(54)Konstrukcja uszczelniająca wałka napędowego przekładni, zwłaszcza przekładni napędu elektrycznego

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (5 1) IntCl6: F16J 15/54 (54)Konstrukcja uszczelniająca wałka napędowego przekładni, zwłaszcza przekładni napędu elektrycznego (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 24/96 (73) Uprawniony z patentu: llczewski Bogdan, Radom, PL Szczygielski Ryszard, Rajec Szlachecki, PL (72) Twórcy wynalazku: Bogdan Liczewski, Radom, PL Ryszard Szczygielski, Rajec Szlachecki, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/99 (74) Pełnomocnik: Kostrzewa Halina PL B1 (57) 1. Konstrukcja uszczelniająca wałka napędowego przekładni, zwłaszcza przekładni napędu elektrycznego, w której osadzony w korpusie przekładni wałek napędowy łożyskowany jest w panewkach i w której przez panewkę znajdującą się od strony wyprowadzenia wałka z przekładni oraz przez obudowę przekładni przechodzi kanał odpływowy środka smarującego, znamienna tym, że w obudowie (3) od strony wyprowadzenia walka napędowego (1) z przekładni znajduje się wybranie (6) z uszczelniającym, korzystnie sprężystym, pierścieniem (7), a średnica wałka (1) od miejsca jego wyprowadzenia z przekładni w kierunku uzębienia (9) jest powiększona, zaś panewki łożyskujące (5 i 10) posiadają od strony uzębienia (9) kołnierze (11 i 12).

2 Konstrukcja uszczelniająca wałka napędowego przekładni, zwłaszcza przekładni napędu elektrycznego Zastrzeżenia patentowe 1. Konstrukcja uszczelniająca wałka napędowego przekładni, zwłaszcza przekładni napędu elektrycznego, w której osadzony w korpusie przekładni wałek napędowy łożyskowany jest w panewkach i w której przez panewkę znajdującą się od strony wyprowadzenia wałka z przekładni oraz przez obudowę przekładni przechodzi kanał odpływowy środka smarującego, znam ienna tym, że w obudowie (3) od strony wyprowadzenia wałka napędowego (1) z przekładni znajduje się wybranie (6) z uszczelniającym, korzystnie sprężystym, pierścieniem (7), a średnica wałka (1) od miejsca jego wyprowadzenia z przekładni w kierunku uzębienia (9) jest powiększona, zaś panewki łożyskujące (5 i 10) posiadają od strony uzębienia (9) kołnierze (11 i 12). 2. Konstrukcja według zastrz. 1, znamienna tym, że element (2) współpracującego z przekładnią urządzenia osadzonego na wałku (1) zamocowany jest do obudowy (3) przekładni za pomocą pierścienia pośredniczącego (4). * * * Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja uszczelniająca wałka napędowego przekładni, zwłaszcza przekładni napędu elektrycznego, nadająca się między innymi do zastosowania w elektrycznym napędzie przestawiania zwrotnic kolejowych. Konstrukcja według wynalazku zapobiega przedostawaniu się środka smarującego oleju przekładniowego na bęben hamulcowy montowanego na wałku napędowym przekładni sprężynowego hamulca szczękowego, a tym samym zapobiega możliwości niekontrolowanego przestawienia się zwrotnicy pod przejeżdżającym pociągiem. Znane i stosowane jest zapobieganie przedostawania się różnego rodzaju mediów i zanieczyszczeń poza strefę elementów maszyn i urządzeń poruszających się obrotowo i ewentualnie wykonujących dodatkowo ruch poosiowy, poprzez uszczelnianie ich za pomocą pierścieni uszczelniających. Pierścienie te stosowane są zarówno jako samodzielne elementy uszczelniające lub też stanowią jeden z elementów konstrukcji uszczelniających, w skład których wchodzą i inne elementy - tuleje, listwy itp., a także inne rodzaje uszczelnień. Z niemieckiego opisu patentowego DE znane jest zastosowanie uszczelnienia O-ringowego jako dodatkowego elementu uszczelnienia ferrofluidalnego. Z europejskiego opisu patentowego EP znane jest zastosowanie elastycznego pierścienia uszczelniającego jako dodatkowego elementu w uszczelnieniu magnetycznym, a z europejskiego opisu patentowego EP jako dodatkowego pierścienia uszczelniającego w wielopierścieniowym uszczelnieniu zasadniczym wału obrotowo-przesuwnego. Z polskiego opisu patentowego nr znany jest zespół uszczelniający wału spychacza w wale bębna wirówki pulsacyjnej, którego zadaniem jest eliminacja wycieków oleju do czynnika wirowanego oraz do produktu i odwrotnie. W tym znanym zespole uszczelniającym skojarzono dwa rodzaje uszczelnień - uszczelnienie labiryntowe i uszczelnienie stykowe - za pomocą pierścienia uszczelniającego. Wszystkie uszczelnienia usytuowane są względem siebie szeregowo. Dodatkowo wał spychacza uszczelniony jest znaną tuleją uszczelniającą z pierścieniem uszczelniającym. Kojarzenie wielu elementów uszczelniających czyni konstrukcje znanych układów i zespołów uszczelniających skomplikowanymi. Kojarzone elementy uszczelniające zarówno podczas montażu konstrukcji uszczelniających jak i podczas eksploatacji mogą ulec przemieszczeniu, a tym samym zmniejszy się szczelność tych konstrukcji.

3 Z kolei pierścienie uszczelniające po pewnym okresie ich eksploatacji zużywają się. Wymiana tych pierścieni wymaga demontażu urządzeń osadzonych na wałku napędowym. Podczas demontażu bardzo często powierzchnia wałka napędowego ulega uszkodzeniu. Ostre krawędzie uszkodzeń powierzchni wałka napędowego niszczą następnie powierzchnię nowo zakładanych pierścieni uszczelniających. Wymienione pierścienie, uszkodzone podczas montażu, od początku mają obniżoną zdolność uszczelniającą. W znanej przekładni elektrycznego napędu przestawiania zwrotnic kolejowych, w której na wałku napędowym montowany jest bęben hamulcowy sprężynowego hamulca szczękowego, wałek łożyskowany jest w wykonanych z brązu panewkach smarowanych olejem przekładniowym, znajdującym się w obudowie przekładni. Dla bezpiecznego działania napędu zwrotnicowego uniemożliwiającego niekontrolowane przestawianie się zwrotnicy pod wpływem sił działających podczas przejeżdżania pociągu, bardzo ważne jest aby olej przekładniowy nie przedostał się na bęben hamulcowy. Na bębnie hamulcowym zaciśnięte są bowiem szczęki sprężynowego hamulca zwrotnic kolejowych, którego zadaniem jest uniemożliwienie przesunięcia się wałka nastawczego napędu zwrotnicowego pod wpływem sił działających na niego od strony rozjazdu. Przedostanie się środka smarującego na bęben hamulcowy zmniejsza siłę zaciskania się na nim szczęk hamulcowych, a tym samym zmniejsza sprawność hamulca. Grozi to tak znacznym obniżeniem siły trzymania napędu, że może dojść do przestawienia się zwrotnicy pod przejeżdżającym pociągiem, a więc do katastrofy kolejowej. W dotychczasowych rozwiązaniach konstrukcji uszczelniających przekładni elektrycznego napędu zwrotnicowego jedynymi zabezpieczeniami przed dostaniem się oleju na bęben hamulcowy były dokładność pasowania oraz wybranie na obwodzie wewnętrznej powierzchni jednej z panewek łożyskujących, stanowiące rowek wyrzutowy zatrzymujący wyrzucany olej, odprowadzany następnie kanałem odpływowym do wnętrza korpusu przekładni. Stosowanie takich kanałów odpływowych znane jest m.in. z opisu patentowego USA nr Ta znana i stosowana dotychczas konstrukcja uszczelniająca wałka napędowego przekładni, zwłaszcza przekładni napędu elektrycznego urządzeń, których bezpieczne działanie uwarunkowane jest dużą szczelnością tej konstrukcji, jest niewystarczająca. Po krótkim czasie pracy napędu olej wydostaje się z przekładni i zaoliwia urządzenie montowane na wałku napędowym, którym w przypadku przekładni elektrycznego napędu zwrotnicy jest sprężynowy hamulec szczękowy. Nieoczekiwanie okazało się, że można temu zapobiec stosując konstrukcję uszczelnienia wałka napędowego przekładni według wynalazku, w której zastosowano dodatkowe uszczelnienie pierścieniowe, z jednoczesnym wprowadzeniem zmian konstrukcyjnych zespołu łożyskowania wałka. Istota wynalazku według wynalazku polega na tym, że w obudowie przekładni od strony wyprowadzenia wałka napędowego znajduje się wybranie z pierścieniem uszczelniającym, korzystnie sprężystym, zaś sam wałek napędowy od miejsca wyprowadzenia z przekładni w kierunku jego uzębienia posiada średnicę większą niż średnica pozostałej jego części, a panewki łożyskujące wałek posiadają od strony uzębienia wałka kołnierze. Przez panewkę łożyskującą wałek od strony jego wyprowadzenia z przekładni i przez obudowę przekładni przechodzi ukośnie znany kanał odpływowy środka smarującego, którego ewentualny nadmiar znajduje się w części wybrania z pierścieniem uszczelniającym. Istota rozwiązania polega także na tym, że w przypadku gdy do obudowy przekładni mocowany jest element urządzenia współpracującego z tą przekładnią np. bęben hamulca sprężynowego hamulca szczękowego, mocowany on jest do tej obudowy za pomocą pierścienia pośredniczącego. Dzięki wprowadzeniu pierścienia uszczelniającego, olej z przekładni nie przedostaje się do urządzenia osadzonego na wałku napędowym i zamocowanego do obudowy przekładni. W przypadku przekładni elektrycznego napędu zwrotnicowego olej nie przedostaje się na bęben hamulcowy, co zapewnia wymaganą siłę trzymania napędu. Długotrwałe użytkowanie przekładni powoduje obniżenie zdolności uszczelniającej pierścienia. Zostaje on wówczas wymieniony na nowy. Zastosowanie konstrukcji uszczelniającej według wynalazku umożliwia nie niszczące nowo zakładanego pierścienia i łatwe wykonanie tej wymiany. W znanych i dotychczas stosowanych konstrukcjach, w których wałek napędowy posiadał średnicę równą

4 na całej swojej długości, przy montażu i demontażu np. hamulca następowało uszkodzenie części wałka, znajdującej się poza przekładnią. Powodowało to uszkodzenie zakładanego nowego pierścienia uszczelniającego, a także uszkadzanie panewki łożyskującej wałek napędowy od strony jego wyprowadzenia z przekładni, a tym samym rozszczelniało cały zespół łożyskowania wałka. Zastosowanie zwiększonej średnicy wałka w rozwiązaniu według wynalazku eliminuje niebezpieczeństwo tych uszkodzeń. Zastosowanie zwiększonej średnicy wałka ma ponadto duże znaczenie ze względu na stosowanie w nowej konstrukcji uszczelniającej krótszej panewki łożyskującej wałek od strony wyprowadzenia go z przekładni. Pozwala bowiem zachować dotychczasową powierzchnię łożyskowania, a tym samym nie powoduje skrócenia okresu użytkowania panewki. Zastosowanie panewek z kołnierzami również wpływa korzystnie na zachowanie szczelności konstrukcji według wynalazku. Kołnierz panewki łożyskującej wałek od strony wyprowadzenia z przekładni zapobiega przesuwaniu się panewki w kierunku pierścienia uszczelniającego i ściskaniu tego pierścienia, co ze względu na wielkość sił działających podczas montażu lub demontażu urządzeń współpracujących z przekładnią mogłoby doprowadzać do całkowitego zniszczenia pierścienia uszczelniającego. Zastosowanie panewek z kołnierzami zapobiegając ich przesuwaniu pozwala ponadto na zachowanie zalecanego luzu poosiowego wałka. Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, przedstawiającym przekrój poprzeczny konstrukcji uszczelniającej wałka napędowego w przekładni. Konstrukcję według wynalazku zastosowano w przekładni elektrycznego napędu zwrotnicowego IEA-29. Na wałku napędowym 1 osadzony jest sprężynowy hamulec szczękowy, którego stalowy bęben 2 przymocowany jest do obudowy 3 za pośrednictwem pierścienia 4. Wałek napędowy 1 łożyskowany jest w brązowych panewkach, smarowanych olejem przekładniowym WZ-4, znajdującym się w obudowie przekładni. Panewka łożyskująca 5 znajduje się w obudowie 3 od strony bębna końcowego 2. Między panewką 5 a bębnem hamulcowym w wybraniu 6 w obudowie 3 znajduje się pierścień uszczelniający 7 typu PBT-20x30x7 firmy CORTEX lub jego katalogowy odpowiednik. Poprzez panewkę 5, począwszy od jej styku z pierścieniem uszczelniającym 7 i z obudową 3 przechodzi ukośnie kanał odpływowy 8, którym odprowadzany jest gromadzący się na tym styku olej przekładniowy. Wałek napędowy na odcinku do bębna hamulcowego 2 posiada średnicę o 2 mm większą niż jego pozostała część. Panewki łożyskujące 5 i 10 od strony uzębienia 9 wałka 1 posiadają kołnierze 11 i 12. Zastosowanie w konstrukcji uszczelniającej wałek napędowy pierścienia uszczelniającego oraz zmian konstrukcyjnych wałka i panewek łożyskujących zapewnia prawidłowe działanie hamulca, a tym samym wymaganą siłę trzymania napędu.

5

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.