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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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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 9
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.
Weiter hin 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
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.
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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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Wenigstens
einer der Ringe kann axiale Vorsprünge aufweisen, die in
Schlitze wenigstens einer der Scheiben eingreifen. Dadurch kann
eine sehr einfach ausgebil dete Formschluss-Verbindung realisiert werden.
Die Vorsprünge und die Schlitze können insbesondere
bogenförmig ausgebildet sein.
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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 zentrale Lochung aufweisen. Vorzugsweise weisen beide
Scheiben eine zentrale Lochung aus. Außerdem kann wenigstens
eine der Scheiben Ausnehmungen zur Aufnahme von Gebereinrichtungen
aufweisen. Diese 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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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
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005059847
B3 [0003]
- - DE 3617863 A1 [0005]