DE2331412A1 - Abdichtanordnung fuer zwei relativ zueinander drehende maschinenteile - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTIN DR. HELGA WEISSENFELD 6940 Weinheim/Bergjtr.

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Dipl. Chemikerin _TeU>fon ^₂₀₁.₈₀^_{94 + 8618}

Telex 04 65 531

19. Juni 1973 Dr. W/Sch ON 65I

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim

Abdichtanordnung für zwei relativ zueinander drehende Maschinenteile

Die Erfindung betrifft eine Abdichtanordnunp für zwei relativ zueinander drehende Maschinenteile, die selbst bei Mangelschmierbedingungen einwandfrei funktioniert und somit Undichtigkeit vermeidet.

Es ist bekannt, drehende Wellen mit Hilfe von Wellendichtringen abzudichten. Diese vorwiegend aus elastomerem Kunststoff gefertigten Wellendichtringe unterliegen je nach

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Betriebsbedingungen einem hohen Verschleiß. Bei schnell laufenden Maschinen und besonders bei Mangelschmierbedingungen tritt beim trockenen Lauf der Dichtringe eine verstärkte Reibung zwischen Dichtlippe und rotierender Welle auf.

Diese Reibung kann zu Verbrennungserscheinungen oder zum verstärkten Verschleiß der Dichtlippe des Wellendichtringes führen, wodurch Undichtigkeit entsteht.

Für das einwandfreie Funktionieren der Abdichtanordnung ist es unbedingt notwendig, daß der Wellendichtring stets von Schmiermittel umspült ist.

Für die Aufrechterhaltung des Schmiermittelfilms genügen oft schon kleine ölmengen, die mit Hilfe von Spritzscheiben als ölnebel an die rotierende Welle herangebracht werden. Eine beispielhafte Ausführungsart einer Spritzscheibe ist in der US-Patentschrift Nr. 3 275 333 und US-Patentschrift Nr. 3 479 728 dargestellt, wobei die Spritzscheibe bei entsprechenden Flatzverhältnissen auch als getrenntes Teil vom Dichtring auf die Welle aufgezogen sein kann. Trotz des Einbaues solcher Spritzscheiben und damit verbesserter ölverteilung tritt nach wie vor bei vielen Maschinenkonstruktionen ein hoher Verschleiß an Wellendichtring-en ein. So ist beispielsweise bei der Lagerung einer Welle mit Hilfe eines Kegelrollenlager an Stelle eines Kugellagers beobachtet worden, daß trotz ölspritzscheibe ein Schmiermittelmangel auftritt. Dieser Schmiermittelmangel führt zu einer Erhitzung des Maschinenteiles bis zur Verbrennung der Wellendichtlippen. Die herkömmlichen Spritzscheiben sind somit nur begrenzt einsatzfähig und bei Kegelrollenlagern meist nicht ausreichend. Dies rührt daher, daß bei Kegelrollen-gelagerten Wellen das Schmiermittel, welches das Lager durchdringt, leicht abgeleitet wird und sich als ölring absetzt. Dieser ölring hebt in der Regel von der

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rotierenden Welle ab und dreht sich mit annähernd halber Wellendrehzahl zwischen Welle und Gehäusebohrung mit. Die Bildung des ölringes wird dadurch begünstigt, daß das Schmiermittel bei dem Kegelrollenlager in radialer Richtung abgelenkt wird. Bei Kegelrollenlagern laufen bekanntlich die Rollen in einem Winkel zu der zu lagernden Welle. Auch bei umlaufenden Gehäusen bildet sich leicht ein mit Gehäusedrehzahl mitumlaufender ölring, der nicht an der Welle anliegt.

In allen diesen Fällen sowie auch bei Maschinen, z.B. bei Getrieben, bei denen der ölstand niedriger als die Unterkante des Wellendichtringes liegt, ist mit erhöhtem Verschleiß der Dichtungsteile und der Gefahr der Undichtigkeit zu rechnen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine auch bei erhöhter Beanspruchung und bei Mangelschmierbedingungen einwandfrei funktionierende Abdichtanordnung zu schaffen, wobei insbesondere der gefürchtete ölring nicht auftritt bzw. rechtzeitig zerstört wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Kombination von einem an sich bekannten Wellendichtring mit einer diesem angepaßten in geeigneter Weise konstruierten Förderscheibe vorgeschlagen wird. Hierbei bewirkt die Förderscheibe den Transport des Öls in axialer Richtung und die gleichmäßige Benetzung der rotierenden bzw. abdichtenden Teile.

Es wird eine Abdichtanordnung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen an sich bekannten Wellendichtung und eine diesem vorgeschaltete Förderscheibe, an deren Ausnehmungen lüfterradartig schräggestellte, schaufeiförmig abgewinkelte Zungen angeordnet sind. Die Förderscheibe wirkt

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nach Art einer Axial-Putnpe, wobei sich die Förderwirkung in Richtung auf die Dichtlippe erstreckt.

Die Abdichtanordnung ist in gleicher Weise sowohl für drehende Wellen als auch bei stehender Welle für sich um diese drehende Maschinenteile geeignet. In allen Fällen erhält man eine einwandfreie Schmierwirkung und vermeidet dadurch sicher Heißlaufen, Verschleiß und Undichtigkeiten.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Abdichtanordnung ist die Förderscheibe als Winkelring ausgebildet, dessen Schenkel radial nach aussen weisen, wobei der Achsparallele Teil des Winkelringes Laufstelle für den Wellendichtring ist. Die Förderscheibe besteht aus Metall und/oder Kunststoff.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Abdichtanordnung bewährt sich da, wo eine verringerte Schmierung bzw. ein Trockenlauf dadurch entsteht, daß sich ein umlaufender Ölrinp bildet, der von der Welle abhebt. Die Anordnung bewährt sich weiterhin in allen Fällen von ölnebelschmierung und ölschwallschmierung des Wellendichtringes. Derartige Schmierbedingungen treten z.B. dann auf, wenn rotierende Wellen in Kegelrollenlagern gelagert sind, wobei die Schmierung der Dichtlippe durch die Förderwirkung des Kegelrollenlagers erfolgen soll. Vergleichbare Schmierbedingungen ergeben sich bei Maschinen, z.B. bei Getrieben, bei denen der ölstand niedriger als die Unterkante des Wellendic,htringes liegt oder bei umlaufenden Gehäusen, bei denen sich ein mit Gehäusedrehzahl mitumlaufender ölring bildet, der nicht an der Welle anliegt.

In allen vorstehend erwähnten Fällen sorgt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Abdichtvorrichtung für den einwandfreien Lauf des Maschinenteils.

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Die Figuren 1 bis 4 dienen zur Erläuterung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abdichtanordnung. Es zeigen

Figur 1 einen Querschnitt durch die Abdichtung bestehend aus Welle, Förderscheibe und Wellendichtung

Figur 2 einen Querschnitt durch eine vergleichbare Abdichtanordnung mit winkelringartig ausgebildeter Förderscheibe

Figur 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäß ausgestaltete Förderscheibe

Figur M eine Ansicht der Förderscheibe und einen vergrößerten Ausschnitt der schaufeiförmig abgewinkelten Zunge.

Zwischen Welle 1 und Maschinenteil 5 befindet sich die erfindungegemäße Abdichtanordnung bestehend aus Förderscheibe 2, an deren Ausnehmungen lufterradartig schräggestellte, schaufeiförmig abgewinkelte Zungen 3> die nach der Ausgestaltung gemäß Figur 1 an einem ebenfalls radial nach aussen weisenden scheibenförmigen Teil angeordnet sind, sowie ein Wellendichtring ή. Die Förderscheibe 2 kann, wie in Figur 2 dargestellt, als Winkelring ausgebildet sein, wobei die Schenkel radial nach aussen in Richtung des Gehäuseteils 5 zeigen. Der parallel zu der drehenden Welle 1 angeordnete Teil 6 des Winkelringes dient als Laufstelle für den Wellendichtring H und sitzt mit Preßsitz auf der Welle. Teil 7 stellt einen nur für die Montage bestimmten Einpressdorn für die Abdichtanordnung dar.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den Zuschnitt für eine Förderscheibe. Die Förderscheibe ist so einzubauen, daß

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die abgewinkelten Segmente 3» deren Winkel zwischen ο und 9o beträgt, bei einer vorgegebenen Drehrichtung eine Fumpwirkung in Richtung des Dichtringes ausüben.

Die Menge der in axialer Richtung geförderten Schmierflüssigkeit hängt einmal von der Drehzahl der Welle und zum anderen von dem Winkel ab, mit dem die Segmente abgebogen sind. Durch eine zusätzliche Neigung der Segmente in axialer Richtung wird die Schmierflüssigkeit auf die rotierende Welle bzw. an die Dichtlippe des Wellendichtringes herangeführt. Es ist somit in einfacher Weise möglieh, durch mehr oder weniger große Ablenkung der Segmente die Schmierbedingungen jeweils den vorliegenden Betriebsverhältnissen anzupassen.

Die erfindungsgemäßen Pörderscheiben bestehen aus Metall oder Kunststoff oder aus einer Kombination von Metall und Kunststoff.

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. J Abdichtanordnung für zwei relativ zueinander drehende

Maschinenteile, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten Wellendichtring und eine diesem vorgeschaltete Förderscheibe, an deren Ausnehmungen lüfterradartig· schräggestellte, schaufeiförmig abgewinkelte Zungen angeordnet sind.

2. Abdichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderscheibe als Winkelring ausgebildet ist, dessen Schenkel radial nach aussen weisen, wobei der Achs-parallele Teil des Winfeelringes Laufstelle für den Wellendichtring ist.

3. Abdichtanordnung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderscheibe aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt ist.

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