DE2511084C2

DE2511084C2 - Device for sealing a shaft equipped with a drive pinion in a partition

Info

Publication number: DE2511084C2
Application number: DE19752511084
Authority: DE
Inventors: Jakob 7261 Neubulach Holzäpfel
Original assignee: Friedrich Duss Maschinenfabrik & Co 7265 Neubulach De GmbH
Current assignee: Friedrich Duss Maschinenfabrik & Co 7265 Neubulach De GmbH
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1983-12-22
Also published as: DE2511084A1; CH600208A5; GB1491182A; FR2304005B1; FR2304005A1; NL7602460A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abdichten einer mit An- oder Abtriebsritzel bestückten hochtourigen Weite in einer Trennwand, durch deren Durchtrittsöffnung das mit der Welle eine bauliche Einheit bildende Ritzel bei der Montage hindurchzufüh- fco ren ist, mit einem die Welle mit Vorspannung umschließenden, auf einer planen Dichtungsfläche der Trennwand gleitenden Plandichtungsring. dessen Bohrung eine lichte Weite hat. die kleiner ist als der Kopfkreisdurchmesser des Ritzels. ti'>The invention relates to a device for sealing an equipped with a drive or driven pinion high-speed expanse in a partition, through whose opening that with the shaft a structural Unified pinions to be fed through during assembly Ren is, with a preload enclosing the shaft, on a flat sealing surface of the Partition wall sliding face seal ring. whose bore has a clear width. which is smaller than that Tip diameter of the pinion. ti '>

An sich bekannte Einrichtungen dieser Art dienen der Abdichtung von Flüssigkeiten, z. B. von Öl oder Wasser im Durchtrittsbereich der mit dem Ritzel bestückten Welle, die bei der Montage von derjenigen Seite der Trennwand her durch die Durchtrittsöffnung der Trennwand hindurchgeführt wird, die von dem fertigmontierten Ritzel bzw. dem Plandichtungsring abgewandt istFacilities of this type known per se are used Sealing of liquids, e.g. B. of oil or water in the passage area equipped with the pinion Shaft, which during assembly from that side of the partition through the passage opening of the Partition wall is passed through that of the fully assembled Is facing away from the pinion or the face seal ring

Die Notwendigkeit einer solchen Montage kann sich aus verschiedenen Gesichtspunkten ergeben: z. B. kann es sich bei der Welle um eine mit einem. Elektromotor verbundene Ankerwelle handeln, deren Drehmoment auf der dem Motor abgewandten Seite der Trennwand über das Ritzel zu übertragen ist Es kann aber auch vorkommen, daß aus räumlichen Gründen die mit dem Ritzel eine bauliche Einheit bildende Welle von derjenigen Seite derTrennwand her in die Durchtrittsöffnung nicht eingeführt werden kann, auf welcher das Ritzel nach der Montage verbleibtThe need for such an assembly can arise from various points of view: z. B. can the wave is one with a. Electric motor connected armature shaft act, their torque is to be transmitted via the pinion on the side of the partition wall facing away from the motor, but it can also happen that for spatial reasons, the shaft forming a structural unit with the pinion of that side of the partition into the passage opening cannot be inserted, on which the pinion remains after assembly

Bei den in Betracht gezogenen Einrichtungen gleitet der Plandichtungsring mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit auf einer Dichtungsfläche der Trennwand. Bei zu hohen Drehzahlen der Welle kann der Plandichtungsring im Anlagebereich zerschleißen. Darüber hinaus kann das Material des Plandichtungsringes durch die Reibungstemperatur geschädigt werden. Aus diesen Gründen ist eine Gleitgeschwindigkeit des Plandichtungsringes im Auflagebereich, die größer ist als 15 m pro Sekunde bei den zur Zeit für den Plandichtungsring zur Verfügung stehenden elastischen Materialien nicht vertretbar.In the devices considered, the face sealing ring slides with a relatively high Speed on a sealing surface of the partition. If the shaft speed is too high, the Wear the face sealing ring in the system area. In addition, the material of the face sealing ring can be damaged by the frictional temperature. For these reasons, a sliding speed of the Face sealing ring in the support area, which is larger than 15 m per second with the elastic ones currently available for the face sealing ring Materials not acceptable.

Andererseits besteht vielfach die Notwendigkeit bzw. das Bestreben, die Drehzahl der Welle weiter zu steigern. Dies trifft z. B. auch bei Verwendung der Einrichtung für elektropneumatisch angetriebene Hammer zu, deren Leistung in bestimmten Grenzen mit zunehmender Drehzahl steigt.On the other hand, there is often a need or an endeavor to further increase the speed of the shaft increase. This applies e.g. B. also when using the device for electro-pneumatically driven hammer to, the performance of which increases within certain limits with increasing speed.

Um den Durchmesser und damit die Umfangsgeschwindigkeit des Plandichtungsringes im Anlagebereich möglichst gering zu halten, umschließt der Plandichtungsring bei den an sich bekannten Einrichtungen die Welle bereits in eie^m Abschnitt, dessen Durchmesser geringer ist als der Kreiskopfdurchmesser des Ritzels. Bei der Montage wird der Plandichtungsring unter elastischer Deformation über das Ritzel geschoben, um unter Vorspannung auf seinen Sitz auf der Welle zu gelangen. Eine solche Montage setzt voraus, daß der Plandichtungsring keine Armierung aufweist, welche die erforderliche Dehnung behindert, daß die Armierung nach dem Aufsetzen des Plandichtungsringes montiert wird.About the diameter and thus the circumferential speed of the face sealing ring in the contact area To keep as low as possible, the face sealing ring encloses in the known devices the wave already in a section, its Diameter is smaller than the circular head diameter of the pinion. During assembly, the face sealing ring pushed under elastic deformation over the pinion in order to be preloaded on its seat on the Wave to arrive. Such an assembly assumes that the face sealing ring has no reinforcement, which hinders the required elongation that the reinforcement after the face sealing ring has been put in place is mounted.

Je kleiner der Plandichtungsring im Vergleich zum Kopfkreisdurchmesser des Ritzels bzw. zur lichten Weite der Durchtrittsöffnung ist, desto größer wird die Gefahr, daß der Plandichtungsring bei der Montage oder beim Anlauf der Welle in die Durchtrittsöffnung ganz oder partiell eintritt und damit bei Rotation zerstört wird.The smaller the face sealing ring compared to the tip diameter of the pinion or the clearance The width of the passage opening is, the greater the risk that the face sealing ring will be damaged during assembly or when the shaft starts up, it completely or partially enters the passage opening and thus during rotation gets destroyed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bauliche Voraussetzung dafür zu schaffen, daß bei einer durch die Größe des Ritzels vorgegebenen Größe der Durchtrittsöffnung möglichst kleine Plandichtungsringe zur Abdichtung der Durchtrittsöffnung verwendet und damit relativ geringe Umfangsgeschwindigkeiten des Dichtungsringes erzielbar sind, ohne daß die Gefahr einer Zerstörung des Dichtungsringes infolge seines Eintritts in die Durchtrittsöffnung besteht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The invention is based on the object to create the structural prerequisites for a The size of the passage opening, given the size of the pinion, is as small as possible with face sealing rings used to seal the passage opening and thus relatively low circumferential speeds of the Sealing ring can be achieved without the risk of destruction of the sealing ring as a result of his There is entry into the passage opening. This object is achieved according to the invention by the in the characterizing Part of claim 1 specified features solved.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sichFurther refinements of the invention result

aus den Unteransprflchen.from the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispie! erläutert. Es zeigtThe invention is based on the drawings in an exemplary embodiment! explained. It shows

Fig. I den die Einrichtung aufweisenden Teil eines elektropneumatisch angetriebenen Hammers teilweise itn Schnitt, undFig. I the part having the device of an electro-pneumatically driven hammer itn cut, and

Fig.2 einen parallel zur Dichtungsfläche der Trennwand verlaufenden Schnitt durch den die Trennwand im inneren Bereich bildenden Ring.2 shows a parallel to the sealing surface of the Dividing wall running section through the ring forming the dividing wall in the inner area.

Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der An- ι» triebsmotor 12 in einem Gehäuseteil 10 gelagert Die Ar.kerwelle 13 des Motors 12 durchgreift eine Trennwand 18,19, durch welche der Motorraum 11 vom ölbadgeschmierten Getrieberaum abgeschirmt ist. Die Trennwand ist im äußeren Bereich von einem Formstück 18 und im inneren Bereich von einem Ring 19 gebilde?, in welchem das obere Kugellager 16 der AnkerweHe 13 aufgenommen ist, die am anderen Ende im Lager 15 rotiert.In the illustrated embodiment the presence is ι »drive motor mounted in a housing part 10 12 Ar.kerwelle 13 of the motor 12 extends through a partition wall 18,19 through which the motor chamber 11 is shielded from the oil bath lubricated gear housing. The partition wall is formed in the outer area by a molded piece 18 and in the inner area by a ring 19, in which the upper ball bearing 16 of the armature shaft 13 is received, which rotates in the bearing 15 at the other end.

Im Bereich des Ringes 19 weist die Trennwand eine plane Dichtungsfiäche 20 auf. Auf der DichlungsRächc gleitet die zur Achse der AnkerweHe 13 geneigte Ringlippe 21' des Plandichtungsringes 21. Der Plnndichtungsring sitzt mit Vorspannung auf einem Abschnitt der AnkerweHe, dessen Durchmesser kleiner ist als der Kopfkreisdurchmesser des Ritzels 14. Der stark elastisch dehnbare Plandichtungsring 21 wird bei der Montage unter elastischer Deformation über das Ritzel 14 geschoben, um auf seinen, aus der Zeichnung ersichtlichen. Sitz zu gelangen. Die minimale lichte jo Weite der Durchtrittsöffnung 22 ist kleiner als der Kopfkreisdurchmesser des Ritzels 14. Dies ist dadurch möglieb, daß der die Durchtrittsöffnung 22 begrenzende Rand der Trennwand 18,19 gezahnt ist Die Anzahl der Zähne 19' der Trennwand entspricht der Anzahl der Zähne 14' des Ritzels 14. Die Anzahl der Trennwandzähne kann aber auch geringer sein, z. B. die Hälfte der Anzahl der Ritzelzähne 14' betragen. Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung sind die Trennwandzähne 19' in radialer Richtung etwa halb so hoch wie die Ritzelzähne 14', wobei die geometrische Grundform der Trennwandzähne und der Ritzelzähne sich zumindest im Basisbereich entsprechen.In the area of the ring 19, the partition has a flat sealing surface 20. On the DichlungsRächc The annular lip 21 'of the face sealing ring 21, which is inclined to the axis of the armature shaft 13, slides. The face sealing ring sits with prestress on a section of the anchor shaft, the diameter of which is smaller than that Tip diameter of the pinion 14. The highly elastically stretchable face sealing ring 21 is at the Assembly pushed under elastic deformation over the pinion 14 to get on his, from the drawing evident. Seat. The minimum clear jo The width of the passage opening 22 is smaller than the tip diameter of the pinion 14. This is because of this möglieb that the passage opening 22 delimiting the edge of the partition 18,19 is toothed The number of Teeth 19 'of the partition corresponds to the number of teeth 14' of the pinion 14. The number of partition teeth but can also be lower, e.g. B. half of the Number of pinion teeth 14 '. In the exemplary embodiment of the drawing, the partition teeth 19 'are in radial direction about half as high as the pinion teeth 14 ', the basic geometric shape of the partition teeth and the pinion teeth correspond at least in the base area.

Die Ritzelzähne 19' sind auf dem dem Plandichtungsring zugewandten Ende abgeschrägt Die zur Wellenachse geneigte Ringlippe 21' Hegt mit ihrem radialen Rand auf einer Kreislinie auf der Dichtungsfläche 20 auf, die der Basis der Einschnitte zwischen den Trennwandzähnen 19' unmittelbar benachbart istThe pinion teeth 19 'are beveled on the end facing the face sealing ring to the shaft axis inclined annular lip 21 'rests with its radial edge on a circular line on the sealing surface 20, which is immediately adjacent to the base of the incisions between the partition teeth 19 '

Dies bedeutet, daß der durch den Kopfkreisdurchmesser des Ritzels 14 bestimmte Außendurchmesser der Innenverzahnung der Trennwand im Bereich der Dichtungsfläche 20 nur wenig kleider ist als der Auuendurchmesser der Ringlippc 2V d?s Piandichtungsringes 21. Durch die beschriebenen baulichen Maßnahmen sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß wesentlich kleinere Plandichtungsringe Verwendung finden können. Nach den vorliegenden Erfahrungswerten ist es beispielsweise möglich die Drehzahl der AnkerweHe um ca. 23% zu steigern, ohne daß die Umfangsgeschwindigkeit im Bereich der Anlagefläche der Ringlippe des PlandichUingsringes 21 erhöht ist. Dies ergibt beispielsweise bei einem elektropneumatisch angetriebenen Schlag- oder Drehschlaghammer eine entsprechende Leistungssteigerung um ca. 23% bei gleichem Eigengewicht des Hammers.This means that the outer diameter of the inner toothing of the partition in the area of the sealing surface 20, determined by the tip diameter of the pinion 14, is only slightly smaller than the outer diameter of the ring lip 2V of the pin sealing ring 21. The structural measures described create the prerequisites for significantly smaller face sealing rings can be used. Based on the empirical values available, it is possible, for example, to increase the speed of the armature shaft by approx. 23% without increasing the peripheral speed in the area of the contact surface of the annular lip of the planing ring 21. In the case of an electro-pneumatically driven hammer or rotary hammer, for example, this results in a corresponding increase in performance of approx. 23% for the same weight of the hammer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for sealing a high-speed shaft equipped with an input or output pinion in a partition, through the opening of which forms a structural unit with the shaft The pinion is to be passed through during assembly, with a preload enclosing the shaft, on a flat sealing surface of the partition wall sliding face sealing ring, the bore of which is a has a clear width that is smaller than the tip diameter of the pinion, characterized in that that the minimum clear width of the toothed (partition teeth 19 ') passage opening (22) is smaller than the tip diameter S =; of the pinion (14), the partition teeth (19 ') in their at the minimum clear width of the passage opening (22) adjacent areas with the gaps-between the teeth (pinion teeth 14 ') of the Ritzels, (a4) correspond.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the number of partition teeth (19 ') corresponds to the number of pinion teeth (14')

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the partition teeth (19 ') in radial direction are less high than the pinion teeth (14 ').

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the geometric Basic shape of partition teeth (19 ') and pinion teeth (14') at least in the base area is equivalent to

5. Device nsch one of the preceding claims, characterized in that the the Oil bath lubricated gear set - around one electro-pneumatic driven hammer from the engine compartment (If.) shielding partition (18, 19) in the area the passage opening (22) is formed by a ring (19) in which the plain bearing or Rolling bearing (16) of the armature shaft (13) of the drive ■ »< > tors (12) is included

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pinion teeth (14 ') are beveled on the end facing the face sealing ring (21). * i

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the face sealing ring (21, 2V ) axially limited by the pinion (14) with an annular lip (21 ') inclined to the shaft axis under slight prestress on the sealing surface (20) of the partition wall (18,19) rests.