DE2157374A1

DE2157374A1 - Wellenabdichtung, insbesondere fuer elektrische maschine

Info

Publication number: DE2157374A1
Application number: DE2157374A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Koch
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1971-11-19
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1973-05-24
Also published as: SE374954B; AT314650B; FR2161649A5; CH545932A

Description

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Mp.-Nr. 622/71 . Mannheim, den 12. Nov. 1971

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Wellenabdichtung, insbesondere für elektrische Maschine . ^:

Die Erfindung betrifft eine Wellenabdichtung mit auf der Welle [ angeordneter rotierender Schleuderscheibe, insbesondere für die j Wälzlager elektrischer Maschinen. Solche Wellenabdichtungen j sollen verhindern, daß Schmieröl der Lager aus dem Lager nach j außen oder in das Maschineninnere austritt. I

i Bei bekannten Lagerungen für Wellen, insbesondere bei Lagerungen der Wellen von Elektromotoren für Eisenbahntriebfahrseuge, ist j die Lage der Welle gegenüber■dem Lagergehäuse in axialer Rich- j tung nicht genau fixiert. Der Grund hierfür sind Fertigungs- ; toleranzen, die sich bei einem Loslager zu einer beträchtlichen . axialen Toleranz addieren, wenn sich also das Festlager auf ! der anderen Seite befindet. Außerdem kommt zusätzlich zur | Axialfertigungstoleranz noch das Axiallagerspiel hinzu. In rä- ! dialer Richtung ist die Welle zum Lagergehäuse genauer geführt. ■ Eine gewisse Ungenauigkeit ergibt sich hier hauptsächlich durch i das Radialspiel des Lagers. Berührungslose Abdichtungen mit Ab- ; dichtungsspalten, welche die eben erwähnten Bauungenauigkeiten \ und Spiele berücksichtigen müssen, sind nicht öldicht.

Für eine solche Abdichtung bietet sich an und für sich die be- j

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kannte Labyrinthdichtung an. Bei der Verwendung von Labyrinth- j dichtungen müssen jedoch zum Ausgleich der axialen Beweglichkeit!

j der axiale Abstand des feststehenden vom rotierenden Ring

größer sein als die axiale Beweglichkeit der Welle gegenüber

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dieser Stelle des Lagergehäuses. Es ist dann erforderlich wegen j der schlechteren Abdichtungswirkung bei breiteren Spalten eine größere Anzahl von Ringen vorzusehen, was die Baulänge des Lagers erheblich vergrößern würde, oder aber man ist gezwungen das Labyrinth teilweise in axialer und teilweise in radialer Richtung anzuordnen, was einen komplizierten Aufbau des Lagers ergibt (siehe DT-PS 479 388). Verwendet man Berührungsdichtungen, welche die Berührung innerhalb der oben erwähnten Axial- und Radial-Wege garantieren, so sind diese Dichtungen für hohe Drehzahlen bzw. Umfangsgeschwindigkeiten nicht geeignet, da sie hohen Verschleiß aufweisen oder infolge starker Erwärmung beschädigt werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine nahezu berührungslose Dichtung bzw. eine solche mit sehr kleiner Berührungskraft zu schaffen, welche selbsttätig vorwiegend axiale Bauungenauigkeiten, aber auch solche in radialer Richtung auszugleichen vermag. Dabei sollen die Spalten an den Berührungs- bzw. Abdichtflächen fertigungsmäßig auf ein kleinstes Maß gebracht werden können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß bei der eingangs erwähnten Wellenabdichtung darin, daß zwischen der Schleuderscheibe und einer Führungsscheibe, deren Abstand durch einen zwischen beiden eingeklemmten Distanzring fixiert ist, ein konzentrisch zum Distanzring im Lagergehäuse in tangentia— ler Richtung geführter, aber in axialer Richtung verschiebbarer Dichtring vorgesehen ist, dessen axiale Abmessungen nur unwesentlich kleiner sind als die axialen Abmessungen des Distaiiz-I ringes und daß zwischen dem. axial beweglichen Dichtring und-·'-"-■ · dem Lagergehäuse eine Abdichtung vorgesehen ist, deren Rückstellkraft e in axialer Richtung gering sind. Durch die Abdichtung^/.;, wird verhindert, daß Öl, das in axialer Richtung an der Innen-':'" fläche des Lagergehäuses entlang wandern sollte, zwischen dem i.i[; axial beweglichen Dichtring und dem Lagergehäuse hindurchtritt, h Als Abdichtung kann in zweckmäßiger Weise ein Faltenbalg dienen.j\'.

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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die axialen Abmessungen des äußeren Teiles des Dichtringes kleiner sind als die des inneren Teiles, so daß gegenüber der umlaufenden Schleuderscheibe ein breiterer Spalt entsteht, dessen Breite unter Berücksichtigung der Viskosität des Schmieröles dimensioniert ist*

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dichtring aus einem selbstschmierenden Material, insbesondere Graphitbronze besteht.

In zv/eckmäßiger Weise ist weiter erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Dichtring am Umfang mit axialen Nuten "srersehen ist, in die im lagergehäuse befestigte Gleitsteine eingreifen.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel;

In der Zeichnung bedeutet 1 die umlaufende Welle, die eine Eindrehung 11 aufweist, in die ein Axialschulterring 12 eingesetzt ist, gegen den sich das Wälzlager 3 in axialer Richtung abstützt! Dieses ist weiterhin im Lagergehäuse 2 durch Sprengringe 21 in axialer Richtung fixiert. Zwischen dem Axialschulterring 12 und einem Klemmring 16, der mittels Gewinde auf der Welle 1 befestigt ist, sind weiterhin eine Schleuderscheibe 13 und eine \ Führungsscheibe 15 vorgesehen, zwischen denen ein Distanzring eingeklemmt ist. Weiter sind zur Verhinderung eines Ölaustrittes Öldichtungen 17 bzw. 18 zwischen der Schleuderscheibe 13 bzw. der Führungsscheibe 15 und dem Distanzring 14 angeordnet. Zu diesem Zwecke ist jeweils die Schleuderscheibe 13 bzw. die Führungsscheibe 15 an dem dem Distanzring 14 zugeordneten äußeren Rand schräg abgedreht, so daß sich ein im Querschnitt

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dreieckiger ringförmiger Hohlraum ergibt, der die aus gummi- j elastischem Material bestehenden Dichtungen 17 bzw. 18 aufnimmt.;

Im Raum zwischen der Schleuderscheibe 13 und der Führungsschei-

be 15 ist der nichtrotierende Dichtring 23 angeordnet, dessen ' axiale Abmessungen gegenüber den Abmessungen des Distanzringes 14 nur um ein geringes Maß, z.B. etwa 3 η geringer sind. Der Dicht-; ring 23 stützt sich in der Bohrung des Lagergehäuses 2 ab. Seine' Außenfläche ist ballig gestaltet und liegt an der Innenfläche " des lagergehäuses 2 an, so daß der Dichtring 23 eine gewisse kardanische Be\feglichkeit gegenüber dem Lagergehäuse aufweist. Der Dichtring 23 ist mit axialen Nuten 24 versehen, in die Gleitsteine 22, die in Ausnehmungen in der Innenfläche des Lagergehäuses 2 eingesetzt sind, eingreifen, womit eine axiale Beweglichkeit des Dichtringes 23 sichergestellt ist, während eine Verdrehung in Umfangsrichtung nicht möglich ist.

Bei einer Bewegung der Welle 1 gegenüber dem Lagergehäuse 2 in axialer Richtung kann sich der Dichtring 23 an und für sich axial verschieben, ohne an der Schleuderscheibe 13 oder der I Pührungsscheibe 15 zu streifen. Da bei der geringen Spaltbreite ■ des Dichtringes 23 gegenüber einer der Scheiben 13 bzw. 15 sich j ein Streifen wohl kaum vermeiden lassen dürfte, ist der Dichtring 23 aus einem Material mit Selbst schmiereigenschaft, z.B. aus Graphitbronze hergestellt.

Die Abdichtung auf der Ritzelseite erfolgt durch einen Faltenbalg 25, der zwischen dem in Umfangsrichtung feststehenden Dicht-

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ring 23 und dem Lagergehäuse 2 angeordnet ist. Die Rückstell- | kraft dieses Faltenbalges in axialer Richtung ist so gering, daß die Berührungskräfte zwischen dem Dichtring 23 und der Schleuderscheibe 13 oder der Führungsscheibe 15 so klein sind, daß in der Praxis kein unzulässiger Verschleiß auftritt.

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Die axialen Abmessungen des Dichtringes 23 sind am äußeren Teil kleiner als am inneren Teil» so daß gegenüber der Schleuderscheibe 13 am äußeren Umfang der Schleuderscheibe ein größerer Spalt s vorhanden ist als der eigentliche Dichtspalt-d. Die Größe des Spaltes s ist dabei in Abhängigkeit von der Viskosität j des Öles so zu bemessen, daß im Spalt.befindliche Ölteilchen durch die Schleuderwirkung der Schleuderscheibe 13 nach außen, d.h. in den Lagerraum 2urückbefördert werden. Der obere Spalt ist dabei nur so breit, daß keine Öltropfen am nichtrotierenden Dichtring 23 allein haften können^ sondern stets sowohl die Schleuderscheibe 13 als auch den Dichtring 23 berühren, womit öltropfen mit Sicherheit nach außen geschleudert werden. Da auch diese Breite des Spaltes s unabhängig von Bauungenauigkeiten und Axialbewegungen ist, ergibt sich eine sehr gute Dichtwirkung der Abdichtung.

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Claims

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Patentansprüche

Wellenabdichtung mit auf der Welle angeordneter rotierender Schleuderscheibe, insbesondere für die Wälzlager elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schleuderscheibe (13) und einer Führungsscheibe (15), deren Abstand durch einen zwischen beiden eingeklemmten Distanzring (14) fixiert ist, ein konzentrisch zum Distanzring (14 im Lagergehäuse in tangentialer Richtung geführter, aber in j axialer Richtung verschiebbarer Dichtring (23) vorgesehen . ist, dessen axiale Abmessungen nur unwesentlich kleiner sind als die axialen Abmessungen des Distanzringes (14) und daß j zwischen dem axial beweglichen Dichtring (23) und dem Lager-j gehäuse (2) eine Abdichtung vorgesehen ist, deren Rückstell-j kräfte in axialer Richtung gering sind.
2. Yfellenabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdichtung ein Faltenbalg (25) dient.
3. Wellenabdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch \ gekennzeichnet, daß die axialen Abmessungen des äußeren j

Teiles des Dichtringes (23) kleiner sind als die des inneren Teiles, so daß gegenüber der umlaufenden Schleuderscheibe (13) ein breiterer Spalt entsteht, dessen Breite unter Berücksichtigung der Viskosität des Schmieröles dimensioniert I ist.
4. Wellenabdichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (23) "aus einem selbstschmierenden Material, insbesondere Graphitbronze besteht.
5. Wellenabdichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (23) am Umfang mit axialen Nuten (24) versehen ist, in die im Lagergehäuse (2) befestigte Gleitsteine (22) eingreifen.

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