CN102341627B - 用于朝向壳体将可转动地支承的轴非接触密封的组件以及减速器 - Google Patents

用于朝向壳体将可转动地支承的轴非接触密封的组件以及减速器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于朝向壳体将可转动地支承的轴(1)非接触地密封的组件，其中，在壳体的内室中设有油，尤其是其中，转动的轴从内室伸出到外部区域中，其中与轴以不能相对转动的方式连接的离心盘(22)具有至少部分地径向延伸的孔(11)，离心室的油与围绕离心盘的收集室(10)相连通。

Description

用于朝向壳体将可转动地支承的轴非接触密封的组件以及减速器
技术领域
本发明涉及一种用于朝向壳体将可转动地支承的轴非接触地密封的组件和一种减速器/传动装置(Getriebe)。
背景技术
对于具有轴密封圈的密封组件已知的是，当转速增加时摩擦损耗增大。
从DE 602 16 474 T2已知一种非接触式的密封装置，其中在轴上设有离心盘，该离心盘具有作为离心开口的径向孔(该文献的图1，附图标记44)。所述径向孔能够使润滑油流出，这些润滑油被收集在位于径向内侧的离心室中，随后所述油在径向孔的另一端部区域处被离心甩出至一收集室中。离心盘相对于非转动部件/部分具有轴向间隙，所述轴向间隙使离心室与收集室相连接。
从DE 479 388 A已知一种迷宫式密封装置/复式密封装置。
从US 2 598 381 A已知，例如为了平衡压缩空气，减速器的被部分填充润滑油的内室通过通风管道(该文献的图1，附图标记9)与外界空气相连通。在此，通过设置相应的斜坡，在离心力作用下沿径向和轴向向内输送油。与所述通风管道无关地，通过离心器边缘实现非接触式的密封，在转动运动中该离心器边缘将油离心甩出至收集室(该文献的图1，附图标记13)中，该收集室利用向下延伸的孔与油池空间/油底壳空间相连接。
从DE 10 2007 014 657 A1已知一种轴密封装置，其中同样使离心甩出的油回流。
从DE 698 18 914 T2已知一种轴密封系统，其中设有轴密封圈。
从DE 601 30 871 T1已知一种用于水泵轴承的密封圈。
从DE 42 20 754 A1也已知一种在减速器的轴进行转动运动时以非接触的方式工作的密封组件，其中同样使被离心甩出的油回流。
从DE 39 30 280 A1同样已知这种在轴进行转动运动时以非接触的方式工作的密封组件。
从DE 35 44 783 A1已知一种接触式工作的密封组件。
从DE 33 30 473 A1也已知一种在轴进行转动运动时以非接触的方式工作的密封组件，其中同样使被离心甩出的油回流。
从DE 11 2004 000 627 T56也已知一种在轴进行转动运动时以非接触的方式工作的密封组件，其中同样使从多个轴槽的离心甩出的油回流。
从DE 470 121 A也已知一种在轴进行转动运动时以非接触的方式工作的密封组件，其中同样使从尖锐边缘离心甩出的油回流。
从US 5 538 258 A已知一种非接触式的密封装置，其中在轴上设有离心盘，该离心盘具有作为离心开口的径向孔(该文献的图1，附图标记44)。该径向孔能够使润滑油流出，这些润滑油被收集在位于径向内侧的离心室中，随后所述油在径向孔的另一端部区域处被喷入一收集室中。离心盘相对于非转动部件/部分具有轴向间隙，所述轴向间隙使离心室与收集室相连接。
发明内容
因此，本发明的目的在于，降低维护费用并且降低密封组件中的损耗。
根据本发明，所述目的在组件方面根据权利要求1中给出的特征实现，而在减速器方面根据权利要求15中给出的特征实现。
在组件方面，本发明的重要特征在于，该组件设置用于朝向壳体将可转动地支承的轴非接触地密封，其中在壳体的内室中设有油，
尤其是其中，转动的轴从内室伸出到外部区域中，
其中
与所述轴以不能相对转动的方式连接的离心盘具有至少部分地沿径向方向延伸的孔，从而能将润滑油从离心室输送到一包围所述离心盘的收集室中，
特别是，与所述轴以不能相对转动的方式连接的离心盘具有至少部分地沿径向方向延伸的孔，从而能将润滑油从离心室输送到一包围所述离心盘的收集室，
所述孔的位于径向内侧的端部区域通入所述离心室中，所述孔的位于径向外侧的端部区域通入所述收集室中，
其中，在所述壳体的法兰部件与离心盘之间设有一间隙区域，
所述间隙区域使所述离心室与所述收集室连接，以及
一孔通入所述间隙区域中，该孔的另一端部区域通入另一收集室区域中，使得从与所述轴以不能相对转动的方式连接的离心边缘离心甩入所述另一收集室区域中的润滑油能被收集，该润滑油能经过所述孔被引导至所述间隙区域，
其中，间隙区域使所述另一收集室区域与所述离心室连接。
在此，所述孔在间隙区域与另一收集室区域之间优选沿轴向延伸。
本发明的优点在于，油能从离心室——所述离心室至少部分地包围离心盘并且通过壳体部件和轴或设置在轴上的离心套界定——穿过离心盘、亦即穿过离心盘中的孔被输送出。因此，能实现离心室的有效排空。在此，不是向油池区域或内室、例如减速器的内部进行排空，而是向收集室、也就是说向一由法兰部件和转动部件、也就是说轴或在轴上设置的离心套界定的室区域进行排空。
在这种方式下，尤其与遭受磨损的轴密封圈相比，可避免密封件中的磨损。另外，在本发明中改善了维护费用并且改善了可靠性。
另外，在此有利的是，在沿轴向更靠外的收集室中收集的油能被引入位于随着转动的离心盘与不动的法兰部件之间的间隙区域中。因为该间隙区域沿径向延伸，所以在离心室与收集室之间存在压力梯度，该压力梯度具有起回送作用的输送作用。因此，即使油在沿轴向更靠外处到达离心盘，也能够从下游的收集室出来通过位于间隙区域与收集室区域之间的孔实现回引。
本发明的优点在于，在非接触式密封装置中能实现主动的(aktive)泵送作用。
在一有利的构造方案中，离心盘固定在离心套上，该离心套设置在轴上。其优点是，组装简单，此外直径变化——如带有增大或减小的直径的轴向区域——可简单、成本低廉地制造。这是因为离心套不传递明显的转矩，而其中离心盘固定在离心套上。在离心套中可以简单、经济地设有离心凹槽。
在一有利的构造方案中，所述离心室至少部分地通过在所述离心盘上的、环绕的沟槽以及通过所述壳体的法兰部件界定，所述沟槽形成所述离心盘的表面的径向距离的局部最大部位，尤其是其中，所述离心盘的相邻的表面区域的径向距离随着距所述沟槽的轴向距离的减小而增大。其优点在于，在离心力驱使下的油被推入所述沟槽中，随后借助孔从该沟槽输送出。
在一有利的构造方案中，至少在一个轴向的局部区域中离心套的外径朝向离心盘增大，尤其是借助一在离心套上设置的倾斜部(Fase)来增大，尤其使得油被朝向离心盘、尤其是朝向离心盘的沟槽输送。其优点在于，可以实现、尤其可以简单地实现朝向沟槽方向的输送作用，从而实现经过离心盘中的相连通的孔向收集室中排空油。
在一有利的构造方案中，在壳体的法兰部件与离心盘之间设有一间隙区域、尤其是径向延伸的间隙区域，一孔通入该间隙区域中，该孔与设置在法兰部件中的收集槽、也就是说收集室区域相连接，
尤其是其中，与该间隙区域的通入收集室的端部区域的径向距离相比，该孔设置在更小的径向距离处，
尤其是其中，收集槽设置成比所述离心盘沿轴向更靠外。其优点在于，在该间隙区域中能实现一种泵送作用，这是因为该间隙区域在第一侧面处由离心盘界定、而在与该第一侧面对置的侧面处由不跟随转动的壳体部件、尤其也就是说外法兰部件界定。因此，产生一负压(Unterdruck)以用于朝向连接在较大径向距离处的收集室的方向排空连通的孔。
在一有利的构造方案中，在离心套和与法兰部件相连接的另一法兰部件之间设有间隙，该间隙在第一局部区域中设计成径向间隙，而在另一局部区域中设计成轴向间隙。其优点在于，油必须以从外向内地横穿径向间隙，这是因为径向间隙的具有较大径向距离的端部区域布置成朝向内室，而径向间隙的具有较小径向距离的端部区域必须实现成主要抵抗离心力。
在一有利的构造方案中，所述间隙通入一收集槽中，所述收集槽设置在所述另一法兰部件中并且经过布置在所述另一法兰部件与所述离心套之间的另一间隙与所述收集室相连接。其优点在于，该间隙对于进入的油形成另一屏障。尤其是，该间隙可构造成毛细式间隙、进而形成很难越过的屏障。
在一有利的构造方案中，收集室在其下部区域中通过一孔与所述壳体的内室、尤其与油池区域相连接。其优点在于，在收集室中收集的或进入的油可朝向油池被排空，尤其是在重力的驱使下被排空。
在一有利的构造方案中，所述(两)法兰部件螺纹连接并且在它们之间设有密封件、尤其是O型圈密封件。其优点在于，壳体能构造成密封的和固定的。尤其是两个法兰部件的连接部位是密封的，使得在连接面中O型圈密封件更靠内，而螺纹连接件更靠外。因此，油不会从内室经过连接面、即接触面到达螺纹件的螺纹区域并从那里进入外部区域。图1中示出从外部区域贯穿外法兰部件和内法兰部件的螺纹件。在另一改进的实施例中，螺纹件贯穿外法兰部件，但旋入内法兰部件中的盲孔中。
在一有利的构造方案中，在所述另一法兰部件上布置有第一反射区域，所述第一反射区域具有第一排流沟槽，
尤其是其中，在所述另一法兰部件上布置有第二反射区域，所述第二反射区域具有第二排流沟槽，
尤其是其中，反射区域和排流沟槽构造成旋转对称的。其优点在于，每个反射区域都可以与相应的排流沟槽组合设置，使得被反射的液体部分能够快速、简单地被排放。因此，在运行时在油位上方飞溅起的油的主要部分能被收集和回送，尤其是在整个密封组件的外周上。
在一有利的构造方案中，为收集槽各设有一个在所述离心套上的、径向对置的离心凹槽。其优点在于，可简单、经济地制造离心凹槽。
在一有利的构造方案中，所述间隙区域分别构造成毛细式间隙区域。其优点在于，油的流动阻力非常高，因此至少阻碍间隙被快速流通。
在一有利的构造方案中，在轴上布置有防尘罩，所述防尘罩与所述法兰部件相接触。其优点在于，使密封组件的功能性不受干扰。这是因为在进入的灰尘量较大时，例如可能引起孔的阻塞。借助防尘罩保护的室区域能直接地或借助一间隙与收集槽或另外的收集室区域、例如所述收集室相连接。
在此，防尘罩不参与根据本发明的密封组件的实质的/本身的密封作用。这是因为防尘罩仅防止灰尘进入并且与壳体的法兰部件的外表面相接触。
在一有利的构造方案中，当减速器静止时，油面位于、也就是说沿重力方向位于所述组件的下方。其优点在于，在静止状态中，油不可能穿过密封组件并进入外部区域。
由从属权利要求给出其它的优点。
附图标记列表
1轴
2轴向间隙
3输入迷宫部(Eintrittslabyrinth)，包括径向延伸的间隙区段
4排流沟槽
5接触室
6反射面
7收集槽
8排流沟槽
9反射面
10收集室
11离心孔
12间隙，尤其是径向间隙
13收集槽，另一收集室区域
14第三离心凹槽
15第二离心凹槽
16第一离心凹槽
17防护罩
18内回流孔
19法兰，外密封法兰
20保持螺纹件
21外回流孔
22离心盘
23内密封法兰
24排流孔
25离心套
26O型圈密封件
27离心室
28倾斜部
29扩宽部
附图说明
现在，借助附图更详细地阐明本发明：
图1示意性示出根据本发明的组件。
图2示出一局部放大图。
具体实施方式
根据本发明，在转动的轴1与壳体之间实现非接触式的密封。
在此，轴1上设有离心套25，在该离心套上附加地设有离心盘22，尤其是材料结合地(stoffschluessig)连接或压接有离心盘22。
壳体上设有外密封法兰19和内密封法兰23，其中，通过间隙12将离心盘与外密封法兰19分隔开，而离心套25与内密封法兰23通过一包括输入迷宫部3和轴向间隙2的间隙分隔开。
以多级/多阶的方式构造所述密封组件，这样便使通过每个障碍物的油总是被另一障碍物阻挡。
整个密封组件布置在当轴1静止时出现的油面的上方。当轴1运行时，可能例如通过与该轴直接或间接连接的齿轮而产生油沫或喷溅的油。该油面优选位于回流孔21的下方。
撞击到反射面9上的油经过环形形成的排流沟槽8排出并向下朝向油池排出。
反射面6设置成沿轴向略向内但径向更深，该反射面径向向内地由环形的接触室5界定，该接触室具有位于径向内侧的排流沟槽4。在离心套25与内密封法兰23之间设置的输入迷宫部3开始沿轴向向内取向，随后转变成径向延伸的区段并作为沿径向更靠内的轴向间隙2结束，其中轴向间隙2随后沿轴向向外取向地延伸并且其端部区域朝向收集槽7的方向扩宽。所述扩宽、也就是说借助附图标记29表示的扩宽部借助相应的倾斜部实施，从而在该区域内中断了毛细管作用。在离心套25上以与收集槽7对置的方式设有离心凹槽16，该离心凹槽设置用于朝向收集槽7离心甩出油。在收集槽7的下部区域中设有排流孔，该排流孔沿轴向取向并且引入收集室10内，该收集室又经过内密封法兰23中的孔、亦即回流孔21将油引回至油池内。
在离心套25与内密封法兰23之间设有一将收集槽7与收集室10相连接的间隙。
在收集室10的轴向区域中还布置有一离心凹槽15，使得经所述间隙进入的油被离心甩出。
附加地，沿轴向接着还设有离心盘22，该离心盘同样将油离心甩出到收集室10中。
沿轴向接在离心盘22后又设有另一离心凹槽14，该离心凹槽14与法兰部件19上的收集槽13相对设置。因此，油被从离心凹槽14的边缘离心甩出到收集槽13中。
离心套25构造成具有一倾斜部28，使得该离心套的外径在离心凹槽14与离心盘22之间布置的轴向区域中增大并且随着与离心盘22的距离减小而增大，从而必要时将出现的油沿这个方向、即朝向离心盘22输送。在回送中倾斜部28也起作用。随后，油被输送至离心室27中，该离心室借助沿径向形成在离心盘22中的离心孔11向收集室10排空。在此，在离心盘的周向上设有多个、尤其是4至20个这种离心孔11。
沿轴向设置得更靠外的收集槽13在其下部区域上、尤其是包括最深点的下部区域上朝向间隙区域、即朝向间隙12具有一轴向取向的孔18，该间隙12设置在离心盘22与外法兰19之间。收集槽13配设有一设置在离心套25上的离心凹槽14。
间隙12的间隙区域朝向收集室10敞开。因为孔18在比间隙区域12的位于径向外侧的端部区域的径向距离更小的径向距离处通入间隙区域12中，所以存在一种输送作用，所述间隙区域12在所述位于径向外侧的端部区域处通入收集室10中。这是因为转动运动产生负压，该负压致使孔18被泵空、由此使收集槽13被泵空。
因此，不仅已知的离心作用被用于排空，间隙区域12的泵送作用也被用于排空。
收集槽7和13向收集室10进行排空，而不是直接向内室和/或油池区域进行排空。为此，孔24将收集槽7与收集室10连接。
内密封法兰23和外密封法兰19借助O型圈密封件26彼此密封连接，其中，多个沿周向一个接着一个的保持螺纹件20将两个密封法兰相连接。也可以将两个密封法兰19和23实施成一体构造。在外侧还设有一防尘罩17。
借助收集槽13形成另一收集室区域，所述另一收集室区域布置成与收集室10分开并且设置成沿轴向更靠外。

Claims (20)

1.一种用于朝向壳体将可转动地支承的轴(1)非接触地密封的组件，其中，所述壳体的内室至少部分地填充有润滑油， 
其特征在于，与所述轴(1)以不能相对转动的方式连接的离心盘(22)具有至少部分地沿径向方向延伸的第一孔(11)，从而能将润滑油从离心室(27)输送到一至少部分地包围所述离心盘的收集室(10)， 
其中，所述第一孔(11)的位于径向内侧的端部区域通入所述离心室(27)中，所述第一孔的位于径向外侧的端部区域通入所述收集室(10)中， 
其中，在所述壳体的法兰部件(19)与离心盘之间设有一间隙区域(12)， 
-所述间隙区域(12)使所述离心室(27)与所述收集室(10)连接，以及 
-一第二孔(18)的第一端部区域通入所述间隙区域(12)中，该第二孔的另一端部区域通入另一收集室区域(13)中，使得从与所述轴(1)以不能相对转动的方式连接的离心边缘离心甩入所述另一收集室区域(13)中的润滑油能被收集，该润滑油能经过所述第二孔(18)被引导至所述间隙区域(12)， 
其中，经所述间隙区域(12)和所述第二孔(18)使所述另一收集室区域(13)与所述离心室(27)连接。 
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述离心盘(22)固定在一离心套(25)上，所述离心套设置在所述轴(1)上，所述离心套具有离心凹槽(14、16)。 
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述离心室(27)至少部分地通过在所述离心盘(22)上的、环绕的、环形的沟槽以及通过所述壳体的法兰部件(19)界定，所述沟槽形成所述离心盘(22)的表面的径向距离的局部最大部。 
4.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述离心室(27)至少部分地通过在所述离心盘(22)上的、环绕的、环形的沟槽以及通过所述壳体的法兰部件(19)界定，所述沟槽形成所述离心盘(22)的表面的径向距离的局部最大部。 
5.根据权利要求3或4所述的组件，其特征在于，所述离心盘(22)的相邻的表面区域的径向距离随着距所述沟槽的轴向距离的减小而增大。 
6.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，借助一在所述离心套(25)上设置的倾斜部(28)，至少在一个轴向的局部区域中所述离心套(25)的外径朝向所述离心盘(22)增大，使得油被朝向所述离心盘(22)输送。 
7.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，借助一在所述离心套(25)上设置的倾斜部(28)，至少在一个轴向的局部区域中所述离心套(25)的外径朝向所述离心盘(22)增大，使得油被朝向所述离心盘的所述沟槽输送。 
8.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述间隙区域(12)是径向间隙区域、也就是说沿径向延伸的间隙区域， 
其中，通过在所述法兰部件(19)中设置的收集槽(13)形成所述另一收集室区域(13)， 
其中，与所述间隙区域(12)的通入所述另一收集室区域(13)的端部区域相比，所述第二孔(18)设置在相对于所述轴的轴线的径向距离较小处， 
其中，所述收集槽(13)设置成比所述离心盘(22)沿轴向更靠外。 
9.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，在离心套(25)和与所述法兰部件(19)相连接的另一法兰部件(23)之间设有间隙(2、3)，该间隙在第一局部区域中径向延伸并且在另一局部区域中轴向延伸。 
10.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述间隙(2、3)通入一收集槽(7)中，所述收集槽设置在所述另一法兰部件(23)中并且经过布置在所述另一法兰部件(23)与所述离心套(25)之间的另一间隙与所述收集室(10)相连接。 
11.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述收集室(10)在其下部区域中通过一第三孔(21)与所述壳体的内室相连接。 
12.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述收集室(10)在其下部区域中通过一第三孔(21)与油池区域相连接。 
13.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述法兰部件(19)与所述另一法兰部件(23)螺纹连接并且在所述法兰部件与所述另一法兰部件之间布置有一密封件(26)。 
14.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，在所述另一法兰部件(23)上布置有第一反射区域(6)，所述第一反射区域具有第一排流沟槽(4)， 
其中，在所述另一法兰部件(23)上布置有第二反射区域(9)，所述第二反射区域具有第二排流沟槽(8)， 
其中，反射区域(6、9)和排流沟槽(4、8)构造成旋转对称的。 
15.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述间隙(2、3)通入一收集槽(7)中，所述收集槽设置在所述另一法兰部件(23)中并且经过布置在所述另一法兰部件(23)与所述离心套(25)之间的另一间隙与所述收集室(10)相连接，其中，所述间隙区域(12)是径向间隙、也就是说沿径向延伸的间隙区域，其中，通过在所述法兰部件(19)中设置的收集槽(13)形成所述另一收集室区域(13)，其中，与所述间隙区域(12)的通入所述另一收集室区域(13)的端部区域相比，所述第二孔(18)设置在相对于所述轴的轴线的径向距离较小处，其中，所述收集槽(13)设置成比所述离心盘(22)沿轴向更靠外。 
16.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，每个收集槽(7、13)配设有一相应的、在所述离心套(25)上的、沿径向对置的离心凹槽(14、16)。 
17.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述间隙区域(12)设计成毛细式间隙区域，所述间隙(2、3)设计成毛细式间隙。 
18.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，在所述轴(1) 上布置有防尘罩(17)，所述防尘罩与所述法兰部件(19)相接触。 
19.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，在构造成毛细式间隙的间隙(2)的轴向端部区域上设有一扩宽部(29)，所述扩宽部构造成，使得在所述扩宽部(29)区域中中断毛细作用。 
20.一种减速器， 
其特征在于，当减速器静止时，油面位于根据权利要求1-19中任一项所述的组件的下方、即沿重力方向的下方。 
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