring (6) und Labyrinthdeckel (7) so ausgebildet sind, dass sie zusammen ein Kammlabyrinth (16) zwischen der ersten (12) und der zweiten Ölkammer (13) bilden und wobei der Labyrinthring (6) eine Schleuderkante (15) aufweist, die in die zweite Ölkammer (13) in radialer Richtung hineinragt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radsatzgetriebe für Schienenfahrzeuge. Das Radsatzgetriebe umfasst eine Radsatzwelle mit einem drehfest damit verbundenen Zahnrad, ein Gehäuse, zwei Wälzlager zur Lagerung der Radsatzwelle im Gehäuse und eine Labyrinth-Abdichtung zwischen Gehäuse und Radsatzwelle.
Die Abdichtung des Radsatzgetriebes ist eine wichtige Funktion, um das Öl im Getriebe zu halten und das Getriebe vor Verunreinigung zu schützen, so dass Lebensdauer und Wartungsintervalle sich vergrößern lassen. Bei bekannten Radsatzgetrieben ist diese Funktion zwar erfüllt aber mit erheblichem Aufwand. Bekannt ist ein Radsatzgetriebe mit Labyrinth-Abdichtung beispielsweise aus der DE 10 2008 055793 A1 , die eine dreiteilige Anordnung für die Abdichtung darstellt.
Die Aufgabe der Erfindung ist, das Radsatzgetriebe so weiterzuentwickeln, dass die Abdichtung mit weniger Aufwand und kostengünstiger realisiert wird - bei gleichzeitig genauso guter oder verbesserter Abdichtwirkung.
Die Aufgabe wird durch ein Radsatzgetriebe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen genannt. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Radsatzgetriebe dadurch aus, dass die Labyrinth-Abdichtung nur genau zwei Bauteile umfasst: einen Labyrinthring, der mit der Radsatzwelle verbunden ist, und einen Labyrinthdeckel, der am Gehäuse befestigt ist, wobei der so gestaltet ist, dass er eine erste und eine zweite Ölkammer zur Sammlung von austretendem Getriebeöl bildet, insbesondere in Zusammenwirken mit dem Labyrinthring (6). Zusätzlich sind Labyrinthring und Labyrinthdeckel so ausgebildet, dass sie zusammen ein sogenanntes Kammlabyrinth bilden, das sich zwischen der ersten und der zweiten Ölkammer befindet.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass nur weniger Teile als im Stand der Technik üblich für die Abdichtung benötigt werden. So können der Montageaufwand und die Kosten geringer gehalten werden. Zudem wird die Abdichtung weiter verbessert, weil zwischen erster und zweiter Ölkammer ein Kammlabyrinth vorhanden ist. So kann ein Großteil des zum Lager zugeführten Öls bereits in der ersten Ölkammer gehalten werden, da die Dichtwirkung zwischen der ersten und der zweiten Ölkammer gegenüber bekannten Labyrinth-Abdichtungen verbessert ist.
Unter Kammlabyrinth wird hier eine Labyrinthdichtung verstanden, bei der zwei kammartig ineinander greifende Bauteile mehrere Dichtspalte bilden, die von austretendem Öl durchflossen werden müssen, wobei zumindest einer der Dichtspalte in entgegengesetzter Richtung zu den anderen Dichtspalten durchflossen wird.
Eine Ölkammer ist in diesem Zusammenhang ein aufgeweiteter, ringförmiger Hohlraum in der Labyrinth-Abdichtung, der Öl aufnehmen kann. Wobei die zweite Ölkammer in radialer Richtung betrachtet weiter vom Wälzlager entfernt ist als die erste Ölkammer.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Labyrinthdeckel insbesondere in Zusammenwirken mit dem Labyrinthring zusätzlich zu den Ölkammern auch noch eine Wasserkammer zur Sammlung von Wasser bildet, das von außen eindringt. Die Wasserkammer ist in axialer Richtung weiter vom Wälzlager entfernt ist, als die Ölkammern, so dass von außen kommendes Wasser und eventuell mitgeführter Schmutz in der Wasserkammer gesammelt und abgeführt werden kann, bevor das Wasser eine der Ölkammern erreicht. Dadurch wird die Verunreinigung des Öls deutlich reduziert. Durch die Kombination der Wasserkammer mit der verbesserten Abdichtung der ersten Ölkammer über das Kammlabyrinth zwischen den beiden Ölkammern wird die gewünschte Trennung von Öl und Wasser besonders gut erreicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Labyrinthring so gestaltet, dass eine Schleuderkante vorhanden ist, die in die zweite Ölkammer in radialer Richtung hineinragt. Dadurch wird das Öl, das trotz der verbesserten Dichtwirkung noch durch das Kammlabyrinth austritt, aufgrund der Rotation an der Kante radial nach außen abgeschleudert, so dass es gut über Ölabläufe abgeführt werden kann und nicht durch den weiteren Dichtspalt weiter nach außen und dann in die Umgebung gelangen kann.
Besonders gut und wirkungsvoll lässt sich die Labyrinth-Abdichtung in der beanspruchten Ausführung einsetzen, wenn das Wälzlager als Kegelrollenlager insbesondere in X-Anordnung ausgeführt ist.
Insbesondere bei Ausführung der Wälzlager als Kegelrollenlager in X-Anordnung kann der Labyrinthdeckel vorteilhaft so aufgeführt sein, dass er den Außenring des Wälzlagers in axialer Richtung fixiert. Eine Einstellung des Axialspiels des Wälzagers kann dann besonders einfach über die Ausführung oder Montage des Labyrinthdeckels erfolgen.
Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn der Labyrinthring so ausgeführt ist, dass er den Innenring des Wälzlagers fixiert. Damit kann durch die Labyrinth-Abdichtung ohne Mehraufwand zusätzlich eine weitere Funktion erfüllt werden.
Bevorzugt ist der Labyrinthdeckel so gestaltet, dass das Bohrbild zur Befestigung des Labyrinthdeckels am Gehäuse symmetrisch zur Vertikalachse ausgeführt ist. Dadurch lässt sich der Labyrinthdeckel ohne Änderung auf beiden Seiten des Getriebes zur Abdichtung verwenden. Insbesondere ist es auch von Vorteil, wenn der Labyrinthring ebenfalls so ausgeführt ist, dass er auf beiden Seiten des Getriebes verwendet werden kann.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn am Labyrinthdeckel zwei Ölabläufe aus der zweiten Ölkammer vorhanden sind, die bevorzugt symmetrisch zur Vertikalachse angeordnet sind. Dadurch ist sowohl ein guter Ölablauf ohne Rückstau möglich, als auch eine beidseitig gleichartige Montage am Getriebe.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn am Labyrinthdeckel zwei Ölzuläufe in die erste Ölkammer vorhanden sind, die bevorzugt symmetrisch zur Vertikalachse angeordnet sind. So wird eine gleichmäßig verteilte Ölzufuhr zum Lager gewährleistet.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Radsatzgetriebe auf beiden Seiten des Zahnrades mit einer Labyrinth-Abdichtung gemäß Anspruch 1 ausgeführt. Durch die Verwendung vieler Gleichteile wird die Montage einfacher und die Ausführung kostengünstiger. Zusätzlich sind die Lagerhaltung und die Versorgung für die Wartung einfacher.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

1 Labyrinth-Abdichtung nach dem Stand der Technik
2 Beispielhafte Ausführung einer Labyrinth-Abdichtung eines erfindungsgemäßen Radsatzgetriebes
3 Beispielhafte Ausführung eines Labyrinthdeckels
4 Beispielhafte Darstellung eines erfindungsgemäßen Radsatzgetriebes
5 Schnittdarstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Radsatzgetriebes

Nachfolgend werden die Figuren im Einzelnen beschrieben. 1 zeigt eine Ausführung einer Labyrinth-Abdichtung nach dem Stand der Technik. Die Radsatzwelle 102 trägt das nicht dargestellte Zahnrad des Radsatzgetriebes. Über das Wälzlager 104 ist die Radsatzwelle 102 im Gehäuse 103 des Radsatzgetriebes drehbar gelagert. Die Abdichtung gegen Ölaustritt erfolgt mit einer dreiteiligen Labyrinth-Abdichtung. Die Labyrinthscheibe 106 bildet die erste Ölkammer 108. Zusätzlich bildet sie mit dem Labyrinthring 105 einen Dichtspalt zur zweiten Ölkammer 109. Diese wird vom Labyrinthdeckel 107 und dem Labyrinthring 105 gebildet, die zusammen zusätzlich noch ein Kammlabyrinth 110 bilden, welches die Abdichtung von der zweiten Ölkammer 109 nach außen bilden. Die Fertigung und Montage der drei Teile für die Abdichtung ist aufwändig und verursacht entsprechende Kosten.
Ziel der Erfindung ist es die Abdichtung am Radsatzgetriebe einfacher und kostengünstiger auszuführen; bei gleichbleibender Dichtwirkung oder wenn möglich auch die Dichtwirkung zu verbessern.
In 2 ist eine beispielhafte Ausführung für die Labyrinth-Abdichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Radsatzwelle 2 ist über das Wälzlager 4, welches als Kegelrollenlager dargestellt ist, aber durchaus auch ein anderes Wälzlager sein kann, im Gehäuse 3 gelagert. Das Zahnrad 5 des Getriebes ist auf der Radsatzwelle montiert. Die Abdichtung erfolgt erfindungsgemäß mit nur zwei Bauteilen: dem Labyrinthdeckel 7 und dem Labyrinthring 6, die so zusammenwirken, dass eine verbesserte Dichtwirkung erzielt wird. Der Labyrinthring 6 ist klemmend auf der Radsatzwelle 2 montiert. Der Labyrinthdeckel 7 wird mithilfe von Schrauben 8 am Gehäuse befestigt. Dazu sind Bohrungen 9 am Labyrinthdeckel 7 vorhanden. Das Bohrbild des Labyrinthdeckels 7 bevorzugt symmetrisch zur Vertikalachse angeordnet, so dass der Labyrinthdeckel 7 auf beiden Seiten des Getriebes ohne Änderung zur Abdichtung verwendet werden kann.
Der Labyrinthdeckel 7 bildet mit dem Labyrinthring die erste Ölkammer 12 und die zweite Ölkammer 13. Zwischen den beiden Ölkammern bilden diese beiden Bauteile das Kammlabyrinth 16. Die erste Ölkammer 12 weist zumindest einen Ölzulauf zur Ölversorgung des Lagers auf und die zweite Ölkammer 13 weist mindestens einen Ölablauf zur Ableitung des ausgetretenen Öls auf. In der zweiten Ölkammer 13 befindet sich eine Schleuderkante 15, die am Labyrinthring ausgebildet ist. Diese Schleuderkante 15 sorgt dafür, dass ausgetretenes Öl radial abgeworfen und zum Ölablauf geführt wird. Darüber hinaus ist eine Wasserkammer 14 vorgesehen, die eindringende Wasser und gegebenfalls Schmutz aufnimmt. Über einen entsprechenden Ablauf kann das Wasser abgeführt werden, bevor es ins Getriebe oder ins Öl gelangen kann. Die Abläufe und Zuläufe sind in der Figur nicht erkennbar, da sie verdeckt sind oder sich auf der nicht dargestellten Unterseite befinden.
In der hier dargestellten Variante wird der Innenring des Wälzlagers 4 über die Innenkante des Labyrinthringes 6 auf der Radsatzwelle 2 fixiert. Über einen Vorsprung am Labyrinthdeckel 7 wird der Außenring des Wälzlagers 4 fixiert und über axiale Länge des Vorsprungs beziehungsweise Montageposition des Labyrinthdeckels 7 kann das axiale Lagerspiel gezielt eingestellt werden. Das Kammlabyrinth 16 und die weiteren Dichtspalte zwischen Labyrinthdeckel 7 und Labyrinthring 6 sind so ausgeführt, dass eine Positionsverschiebung zwischen den beiden Bauteilen zur Einstellung des Lagerspiels ohne Verklemmen oder Kollision möglich ist.
3 stellt exemplarisch eine mögliche Ausführung des Labyrinthdeckels 7 dar. Erkennbar sind hier die Ölzuläufe 10 zur ersten Ölkammer, sowie die Ölabläufe 11 aus der ersten Ölkammer. Zusätzlich ist auch ein Ölablauf aus der zweiten Ölkammer über eine Einfräsung im Labyrinthdeckel 7 vorgesehen. Der Labyrinthdeckel 7 ist hier sowohl hinsichtlich des Bohrbildes der Bohrungen 9 als auch hinsichtlich Ölzulauf 10 und Ölablauf 11 symmetrisch zur Vertikalachse ausführt. Somit kann der Labyrinthdeckel 7 auf beiden Seiten des Radsatzgetriebes verwendet werden.
In 4 ist nun eine Variante für ein erfindungsgemäßes Radsatzgetriebe 1 gezeigt. Es ist hier als zweistufiges, achsreitendes Radsatzgetriebe dargestellt, welches eine Eingangswelle, die ein Zahnrad trägt, ein Zwischenrad und eine Radsatzwelle 2, die das Zahnrad 5 trägt, umfasst. Das Zahnrad 5 ist nicht sichtbar, da die Zahnräder vom Gehäuse 3 umschlossen sind. Von der Labyrinth-Abdichtung ist der Labyrinthdeckel 7 erkennbar. Die Erfindung kann genauso vorteilhaft auch bei einstufigen Radsatzgetrieben oder bei anderen Ausführungen von Radsatzgetrieben eingesetzt werden.
5 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Radsatzgetriebes 1, welches auf beiden Seiten des Getriebes eine entsprechende Labyrinth-Abdichtung gemäß der erfinderischen Idee aufweist. Die Radsatzwelle 2 mit dem Zahnrad 5 ist über zwei Wälzlager 4, die als Kegelrollenlager in X-Anordnung ausgeführt sind, im Gehäuse 3 gelagert.
Labyrinthdeckel 7 und Labyrinthring 6 sind auf beiden Seiten des Getriebes gleich ausgeführt und analog zu der dargestellten Ausführung in 2 gestaltet. Durch die beidseitig identische Ausführung mit Gleichteilen lassen sich die Kosten und er Montageaufwand deutlich reduzieren.
Bezugszeichenliste

1: Radsatzgetriebe
2: Radsatzwelle
3: Gehäuse
4: Wälzlager
5: Zahnrad
6: Labyrinthring
7: Labyrinthdeckel
8: Schraube
9: Bohrung
10: Ölzulauf
11: Ölablauf
12: erste Kammer
13: zweite Kammer
14: Wasserkammer
15: Schleuderkante
16: Kammlabyrinth
102: Radsatzwelle
103: Gehäuse
104: Lager
105: Labyrinthring
106: Labyrinthscheibe
107: Labyrinthdeckel
108: erste Kammer
109: zweite Kammer
110: Kammlabyrinth

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 102008055793 A1 [0002]

Claims

Radsatzgetriebe (1) für Schienefahrzeuge aufweisend eine Radsatzwelle (2) mit einem darauf drehfest befestigten Zahnrad (5), ein Gehäuse (3), zwei Wälzlager (4) zur Lagerung der Radsatzwelle (2) im Gehäuse (3) und eine Labyrinth-Abdichtung zwischen Gehäuse (3) und Radsatzwelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Labyrinth-Abdichtung genau zwei Bauteile umfasst: einen Labyrinthring (6), der mit der Radsatzwelle (2) verbunden ist, und einen Labyrinthdeckel (7), der am Gehäuse (3) befestigt ist; wobei der Labyrinthdeckel (7) so gestaltet ist, dass er eine erste (12) und eine zweite Ölkammer (13) zur Sammlung von austretendem Öl bildet, insbesondere in Zusammenwirken mit dem Labyrinthring (6); wobei Labyrinthring (6) und Labyrinthdeckel (7) so ausgebildet sind, dass sie zusammen ein Kammlabyrinth (16) zwischen der ersten (12) und der zweiten Ölkammer (13) bilden und wobei der Labyrinthring (6) eine Schleuderkante (15) aufweist, die in die zweite Ölkammer (13) in radialer Richtung hineinragt.
Radsatzgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Labyrinthdeckel (7) insbesondere in Zusammenwirken mit dem Labyrinthring (6) eine Wasserkammer (14) zur Sammlung von eindringendem Wasser bildet, wobei die Wasserkammer (14) in axialer Richtung weiter vom Wälzlager (4) entfernt ist, als die Ölkammern (12, 13).
Radsatzgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (4) als Kegelrollenlager insbesondere in X-Anordnung ausgeführt ist.
Radsatzgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Labyrinthdeckel (7) so aufgeführt ist, dass er den Außenring des Wälzlagers (4) in axialer Richtung fixiert.
Radsatzgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Labyrinthring (6) so ausgeführt ist, dass er den Innenring des Wälzlagers (4) fixiert.
Radsatzgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Labyrinthdeckel (7) so gestaltet ist, dass er ein Bohrbild zur Befestigung des Labyrinthdeckels (7) am Gehäuse aufweist, welches symmetrisch zur Vertikalachse ausgeführt ist.
Radsatzgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass am Labyrinthdeckel (7) zwei Ölabläufe (11) aus der zweiten Ölkammer (13) vorhanden sind, die bevorzugt symmetrisch zur Vertikalachse angeordnet sind.
Radsatzgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass am Labyrinthdeckel (7) zwei Ölzuläufe (10) in die erste Ölkammer (12) vorhanden sind, die bevorzugt symmetrisch zur Vertikalachse angeordnet sind.
Radsatzgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Radsatzgetriebe (1) auf beiden Seiten des Zahnrades (5) eine Labyrinth-Abdichtung gemäß Anspruch 1 aufweist.