Die Erfindung bezieht sich auf eine berührungslose Dichtung
zum Abdichten eines feststehenden Maschinenteils gegenüber
einem relativ dazu drehbaren Maschinenteil, bestehend aus
einem auf dem drehbaren Maschinenteil angeordneten
Schleuderring, der mit einem feststehenden Teil der Dichtung
einen Ringspalt bildet.The invention relates to a non-contact seal
for sealing a stationary machine part against
a machine part rotatable relative thereto, consisting of
one arranged on the rotating machine part
Slingshot ring with a fixed part of the seal
forms an annular gap.
Eine derartige berührungslose Dichtung ist bereits durch die
CH-PS 61 581 bekannt. Diese bekannte Abdichtung ist jedoch
z. B. für Werkzeugmaschinen mit hochtourigen Spindeln
unzureichend, da die Kühlflüssigkeit leicht in das Lager
eindringen kann.Such a non-contact seal is already through
CH-PS 61 581 known. However, this well-known seal is
e.g. B. for machine tools with high-speed spindles
inadequate as the coolant easily gets into the bearing
can penetrate.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
berührungslose Abdichtung für hochtourige Spindeln oder
dgl. zu schaffen, die aus einfach herstellbaren Teilen
besteht und verhindert, daß flüssige Medien in die Lager
gelangen können.The present invention has for its object a
non-contact sealing for high-speed spindles or
Like. To create that from easily manufactured parts
exists and prevents liquid media from entering the bearings
can reach.
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch
gelöst, daß der Schleuderring mit dem feststehenden Teil der
Dichtung einen vorzugsweise radial gerichteten Dichtspalt und
eine Ringkammer bildet, die über einen engen umlaufenden Spalt
mit mindestens einer weiteren Ringkammer verbunden ist und
letztere im wesentlichen von feststehenden Teilen der Dichtung
begrenzt ist, wobei eines der feststehenden Teile der Dichtung
eine Fangrinne zum Auffangen und Abführen eingedrungener
flüssiger Medien aufweist.
This object is achieved according to the present invention
solved that the slinger with the fixed part of the
Seal a preferably radially directed sealing gap and
forms an annular chamber that over a narrow circumferential gap
is connected to at least one further annular chamber and
the latter essentially from fixed parts of the seal
is limited, with one of the fixed parts of the seal
a gutter to catch and drain penetrated
has liquid media.
Durch diese Ausgestaltung der Dichtung wird eine ausgezeichnete
Dichtwirkung erzielt, die auch den Einsatz unter Wasser
gestattet.This configuration of the seal is excellent
Sealing effect achieved, which can also be used under water
allowed.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.Further embodiments of the invention are in the
Subclaims described.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further details of the invention are as follows
Description of an embodiment explained in more detail.
Die das Werkzeug tragende Spindel 1 ist über Wälzlager 2 in
einem Gehäuse 3 (nur andeutungsweise gezeichnet) gelagert. Der
Raum zwischen dem Gehäuse 3 und der Spindel 1 wird durch eine
berührungslose Dichtung 4 verschlossen, die wirkungsvoll gegen
flüssige Medien, Staub und dgl. abdichtet. Die Dichtung
besteht aus einem Schleuderring 5, einem Abdeckring 6 und
einem L-förmigen Auffangring 7, wobei letztere in einem
Gehäusering 8 angeordnet sind. Der Abdeckring 6 und der
Auffangring 7 sowie der Gehäusering 8 bilden den feststehenden
Teil der Dichtung, der durch Schrauben am Gehäuse 3 befestigt
ist. Der auf einem Absatz 9 der Spindel 1 sitzende
Schleuderring 5 weist eine radial nach außen gerichtete
Schleuderscheibe 10 auf, die außen eine geneigte Fläche 11
zum Abspritzen von Flüssigkeiten besitzt. Die innere Fläche 12
der Schleuderscheibe 10 verläuft in radialer Richtung und
liegt mit Spiel an einer entsprechenden radialen Fläche 13
des Abdeckringes 6 an. Auf der Mantelfläche 14 des
Schleuderringes 5 ist ein radial gerichteter, umlaufender
Vorsprung 15 mit Seitenflächen 16, 17 und einer Mantelfläche 18
vorgesehen. Die radial gerichtete innere Fläche 12 der
Schleuderscheibe 10, die Mantelfläche 14 sowie die eine
Seitenfläche 16 des Vorsprungs 15 bilden mit einer
Bohrungsfläche 19 und einer radialen Fläche 20 des
Abdeckringes 6 eine Kammer A, in der die durch den radialen
Spalt 21 eindringende Flüssigkeit gesammelt wird. Die
Kammer A ist mit der Kammer B durch einen engen Axialspalt 22
verbunden, der von der Mantelfläche 18 des Vorsprunges 15 und
einer Bohrungsfläche 23 eines radial nach innen gerichteten
Vorsprungs 24 des Abdeckringes 6 begrenzt ist.
The spindle 1 carrying the tool is mounted on roller bearings 2 in a housing 3 (only hinted at). The space between the housing 3 and the spindle 1 is closed by a non-contact seal 4 , which effectively seals against liquid media, dust and the like. The seal consists of a slinger 5 , a cover ring 6 and an L-shaped collecting ring 7 , the latter being arranged in a housing ring 8 . The cover ring 6 and the catch ring 7 and the housing ring 8 form the fixed part of the seal, which is fastened to the housing 3 by screws. The centrifugal ring 5 seated on a shoulder 9 of the spindle 1 has a radially outwardly directed centrifugal disc 10 , which has an inclined surface 11 for spraying liquids on the outside. The inner surface 12 of the centrifugal disc 10 extends in the radial direction and lies with play against a corresponding radial surface 13 of the cover ring 6 . A radially directed, circumferential projection 15 with side surfaces 16, 17 and a lateral surface 18 is provided on the lateral surface 14 of the slinger 5 . The radially directed inner surface 12 of the centrifugal disc 10 , the outer surface 14 and the one side surface 16 of the projection 15 form, with a bore surface 19 and a radial surface 20 of the cover ring 6, a chamber A in which the liquid penetrating through the radial gap 21 is collected . The chamber A is connected to the chamber B by a narrow axial gap 22 which is delimited by the outer surface 18 of the projection 15 and a bore surface 23 of a radially inward projection 24 of the cover ring 6 .
Der Vorsprung 15 ist breiter ausgeführt als der Vorsprung 24,
damit die eindringenden Flüssigkeiten nach außen abgespritzt
werden. Durch den engen umlaufenden Axialspalt 22 wird ein
Druckabbau der eindringenden Flüssigkeit durch einen
Drosseleffekt erzielt. Die Kammer B wird durch die
Seitenfläche 25 und Bohrungsfläche 26 des Abdeckringes 6 und
durch die Mantelflächen 27, 28 und Seitenflächen 29 des
L-förmigen Auffangringes 7 geschaffen. Der Auffangring 7 und
der Abdeckring 6 sind in der Bohrung 30 des Gehäuseringes 8
angeordnet, wobei der Auffangring 7 durch den Abdeckring 6 in
axialer Richtung fixiert ist. Der Auffangring 7 weist eine
Fangrinne 31 zum Auffangen und Abführen der eingedrungenen
Flüssigkeit auf. Nachdem die Kammer B nicht von rotierenden
Teilen begrenzt wird, können in dieser keine Verwirbelungen
auftreten. In der Kammer B ist außerdem eine sehr gleichmäßige
Druckverteilung. Die Kammer C ist von dem Auffangring 7, einem
zweiten, z. B. einstückig mit dem Gehäusering verbundenen
L-förmigen Auffangring 32 und dem Gehäusering 8 begrenzt. Der
Auffangring 7 liegt mit axialem Spiel mit einer Stirnfläche 33
an der Seitenfläche 17 des Vorsprunges 15 und mit radialem
Spiel an der Mantelfläche 14 des Schleuderringes 5 an. Der mit
einer Fangrinne 34 versehene Auffangring 32 liegt mit axialem
Spiel mit einer Stirnfläche 35 an der Stirnfläche 36 des
Schleuderringes 5 und mit radialem Spiel an einer Distanzhülse
37 an. Die Kammer C wird ebenfalls nicht von rotierenden
Teilen begrenzt, so daß in dieser Kammer laminare
Strömungsverhältnisse und eine gleichmäßige Druckverteilung
vorliegen. Die Kammer C ist mit einer Druckluftzufuhr (nicht
gezeichnet) versehen, so daß eindringende Flüssigkeiten nach
außen gedrängt werden. Diese Druckluftzufuhr ist nur bis 800
U/min nötig. Bei Drehzahlen über 800 U/min wird selbständig
Luft durch den sich in den radialen Dichtspalten ausbildenden
Druck angesaugt. Der Gehäusering 8 ist im unteren Bereich mit
Ablaufbohrungen 38, 39 versehen, so daß Flüssigkeiten aus den
Fangrinnen 31, 34 in die Ablaufbohrungen 38, 39 fließen
können.
The projection 15 is made wider than the projection 24 so that the penetrating liquids are sprayed outwards. The narrow circumferential axial gap 22 reduces the pressure of the penetrating liquid by means of a throttling effect. The chamber B is created by the side surface 25 and bore surface 26 of the cover ring 6 and by the lateral surfaces 27, 28 and side surfaces 29 of the L-shaped collecting ring 7 . The catch ring 7 and the cover ring 6 are arranged in the bore 30 of the housing ring 8 , the catch ring 7 being fixed in the axial direction by the cover ring 6 . The collecting ring 7 has a collecting channel 31 for collecting and discharging the liquid that has penetrated. Since the chamber B is not limited by rotating parts, no turbulence can occur in it. In chamber B there is also a very even pressure distribution. The chamber C is of the catch ring 7 , a second, for. B. integrally connected to the housing ring L-shaped receiving ring 32 and the housing ring 8 . The collecting ring 7 rests with axial play with an end face 33 on the side face 17 of the projection 15 and with radial play against the outer surface 14 of the slinger 5 . The collecting ring 32, which is provided with a gutter 34 , rests with axial play with an end face 35 on the end face 36 of the slinger 5 and with radial play against a spacer sleeve 37 . The chamber C is also not limited by rotating parts, so that laminar flow conditions and an even pressure distribution are present in this chamber. The chamber C is provided with a compressed air supply (not shown) so that penetrating liquids are forced outwards. This compressed air supply is only necessary up to 800 rpm. At speeds above 800 rpm, air is sucked in automatically due to the pressure building up in the radial sealing gaps. The housing ring 8 is provided in the lower region with drain holes 38, 39 so that liquids can flow from the gutters 31, 34 into the drain holes 38, 39 .
Die erfindungsgemäße Dichtung funktioniert auf folgende Weise:The seal according to the invention works in the following way:
Beim Umlauf der Spindel 1 wird der Schleuderring 5 in
Rotation versetzt, so daß ein Teil der von außen auftreffenden
Flüssigkeiten durch die Schleuderscheibe 10 radial nach außen
geschleudert wird. Ferner verhindert ein axial gerichteter
Absatz 40 des Abdeckringes 6, daß Flüssigkeiten direkt in den
Spalt 21 spritzen können. Ein Teil der in den Spalt 21
eindringenden Flüssigkeit wird durch den sich bei umlaufender
Schleuderscheibe 10 im Spalt 21 ausbildenden, radial nach außen
gerichteten Sog wieder herausgeschleudert. Die in der Kammer A
verbleibende Flüssigkeit gelangt dann durch den Axialspalt 22
in die Kammer B und in die Auffangrinne 31 des Auffangringes
7, wobei ein Teil der Flüssigkeit in die Ablaufbohrung 38
tropft. Falls Flüssigkeiten durch den axialen und radialen
Spalt zwischen dem Auffangring 7 und dem Schleuderring 5
gelangen sollten, werden sie in einer Auffangrinne 41 des
Schleuderringes 5 gesammelt und gelangen über eine schräge
Fläche 42 des Schleuderringes 5, die bis zur Mantelfläche 43
des Umfangringes 32 reicht, in die Auffangrinne 34 und dann
in die Ablaufbohrung 39. Die Flüssigkeiten dringen jedoch
normalerweise nur bis zur Kammer B vor, wo sie durch die
Druckluft bzw. den sich ausbildenden Sog gestoppt werden. Die
Dichtung 4 ist so gestaltet, daß die Anordnung auch unter
Wasser eingesetzt werden kann.When the spindle 1 rotates, the centrifugal ring 5 is set in rotation, so that part of the liquids impinging on the outside is thrown radially outwards by the centrifugal disc 10 . Furthermore, an axially directed shoulder 40 of the cover ring 6 prevents liquids from splashing directly into the gap 21 . A part of the intruding into the gap 21 the liquid is thrown out again by the forming in circumferential slinger 10 in the gap 21, radially outwardly directed suction. The liquid remaining in the chamber A then passes through the axial gap 22 into the chamber B and into the collecting channel 31 of the collecting ring 7 , a part of the liquid dripping into the drain hole 38 . If liquids should pass through the axial and radial gap between the collecting ring 7 and the centrifuge ring 5 , they are collected in a collecting channel 41 of the centrifugal ring 5 and pass over an inclined surface 42 of the centrifugal ring 5 , which extends to the outer surface 43 of the peripheral ring 32 , into the gutter 34 and then into the drain hole 39 . However, the liquids normally only penetrate to chamber B, where they are stopped by the compressed air or the suction that forms. The seal 4 is designed so that the arrangement can also be used under water.
Diese beschriebene Ausführungsform stellt nur ein Beispiel
einer erfindungsgemäßen Dichtung dar. Änderungen in der
Konstruktion der einzelnen Bauteile sind im Rahmen der
Erfindung ohne weiteres möglich. So können beispielsweise
eine oder beide die radialen Spalte begrenzenden Stirnflächen
mit Fördernuten, z. B. Spiralrillen, versehen werden.This described embodiment is only an example
a seal according to the invention. Changes in
Construction of the individual components are under the
Invention easily possible. For example
one or both end faces delimiting the radial gaps
with conveying grooves, e.g. B. spiral grooves.