KR20210091781A - 밀봉 장치, 전기 기계 및 구동 장치 - Google Patents

밀봉 장치, 전기 기계 및 구동 장치 Download PDF

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비야체슬라브 브루슈키프스키
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은, 샤프트 씰(4)과; 이 샤프트 씰(4)을 관통하는 누설물을 샤프트(1)로부터 비접촉식으로 제거하기 위한 수집 장치(5)를 구비하는, 회전 가능한 샤프트(1)용 밀봉 장치(3)에 관한 것이다. 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 접지 링도 제공된다. 이 밀봉 시스템의 일 실시예는 2개의 샤프트 실을 구비하고, 이들 샤프트 씰 사이에 샤프트 접지 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, 도입부에서 언급한 바와 같이, 샤프트 씰을 구비한 회전 가능 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 씰을 관통하는 누설물을 샤프트로부터 비접촉식으로 제거하기 위한 수집 장치를 구비한다. 즉, 수집 장치는 샤프트 씰에 추가로 제공된다. 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 그리고 마찰 손실 없이 동작한다. 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.
샤프트 씰이란, 특히 샤프트의 영역에서 유체를 억제해야 하는 부품으로서 이해된다. 이와 같은 샤프트 씰은 예를 들어 방사형 샤프트 씰 링으로서 또는 래버린스 씰로서 이미 공지되어 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 장치는, 포착되어 배출된 누설물을 수집하기 위해 자체적으로 저장소를 형성할 수 있다. 또는, 수집 장치가 그러한 누설물 저장소로 (바로) 이어질 수 있거나, 적어도 누설물을 그러한 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.
바람직하게, 견부를 반경 방향으로 둘러싸는 수집 구조물은 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하우징에 의해 형성된다. 즉, 상기 하우징은 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 하나 이상의 베어링을 구비한다. 수집 구조물은 예를 들어 하우징의 주조 제작 동안 형성되는 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 하우징에 고정할 목적으로도 구성될 수 있다. 이 경우, 실질적인 하우징과 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, 밀봉 장치는 샤프트 접지부를 구비한다. 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 전술한 하우징과 전기적으로 연결한다. 샤프트 접지부는, 특히 샤프트와의 슬라이딩 접촉을 생성하기 위한 하나 이상의 단단하거나 유연한 브러시를 구비한다. 샤프트 접지부는 특히 샤프트 접지 링으로서 형성된다.
바람직하게, 샤프트 씰과 샤프트 접지부와 수집 장치는 축방향으로 연이어 배열된다. 이 경우, 축방향이란, 샤프트의 회전축을 따르는 방향으로 이해된다. 이 경우, 샤프트 접지부는 축방향으로 샤프트 씰과 수집 장치 사이에 배치될 수 있다. 이로써, 수집 장치는 샤프트 접지부의 발생 가능한 기계적 마모 찌꺼기도 수집할 수 있다. 이러한 마모 찌꺼기는 일반적으로 샤프트 접지부의 브러시(들)로부터 나온다. 그 대안으로, 수집 장치는 축방향으로 샤프트 씰과 샤프트 접지부 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 샤프트 접지부는 샤프트 씰 및 수집 장치에서 떨어져 있으며, 이로써 샤프트 접지부는 누설물과 거의 또는 전혀 접촉하지 않게 된다.
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 축방향으로 샤프트 씰과 샤프트 접지부 사이에 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 밀봉 장치의 샤프트 접지부가, 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 영역에서 전기 기계를 절단한 한 개략적인 부분 종단면도이다.
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 수집 장치(5) 그리고 샤프트 접지부(6), 여기서는 예시적으로 샤프트 접지 링을 포함한다. 전기 기계의 내부 공간은 도 1에서 샤프트 씰(4)의 좌측에 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. 그렇기 때문에, 누설물이 샤프트 씰(4)을 관통하여 샤프트(1)를 따라 전기 기계의 내부 공간 내로 유입되는 현상이 발생할 수 있다. 이는 수집 장치(5)에 의해 방지된다. 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 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, 샤프트 씰(4) 아래에 있는 저장소(7)로 안내된다. 도시된 실시예에서, 저장소(7)는 하우징(2)에 의해 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 축방향으로 샤프트 접지부(6)와 샤프트 씰(4) 사이에 배치될 수도 있다.
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)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, 도 1에 비해 약간 변형된 밀봉 장치(3)의 실시예를 보여준다. 중요한 차이점은, 도 2에 따른 실시예에서는 샤프트 접지부(6)가 제공되지 않는다는 것이다. 그 외에는 도 1에 따른 실시예에 대한 설명이 도 2에 따른 실시예에도 적용된다. 본 실시예에서, 전기 기계의 내부 공간은 샤프트 씰(4)의 우측에 있다.
샤프트(1)를 밀봉하기 위한 도 1에 따른 밀봉 장치(3)가 전기 기계의 제1 측에 배치되고, 도 2에 따른 밀봉 장치(3)가 상기 제1 측의 반대편에 놓인 전기 기계의 제2 측에 상기 샤프트(1)를 밀봉할 목적으로 배치되는 구성이 제안될 수 있다. 이 경우, 샤프트(1)와 연결된 전기 기계의 로터는 특히 도 1 및 도 2에 도시된 2개의 수집 구조물(5B)에 인접하여 축방향으로 이들 수집 구조물 사이에 배치될 수 있다.
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
d1: 샤프트 직경
d2: 샤프트 직경
d3: 샤프트 직경
L: 회전축

Claims (12)

  1. 샤프트 씰(4)을 구비한, 회전 가능한 샤프트(1)용 밀봉 장치(3)에 있어서,
    샤프트 씰(4)을 관통하는 누설물을 샤프트(1)로부터 비접촉식으로 제거하기 위한 수집 장치(5)를 구비한 것을 특징으로 하는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  2. 제1항에 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).
  3. 제2항에 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).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 수집 구조물(5B)은 샤프트(1)를 회전 가능하게 지지하는 하우징(2)에 의해 형성되거나 상기 하우징(2)에 고정하기 위해 형성되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수집 구조물(5B)이 판금 또는 플라스틱으로 형성되는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 장치(3)가 샤프트 접지부(6)를 구비하는, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  7. 제6항에 있어서, 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6)와 수집 장치(5)가 축방향으로 연이어 배열된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  8. 제7항에 있어서, 샤프트 접지부(6)가 축방향으로 샤프트 씰(4)과 수집 장치(5) 사이에 배치된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  9. 제7항에 있어서, 수집 장치(5)가 축방향으로 샤프트 씰(4)과 샤프트 접지부(6) 사이에 배치된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  10. 제6항에 있어서, 샤프트 접지부(6)가 수집 장치(5)의 수집 구조물(5B) 상에 배치된, 회전 가능 샤프트용 밀봉 장치(3).
  11. 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 제10항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 장치(3)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계.
  12. 구동 장치에 구동 전력을 제공하기 위한 전기 기계를 구비한, 자동차의 전기 구동을 위한 구동 장치에 있어서,
    전기 기계는 제11항에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는, 구동 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021203002A1 (de) 2021-03-26 2022-09-29 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zur Abdichtung einer Rotorwelle einer E-Maschine, E-Maschine und Antriebsvorrichtung
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Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3476395A (en) * 1967-11-09 1969-11-04 Cornelius Co Shaft seal assembly
DE2540010A1 (de) * 1975-09-09 1977-03-10 Siemens Ag Leckfluessigkeitsabdichtung von lagern fluessigkeitsgekuehlter hohler wellen elektrischer maschinen
FR2436897A1 (fr) * 1978-09-25 1980-04-18 Mecanique Ind Int Perfectionnements aux pompes centrifuges
JPS58106266A (ja) * 1981-12-18 1983-06-24 Hitachi Ltd タ−ビンメカニカルシ−ル装置
GB2140102A (en) * 1983-05-06 1984-11-21 Boc Group Plc Improvements in shaft seals
DE3426705C2 (de) * 1984-07-20 1986-09-04 Oskar Krieger Maschinen- und Metallbau AG, Muttenz Dichtungsanordnung zur Absperrung eines Schaft- bzw. Wellendurchtrittes
JPS6291698A (ja) * 1985-10-15 1987-04-27 Koyo Seiko Co Ltd ポンプ軸組立体
US4992023A (en) * 1990-07-05 1991-02-12 General Motors Corporation Vehicle water pump with improved slinger
EP0735274B1 (en) * 1995-03-31 2000-12-27 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha A liquid pump
US9068571B2 (en) * 2009-04-03 2015-06-30 Ergoseal, Inc. Seal for oil-free rotary displacement compressor
US8378548B2 (en) * 2009-09-17 2013-02-19 Illinois Tool Works Inc. Current control assembly with drainage and slinger
US9010100B2 (en) * 2012-04-30 2015-04-21 Caterpillar Inc. Seal assembly for torque converter
JP6452845B2 (ja) * 2015-11-24 2019-01-16 三菱電機株式会社 回転機械、及びエレベータ用巻上機
DE102016207672A1 (de) 2016-05-04 2017-11-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dichtungssystem für eine Welle

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