KR20190016438A

KR20190016438A - 연결 채널을 포함한 밀봉 조립체

Info

Publication number: KR20190016438A
Application number: KR1020180088253A
Authority: KR
Inventors: 외르그 브란트; 카르로스 팡가우프
Original assignee: 에스케이에프 마린 게엠베하
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2019-02-18
Also published as: KR102615852B1; JP7191581B2; CN109386547A; FI20185675A1; DE102017213830A1; CN109386547B; US10550890B2; FI128990B; US20190048934A1; JP2019032079A

Abstract

연결 채널을 포함한 밀봉 조립체
축 베어링(14)을 밀봉하기 위한 밀봉 조립체(100)가 공개되고 밀봉 하우징(110) 및 상기 밀봉 하우징에 의해 유지되는 두 개의 밀봉 링(121,122)을 포함한다. 상기 밀봉 링(121,122)은 각각 축을 둘러싸도록 구성되어 밀봉 링들사이에서 원형 챔버(130)가 형성된다. 상기 원형 챔버(130)는 연결 채널(111)에 의해 오일 공간(13)과 연결된다. 상기 밀봉 조립체가 설치되는 설치위치에서 상기 오일 공간이 제1 충진 가능 레벨(N1)을 가질 때 상기 연결 채널은 오일 공간 및 원형 챔버사이에서 충진 레벨 동일화(equalization)를 형성하며 제2 충진 가능 레벨(N2)을 가질 때 오일 공간 및 원형 챔버사이에서 충진 레벨 동일화(equalization)를 방지한다.
또한, 밀봉 조립체를 위한 밀봉 하우징(110)이 공개된다.

Description

연결 채널을 포함한 밀봉 조립체{SEAL ASSEMBLY INCLUDING CONNECTING CHANNEL}

본 발명은 축 베어링, 예를 들어, 특히 선박용 아지무스 스러스터(azimuth thruster)의 스러스터 또는 레이디얼 베어링을 위한 밀봉 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 축 베어링이 베어링의 윤활을 위해 지정된 충진 레벨까지 오일로 충진되는 오일 공간을 포함한 특수 베어링 하우징내에 배열된다. 베어링을 밀봉하기 위해 일반적으로 밀봉 링들이 이용되며 축의 주변부에 대해 지지되거나 축을 둘러싸는 축 보호용 슬리브에 대해 지지된다. 여기서, 밀봉링들은 일반적으로 베어링 하우징에 대해 축 방향으로 오프셋 배열된 밀봉 하우징내에서 유지된다. 본 명세서에서 "축 방향", "반경 방향", "회전 방향" 및 이들로부터 유래하는 용어들은 항상 - 다르게 설명되지 않는 한- 밀봉되는 축의 회전 방향을 기준으로 한다.

마모, 전단, 재료 피로, 예측 못 한 부하 등에 의해 밀봉링이 손상되고 이에 따라 기능제한 또는 심지어 전체적인 고장이 야기된다. 신속한 수리가 항상 가능하지 않거나 용이하지 않아서 예비 밀봉링(reserve seal ring)이 주요 밀봉링과 동축을 이루며 배열되고, 주요 밀봉링이 결함을 가질 경우에 적어도 일시적으로 수리가 이루어질 수 있을 때까지 상기 예비 밀봉링은 주요 밀봉링의 기능을 가질 수 있다.

상기 예비 밀봉링은 또한, 축 또는 축을 둘러싸는 축 보호용 슬리브에 대해 지지되고 따라서 조립시에 제어된 상태로 이미 윤활되어 마모 및 마모 입자의 발생이 적게 유지되고 온도 증가가 방지될 수 있다.

본 발명의 목적은, 소형 및 강성 구조를 가지며 공간을 절약하고 축 베어링을 신뢰성있게 밀봉할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 제1항을 따르는 밀봉 조립체 및 제10항을 따르는 밀봉 하우징에 의해 달성된다. 유리한 실시예들이 종속항들, 상세한 설명 및 도면에 공개된다.

본 발명을 따르는 밀봉 조립체가, 특히 선박용 아지무스 스러스터(azimuth thruster)를 구성하는 축 베어링 예를 들어, 스러스트- 또는- 레이디얼 베어링을 밀봉하기 위해 이용된다. 상기 밀봉 조립체는 밀봉 하우징 및 상기 밀봉 하우징에 의해 유지되는 두 개의 밀봉 링을 포함하고 상기 밀봉 링들은 각각 축을 둘러싸도록 구성되어, 상기 밀봉 링들사이에 원형 챔버가 형성된다. 밀봉 링들 중 ("보조 밀봉체"라고도 설명되는) 한 개의 밀봉링이 여기에 형성되어 축을 따라 원형 챔버를 향해 (예를 들어, 베어링 하우징에 의해 둘러싸이는) 베어링 하우징 측부 오일 공간을 밀봉한다. 원형 챔버는 상기 밀봉링들, 상기 축의 주변부의 섹션 또는 축 보호용 슬리브 및 밀봉 하우징의 표면에 의해 형성되는 것이 선호된다.

상기 베어링 하우징 측부 오일 공간은 연결 채널에 의해 원형 챔버와 연결된다. 상기 밀봉 조립체가 설치된 설치위치에서(즉, 설치된 밀봉 조립체가 이용되는 방향에서) 상기 오일 공간의 제1 충진 가능(고려되거나 설정될 수 있는) 레벨에서, 연결 채널은 오일 공간과 원형 챔버사이에서 (자동) 충진 레벨 균형(level balancing)을 형성하며, 오일 공간의 제2 충진 가능(고려되거나 설정될 수 있는) 레벨에서 충진 레벨 균형은 연결 채널에 의해 방지된다.

상기 연결 채널은 예를 들어, (오일이 설치 위치에서 유동할 수 있는) 채널 바닥을 가지며 상기 밀봉 조립체의 설치위치에서 상기 채널바닥은 제1 충진 가능 레벨 아래에 연속적으로 배열된다. 상기 오일 공간이 상기 제1 충진 가능 레벨까지 충진되거나 초과해서 충진되면 상기 채널 바닥은 오일 레벨( 오일 표면)아래에 위치하여, 제1 충진 가능 레벨에서 오일 공간과 원형 채널의 자동 충진 레벨 균형이 보장된다. 선택적으로, 연결 채널은 연결채널의 단부들사이에서 공기가 새지 않게 밀폐되고 두 개의 단부들(즉, 연결 채널의 오일 챔버 측부 유입구 및 상기 원형 챔버를 향하는 개구부)에서 상기 제1 충진 가능 레벨 아래에 위치한다. 연결 채널이 초기 충진 후에 오일로 완전히 충진되면 흡인 효과(suction effect)에 의해 이때부터 계속해서 오일 공간과 원형 챔버사이에서 자동 충진 레벨 균형이 형성된다.

다른 한편, (상기 밀봉 조립체가 설치되는 설치 위치에서) 제2 충진 가능 레벨(N2)에 의해 연결 채널에 의해 충진 레벨 동일화(equalization)가 방지된다. 예를 들어, 상기 밀봉 조립체가 설치되는 설치 위치에서 상기 연결 채널(예를 들어, 원형 챔버속으로 형성된 개구부)의 단부들 중 한 개의 단부가 완전히 (특히 상측 변부에 의해) 상기 제2 충진 가능 레벨위에 배열되거나 상기 연결 채널로 공기 침투(air permeable)가 가능하며 상기 연결 채널은 상기 제2 충진 가능 레벨위에 배열되어 상기 제2 충진 가능 레벨에서 오일 유동을 방지하는 섹션을 포함한 채널 바닥을 포함한다.

상기 연결 채널의 위치에 의해, 본 발명을 따르는 밀봉 조립체는 원형 채널에 오일을 충진하는 과정의 제어를 간단하고 신뢰성있게 수행할 수 있다. 따라서, 정상적인 축 베어링의 경우에 즉 원래 상태의 밀봉링들에 의해, 오일 공간의 충진 레벨은 제1 충진 가능 레벨로 설정( 및 오일 공간을 제공하여 조정)될 수 있는 것이 선호된다. 이 경우, 연결 채널은 충진 레벨 동일화를 형성하기 때문에, 원형 챔버속의 오일 레벨은 제1 충진 가능 레벨로 설정된다. 따라서, 밀봉링들의 윤활작용이 제어되며 오일 공간으로부터 더욱 분리된 두 개의 밀봉링들 중 한 개의 밀봉링(여기서 "주요 밀봉링")은 외부를 향해 밀봉 조립체를 밀봉한다.

다른 한편, 주요 밀봉링이 결함을 가지는 경우에 임시적인 경우에, 오일 공간을 위한 충진 레벨은 제2 충진 가능 레벨 아래에(즉 제2 수평 횡단면) 또는 제2 충진 가능 레벨에 제공되고 오일 공간의 제공에 의해 조정될 수 있는 것이 선호된다. 이 경우, 연결 채널은 충진 레벨 동일화를 방지한다. 따라서, 오일이 더 이상 오일 공간으로부터 원형 챔버속으로 유동할 수 없다. 보조 밀봉링이 오일 공간과 접촉에 의해 윤활되는 상태를 유지하는 동안, 원형 챔버는 비워진다. 보조 밀봉링은 축 베어링의 밀봉 기능을 가진다.

상기 밀봉 조립체는 소형이고 강성을 가지며 유지보수가 적고 연결채널을 일시적으로 밀폐하기 위한 추가 밸브를 요구하지 않는다. 따라서 밀봉 조립체는 특히 공간을 절약하게 된다. 오일 공간내에서 충진 레벨을 조정하여 필요하다면 예비적인 밀봉이 간단하게 수행될 수 있다.

본 발명을 따르는 밀봉 하우징은 본 명세서에 공개된 실시예들 중 한 개를 따르는 본 발명의 밀봉 조립체의 밀봉 하우징으로서 이용되도록 구성된다. 특히, 밀봉 하우징은 두 개의 밀봉링들사이에 배열된 원형 챔버를 형성하여 두 개의 밀봉링들을 유지하도록 구성되고 밀봉 하우징은 (밀봉 하우징의 해당 설치에 의해) 베어링 하우징 측부 오일 공간으로부터 오일을 원형 챔버속으로 안내하도록 구성된 연결 채널을 포함한다. 밀봉 하우징(또는 밀봉 조립체)의 설치위치에서, 오일 공간의 제1 충진 가능 레벨에 의해 상기 연결 채널은 오일 공간 및 원형 챔버사이에서 충진 레벨 동일화를 형성한다. 다른 한편, 상기 오일 공간의 제2 충진 가능 레벨에 의해 상기 연결 채널은 상기 충진 레벨 동일화를 방지한다.

상기 제1 및 제2 충진 가능 레벨은 각각은, 오일 공간을 통과하는 제1 가상 수평 횡단면으로서 이해될 수 있다.

상기 제1 및 제2 충진 가능 레벨은 밀봉 조립체를 밀봉하기 위해 제공되는 각각의 축 베어링에 의존하는 것이 선호된다. 상기 제1 충진 가능 레벨은 기껏해야 (예를 들어, 제조업자에 의해 정해지는) 최대 충진 레벨의 높이에 배열되는 것이 선호되고, 상기 제2 충진 가능 레벨은 적어도 (예를 들어, 제조업자에 의해 정해지는) 최소 충진 레벨의 높이에 배열된다. 일반적으로 최대 충진 레벨은 축의 중심 영역에 위치한다.

두 개의 밀봉 링들은 다르게 구성되건 동일하게 구성될 수 있다. 두 개의 밀봉링들은 동일한 미끄럼 직경을 가지는 것이 선호된다. 여기서 밀봉링의 직경은 밀봉링의 "미끄럼 직경"(D)으로서 이해되어야 하고, 밀봉링은 축 보호용 슬리브에 대해 지지되거나 (축의 회전에 의해) 축 또는 축 보호용 슬리브를 따라 미끄럼 운동한다.

본 발명의 유리한 실시예에 의하면, 상기 제1 충진 가능 레벨은 상기 밀봉링들 중 한 개( 또는 양쪽 밀봉링들)가 가지는 미끄럼 직경(D)의 최대 100%, 80%, 60%, 50% 또는 심지어 최대 40%를 가지며 (설치위치에서) 원형 챔버의 바닥(즉 가장 낮은 위치) 위에 배열된다. (설치 위치에서) 원형 챔버의 바닥으로부터 상기 제1 충진 가능 레벨이 가지는 거리(d1)에 대하여, d1≤ D이거나 더욱 선호적으로 d1≤0.8D 이거나 d1≤0.6D 이거나 d1≤0.5D 이거나 심지어 d1≤0.4D이다.

상기 제2 충진 가능 레벨은 상기 미끄럼 직경(D)의 적어도 5% 또는 적어도 10% 또는 적어도 15%만큼 상기 제1 충진 가능 레벨 아래로 떨어지는 것이 선호된다.

상기 원형 챔버의 바닥으로부터 상기 제2 충진 가능 레벨이 가지는 거리(d2)는 원형 챔버의 바닥으로부터 상기 제1 충진 가능 레벨의 거리(d1)의 최대 95%, 최대 90%, 최대 85% 또는 최대 80% 및/또는 원형 챔버의 바닥으로부터 상기 제1 충진 가능 레벨의 거리(d1)의 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 60% 또는 적어도 70%이다. 따라서, d2 ≤ 0.95 d1이거나 d2 ≤ 0.9 d1이거나 d2 ≤ 0.85 d1이거나 d2 ≤ 0.8 d1 및/또는 d2 ≥ 0.2 d1이거나 d2 ≥ 0.3 d1이거나 d2 ≥ 0.4 d1이거나 d2 ≥ 0.6 d1이거나 d2 ≥ 0.7 d1인 것이 선호된다. 상기 제2 충진 가능 레벨에 대해 설정되는 오일 공간에 의해 일시적인 경우를 위한 축 베어링의 양호한 윤활이 허용된다. 또한, 상기 두 개의 충진 가능 레벨들의 최소 이격 상태가 상기 거리들에 의해 보장된다.

설치 위치에서 원형 챔버속으로 형성된 연결 챔버의 개구부 및/또는 연결 채널의 오일 챔버 측부 유입구가 제1 및 제2 충진 가능 레벨사이에 배열되는 것이 선호된다.

본 발명의 선호되는 실시예에 의하면, 연결 채널은 원형 챔버속으로 형성된 개구부를 가지고 설치 위치의 변부의 가장 깊은 위치 또는 설치위치의 중심 위치에서 상기 개구부는 제1 충진 가능 레벨로부터 거리(a)를 가지며 특히 거리(a)에 대하여 D/20 ≤ a ≤2D/3이고 특히 거리(a)는 D/11 ≤ a ≤D/9의 범위인 것이 선호되고, 여기서 D는 밀봉링들 중 적어도 한 개가 가지는 미끄럼 직경이다. 특히, 상기 개구부는 제1 충진 가능 레벨에 대해 너무 가깝지 않게 배열되어 (축 회전 및 냉각 순환에 의해) 베어링내에서 오일이 유동하더라도 원형 챔버의 신뢰성 있는 공급이 수행될 수 있다. 유사하게, 상기 연결 채널의 오일 챔버 측부 유입구는 설치 위치의 변부의 가장 낮은 위치 또는 설치 위치의 중심 위치에서 제1 충진 가능 레벨로부터 거리(a)를 가질 수 있다.

설치 위치에서 개구부가 가지는 중심 위치 또는 설치 위치에서 원형 챔버속으로 형성된 연결 채널의 개구부가 가지는 변부의 가장 낮은 위치가 제2 충진 가능 레벨로부터 떨어진 거리(b)에 대하여, D/20 ≤ b ≤2D/3이고 특히 거리(b)는 D/11 ≤ b ≤D/9의 범위인 것이 선호되고, 여기서 D는 밀봉링들 중 적어도 한 개가 가지는 미끄럼 직경이다. 특히, 상기 개구부는 제2 충진 가능 레벨에 대해 너무 가깝지 않게 배열되어 일시적인 경우에 대해 베어링내에서 오일이 유동하더라도 원형 챔버속으로 오일 공급이 수행될 수 있다. 유사하게, 설치 위치에서 상기 연결 채널의 오일 챔버 측부 유입구는 제2 충진 가능 레벨로부터 떨어진 거리(b)에 배열되는 가장 낮은 위치를 가진 변부 또는 중심 위치를 가질 수 있다.

상기 정해진 거리(a,b)에 대하여 D/10 ≤ a+ b ≤D/3 또는 심지어 D/6 ≤ a+ b ≤D/4인 실시예가 특히 유리하며 여기서 D는 밀봉링들 중 적어도 한 개가 가지는 미끄럼 직경이다.

유리한 실시예에 의하면, 설치 위치에서 상기 제2 충진 가능 레벨위에 배열된 연결 채널의 섹션은 원형 챔버속으로 반경 방향을 따라 개방될 수 있다. 따라서 연결 채널을 포함한 밀봉 하우징이 특히 간단하게 제조될 수 있고, 특히 연결 채널의 섹션은 밀봉 하우징의 하우징링을 통과하는 보어(bore)로서 형성될 수 있다.

상기 연결채널은, 예를 들어, 축의 회전축 주위에서 적어도 60° 또는 적어도 70°또는 적어도 80°의 중심각을 가지며 축을 부분적으로 둘러싸는 섹션을 포함한다. 여기서 상기 섹션은 순수하게 원주방향으로 연장되거나 원주방향으로 연장( 따라서 예를 들어, 나선형으로 연장)뿐만 아니라 축 방향 성분을 가질 수 있다.

연결 채널의 적어도 한 개의 섹션은 상기 밀봉 하우징의 두 개의 하우징링들사이에서 연장되는 변형예가 유리하다. 예를 들어, 하우징 링들을 조립하기 전에, 예를 들어, 특히 선삭되거나 밀링 가공된 하우징 링의 적어도 한 개의 표면에서 상기 연결 채널은 상기 섹션내에 삽입될 수 있다. 상기 실시예는 특히, 간단하게 제조되고 수리된다. 특히 상기 설명과 같이 축을 부분적으로 둘러싸는 섹션이 두 개의 하우징 링들사이에서 연장되는 것이 선호된다. 연결 채널은 밀봉링 비드(bead)에 의해 축을 향해 밀봉되고 예를 들어, O 링에 의해 외측을 향해 밀봉될 수 있는 것이 선호된다.

원형 챔버는 예를 들어, 통풍 라인에 의해 외측으로 통풍될 수 있다.

유리한 실시예에 의하면, 본 발명을 따르는 밀봉 조립체는 밀봉 하우징내에서 통풍 채널을 포함하고 상기 통풍 채널은 설치위치에서 제1 충진 가능 레벨위에서 연장되고 원형 챔버와 오일 공간을 연결시킨다. 밀봉 하우징 요소 (예를 들어, 밀봉 하우징의 하우징 링)를 통과하는 적어도 한 개의 보어에 의해 형성될 수 있는 상기 통풍 채널에 의해 통풍(venting)기능과 간단한 설치기능을 포함한 밀봉 조립체의 소형 설계가 가능해 진다. 특히, 원형 챔버를 통풍시키기 위해 외측으로 돌출하는 튜빙(tubing)이 생략될 수 있다.

유리한 실시예에 의하면, 통풍 채널은 적어도 한 개의 곡선부 또는 곡선을 포함한다. 특히 상기 원형 챔버이 주요 밀봉링의 결함에 의해 마른(dry) 상태로 작동하고 (제2 충진 가능 레벨 아래에 설정된 오일 공간의 충진 레벨에 의해) 보조 밀봉링이 밀봉기능을 가지는 상태에서, 통풍 채널을 통해 원형 챔버속으로 분무 오일이 침투하는 것이 최소화될 수 있다.

설치 위치에서 상기 오일 공간속으로 개방되는 통풍 채널의 섹션은 오일 공간을 향해 떨어지는 것이 선호된다. 상기 경사에 의해 분무 오일의 일부분이 오일 공간으로부터 상기 통풍 채널속으로 유입되어 오일 공간속으로 역류(flow back)된다.

상기 경사(sloping) 형태의 섹션은, 오일 공간속으로 형성된 통풍 채널의 개구부가 가지는 직경(d)보다 적어도 세 배 더 큰 길이(L)를 가지는 것이 선호된다. 역으로, 상기 오일 공간속으로 형성된 통풍 채널의 개구부가 가지는 직경(d)은 기껏해야 상기 경사형태 섹션이 가지는 길이의 삼분의 일이다. 상기 형태의 작은 개구부는 주입 오일의 양을 최소화시키고, 또한 떨어지는 섹션이 가지는 상대적으로 큰 길이는 통풍 채널의 가파른(steep) 배열에 의해 오일 공간으로부터 분무되는 일부 오일이 상기 떨어지는 섹션을 통해 상기 통풍 채널속을 관통하는 것을 방지한다.

하기 설명에서 본 발명의 선호되는 실시예들이 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명된다. 개별 요소들 및 부품들은 설명된 것과 다르게 조합될 수도 있다. 서로 일치하는 구성요소들에 대한 도면부호들이 도면에 대하여 공통적으로 이용되고 각각의 도면에 대해 반드시 다르게 설명되는 것은 아니다.

도 1a 내지 도 1d는 다양한 섹션에 위치한 본 발명의 밀봉 조립체를 도시한 횡단면도.
도 2는 도 1a 내지 도 1d의 밀봉 조립체를 개략적으로 도시한 도면.

도 1a 내지 도 1d를 참고할 때, 본 발명을 따르는 밀봉 조립체(100)의 실시예들에 관한 다양한 단면들이 도시된다. 밀봉 조립체(100)는 부분적으로 도시된 베어링 하우징(12)내에 배열된 축(10)의 (도면에 도시되지 않은) 베어링을 밀봉하기 위해 이용된다. 도 1a, 1c 및 1d는 설치된 위치에서 수평으로 배열된 축(10)의 회전축(R)을 따라 횡단면으로 도시된다( 각각의 단면은 수평에 대해 서로 다른 기울기를 가진다); 도 1b는 축(R)에 대해 수직으로 도시된다.

상기 밀봉 조립체(100)는 밀봉 하우징(110) 및 이 경우 상기 밀봉 하우징에 의해 유지되고 동일하게 형성된 두 개의 밀봉링(121,122)을 포함하고, 상기 밀봉링(121,122)은 각각 축(10)의 축 보호용 슬리브(11)위에 지지되며 동일한 미끄럼 직경(D)을 가진다. 상기 밀봉링(121,122)들사이에 형성되고 상기 축 보호용 슬리브(11), 밀봉 하우징(110), 밀봉링(121,122)에 의해 한정된다.

이 경우 수평으로 연장되는 베어링 하우징 측부 오일 공간(13)으로부터 구성되는 섹션(111a)을 포함한 연결 채널(111)이 밀봉 하우징(110)내에 형성된다. 위치(111')에서 상기 연결 채널(111)은 곡선부(bend)를 가지며 여기서 도 1a에 도시된 단면을 떠난다. 연결채널의 또 다른 경로가 도 1b에 도시되고 상기 이 경우 연결 채널(111)은 섹션(111b)에서 축(10)을 부분적으로 둘러싸고 회전 방향으로 (즉 이 경우 75°내지 90°인 중심각(α)으로) 연장된다. 특히 선삭(turned in)되거나 밀링 가공되는 적어도 한 개의 하우징 링의 적어도 한 개의 표면에 위치한 상기 섹션(111b)내에 예를 들어, 상기 연결 채널(111)이 (전체적으로 또는 부분적으로) 도입될 수 있고, 상기 섹션에 우선 하우징(110)이 조립된다. 도시된 경우에서, 상기 연결 채널(111)은 밀봉링 비드(beads)(121a,122b)들에 의해 축을 향해 밀봉된다. O 링(113,114)들은 외측을 향하는 밀봉체로서 이용된다.

도 1b에서 제1 충진 가능 레벨(possible fill level)(N1) 및 제2 충진 가능 레벨(N2)이, 축(10)의 섹션을 둘러싸는 (도 1a에 도시된) 오일 공간(13)을 위해 표시된다. 여기서 빈 오일 공간 및 충만 오일 공간사이에서 설정될 수 있거나 고려될 수 있는 모든 충진 레벨들은, 충진 가능 레벨로서 이해되고 상기 충진 가능 레벨들은 가상의 수평 횡단면을 형성한다. 제1 충진 가능 레벨(N1)은 베어링 제조업자에 의해 규정된 충진 레벨에 해당되는 것이 선호된다. 일반적으로 상기 제1 충진 가능 레벨은 축의 회전축(R) 영역에 위치한다.

상기 제1 충진 가능 레벨(N1)은 (설치 위치에서) 원형 챔버의 바닥위에서 밀봉링들 중 한 개가 가지는 미끄럼 직경(D)의 최대 100%, 80%, 60%, 50% 또는 심지어 최대 40%에 놓이는 실시예들이 유리하다. 도 1b에 도시된 예에서, 표시된 제1 충진 가능 레벨은 회전축(R)의 높이에 놓이고 제2 충진 가능 레벨(N2)은 그 아래에 놓인다.

N1 내지 N2로부터 거리(a+b)는 밀봉링들 중 적어도 한 개가 가지는 미끄럼 직경(D)의 10% 내지 77% 범위에 해당하고 특히 미끄럼 직경의 15% 내지 25%에 해당하는 것이 선호된다.

또 다른 곡선부(111')에서 연결 채널이 도 1c에 도시되고 원형 챔버(130)속으로 형성된 섹션(111c)속으로 합쳐진다.

설치된 위치에서, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 실시예의 연결 채널(111)이 제1 충진 가능 레벨(N1) 아래에서 연속적으로 배열된다. 특히, 오일이 유동할 수 있는 채널 바닥은 상기 제1 충진 가능 레벨(N1)아래에서 연장된다. 상기 오일 공간은 상기 제1 충진 가능 레벨(N1)의 높이에서 충진 레벨을 가지고, 따라서 연결 채널(111)은 연속적으로 넘치는 유동을 가지고(flooded continuously) 즉, 연결 채널은, 오일 공간(13) 및 원형 챔버(130)내에서 동일한 오일 레벨을 설정한다. 따라서 밀봉링(121,122)들은 윤활되고 과도한 마모 및 열발생으로부터 보호된다. 여기서 밀봉링(122)은, 일반적으로 (즉 손상되지 않은 상태(intact)를 가진다면) 축 베어링의 밀봉을 보장하는 주요 밀봉링을 나타낸다. 상기 밀봉링(121)은 주요 밀봉링(122)이 결함을 가질 경우에 보조 밀봉링으로 작용한다.

제2 곡선부(111") 주위의 영역 특히, 이 경우 설치 위치에서 연결 채널의 수직으로 가장 높은 섹션을 나타내는 섹션(111c)에서 채널 바닥은 상기 제2 충진 가능 레벨(N2)위로 연장된다. 원형 채널속으로 형성된 개구부(111d)는 상기 제1 충진 가능 레벨(N1)로부터 (설치 위치에서 가장 낮은 위치 또는 중심 위치의) 거리(a)를 가지고, 예를 들어, D/20≤a≤2D/3 이 경우에 심지어 D/9 ≤a≤D/11이다. 상기 제2 충진 가능 레벨(N2)을 위하여 개구부(111d)는 (설치 위치에서 가장 낮은 위치 또는 중심 위치의)거리(b)를 가지며 부등식 D/20≤a≤2D/3과 유사하게 이 경우 D/9 ≤a≤D/11을 충족시킨다.

상기 제2 충진 가능 레벨(N2)위에서 개구부(111d)의 위치에 의해 심지어 연결 채널(111)이 공기가 새지 않게(air tight) 밀봉된 상태에서, 오일 공간(13)속의 충진 레벨을 상기 제2 충진 가능 레벨(N2)까지 하강시켜서 오일 공간(13)으로부터 원형 챔버(130)속으로 유동이 방지될 수 있다. 다음에 연결 채널(111)은 오일 공간 및 원형 채널사이에서 충진 레벨의 동일화(fill level equalization)를 방지한다. 주요 밀봉 링(122)이 결함을 가져서 오일이 원형 챔버(130)로부터 외부를 향해 유동하는 경우에, 오일 공간으로부터 오일이 추후 유동(afterflow)하는 것이 방지되고 따라서 원형 채널(130)이 오일이 배출된다. 이 경우, 보조 밀봉 링(121)은 축 베어링의 신뢰성 있는 밀봉을 형성한다.

도 1d에서 밀봉 조립체(100)의 횡단면이 또 다른 섹션으로 도시되고, 상기 밀봉 조립체는 설치위치에서 제1 충진 가능 레벨(N1)위에 배열된다. 도시된 실시예에서 상기 영역에 통풍 채널(112)이 형성되고, 상기 통풍 채널(112)은 원형 챔버(130)를 오일 공간(13)에 연결시킨다.

도시된 실시예에서, 통풍 채널(112)은 곡선부(112' 또는 112")에 의해 서로 분리된 제1 섹션(112a), 제2 섹션(112b) 및 제3 섹션(112c)을 포함하여, (특히 상기 원형 챔버(130)로부터 오일이 배출될 때 임시적으로) 분무 오일(spray oil)이 상기 통풍 채널(112)을 통해 원형 챔버속으로 관통하는 것이 감소된다. 또한, 이 경우에, 제3 섹션(112c)은 제1 섹션(112a) 및 제2 섹션(112b)보다 좁게 형성되어 오일 관통 가능성을 더욱 감소시킨다.

또한, 도시된 설치 위치에서 섹션(112c)은 오일 공간(13)을 향해 길이(L)에 걸쳐 떨어져서 이 영역에서 적절한 경우에 분무된 오일(sprayed in oil)은 오일 공간속으로 역류될 수 있다. 오일 공간속으로 형성된 개구부에서 통풍 채널은 직경(d)을 가진다. d≤L/3인 실시예가 특히 유리하다. 따라서, 분무 오일이 통풍 채널을 통해 원형 챔버속으로 관통할 가능성이 최소화된다.

도 2의 개략도에서 설치 위치에서 축(10)의 축 베어링(14)을 밀봉하기 위한 밀봉 조립체(100)가 도시된다. 특히, 연결 채널(111)은 오일 공간의 제1 충진 가능 레벨(N1)아래에서 연속적으로 연장되고 섹션(111a,111b,111c)들을 포함하고, 섹션(111b)은 축(10)을 부분적으로 둘러싸며 섹션(111c)은 (관련 채널 바닥 및 원형 챔버(130) 속으로 형성된 개구부(111d)를 포함하고) 오일 공간(13)의 제2 충진 가능 레벨(N2)위에 배열된다.

통풍 채널(112)이 상부 영역에 배열되고 오일 공간속으로 개방되는 통풍 채널의 섹션(112c)은 오일 공간(13)을 향해 떨어진다. 다음에 상기 오일 공간(13)은 베어링 하우징(12) 외부에서 통풍 라인(15)을 포함한다.

축 베어링(14)을 밀봉하기 위한 밀봉 조립체(100)는 밀봉 하우징에 의해 유지되는 두 개의 밀봉링(121,122) 및 밀봉 하우징(110)을 포함한다. 상기 밀봉링(121,122) 각각은 축(10)을 둘러싸도록 형성되어 원형 챔버(130)가 밀봉링들사이에 형성된다. 상기 원형 챔버(130)는 연결 채널(111)에 의해 오일 공간(13)과 연결된다. 오일 공간의 제1 충진 가능 레벨(N1)을 가진 밀봉조립체가 설치된 위치에서 상기 연결 채널은 오일 공간 및 원형 채널사이의 충진 높이 보상(fill height compensation)을 실현한다. 오일 공간의 제2 충진 가능 레벨(N2)을 가진 연결 채널은 충진 높이 보상을 방지한다.

또한, 밀봉 조립체를 위한 밀봉 하우징(10)이 공개된다.

10.......축,
11.......축 보호용 슬리브,
12.......베어링 하우징,
13.......오일 공간,
14.......축 베어링,
15.......오일 공간의 통풍 라인,
100.......밀봉 조립체,
110.......밀봉 하우징,
111.......연결 채널,
111a,111b,111c.......연결 채널(111)의 섹션,
111d.......원형 챔버(130)속에 형성된 연결채널의 개구부,
111',111".......연결 채널의 곡선부
112.......원형 챔버(130)의 통풍 채널,
112a,112b,112c.......통풍 채널(112)의 섹션,
112',112".......통풍 채널(112)의 곡선부,
113,114.......O 링,
121.......밀봉 링(보조 밀봉링),
122.......밀봉 링(주요 밀봉링),
122a.......밀봉링(122)의 밀봉링 비드(bead),
130.......원형 챔버,
d.......오일 공간(13)속으로 형성된 개구부에서 통풍 채널의 직경,
d1.......원형 챔버의 바닥으로부터 제1 충진 가능 레벨의 거리,
d2.......원형 챔버의 바닥으로부터 제2 충진 가능 레벨의 거리,
D........밀봉 링의 미끄럼 직경,
G........설치 위치에서 원형 챔버의 바닥,
L........통풍 채널의 섹션(112c)이 가지는 길이,
N1........제1 충진 가능 레벨,
N2........제2 충진 가능 레벨,
R........축(10)의 회전축

Claims

축 베어링을 밀봉하기 위한 밀봉 조립체(100)로서, 상기 밀봉 조립체는 밀봉 하우징(110) 및 상기 밀봉 하우징에 의해 유지되는 두 개의 밀봉 링(121,122)을 포함하고, 상기 밀봉 링들은 각각 축을 둘러싸도록 구성되며, 상기 밀봉 링들사이에 형성된 원형 챔버(130)가 연결 채널(111)에 의해 베어링- 하우징- 측부 오일 공간(13)과 연결되고, 상기 밀봉 조립체가 설치되는 설치 위치에서 상기 연결 채널(111)은 제1 충진 가능 레벨(N1)에 의해 오일 공간 및 원형 챔버사이에서 충진레벨 동일화(equalization)를 형성하며 제2 충진 가능 레벨(N2)에 의해 오일 공간 및 원형 챔버사이에서 충진 레벨 동일화(equalization)를 방지하는 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제1항에 있어서, 상기 밀봉 조립체가 설치되는 설치 위치에서 상기 밀봉링들 중 한 개가 미끄럼 직경(D)을 가질 때,
- 상기 제1 충진 가능 레벨(N1)은 상기 미끄럼 직경(D)의 최대 100%, 80%, 60%, 50% 또는 심지어 최대 40%를 가지며 원형 챔버의 바닥(G) 위에 배열되고,
- 상기 원형 챔버의 바닥(G)으로부터 상기 제2 충진 가능 레벨(N2)이 가지는 거리(d2)는 원형 챔버의 바닥(G)으로부터 상기 제1 충진 가능 레벨(N1)의 거리(d1)의 최대 95%, 최대 90%, 최대 85% 또는 최대 80% 및/또는 원형 챔버의 바닥(G)으로부터 상기 제1 충진 가능 레벨(N1)의 거리(d1)의 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 60% 또는 적어도 70%인 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 설치 위치에서 원형 챔버속에 위치한 연결 채널의 개구부(111d) 및/또는 가장 깊은 위치 또는 중심 위치에서 상기 연결 채널이 가지는 오일 챔버 측부 유입구는,
- 상기 제1 충진 가능 레벨(N1)로부터 거리(a)를 가지고 D/20 ≤ a ≤2D/3 또는 D/11 ≤ a ≤D/9가 적용되며,
- 상기 제2 충진 가능 레벨(N2)로부터 거리(b)를 가지고 D/20 ≤ b ≤2D/3 또는 D/11 ≤ b ≤D/9가 적용되고,
상기 D는 밀봉링들 중 적어도 한 개가 가지는 미끄럼 직경인 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 채널은 상기 축(10)을 부분적으로 둘러싸는 섹션(111b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 채널(111)의 섹션은 상기 밀봉 하우징(110)의 두 하우징링들사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 하우징내에 통풍 채널(112)이 형성되고 상기 통풍 채널(112)은 설치 위치에서 오일 공간(13)의 제1 충진 가능 레벨(N1)위로 연장되고 상기 원형 채널(130) 및 오일 공간(13)을 연결하는 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제6항에 있어서, 상기 통풍 채널은 적어도 한 개의 곡선부(112',112") 및/또는 적어도 한 개의 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제6항 또는 제7항에 있어서, 설치 위치에서 오일 공간(13)속으로 개방되는 상기 통풍 채널의 섹션(112c)은 오일 공간을 향해 떨어지는 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제8항에 있어서, 떨어지는 섹션(112c)은 오일 공간속에서 통풍 채널의 개구부가 가지는 직경(d)의 적어도 세 배인 길이(L)를 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항을 따르는 밀봉 조립체(100)를 위한 밀봉 하우징(110).