DE3928739A1

DE3928739A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE3928739A1
Application number: DE3928739A
Authority: DE
Inventors: Godfrey Rolf Blackburn
Original assignee: BROWN DAVID CORP PLC
Current assignee: BROWN DAVID CORP PLC
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1990-03-15
Also published as: GB8821870D0; AU4014889A; GB2224330B; GB2224330A; GB8919785D0; AU619883B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für Hoch geschwindigkeitsanwendungsfälle, wie zum Beispiel der Antrieb von elektrischen Schienentriebfahrzeugen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Ge triebes mit einer Schmiereinrichtung, die bei hohen und niedrigen Betriebsgeschwindigkeiten wirksam ist.

Die Aufgabe wird durch ein Getriebe gelöst, das ein Gehäuse, eine Eingangswelle, die in Lagern in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Eingangszahnrad trägt, und eine Ausgangswelle, die in Lagern in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Ausgangszahn rad trägt, aufweist und gekennzeichnet ist durch ein erstes Schmiersystem für Niedergeschwindigkeitsbetrieb und ein zweites Schmiersystem für Hochgeschwindigkeitsbetrieb, wobei beide Systeme bei allen Geschwindigkeiten in Betrieb bleiben und beide Öl an die gemeinsamen Schmierräume für die Lager verteilen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Getriebe auf der Mittellinie seiner Eingangswelle,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, wobei Teile aus Gründen der Klarheit wegge lassen sind,

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1, wobei Teile aus Gründen der Klarheit weggelassen sind,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 1,

Fig. 6 einen Teil von Fig. 1 in einem größeren Maß stab, wobei eine Dichtungseinrichtung für die Eingangswelle gezeigt ist,

Fig. 7 einen Teil von Fig. 5 in einem größeren Maß stab, wobei eine Dichtungseinrichtung für die Ausgangswelle gezeigt ist, und

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Unter gestells für ein elektrisches Schienentrieb fahrzeug, das zwei dieser Getriebe hat, in einem kleineren Maßstab.

Es wird nun auf die Zeichnungen bezug genommen, die ein Getriebe für ein elektrisches Hochgeschwindigkeitsschienen triebfahrzeug zeigen, das vom Spiralkegelradtyp mit einfacher Untersetzung ist. Das Getriebe weist ein Gehäuse 10 auf, das aus zwei Hauptteilen 11 und 12 gebildet ist und Stellen 13 für seine federnde Lagerung in einem Fahr- oder Untergestell 14 des Schienentriebfahrzeugs hat. In dem Gehäuse 10 sind eine Eingangswelle 15, die schräg z. B. unter 11 ½° der Horizonta len verläuft, und eine horizontale Ausgangswelle 16 gelagert. Ein Antriebsflansch 17 ist durch Schiebekeile 18 an dem vor stehenden äußeren Ende der Eingangswelle 15 befestigt. Ein integrales Spiralkegelritzel 19 befindet sich an der Eingangs welle 15 in der Nähe seines inneren Endes. Die Welle 15 ist zwischen den Schiebekeilen 18 und dem Ritzel 19 in Doppel kegelrollenlagern 20, die in einem Teil 11 des Gehäuses 10 untergebracht sind, und an seinem inneren Ende in einem Zylinderrollenlager 21, das in einem schrägen Steg 22 des einen Teiles 11 des Gehäuses 10 untergebracht ist, gelagert, wobei der Steg 22 senkrecht zu der Mittellinie der Eingangs welle 15 ist. Die Ausgangswelle 16 ist rohrförmig und ragt an ihren beiden Enden aus dem Gehäuse 10 vor. An der Welle 16 ist ein Antriebsflansch 23 durch radiale Zähne 24 an einem ihrer Enden befestigt. Ferner ist an der Welle 16 zwischen ihren Enden durch Schrauben 25 ein Spiralkegelrad 26 be festigt, das durch eine Öffnung in dem vorgenannten Steg 22 ragt und mit dem Spiralkegelritzel 19 an der Eingangswelle 15 kämmt. Die Ausgangswelle 16 ist in der Nähe von jedem ihrer Enden in einem Kegelrollenlager 28 gelagert, das zwischen den Teilen 11 und 12 des Gehäuses 10 untergebracht ist, wobei die Verbindungsstelle 29 des Gehäuses in einer Ebene liegt, die zum Beispiel unter einem Winkel von 45° schräg verläuft und durch die Mittellinie der Ausgangswelle 16 geht. Jede der drei Bohrungen, an denen die Eingangs- und Ausgangswelle 15 und 16 aus dem Gehäuse 10 vorragen ist durch eine Einrichtung 9 abge dichtet, die ein erstes ringförmiges Teil 30, das mit dem Ge häuse 10 verbunden ist und eine Stirnflächenlabyrinthdichtung 31, die mit einem Schmierfettnippel 32 in dem Teil 30 in Ver bindung steht, und eine Bohrungslabyrinthdichtung 33 auf weist. Unmittelbar außerhalb des ersten ringförmigen Teiles 30 ist eine entsprechend geformte Stirnflächenlabyrinthdichtung 34 an einem zweiten ringförmigen Teil 35 gebildet, das an der Ausgangswelle 16 oder an dem Antriebsflansch 17 an der Ein gangswelle 15, je nachdem wie der Fall liegt, befestigt ist. Unmittelbar innerhalb des ersten ringförmigen Teiles 30 ist ein Schleuderer 36 an einem dritten ringförmigen Teil 37 ge bildet, das an der jeweiligen Welle 15 oder 16 befestigt ist. Die Bohrungslabyrinthdichtung 33 umgibt im engen Abstand einen Vorsprung 38 an dem dritten ringförmigen Teil 37, das an der Ausgangswelle 16 befestigt ist, oder einen Vorsprung 39 an dem Antriebsflansch 17 an der Eingangswelle 15, je nachdem,wie der Fall liegt. Ein Raum 27 innerhalb der Dichtungseinrichtung 9 wird durch Bohrungen 75 entleert. Die allgemeine Anordnung des soweit beschriebenen bevorzugten Getriebes ist derart, daß ein elektrischer Fahrmotor 40 mit variabler Geschwindigkeit, der am Chassis (nicht gezeigt) des Schienentriebfahrzeugs ange ordnet ist, mittels einer Gelenkwelle 41 mit dem Antriebs flansch 17 an der Eingangswelle 15 verbunden, eine Achse des Schienentriebfahrzeugs axial durch die Ausgangswelle 16 geführt und eines der an der Achse befestigten Räder 42 durch eine elastische Kupplung 43 mit dem Antriebsflansch 23 an der Ausgangswelle 16 verbunden werden kann.

Ein erstes Schmiersystem vom sogenannten Spritztyp für Niedergeschwindigkeitsbetrieb weist eine spanend bearbeitete Haube 44 auf, die im Boden des Gehäuses 10 befestigt ist, so daß sie über den Pegel des in dem Gehäuse 10 enthaltenen Öls hinausragt und eng um den unteren Rand des Kegelrades 26 herum verläuft. Eine Öffnung 45 in der an die Zähne des Kegel rades 26 angrenzenden Seite der Haube 44 ermöglicht es dem in dem Gehäuse 10 enthaltenen Öl,mit einer begrenzten Geschwindig keit in die Haube 44 zu strömen, von der es zentrifugal durch die Drehung des Rades 26 weggeschleudert wird. Ein Trog 46, der einteilig um den oberen Teil des Innenraumes des Gehäuses 10 auf der an das Kegelrad 26 angrenzenden Seite des vorge nannten Steges 22 gebildet ist, sammelt das von dem Rad 26 dorthin geschleuderte Öl, und Durchgänge 47, die in dem Ge häuse 10 gebildet sind, führen von dem Trog 46 zu Schmier räumen 48 für die Kegelrollenlager 28, die die Ausgangswelle 16 lagern. Diese Räume 48 werden über ein Wehr 49 in den Boden des Gehäuses 10 entleert. Das erste Schmiersystem enthält auch zwei kurze Tröge 50, die einteilig innerhalb des oberen Teiles des Gehäuses 10 auf der an das Kegelritzel 19 angrenzenden Seite des vorgenannten Steges 22 gebildet sind. Diese Tröge 50 sammeln das dorthin von dem Ritzel 19 geschleuderte Öl, und weitere Durchgänge 51, die in dem Gehäuse 10 gebildet sind, führen von diesen Trögen 50 zu einem Schmierraum 52 für die Doppelkegelrollenlager 20, welche die Eingangswelle 15 lagern. Der Raum 52 wird über ein Wehr 53 und dann durch eine Öffnung 54 in dem vorgenannten Steg 22 in den Boden des Gehäuses 10 entleert. Das erste Schmiersystem beinhaltet ferner einen Schmierraum 55 für das Zylinderrollenlager 21, welches die Eingangswelle 15 lagert. Dieser Raum 55 erhält Öl, das an dem vorgenannten Steg 22 runterläuft, nachdem es in die oberen Teile des Gehäuses 10 geschleudert wurde, und das über ein Wehr 56 in den Boden des Gehäuses 10 entleert wird.

Ein zweites Schmiersystem für Hochgeschwindigkeitsbetrieb weist zwei Flügelpumpen 57 auf, deren Rotoren 58 an den je weiligen Enden einer gemeinsamen Antriebswelle 59 angeordnet sind. Diese Welle ist innerhalb der jeweiligen Pumpen 57 in einem Kugellager 60 und einem Zylinderrollenlager 61, die in dem Gehäuse 10 angeordnet sind, gelagert. Die Pumpenantriebs welle 59 verläuft parallel zu der Ausgangswelle 16 und hat ein unter anderem mittels eines Keiles 62 an ihr befestigtes Schrägrad 63, das mit einem Schrägrad 64, das einteilig an der Ausgangs welle 16 gebildet ist, kämmt. Das Zahnrad 63 an der Pumpenan triebswelle 59 hat einen Mantel 65, der über den Pegel des in dem Gehäuse 10 enthaltenen Öls hinausragt, um das Verwirbeln des Öls zu vermeiden. Die Pumpen 57 saugen Öl vom Boden des Gehäuses 10 über ein gemeinsames rohrförmiges Filter 66 an und liefern es an parallele doppelte Hydraulikkreise, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Jeder Kreis weist eine Rohrleitung 67, eine Bohrung 68 und eine weitere Rohrleitung 69 auf, die zu einer jeweiligen von zwei parallelen Bohrungen 70 in einem Verteilerblock 71 führt, der im oberen Teil des Gehäuses 10 angeordnet ist. Entgegengesetzte Enden einer jeden Bohrung 70 stoßen Öl vertikal nach unten in entgegengesetzte Seiten des Troges 46,aus von wo das Öl durch die vorgenannten Durchgänge 47 zu den Schmierräumen 48 für die Kegelrollenlager 28 fließt, welche die Ausgangswelle 16 lagern. Jede Rohrleitung 69 liefert Öl auch an eine Rohrleitung 72, die zu einer jeweiligen von zwei Düsen 73 zum Besprühen der Zähne des Kegelritzels 19 führt, und durch die Rohrleitung 72 und eine weitere Rohr leitung 74 zu dem Schmierraum 52 für die Doppelkegelrollen lager 20, welche die Eingangswelle 15 lagern. Die um den unteren Rand des Kegelrades 26 angeordnete Haube 44 stellt ein wesentliches Merkmal des zweiten Schmiersystems dar, weil sie ein übermäßiges Verwirbeln des in dem Gehäuse 10 enthaltenen Öls und die daraus resultierende Wärmeentwicklung verhindert. In Betrieb muß das Getriebe mit Niedergeschwindigkeitsbetrieb, zum Beispiel wenn das Schienentriebfahrzeug äußerst langsam in einem Rangierbahnhof fährt, und mit Hochgeschwindigkeits betrieb, wenn das Schienentriebfahrzeug mit seiner Höchstge schwindigkeit von zum Beispiel 225 km/h fährt, fertig werden. Im letzteren Fall bewegt sich der Umfang des Kegelrades 26 mit ungefähr 2133 m/min., so daß eine wirksame Schmierung des Getriebes von größter Bedeutung ist. Beide Schmiersysteme bleiben bei allen Geschwindigkeiten in Betrieb, aber das Niedergeschwindig keitsystem würde allein für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb, wenn ein großer Öldurchsatz benötigt wird, nicht ausreichen, und das Hochgeschwindigkeitssystem würde allein für den Niedergeschwindigkeitsbetrieb infolge der dann unbedeutenden Fördermenge der Pumpen 57 nicht ausreichen.

Somit wird ein Hochleistungsgetriebe bereitgestellt, das eine wirksame Schmierung und Dichtungsmittel hat.

Claims

1. Getriebe mit einem Gehäuse (10), einer Eingangswelle (15), die in Lagern (20, 21) in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Eingangszahnrad (19) trägt, und einer Ausgangswelle (16), die in Lagern (28) in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Ausgangs zahnrad (26) trägt, gekennzeichnet durch ein erstes Schmier system für den Niedergeschwindigkeitsbetrieb und ein zweites Schmiersystem für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb, wobei beide Systeme bei allen Geschwindigkeiten in Betrieb bleiben und beide Öl an gemeinsame Schmierräume (48, 52) für die Lager verteilen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schmiersystem vom Spritztyp und das zweite Schmier system vom Pumpentyp ist.

3. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das zweite Schmiersystem Doppel pumpen (57) aufweist, die Öl zu parallelen doppelten Hydraulik kreisen (67-72, 74) liefern, wobei es von jedem der Hydraulik kreise zu den Lagerschmierräumen (48, 52) geliefert wird.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Öl von jedem Hydraulikkreis zu einer jeweiligen Düse (73) zum Besprühen der Zähne des Eingangszahnrades (15) geliefert wird.

5. Getriebe nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Pumpen (57) auf einer gemeinsamen An triebswelle (59) angeordnet sind und Öl durch einen ge meinsamen Filter (66) ansaugen.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenantriebswelle (59) ein Zahnrad (63) trägt, das von einem Zahnrad (64) an der Ausgangswelle (16) angetrieben wird.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Pumpenantriebswelle (59) getragene Zahnrad (63) eine Haube (65) hat, um das Verwirbeln des in dem Gehäuse (10) enthaltenen Öls zu vermeiden.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pumpen (57) vom Flügeltyp sind.

9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das erste Schmiersystem einen eng sitzenden Mantel (44) für das Ausgangszahnrad (26) mit einer Öffnung (45) zum Begrenzen des Durchsatzes von in dem Ge häuse (10) enthaltenen Öl in die Haube und einen Trog (46) innerhalb des oberen Teiles des Gehäuses zum Sammeln von Öl, das zentrifugal von der Haube durch das Zahnrad weggeschleudert wird, und zum Verteilen des Öls an die Schmierräume (48) für die die Ausgangswelle (16) tragenden Lager (28) aufweist.

10. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schmiersystem eine Einrichtung (22, 50) innerhalb des oberen Teiles des Gehäuses (10) zum Sammeln von Öl, das zentrifugal durch das Eingangszahnrad (19) weggeschleudert wird, und zum Verteilen des Öls an die Schmier räume (52, 55) für die die Eingangswelle (15) tragenden Lager (20, 21) aufweist.

11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß jede der Bohrungen, an denen die Eingangswelle und die Ausgangswelle (15, 16) aus dem Gehäuse (10) vorstehen, durch eine Einrichtung abgedichtet sind, die in der Kombination eine fettgefüllte Labyrinthdichtung (31, 34), zum Verhindern von Schmutzeintritt, eine Labyrinthdichtung (33), zum Verhindern von Ölaustritt und einen Schleuderer (36) zum Verhindern von Ölaustritt aufweist.

12. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß es vom Spiralkegelradtyp mit ein facher Untersetzung ist.