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Die
Erfindung betrifft eine Labyrinthdichtung und ein Verfahren zur
Herstellung einer Labyrinthdichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung
eine Lageranordnung einer Windenergieanlage.
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Mittels
einer Labyrinthdichtung kann beispielsweise ein Gehäuse zu einer
welle abgedichtet werden. Eine Abdichtung mittels einer Labyrinthdichtung
hat den Vorteil, dass die Labyrinthdichtung im Gegensatz zu einer
schleifenden Dichtung keinem Verschleiß unterliegt. Allerdings weist
eine Labyrinthdichtung in der Regel eine relativ komplexe Form auf, da
zur Erzielung einer guten Dichtwirkung ein möglichst verwinkelter Pfad,
der auch als Dichtlabyrinth bezeichnet wird, zwischen den gegeneinander
abzudichtenden Bereichen ausgebildet werden soll. Ein Dichtlabyrinth
kann beispielsweise durch zwei oder mehr komplementär ausgebildete
Komponenten realisiert werden, die kammartig ineinandergreifen.
Die Komponenten werden insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteile
hergestellt.
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Eine
derart ausgebildete Labyrinthdichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 059 847
B3 bekannt. Die bekannte Labyrinthdichtung weist zwei relativ
zueinander rotierende, jeweils einteilig ausgebildete Kunststoffteile
auf, die axial nebeneinander angeordnet sind. Die Kunststoffteile
verfügen über radial
gestaffelte Axialvor sprünge,
die sich jeweils über
den gesamten Umfang erstrecken und axial ineinander greifen.
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Aus
Kunststoff gefertigte Labyrinthdichtungen haben sich zwar ausgezeichnet
bewährt.
Mit zunehmender Größe wird
die begrenzte Steifigkeit und Formstabilität der verwendeten Kunststoffteile
jedoch immer mehr zum Problem. Aus diesem Grund werden sehr große Labyrinthdichtungen
häufig
aus Metall gefertigt. Hierzu werden die Komponenten insbesondere
spanend aus einem Vollmaterial hergestellt. Mit einem derartigen
Herstellverfahren lässt
sich zwar eine hohe Präzision
erzielen. Es ist jedoch vergleichsweise aufwendig und erfordert
einen hohen Materialeinsatz.
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Aus
der
DE 36 17 863 A1 ist
eine Labyrinthdichtung bekannt, die auf einer ersten Seite zwei
konzentrische Hülsen
aufweist, die an einem Zwischenring befestigt sind. Auf einer zweiten
Seite weist die bekannte Labyrinthdichtung zwei konzentrische Winkelprofile
auf, die direkt miteinander verbunden sind. Eine derartig ausgebildete
Labyrinthdichtung lässt sich
zwar mit einem geringeren Materialeinsatz herstellen als eine aus
Vollmaterial gearbeitete Labyrinthdichtung. Die Fertigung ist allerdings
immer noch relativ aufwendig und die erzielbare Maßhaltigkeit
für manche
Anwendungen zu gering.
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Die
DE 465 455 A offenbart
eine Labyrinthdichtung für
umlaufende Wellen und dgl., bestehend aus einer Reihe umlaufender
Lamellenkränze
und feststehender Lamellen. Die Träger, z. B. der feststehenden
Lamellen sind sowohl axial wie auch radial zweiteilig oder mehrteilig
ausgeführt.
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Die
US 39 57 277 A offenbart
eine Labyrinthdichtungsstruktur für eine Gasturbine, die zueinander beabstandete
ringförmige
Flächen
mit Nuten aufweisen, in denen Ringe aufgenommen und befestigt sind.
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Aus
der
DE 17 47 268 U ist
eine Schutzvorrichtung für
Kugellager bekannt, die aus einer die Kugellager gegen Verschmutzung
schützenden
Kammer aus konzentrisch angeordneten, abwechselnd am stehenden und
am drehenden Lagerteil befestigten Töpfen besteht.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Labyrinthdichtung so auszubilden,
dass hohe Präzisionsanforderungen
erfüllt
werden können
und eine Herstellung auch in großen Abmessungen mit vertretbarem
Aufwand möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Labyrinthdichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Labyrinthdichtung weist
eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe auf, die in einem axialen
Abstand zur ersten Scheibe angeordnet ist und mit der ersten Scheibe
bereichsweise radial überlappt,
so dass zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe ein
axialer Zwischenraum ausgebildet ist. Weiterhin weist die Labyrinthdichtung
einen ersten Ring, der an der ersten Scheibe befestigt ist, einen
zweiten Ring, der an der zweiten Scheibe befestigt ist und einen
dritten Ring, an der zweiten Scheibe befestigt ist, auf. Die erste Scheibe,
die zweite Scheibe, der erste Ring, der zweite Ring und der dritte
Ring sind als separate Bauteile hergestellt. Der erste Ring erstreckt
sich von der ersten Scheibe und der zweite Ring und der dritte Ring
erstrecken sich von der zweiten Scheibe in den axialen Zwischenraum.
Der erste Ring, der zweite Ring und der dritte Ring überlappen
axial und bilden dadurch ein Dichtlabyrinth aus. Der zweite Ring
ist radial innerhalb und der dritte Ring radial außerhalb des
ersten Rings angeordnet. Wenigstens einer der Ringe weist axiale
Vorsprünge
auf, die in Schlitze wenigstens einer der Scheiben eingreifen und/oder
wenigstens eine der Scheiben weist Ausnehmungen zur Aufnahme von
Gebereinrichtungen auf.
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Die
erfindungsgemäße Labyrinthdichtung hat
den Vorteil, dass sie auch in großen Abmessungen mit vertretbarem
Aufwand und mit hoher Präzision
hergestellt werden kann. Infolge der hohen Präzision lässt sich eine gute Dichtwirkung
erzielen. Mangels Berührung
der gegeneinander beweglichen Teile treten beim Einsatz der erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung
keine Verschleißprobleme
auf. Durch die axialen Vorsprünge
und die Schlitze kann eine sehr einfach ausgebildete Formschluss-Verbindung realisiert
werden. Die Vorsprünge
und die Schlitze können
insbesondere bogenförmig
ausgebildet sein. Die Ausnehmungen können insbesondere radial benachbart
zum radialen Überlappungsbereich
der Scheiben angeordnet sein. In den Ausnehmungen können Gebereinrichtungen
angeordnet sein, so dass die erfindungsgemäße Labyrinthdichtung zusätzlich zu
ihrer Dichtfunktion eine Funktion als ein Geber, beispielsweise
als ein Drehzahlgeber ausüben
kann.
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Wenn
man sich mit einer geringeren Dichtwirkung zufrieden gibt, kann
entweder der zweite Ring oder der dritte Ring entfallen. Ebenso
können an
der ersten Scheibe und/oder an der zweiten Scheibe aber auch weitere
Ringe befestigt sein.
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Wenigstens
eine der Scheiben und wenigstens einer der Ringe können formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander
verbunden sind. Eine stoffschlüssige
Verbindung hat den Vorteil, dass sie sich kostengünstig realisieren
lässt und
sehr haltbar ist. Insbesondere kann es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung
um eine Schweißverbindung
handeln, die vorzugsweise mittels eines Laserstrahls hergestellt
ist. Eine formschlüssige
Verbindung erleichtert die Handhabung während der Herstellung und ist
extrem belastbar.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die erste Scheibe ausgehend vom radialen Überlappungsbereich der
Scheiben radial nach innen und die zweite Scheibe ausgehend vom
radialen Überlappungsbereich radial
nach außen.
Dies ermöglicht
eine Zugänglichkeit
zu beiden Scheiben im eingebauten Zustand der Labyrinthdichtung.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn wenigstens eine der Scheiben und/oder wenigstens
einer der Ringe aus einem bahnförmigen
Material hergestellt ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung. Als
bahnförmiges
Material eignet sich insbesondere Blech. Die Scheiben und/oder die
Ringe können
insbesondere die gleiche Materialstärke aufweisen. Weiterhin kann
wenigstens eine der Scheiben eine zentra le Lochung aufweisen. Vorzugsweise
weisen beide Scheiben eine zentrale Lochung aus.
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Der
axiale Zwischenraum zwischen den Scheiben kann mit einem Schmiermittel,
insbesondere mit einem Schmierfett gefüllt sein. Auf diese Weise kann
eine besonders gute Dichtwirkung erzielt werden.
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Die
erfindungsgemäße Labyrinthdichtung eignet
sich insbesondere für
den Einsatz bei großen Lager.
Demgemäß kann wenigstens
eine der Scheiben einen Außendurchmesser
von wenigstens 0,3 m, vorzugsweise wenigstens 1 m, aufweisen.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Lageranordnung einer Windenergieanlage
mit einer erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung.
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Außerdem betrifft
die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Labyrinthdichtung,
bei dem eine erste Scheibe, eine zweite Scheibe, ein erster Streifen,
ein zweiter Streifen und ein dritter Streifen aus einem bahnförmigen Material
herausgetrennt werden, der erste Streifen zu einem ersten Ring,
der zweite Streifen zu einem zweiten Ring und der dritte Streifen
zu einem dritten Ring gebogen werden und der erste Ring koaxial
an der ersten Scheibe und der zweite Ring sowie der dritte Ring
koaxial an der zweiten Scheibe befestigt werden.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
lässt sich
eine komplex ausgebildete Labyrinthdichtung mit hoher Präzision aus
einem sehr einfach gestalteten und kosten günstig verfügbaren Ausgangswerkstoff herstellen.
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Zur
Herstellung einer Labyrinthdichtung mit geringerer Dichtwirkung
kann entweder der zweite Ring oder der dritte Ring und demgemäß auch der zweite
Streifen oder der dritte Streifen entfallen. Für eine höhere Dichtwirkung können ein
oder mehrere zusätzliche
Ringe an der ersten und/oder der zweiten Scheiben befestigt werden,
so dass dann auch entsprechend mehr Streifen benötigt werden.
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Die
erste Scheibe, die zweite Scheibe, der erste Streifen, der zweite
Streifen und/oder der dritte Streifen können aus dem gleichen bahnförmigen Material
hergestellt werden. Je mehr Bestandteile aus dem gleichen bahnförmigen Material
hergestellt werden, desto weniger unterschiedliche Materialien müssen vorgehalten
werden.
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Vorzugsweise
wird wenigstens einer der Streifen derart aus dem bahnförmigen Material
herausgetrennt, dass an einer seiner Längsseiten Vorsprünge ausgebildet
werden. Die Vorsprünge
können Befestigungszwecken
dienen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Streifen als nebeneinander angeordnete
Strukturen mit gemeinsamen Trennlinien aus dem bahnförmigen Material
herausgetrennt werden. Diese Vorgehensweise spart Material, Prozesszeit
und Werkzeugkosten.
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Die
Heraustrennung aus dem bahnförmigen Material
kann insbesondere mittels eines Laserstrahls durchgeführt werden.
Mit dem Laserstrahl können
Konturen sauber und schnell und bei einem geringen Materialverbrauch
ausgebildet werden.
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In
der zweiten Scheibe können
Ausnehmungen zur Aufnahme von Gebereinrichtungen ausgebildet werden.
In diese Ausnehmungen können
dann die Gebereinrichtungen eingesetzt werden und die Labyrinthdichtung
dadurch zusätzlich
zu ihrer Dichtfunktion mit einer Geberfunktion ausgestattet werden.
Weiterhin können
in der ersten Scheibe und/oder in der zweiten Scheibe bogenförmige Schlitze
ausgebildet werden. Danach kann wenigstens einer der Ringe an wenigstens
einer der Scheiben befestigt werden, indem dessen Vorsprünge in die
Schlitze der Scheibe eingesteckt werden. Dadurch wird der jeweilige
Ring auf sehr einfache Weise mit einer durch die Schlitze vorgegebenen
Präzision in
eine runde Form gebracht. Aufwändige
Mess- und Richtvorgänge
können
entfallen. Zusätzlich
oder alternativ kann der Ring insbesondere stoffschlüssig an
die Scheibe angeheftet werden.
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Die
Ausbildung der Schlitze und/oder der Ausnehmungen für die Gebereinrichtungen
kann mittels eines Laserstrahls durchgeführt werden. Dies kann vor oder
nach dem Heraustrennen aus dem bahnförmigen Material erfolgen. Auch
bei diesem Arbeitsschritt bringt der Einsatz eines Laserstrahls
gegenüber
alternativen Verfahren erhebliche Vorteile mit sich. Mit dem Laserstrahl
können
die gewünschten
Konturen schnell und mit relativ geringem Aufwand in sehr hoher
Präzision
erzeugt werden. Dies führt
beispielsweise dazu, dass die Schlitze mit hoher Präzision auf
einer gemeinsamen Kreislinie liegen. Somit lässt sich beim Einstecken der
Vorsprünge
des jeweiligen Rings in die Schlitze der Ring mit sehr hoher Präzision in
eine runde Form bringen. Das Herstellen der Schlitze mittels eines
Laserstrahls, das Einstecken der Vorsprünge der Ringe in die Schlitze und
das anschließende
Laser- Schweißen stellen
somit eine nahezu ideale Kombination dar, mit deren Hilfe das Dichtlabyrinth
bei geringem Aufwand in hoher Präzision
hergestellt werden kann.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, die Scheiben planparallel zueinander anzuordnen.
Dadurch lässt
sich bei der nachfolgenden Bearbeitung eine besonders hohe Präzision erreichen.
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Zwischen
den Ringen und den Scheiben kann eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet werden.
Die Ausbildung der stoffschlüssigen
Verbindung kann mittels eines Laserstrahls durchgeführt werden,
insbesondere in Form eines Laser-Schweiß-Prozesses. Das Laser-Schweißen hat beim
vorliegenden Anwendungsfall gegenüber sonstigen Schweißverfahren
den Vorteil, dass es nur zu einer sehr kurzen und sehr lokalen Temperaturerhöhung kommt
und somit bei den geschweißten
Teilen allenfalls geringe Verzüge
entstehen. Somit entfällt das
Richten nach dem Schweißvorgang
oder kann auf ein Mindestmaß reduziert
werden. Für
ein kostengünstiges
und dennoch präzises
Herstellverfahren ist dieser Aspekt sehr wichtig. Weiterhin ist
es vorteilhaft, die stoffschlüssige
Verbindung jeweils auf der von den Ringen abgewandten Seite der
Scheiben auszubilden. Außerdem
kann vorgesehen sein, im Bereich der Schlitze stoffschlüssige Verbindungen zwischen
den Ringen und den Scheiben derart auszubilden, dass Leckagen durch
die Schlitze hindurch verhindert werden. Auch zwischen den Gebereinrichtungen
und der zweiten Scheibe können
stoffschlüssige
Verbindungen ausgebildet werden. Um Leckagen durch die Ausnehmungen
hindurch zu verhindern, kann vorgesehen sein, die stoffschlüssigen Verbindungen
jeweils entlang der gesamten Konturen der Ausnehmungen auszubilden.
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Als
bahnförmiges
Material kann insbesondere ein Blech verwendet werden. Blech weist
eine hohe Festigkeit auf, lässt
sich leicht bearbeiten und ist kostengünstig verfügbar.
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Auf
der Oberfläche
des bahnförmigen
Materials kann vor oder nach dem Heraustrennen eine Beschichtung
ausgebildet werden. Die Beschichtung kann insbesondere dem Korrosionsschutz
dienen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es
zeigen
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1 ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Lageranordnung in Schnittdarstellung,
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 1,
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3 den
in 2 dargestellten Ausschnitt in Seitenansicht,
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4 ein
Ausführungsbeispiel
der umgebungsseitigen Komponente der Labyrinthdichtung in Schnittdarstellung,
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5 einen
Teilbereich der in 4 dargestellten umgebungsseitigen
Komponente der Labyrinthdichtung in Seitenansicht,
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6 ein
Ausführungsbeispiel
des Rings in Seitenansicht,
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7 ein
Ausführungsbeispiel
der lagerseitigen Komponente der Labyrinthdichtung in Schnittdarstellung,
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8 die
in 7 dargestellte lagerseitige Komponente der Labyrinthdichtung
in Seitenansicht,
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9 die
in 7 dargestellte lagerseitige Komponente der Labyrinthdichtung
in einer weiteren Seitenansicht und
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10 eine
Momentaufnahme während
der Herstellung eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung
in einer schematischen.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Lageranordnung. Die Lageranordnung weist ein Wälzlager 1 auf, das
beim dargestellten Ausführungsbeispiel
als ein zweireihiges Pendelrollenlager ausgebildet ist. Ebenso kann das
Wälzlager 1 beispielsweise
auch als ein zweireihiges Kegelrollenlager ausgebildet sein, oder
eine sonstige ein- oder mehrreihige Bauform aufweisen. Das Wälzlager 1 ist
in einem Gehäuse 2 angeordnet und
dient der drehbaren Lagerung eines nicht figürlich dargestellten Maschinenteils,
beispielsweise einer Welle, um eine Rotationsachse 3. Das
Wälzlager 1 kann
mittels einer Spannmutter 4 an dem gelagerten Maschinenteil
befestigt werden. Eine am Gehäuse 2 und
an der Spannmutter 4 angebrachte Labyrinthdichtung 5 dichtet
die Lageranordnung auf einer Axialseite ab. Als Axialrichtung wird
jeweils eine Richtung parallel zur Rotationsachse 3 des
Wälzlagers 1 angesehen,
soweit nichts anderes ausgeführt ist.
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Das
Wälzlager 1 weist
einen Innenring 6, einen Außenring 7 und zwischen
dem Innenring 6 und dem Außenring 7 abrollende
Wälzkörper 8 auf.
Das Gehäuse 2 weist
beispielsweise zwei axial verlaufende Träger 9 zur Befestigung
in einer Einbauumgebung auf.
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Die
erfindungsgemäße Lageranordnung kann
sehr große
Außenabmessungen
aufweisen, so dass die Labyrinthdichtung 5 einen Außendurchmesser
von mehr als 0,3 m, insbesondere sogar mehr als 1 m besitzen kann.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Labyrinthdichtung 5 beispielsweise einen Außendurchmesser
von 1,7 m und einen Innendurchmesser von 1,3 m auf. Das erfindungsgemäße Wälzlager 1 kann
insbesondere zur Lagerung einer Rotorwelle einer Windenergieanlage
eingesetzt werden.
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2 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 im
Bereich der Labyrinthdichtung 5. Eine Seitenansicht dieses
Ausschnitts ist in 3 dargestellt.
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Die
Labyrinthdichtung 5 weist eine umgebungsseitige Komponente 10 und
eine lagerseitige Komponente 11 auf, die axial nebeneinander
angeordnet und berührungsfrei
gegeneinander verdrehbar sind. Die umgebungsseitige Komponente 10 und die
lagerseitige Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 überlappen
bereichsweise radial und begrenzen dadurch einen axialen Zwischenraum 12.
Innerhalb des axialen Zwischenraums 12, der mit einem nicht
figürlich
dargestellten Schmiermittel, insbesondere mit einem Schmierfett,
gefüllt
sein kann bilden die umgebungsseitige Komponente 10 und
die lagerseitige Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 ein Dichtlabyrinth 13 miteinander
aus.
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Die
umgebungsseitige Komponente 10 der Labyrinthdichtung 5 ist
beispielsweise durch eine nicht figürlich dargestellte Schraubverbindung
drehfest mit der Spannmutter 4 verbunden und in größerer axialer
Entfernung vom Wälzlager 1 angeordnet als
die lagerseitige Komponente 11. Außerdem weist die umgebungsseitige
Komponente 10 der Labyrinthdichtung 5 einen kleineren
Innendurchmesser und einen kleineren Außendurchmesser als die lagerseitige Komponente 11 auf.
Einzelheiten zur Ausgestaltung der umgebungsseitigen Komponente 10 der
Labyrinthdichtung 5 werden anhand der 4 bis 6 erläutert.
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Die
lagerseitige Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 ist
drehfest mit dem Gehäuse 2 verbunden.
Die drehfeste Verbindung kann beispielsweise durch eine nicht figürlich dargestellte
Schraubverbindung realisiert sein. Einzelheiten zur Ausgestaltung
der lagerseitigen Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 werden
anhand der 7 bis 9 erläutert.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der umgebungsseitigen Komponente 10 der Labyrinthdichtung 5 in
Schnittdarstellung. Eine zugehörige
Seitenansicht eines Teilbereichs der umgebungsseitigen Komponente 10 der
Labyrinthdichtung 5 ist in 5 dargestellt.
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Die
umgebungsseitige Komponente 10 der Labyrinthdichtung 5 weist
eine Scheibe 14 und einen koaxial und rechtwinkelig an
der Scheibe 14 befestigten Ring 15 auf, die jeweils
aus Blech oder einem anderen bahnförmigen Material gefertigt sein
können.
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Die
Scheibe 14 weist eine zentrale Lochung 16 und äquidistant über den
Umfang verteilt mehrere Bohrungen 17 auf, die beispielsweise
Befestigungszwecken oder der Aufnahme von Sensoren dienen. Weiterhin
weist die Scheibe 14 mehrere bogenförmig ausgebildete Schlitze 18 auf,
die beim gleichen Radius äquidistant über den
Umfang verteilt sind. In die Schlitze 18 greift der Ring 15 ein
und ist dadurch radial kalibriert und in Radialrichtung formschlüssig fixiert.
Zusätzlich
kann eine stoffschlüssige
Verbindung zwischen der Scheibe 14 und dem Ring 15 ausgebildet
sein. Insbesondere kann der Ring 15 im Bereich der Schlitze 18 beispielsweise
mittels Laser-Schweißen
mit der Scheibe 14 verschweißt sein. Durch eine vollflächige stoffschlüssige Verbindung
im Bereich der Schlitze 18 wird eine dauerhaft Fixierung des
Rings 15 an der Scheibe 14 erreicht und eine Leckage
durch die Schlitze 18 hindurch verhindert.
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6 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
des Rings 15 in Seitenansicht. Der Ring 15 weist
vorzugsweise äquidistant über seinen
Umfang verteilt mehrere axiale Vorsprünge 19 auf. Mit den
Vorsprüngen 19 greift
der Ring 15 in die Schlitze 18 der Scheibe 14 ein
(siehe 4 und 5).
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der lagerseitigen Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 in
Schnittdarstellung. Zugehörige
Seitenansichten der lagerseitigen Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 sind
in den 8 und 9 dargestellt, wobei zueinander
entgegengesetzte Seiten gezeigt sind.
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Die
lagerseitige Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 weist
eine Scheibe 20 und koaxial und rechtwinkelig an der Scheibe 20 befestigte
Ringe 21 und 22 auf, die jeweils aus Blech oder
einem anderen bahnförmigen
Material gefertigt sein können.
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Die
Scheibe 20 weist eine zentrale Lochung 23 und
bei je einem Radius äquidistant über den
Umfang verteilt mehrere bogenförmig
ausgebildete Schlitze 24, mehrere Ausnehmungen 25 und
mehrere Bohrungen 26 auf. Im Bereich des Innendurchmessers
der Scheibe 20 ist der Ring 21 stoffschlüssig mit
der Scheibe 20 verbunden. In die Schlitze 24 greift
der Ring 22 mit axialen Vorsprüngen 27 ein und ist
form- und stoffschlüssig
an der Scheibe 20 befestigt. Bzgl. dieser Befestigung gilt
das zur Befestigung des Rings 15 an der Scheibe 14 Gesagte
analog.
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Die
Ausnehmungen 25 sind radial außerhalb der Schlitze 24 und
radial innerhalb der Bohrungen 26 angeordnet und nehmen
Gebereinrichtungen 28 auf. Bei den Gebereinrichtungen 28 kann
es sich beispielsweise um Drehzahlgeber handeln, mit denen eine
induktive, optische oder sonstige Drehzahlerfassung durchgeführt wird.
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Im
montierten Zustand der umgebungsseitigen Komponente 10 und
der lagerseitigen Komponente 11 der Labyrinthdichtung 5 ist
der Ring 15 der umgebungsseitigen Komponente 10 radial
zwischen den Ringen 21 und 22 der lagerseitigen
Komponente 11 angeordnet und überlappt mit diesen axial.
Auf diese Weise wird das in 2 angedeutete
Dichtlabyrinth 13 ausgebildet. Um eine noch bessere Dichtwirkung
zu erzielen, kann das Dichtlabyrinth 13 durch weitere,
nicht figürlich
dargestellte Ringe der umgebungsseitigen Komponente 10 oder
der lagerseitigen Komponente 11 ausgebildet werden.
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Bei
einer Abwandlung der Erfindung entfallen die Schlitze 18, 24 in
den Scheiben 14, 20 und die Vorsprünge 19, 27 der
Ringe 15, 22. In diesem Fall werden die Ringe 15, 22 analog
zum Ring 21 stumpf mit den Scheiben 14, 20 verbunden.
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Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung 5 wird
im Folgenden anhand von 10 beschrieben.
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10 zeigt
eine Momentaufnahme während
der Herstellung der erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung 5 in
einer schematischen Darstellung. In 10 ist
ein bahnförmiges
Material 29 dargestellt, beispielsweise eine Blechbahn,
die mit einem Laserstrahl bearbeitet wird. Mit dem Laserstrahl werden
unter anderem ein Materialstreifen 30, ein Materialstreifen 31 und
ein Materialstreifen 32 aus dem bahnförmigen Material 29 herausgetrennt,
aus denen in weiteren Arbeitsgängen
die Ringe 15, 21, 22 hergestellt werden.
Demgemäß sind die
Materialstreifen 30, 32 im Wesentlichen rechteckig
ausgebildet und weisen jeweils auf einer Längsseite die Vorsprünge 19, 27 auf.
Der Materialstreifen 31 ist ebenfalls rechteckig ausgebildet,
weist aber keine Vorsprünge
auf.
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Um
den Material- und Zeiteinsatz gering zu halten, werden jeweils zwei
benachbarte Materialstreifen, z. B. 30 und 32 oder 32 und 31,
mit einer gemeinsamen Trennlinie aus dem bahnförmigen Material 29 herausgetrennt.
Dies wird dadurch ermöglicht, dass
bei benachbarten Materialstreifen, z. B. 30 und 32 oder 32 und 31,
jeweils zwei Längsseiten
mit Vorsprüngen 19, 27 oder
zwei Längsseiten
ohne Vorsprünge 19, 27 aneinander
grenzen.
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Aus
dem gleichen bahnförmigen
Material 29 können
auch die Scheiben 14, 20 herausgetrennt werden.
Es ist aber auch möglich,
die Scheiben 14, 20 aus einem bahnförmigen Material 29 herauszutrennen,
das eine andere, insbesondere eine größere Materialstärke aufweist.
Vor oder nach dem Heraustrennen der Scheiben 14, 20 aus
dem bahnförmigen Material 29 werden
aus den Scheiben 14, 20 mit Hilfe des Laserstrahls
die zentralen Lochungen 16, 23, die Schlitze 18, 24,
die Bohrungen 17, 26 und die Ausnehmungen 25 herausgetrennt.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt werden die Materialstreifen 30, 31, 32 rund
gebogen, so dass die Ringe 15, 21, 22 ausgebildet
werden. Dabei besteht die Möglichkeit,
die Enden der Materialstreifen 30, 31, 32 jeweils
nach dem Biegen miteinander zu Verschweißen. Die auf diese Weise hergestellten Ringe 15, 22 werden
mit ihren Vorsprüngen 19, 27 in die
Schlitze 18, 24 der Scheiben 14, 20 eingesteckt. Der
Ring 21 wird geringfügig
in die zentrale Lochung 23 der Scheibe 20 eingeführt. Anschließend werden die
Ringe 15, 21, 22 mittels eines Laserstrahls
rückseitig,
d. h. auf den jeweils den Ringen 15, 21, 22 abgewandten
Seiten der Scheiben 14, 20, angeheftet. Außerdem werden
die Gebereinrichtungen 28 in die Ausnehmungen 25 der
Scheibe 20 eingesetzt und ebenfalls mittels eines Laserstrahls
rückseitig
angeheftet. Das Einsetzen und Anheften der Gebereinrichtung 28 kann
auch vor dem Einstecken und Anheften der Ringe 15, 21, 22 erfolgen.
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Danach
werden die beiden Scheiben 14, 20 planparallel
eingespannt und mittels eines Laserstrahls werden die Ringe 15, 21, 22 jeweils
entlang der gesamten Kontur der Schlitze 18, 24 mit
den Scheiben 14, 20 und die Gebereinrichtungen 28 jeweils
entlang der gesamten Kontur der Ausnehmungen 25 mit der
Scheibe 20 verschweißt.
Dadurch wird vermieden, dass entlang der genannten Konturen Leckagen
auftreten. Außerdem
ist durch das Einspannen während
des Schweißens
eine hohe Präzision
und insbesondere Planparallelität
der Labyrinthdichtung 5 sichergestellt.
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Nach
der Schweißoperation
können
die Komponenten 10, 11 der Labyrinthdichtung 5 einer Beschichtungsoperation
unterzogen werden. Dabei kann beispielsweise eine Korrosionsschutzschicht erzeugt
werden. Bei der Beschichtung kann es sich beispielsweise um das
Ausbilden einer Oxidschicht oder um einen Lackiervorgang handeln.
Ebenso ist es auch möglich,
die Beschichtungsoperation bereits zu einem früheren Zeitpunkt auszuführen.
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- 1
- Wälzlager
- 2
- Gehäuse
- 3
- Rotationsachse
- 4
- Spannmutter
- 5
- Labyrinthdichtung
- 6
- Innenring
- 7
- Außenring
- 8
- Wälzkörper
- 9
- Träger
- 10
- Umgebungsseitige
Komponente
- 11
- Lagerseitige
Komponente
- 12
- Axialer
Zwischenraum
- 13
- Dichtlabyrinth
- 14
- Scheibe
- 15
- Ring
- 16
- Zentrale
Lochung
- 17
- Bohrung
- 18
- Schlitz
- 19
- Vorsprung
- 20
- Scheibe
- 21
- Ring
- 22
- Ring
- 23
- Zentrale
Lochung
- 24
- Schlitz
- 25
- Ausnehmung
- 26
- Bohrung
- 27
- Vorsprung
- 28
- Gebereinrichtung
- 29
- Bahnförmiges Material
- 30
- Materialstreifen
- 31
- Materialstreifen
- 32
- Materialstreifen