KR20210091780A - 밀봉 장치, 전기 기계 및 구동 장치 - Google Patents

밀봉 장치, 전기 기계 및 구동 장치 Download PDF

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KR20210091780A
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sealing
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비야체슬라브 브루슈키프스키
게르하르트 회링
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은, 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6), 그리고 상기 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6)를 고정하기 위한 홀더(9)를 구비한, 회전 가능한 샤프트(1)용 밀봉 장치(3)에 관한 것으로, 상기 홀더(9)는, 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6) 사이에, 샤프트 씰(4)로부터 그리고 샤프트 접지부(6)로부터 입자를 배출하기 위한 하나 이상의 개구(10)를 구비한다. 또한, 본 발명은 회전 가능하게 구동할 수 있는 로터 샤프트(1)와, 이 로터 샤프트(1) 및 이와 더불어 전기 기계의 내부를 밀봉하기 위한 상기 밀봉 장치(3)를 구비한 전기 기계에 관한 것이다. 그리고 본 발명은, 구동 장치에 구동 전력을 제공하기 위한 상기 전기 기계를 구비한, 자동차의 전기 구동을 위한 구동 장치에 관한 것이다.

Description

밀봉 장치, 전기 기계 및 구동 장치
본 발명은, 한 편으로는 회전 가능한 샤프트용 밀봉 장치, 밀봉 장치를 구비한 전기 기계, 그리고 전기 기계를 구비한, 자동차의 전기 구동을 위한 구동 장치에 관한 것이다.
샤프트용 밀봉 장치는, 예를 들어 방사형 샤프트 씰 또는 래버린스 씰로서 이미 공지되어 있다. 이러한 밀봉 장치에 의해, 샤프트 영역에서 기체 또는 예를 들어 윤활유와 같은 액상 유체의 배출이 방지된다.
DE 10 2016 207 672 A1호로부터 공지된 샤프트용 밀봉 시스템에서는 본질적인 샤프트 씰 외에 샤프트 접지부 링도 제공된다. 이 밀봉 시스템의 일 실시예는 2개의 샤프트 실을 구비하고, 이들 샤프트 씰 사이에 샤프트 접지부 링이 배치된다.
본 발명의 과제는 종래 기술을 개선하는 것이다.
상기 과제는, 독립 청구항들의 특징들에 의해 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들로부터 추론될 수 있다.
본 발명에 따라, 샤프트 씰 및 샤프트 접지부, 샤프트 씰 및 샤프트 접지부용 홀더를 구비한 회전 가능한 샤프트용 밀봉 장치가 제안된다. 또한, 회전 가능하게 구동할 수 있는 로터 샤프트와, 이 로터 샤프트 및 이와 더불어 전기 기계의 내부 공간을 밀봉하기 위한 상기와 같은 밀봉 장치를 구비한 전기 기계가 제안된다. 또한, 구동 장치에 구동 전력을 제공하기 위한 상기와 같은 전기 기계를 구비한, 자동차의 전기 구동을 위한 구동 장치가 제안된다. 이와 같은 전기 기계는 전기 에너지를 기계적인 회전 운동으로 변환하거나 그 반대로 변환한다. 이와 같은 전기 기계는 필요한 경우 발전기 또는 모터로서 작동될 수 있다. 전기 기계는 특히 동기 기계 또는 비동기 기계이다.
제안된 밀봉 장치는 회전 가능한 샤프트를 밀봉하기 위해 이용된다. 밀봉 장치는 이를 위해 샤프트 씰을 구비한다. 밀봉 장치는, 또한 샤프트 접지부도 구비한다. 그리고 밀봉 장치는 샤프트 씰 및 샤프트 접지부를 유지/지지하기 위한 홀더를 구비한다. 홀더는, 샤프트 씰과 샤프트 접지부 사이의 영역에 하나 이상의 개구를 구비한다. 이 개구는, 한 편으로는 샤프트 씰로부터 입자를 배출하기 위해 이용되고, 다른 한 편으로 이 개구는 샤프트 접지부로부터 입자를 배출하기 위해 이용된다. 다시 말해, 하나 이상의 개구는 이 목적에 도달하기 위해 구조적으로 설계되어 있다. 이를 위해, 개구는 특히 반경 방향으로 샤프트 씰 및 샤프트 접지부로부터 멀어지도록 가이드 된다.
따라서, 특히 마모 또는 씰을 관통하는 누설물과 같은 입자가 샤프트 씰로부터 개구를 통해 배출될 뿐만 아니라, 예를 들어 샤프트 접지부의 브러시의 마모와 같은 입자도 샤프트 접지부로부터 개구를 통해 배출된다. 더욱이, 입지가 샤프트 씰로부터 샤프트 접지부에 도달하여 그곳에서 샤프트 접지부의 작용에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 가능성도 줄어든다. 이와 같은 부정적인 영향은 특히 샤프트 접지부의 효과를 감소시킬 수 있거나, 샤프트 접지부의 마모 또는 누설물을 증가시킬 수 있다. 그와 반대로, 입자가 샤프트 접지부로부터 샤프트 씰에 도달하여 그곳에서 샤프트 씰의 마모를 증가시킬 수 있는 가능성도 줄어든다.
이러한 샤프트 접지부란, 특히 샤프트와 전기 기준 전위 사이에 회전 가능한 전기적 연결부를 형성하는 구성요소로 이해된다. 상기 기준 전위는 예를 들어 전기 접지 전위 또는 전기 접지이다. 그러한 샤프트 접지부는 전기 정류의 목적으로 이용되지 않는다. 바람직하게 샤프트 접지부는, 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징 또는 하우징 섹션과 상기 샤프트를 전기적으로 연결한다. 샤프트 접지부는, 특히 샤프트와의 슬라이딩 접촉을 생성하기 위한 하나 이상의 단단하거나 유연한 브러시를 구비한다. 샤프트 접지부는 특히 샤프트 접지 링으로서 형성된다.
그러한 샤프트 씰은, 특히 샤프트의 영역에서 유체를 억제해야 하는 부품으로서 이해된다. 이와 같은 샤프트 씰은 예를 들어 방사형 샤프트 씰 링으로서 또는 래버린스 씰로서 이미 공지되어 있다.
바람직한 방식으로, 하나 이상의 개구는, 이들 개구가 밀봉 장치의 의도된 설치 위치에서 샤프트 씰 및/또는 샤프트 접지부의 브러시 아래에 위치하도록 배열되어 있다. 이로 인해, 입자는 중력에 의해서 밀봉 장치의 의도된 작동 중에 샤프트 씰로부터 그리고/또는 샤프트 접지부로부터 개구 내로 떨어지고, 이 개구를 통해 간단하게 배출된다.
바람직한 방식으로, 홀더는 하우징의 하우징 섹션에 의해서 형성되어 있다. 홀더는 특히 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징 섹션이다. 하우징 섹션은 별도의 부품일 수 있거나 나머지 하우징의 일체형 구성 부품일 수도 있다. 하우징 섹션은 특히 하우징의 특별한 구조적 형상에 의해서 형성되어 있다. 하우징 섹션은, 샤프트 접지부 및 샤프트 씰을 유지하는 하나 또는 복수의 팽창부를 구비할 수 있다. 하나 이상의 개구는 팽창부(들) 내에서 리세스에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 홀더는 구조적으로 간단하게 형성될 수 있다.
바람직한 방식으로, 하우징 섹션은 샤프트를 환형으로 둘러싸는 하우징의 국부적인 팽창부에 의해서 형성되어 있다. 이 경우, 하우징 섹션은, 팽창부의 둘레에 분포되어 있는 개구들 중 복수의 개구를 구비한다. 예를 들면, 팽창부의 원주 둘레에 분포되어 있는 3개의 개구가 제공될 수 있다. 바람직하게는, 이들 개구 중 하나가 의도된 설치 위치에서 샤프트 씰 및/또는 샤프트 접지부의 브러시 아래에 있다. 이로 인해서도, 홀더는 구조적으로 간단하게 형성될 수 있다.
하우징 섹션은, 하나 이상의 개구 또는 - 이와 같은 개구가 복수로 존재하는 경우에는 - 모든 개구를 방사상으로 연속으로 둘러싸는 리브를 구비할 수 있다. 이로써는, 입자가 방사상으로 더욱 확장되는 상황이 방지될 수 있다. 이들 리브는, 개구를 통해 배출되는 입자를 위한 저장소의 일 부분을 형성할 수 있다.
바람직한 방식으로, 하우징 섹션에는, 샤프트를 하우징에 회전 가능하게 지지하는 베어링도 제공되어 있다. 베어링에 의해서는, 콤팩트한 구조에 도달할 수있다.
바람직한 방식으로, 개구는 입자용 저장소로 직접 이어진다. 이로써, 배출된 입자는 우회하지 않고 저장소 내에 도달하게 된다. 따라서, 예를 들어 파이프 또는 채널과 같은 저장소로 연결되는 입자용 라인의 막힘이 배제된다.
밀봉 장치는 또한 바람직하게, 샤프트 씰을 관통하는 누설물을 샤프트로부터 비접촉식으로 제거하기 위한 수집 장치를 구비한다. 즉, 수집 장치는, 중간에 개구가 놓여 있는 샤프트 씰과 샤프트 접지부에 추가로 제공된다. 이 수집 장치는 비접촉식으로 동작한다. 따라서, 샤프트로부터 누설물을 닦아내기 위해, 샤프트에 접하여 마찰 작업을 수행하는 추가 밀봉 립, 브러시 또는 여타의 부품이 불필요하다. 이와 같은 수집 장치는 외견상 마모 없이 동작하고, 최소의 마찰 손실만을 야기한다. 이로 인해, 밀봉 장치로부터 떨어져 있는 주변 환경이 대체로 누설물 없이 유지된다.
이와 관련하여, 샤프트 씰을 관통하는 누설물이란, 특히 샤프트 씰이 기본적으로는 억류해야 하지만 여러 가지 이유로 샤프트 씰에서 의도치 않게 넘치는 유체의 체적 흐름으로 이해된다. 예를 들어, 이와 같은 누설물은, 샤프트 씰과 샤프트 사이의 충분히 큰 간극이 열리고, 그곳에서 유체가 샤프트를 따라 관류할 수 있는 경우에 생성된다. 이러한 유체는 특히 액체일 수 있다. 이러한 유체는 특히 윤활제일 수 있다. 물론, 밀봉 장치의 적용 목적에 따라 예를 들어 냉각수와 같은 다른 유체일 수도 있다.
수집 장치는 특히 누설물에 작용하는 원심력의 생성에 의해 동작한다. 원심력은 샤프트가 회전할 때에 발생한다. 수집 장치를 위해 제공된, 샤프트 직경의 국부적 확장부(비대부, thickening)는, 누설물이 샤프트 회전에 의해 반경 방향 외부로 이동하게 한다. 이는, 이때 발생하는 원심력에 의해 누설물이 샤프트로부터 분리되고 나머지 수집 장치에 의해 포착되어 배출될 정도로 수행된다. 그 대안으로 또는 추가로, 수집 장치에서 음압을 발생시킴으로써 누설물을 샤프트로부터 비접촉 방식으로 흡인하는 것도 가능하다.
수집 장치 자체는, 포착되어 배출된 입자 또는 누설물을 수집하기 위해 전술한 저장소를 형성할 수 있다. 또는, 수집 장치가 상기 저장소로 이어질 수 있거나, 적어도 누설물을 상기 저장소로 전달하는 라인으로 이어질 수 있다.
바람직하게, 수집 장치는 샤프트에 배치된 견부 및 이 견부를 반경 방향으로 둘러싸는 수집 구조물로 형성된다. 이와 같은 견부는 한 편으로는 샤프트의 국부적 비대부를 형성하고, 다른 한 편으로는 누설물을 위한 박리 에지(tear-off edge)를 형성한다. 따라서, 샤프트의 상대적으로 낮은 회전 속도에서 이미 샤프트로부터의 누설물이 분리되고 투척된다. 이때, 견부는 샤프트로부터의 누설물 분리를 위해 제공되는 한편, 수집 구조물은 견부에 의해 분리된 누설물의 본질적인 수집 및 배출을 위해 제공된다. 박리 에지는, 누설물이 샤프트로부터 원활하게 분리되도록 하기 위한 적합한 형상을 가질 수 있다. 특히, 박리 에지는 날카로운 에지 형상 또는 깔쭉깔쭉한[즉, 버(burr)를 갖는] 형상일 수 있다.
샤프트에 배치된 견부는 샤프트 견부에 의해 형성될 수 있거나, 샤프트 상에 고정되어 샤프트를 반경 방향으로 둘러싸는 부품에 의해 형성될 수 있다. 이와 같은 샤프트 견부는 샤프트 자체에 의해, 즉, 예를 들어 절삭 회전 공정의 범주에서의 샤프트 자체의 상응하는 성형을 통해 형성된다. 샤프트를 반경 방향으로 둘러싸는 이러한 부품은 예를 들어 샤프트 상에 압착되어 있거나 그렇지 않으면 샤프트 상에 고정되어 있는 별도의 링일 수 있다. 즉, 상기 부품은 샤프트 상에서 박리 에지와 함께 비대부를 형성한다. 따라서, 수집 장치에서 샤프트로부터 누설물을 분리하기 위해 제공된 바로 그 부분이 간단하게 저비용으로 구성될 수 있다.
바람직한 방식으로, 견부를 반경 방향으로 둘러싸는 수집 구조물은 상기 하우징 섹션에 의해 또는 하우징에 의해 형성된다. 수집 구조물은 예를 들어 주조 제장 동안에 형성되는 하우징 섹션 또는 하우징의 특수 주조 구조일 수 있다. 수집 구조물은 물론 다른 방식으로도 하우징 내부에 통합될 수 있다. 그 대안으로, 수집 구조물은 예를 들어 나사 조임, 용접, 압입 또는 접착과 같이 하우징 섹션 또는 하우징에 고정할 목적으로도 구성될 수 있다. 이 경우, 한 편으로 하우징 섹션 및 하우징과 다른 한 편으로 수집 구조물은 서로 상이한 부품들로 구성된다. 수집 구조물은 바람직하게 판금 또는 플라스틱으로 형성된다. 이로 인해, 수집 수조가 매우 간단하게 저비용으로 제조될 수 있다.
바람직하게는, 수집 구조물이 반경 방향 내부 영역에 굴곡부를 가짐으로써, 수집 구조물의 반경 방향 내부 단부는 컵 형상으로 형성되고, 샤프트 견부 쪽을 향하고 있다. 이러한 방식으로, 상향으로 투척된 누설물이 수집 구조물을 따라 샤프트 방향으로 아래로 흘러 샤프트 상으로 다시 떨어지는 현상이 방지된다. 그 대신, 이러한 누설물 부분은 수집 구조물의 컵 형상부에서 샤프트 둘레를 따라 안내된다.
바람직하게, 샤프트 씰과 샤프트 접지부와 수집 장치는 축방향으로 연이어 배열된다. 이 경우, 축방향이란, 샤프트의 회전축을 따르는 방향으로 이해된다. 이 경우, 샤프트 접지부는 샤프트 씰과 수집 장치 사이에 축방향으로 배치될 수 있다. 이로써, 수집 장치는 마찬가지로 샤프트 접지부의 마모 찌꺼기도 수집할 수 있다. 그 대안으로, 수집 장치는 샤프트 씰과 샤프트 접지부 사이에 축방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 샤프트 접지부는 샤프트 씰 및 수집 장치에서 떨어져 있으며, 이로써 샤프트 접지부는 누설물과 거의 또는 전혀 접촉하지 않게 된다. 이 경우, 개구의 위치는, 축방향으로 샤프트 씰과 샤프트 접지부 사이의 적합한 지점에서 선택될 수 있다.
샤프트 접지부가 수집 구조물 상에 배치되는 구성이 제안될 수 있다. 즉, 이 경우 샤프트 접지부는 수집 구조물에 의해 지지된다. 이로써, 샤프트는 수집 구조물의 영역에서 전기 기준 전위와 전기적으로 연결된다. 따라서, 수집 구조물은 샤프트와 전기 기준 전위 사이의 전기 연결부 자체일 수 있다. 그럼으로써, 수집 구조물과 샤프트 접지부는 공동으로 장착 가능한 하나의 유닛을 형성할 수 있다.
샤프트 견부의 박리 에지는 샤프트 씰과 샤프트 접지부 사이에 축방향으로 배치될 수 있다. 이로써, 샤프트 씰의 누설물이 샤프트 접지부까지 도달하는 상황이 방지된다. 이는, 샤프트 접지부가 수집 구조물 상에 배치되어 있는 경우에도 적용될 수 있다.
제안된 전기 기계는 회전 가능하게 구동할 수 있는 로터 샤프트를 구비한다. 로터 샤프트는 특히 전기 기계의 로터와 연결되어 있으며, 이는 로터와 로터 샤프트의 일체형 구현도 포함한다. 로터 및 이로써 로터 샤프트도 특히 하우징에 고정된 전기 기계의 스테이터에 의해 회전할 수 있다. 전기 기계는 로터 샤프트를 밀봉하기 위한 밀봉 장치를 구비한다. 전기 기계의 밀봉 장치는 제안된 밀봉 장치에 의해 형성된다. 이로써, 전기 기계의 내측(내부 공간)으로 발생할 수 있는 누설물이 로터 샤프트로부터 간단히 방출되고 수집될 수 있다.
바람직하게, 전기 기계는 로터 샤프트와 연결된 로터가 회전 가능하게 배치되어 있는 내부 공간을 갖는다. 이때, 로터 샤프트는 밀봉 장치에서 내부 공간 바깥쪽을 향한다. 즉, 밀봉 장치는 로터 샤프트에서 외부에 대해 전기 기계의 내부 공간을 밀봉한다. 이때, 수집 장치와, (존재하는 한) 샤프트 접지부 및 밀봉 장치의 제안된 개구는 특히 전기 기계의 내부 공간 안에서 샤프트 씰에 인접하여 배치된다. 이로써, 유체가 외부로부터 전기 기계의 내부 공간 내에 도달하여 그곳에서 통제되지 않고 분포되는 상황이 방지된다. 동시에, 이로써 샤프트는 전기 기준 전위와 전기적으로 연결된다.
제안된 구동 장치는 자동차를 전기적으로 구동하기 위해 이용된다. 그에 상응하게, 구동 장치는 자동차에 구동 전력을 제공하기 위한 전기 기계를 구비한다. 구동 장치는 특히 구동 모듈로서 형성될 수 있고, 예를 들어 자동차의 구동된 축에 배치되도록 구성될 수 있다. 구동 장치의 전기 기계는 제안된 전기 기계에 의해 형성되는데, 즉, 상기 전기 기계는 제안된 밀봉 장치를 포함한다.
이하에서 본 발명은, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예들 및 특징들이 추론될 수 있는 도면들에 기초하여 더 상세하게 설명된다.
도 1은 밀봉 장치의 영역에서 전기 기계를 절단한 한 개략적인 부분 종단면도이다.
도 2는 밀봉 장치의 홀더에 대한 3차원 평면도의 부분도이다.
도면들에서 동일하거나 적어도 기능적으로 동일한 부품 또는 요소에는 동일한 참조 부호가 부여되어 있다.
도 1은, 전기 기계의 축방향 단부 영역에서 전기 기계를 절단한 종단면의 일 부분을 보여준다. 이 영역에서는, 회전축(L)을 중심으로 회전 가능한 전기 기계의 로터 샤프트(1)가 전기 기계의 하우징(2)을 관통한다. 샤프트(1)의 영역에서 전기 기계의 내부 공간을 밀봉하기 위해 밀봉 장치(3)가 제공되어 있다. 밀봉 장치(3)는 샤프트 씰(4), 여기서는 예시적으로 방사형 샤프트 씰 링, 및 상기 샤프트 씰로부터 축방향으로 이격된 샤프트 접지부(6), 여기서는 예시적으로 샤프트 접지 링을 포함한다. 전기 기계의 내부 공간은 도 1에서 샤프트 씰(4)의 좌측에 있다.
샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부부(6)는 밀봉 장치(3)의 홀더(9)에 의해 제 위치에 고정된다. 본 경우에, 홀더(9)는 하우징(2)의 하우징 섹션으로서 형성되어 있다. 이 홀더(9)는, 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6) 사이에 회전축(L)에 대해 축방향으로 배열되어 있는 하나 이상의 개구(10)를 구비한다. 이 개구(10)는 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6)로부터 방사상으로 멀어지며, 한 편으로는 샤프트 접지부(6)로부터 입자를 배출하기 위해 그리고 다른 한 편으로는 샤프트 씰(4)로부터 입자를 배출하기 위해 이용된다. 이와 같은 상황은, 도 1의 개구(10)에서 아래쪽으로 가이드 하는 화살표에 의해 지시되어 있다.
샤프트 씰(4)은 유체, 특히 윤활제가 전기 기계의 내부 공간 내로 유입되는 것을 방지해야 한다. 이것이 실제로 전기 기계의 발생하는 모든 작동 조건에서 성공적인 것은 아니다. 누설물이 샤프트 씰(4)을 관통하고 샤프트 접지부(6)의 방향으로 홀더(9)를 따라 축방향으로 내부 공간 내로 흐르는 상황이 발생할 수 있다. 이와 같은 누설물은 개구(10)에 도달하고, 이 누설물은 아래로 곧바로 저장소(7) 내로 배출된다. 그렇기 때문에, 개구(10)는, 상기와 같은 밀봉 장치(3)의 의도된 설치 위치가 샤프트 씰(4) 아래에 있도록 배열되어 있다. 개구(10)가 또한 샤프트 접지부(6)의 브러시 아래에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 브러시의 마모도 마찬가지로 개구(10)를 통해 곧바로 아래로 저장소(7) 내로 배출된다.
밀봉 장치(3)는 도 1에 따라 선택적인 수집 장치(5)도 포함한다. 요컨대, 누설물이 샤프트 씰(4)을 관통하여 샤프트(1)를 따라 전기 기계의 내부 공간 내로 유입되는 현상이 발생할 수 있다. 이 경우, 상기 누설물은 보통 개구(10)에 도달하지 않고, 내부 공간 내의 또 다른 확장부에서 수집 장치(5)에 의해 저지된다. 따라서, 수집 장치를 누설물 수집 장치라고도 지칭할 수 있다. 도시된 실시예에서, 수집 장치(5)는 샤프트(1) 상의 샤프트 견부(5A)와 하우징(2)에 고정된 수집 구조물(5B)로 구성된다. 수집 구조물(5B)은 견부(5A)를 반경 방향으로 둘러싸지만, 견부에 접하지는 않는다. 따라서, 수집 구조물(5B)은 비접촉식으로 동작한다. 도시된 수집 구조물(5B)은 예를 들어 판금 또는 플라스틱으로 형성된다. 견부(5A)는 샤프트 씰(4)을 통과해서 전기 기계의 내부 공간 내에 도달하는 누설물을 위한 박리 에지를 형성한다.
샤프트(1)가 회전축(L)을 중심으로 회전하고, 이때 샤프트 씰(4)에서 누설물이 발생하면, 이 누설물은 견부(5A)에 도달한다. 그곳에서 누설물은 반경 방향 외부로 견부(5A)를 따라 견부(5A)의 박리 에지로 안내된다. 박리 에지는 이 지점에서 누설물에 작용하는 원심력과 결합하여 견부(5A)로부터 누설물이 분리되어 투척되도록 한다. 투척된 누설물은 수집 구조물(5B)에 의해 수집되어, 저장소(7)로 안내된다. 도시된 실시예에서, 저장소(7)는, 홀더(9)도 형성하는 하우징 섹션에 의해서 형성되어 있다. 그 대안으로, 저장소(7)는 수집 구조물(5B) 자체에 의해 형성될 수도 있다.
반경 방향 내부 영역[즉, 샤프트(1)에 인접한 영역]에서는 수집 구조물(5B)이 굴곡부를 구비함으로써, 수집 구조물(5B)의 반경 방향 내부 단부는 컵 형상이고, 샤프트(1)에 대해 평행하게 견부(5A) 쪽으로 연장된다. 따라서, 상향으로 투척되어 그곳에서 수집 구조물(5B)에 의해 수집되는 누설물은 샤프트(1) 상으로 다시 떨어지지 않고 수집 구조물(5B) 및 컵 형상을 따라 아래로 저장소(7)로 흐른다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 수집 구조물(5B)은 이와 달리 플레이트 형상으로 형성될 수도 있다.
샤프트 접지부(6)는, 전기 기준 전위로서 하우징(2)과 샤프트(1)의 영구적 인 전기적 연결을 위해 이용된다. 이러한 방식으로, 하우징(2) 내에 샤프트(1)를 지지하기 위한 베어링(8)은, 전기 전위차로 인해 베어링(8)에서 발생할 수 있는 손상으로부터 보호된다.
샤프트 접지부(6)는, 수집 장치(5)와 샤프트 씰(4) 사이에 샤프트(1)의 회전축(L)에 대해 축방향으로 배치되어 있다. 이들 요소(4, 5, 6)는 서로 직접 인접한다. 물론 그 반대로, 수집 장치(5)가 샤프트 접지부(6)와 샤프트 씰(4) 사이에 축방향으로 배치될 수도 있다. 이 경우, 개구(10)는 항상 축방향으로 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6) 사이의 적합한 지점에 위치한다.
샤프트 씰(4)에 축방향으로 인접하여 전기 기계의 내부 공간 외부에는, 하우징(2)에 샤프트(1)를 회전 가능하게 지지하기 위한, 그리고 여기서는 예시적으로 홈 볼 베어링으로서 형성된 베어링(8)이 있다. 베어링(8)도 마찬가지로 하우징 섹션으로서 형성된 홀더(9)에 배치되어 있다.
베어링(8)은 샤프트(1)의 제1 직경(d1)에 배치되어 있다. 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6)는 샤프트(1)의 또 다른 제2 직경(d2)에 배치되어 있다. 견부(5A)는 샤프트(1)의 또 다른 제3 직경(d3)을 형성한다. 이 경우, d1 < d2 < d3가 적용된다.
도 2는, 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6)를 유지하기 위한, 하우징 섹션으로서 구현된 도 1의 홀더(9)를 3차원 도면으로 예시적으로 보여준다. 본 실시예에서, 홀더(9)는, 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6)를 직접적으로 지지하는 하우징(2)의 국부적인 환형 팽창부에 의해서 형성되어 있다. 이 팽창부는 회전축(L)에 의해 표시된 샤프트(1)를 둘러싸고 있으며, 이 샤프트는 도 2에서 볼 수 있고 홀더(9)의 내부에 있는 원형 개구를 관통한다. 팽창부의 둘레에는, 복수의 방사상 개구(10)가 분포 배열되어 있다. 이들 개구는, 샤프트 씰(4)(본 실시예에서는 특히 누설물의 형태임)로부터 입자를 배출하기 위해서 이용되고, 샤프트 접지부(6)(본 실시예에서는 특히 마모의 형태임)로부터 입자를 배출하기 위해서 이용된다.
홀더(9)는, 회전축(L) 둘레에 연속으로 배열되어 있는 리브(11)(도 1 참조)를 또한 포함한다. 그에 따라, 리브 내에는 방사상 개구가 제공되어 있지 않다. 리브(11)는, 개구(10)를 통해 배출된 입자가 방사상으로 더욱 확장되는 상황을 방지한다. 입자는 리브(11)의 하부 영역에서 수집된다. 따라서, 리브(11)는 저장소 (7)의 하부 에지를 형성하게 된다.
리브(7)는, 캐치 구조(5B)를 고정하기 위한 고정 지점을 구비한다. 도 2에서는, 이 부착 지점이 예를 들어 나사 보어로서 구현되어 있다. 본 실시예에서 판금 또는 플라스틱으로 형성된 플레이트 형상의 수집 구조물(5B)가 상기 나사 보어에 나사로 고정될 수 있다. 하지만, 수집 구조물(5B)를 나사 보어에 고정하기 위한 다른 가능성도 존재하는데, 예를 들어 수집 구조물은 고정 용접, 고정 리벳 결합 또는 고정 클립 결합 될 수 있다.
대안적인 일 실시예에서는, 샤프트 접지부(6)가 수집 구조물(5B) 상에 배열되어 있고, 그곳에서 샤프트(1)를 하우징(2)과 전기적으로 연결하는 것이 제안될 수 있다. 다시 말해, 이 경우의 전기 연결은 샤프트 접지부(6) 및 수집 구조물(5B)를 통해서 이루어진다.
1: 로터 샤프트, 샤프트
2: 하우징
3: 밀봉 장치
4: 샤프트 씰
5: 수집 장치
5A: 샤프트 견부
5B: 수집 구조물
6: 샤프트 접지부
7: 저장소
8: 베어링
9: 홀더
10: 개구
11: 리브
d1: 샤프트 직경
d2: 샤프트 직경
d3: 샤프트 직경
L: 회전축

Claims (16)

  1. 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6), 그리고 상기 샤프트 씰(4) 및 샤프트 접지부(6)를 고정하기 위한 홀더(9)를 구비한, 회전 가능한 샤프트(1)용 밀봉 장치(3)에 있어서,
    홀더(9)가, 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6) 사이에, 샤프트 씰(4)로부터 그리고 샤프트 접지부(6)로부터 입자를 배출하기 위한 하나 이상의 개구(10)를 구비한 것을 특징으로 하는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  2. 제1항에 있어서, 개구(10)는, 이들 개구가 밀봉 장치(3)의 의도된 설치 위치에서 샤프트 씰(4) 아래에 그리고/또는 샤프트 접지부(6)의 브러시 아래에 위치하도록 배치되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 홀더(9)가 하우징(2)의 하우징 섹션에 의해 형성되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  4. 제3항에 있어서, 하우징 섹션(2)에는, 샤프트(1)를 하우징(2) 내에서 회전 가능하게 지지하는 베어링(8)이 제공되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 하우징 섹션(9)은 샤프트를 환형으로 둘러싸는 하우징(2)의 국부적인 비대부에 의해 형성되고, 주연부에 분포된 개구들(10) 중 복수의 개구를 갖는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 개구(10) 또는 개구들(10)이 입자 저장소(7)로 이어지는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 장치(3)가, 샤프트 씰(4)을 관통하는 누설물을 샤프트(1)로부터 비접촉식으로 제거하기 위한 수집 장치(5)를 구비하는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  8. 제7항에 있어서, 수집 장치(5)는 샤프트(1)에 배치된 견부(5A) 및 이 견부(5A)를 반경 방향으로 둘러싸는 수집 구조물(5B)로 형성되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  9. 제8항에 있어서, 견부(5A)는 샤프트 견부(5A)로 형성되거나, 샤프트(1) 상에 고정되어 샤프트(1)를 반경 방향으로 둘러싸는 부품에 의해 형성되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 수집 구조물(5B)이 판금 또는 플라스틱으로 형성되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6)와 수집 장치(5)가 축방향으로 연이어 배열된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  12. 제11항에 있어서, 샤프트 접지부(6)가 축방향으로 샤프트 씰(4)과 수집 장치(5) 사이에 배치된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  13. 제11항에 있어서, 수집 장치(5)가 축방향으로 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6) 사이에 배치된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  14. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 샤프트 접지부(6)가 수집 장치(5)의 수집 구조물(5B) 상에 배치된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  15. 회전 가능하게 구동할 수 있는 로터 샤프트(1) 및 이 로터 샤프트(1)를 밀봉하기 위한 밀봉 장치(3)를 구비한 전기 기계에 있어서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 장치(3)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
  16. 구동 장치에 구동 전력을 제공하기 위한 전기 기계를 구비한, 자동차의 전기 구동을 위한 구동 장치에 있어서,
    전기 기계는 제15항에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는, 구동 장치.
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