DE102017129027A1 - Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters - Google Patents
Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017129027A1 DE102017129027A1 DE102017129027.3A DE102017129027A DE102017129027A1 DE 102017129027 A1 DE102017129027 A1 DE 102017129027A1 DE 102017129027 A DE102017129027 A DE 102017129027A DE 102017129027 A1 DE102017129027 A1 DE 102017129027A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaft bearing
- bearing
- sealing
- shaft
- sealing system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 15
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 8
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
- F16C33/7886—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted outside the gap between the inner and outer races, e.g. sealing rings mounted to an end face or outer surface of a race
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/02—Arrangements of bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/008—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
- F04C27/009—Shaft sealings specially adapted for pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
- F04D29/059—Roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/06—Lubrication
- F04D29/063—Lubrication specially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/10—Shaft sealings
- F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/042—Housings for rolling element bearings for rotary movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/18—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2208/00—Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers
- F16C2208/20—Thermoplastic resins
- F16C2208/30—Fluoropolymers
- F16C2208/32—Polytetrafluorethylene [PTFE]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Dichtungssystem (10) für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers (12) eines Verdichters, mit einer Wellendichtung (16) welche axial zwischen einem Laufrad (20) des Verdichters und dem Wellenlager (12) angeordnet ist, einem Druckausgleichkanal (18), wobei der Druckausgleichkanal (18) axial zwischen der Wellendichtung (16) und der dem Laufrad (20) zugewandten axialen Frontseite des Wellenlagers (12) startet und sich zumindest bis zu der dem Laufrad (20) abgewandten axialen Rückseite des Wellenlagers (12) erstreckt und die beiden axialen Wellenlagerseiten strömungstechnisch verbindet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters, mit einer Wellendichtung welche axial zwischen einem Laufrad des Verdichters und dem Wellenlager angeordnet ist und einem Druckausgleichkanal.
- Bei Turboverdichtern mit einem rotierenden Laufrad, wie sie beispielsweise in Turboladern für Kraftfahrzeuge verwendet werden, ist die erzielte Verdichtung direkt proportional zur Drehzahl des Laufrads. Turboverdichter werden daher häufig bei sehr hohen Drehzahlen betrieben, was besonders reibungsarme Rotorwellenlager erforderlich macht. Hierfür werden insbesondere Wälzlager verwendet, welche mit einem geeigneten Schmiermittel, beispielweise Öl oder Fett, geschmiert sind.
- Auf Grund des Druckgefälles zwischen einem Verdichterraum des Verdichters, durch welchen ein Fördergas gefördert und dabei verdichtet wird, und einem Antriebsraum, in welchem der Antrieb des Verdichters angeordnet ist und welcher im Allgemeinen näherungsweise Atmosphärendruck aufweist, wird eine Strömung in Richtung des Antriebsraums erzeugt. In der Regel ist zumindest ein Wellenlager zur Lagerung der Rotorwelle, welche das Laufrad mit dem Antrieb verbindet, zwischen dem Verdichterraum und dem Antriebsraum angeordnet, sodass es auf Grund des Druckgefälles zu einem Durchströmen des Wellenlagers kommen kann. Hierdurch kann zum einen das Schmiermittel aus dem Lager gespült werden, und zum anderen können Verunreinigungen, beispielsweise im Fördergas enthaltene Partikel, in das Wellenlager eingebracht werden. Sowohl das Ausspülen des Schmiermittels aus dem Lager als auch eine Verunreinigung des Lagers verschlechtern die Reibeigenschaften des Lagers und können zu einer Beschädigung des Lagers führen.
- Aus der
EP 0 993 553 B1 ist ein Dichtungssystem bekannt, welches zur Abdichtung zwischen einem Verdichterraum und einem ölgeschmierten Wellenlager eine Labyrinthspaltdichtung und eine Lippenringdichtung aufweist. Zwischen der Labyrinthspaltdichtung und der Lippenringdichtung ist eine Ringnut vorgesehen. Die Labyrinthspaltdichtung ist zwischen der Ringnut und dem Verdichterraum angeordnet und die Lippenringdichtung ist zwischen der Ringnut und dem Wellenlager angeordnet. Die Ringnut ist über einen Druckausgleichskanal strömungstechnisch mit der Atmosphäre außerhalb des Verdichtergehäuses verbunden, wodurch das Druckgefälle über dem Wellenlager reduziert wird. - Aus der
DE 10 2015 106 640 A1 ist ein Dichtungssystem bekannt, welches zur Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers gegenüber einem Verdichterraum eine Gleitringdichtung vorsieht, welche zwischen dem Wellenlager und dem Verdichterraum angeordnet ist. Zusätzlich sind ein frontseitiges und ein rückseitiges Lagerdichtmittel zur Abdichtung eines Spaltes zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wellenlagers vorgesehen. Die Gleitringdichtung umfasst zwei gegenüberliegende Dichtringe, welche sich relativ zueinander bewegen und einen Zwischenraum bilden, der strömungstechnisch über einen Druckausgleichskanal mit der Atmosphäre außerhalb des Verdichtergehäuses verbunden ist, wodurch das Druckgefälle über dem Wellenlager reduziert wird. - Es hat sich jedoch herausgestellt, dass durch die vorgeschlagenen Dichtungssysteme ein Durchströmen des Wellenlagers und somit ein Ausspülen des Lagerschmiermittels und ein Einbringen von Verunreinigung in das Lager nicht vollständig verhindert werden kann.
- Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters zu schaffen, mit dem ein Durchströmen des Wellenlager und somit ein Ausspülen des Lagerschmiermittels und ein Einbringen von Verunreinigung in das Lager zuverlässig vermieden werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch ein Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.
- Dadurch, dass der Druckausgleichkanal axial zwischen der Wellendichtung und der dem Laufrad zugewandten axialen Frontseite des Wellenlagers startet und sich zumindest bis zu der dem Laufrad abgewandten axialen Rückseite des Wellenlagers erstreckt und die beiden axialen Wellenlagerseiten strömungstechnisch verbindet findet ein Druckausgleich zwischen den beiden Wellenlagerseiten statt. Hierdurch wird ein Druckgefälle über dem Wellenlager verhindert und somit ein Durchströmen des Wellenlagers zuverlässig vermieden.
- Vorzugweise mündet der Druckausgleichkanal in einen Antriebsraum des Verdichters. Hierdurch wird ein Druckaufbau in der Umgebung des Wellenlagers vermieden, durch welchen Verunreinigungen in das Lager getrieben werden könnten. Hierbei gelangt über den Druckausgleichkanal kein potentiell gefährliches Fördergas aus dem Verdichtergehäuse heraus und gelangen über den Druckausgleichkanal auch keine Verunreinigungen in das Verdichtergehäuse hinein.
- In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Wellendichtung einen Lippendichtring auf. Der Lippendichtring erlaubt eine einfache und kostengünstige Ausführung der Wellendichtung, welche gerade bei hohen Wellendrehzahlen und den daraus resultierenden hohen Förderdrücken eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht. Auf Grund seiner Form wird der Lippendichtring durch den anliegenden Förderdruck gegen entsprechende Dichtflächen gedrückt, wodurch sich mit zunehmendem Förderdruck die Dichtwirkung des Lippendichtrings verbessert.
- Besonders bevorzugt besteht der Lippendichtring aus PTFE. PTFE ist besonders chemikalienbeständig, ist in einem breiten Temperaturbereich einsetzbar und weist sehr gute Gleiteigenschaften auf. Dies erlaubt eine besonders zuverlässige und reibungsarme Ausführung der Wellendichtung.
- Vorzugsweise weist die Wellendichtung einen Stützring mit zwei Stützringschenkeln auf, wobei der erste Stützringschenkel den Lippendichtring radial umgibt und der zweite Stützringschenkel an dem dem Wellenlager zugewandten axialen Ende des ersten Stützringschenkels angeordnet ist und axial von der dem Wellenlager zugewandten Seite an dem geschlossenen Ende des Lippendichtrings anliegt. Durch den Stützring wird der Lippendichtring insbesondere axial gestützt, wodurch eine axiale Bewegung des Lippendichtrings verhindert wird. Dadurch, dass der Lippendichtring mit dem geschlossenen Ende in Richtung des Wellenlagers angeordnet ist, nimmt seine Dichtwirkung mit steigendem Betriebsdruck zu. Dies ermöglicht eine zuverlässige Abdichtung auch bei einem hohen Betriebsdruck des Verdichters.
- Vorteilhafterweise weist der erste Stützringschenkel an seinem dem Laufrad zugewandten axialen Ende einen radial nach innen gerichteten Vorsprung auf, an dem der radial äußere Lippendichtringschenkel axial anliegt. Hierdurch wird ein Umströmen des Lippendichtrings erschwert und somit die Dichtwirkung der Wellendichtung verbessert.
- Vorzugsweise besteht der Stützring aus einem Metall, welches eine hohe chemische und thermische Beständigkeit aufweist.
- In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Wellenlager ein Wälzlager. Wälzlager weisen eine sehr geringe Reibung auf und eignen sich daher besonders gut für die Lagerung von sehr schnell drehenden Wellen.
- Besonders bevorzugt ist das Wellenlager ein Rillenkugellager, welches neben der radialen Lagerung der Welle auch ein axiales Stützen der Welle ermöglicht. Hierdurch kann auf zusätzliche axiale Rotorwellenlagerelemente verzichtet werden.
- Vorteilhafterweise weist das Wellenlager auf der dem Laufrad zugewandten Frontseite ein frontseitiges Lagerdichtmittel auf, welches einen frontseitigen Spalt zwischen einem Innenring des Lagers und einem Außenring des Wellenlagers abdichtet und somit ein direktes Anströmen der geschmierten Kugeln oder Walzen verhindert. Hierdurch kann ein Austreten des Dichtmittels aus dem Wellenlager sowie ein Eindringen von Verunreinigung in das Wellenlager minimiert werden.
- Vorzugsweise besteht das frontseitige Lagerdichtmittel aus einem Elastomer, welches auf Grund seiner elastischen Verformbarkeit eine besonders gute Abdichtung des Spalts zwischen dem Innenring und dem Außenring des Wellenlagers ermöglicht.
- In einer vorteilhaften Ausführung weist das Wellenlager auf der dem Laufrad abgewandten Rückseite ein rückseitiges Lagerdichtmittel auf, welches einen rückseitigen Spalt zwischen dem Innenring des Wellenlagers und dem Außenring des Wellenlagers abdichtet. Hierdurch kann ein Austreten des Dichtmittels aus dem Wellenlager sowie ein Eindringen von Verunreinigung in das Wellenlager an der Lagerrückseite minimiert werden.
- Vorzugsweise besteht das rückseitige Lagerdichtmittel aus einem Metall. Dies ermöglicht eine besonders verschleißarme und reibungsarme Ausführung des rückseitigen Dichtelements.
- Besonders bevorzugt weist das rückseitige Lagerdichtmittel an dem dem Innenring zugewandten radialen Ende einen axial in Richtung des Laufrads weisenden Vorsprung auf, welcher bei einem Überdruck auf der dem Laufrad zugewandten Seite des Lagerdichtmittels gegen den Innenring gedrückt wird und somit ein Austreten des Lagerschmiermittels aus dem Wellenlager verhindert.
- Vorteilhafterweise ist das Lagerdichtmittel im statischen Außenring des Wellenlagers gelagert und liegt an dem mit der Rotorwelle drehfest verbundenen Innenring an oder weist ein geringes Spiel zum Innenring auf. Hierdurch wird die mechanische Belastung des Lagerdichtmittels minimiert, da sich das Lagerdichtmittel bei dieser Anordnung nicht mit dem Innenring mit dreht.
- Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtungssystems für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters wird nachfolgend anhand der beigefügten Figur beschrieben, wobei die Figur einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Dichtungssystems für die Abdichtung eines Wellenlagers eines Verdichters zeigt.
- Die Figur zeigt ein Dichtungssystem
10 zur Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers12 welches die Rotorwelle14 eines Verdichters lagert. Das Dichtungssystem umfasst eine Wellendichtung16 und einen Druckausgleichkanal18 . Die Wellendichtung16 ist axial zwischen einem Verdichterraum19 des Verdichters und dem Wellenlager12 angeordnet. In dem Verdichterraum19 ist ein Laufrad20 angeordnet um ein Fördergas durch den Verdichterraum19 zu fördern und dabei zu verdichten. - Die Wellendichtung
16 umfasst einen Lippendichtring22 , einen Stützring24 und einen Gleitring30 . Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Lippendichtring22 U-förmig und besteht aus PTFE. Der Stützring24 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Metall und weist einen axialen Stützringschenkel26 , der den Lippendichtring22 radial umgibt, und einen radialen Stützringschenkel28 , der von der dem Wellenlager12 zugewandten Seite axial an dem Lippendichtring22 anliegt, auf. Der Stützring24 liegt mit der radialen Außenseite des axialen Stützringschenkels26 an einem statischen Verdichtergehäuse32 an. Der Gleitring30 ist drehfest mit der Rotorwelle14 verbunden und wird axial durch das Laufrad20 und das Wellenlager12 gestützt. Der Stützring24 weist an dem zum Laufrad20 weisenden axialen Ende des axialen Stützringschenkels26 einen radial nach innen gerichteten Vorsprung27 auf, an dem der radial außenliegende Lippendichtringschenkel23 axial von der dem Wellenlager12 zugewandten Seite anliegt. - Der U-förmige Lippendichtring
22 ist mit der Öffnung in Richtung des Laufrads20 weisend radial zwischen dem Stützring24 und dem Gleitring30 angeordnet. Der Lippendichtring22 liegt mit dem radial außenliegenden Lippendichtringschenkel23 radial an der radialen Innenseite des axialen Stützringschenkels26 an, liegt mit dem radial innenliegenden Lippendichtringschenkel25 radial an der radialen Außenseite des Gleitring30 an, und liegt mit einem bogenförmigen Lippendichtringabschnitt, welcher ein geschlossenes Ende29 des Lippendichtrings22 bildet, axial an der zum Laufrad20 weisenden Seite des radialen Stützringschenkels28 des Stützrings24 an. - Der Druckausgleichkanal
18 startet axial zwischen der Wellendichtung16 und einem frontseitigen Wellenlagerraum34 , welcher die dem Laufrad20 zugewandte axiale Frontseite des Wellenlagers12 teilweise umgibt. Der Druckausgleichkanal18 erstreckt axial sich bis zu einem rückseitigen Wellenlagerraum36 , welcher die dem Laufrad20 abgewandte axiale Rückseite des Wellenlagers12 teilweise umgibt und in einen Antriebsraum38 des Verdichters mündet, welcher näherungsweise atmosphärischen Druck aufweist. Der Druckausgleichkanal18 verbindet somit den frontseitigen Wellenlagerraum34 und den rückseitigen Wellenlagerraum36 strömungstechnisch, sodass beide Wellenlagerräume 34,36 einen gleichen Druck aufweisen, welcher näherungsweise dem atmosphärischen Druck entspricht. - Das Wellenlager
12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Rillenkugellager mit einem Innenring40 und einem Außenring42 . Der Innenring40 ist drehfest mit der Rotorwelle14 verbunden und wird auf der dem Laufrad20 zugewandten Seite axial durch den Gleitring30 und auf der vom Laufrad20 abgewandten Seite axial durch einen radialen Rotorwellenabsatz44 gestützt. Der Außenring42 wird auf der radialen Außenseite und auf der axialen Frontseite durch das Verdichtergehäuse32 gestützt. Zur Abdichtung des radialen Spaltes zwischen dem Innenring40 und dem Außenring42 ist an der Frontseite des Wellenlagers12 ein frontseitiges Lagerdichtmittel46 und an der Rückseite des Wellenlagers12 ein rückseitiges Lagerdichtmittel48 vorgesehen. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das frontseitige Lagerdichtmittel
46 ein aus einem Elastomer bestehender Dichtring50 , welcher am radial äußeren Ende eine Wulst52 aufweist und am radial inneren Ende einen Dichtfuß54 aufweist. Das frontseitige Lagerdichtmittel46 ist mit der Wulst52 in einer frontseitigen Ringnut56 des Außenrings42 gelagert und liegt mit dem Dichtfuß54 radial an der radialen Außenseite des Innenrings40 an. - Das rückseitige Lagerdichtmittel
48 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine aus einem Metall bestehende Dichtscheibe58 die am radial äußeren Ende eine kragenförmige Anpassung60 und am radial inneren Ende einen in Richtung des Laufrads20 weisenden axialen Vorsprung62 aufweist. Das rückseitige Lagerdichtmittel48 ist mit der kragenförmigen Anpassung60 in einer rückseitigen Ringnut64 des Außenrings42 gelagert. Der axiale Vorsprung62 weist im unbelasteten Zustand der rückseitigen Lagerdichtung48 ein geringes Spiel zur radialen Außenseite des Innenrings40 auf und wird bei einem Überdruck im Inneren des Wellenlagers12 in Kontakt mit dem Innenring40 gebracht. - Das erfindungsgemäße Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters stellt über den Druckausgleichkanal einen Druckausgleich zwischen der Frontseite und der Rückseite des Wellenlagers sicher, wodurch ein Druckgefälle über dem Wellenlager und somit ein Durchströmen des Wellenlagers vermieden wird. Hierdurch werden ein Ausspülen des Schmiermittels aus dem Wellenlager und ein Einbringen von Verunreinigungen in das Wellenlager verhindert. Dies ermöglicht eine gleichbleibend gute Reibung des Wellenlagers und somit eine lange Lebensdauer.
- Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Insbesondere kann eine andere Wellendichtung oder ein anderes Wälzlager verwendet werden. Ferner kann auf die strömungstechnische Verbindung mit dem Antriebsraum verzichtet werden, da bereits durch die strömungstechnische Verbindung der beiden Wellenlagerseiten ein Druckgefälle über dem Wellenlager vermieden wird. Da ein Druckgefälle am Wellenlager vermieden wird, kann bei entsprechender Viskosität des Wellenlagerschmiermittels auch auf die Wellenlagerdichtungen verzichtet werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- Dichtungssystem
- 12
- Wellenlager
- 14
- Rotorwelle
- 16
- Wellendichtung
- 18
- Druckausgleichkanal
- 19
- Verdichterraum
- 20
- Laufrad
- 22
- Lippendichtring
- 23
- radial außenliegender Lippendichtringschenkel
- 24
- Stützring
- 25
- radial innenliegender Lippendichtringschenkel
- 26
- axialer Stützringschenkel
- 27
- radialer Vorsprung
- 28
- radialer Stützringschenkel
- 29
- geschlossenes Lippendichtringende
- 30
- Gleitring
- 32
- Verdichtergehäuse
- 34
- frontseitiger Wellenlagerraum
- 36
- rückseitiger Wellenlagerraum
- 38
- Antriebsraum
- 40
- Innenring
- 42
- Außenring
- 44
- radialer Rotorwellenabsatz
- 46
- frontseitiges Lagerdichtmittel
- 48
- rückseitiges Lagerdichtmittel
- 50
- Dichtring
- 52
- Wulst
- 54
- Dichtfuß
- 56
- frontseitige Ringnut
- 58
- Dichtscheibe
- 60
- kragenförmige Anpassung
- 62
- axialer Vorsprung
- 64
- rückseitige Ringnut
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0993553 B1 [0004]
- DE 102015106640 A1 [0005]
Claims (15)
- Dichtungssystem (10) für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers (12) eines Verdichters, mit einer Wellendichtung (16) welche axial zwischen einem Laufrad (20) des Verdichters und dem Wellenlager (12) angeordnet ist, einem Druckausgleichkanal (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichkanal (18) axial zwischen der Wellendichtung (16) und der dem Laufrad (20) zugewandten axialen Frontseite des Wellenlagers (12) startet und sich zumindest bis zu der dem Laufrad (20) abgewandten axialen Rückseite des Wellenlagers (12) erstreckt und die beiden axialen Wellenlagerseiten strömungstechnisch verbindet.
- Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichkanal (18) in einen Antriebsraum (38) des Verdichters mündet. - Dichtungssystem (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendichtung (16) einen Lippendichtring (22) aufweist.
- Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lippendichtring (22) aus PTFE besteht. - Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendichtung (16) einen Stützring (24) mit zwei Stützringschenkeln (26,28) aufweist, wobei der erste Stützringschenkel (26) den Lippendichtring (22) radial umgibt und der zweite Stützringschenkel (28) an dem dem Wellenlager (12) zugewandten axialen Ende des ersten Stützringschenkels (26) angeordnet ist und axial von der dem Wellenlager (12) zugewandten Seite an einem geschlossenen Ende (29) des Lippendichtrings (22) anliegt. - Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stützringschenkel (26) an seinem dem Laufrad (20) zugewandten axialen Ende einen radial nach innen gerichteten Vorsprung (27) aufweist, an dem der radial äußere Lippendichtringschenkel (23) axial anliegt. - Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 5 oder6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (24) aus einem Metall besteht. - Dichtungssystem (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenlager (12) ein Wälzlager ist.
- Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenlager (12) ein Rillenkugellager ist. - Dichtungssystem (10) nach einem der
Ansprüche 8 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenlager (12) auf der dem Laufrad (20) zugewandten Frontseite ein frontseitiges Lagerdichtmittel (46) aufweist, welches einen Spalt zwischen einem Innenring (40) des Wellenlagers (12) und einem Außenring (42) des Wellenlagers (12) abdichtet. - Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass das frontseitige Lagerdichtmittel (46) aus einem Elastomer besteht. - Dichtungssystem (10) nach einem der
Ansprüche 8 bis11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenlager (12) auf der dem Laufrad (20) abgewandten Rückseite ein rückseitiges Lagerdichtmittel (48) aufweist, welches den Spalt zwischen dem Innenring (40) des Wellenlagers (12) und dem Außenring (42) des Wellenlagers (12) abdichtet. - Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass das rückseitige Lagerdichtmittel (48) aus einem Metall besteht. - Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 12 oder13 , dadurch gekennzeichnet, dass das rückseitige Lagerdichtmittel (48) an dem dem Innenring (40) zugewandten radialen Ende einen axial in Richtung des Laufrads (20) weisenden Vorsprung (62) aufweist. - Dichtungssystem (10) nach
Anspruch 10 bis14 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerdichtmittel (46,48) im Außenring (42) des Wellenlagers (12) gelagert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017129027.3A DE102017129027B4 (de) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017129027.3A DE102017129027B4 (de) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017129027A1 true DE102017129027A1 (de) | 2019-06-06 |
DE102017129027B4 DE102017129027B4 (de) | 2019-08-14 |
Family
ID=66547714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017129027.3A Active DE102017129027B4 (de) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017129027B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210222775A1 (en) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Robert Bosch Gmbh | Component Assembly for a Motor Vehicle |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111677687A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-09-18 | 杭州木野机械科技有限公司 | 一种高效离心泵转子支撑端安装机构 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0993553A1 (de) | 1998-04-30 | 2000-04-19 | GHH-RAND Schraubenkompressoren GmbH & Co. KG. | Dichtungsanordnung an einem wellenzapfen eines trockenlaufenden rotationsschraubenverdichters |
DE102006054743A1 (de) * | 2006-11-21 | 2008-07-03 | Schaeffler Kg | Kühlmittelpumpe |
DE102007058155A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Rußwurm Ventilatoren GmbH | Radialventilator |
DE102015106640A1 (de) | 2014-07-02 | 2016-01-07 | Pierburg Gmbh | Elektrischer Verdichter für eine Verbrennungskraftmaschine |
-
2017
- 2017-12-06 DE DE102017129027.3A patent/DE102017129027B4/de active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0993553A1 (de) | 1998-04-30 | 2000-04-19 | GHH-RAND Schraubenkompressoren GmbH & Co. KG. | Dichtungsanordnung an einem wellenzapfen eines trockenlaufenden rotationsschraubenverdichters |
DE102006054743A1 (de) * | 2006-11-21 | 2008-07-03 | Schaeffler Kg | Kühlmittelpumpe |
DE102007058155A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Rußwurm Ventilatoren GmbH | Radialventilator |
DE102015106640A1 (de) | 2014-07-02 | 2016-01-07 | Pierburg Gmbh | Elektrischer Verdichter für eine Verbrennungskraftmaschine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210222775A1 (en) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Robert Bosch Gmbh | Component Assembly for a Motor Vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017129027B4 (de) | 2019-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0993553B1 (de) | Dichtungsanordnung an einem wellenzapfen eines trockenlaufenden rotationsschraubenverdichters | |
DE102006026812B4 (de) | Dichtung für einen Kompressor | |
DE102017129027B4 (de) | Dichtungssystem für die Abdichtung eines geschmierten Wellenlagers eines Verdichters | |
DE212012000004U1 (de) | Doppelreihen-Winkelkontaktkugellager | |
DE102016209399A1 (de) | Lageranordnung | |
DE102011119907A1 (de) | Wälzlager für eine Vakuumpumpe | |
DE102019126968B3 (de) | Dampfleckagen-Kompaktlager | |
DE102017219652A1 (de) | Kühlsystem | |
DE102018105832A1 (de) | Kassettendichtung mit Doppellabyrinth und Fliehkraftdichtung | |
DE102017209803A1 (de) | Kreiselpumpe zur Förderung heißer Medien | |
DE102009015863B4 (de) | Gasdichtungseinrichtung für eine Turbomaschine mit Radiallagerfunktion | |
DE102006054743A1 (de) | Kühlmittelpumpe | |
DE102012207661A1 (de) | Wassergeschmiertes Gebläse für Brennstoffzellen | |
DE202015007606U1 (de) | Trockenvakuumpumpe | |
DE102017219651A1 (de) | Kühlsystem | |
EP3857085B1 (de) | Wälzlager mit dichtungsanordnung und wasserpumpe mit demselben | |
DE102017110323A1 (de) | Dichtungsanordnung | |
DE102020105771A1 (de) | Wasserpumpenlagereinheit mit sperrfluid-schmierstoff sowie damit ausgerüstete wasserpumpe | |
DE102009005775B4 (de) | Lagerabdichtungsanordnung | |
DE102018123909B4 (de) | Kompakt-Gleitlager mit Dichtungsanordnung und Wasserpumpe mit demselben | |
DE102018105088B4 (de) | Wasserpumpe mit Dichtungsanordnung für Wälzlager | |
DE19849237A1 (de) | Dichtsystem für eine aus Motor und Getriebe bestehende Antriebseinheit | |
DE202014001654U1 (de) | Vakuumeinrichtung | |
DE102021212080B3 (de) | Dichtring mit druckaktivierbarer Zusatzdichtkante sowie Dichtungsanordnung | |
WO2002042666A1 (de) | Radialwellendrichtring und dessen verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: TERPATENT PARTGMBB, DE Representative=s name: TERPATENT PATENTANWAELTE TER SMITTEN EBERLEIN-, DE |
|
R020 | Patent grant now final |