DE3602900A1 - Wellendichtung, insbesondere fuer die kurbelwelle einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung, insbesondere Kurbelwellendichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem auf der Kurbelwelle befestigten Ölschleuderring, der an einer Seite sich axial und im wesentlichen radial erstreckende Rippen aufweist, durch die zur Abdichtung eines Ringspaltes zwischen der Kurbelwelle und dem Gehäuse oder dergl. eine Gebläsewirkung erzielt wird.

Es ist aus der DE-PS 8 35 666 eine Kurbelwellenabdichtung für eine Brennkraftmaschine bekanntgeworden, die auf einem Flansch der Kurbelwelle an der Außenseite des Kurbelgehäuses angeordnet ist. Ein auf dem Flansch befestigter Ölschleuderring trägt an seiner dem Kurbelgehäuse abgewandten Seite Rippen nach Art eines Gebläserades und ist in einem an die Kurbelgehäusewand dicht anschließendem Gehäuse untergebracht. Zwischen dem Gehäuse und dem Flansch besteht als einzige Öffnung ein Ringspalt, durch den beim Betrieb der Maschine von dem als Gebläserad wirkenden Ölschleuderring Luft angesaugt wird. Hierdurch soll der Austritt von Öl am Ringspalt vermieden werden. Allerdings hat diese Art der Abdichtung den Nachteil, daß sie nur in einem Drehzahlbereich der Maschine, der einem bestimmten Druckbereich im Kurbelgehäuse entspricht, zuverlässig arbeitet. In allen anderen Druckbereichen ist keine optimale Abdichtung gegeben. Auch bei stillstehender Maschine ist hierbei keine zuverlässige Abdichtung der Welle zu erwarten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Wellendichtung der eingangs umrissenen Gattung mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß diese unter allen vorkommenden Bedingungen möglichst optimal arbeitet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spalt durch eine in diesem Bereich sitzende Labyrinthdichtung gebildet ist, bei der die Dichtlippen zur Bildung des Spaltes gegenüber der Kurbelwelle bzw. einer damit umlaufenden Nabe o. dgl. berührungsfrei angeordnet sind.

Eine in dieser Weise ausgebildete Wellendichtung hat insbesondere den Vorteil, daß damit auf kleinstem Raum bei allen Betriebsbedingungen und beim Stillstand der Maschine sich optimale Dichtwirkungen erzielen lassen. Zudem wird der Luftdurchsatz durch die kombinierte Wellendichtung und damit der Kurbelgehäuseinnendruck im wesentlichen konstant gehalten.

In Weiterbildung der Erfindung ist am Ölschleuderring am äußeren Umfang eine Ölfangnut und an der Innenseite nahe der äußeren Kante eine Ölabschleuderkante vorgesehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung einer solchen Wellendichtung sitzt der Ölschleuderring mittels einer Nabe drehfest auf der Kurbelwelle, wobei auf dem Umfang der Nabe eine einerseits vom Ölschleuderring und andererseits von einem radial vorspringen ringförmigen Teil der Labyrinthdichtung begrenzte Ölfangnut angeordnet ist. Dabei ist es zweckdienlich, wenn am Ölschleuderring zwischen der Nabe und den Rippen ein freier Ringraum vorgesehen ist, in den ein vorspringender, ringförmiger Teil der Labyrinthdichtung hineinragt, der seinerseits am Umfang als Ölfangnut ausgebildet ist.

Zur Berücksichtigung eines relativ großen Axialspiels bei einer Kurbelwelle genannter Art ist ferner vorgesehen, daß die Rippen am Ölschleuderring in einem ringförmig um die Welle verlaufenden Bereich sich axial erstreckende Ausnehmungen aufweisen, in die als Spaltsperre ein ringförmig vorspringender Teil der Labyrinthdichtung mit geringem Spiel hineinragt.

Schließlich ist es auch vorteilhaft, wenn die Labyrinthdichtung eine Anzahl im Querschnitt sägezahnartig zum abzudichtenden Spalt an der Welle bzw. an der Nabe verlaufende Dichtlippen aufweist, deren ringförmige Zwischenräume mit Bohrungen im Dichtungskörper für die Zuführungen von Druckluft und/oder für die Ableitung von Öl verbunden sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Abbildung zeigt einen Längsschnitt durch eine Wellendichtung gemäß der Erfindung.

Auf dem einen Ende einer Kurbelwelle 1 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine sitzt drehfest eine Nabe 2, die gegenüber der Kurbelwelle 1 durch einen Rundschnurring 3 abgedichtet ist und einen scheibenförmigen Ölschleuderring 4 trägt. Der Ölschleuderring 4 sitzt in einer kreisförmigen Öffnung 5 im Kurbelgehäuse 6 und reicht radial bis nahe an den Rand der Öffnung 5 heran. Das Kurbelgehäuse 6 hat im Randbereich der kreisförmigen Öffnung 5 einen axial zum Inneren des Kurbelgehäuses hin vorspringenden ringförmigen Teil 7, der in eine dazu abgewinkelte halbkreisförmige Kante 8 übergeht. Die Kante 8 hintergreift den Ölschleuderring 4 in seinem oberen Randbereich und dient als Spritzschutz. Der Ölschleuderring 4 hat in Anpassung an die Kante 8 am Kurbelgehäuse 6 eine Abschleuderkante 9 für Öl und außerdem an seinem Umfang eine V-förmige Ölfangnut 7. Außerdem trägt der Ölschleuderring 4 an seiner Außenseite eine Anzahl axial und radial verlaufender Rippen 11, die radial mit Abstand vor der Nabe 2 enden, so daß hier ein von der Nabe 2, vom Ölschleuderring 4 und von den Rippen 11 begrenzter Ringraum 12 vorhanden ist. In der Öffnung 5 des Kurbelgehäuses 6 sitzt vor dem Ölschleuderring 4 rippenseitig eine Labyrinthdichtung 14, deren Körper mit 15 bezeichnet ist. Die Labyrinthdichtung 14 hat mehrere im Profil sägezahnartig ausgebildete Dichtlippen 16, die gegenüber einer abzudichtenden Zylinderfläche 17 auf der Nabe 2 Ringspalte 18 aufweisen. Auf dem Umfang der Nabe 2 ist neben dem Ölschleuderring 4 eine einerseits von diesem und andererseits von einem radial vorspringenden ringförmigen Teil 19 der Nabe 2 begrenzte Ölfangnut 20 angeordnet. Der ringförmige Teil 19 hat einen axial auskragenden ringförmigen Fortsatz 21, der als Bestandteil der Labyrinthdichtung 14 in eine entsprechend ausgebildete ringförmige Ausnehmung 22 derselben mit Spiel eingreift. Ein radial mit Abstand zur Ölfangnut 20 vom Dichtungskörper 15 axial vorspringender ringförmiger Teil 24 ragt in den freien Ringraum 12 hinein und ist an seinem Umfang als Ölfangnut 25 ausgeführt. Ferner sind bei dieser Wellendichtung in den Rippen 11 in einem ringförmig um die Welle 1 verlaufenden Bereich sich axial erstreckende Ausnehmungen 26 vorhanden, in die als Spaltsperre ein vorspringender ringförmiger Teil 27 des Dichtungskörpers 15 mit geringem Spiel hineinragt. Durch die Spaltsperre werden insbesondere Spaltverluste und Rückströmungen reduziert. Zwischen den Dichtlippen 16 befindliche ringförmige Zwischenräume 16′ sind durch Kanäle 28 mit einem gasdichten Ölablaufrohr 29 verbunden. Eine andere Bohrung 30 kann für die Zuführung von Druckluft oder für den Anschluß eines Meßgerätes genutzt werden.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird das im Kurbelgehäuse zum Ölschleuderring 4 gelangende Öl von diesem weggeschleudert, wobei die Kante 8 dafür sorgt, daß das Öl dabei von dem zwischen den Ölschleuderring 4 und dem Kurbelgehäuse 6 bestehenden Ringspalt abgelenkt wird. Der Ölschleuderring 4 wirkt mit seinen Rippen 11 wie ein Radialgebläse. Dabei erfolgt bei Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine eine leichte Luftströmung von außen nach innen, d. h. es wird Luft durch den Ringspalt 18 der Labyrinthdichtung 14 angesaugt, die am Umfang des Ölschleuderringes 4 durch den Ringspalt ins Kurbelgehäuse gelangt. Dieser durch den Ringspalt 18 gedrosselte Luftstrom ist sehr klein, so daß hierdurch an der Kurbelgehäuseentlüftung kein Ölneben austritt. Diese Luftströmung reicht jedoch aus, den Austritt von Ölnebel am Ringspalt 18 der Labyrinthdichtung 14 zu vermeiden.

Bei niederen Drehzahlen ist der Ölschleuderring 4 bei der gegebenen Baugröße wegen zu geringer Umfangsgeschwindigkeit nicht mehr in der Lage, eine Luftströmung in der genannten Richtung zu erreichen. Vielmehr wird sich jetzt wegen des bestehenden Innendruckes im Kurbelgehäuse eine Strömung in entgegengesetzter Richtung einstellen. Jetzt wirkt der Ölschleuderring 4 mit seinen Rippen 11 als Zentrifuge, so daß am Labyrinth ein abgemagerter Ölneben mit vermindertem Druck ankommt. Der Ölnebel wird schon vor dem Eintritt ins Labyrinth durch seinen Druckverlust beim Passieren der Rippen 11 des Ölschleuderring vorkondensiert. Bei der nachfolgenden Kondensation des Ölnebels im Labyrinth wird das restliche Öl niedergeschlagen, wobei die Entsorgung des Labyrinths durch die Bohrungen 28 und Leitung 29 erfolgt.

Die Lage und das Volumen der Ölfangnuten 10, 20 und 25 sind so abgestimmt, daß beim Stillstand der Brennkraftmaschine kein Spritzöl, kein Tropföl und kein Ablauföl aus der Wellendichtung austreten kann.

Claims (6)

1. Wellendichtung, insbesondere Kurbelwellendichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem auf der Kurbelwelle (1) befestigten Ölschleuderring (4), der an einer Seite sich axial und im wesentlichen radial erstreckende Rippen (11) aufweist, durch die zur Abdichtung eines Ringspaltes (18) zwischen der Kurbelwelle (1) und dem Gehäuse (6) oder dergl. eine Gebläsewirkung erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (18) durch eine in diesem Bereich sitzende Labyrinthdichtung (14) gebildet ist, bei der die Dichtlippen (16) zur Bildung des Ringspaltes (18) gegenüber der Kurbelwelle (1) bzw. einer damit umlaufenden Nabe (2) oder dergl. berührungsfrei angeordnet sind.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ölschleuderring (4) am äußeren Umfang eine Ölfangnut (10) und an der Innenseite nahe der äußeren Kante eine Ölabschleuderkante (9) vorgesehen ist.

3. Wellendichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölschleuderring (4) mittels einer Nabe (2) drehfest auf der Kurbelwelle (1) sitzt und daß auf dem Umfang der Nabe (2) eine einerseits vom Ölschleuderring (4) und andererseits von einem radial vorspringenden ringförmigen Teil (19) der Nabe (2) begrenzte Ölfangnut (20) angeordnet ist.

4. Wellendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ölschleuderring (4) zwischen der Nabe (2) und den Rippen (11) ein freier Ringraum vorhanden ist, in den ein vorspringender, ringförmiger Teil (24) der Labyrinthdichtung (14) hineinragt, der seinerseits am Umfang als Ölfangnut (25) ausgebildet ist.

5. Wellendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (11) am Ölschleuderring (4) in einem ringförmig um die Welle (1) verlaufenden Bereich axial sich erstreckende Ausnehmungen (26) aufweisen, in die als Spaltsperre ein ringförmig vorspringender Teil (27) der Labyrinthdichtung (14) mit geringem Spiel hineinragt.

6. Wellendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung (14) eine Anzahl im Querschnitt sägezahnartig zum abzudichtenden Ringspalt (18) an der Welle (1) bzw. an der Nabe (2) verlaufende Dichtlippen (16) aufweist, deren ringförmige Zwischenräume (16′) mit Bohrungen (28, 30) im Dichtungskörper (15) für die Zuführung von Druckluft und/oder für die Ableitung von Öl verbunden sind.