DE2819275C2

DE2819275C2 - Gleitringdichtung für Bohrspindeln

Info

Publication number: DE2819275C2
Application number: DE2819275A
Authority: DE
Inventors: Bernard Meudon la Foret Robert
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1977-05-03
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1983-01-13
Also published as: FR2389813B1; US4150834A; DE2819275A1; SE7804803L; SE430813B; ES469336A1; GB1601385A; JPS5756626B2; FR2389813A1; IT7868004A0; IT1107145B; JPS549351A; BE865715A

Description

— daß der sich auf der Ringmembran-Feder (8) abstützende Gleitring (7) gehäuseseitig schwimmend angeordnet ist, und

— daß die Ringmembran-Feder (8) aus einem dünnwandigen ebenen Ring aus Federstahl besteht, der an seinem anderen Ende fest zwischen einem Flansch (10) des Gehäuses (2) und c^:nem Klemmring (11) eingespannt ist.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Membran-GIeitringdichtung für Bohrspindeln mit einem Paar von axial wirkenden Gleitringen, von denen der eine unter Zwischenschaltung einer an einer schrägen Schulterfläche des einen Gleitrings angeordneten O-Ring-Dichtung mittels einer Ringroembran-Feder gegen die 3> Gleitfläche anpreßbar ist, wobt. das eine Ende der Ringmembran-Feder unter Vorspannung frei auf der O-Ring-Dichtung aufliegt

Eine derartige Gleitringdichtung zeigt die DE-PS 8 65 844. Die O-Ring-Dichtung sitzt in dem Teilspalt -to zwischen der Welle und dem Gleitring, wobei beide mit der Welle umlaufen. Die Ringmembran-Feder liegt mit ausgeschnittenen Zungen frei an dem auf der Welle sitzenden Läufer an. Mit weiteren Zungen umgreift sie den Gleitring und stellt somit ein relativ kompliziertes «5 Bauteil dar. Dabei können Schwingungen der Welle auf den Gleitring übertragen werden, was insbesondere im Hinblick auf die beschränkten Freiheitsgrade des Gleitrings nachteilig ist. Die Einstellung einer bemessenen Vorspannung ist nicht möglich.

Die US-PS 22 67 994 zeigt eine Gleitringdichtung mit einer an ihrem Außenumfang eingespannten Membran-Feder, an der der Gleitring selbst unmittelbar montiert ist. Eine O-Ring-Dichtung ist dabei nicht vorgesehen. Der Gleitring ist nur axial beweglich, weitere Freiheitsgrade fehlen ihm.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Gleitringdichtung der eingangs genannten Art mit geringem axialem Raumbedarf zu schaffen, die eine billige und einfache Herstellung, insbesondere der Ringmembran, und eine präzise Einstellung der Vorspannung der Ringmembran sowie eine möglichst hohe Laufruhe der Bohrspindel gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentan- »pruch angeführten Merkmale. ^b3

Die erfindungsgernäße Ausführung ermöglicht das Inberührunghalten der Spiegelflächen der dichtenden Ringe, die einerseits eine vollkommene Abdichtung sichern und andererseits drei Freiheitsgrade der auf diese Weise gebildeten Dichtung (Drehung, radiales Gleiten und Schwimmen der Ebenen) zulassen.

Die Ringmembran-Feder kann als einfaches ringförmiges Stanzten ausgebildet werden, sie wird an ihrem Außenumfang dichtend eingespannt und kann in ihrer Vorspannung gegenüber dem O-Ring abgestimmt werden. Der Gleitring ist von der Welle unabhängig. Schwingungen der Welle können nicht auf den Gleitring übertragen werden. Die Montage wird erheblich vereinfacht, wobei etwaige Montagefehler weitgehend ausgeschaltet werden können. Durch die dem Gleitring gegebenen drei Freiheitsgrade wird eine außerordentliche Laufruhe der Bohrspindel gewährleistet, was sich in hoher Bohrpräzision auswirkt

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt der Bohrspindel; F i g. 2 in größerem Maßstab den Teil II der F i g. 1.

Die Bohrspindel 1 wird in dem Gehäuse 2 durch zylindrische Wälzlager 3 und 4 getragen, sie ist axial durch das Axialdrucklager 5 festgelegt

Die Vorrichtung umfaßt den mit der Spindel 1 rotierenden vorderen Gleitring 6 und den rückwärtigen Gleitring 6', die zwischen fest mit der Spindel 1 verbundenen Klemmstücken eingespannt sind, und den vorderen Gleitriiy· 7 sowie den rückwärtigen Gleitring 7', die relativ zu dem Gehäuse 2 durch O-Ringdichtungen 9 und 9' drehfest gehalten werden. Sie umfaßt außerdem die metallischen Ringmembran-Federn 8 und 8'. die durch Einfdemmen zwischen den Flanschen 10 und 10' und den Klemmringen 11 und 11' festgehalten werden, sowie die statischen O-Ringdichtungen 9 und 9', die in Berührung jeweils mit den Gleitringen 7 und T einerseits und den Flanschen 10 und 10' andererseits durch den Druck gehalten werden, der von den Ringmembran-^edern 8 und 8' ausgeübt wird. Es ist schließlich eine Riemenscheibennabe 12 für den Drehantrieb der Spindel 1 vorgesehen.

Unter Berücksichtigung einer gewissen Symmetrie zwischen den beiden Abdichtungen genügt es, genauer den linken Teil der F i g. I und die F ι g. 2 zu beachten. Die dynamische Abdichtung wird durch dauernden Kontakt zwischen der Spiegelfläche des Gleitringes 6, der fest mit dem rotierenden Teil verbunden ist, und der Spiegelfläche des Gleitringes 7 erhalten, der fest mit dem festen Lagerteil verbunden ist. Die auf diese Weise gebildete Berührungsfläche muß geometrisch vollkommen sein.

Um das Reibungsmoment zu begrenzen, kann man auf die Oberfläche der in Kontakt befindlichen Fläche, auf den Kontaktdruck oder schließlich auf den Reibungskoeffizienten der Materialien einwirken, welche die Kontaktfläche bilden. Die Kontaktfläche kann weiterhin verringert werden, indem man den festen Gleitring 7 mit zwei konischen Flächenabschnitten 13 und 14 versieht, die eine schmale Anlagefläche 15 einrahmen.

Was den Reibungskoeffizienten angeht, läßt sich eine vorteilhafte Lösung dadurch erzielen, daß man die Berührungsflächen mit Materialien mit niedrigem Reibungskoeffizienten und großer Härte überzieht.

Die statische Abdichtung wird durch das Inkontakthalten der O-Ringdichtung 9 und einerseits der zylindrischen Bohrung des Flansches 10 und andererseits einer äußeren konischen Tragfläche 16 des Gleitringes 7 erreicht.

Die unterschiedlich Elemente ies Dichtungssystems (Gleitring 6, Gleitring 7, O-Ringdichtung 9, Flansch 10) werden in dauerndem Kontakt gehalten durch den Schub, den die Ringmembran-Feder 8 auf die O- Ringdichtung 9 ausübt.

Dieser Schub wird aufgrund einer anfänglichen Verformung f der Ringmembran-Feder erhalte::, dis. dem Maßunterschied zwischen der äußeren Abstützfläehe dieser Ringmembran-Feder 8 auf dem Ransch 10 und der Schuhebene auf die O-Ringdichtung 9 "> entspricht; die Membran ist zur Vereinfachung ihrer Fabrikation in ihrem Ruhezustand eben.

Dieser Schub oder Druck kann willkürlich durch Änderung des Wertes f verändert bzw. eingestellt werden. Außerden kann man durch die Wahl des Materials der Membran und durch die Wahl der Abmessungen der Membran (äußerer Durchmesser, Dicke) die Vorspannung beeinflussen.

Die Kraft, die von der Ringmembran-Feder 8 auf die O-Ringdichtung 9 ausgeübt wird, wird von dieser in ^Μ zwei Komponenten weitergegeben:

— die eine, die auf die zylindrische Bohrung des Flansches 10 wirkt

— die andere, die auf die konische Tragfläche 16 des Gleitringes 7 wirkt

Diese beiden Komponenten bewirken:

— die statische Abdichtung der Vorrichtung durch Zusammendrücken der O-Dichtung 9 auf die beiden oben erwähnten Andrückflächen,

— das Festhalten des Gleitringes 7 gegenüber einer Drehung, indem man die Reibungskräfte in der Bohrung des Teiles 10 upd der Tragfläche des Gleitringes 7 so groß Hemiöt, daß ihr Drehmoment größer ist als das Drehmoment der Reibkräfte zwischen dem Gleitring 6 und dem Gleitring 7 im Bereich der Gleitebene,

— einen dauernden Kontakt in der Gleitebene des Gleitringes 6 und des Gleitringes 7.

Überdies ist die Kraft, die von der Ringmembran-Feder 8 ausgeübt wird, gleichmäßig an dem Kontaktumfang mit der O-Ringdichtung 9 verteilt; die radialen Komponenten, die durch die O-Ringdichtung 9 auf den Gleitring 7 ausgeübt werden, sind ausgeglichen und zentrieren einwandfrei diesen letzteren Ring relativ zur Drehachse.

Schließlich dämpft wegen der ihr eigent-n Eigenschaften die O-Ringdichtung 9 gegebenenfalls vorhandene Vibrationen, die auf Montagefehler oder auf Verformungen der Spindel zurückzuführen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gleitringdichtung für Bohrspindeln mit einem Paar von axial wirkenden Gleitringen, von denen der eine unter Zwischenschaltung einer an einer schrägen Schulterfläche des einen Gleitrings angeordneten O-Ring-Dichtung mittels einer Ringmembran-Feder gegen die Gleitfläche anpreßbar ist, wobei das eine Ende der Ringmembran-Feder unter Vorspannung frei auf der O-Ring-Dichtung aufliegt, dadurch gekennzeichnet,