DE2540010A1

DE2540010A1 - Hollow shafts of liquid cooled electrical machines - have bearing sealing against penetration by leakage liquid with centrifugal ring seal

Info

Publication number: DE2540010A1
Application number: DE19752540010
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Grad Breunig; Arthur Nees
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1977-03-10

Abstract

Cooling liquid is fed into the shaft and collected from it through its butt end. The stationary cooling liquid system part near the shaft end has a stationary wall sealed against the shaft, separating it from the bearing. At least one stationary partition (5, 9) is provided between the bearing and the above wall (6), sealed against the shaft (3). It forms a catchment chamber (10, 11) for the leakage liquid. The shaft has a centrifugal ring surface (3b) for the leakage liquid in the chamber (10) area. The bearing cover partitions (5, 9) have V-ring seals (7, 8) fitted against the outer faces on the inner periphery of the shaft seal.

Description

Leckflüssigkeitsabdichtung von Lagern flüssigkeitsgekühlter hohler Wellen elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft eine Leckflüssigkeitsabdichtung von Lagen flssigkeitagektihlter hohler Wellen elektrischer Maschinen mit an einer Stirnseite der Welle erfolgter Zu- und Abführung der Killilflüssigkeit von und zu ruhenden Flüssigkeit sein und -auslässen eines Kühlflüssigkeitspfades, dessen dem Wellenende benachbarter Teil durch eine gegen die Welle abgedichtete ruhende Wand vom benachbarten Lager getrennt ist.Leak sealing of bearings of liquid-cooled hollow ones Shafts of electrical machines The invention relates to a leakage fluid seal of layers of liquid-cooled hollow shafts of electrical machines with one Front side of the shaft carried out supply and removal of the killil liquid from and to be stationary liquid and outlets of a cooling liquid path, whose dem Shaft end adjacent part by a stationary wall sealed against the shaft is separated from the neighboring camp.

Eine aus der DT-AS 1 613 265 bekanntgewordene Abdichtung r genannten Art weist die als Gleitringdichtung ausgebildete Abdichtung des Lagerschildes unmittelbar neben dem Lager auf, so daß durch die Gleitringdichtung unter Druck dringende Leckflüssig keit ungehindert in das Lager eindringen kann. Da unter Druck stehende Leckflüssigkeit durch Dichtungen beliebiger Art zwischen rotierenden und ruhenden Teilen hindurchdringen wird, sind die Lager stark gefährdet und in der Lebensdauer beeinträchtigt.A seal r known from DT-AS 1 613 265 Art has the seal formed as a mechanical seal of the end shield directly next to the bearing, so that leakage liquid leaks through the mechanical seal under pressure can penetrate the bearing unhindered. Because the case drain is pressurized penetrate through seals of any kind between rotating and stationary parts the bearings are at great risk and their service life is impaired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenig Aufwand eine betriebs sichere Abdichtung solcher Lager zu erzielen und die durch die Wellendichtung gedrückte Leckflüssigkeit vor Erreichen des Lagers abzuleiten.The invention is based on the object of an operational with little effort to achieve secure sealing of such bearings and the pressed through the shaft seal Drain leakage before reaching the bearing.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt mit einer Leckflüssigkeitsabdichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß zwischen dem Lager und der Wand mindestens eine ruhende, gegen die Welle abgedichtete Zwischenwand zur Bildung mindestens einer Leckflüssigkeitsauffangkammer vorgesehen ist und daß die Welle im Bereich der Leckflüssigkeitsauffangkammer eine Schleuderringfläche aufweist.The task at hand is achieved with a leakage fluid seal of the type mentioned in that between the bearing and the wall at least a stationary partition, sealed against the shaft, to form at least one Case drain chamber is provided and that the shaft has a centrifugal ring surface in the area of the leakage fluid collection chamber.

Dabei spielt die Ausgestaltung der Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit vor dem offenen Wellenende und die Kühlmittelzuführung innerhalb der Welle keine Rolle, d.h. die Zuführung der Kühlflüssigkeit kann z.B. über ein feststehendes, in die Bohrung der Welle ragendes Rohr oder durch mitrotierende Mittel erfolgen.The design of the supply and discharge of the cooling liquid plays a role here in front of the open shaft end and the coolant supply inside the shaft none Role, i.e. the supply of the cooling liquid can e.g. via a fixed, into the bore of the shaft protruding pipe or by co-rotating means.

Ferner ist die Richtung der Kühlflüssigkeit von und zur Stirnseite der hohlen Welle gleichgültig. Die Leckflüssigkeit baut beim Durchdringen der Wellendichtung bekanntlich den Uberdruck ab und gelangt nahezu drucklos in die Leckflüssigkeitsauffangkammer, wo sie durch die Schleuderringfläche nach außen geschleudert wird und von den Innenwänden der Leckflüssigkeitsauffangkammer abgeleitet wird.Ein geringer, auf die Welle zurückfließender Teil der Leckflüssigkeit innerhalb der Leckflüssigkeitskainmer wird durch die abgedichtete Zwischenwand vom Eindringen in das Lager gehindert. Gegebenenfalls kann zur Erhöhung der Sicherheit eine zweite Leckflüssigkeitskammer dem Lager zugeordnet sein.Furthermore, the direction of the cooling liquid is from and to the end face indifferent to the hollow shaft. The leakage fluid builds up when it penetrates the shaft seal As is well known, the excess pressure is released and reaches the leakage fluid collection chamber almost without pressure, where it is thrown outward by the slinger surface and off the inner walls the leakage fluid collecting chamber, a small amount flowing back onto the shaft Part of the leakage fluid within the leakage fluid chamber is sealed off by the Intermediate wall prevented from entering the warehouse. If necessary, it can be used to increase a second leakage fluid chamber can be assigned to the bearing for safety.

Die Schleuderringfläche kann eine auf der Welle befestigte Rihgscheibe sein oder vorzugsweise durch eine Wellenschulter des abgestuften Wellenendes gebildet werden.The centrifugal ring surface can be a belt disk attached to the shaft be or preferably formed by a shaft shoulder of the stepped shaft end will.

In der Zeichnung ist ein Ausführ#mgsbeispiel der Erfindung im teilweisen Lingsschnitt gezeigt und nachfolgend näher erläutert.The drawing shows an embodiment of the invention in partial Lingsschnitt shown and explained in more detail below.

Eine in einem Lagerschild 1 auf der einen Seite durch ein Lager 2 gelagerte Welle 3 ragt mit dem hohlen Wellenende aus dem Lagerschild 1 heraus und ist mit Kühlflüssigkeitspfaden verbunden. Die Welle 3 hat hierzu eine Bohrung 3a, in die in radialem Abstand ein Rohr 4 ragt, das an einem Stirndeckel 14 befestigt ist und mit einem radialen Flü'ssigkeitseinlaß 15 des Stirndeckels verbunden ist. Im Stirndeckel 14 befindet sich noch ein radialer Flüssigkeitsauslaß 16, der über eine Ringkammer 17 mit einem Wellenauslaß 3c in Verbindung steht, so daß die Kühlflüssigkeit vom Flüssigkeitseinlaß 15 durch das Rohr 4, den Ringzwischenraum zwischen Rohr 4 und Bohrung 3a, den Wellenauslaß 3c und die Ringkammer 17 zum Flüssigkeitsauslaß 16 fließen kann. Eine Umkehrung der Strömungsrichtung ist möglich. Zur Bildung der Ringkammer 17 ist der Stirndeckel 14 abgedichtet an einem Innendeckel 6 anliegend, der die Welle 3 und eine auf dieser angebrachte Gleitringdichtung 12 dichtend umgibt, wobei die Gleitringdichtung 12 von dem Innendeckel 6 und einem auf der Welle 3 dichtend befestigten Haltering 13 axial unverschieblich gehalten ist. Der Innendeckel 6 stützt sich mit einer Ringschulter mit mindestens einer schlitzförmigen Abflußöffnung 6a an der Außenseite des Lagerschildes 1 ab, und zwar so, daß die der Ringkammer 17 abgewandte Seite des Innendeckels 6 in axialem Abstand von einer Wellenschulter 3b liegt, die als Schleuderringfläche für die durch die Gleitringdichtung 12 gedrungende Leckflüssigkeit dient. Die besagte Wellenschulter 3b ist hierzu in einer Leckflüssigkeitsauffangkammer 10 angeordnet, die von dem Innendeckel 6 sowie einem am Lagerschild 1 abgestützten Lagerdeckel 5 begrenzt ist, der durch einen auf der Welle 3 sitzenden V-Ring 7 abgedichtet wird. Zur Verbesserung der Flüssigkeitsabsperrung des Lagers 2 gegen die die Gleitringdichtung 12 passierende Leckflüssigkeit ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Leckflüssigkeitsauffangkammer 11 vorgesehen, die von einer durch einen V-Ring 8 abgedichteten Ringscheibe 9 und dem Lagerdeckel 5 gebildet ist, wozu sich die Ringscheibe 9 an einer mit mindestens einer schlitzförmigen Abflußöffnung 5a versehenen Ringschulter des Lagerdeckels 5 abstützt.One in a bearing plate 1 on one side through a bearing 2 supported shaft 3 protrudes with the hollow shaft end from the end shield 1 and is connected to coolant paths. For this purpose, the shaft 3 has a bore 3a, into which a tube 4 protrudes at a radial distance, which is attached to an end cover 14 and is connected to a radial liquid inlet 15 of the end cover. In the end cover 14 there is also a radial liquid outlet 16, which over an annular chamber 17 with a Shaft outlet 3c is in communication, so that the cooling liquid from the liquid inlet 15 through the tube 4, the annular space between tube 4 and bore 3a, the shaft outlet 3c and the annular chamber 17 to the liquid outlet 16 can flow. A reversal of the direction of flow is possible. To form the Annular chamber 17, the end cover 14 is sealed against an inner cover 6, which surrounds the shaft 3 and a mechanical seal 12 attached to it in a sealing manner, wherein the mechanical seal 12 from the inner cover 6 and one on the shaft 3 sealing attached retaining ring 13 is held axially immovable. The inner cover 6 supports with an annular shoulder with at least one slot-shaped discharge opening 6a on the outside of the end shield 1, in such a way that the annular chamber 17 remote side of the inner cover 6 at an axial distance from a shaft shoulder 3b is the centrifugal ring surface for the penetrated through the mechanical seal 12 Leak fluid is used. Said shaft shoulder 3b is for this purpose in a leakage fluid collecting chamber 10 arranged, which are supported by the inner cover 6 and one on the end shield 1 Bearing cover 5 is limited, which is sealed by a V-ring 7 seated on the shaft 3 will. To improve the liquid shut-off of the bearing 2 against the mechanical seal 12 passing leakage fluid is a second in the illustrated embodiment Leak fluid collecting chamber 11 is provided, which is surrounded by a V-ring 8 sealed washer 9 and the bearing cover 5 is formed, including the washer 9 on an annular shoulder provided with at least one slot-shaped discharge opening 5a of the bearing cover 5 is supported.

Die aus raumsparenden zeichnerischen Darstellungsgründen auf der gleichen Seite abgebildeten Abflußöffnungen 5a, 6a und die Flüssigkeitsein- und -auslässe 15, 16 sind in Wirklichkeit gegeneinander versetzt angeordnet, wobei die Abflußöffnungen 5a und 6a auf der Unterseite liegen, damit die abgeschleuderte Leckflüssigkeit aus den Leckflüssigkeitsauffangkaimnern 10 und 11 leicht nach außen abfließen kann. Auf diese Weise läßt sich eine sichere, dauerhafte und konstruktiv einfache Absperrung des Lagers gegen Leckflüssigkeit erreichen.The space-saving graphic representation reasons on the same Page depicted drainage openings 5a, 6a and the liquid inlets and outlets 15, 16 are in reality offset from one another, the drainage openings 5a and 6a are on the underside, so that the thrown leakage liquid out the leakage fluid catchment chambers 10 and 11 can easily flow out to the outside. In this way a safe, durable and constructive Achieve simple shut-off of the bearing against leakage fluid.

4 Patentansprüche 1 Figur4 claims 1 figure

Claims

Claims 4 leakage sealing of bearings of liquid-cooled hollow shafts of electrical machines with on one end face of the shaft Supply and discharge of the cooling liquid from and to stationary liquid inlets and outlets a coolant path, the part of which is adjacent to the shaft end through a sealed against the shaft stationary wall is separated from the adjacent bearing, thereby characterized in that between the bearing (2) and the wall (6) at least one stationary, partition (5, 9) sealed against the shaft (3) to form at least one Leak fluid collecting chamber (10, 11) is provided and that the shaft (3) in the area the leakage fluid collection chamber (10) has a centrifugal ring surface (3b).

2. Leak seal according to claim 1, characterized in that that the centrifugal ring surface (3b) through one of the wall (6) in the form of an inner cover with ring shoulder adjacent shaft shoulder is formed and that on the end shield (1) an intermediate wall (5) in the form of a bearing cover with a ring shoulder attached is, wherein the ring shoulders have slot-shaped drainage openings (5a, 6a).

3. leakage liquid seal according to claim 1 or 2, characterized in that that with the annular shoulder of the inner cover (6) a sealed against the shaft (3) Annular wall (9) connected to form a second leakage fluid collecting chamber (11) is.

4. leakage liquid seal according to claim 2 or 3, characterized in that that the bearing cover (5) and the annular wall (9) radially directed annular sliding surfaces for sealing lips of V-rings (7, 8) attached to the shaft.

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