專利名稱：用油潤(rùn)滑的、特別是用于裝在殼體內(nèi)的牽引電機(jī)的高速傳動(dòng)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用油潤(rùn)滑的、特別是用于裝在殼體內(nèi)的牽引電機(jī)的高速傳動(dòng)箱，其中回油從非接觸軸密封裝置的迷宮密封腔通向傳動(dòng)箱殼體的油池。
通常現(xiàn)代高速牽引電機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)基于，在起動(dòng)時(shí)大齒輪借助于其齒按浸入式潤(rùn)滑方式從傳動(dòng)箱殼體的油池中取油，并使主動(dòng)小齒輪潤(rùn)濕。由于隨著轉(zhuǎn)速的增加使油分裂產(chǎn)生細(xì)的、分布在整個(gè)傳動(dòng)箱內(nèi)的油氣混合物，從而也給傳動(dòng)箱殼體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸的軸承部位供油。
在這個(gè)軸承的非接觸軸密封裝置處的可靠、無(wú)磨損和完全的對(duì)外油、氣密封對(duì)于帶有高速運(yùn)轉(zhuǎn)的大齒輪的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)說(shuō)是一個(gè)大問(wèn)題。通常采用迷宮式密封裝置，其功能建立在縫隙壓力節(jié)流的基礎(chǔ)之上。在那里冷凝的油霧通過(guò)一虹吸系統(tǒng)不斷地從密封裝置的迷宮腔中分離出去，并通過(guò)回路中的回油管道回流到密封的傳動(dòng)箱殼體中，由此應(yīng)該防止大量的漏油通過(guò)迷宮密封裝置的外側(cè)的污物排出腔向外流出。為此回流通道具有一坡度并通入油池的上方。
在非?？焖龠\(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)箱中出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象油氣混合物作為所謂的拖曳流以接近于大齒輪的角速度在傳動(dòng)箱殼體內(nèi)跟隨運(yùn)動(dòng)，并由于內(nèi)部摩擦產(chǎn)生很大熱量和膨脹，因此使迷宮密封裝置受到很大載荷。這就要求特別順暢地從密封裝置的迷宮腔中回油，以防止油滲出。
此外為了將油霧的摩擦熱減小到可以承受的程度，必須力求使傳動(dòng)箱殼體內(nèi)的油量和油氣混合物的粘滯性盡可能小，并在傳動(dòng)箱殼體內(nèi)創(chuàng)造盡可能無(wú)干擾的流動(dòng)特性。另一方面必須保證，傳動(dòng)箱無(wú)論如何不允許干運(yùn)轉(zhuǎn)，否則會(huì)咬死，因此為了可靠地運(yùn)行不能低于絕對(duì)必要的油量，由此造成非常小的油面波動(dòng)公差，必須對(duì)它加以可靠的監(jiān)控。
因此特別是對(duì)于牽引電機(jī)，但是也對(duì)于可用于其他場(chǎng)合的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱提出了這樣的任務(wù)，改進(jìn)油從縫隙密封裝置中的排出，以完全避免漏油，造成盡可能可靠的、也就是說(shuō)靈敏的和位置偏差的油面顯示，而對(duì)傳動(dòng)箱殼體內(nèi)的流動(dòng)特性沒(méi)有大的干擾。
按照本發(fā)明這個(gè)任務(wù)通過(guò)在權(quán)利要求1和8中所規(guī)定的特征來(lái)解決。附帶的從屬權(quán)利要求規(guī)定了優(yōu)良的結(jié)構(gòu)造型。
按本發(fā)明利用在運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)箱中的貝努利效應(yīng)在回油管的入口處產(chǎn)生一負(fù)壓，它有效地支持油從非接觸軸密封裝置的迷宮腔中流出。按照貝努利原理在快速流動(dòng)流體中的靜壓小于在靜止的或慢速流動(dòng)流體中的靜壓，而且流速差越大，靜壓越小。也就是說(shuō)人為地將傳動(dòng)箱殼體的有拖曳流流過(guò)的區(qū)域變窄，從而使在這個(gè)區(qū)域內(nèi)提高拖曳流的速度，在這個(gè)部位相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)靜壓下降。如果回流通道通入這個(gè)區(qū)域，那么在運(yùn)行期間在回油管道內(nèi)形成抽吸，它明顯地有利于在密封系統(tǒng)內(nèi)冷凝的油流出。因此所述結(jié)構(gòu)在物理上起類(lèi)似于文杜里噴嘴的作用，盡管它是用于其他的目的。狹窄部位適宜于放在傳動(dòng)箱殼體內(nèi)出現(xiàn)拖曳流最大速度的區(qū)域內(nèi)，也就是在大齒輪外圓附近。在充分利用回油管道斜坡的情況下特別合適的部位是緊靠油池的上方。如果通過(guò)在這個(gè)區(qū)域內(nèi)傳動(dòng)箱殼體壁材料的加厚造成狹窄部位，那么它同時(shí)還可以優(yōu)選地用來(lái)容納用于大齒輪軸承的回油管道的孔。材料加厚最好做成這樣，使得在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向拖曳流的橫截面變化盡可以不形成旋渦。此外在緊靠它旁邊設(shè)置的另一個(gè)孔內(nèi)還可以安裝一浮標(biāo)，它可以通過(guò)視孔玻璃看到，以讀出液面高度。這種布局的浮標(biāo)在殼體薄的加厚區(qū)內(nèi)還有利于不管在狹窄部位還是在其他流動(dòng)靈敏的區(qū)域都不干擾油氣混合物的流動(dòng)特性；其次取消了通常情況下常用的、費(fèi)用高的浮標(biāo)管道。不管是否例如由于路面傾斜使傳動(dòng)箱殼體處于傾斜狀態(tài)，如果這個(gè)區(qū)域在本發(fā)明一種優(yōu)選的改進(jìn)結(jié)構(gòu)中與允許的油池液面的面重心相重合的話，則可以讀出這個(gè)區(qū)域內(nèi)的油面高度。尤其是通入這里的回油管為傳動(dòng)箱靜止時(shí)的浮標(biāo)提供足夠大的油量。
為了利用將油從主動(dòng)小齒輪的軸承中的排出抽吸效果，其回油管道同樣可以通入人為變窄的區(qū)域內(nèi)。
按本發(fā)明的傳動(dòng)箱的結(jié)構(gòu)的費(fèi)用和位置需求小到可以忽略不計(jì)，其加工也毫無(wú)問(wèn)題。該裝置本身無(wú)需保養(yǎng)，也絕不需要外加能量。除了在某些情況下利用浮標(biāo)，以使油面觀察更清晰之外，決不需要機(jī)械的運(yùn)動(dòng)件。其他有益的結(jié)構(gòu)從從屬權(quán)利要求中得到。
借助于一實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較詳細(xì)的說(shuō)明。在所附圖形中表示

圖1通過(guò)牽引電機(jī)傳動(dòng)箱殼體在按圖3的大齒輪軸線平面內(nèi)的A-A剖視，圖2按圖3的平行于剖面A-A的在油面重心平面內(nèi)的B-B剖視，圖3傳動(dòng)箱殼體的沿軸方向的側(cè)視圖。
在圖1和2中用1表示牽引電機(jī)的大齒輪，它由一未詳細(xì)畫(huà)出的小齒輪帶動(dòng)。大齒輪1與一大齒輪體2螺釘連接，大齒輪體熱壓在機(jī)車(chē)的一個(gè)未詳細(xì)畫(huà)出的軸上。用3表示傳動(dòng)箱殼體1大齒輪1和主動(dòng)小齒輪借助于滾柱軸承4支承在此殼體內(nèi)。傳動(dòng)箱殼體3下面用一油池5密封，該油池裝灌工作油至約大齒輪1的齒輪分度圓處。傳動(dòng)箱殼體3和大齒輪體2之間的密封借助于迷宮密封裝置6進(jìn)行。這種非接觸縫隙密封裝置允許較高的相對(duì)速度，原則上是不磨損的。然而由于在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行中形成油霧壓力無(wú)法完全避免迷宮密封裝置6的漏油，因此通過(guò)一虹吸系統(tǒng)7濾出泄漏的油，并在通過(guò)回油管道8的回路中幾乎完全回輸?shù)接统?內(nèi)。只有極少量的、不再在回路內(nèi)的油和來(lái)自外界的積聚污物顆粒一起通過(guò)較外部的污物排出腔9排出。
傳動(dòng)箱殼體3具有一流體技術(shù)最佳的輪廓，如圖1和2中虛線所示。這種輪廓允許無(wú)摩擦和無(wú)渦流地帶動(dòng)拖曳流，拖曳流由油氣混合物組成，因此不再導(dǎo)致油霧的過(guò)熱。但是在大齒輪1最低的齒輪和齒根區(qū)域內(nèi)傳動(dòng)箱殼體3側(cè)壁的輪廓設(shè)計(jì)成這樣，使它成為最窄區(qū)域10。為此殼體壁這樣地連續(xù)加厚，使得在材料加厚的峰值區(qū)域內(nèi)傳動(dòng)箱殼體3的內(nèi)壁垂直伸展直至油池5之下，由此在大齒輪齒根的下齒冠區(qū)內(nèi)形成希望的狹窄部位。大齒輪8的回油通過(guò)一通向虹吸系統(tǒng)7的橫孔8a和一與之相連的垂直孔8b實(shí)現(xiàn)，它們加工在殼體壁的材料加厚部位內(nèi)。垂直孔8b在大齒輪1下部輪齒區(qū)域高度通入材料加厚的峰值區(qū)內(nèi)，也就是正好在區(qū)域10內(nèi)，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)在傳動(dòng)箱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不管向哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)都建立一相對(duì)于封閉的傳動(dòng)箱殼體3內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)而言比較大的負(fù)壓。此負(fù)壓引起一抽吸作用，它明顯地加強(qiáng)泄漏油從密封裝置6的迷宮腔或虹吸系統(tǒng)7中的排出。由于抽吸作用幾乎不再有傳動(dòng)箱油漏出，這減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān)并保證在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)傳動(dòng)箱殼體3內(nèi)有恒定的油量。
特別是后者對(duì)于傳動(dòng)箱的使用壽命非常重要，因?yàn)樵诟咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱中必須以盡可能少的油量運(yùn)行，以使形成的油氣混合物的粘滯性、從而還有其易發(fā)熱性保持盡可能小，而另一方面不致因?yàn)槿庇投箓鲃?dòng)箱損壞。因此對(duì)于高速驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)確地控制油面而對(duì)流動(dòng)特性沒(méi)有干擾影響是另一個(gè)必要條件。
為此圖2和3指出了一個(gè)實(shí)施例。據(jù)此在傳動(dòng)箱殼體3的壁內(nèi)緊靠材料的厚峰值的前后設(shè)有一垂直的浮標(biāo)孔11，它下面與油池5連通，上面與一水平孔12相交，水平孔向外用一視孔玻璃密封。借助于浮標(biāo)14觀察高度提高到傳動(dòng)箱殼體3和油池5接縫之上，它大致和油面重合，不需要其他附加的零件，這些零件使油面顯示成本提高或者在傳動(dòng)箱內(nèi)腔的流動(dòng)靈敏區(qū)內(nèi)造成其他干擾影響。
如由圖3所見(jiàn)，在本發(fā)明的優(yōu)良的改進(jìn)結(jié)構(gòu)中油面的面積重心和油面顯示的地點(diǎn)重合，由此可完全與傳動(dòng)箱殼體3可能出現(xiàn)的傾斜狀態(tài)無(wú)關(guān)地看到油面。
其次由圖3可以非常好地看到，小齒輪軸承16的回油管道15也通向大齒輪軸承17之下的流動(dòng)狹窄區(qū)域10之內(nèi)，由此油也利用貝努利效應(yīng)從小齒輪軸承16中吸出。
圖形標(biāo)記表1大齒輪 2大齒輪體3傳動(dòng)箱殼體 4滾柱軸承5油池 6軸密封裝置7虹吸系統(tǒng) 8a,8b大齒輪軸承的回油通道9污物排出腔 10狹窄區(qū)域11浮標(biāo)孔12孔13視孔玻璃 14浮標(biāo)15小齒輪軸承回油通道16小齒輪軸承17大齒輪軸承
權(quán)利要求
1．用油潤(rùn)滑的、特別是用于裝在殼體內(nèi)的牽引電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱，其中從非接觸軸密封裝置的迷宮腔出來(lái)的回油通道通向傳動(dòng)箱殼體的油池，其特征在于回油通道(8,15)通入?yún)^(qū)域(10)內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)在連續(xù)運(yùn)行時(shí)并和傳動(dòng)箱的旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)地自動(dòng)建立一相對(duì)的負(fù)壓。
2．按權(quán)利要求1的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱，其特征在于負(fù)壓區(qū)(10)由大齒輪(1)的齒部區(qū)域和傳動(dòng)箱(3)相鄰的壁之間的軸向狹窄部位構(gòu)成。
3．按權(quán)利要求2的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱，其特征在于狹窄部位由傳動(dòng)箱殼體(3)壁上的材料突起構(gòu)成。
4．按權(quán)利要求3的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱，其特征在于材料突起做成這樣，使拖曳流在兩個(gè)方向沒(méi)有渦流。
5．按權(quán)利要求1的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱，其特征在于軸密封裝置(6)的迷宮腔通過(guò)一虹吸系統(tǒng)(7)連接在回油通道(8,15)上。
6．按權(quán)利要求3的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱，其特征在于大齒輪軸承的回油通道(8)通過(guò)材料突起內(nèi)的孔(8a,8b)實(shí)現(xiàn)。
7．按權(quán)利要求3的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱，其特征在于小齒輪軸承的回油路徑(15)由做在傳動(dòng)箱殼體(3)壁內(nèi)的回油管道構(gòu)成。
8．用于按權(quán)利要求3的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱的油面指示器，其特征在于在材料突起的峰值附近做一與油池(5)連通的孔(11)，它用于可通過(guò)視孔玻璃(13)看到的浮標(biāo)(14)。
9．按權(quán)利要求8的油面指示器，其特征在于孔(11)位于允許油面的面積重心處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用油潤(rùn)滑的高速運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)箱,其中回油通道(8)從非接觸軸密封裝置(6)的迷宮腔通向傳動(dòng)箱殼體(3)的油池(5)。按照本發(fā)明回油通道(8)通入?yún)^(qū)域(10)內(nèi),在該區(qū)域內(nèi)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不管傳動(dòng)箱向哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)都自動(dòng)建立負(fù)壓。
文檔編號(hào)F16H57/04GK1308713SQ99808131
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期1999年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月4日
發(fā)明者迪特爾·霍爾曼, 埃爾溫·斯庫(kù)麥維茲 申請(qǐng)人:戴姆勒-克萊斯勒股份公司