DE69327627T2

DE69327627T2 - Öldichtung zum Abdichten einer rotierenden Welle gegenüber einem Gehäuse

Info

Publication number: DE69327627T2
Application number: DE69327627T
Authority: DE
Inventors: Rolf Alexis Jacobsson; Jan Krister Johansson Edling
Original assignee: Atlas Copco Tools AB
Current assignee: Atlas Copco Industrial Technique AB
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2013-10-02
Also published as: EP0591123A2; SE470167B; EP0591123A3; EP0591123B1; JPH06201049A; JP3465932B2; SE9202849D0; DE69327627D1; SE9202849L; US5575486A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Öldichtung zum Abdichten einer rotierenden Welle relativ zu einem Gehäuse, wie durch die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 ausgeführt. Eine solche Dichtung ist beispielsweise im Stand der Technik JP-A-59 219 577 beschrieben.
Ein Öldichtungen der vorstehenden Art betreffendes Problem liegt darin, daß extrem hohe Anforderungen an die Berührungsflächen bestehen, um eine perfekte Dichtigkeit zu erhalten. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist eine teure und raumgreifende Dichtungskonstruktion erforderlich. Dies stellt einen schwerwiegenden Nachteil beim Einsatz dieser Art von Dichtung in einer Maschine von kleiner Größe dar, wo es wichtig ist, sowohl die Kosten als auch den Raum zu minimieren.
Dieses Problem wird durch die in Anspruch 1 ausgeführte Dichtung gelöst, die trotz niedriger Kosten und einem niedrigen Raumerfordernis für einen sehr hohen Grad an Dichtigkeit sorgt. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.
Ein Vorteil, den man durch die erfindungsgemäße Dichtung erhält, besteht darin, daß die Dichtelemente und ihre Kontaktflächen relativ zueinander genau zentriert sind, wodurch man einen hohen Anpassungsgrad der Kontaktflächen zueinander und entsprechend einen hohen Dichtigkeitsgrad erreicht, sogar während einer Einlaufphase.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Öldichtung;
Fig. 2 in größerem Maßstab eine Teilansicht der Dichtung nach Fig. 1.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besitzt eine rotierende Welle 10, die in einem Gehäuse 11 mit Hilfe eines Kugellagers 12 gelagert ist. Das Gehäuse 11 besitzt eine Kammer 13, die Schmieröl für ein Getriebe oder dgl. enthält. Eine geeignete Anwendung für die nachstehend beschriebene Öldichtung ist die Abtriebswelle einer Luftturbine, bei welcher die hohe Drehzahl der Abtriebswelle durch ein in einem Ölbad laufendes Getriebe reduziert wird.
Die Öldichtung zwischen der Welle 10 und dem Gehäuse 11 besitzt ein erstes Dichtelement 15 in der Form einer Metallhülse 16, die mit einem radialen Flansch 17 versehen ist und zwischen dem Lager 12 und einem Absatz 19 auf der Welle 10 starr befestigt ist. Ein zweites ringförmiges Dichtelement 18 wird durch eine Membran 20 aus einem nachgiebigen Material gehalten und ist in dem Gehäuse 11 durch einen Haltering 21 befestigt. Eine Tellerfeder 22 wirkt zwischen dem Lager 12 und dem Dichtelement 18. Die Membran 20 ist mit einem verstärkenden Metallring 23 versehen, um die durch die Feder 22 ausgeübte axiale Vorspannkraft gleichmäßig zu verteilen und die radiale Klemmkraft auf das Dichtelement 18 zu steigern.
Das Dichtelement 18, das vorzugsweise aus einem relativ weichen Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wie z. B. Bakelit, hergestellt ist, ist mit einer axialen Kontaktfläche 25 ausgebildet, die mit einer entgegengesetzt ausgerichteten Kontaktfläche 26 an dem Flansch 17 des anderen Dichtelements 15 zusammenwirken soll. Ein Kontaktdruck zwischen diesen Flächen 25, 26 wird durch die Vorspannkraft der Feder 22 bewirkt. Ein O-Ring 24 hindert Öl daran, zwischen dem Dichtelement 15 und der Welle 10 durchzusickern.
Im Ursprung ist die Kontaktfläche 25 des Dichtelements 18 aus weichem Material völlig flach, wohingegen die Kontaktfläche 26 des Dichtelements 15 aus härterem Metall mit drei kreisförmigen Rippen 27a, b, c ausgebildet ist, die konzentrisch zueinander und zu der Welle 10 angeordnet sind.
Wenn die Dichtvorrichtung zu Beginn montiert wird, ruht die flache Kontaktfläche 25 des Dichtelements 18 auf den Spitzen der Rippen 27a-c, wie dies mit einer gestrichelten Linie in Fig. 2 dargestellt ist. Während einer Einlaufphase veranlaßt der hohe Kontaktdruck zwischen den engen Rippen 27a-c und der Fläche 25 die Rippen 27a-c, ihre Bahn in das weichere Material des Dichtelements 18 einzuschneiden, wie dies in durchgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist, so daß ein abdichtendes Zusammenwirken über die gesamte Fläche zwischen den Dichtelementen 15, 18 erreicht wird.
Die kreisförmigen Rippen 27a-c dienen dazu, ein Zentrieren des sowohl axial als auch radial beweglichen Dichtelements 18 mit Bezug auf das rotierende Dichtelement zu bewirken. Dadurch erhält man eine sehr gute Selbstausrichtung der Dichtflächen 25, 26 relativ zueinander und als Ergebnis davon einen hohen Grad an Dichtigkeit.
Die Rippen 27a-c besitzen relativ kleine Querschnittsabmessungen und sollen nicht in erster Linie eine Labyrinthdichtung bilden. In einem praktischen Fall führten eine Öldichtung mit einem äußeren Durchmesser von 15 mm und Rippen mit einer Rechteckabmessung von 0,1 · 0,1 mm zu einer sehr guten Öldichtigkeit.

Claims

1. Öldichtung zum Abdichten einer rotierenden Welle (10) relativ zu einem Gehäuse (11) mit

einem Dichtelement (18) aus weichem Material, das entweder mit dem Gehäuse (11) oder der Welle (10) verbunden ist,

einem Dichtelement (15) aus hartem Material, das entweder mit dem Gehäuse (11) oder der Welle (10) verbunden ist, wobei sowohl das Dichtelement (15) aus hartem Material als auch das Dichtelement (18) aus weichem Material mit einer axialen, ringförmigen und im wesentlichen flachen Stirnkontaktfläche (25, 26) zum abdichtenden Zusammenwirken mit der Kontaktfläche (25, 26) des anderen Dichtelements (15, 18) ausgebildet ist,

und Federmitteln (22), welche eines der Dichtelemente (18) in Richtung des anderen Dichtelements (15) vorbelasten, um einen axialen Berührungsdruck zwischen den Kontaktflächen (25, 26) zu schaffen und aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (15) aus härterem Material mit einer oder mehreren kreisförmigen Rippen (27a-c) ausgebildet ist, die konzentrisch zu der Welle (10) angeordnet sind und axial von der Kontaktfläche (26) des Dichtelements (15) aus härterem Material hervorstehen, und daß durch die Rippen (27a-c) während einer Einlaufphase und unter der Wirkung der Federmittel (22) ein Hochdruck-Dichtkontakt in einem relativ kleinen Bereich gegen die Kontaktfläche (25) des Dichtelements (18) aus weicherem Material bewirkbar ist, während die Rippen eine oder mehrere passende kreisförmige Nuten in die Kontaktfläche (25) des Dichtelements (18) aus weiche rem Material schneiden, wonach man einen Dichtkontakt mit relativ niedrigem Druck zwischen den gesamten Kontaktflächen (25, 26) der Dichtelemente (15, 16) erhält.

2. Öldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (15) aus härterem Material aus Metall besteht, während das Dichtelement (18) aus weicherem Material aus einem synthetischen Material mit niedriger Reibung gefertigt ist.

3. Öldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (27a-c) einen rechteckigen Querschnitt besitzt.