DE112016001155T5 - Dichtungsanordnung für eine hydrodynamische Maschine - Google Patents

Dichtungsanordnung für eine hydrodynamische Maschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine hydrodynamische Maschine. Die hydrodynamische Maschine umfasst ein Gehäuse (8), eine Radialwelle (9), die sich durch eine Öffnung (8a) des Gehäuses (8) erstreckt, eine Drehkomponente (2), die im Gehäuse (8) angeordnet und mit der Radialwelle (9) verbunden ist, eine Dichtungsanordnung (15, 16) und einen Schmierdurchlass. Die Dichtungsanordnung umfasst einen stationären Teil (15), der mit dem Gehäuse (8) verbunden ist und einen ersten Dichtring (15a) umfasst, der mit einer ersten ringförmigen Dichtfläche (15b) versehen ist, und einen drehbaren Teil (16), der mit der Drehkomponente (2) verbunden ist und einen zweiten Dichtring (16a) umfasst, der mit einer zweiten ringförmigen Dichtfläche (16b) versehen ist, die konfiguriert ist, dichtend an die erste ringförmige Dichtfläche (15b) zu stoßen, und einen Schmierdurchlass, der konfiguriert ist, den Dichtflächen (15b, 16b) ein Schmiermittel zuzuführen. Der Schmierdurchlass umfasst einen Schmierkanal (15c), der in einem Raum zwischen einem radial äußeren Teil der ringförmigen Dichtflächen (15b1, 16b1) und einem radialen inneren Teil der ringförmigen Dichtflächen (15b2, 16b2) gebildet ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 eine Dichtungsanordnung für eine hydrodynamische Maschine.
  • Eine hydrodynamische Maschine wie ein hydrodynamischer Retarder umfasst einen Stator und einen Rotor, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Der Stator und der Rotor können eine im Wesentlichen entsprechende Konstruktion mit einer Vielzahl von Schaufeln aufweisen, die in einem jeweiligen ringförmigen Mantel angeordnet sind. Der Stator und der Rotor sind so angeordnet, dass die ringförmigen Mäntel zusammen einen toroidalen Raum bilden. Während einer Aktivierung des Retarders wird dem toroidalen Raum ein Arbeitsmedium zugeführt. Eine Radialwelle, die sich durch eine Öffnung des Gehäuses erstreckt, überträgt eine Rotationsbewegung von einer Antriebsleitung des Fahrzeugs an den Rotor. Eine mechanische Gleitringdichtung ist üblicherweise im Raum zwischen der Öffnung des Gehäuses und der Radialwelle angeordnet, um eine Leckage des Arbeitsmediums aus dem Gehäuse zu verhindern. Eine mechanische Gleitringdichtung umfasst einen Dichtring, der mit dem Gehäuse verbunden ist, und einen Dichtring, der sich mit der Welle dreht. Die Dichtringe umfassen Dichtflächen mit einem hohen Ebenheitsgrad, die aneinanderstoßen. Während des Betriebs gleiten die Dichtflächen der Dichtringe gleiten in Bezug zueinander. Das Arbeitsmedium kann Öl, Wasser oder ein Wassergemisch sein. Es wurde festgestellt, dass die Dichtflächen relativ schnell verschleißen, wenn Wasser oder ein Wassergemisch als Arbeitsmedium verwendet wird.
  • WO 2011/082759 zeigt einen hydrodynamischen Retarder, der einen Stator und einen Rotor umfasst, die im Inneren einer Hülle angeordnet sind. Eine Antriebswelle treibt den Rotor an. Die Antriebswelle ist in Bezug auf die Hülle mithilfe einer Gleitringdichtung abgedichtet, um ein Austreten von Arbeitsmedium zwischen der Antriebswelle und der Hülle zu verhindern. Die Gleitringdichtung weist eine Dichtungsflüssigkeitszufuhr auf, um die Gleitringdichtung zu kühlen und/oder zu schmieren. Die Gleitringdichtung weist einen ersten Gleitring und einen zweiten Gleitring auf, die angeordnet sind, einander konzentrisch in der radialen Richtung zu umschließen, und jeweils eine Dichtfläche aufweisen und die zusammen mit einem Gegenelement eine Dichtungslücke abdichten, die in der radialen Richtung in Bezug auf die Antriebswelle verläuft. Ein Dichtungsflüssigkeitskanal öffnet in die Gleitringdichtung in der radialen Richtung zwischen den zwei Dichtflächen, um die zwei Dichtflächen mit Dichtungsflüssigkeit zu kühlen und/oder zu schmieren.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung für eine hydrodynamische Maschine bereitzustellen, wobei die Dichtflächen eine Kühlung und Schmierung erzielen, was einen Verschleiß der Dichtflächen im Wesentlichen unabhängig vom in der hydrodynamischen Maschine verwendeten Arbeitsmedium verhindert.
  • Die oben erwähnten Aufgaben werden durch die Dichtungsanordnung nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst. Die Dichtungsanordnung dichtet einen Raum zwischen einer Oberfläche, die eine Öffnung eines Gehäuses definiert, und einer Radialwelle mit einer Erweiterung durch die Öffnung ab. Die Dichtungsanordnung umfasst einen ersten Dichtring, der mit dem Gehäuse verbunden ist und eine ringförmige Dichtfläche aufweist, und einen zweiten Dichtring, der mit der Drehkomponente verbunden ist und eine ringförmige Dichtfläche aufweist, die konfiguriert ist, an die Dichtfläche des ersten Dichtrings zu stoßen. Auch wenn die Dichtflächen einen sehr hohen Ebenheits- und Glattheitsgrad aufweisen, werden sie erwärmt, wenn die Dichtringe in Kontakt miteinander gleiten. Um die Dichtflächen zu kühlen und den Verschleiß zwischen den Dichtflächen zu reduzieren, wird Schmiermittel an einen Schmierkanal zugeführt, der in einem Raum zwischen einem radial äußeren Teil der ringförmigen Dichtflächen und einem radial inneren Teil der ringförmigen Dichtflächen gebildet ist. Die Zufuhr von Schmiermittel zum Schmierkanal kühlt den radial äußeren Teil der Dichtflächen sowie den radial inneren Teil der Dichtflächen auf eine sehr effektive Weise, die im Wesentlichen unabhängig vom in der hydrodynamischen Maschine verwendeten Arbeitsmedium ist.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Schmierkanal wie ein kreisförmiger Bogen geformt. In diesem Fall befindet sich der Schmierkanal in einem konstanten radialen Abstand von einer Drehachse der Radialwelle. Als Folge davon sind die radiale Erweiterung des radial äußeren Teils der Dichtflächen sowie des radial inneren Teils der Dichtflächen konstant. Es ist jedoch möglich, dem Schmierkanal eine wesentlich beliebige Form entlang der Dichtflächen zu geben, wo das Schmiermittel den radial äußeren Teil der Dichtflächen sowie den radial inneren Teil der Dichtflächen auf vorteilhafte Weise kühlt und schmiert. Nach einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Schmierkanal fast vollständig um die ringförmigen Dichtflächen herum. In diesem Fall ist es möglich, alle Bereiche um die ringförmigen Dichtflächen auf vorteilhafte Weise zu kühlen und zu schmieren. Der Schmierkanal kann sich zumindest um 350° um die ringförmigen Dichtflächen erstrecken. Alternativ ist es möglich, zwei oder mehr separate Schmierkanäle zu verwenden, die sich entlang verschiedener Teile der ringförmigen Dichtflächen erstrecken.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schmierkanal einen Endabschnitt, der mit einem Einlassloch versehen ist, wo das Schmiermittel in den Schmierkanal eintritt, und einen gegenüberliegenden Endabschnitt mit einem Auslassloch, wo das Schmiermittel den Schmierkanal verlässt. Eine solche Positionierung des Einlasslochs und des Auslasslochs stellt sicher, dass Schmiermittel entlang des gesamten Schmierkanals fließt. Es ist jedoch möglich, den Schmierkanal mit mehreren Einlass- und Auslasslöchern zu versehen. Das Einlassloch und/oder das Auslassloch kann bzw. können sich durch den ersten Dichtring erstrecken. Es ist praktisch und relativ einfach, das Einlassloch und das Auslassloch des Schmierkanals in Form von Durchgangsbohrungen anzuordnen, die sich durch den ersten nicht drehbaren Dichtring erstrecken.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Endabschnitte des Schmierkanals miteinander über einen Schmierdurchlass verbunden, der eine kleinere Querschnittsfläche als der Schmierkanal aufweist. In diesem Fall bilden der Schmierkanal und der Schmierdurchlass eine fortlaufende ringförmige Schmiernut. Eine solche Schmiernut teilt einen radialen äußeren Dichtabschnitt von einem radial inneren Dichtabschnitt vollständig. Der Schmierdurchlass ist mit Durchflussflächen einer solchen Größe konstruiert, dass er den Schmiermitteldurchfluss durch den Schmierkanal nicht wesentlich beeinflusst.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung dreht sich der zweite Dichtring in einer bestimmten Drehrichtung um eine Drehachse der Radialwelle, wobei der Schmierkanal so konstruiert ist, dass das Schmiermittel in der gleichen Drehrichtung um die Drehachse im Schmierkanal fließt. Dadurch hilft die Drehbewegung des zweiten Dichtrings, den Schmiermittelfluss im Schmierkanal vom Einlassloch zum Auslassloch zu treiben.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Schmierkanal durch eine Nut in mindestens einer der Dichtflächen definiert. Die ringförmigen Dichtflächen des ersten Dichtrings und des zweiten Dichtrings sind eben. Um einen Schmierkanal zwischen dem radial äußeren Teil und dem radial inneren Teil der Dichtflächen bereitzustellen, ist es notwendig, eine Nut in mindestens einer der Dichtflächen vorzusehen. Vorzugsweise ist der Schmierkanal durch eine Nut in den Dichtflächen des ersten Dichtrings und einem flachen Abschnitt der Dichtfläche des zweiten Dichtrings definiert. Beide Dichtringe sind aus harten Materialien gefertigt.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Dichtungsanordnung ein Leistungselement, das konfiguriert ist, die Dichtflächen der Dichtringe aneinander zu drücken. Es ist notwendig, die Dichtflächen mit einer bestimmten Kraft aneinander zu drücken, um eine dichte Abdichtung zwischen den Dichtflächen zu bieten. Das Leistungselement kann ein Federelement sein. Mithilfe eines geeignet bemessenen Federelements ist es möglich, eine Kraft mit einer geeigneten Größe bereitzustellen, die die Dichtflächen zusammendrückt. Ferner kann bei einer geeigneten Konstruktion der Dichtungsanordnung der Druck im Inneren des Gehäuses helfen, die Dichtungsflächen der Dichtringe aneinander zu drücken.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der stationäre Teil der Dichtungsanordnung das Federelement und eine ringförmige Montageeinheit, durch die der stationäre Teil lösbar im Gehäuse montiert ist. Ein solcher stationärer Teil der Dichtungsanordnung enthält wenige Komponenten. Die ringförmige Montageeinheit kann einen Einlasskanal, der Schmiermittel von einer Schmiermittel-Einlassleitung im Gehäuse aufnimmt, und einen Auslasskanal umfassen, der Schmiermittel an eine Schmiermittel-Auslassleitung im Gehäuse liefert. Deshalb umfassen die Montageeinheit und der erste Dichtring des stationären Teils der Dichtungsanordnung Teile des Schmierdurchlasses, der dem Schmierkanal Schmiermittel zuführt und von diesem abführt, wobei das Schmiermittel die Dichtflächen schmiert und kühlt.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der drehbare Teil der Dichtungsanordnung ein ringförmiges Trägerelement, das fest auf der Drehkomponente angeordnet ist und den zweiten Dichtring stützt. Mithilfe eines solchen Trägerelements ist es möglich, den zweiten Dichtring in einer entsprechenden radialen Position in Bezug auf die Radialwelle als den ersten Dichtring zu tragen. Der zweite Dichtring kann auf dem ringförmigen Trägerelement von einer Gummidichtung getragen werden. Die Gummidichtung bietet eine enge Verbindung zwischen dem zweiten Dichtring und dem ringförmigen Trägerelement. Ferner stellt sie eine etwas elastische Auflage für den zweiten Dichtring in Bezug auf den ersten Dichtring bereit, was ein enges Anliegen zwischen den ringförmigen Dichtflächen der Dichtringe ermöglicht.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Schmiermittel Kühlmittel. In bestimmten hydrodynamischen Vorrichtungen wie hydrodynamischen Retardern wird Kühlmittel anstatt Öl als Arbeitsmedium verwendet. In diesem Fall besteht ein höheres Risiko, dass die Dichtflächen verschleißen. Angesichts dieser Tatsache ist es besonders angemessen, die Dichtungsanordnung nach der Erfindung in hydrodynamischen Maschinen unter Verwendung anderer Medien als Öl zu verwenden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden wird als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines hydrodynamischen Retarders mit einer Dichtungsanordnung nach der Erfindung zeigt,
  • 2 den ersten Dichtring in 1 genauer zeigt,
  • 3 eine Querschnittsansicht einer Einlassöffnung in die Dichtungsanordnung zeigt,
  • 4 eine Querschnittsansicht eines elastischen Abschnitts der Dichtungsanordnung zeigt und
  • 5 eine Querschnittsansicht einer Auslassöffnung der Dichtungsanordnung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • 1 zeigt eine hydrodynamische Bremse in Form eines Retarders eines Fahrzeugs, das durch einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor angetrieben wird. Der Retarder umfasst einen Stator 1 und einen Rotor 2. Der Stator 1 weist einen ringförmigen Mantel 3 mit einer Vielzahl von Schaufeln 4 auf. Die Schaufeln 4 sind üblicherweise in gleichen Abständen entlang des ringförmigen Mantels 3 angeordnet. Der Rotor 2 ist entsprechend konstruiert und umfasst einen ringförmigen Mantel 5, der eine Vielzahl von Schaufeln 6 aufnimmt. Die Schaufeln 6 sind üblicherweise in gleichen Abständen angeordnet. Die Mäntel 3, 5 des Stators 1 und des Rotors 2 sind so angeordnet, dass sie zusammen einen toroidalen Raum 7 bilden. Der Stator 1 ist fest auf einer stationären Oberfläche des Fahrzeugs angeordnet. Ein Gehäuse 8 umschließt den Stator 1 und den Rotor 2. Der Rotor 2 nimmt einen Wellenabschnitt 2a auf, der fest mit einer Radialwelle 9 verbunden ist, die sich durch eine Öffnung 8a im Gehäuse 8 erstreckt. Die Radialwelle 9 ist um eine Drehachse A drehbar angeordnet. Ein äußerer Abschnitt der Radialwelle 9 wird durch einen Antriebsstrang des Fahrzeugs ergriffen. Deshalb dreht sich der Rotor 2 mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs.
  • Um eine Bremsaktion auf die hydrodynamische Bremse auszuüben, wird dem toroidalen Raum 7 ein Arbeitsmedium zugeführt. In diesem Fall ist das Arbeitsmedium ein Kühlmittel, das von einem Kühlsystem zugeführt wird, das den Motor des Fahrzeugs kühlt. Das Kühlmittel wird dem toroidalen Raum 7 über einen Kühldurchlass 10 und eine Vielzahl von Mündungen 11 im Stator 1 zugeführt. Während des Bremsprozesses wird die kinetische Energie des Kühlmittels in Wärmeenergie im toroidalen Raum 7 umgewandelt. Das Kühlmittel verlässt den toroidalen Raum 7 bei hohem Druck über eine Vielzahl an Mündungen 19. Der hohe Druck wird durch den starken Fluss des Mediums im toroidalen Raum 7 erzeugt. Die Vielzahl der Mündungen 19 leitet das Kühlmittel zu einem Kühldurchlass 20 und dann zum Kühlsystem. Das Kühlmittel ist auch über eine kreisförmige Mündung 12 zwischen den radial äußeren Teilen des Stators 1 und des Rotors 2 mit einer kreisförmigen Nut 13 verbunden. Die kreisförmige Nutmündung 13 ist mit einem Raum 14 verbunden, der sich zwischen dem Gehäuse 8 und einer Außenfläche des Rotors 2 befindet. Infolgedessen tritt Kühlmittel mit einem entsprechend hohen Druck in den Raum 14 ein. Eine Dichtungsanordnung ist konfiguriert, über die Öffnung 8a des Gehäuses 8 eine Leckage von Kühlmittel aus dem Raum 14 in die Umgebung zu verhindern.
  • Die Dichtungsanordnung umfasst einen stationären Teil 15, der mit dem Gehäuse 8 verbunden ist, und einen drehbaren Teil 16, der fest mit der Radialwelle 9 verbunden ist. Der stationäre Teil 15 umfasst einen ersten Dichtring 15a, der genauer in 25 gezeigt wird. Der drehbare Teil 16 umfasst einen zweiten Dichtring 16a, der genauer in 35 gezeigt wird. 2 zeigt den ersten Dichtring 15a in einem abgetrennten Zustand. Der erste Dichtring 15a kann aus Kohle oder einem anderen harten Material bestehen. Der erste Dichtring 15a umfasst auf einer Seite eine ebene ringförmige Dichtfläche 15b, die mit einer kreisförmigen bogenförmigen Nut 15c versehen ist. Die bogenförmige Nut 15c erstreckt sich fast eine Runde um die ringförmige Dichtfläche 15b. Ein Einlassloch 15d befindet sich an einem Ende der bogenförmigen Nut 15c und ein Auslassloch 15e befindet sich an einem entgegengesetzten Ende der bogenförmigen Nut 15c. Das Einlassloch 15d und das Auslassloch 15e sind Durchgangsbohrungen, die sich durch den ersten Dichtring 15a erstrecken. Das Einlassloch 15d und das Auslassloch 15e befinden sich in einem relativ geringen Abstand voneinander. Das Kühlmittel tritt über das Einlassloch 15d in die bogenförmige Nut 15c ein und verlässt die bogenförmige Nut 15c über das Auslassloch 15e. Ein Schmierdurchlass 18 ist zwischen den Endabschnitten des Schmierkanals 15c angeordnet. Der Schmierdurchlass 18 weist eine kleinere Durchflussfläche als der Schmierkanal 15c auf. Deshalb ist der Schmiermittelfluss durch den Schmierdurchlass geringer als der Schmiermittelfluss durch den Schmierkanal 15c. Der Schmierdurchlass 18 und der Schmierkanal 15c trennen eine radial äußere Dichtfläche 15b 1 und eine radial innere Dichtfläche 15b 2 des ersten Dichtrings 15 voneinander. Eine Anzahl an Federelementen 17, die mit gepunkteten Linien in 2 angedeutet sind, sind in gleichen oder fast gleichen Abständen auf einer der Seite, die die Dichtfläche 15b und die bogenförmige Nut 15c enthält, gegenüberliegenden Seite angeordnet.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht durch das Einlassloch 15d des ersten Dichtrings 15a in einem montierten Zustand. Der stationäre Teil 15 der Dichtungsanordnung umfasst eine ringförmige stationäre Einheit 15f. Die ringförmige stationäre Einheit 15f ist lösbar in einer ringförmigen Vertiefung des Gehäuses 8 mittels geeigneter Montageelemente 15g montiert. Die ringförmige stationäre Einheit 15f enthält die Federelemente 17 und den ersten Dichtring 15a. Das Gehäuse 8 umfasst eine Kühlmittel-Einlassleitung 8a, die Kühlmittel mit einem Druck p1 zu einem Einlasskanal 15h der stationären Einheit 15f leitet. Der Einlasskanal 15h leitet das Kühlmittel über das Einlassloch 15d an den Einlassabschnitt der bogenförmigen Nut 15c. Die Dichtfläche 15b des ersten Dichtrings 15a umfasst einen radial äußeren Teil 15b 1, der radial außerhalb der bogenförmigen Nut 15c angeordnet ist, wo er in Kontakt mit einem radial äußeren Teil 16b 1 der zweiten Dichtfläche 16b ist. Die Dichtfläche 15b umfasst einen radial inneren Teil 15b 2, der radial innerhalb der Nut 15c angeordnet ist, wo er in Kontakt mit einem radial inneren Teil 16b 2 der zweiten Dichtfläche 16b ist. Der erste Dichtring 15a und der zweite Dichtring 16a können aus Kohle, Siliziumkarbid, Keramik oder Wolframkarbid oder gleichermaßen harten Materialien gefertigt sein. Der zweite Dichtring 16a umfasst ein ringförmiges Trägerelement 16c, das fest auf dem Wellenabschnitt 2a des Rotors 2 angeordnet ist. Das Trägerelement 16c trägt den zweiten Dichtring 16a mittels einer Gummidichtung 16d oder einem ähnlichen Material, um eine dichte Verbindung sicherzustellen.
  • 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils des ersten Dichtrings 15a, der eines der Federelemente 17 enthält. Das Federelement 17 ist eine Druckfeder, die in einer Vertiefung der stationären Einheit angeordnet ist. Das Federelement 17 wirkt zwischen einer Bodenfläche in der Nut und einer Oberfläche des ersten Dichtrings 15a, die sich auf einer der Dichtfläche 15b und der bogenförmigen Nut 15c gegenüberliegenden Seite befindet. Folglich wirken die Federelemente 17 mit einer Federkraft auf den ersten Dichtring 15a und drücken die Dichtfläche 15b des ersten Dichtrings 15a gegen die Dichtfläche 16b des zweiten Dichtrings 16a.
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht durch das Auslassloch 15e des ersten Dichtrings 15a. Nachdem das Kühlmittel durch den Schmierkanal geflossen ist, der durch die bogenförmige Nut 15c im ersten Dichtring 15a und einer flachen Oberfläche des zweiten Dichtrings 16a gebildet wird, verlässt es den Schmierkanal und tritt in das Auslassloch 15e. Das Auslassloch 15e leitet das Kühlmittel zu einem Auslasskanal 15i in der stationären Einheit 15f, wonach das Kühlmittel über eine Auslassleitung 8b im Gehäuse 8 mit dem Druck p3, der aufgrund eines Flussdruckabfalls etwas geringer als der Druck p1 ist, zurück zum Kühlsystem geleitet wird.
  • An der Außenseite des Gehäuses 8 herrscht ein Umgebungsluftdruck p0 vor. Das Kühlmittel wird der bogenförmigen Nut 15c fortlaufend mit einem bestimmten positiven Druck p1 zugeführt, der dem Druck des Kühlmittels im Kühlsystem entspricht. Wenn der Retarder aktiviert wird, wird Kühlmittel in den toroidalen Raum 7 und in den Raum 14 zwischen dem Gehäuse 8 und dem Rotor 2 gelassen. Bei hohem Bremsdrehmoment ist der Druck p2 höher als der Druck p1 und p3. Bei niedrigem Bremsdrehmoment kann der Druck p2 geringer als der Druck p1 und p3 sein. Die radial äußere Dichtfläche 15b 1 des ersten Dichtrings 15a und die radial äußere Dichtfläche 16b 1 des zweiten Dichtrings 16a bieten eine dichte Abdichtung zwischen dem Kühlmittel mit dem Druck p2 im Gehäuse 8 und dem Kühlmittel mit dem Druck p1 in der Nut 15c nahe beim Einlassloch 15d und dem Druck p3 nahe beim Auslassloch 15e, wenn der Retarder aktiviert ist. Die radial innere Dichtfläche 15b 2 des ersten Dichtrings 15a und die radial innere Dichtfläche 16b 2 des zweiten Dichtrings 16a bieten eine dichte Abdichtung zwischen dem Kühlmittel mit dem Druck p1 in der Nut 15c nahe beim Einlassloch 15d und dem Druck p3 nahe beim Auslassloch 15e und dem Umgebungsluftdruck p0 an der Außenseite des Gehäuses 8. Als Folge davon bietet die Dichtungsanordnung eine Abdichtung, die in zwei Schritten zwischen dem hohen Kühlmitteldruck p2 im Raum 14 im Gehäuse 8 und dem Umgebungsluftdruck p0 wirkt. Eine solche Dichtungsanordnung verhindert eine Leckage von Kühlmittel in die Umgebungsluft auf sehr effektive Weise.
  • Wenn das Fahrzeug läuft, stellt der Antriebsstrang des Fahrzeugs eine Drehbewegung des Rotors 2 bereit. Als Folge davon gleitet die Dichtfläche 16b des zweiten Dichtrings 16a in Kontakt mit der Dichtfläche 15b des ersten Dichtrings 15a. Die Reibung zwischen den Dichtflächen 15b, 16b erzeugt unvermeidlicherweise Wärme. Um die Dichtflächen 15b, 16b zu kühlen und einen Verschleiß der Dichtflächen 15b, 16b zu reduzieren, wird der bogenförmigen Nut 15c des ersten Dichtrings 15a vom Kühlsystem über die Einlassleitung 8a im Gehäuse 8, den Einlasskanal 15d und das Einlassloch 15c fortlaufend Kühlmittel zugeführt. In der bogenförmigen Nut 15c kommt das Kühlmittel in Kontakt mit einem ebenen Teil 16b 3 der Dichtfläche 16b, die sich zwischen dem radial äußeren Teil 16b 1 und dem radial inneren Teil 16b 2 der zweiten Dichtfläche 16b befindet. Wenn das Kühlmittel entlang der bogenförmigen Nut 15c fließt, kühlt und schmiert es die radial nach außen angeordneten Teile 15b 1, 16b 1 der Dichtflächen 15b, 16b sowie die radial nach innen angeordneten Teile 15b 2, 16b 2 der Dichtflächen 15b, 16b auf sehr effektive Weise. Da die bogenförmige Nut 15c sich fast eine Runde um den ersten Dichtring 15a erstreckt, kühlt und schmiert das Kühlmittel die gesamten Dichtflächen 15b, 16b. Ferner dreht sich der zweite Dichtring 16a in einer Richtung, sodass er den Fluss von Kühlmittel entlang der kreisförmigen bogenförmigen Nut 15c vom Endabschnitt, der das Einlassloch 15d umfasst, zum Endabschnitt fördert, der das Auslassloch 15e umfasst.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der Ansprüche frei variiert werden.

Claims (15)

  1. Dichtungsanordnung für eine hydrodynamische Maschine, wobei die hydrodynamische Maschine ein Gehäuse (8), eine Radialwelle (9), die sich durch eine Öffnung (8a) des Gehäuses (8) erstreckt, eine Drehkomponente (2), die im Gehäuse (8) angeordnet und mit der Radialwelle (9) verbunden ist, und eine Dichtungsanordnung (15, 16) umfasst, die konfiguriert ist, einen Raum zwischen einer Oberfläche, die die Öffnung (8a) des Gehäuses definiert, und der Radialwelle (2) abzudichten, wobei die Dichtungsanordnung einen stationären Teil (15), der mit dem Gehäuse (8) verbunden ist und einen ersten Dichtring (15a) umfasst, der mit einer ersten ringförmigen Dichtfläche (15b) versehen ist, und einen drehbaren Teil (16), der mit der Drehkomponente (2) verbunden ist und einen zweiten Dichtring (16a) umfasst, der mit einer zweiten ringförmigen Dichtfläche (16b) versehen ist, die konfiguriert ist, dichtend an die erste ringförmige Dichtfläche (15b) zu stoßen, und einen Schmierdurchlass umfasst, der konfiguriert ist, den Dichtflächen (15b, 16b) ein Schmiermittel zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierdurchlass einen Schmierkanal (15c) umfasst, der in einem Raum zwischen einem radial äußeren Teil der ringförmigen Dichtflächen (15b 1, 16b 1) und einem radialen inneren Teil der ringförmigen Dichtflächen (15b 2, 16b 2) gebildet ist.
  2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkanal (15b) als ein kreisförmiger Bogen ausgebildet ist.
  3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schmierkanal (15c) fast vollständig um die ringförmigen Dichtflächen (15b, 16b) erstreckt.
  4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkanal (15c) einen Endabschnitt, der mit einem Einlassloch (15d) versehen ist, wo das Schmiermittel in den Schmierkanal (15c) eintritt, und einen gegenüberliegenden Endabschnitt mit einem Auslassloch (15e) umfasst, wo das Schmiermittel den Schmierkanal (15c) verlässt.
  5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Einlassloch (15d) und/oder das Auslassloch (15e) durch den ersten Dichtring (15a) erstrecken.
  6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte des Schmierkanals (15c) über einen Schmierdurchlass (18) miteinander verbunden sind, der eine kleinere Querschnittsfläche als der Schmierkanal (15c) aufweist.
  7. Dichtungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Dichtring (16a) in einer bestimmten Drehrichtung um eine Drehachse (A) der Radialwelle (9) dreht, wobei der Schmierkanal (15c) so konstruiert ist, dass das Schmiermittel im Schmierkanal (15c) in der gleichen Drehrichtung um die Drehachse (A) fließt.
  8. Dichtungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkanal durch eine Nut (15c) in mindestens einer der Dichtflächen (15b) definiert ist.
  9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkanal durch eine Nut (15c) in der ersten Dichtfläche (15b) und einem flachen Abschnitt der zweiten Dichtfläche (16b) definiert ist.
  10. Dichtungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung ein Leistungselement (17) umfasst, das konfiguriert ist, die Dichtflächen (15b, 16b) aneinander zu drücken, wobei der stationäre Teil (15) der Dichtungsanordnung das Leistungselement (17) und eine ringförmige Montageeinheit (15f) umfasst, mit der der stationäre Teil lösbar im Gehäuse (8) montiert werden kann.
  11. Dichtungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Montageeinheit (15f) einen Einlasskanal (15h), der Schmiermittel von einer Schmiermittel-Einlassleitung (8a) im Gehäuse (8) aufnimmt, und einen Auslasskanal (15i) umfasst, der Schmiermittel an eine Schmiermittel-Auslassleitung (8b) im Gehäuse (8) liefert.
  12. Dichtungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Teil (16) der Dichtungsanordnung ein ringförmiges Trägerelement (16c) umfasst, das fest auf der Drehkomponente (2) angeordnet ist und den zweiten Dichtring (16a) stützt.
  13. Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dichtring (16a) über ein Dichtungselement (16d) auf dem ringförmigen Trägerelement (16c) montiert ist.
  14. Hydrodynamische Maschine, die eine Dichtungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst, wobei das Schmiermittel Kühlmittel ist.
  15. Fahrzeug, das eine hydrodynamische Maschine nach Anspruch 14 umfasst.
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