173077. lajstromszámú szabadalom • Tömítőszerkezet nagyvasúti mozdony fogaskerékhajtómű burkolathoz előnyösen nagymennyiségű hajtóműolajra
3 173077 4 miáltal labirintfésű keletkezik. A tömítőelem f sajtolt színesfémgyűrűbe helyezett osztott nemezgyűrű. A tömítőhatást javítja a fogaskerékkoszorú köré helyezett 7 olajfogó ernyő. Ez a megoldás is jó kettős tömítőhatással rendelkezik és gondos karbantartás mellett az átlagosnál hígabb kenőanyagok használatát teszi lehetővé. Előnye a könnyű tömítéscsere. A súrlódó tömítőelemek kenőanyagra csak akkor biztosítanak jó tömítőhatást, ha azokat szorosan illesztjük a tengelyfelülethez. Emiatt azonban azok gyorsan kopnak és gyakran cserére szorulnak. A súrlódó tömítések további hátránya a súrlódás által okozott melegedés, ami a fogaskerekek üzeme szempontjából igen kedvezőtlen. A 4. ábra szerinti kiviteli alak az olaj tömítését kizárólag 7 olajfogó gyűrűvel kívánja megoldani, mely megoldás csak alacsony olajnívó és a kenőanyag kis folyékonysága esetében biztosít kielégítő tömítőhatást. A koptatóhatású külső légszennyeződések ennél a megoldásnál akadálytalanul bejuthatnak a légrésen át a burkolat belső terébe, ami a kenőanyag elszennyeződését vonja maga után. E megoldás igyekszik alkalmazkodni a vasútüzemi követelményekhez, de egyes lényeges műszaki követelményeket nem elégít ki. Fogaskerék-hajtóművek kenésére műszakilag a jelenleg általában használtnál folyékonyabb hajtómű kenőanyagok a megfelelőbbek. Ugyanis a fogaskerekek által leadható mechanikai teljesítményt általában a fog berágódási viszonyai korlátozzák. Elméletileg bizonyított, hogy a kenés mellett a fogak egyidejű hűtése esetén megnő a fogaskerekek élettartama, vagy — azonos élettartam mellett — jelentősen megnő a fogak által berágódás nélkül átvihető mechanikai teljesítmény. Melegedésre, illetve berágódásra való korszerű méretezésnél a konstruktőrök részéről - a fogaskerék, burkolat és a külső levegő közötti hőfoklépcsőknél a hőközlés, illetve hőátadás biztosítása érdekében - felmerül az igény a szokásosnál nagyobb mennyiségű és folyékonyabb kenőanyag keringetésére a fogaskerék-burkolatban. A keringetett kenőanyagmennyiséget főleg a kenőanyag folyékonysága, a fogazatnak a kenőanyagba való bemerülése (olajnívó) és a tömítőszerkezet határozza meg. A szokásosnál nagyobb mennyiségű és folyékonyabb hajtóműolajok tömítésére a manapság használt és a példaképpen bemutatott tömítőszerkezetek - az említett okok miatt - kevéssé alkalmasak. A találmány szerinti tömítőszerkezet az említett kettős tömítési feladat megosztásával és az olajoldali tömítőhatás tökéletesítésével a manapság használtnál jelentősen nagyobb mennyiségű és nagyobb folyékonyságé kenőanyag alkalmazását és keringését teszi lehetővé a nagyvasúti mozdonyok fogaskerék-hajtóműveinél, miközben kielégíti a vasútüzem egyéb említett követelményeit is. A találmányt képező tömítőszerkezet az e helyen manapság alkalmazott tömítőhatásoknak az e helyen manapság nem alkalmazott tömítőhatásokkal való kombinációján alapszik és az olajoldalon terelőhatással, illetve olajfilm által létrehozott tömítőhatással működik. A találmány lényegét és annak példaképpen! kiviteli alakjait összeállításban az 1. ábra, részleteiben pedig az 5. ábra szemlélteti. Az 1. ábra szerint 1 hajtott tengelyen helyezkedik el 9 marokcsapágy és 2 futókereket meghajtó 3 nagyfogaskerék, mely 4 burkolattal van körülvéve. A burkolat tárolja a fogaskerekek 5 kenőanyagát. A 7 tömítőszerkezetnek két feladata van: egyik az, hogy megakadályozza a kenőanyag kifolyását a nagyfogaskerék agyának forgó felületei mentén. Másik feladatát képezi a mozdony menetszele által felkavart koptató hatású légszennyeződéseknek a hajtómű belsejétől való távoltartása. Az olajfolyás ellen tömítendő F felületeket a tömítendő hely Dp átmérőjénél nagyobb D7 átmérőjű, a fogaskerék-koszorú homlokfelületének H síkja mögé mélyen benyúló, peremekkel ellátott vékonyfalú 7 tömítőgyűrűk veszik körül, melyek a nagyfogaskerék agyrészén a teljes kerület mentén kialakított Z homlokoldali zárófelületeket axiálisan egy szakaszon megközelítik, miáltal 7 tömítőgyűrű és a fogaskerékagy zárófelületei között S!, s2, s3 légrések keletkeznek. A peremes tömítőgyűrű a fogaskerék-koszorú által keringetett nagy torlónyomású olajat a burkolat belsőtér felé tereli. Az olaj áthatolását Z zárófelületeken az azok mentén megfelelő méretadás esetén kialakuló olajfilmzár akadályozza meg. A vasútüzemben fellépő dinamikus axiális tengely mozgások, továbbá a forgás segítségével a légrésben a kerület mentén és időben is változó vastagságú, a burkolat belseje felé orientált erőterű hidrodinamikus olajfilmzár alakítható ki, melynek tömítőhatása a zárófelületek méretének bizonyos határig történő növelésével és a légrések méretének bizonyos határig történő csökkenésével nő. A tömítőhatás a kenőanyag legnagyobb torlónyomású helyein s leghatékonyabb. A Z zárófelületek mentén a teljes üzemi fordulatszám-tartományban jó tömítőhatás biztosítható D7=400—450 mm, h= 10— 15 mm, t=45—55 mm, s=l—2,5 mm főméretek felvételével. A légrések legkisebb méretét meghatározza a kenőanyag viszkozitása és a zárófelületek axiális mozgása. A légréseken induláskor és leálláskor áthatoló olaj V terelőnyílások segítségével a burkolat aljára folyik vissza. A találmány szerinti olaj tömítőszerkezet alkalmazásához megfelelő Z zárófelületek kialakíthatóságát már a fogaskerékagy tervezésénél szem előtt kell tartani. A tömítőszerkezet említett kétirányú tömítőhatásának biztosítása céljából 7 tömítőgyűrű agyrészében kiegészítő elemként el van helyezve 6 súrlódó tömítés is, mely a tömítőszerkezet korábban említett másodlagos feladatát, azaz a belső burkolattérnek a kívülről befelé törekvő koptatóhatású légszennyezésektől való védelmét látja el. E súrlódó tömítés a tömítendő közeg túlnyomása által nincs igénybe véve, ezért lazán illesztendő a tömítendő felülethez, miáltal az illeszétésből eredő kopása és melegedése kicsi. Kenését célszerűen a kenőanyag-veszteség látja el, mely átszivárog 7 tömítőgyűrűn. Nagy koptatóhatású légszennyeződés (pl. sivatagi homok) esetében a súrlódó tömítés külső erozív eredetű gyors kopása következhet be, ami miatt a súrlódó tömítés gyors cseréje válhat szükségessé. A találmányt képező tömítőszerkezet előnyös hatásai röviden az alábbiakban foglalhatók össze: — lehetővé teszi a manpság szokásosnál kb. 100%-kal nagyobb mennyiségű és a szokásosnál folyékonyabb (viszkozitás: 40-100 cSt/100 °C) hajtóműolajnak mint hűtő- és kenőanyagnak burkolatban keringetését, miáltal a hajtómű mechanikai teljesít-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
