DE2557959A1

DE2557959A1 - Schmiermitteldichtung

Info

Publication number: DE2557959A1
Application number: DE19752557959
Authority: DE
Inventors: Ronald Makenzie
Original assignee: Aeronutronic Ford Corp
Current assignee: Maxar Space LLC
Priority date: 1975-01-10
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1976-07-15
Also published as: GB1501542A; JPS5189956A; DE2557959C3; CA1099307A; DE2557959B2

Description

__,. . ... München, 20, Dezember

Patentanwälte 1«5 526 H/Nu

Dipl. Ing. C. Wallach ^η ^J *^{db ti/m}

DipL Ing. Θ. Koch
Dr. T. Haibach
München 2
Kaufifigerstr. 8, Tel. 240275

Aeronutronic Ford Corporation, Philadelphia Tx. USA

Schmiermitteldichtung

Die Srfinaung betrifft eine Schmiermittelaichtung für ein eine Kelle in der Ausnehmung eines stationären Gehäuses lagerndes ölgeschmiertes Kugellager.

Die herkömmlicnen Verfahren zur Abdichtung von \fteilenlagern gegen Schmiermittelverlust beruhen auf der Verwendung biegsamer Dichtungen, metallischer Halterungs- oder KlemmteIie oder von ⁿO^M-Ringen, für welche körperlicher Kontakt erforderlich ist» Wird hierbei die Dichtung stationär in dem Lagergehäuse gehalten, so besteht der körperliche oder ReI-buDgskontakt mit der in dem Lager gelagerten Drehwelie. Falls umgekehrt die Dichtung auf der Welle angeordnet ist, besteht der iteibungskontakt mit dem das Wellenlager umge-

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benden Gehäuse. Für hochtourige Motoren oder anderweitige Vorrichtungen mit kugelgelagerten Wellen sind zur Gewährleistung eines geringen Verschleißes und eines guten Wirkungsgrades extrem niedrige Heibungswiderstände erforderlich. Ideal wäre eine Konstruktion, bei welcher die Dichtung auf der Welle sitzt und keinen körperlichen Kontakt mit der Wandung der Gehauseausnehmung besitzt, in welcher das die Welle lagernde Kugellager angeordnet ist.

Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung einer Schmiermitteldichtung zugrunde, die keinen körperlichen Kontakt mit dem stationären Gehäuse besitzt und gleicnwohl im Ruhezustand ein Auslecken des üls entlang der welle verhindert und gleichzeitig bei hohen Drehzahlen eine Schmiermittelzufuhr zu dem Kugellager sicherstellt.

Zu diesem Zweck ist bei einer Schmiermitteldichtung der eingangs genannten Art gemäü der Erfindung vorgesehen, daß die Dichtung einen in der Gehäuseausnehmung an der ftelle befestigten starren Ülschleuderring aufweist, welcher aus einem ölabsorbierenden Material besteht, das bei niedrigen Drehzahlen oder im Ruhezustand der Welle überschüssiges ül in der Gehäuseausnehmung zu absorbieren vermag und so ein Auslecken des üls entlang der Welle verhindert, und bei hohen Drehzahlen Öl durch Zentrifugalwirkung in das Lager fördert.

Vorzugsweise weisen der Ulring und eine benachbarte Wandung der Gehäuseausnehmung miteinander berührungsfrei zusammenwirkende Teile auf, welche einen Labyrinthweg zur weiteren Unterbindung eines Austritts von öl aus der Gehäuseausnehmung nach außen bilden. Vorzugsweise besitzt das ölabsorbierende Material eine Porosität von $0 bis 40 Vol.# und kann aus Metall oder Kunststoff bestehen.

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Durch, die Erfindung wird somit eine Schmiermitteldichtung geschaffen, die ohne körperlichen heibungskontakt mit dem stationären Gehäuse im Ruhezustand des Systems oder bei niedrigen Drehzahlen überschüssiges ül aus der Gehäuseausnehmung aufzunehmen vermag, derart, dali ein Auslecken des üls entlang der Welle vermieden wird. Gleichzeitig gewährleistet die erfindungsgemäiie Schmiermitteldichtung bei .hohen Drehzahlen eine ölzufuhr durch Zentrifugalwirkung an den mit hoher Drehzahl umlaufenden Innenlaufring cies Lagers zur Schmierung der Kugel.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Schnittansicht.

In der Zeichnung ist eine welle 11 mit ihrem einen Ende mittels eines herkömmlichen Kugellagers 12 drehbar in der zylindrischen Bohrung oder dem Hohlraum 1$ eines stationären Gehäuses 14 gelagert. Das Kugellager 12 weist einen inneren Laufring 15 auf, welcher einen Endfortsatz 16 der Welle 11 aufnimmt. Der äuisere Laufring 17 des Kugellagers 12 ist in die zylindrische Bohrung bzw. den Hohlraum I^ eingepaßt; zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring befinden sich herkömmliche Lagerkugeln 18, die durch einen Kugellagerkäfig bzw. eine Kugellagerbuchse 19 gehaltert sind.

Das Kugellager 12 ist auf dem Wellenfortsatz 16 im Abstand von der Schulter 20 der Hauptwelle 11 gehaltert, und zwar durch ein Abstandsteil 21 und einen ülschleuderring 22, die beide mit der Welle 11 drehbar sind. Das Abstandsstück 21, der Ölring 22 und das Kugellager 12 werden auf dem Wellenfortsatz 16 durch eine mittels eines ttittelbolzens 24 befestigte Halte- bzw, Klemmplatte 2.5 festgehalten.

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An. Ihrem äußeren tSnde .!st die zylindrische Bohrung 13 <laä Gehäuses 14- dur.-h eine äuisere Laser hai Le rung 25 verschlossen; eine zentrSs^hfi Öffnung 27 in dieser· Haltex-urig ist alt. einer ülkajjpe 26 ebge&^kt, Ai seinem gegenüberliegenden cder inneren, di> Wc-Me *^ip; aufnehmenden iSnde weist aas. Gre-14 *.^f.ne ?l· h rad*al e^-r^ckenas citirnwandung 2a auf» in einem si an axial e5.nwärts erstreckenden Mng oder Zy31nderflenson 2y ende*:. Der Innendurchmesser dieses JPl ech^a Ist geringfügig größer als der Aukendurchoiesser aes

21,

Ber ulring 22 weist einan ringförmigen Teil ^ auf, welcher in einem sich, axial auswärts erstreckenden Flansch 52 enae+:, aer in eine Ringnut 35 in aer Genäusescirnwanttung 26 und den Zylinderflanseh 2^ passena hineinragt. Durch diesen Faiieingriff komiat ein Toleranzsohlitz 34 zustande, aer längs einem Lsbyrinthweg aus der Gehäusebohrung ^3 zur Atmosphäre führt.

Vorstehend sind die physikalisch-konstruktiven Merkmale einer typischen ttelienlagerung gemäü einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Selbstverständlich können diese Merkmale im einzelnen abgewandelt werden. Wesentlich im ftanmen der Erfindung ist die stoffliche Zusammensetzung des Ülschleuderringe 22.

Dieser ölring 22 ist mehr als nur eine rotierende Scheibe, welche öl aus einem Reservoirteil der Gehäusebohrung auf· nimmt und das ül durch Zentrifugalwirkung einer Welle oder einem Lager zuführt, wie dies in der US-Patentschriit 1 701 707 beschrieben ist. Der Olring ist auch mehr als ein einfacher Verteiler des in die Gehäusebohrung zugelassenen Öls, wie dies in der US-Paientschrift *> 532 3^)9 beschrieben ist. Der Olring 22 stellt vielmehr ein starres ringförmiges Teil dar, das Ol absorbiert und daher als ulspeicher in der

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Buhestellung oder bei niedrigen Drehzahlen der Welle tad des Lagers zu wirken vermag, wodurch ein .Auslecken c.es üls? zwischen der Welle und aem Gehäuse vermieden wird.

Bei hohen Geschwindigkeiten, selbst in der Gröiaenordnuig von 85.000 UpM, wird das in dem ülring 22 enthaltene o. cLurch Zentrifugalfcraftwirkung in das Kugellager geschleudert, um den sich bewegenden Teilen eine ausreichenc.e .ien;;e Schmiermittel zuzuführen. Bei zunehmender Verlangsamut^ dss Aggregats bis zum Stillstand fliegt das überschüssige )l .in der Gehäusebohrung - das ül ist mehr oder weniger verdampft - durch Schwerkraftwirkung in Richtung auf den king 22 und wird von diesem absorbiert, bevor es durch die -aineinander zusammenwirkenden Flansche und fluten über den Schlitz 34 an der Welle 11 vorbei nach auüen gelangen rann.

Vorzugsweise dient als ölabsorbierender Werkstoff für Len Ülring 22 ein gesintertes Bronzematerial mit einem Por.)sitätsanteil von 30 bis 40 Vol.%. Sas material hat eine Bronzezusammensetzung aus 92 % + 3 % Kupfer und Q % ± 5 % Zinn. Sie Dichte des Materials beträgt 5,8 bis 6,3 g pro

I ecm und die Endzugfestigkeit liegt in der Größenordnung von 7.000 psi ((britische) Pfund pro ^uadratzoll).

Sin weiterer geeigneter Werkstoff ist ein poröses WyIo ameterial mit der gleichen ülabsorptionseigenschaft wie αLe gesinterte Bronze, d. h. 30 bis 40 %.

In der Zeichnung ist der Zustand dargestellt, in welchem der Ol ring 22 am wirksamsten ist. Sas tieiüt unter de α. oberen Lager einer vertikal angeordneten Welle. Wäre die Welle

II horizontal zu denken, so würde der ülring 22 überschüssiges ül jeweils von derjenigen Seite der Bohrung aufnehmen, die unterhalb dem Wellenfortsatz 16 liegt. Falls der die Welle 11 enthaltende Mechanismus in einer gegenüber der

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gezeigten Lage umgekehrten Lage betrieben würde, so würde der Ulring 22 wahrscheinlich funkt ionsunfähig, da das Ufceischuüöl sich an der endseitigen Lagerhalterung 25 sammeln würde. Es sei darauf hingewiesen, datf dieses finde des (.'<:·- häuses 14 durch geeignete Gummidichtungen zwischen dem Gehäuse 14, dem Lagerhaltering 25 und der ülteappe 26 abzu·= dichten ware«

Die Erfindung wurde vorstehend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, das selbstverständlich in mannigfachen Einzelheiten abgewandelt werden kann, ohne dsü dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft eine Schmiermitteldichtung für ein ölgeschmiertes Kugellager zur Lagerung einer Welle in der Bohrung eines stationären Gehäuses. Die Schmiermitteldichtung weist einen an der Welle innerhalb der Bohrung befestigten starren ülschleuderring auf. Der ülschleuderring besteht aus einem ölabsorbierenden Material, das bei niedrigen Drehzahlen oder im Ruhezustand der Welle überschüssiges öl in der Gehäusebohrung absorbiert und bei hohen Drehzahlen Ul durch ZentrifugeIkraftwirkung in das Lager fördert .

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

H J Schmiermitteldichtung für ein eine Welle in einer Ausnehmung eines stationären Gehäuses lagerndes ölgeschmiertes Kugellager, dadurch gekennzeichnet, dab die Dichtung einen an der Welle (11, 16) in der Ausnehmung · (12) des stationären Gehäuses (14-) befestigten starter.. ülschleuaerring (22) aufweist, welcher aus einem ölabsorbierenden Material besteht, derart, daß der BiHt₅ (22) bei niedrigen Drehzahlen oder im Ruhezustand der Λαΐΐβ überschüssiges Ol in der Gehäuseausnehmung (13) absorbiert, um ein Auslecken entlang der Welle zu verhindern«, und bei hohen Drehzahlen ül durcü. Zentrifugalwirkung deai Kugellager (18) zuführt.
2. Dichtung nach Anspruch 1, daaurch gekennzeichnet, :Laß der ulschleuderring (22) und eine benachbarte Gehäusewandung (28) miteinander berührungsfrei zusaminenwirkerde Teile 02, 33) aufweisen, welche miteinander einen Labyrinthweg (34-) zur weiteren Verhinderung des Durchtritts von Ül aus der Gehäuseausnehmung (12) nach außen bilden.
3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ölabsorbierende Material des ülrings (22) eine Porosität von 30 bis 40 Vol.# besitzt.
4. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ölabsorbierende Material des ülschleuderringes (22) eine gesinterte Bronze der Zusammensetzung 92 jb + 3 # Kupfer und 8 # + 2 Zinn, mit einer Dichte im Bereich von 5,8 bis 6,2 g/ccm und einer Endzugfestigteit von im wesentlichen 7.000 psi (britische Pfund pro Quadratzoll) ist.

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5. Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 ois j5, dadurch gekennzeichnet, daß das ölabsorbierencte Material, ein Kunststoff ist.
6. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11, 16) und der Uldichtungsring (22) zur gemeinsamen Drehung ir.it dem Innenlaufring (15) des Kugellagers angeordnet sind.

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