DE2331412A1 - Seal for high speed roller bearings - maintains supply of lubricant by fan to seal lip to reduce wear - Google Patents
Seal for high speed roller bearings - maintains supply of lubricant by fan to seal lip to reduce wearInfo
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- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/324—Arrangements for lubrication or cooling of the sealing itself
Abstract
Description
PATENTANWÄLTIN DR. HELGA WEISSENFELD 6940 Weinheim/Bergjtr.PATENT Attorney DR. HELGA WEISSENFELD 6940 Weinheim / Bergjtr.
η· ι /-Μ. -ι Höhnerweg 2η · ι / -Μ. -ι Höhnerweg 2
Telex 04 65 531Telex 04 65 531
19. Juni 1973 Dr. W/Sch ON 65IJune 19, 1973 Dr. W / Sch ON 65I
Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, WeinheimApplicant: Carl Freudenberg, Weinheim
Abdichtanordnung für zwei relativ zueinander drehende MaschinenteileSealing arrangement for two machine parts rotating relative to one another
Die Erfindung betrifft eine Abdichtanordnunp für zwei relativ zueinander drehende Maschinenteile, die selbst bei Mangelschmierbedingungen einwandfrei funktioniert und somit Undichtigkeit vermeidet.The invention relates to a Abdichtanordnunp for two relative Machine parts rotating in relation to each other, which function perfectly even under inadequate lubrication conditions and thus Avoids leakage.
Es ist bekannt, drehende Wellen mit Hilfe von Wellendichtringen abzudichten. Diese vorwiegend aus elastomerem Kunststoff gefertigten Wellendichtringe unterliegen je nachIt is known to seal rotating shafts with the help of shaft seals. These are mainly made of elastomeric plastic manufactured shaft seals are subject to depending on
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Betriebsbedingungen einem hohen Verschleiß. Bei schnell laufenden Maschinen und besonders bei Mangelschmierbedingungen tritt beim trockenen Lauf der Dichtringe eine verstärkte Reibung zwischen Dichtlippe und rotierender Welle auf.Operating conditions a high level of wear. With high-speed machines and especially with insufficient lubrication conditions When the sealing rings run dry, there is increased friction between the sealing lip and the rotating shaft on.
Diese Reibung kann zu Verbrennungserscheinungen oder zum verstärkten Verschleiß der Dichtlippe des Wellendichtringes führen, wodurch Undichtigkeit entsteht.This friction can cause burns or increased wear on the sealing lip of the shaft seal lead, creating a leak.
Für das einwandfreie Funktionieren der Abdichtanordnung ist es unbedingt notwendig, daß der Wellendichtring stets von Schmiermittel umspült ist.For the proper functioning of the sealing arrangement it is absolutely necessary that the shaft sealing ring is always is bathed in lubricant.
Für die Aufrechterhaltung des Schmiermittelfilms genügen oft schon kleine ölmengen, die mit Hilfe von Spritzscheiben als ölnebel an die rotierende Welle herangebracht werden. Eine beispielhafte Ausführungsart einer Spritzscheibe ist in der US-Patentschrift Nr. 3 275 333 und US-Patentschrift Nr. 3 479 728 dargestellt, wobei die Spritzscheibe bei entsprechenden Flatzverhältnissen auch als getrenntes Teil vom Dichtring auf die Welle aufgezogen sein kann. Trotz des Einbaues solcher Spritzscheiben und damit verbesserter ölverteilung tritt nach wie vor bei vielen Maschinenkonstruktionen ein hoher Verschleiß an Wellendichtring-en ein. So ist beispielsweise bei der Lagerung einer Welle mit Hilfe eines Kegelrollenlager an Stelle eines Kugellagers beobachtet worden, daß trotz ölspritzscheibe ein Schmiermittelmangel auftritt. Dieser Schmiermittelmangel führt zu einer Erhitzung des Maschinenteiles bis zur Verbrennung der Wellendichtlippen. Die herkömmlichen Spritzscheiben sind somit nur begrenzt einsatzfähig und bei Kegelrollenlagern meist nicht ausreichend. Dies rührt daher, daß bei Kegelrollen-gelagerten Wellen das Schmiermittel, welches das Lager durchdringt, leicht abgeleitet wird und sich als ölring absetzt. Dieser ölring hebt in der Regel von derSmall amounts of oil are often sufficient to maintain the lubricant film, using spray disks can be brought up to the rotating shaft as an oil mist. An exemplary embodiment of a splash disk is in U.S. Patent No. 3,275,333 and U.S. Patent No. 3,479,728, with the splash disc at respective Flattening conditions can also be pulled onto the shaft as a separate part from the sealing ring. Despite the Installation of such splash disks and thus improved Oil distribution still occurs with many machine designs high wear on shaft seals. For example, a tapered roller bearing instead of a ball bearing has been used to support a shaft been that despite the oil splash disc, there was a lack of lubricant occurs. This lack of lubricant leads to the machine part heating up and even burning Shaft sealing lips. The conventional injection disks can therefore only be used to a limited extent and with tapered roller bearings mostly not sufficient. This is due to the fact that with tapered roller bearings Waves, the lubricant that penetrates the bearing is easily drained away and turns out to be oil ring settles. This oil ring usually lifts from the
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rotierenden Welle ab und dreht sich mit annähernd halber Wellendrehzahl zwischen Welle und Gehäusebohrung mit. Die Bildung des ölringes wird dadurch begünstigt, daß das Schmiermittel bei dem Kegelrollenlager in radialer Richtung abgelenkt wird. Bei Kegelrollenlagern laufen bekanntlich die Rollen in einem Winkel zu der zu lagernden Welle. Auch bei umlaufenden Gehäusen bildet sich leicht ein mit Gehäusedrehzahl mitumlaufender ölring, der nicht an der Welle anliegt. rotating shaft and rotates with almost half the shaft speed between the shaft and the housing bore. the Formation of the oil ring is promoted by the fact that the lubricant in the tapered roller bearing in the radial direction is distracted. In the case of tapered roller bearings, it is known that the rollers run at an angle to the shaft to be supported. Even In the case of rotating housings, an oil ring that rotates with the housing speed easily forms, which does not rest on the shaft.
In allen diesen Fällen sowie auch bei Maschinen, z.B. bei Getrieben, bei denen der ölstand niedriger als die Unterkante des Wellendichtringes liegt, ist mit erhöhtem Verschleiß der Dichtungsteile und der Gefahr der Undichtigkeit zu rechnen.In all these cases as well as with machines, e.g. with gearboxes, where the oil level is lower than the lower edge of the shaft sealing ring is with increased wear of the sealing parts and the risk of leakage to be expected.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine auch bei erhöhter Beanspruchung und bei Mangelschmierbedingungen einwandfrei funktionierende Abdichtanordnung zu schaffen, wobei insbesondere der gefürchtete ölring nicht auftritt bzw. rechtzeitig zerstört wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Kombination von einem an sich bekannten Wellendichtring mit einer diesem angepaßten in geeigneter Weise konstruierten Förderscheibe vorgeschlagen wird. Hierbei bewirkt die Förderscheibe den Transport des Öls in axialer Richtung und die gleichmäßige Benetzung der rotierenden bzw. abdichtenden Teile.The invention is now based on the object of providing a satisfactory solution even under increased stress and under inadequate lubrication conditions To create a functioning sealing arrangement, in particular the dreaded oil ring does not occur or in time gets destroyed. This object is achieved in that a combination of a shaft sealing ring known per se is proposed with a suitably constructed conveyor disk adapted to this. This causes the conveyor disc transports the oil in the axial direction and the uniform wetting of the rotating or sealing Parts.
Es wird eine Abdichtanordnung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen an sich bekannten Wellendichtung und eine diesem vorgeschaltete Förderscheibe, an deren Ausnehmungen lüfterradartig schräggestellte, schaufeiförmig abgewinkelte Zungen angeordnet sind. Die Förderscheibe wirktA sealing arrangement is proposed which is characterized is by a known shaft seal and a conveyor disk upstream of this, on their Recesses inclined like a fan wheel, blade-shaped angled tongues are arranged. The conveyor disc works
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nach Art einer Axial-Putnpe, wobei sich die Förderwirkung in Richtung auf die Dichtlippe erstreckt.in the manner of an Axial-Putnpe, whereby the conveying effect extends in the direction of the sealing lip.
Die Abdichtanordnung ist in gleicher Weise sowohl für drehende Wellen als auch bei stehender Welle für sich um diese drehende Maschinenteile geeignet. In allen Fällen erhält man eine einwandfreie Schmierwirkung und vermeidet dadurch sicher Heißlaufen, Verschleiß und Undichtigkeiten.The sealing arrangement is in the same way both for rotating shafts and for a stationary shaft by itself suitable for these rotating machine parts. In all cases a perfect lubricating effect is obtained and avoided thus safe overheating, wear and tear and leaks.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Abdichtanordnung ist die Förderscheibe als Winkelring ausgebildet, dessen Schenkel radial nach aussen weisen, wobei der Achsparallele Teil des Winkelringes Laufstelle für den Wellendichtring ist. Die Förderscheibe besteht aus Metall und/oder Kunststoff.According to an expedient embodiment of the sealing arrangement, the conveyor disk is designed as an angular ring, its Legs point radially outwards, the part of the angular ring parallel to the axis being the running point for the shaft sealing ring. The conveyor disk is made of metal and / or plastic.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Abdichtanordnung bewährt sich da, wo eine verringerte Schmierung bzw. ein Trockenlauf dadurch entsteht, daß sich ein umlaufender Ölrinp bildet, der von der Welle abhebt. Die Anordnung bewährt sich weiterhin in allen Fällen von ölnebelschmierung und ölschwallschmierung des Wellendichtringes. Derartige Schmierbedingungen treten z.B. dann auf, wenn rotierende Wellen in Kegelrollenlagern gelagert sind, wobei die Schmierung der Dichtlippe durch die Förderwirkung des Kegelrollenlagers erfolgen soll. Vergleichbare Schmierbedingungen ergeben sich bei Maschinen, z.B. bei Getrieben, bei denen der ölstand niedriger als die Unterkante des Wellendic,htringes liegt oder bei umlaufenden Gehäusen, bei denen sich ein mit Gehäusedrehzahl mitumlaufender ölring bildet, der nicht an der Welle anliegt.The sealing arrangement proposed according to the invention has proven itself where there is reduced lubrication or dry running arises from the fact that a circulating oil ring is formed, that lifts off the wave. The arrangement has also proven itself in all cases of oil mist lubrication and oil surge lubrication of the shaft seal. Such lubrication conditions occur, for example, when rotating shafts in tapered roller bearings are stored, the sealing lip being lubricated by the conveying effect of the tapered roller bearing target. There are comparable lubrication conditions for machines, e.g. for gearboxes, where the oil level is lower than the lower edge of the shaft dic, htring or in the case of rotating housings, which are connected to the housing speed forms a rotating oil ring that does not rest on the shaft.
In allen vorstehend erwähnten Fällen sorgt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Abdichtvorrichtung für den einwandfreien Lauf des Maschinenteils.In all of the above-mentioned cases, the sealing device proposed according to the invention ensures the proper functioning Run of the machine part.
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Die Figuren 1 bis 4 dienen zur Erläuterung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abdichtanordnung. Es zeigenFigures 1 to 4 serve to explain the invention proposed sealing arrangement. Show it
Figur 1 einen Querschnitt durch die Abdichtung bestehend aus Welle, Förderscheibe und WellendichtungFigure 1 shows a cross section through the seal consisting of shaft, conveyor disk and shaft seal
Figur 2 einen Querschnitt durch eine vergleichbare Abdichtanordnung mit winkelringartig ausgebildeter FörderscheibeFIG. 2 shows a cross section through a comparable sealing arrangement with angled ring-shaped conveyor disc
Figur 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäß ausgestaltete FörderscheibeFIG. 3 shows a plan view of the conveyor disk designed according to the invention
Figur M eine Ansicht der Förderscheibe und einen vergrößerten Ausschnitt der schaufeiförmig abgewinkelten Zunge.Figure M is a view of the conveyor disk and an enlarged Section of the blade-shaped angled tongue.
Zwischen Welle 1 und Maschinenteil 5 befindet sich die erfindungegemäße Abdichtanordnung bestehend aus Förderscheibe 2, an deren Ausnehmungen lufterradartig schräggestellte, schaufeiförmig abgewinkelte Zungen 3> die nach der Ausgestaltung gemäß Figur 1 an einem ebenfalls radial nach aussen weisenden scheibenförmigen Teil angeordnet sind, sowie ein Wellendichtring ή. Die Förderscheibe 2 kann, wie in Figur 2 dargestellt, als Winkelring ausgebildet sein, wobei die Schenkel radial nach aussen in Richtung des Gehäuseteils 5 zeigen. Der parallel zu der drehenden Welle 1 angeordnete Teil 6 des Winkelringes dient als Laufstelle für den Wellendichtring H und sitzt mit Preßsitz auf der Welle. Teil 7 stellt einen nur für die Montage bestimmten Einpressdorn für die Abdichtanordnung dar.Between the shaft 1 and the machine part 5 there is the sealing arrangement according to the invention consisting of a conveyor disk 2, at the recesses of which are inclined, blade-shaped angled tongues 3 that are inclined like a fan wheel and which, according to the embodiment according to FIG . The conveyor disk 2 can, as shown in FIG. 2, be designed as an angular ring, with the legs pointing radially outward in the direction of the housing part 5. The parallel to the rotating shaft 1 arranged part 6 of the angle ring serves as a running point for the shaft sealing ring H and sits with a press fit on the shaft. Part 7 shows a press-in mandrel for the sealing arrangement only intended for assembly.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den Zuschnitt für eine Förderscheibe. Die Förderscheibe ist so einzubauen, daßFIG. 3 shows a plan view of the blank for a conveyor disk. The conveyor disc is to be installed in such a way that
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die abgewinkelten Segmente 3» deren Winkel zwischen ο und 9o beträgt, bei einer vorgegebenen Drehrichtung eine Fumpwirkung in Richtung des Dichtringes ausüben.the angled segments 3 »their angle between ο and 9o, exert a pumping effect in the direction of the sealing ring for a given direction of rotation.
Die Menge der in axialer Richtung geförderten Schmierflüssigkeit hängt einmal von der Drehzahl der Welle und zum anderen von dem Winkel ab, mit dem die Segmente abgebogen sind. Durch eine zusätzliche Neigung der Segmente in axialer Richtung wird die Schmierflüssigkeit auf die rotierende Welle bzw. an die Dichtlippe des Wellendichtringes herangeführt. Es ist somit in einfacher Weise möglieh, durch mehr oder weniger große Ablenkung der Segmente die Schmierbedingungen jeweils den vorliegenden Betriebsverhältnissen anzupassen.The amount of lubricating fluid delivered in the axial direction depends on the one hand on the speed of the shaft and on the other hand on the angle at which the segments are bent are. By an additional inclination of the segments in the axial direction, the lubricant is on the rotating shaft or brought up to the sealing lip of the shaft sealing ring. It is thus possible in a simple manner, by more or less large deflection of the segments, the lubrication conditions in each case to the prevailing operating conditions adapt.
Die erfindungsgemäßen Pörderscheiben bestehen aus Metall oder Kunststoff oder aus einer Kombination von Metall und Kunststoff.The conveyor disks according to the invention are made of metal or plastic or a combination of metal and plastic.
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Claims (3)
Priority Applications (1)
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