PL218859B1

PL218859B1 - Hybrid protective seal, particularly for rolling bearing

Info

Publication number: PL218859B1
Application number: PL389547A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński; Józef Salwiński
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2015-02-27
Also published as: PL389547A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie ochronne, zwłaszcza dla łożyska tocznego, znajdujące zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń wymagających dużej pewności działania.The subject of the invention is a hybrid protective seal, especially for a rolling bearing, used in the construction of machines and devices requiring high operational reliability.

Z opisu patentowego GB 2302921 znane jest uszczelnienie ochronne stanowiące kombinację uszczelnienia labiryntowego i uszczelnienia z cieczą magnetyczną. Składa się ono z magnesu trwałego spolaryzowanego osiowo i osadzonego w tulei umieszczonej w obudowie, dwóch nabiegunników osadzonych na wale i cieczy magnetycznej, znajdującej się w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, usytuowanymi na bocznych powierzchniach nabiegunników a bocznymi powierzchniami magnesu. Nabiegunniki wraz z tuleją są tak ukształtowane, że tworzą dwa uszczelnienia labiryntowe osiowe po obu stronach magnesu.From GB 2302921 a protective seal is known which is a combination of a labyrinth seal and a magnetic liquid seal. It consists of an axially polarized permanent magnet embedded in a sleeve placed in the housing, two pole pieces mounted on the shaft and a magnetic fluid located in the gaps formed between the sealing lips on the side surfaces of the pole pieces and the side surfaces of the magnet. The pole pieces together with the sleeve are shaped in such a way that they form two axial labyrinth seals on both sides of the magnet.

Z polskiego opisu patentowego nr 187135 znane jest uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla łożyska tocznego, które posiada pierścieniowy magnes trwały, spolaryzowany promieniowo i umieszczony w cylindrycznych gniazdach, osadzonego w korpusie nabiegunnika zewnętrznego i koncentrycznego z nim nabiegunnika wewnętrznego. Gniazda wykonane są od strony łożyska bezpośrednio przy wielokrawędziowych powierzchniach cylindrycznych, które obejmują ramię tulei kołnierzowej osadzonej na wale. Od strony łożyska magnes trwały osłonięty jest pierścieniem ustalającym wykonanym z materiału paramagnetycznego, a który wciśnięty jest między tuleje obu nabiegunników. W szczelinach między wielokrawędziowymi powierzchniami cylindrycznymi, a powierzchniami ramienia znajduje się ciecz magnetyczna, utrzymywana w nich oddziaływaniem sił pola magnetycznego.From Polish patent specification No. 187135 a seal with a magnetic liquid for a rolling bearing is known, which has an annular permanent magnet, radially polarized and placed in cylindrical seats, embedded in the body of the outer pole and the inner pole concentric therewith. Seats are made on the bearing side, directly at the multi-edged cylindrical surfaces that enclose the shoulder of the flanged sleeve mounted on the shaft. On the bearing side, the permanent magnet is covered with a retaining ring made of paramagnetic material, which is pressed between the sleeves of both pole shoes. There is a magnetic fluid in the gaps between the multi-edge cylindrical surfaces and the surfaces of the arm, held in them by the influence of the magnetic field forces.

Ze zgłoszenia patentowego nr P-381937 znane jest hybrydowe uszczelnienie ochronne łożyska tocznego, charakteryzujące się tym, że w obudowie umieszczony jest nabiegunnik przylegający do zewnętrznego pierścienia łożyska, na wale osadzony jest pierścień labiryntowy, przylegający do wewnętrznego pierścienia łożyska i tworzący z ramionami pokrywy uszczelnienie labiryntowe, a pomiędzy nabiegunnikiem, a pokrywą umieszczony jest magnes trwały wraz z niemagnetycznym pierścieniem dystansowym. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a zewnętrzną, cylindryczną powierzchnią części pierścienia labiryntowego, przylegającą do łożyska oraz w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznej, cylindrycznej powierzchni pokrywy, a wałem.Patent application no. P-381937 describes a hybrid protective seal of a rolling bearing, characterized in that a pole piece is placed in the housing, adjacent to the outer ring of the bearing, a labyrinth ring is mounted on the shaft, adjacent to the inner ring of the bearing and forming a labyrinth seal with the cover arms , and a permanent magnet with a non-magnetic spacer ring is placed between the pole piece and the cover. The magnetic fluid is present in the gaps between the sealing lips of the pole pieces and the outer cylindrical surface of the labyrinth ring part adjacent to the bearing and in the gaps between the sealing lips on the inner cylindrical surface of the cover and the shaft.

Ponadto znane ze zgłoszenia patentowego P-383014 uszczelnienie ochronne łożyska tocznego, zawierające pierścienie nośne o przekroju poprzecznym w kształcie litery „C”, jeden umocowany w obudowie, a drugi na wale, dwa magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo i ciecz magnetyczną, charakteryzuje się tym, że we wnękach wykonanych w pierścieniach nośnych osadzone są magnesy trwałe, a ponadto pierścienie te zaopatrzone są w występy uszczelniające, przy czym pierścień osadzony w obudowie ma występy usytuowane poniżej magnesu na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej, a pierścień osadzony na wale ma występy usytuowane powyżej magnesu, na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach utworzonych pomiędzy występami jednego pierścienia, a odpowiednią powierzchnią cylindryczną drugiego pierścienia.Moreover, known from the patent application P-383014, a protective seal for a rolling bearing, containing support rings with a cross-section in the shape of the letter "C", one mounted in the housing and the other on the shaft, two radially polarized permanent magnets and a magnetic liquid, is characterized by the fact that permanent magnets are embedded in the recesses made in the support rings, and moreover, these rings are provided with sealing projections, the ring embedded in the housing has projections located below the magnet on the inner cylindrical surface, and the ring mounted on the shaft has projections located above the magnet, on the outside the cylindrical surface and the magnetic fluid is contained in the gaps formed between the projections of one ring and the corresponding cylindrical surface of the other ring.

Ze zgłoszenia patentowego P-386360 znane jest także hybrydowe uszczelnienie ochronne dla łożyska tocznego, wyposażone w pokrywę z pierścieniowymi wytoczeniami, w których usytuowane są ramiona, osadzonego na wale pierścienia labiryntowego. W komorach, utworzonych pomiędzy ramionami pokrywy i ramionami pierścienia labiryntowego umieszczone są uszczelnienia z cieczą magnetyczną, zawierające nabiegunniki, magnesy trwałe i ciecz magnetyczną, przy czym ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach powstałych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a odpowiednimi powierzchniami walcowymi ramion pokrywy lub pierścienia labiryntowego.From the patent application P-386360 there is also known a hybrid protective seal for a rolling bearing, equipped with a cover with annular recesses in which the arms of a labyrinth ring mounted on the shaft are located. In the chambers formed between the arms of the cover and the arms of the labyrinth ring there are seals with a magnetic fluid containing pole pieces, permanent magnets and a magnetic fluid, the magnetic fluid being in the gaps formed between the sealing projections of the pole pieces and the corresponding cylindrical surfaces of the arms of the cover or the labyrinth ring.

Istota uszczelnienia według wynalazku, zawierającego pokrywę, nabiegunnik, magnes trwały i ciecz magnetyczną, polega na tym, że nabiegunnik o przekroju poprzecznym w kształcie litery „C” osadzony jest na wale i przylega do wewnętrznego pierścienia łożyska, a we wnęce tego pierścienia umieszczona jest z luzem wystająca część pokrywy, w wytoczeniu której osadzony jest magnes trwały spolaryzowany promieniowo. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych, walcowych powierzchniach we wnęce nabiegunnika, a gładkimi powierzchniami walcowymi wystającej części pokrywy lub pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na powierzchniach walcowych wystającej części pokrywy, a gładkimi powierzchniami walcowymi we wnęce nabiegunnika.The essence of the seal according to the invention, comprising a cover, a pole piece, a permanent magnet and a magnetic liquid, consists in the fact that the pole piece with a "C" -shaped cross-section is mounted on the shaft and adjoins the inner ring of the bearing, and in the cavity of this ring it is placed with a loose protruding part of the cover, in the recess of which a radially polarized permanent magnet is mounted. The magnetic fluid is contained in the annular gaps formed between the sealing projections made on the internal, cylindrical surfaces in the pole piece cavity and the smooth cylindrical surfaces of the protruding part of the cover, or between sealing lips made on the cylindrical surfaces of the protruding part of the cover and smooth cylindrical surfaces in the pole piece cavity.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym, przy czym w rozwiązaniu pokazanym na fig. 1 występy uszczelniające usytuowane są naThe subject matter of the invention is shown in the embodiment in the drawing in a longitudinal section, where in the solution shown in Fig. 1 the sealing projections are located on the drawing.

PL 218 859 B1 powierzchniach walcowych we wnęce nabiegunnika, a w rozwiązaniu na fig. 2 występy uszczelniające usytuowane są na powierzchniach walcowych wystającej części pokrywy.The cylindrical surfaces in the recess of the pole piece, and in the embodiment in Fig. 2, the sealing protrusions are located on the cylindrical surfaces of the protruding part of the cover.

Uszczelnienie składa się z nabiegunnika 3 o przekroju poprzecznym w kształcie litery „C”, pokrywy 5, magnesu trwałego 7 spolaryzowanego promieniowo i cieczy magnetycznej 8. Nabiegunnik 3 osadzony jest na wale 1 i przylega do wewnętrznego pierścienia łożyska. We wnęce nabiegunnika 3 umieszczona jest z luzem wystająca część pokrywy 5, a w jej wytoczeniu 6 osadzony jest magnes trwały 7. Ciecz magnetyczna 8 znajduje się w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych, walcowych powierzchniach we wnęce nabiegunnika 3, a gładkimi powierzchniami walcowymi wystającej części pokrywy 5 (fig. 1) lub pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na powierzchniach walcowych wystającej części pokrywy 5, a gładkimi powierzchniami walcowymi we wnęce nabiegunnika 3 (fig. 2).The seal consists of a pole piece 3 with a C-shaped cross-section, a cover 5, a permanent magnet 7 radially polarized and a magnetic fluid 8. The pole piece 3 is mounted on the shaft 1 and adjoins the inner ring of the bearing. The protruding part of the cover 5 is loosely placed in the recess of the pole piece 3, and a permanent magnet 7 is embedded in its recess 6. cylindrical surfaces of the protruding part of the cover 5 (Fig. 1) or between the sealing protrusions made on the cylindrical surfaces of the protruding part of the cover 5 and the smooth cylindrical surfaces in the recess of the pole piece 3 (Fig. 2).

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku podstawową funkcję uszczelniającą spełnia uszczelnienie labiryntowe utworzone przez pokrywę 5 i nabiegunnik 3, zaś ciecz magnetyczna (8) umieszczona w pierścieniowych szczelinach wewnątrz labiryntu stanowi dodatkowe bariery uszczelniające, które chronią łożysko przed wnikaniem zanieczyszczeń do jego wnętrza.In the operating conditions of the seal according to the invention, the basic sealing function is performed by the labyrinth seal formed by the cover 5 and the pole piece 3, and the magnetic fluid (8) placed in the annular gaps inside the labyrinth constitutes additional sealing barriers that protect the bearing against the ingress of impurities into its interior.

„Hybrydowe uszczelnienie ochronne, zwłaszcza dla łożyska tocznego”"Hybrid protective seal, especially for the rolling bearing"

Wykaz oznaczeń na rysunku:List of symbols in the drawing:

- wał- shaft

- obudowa- housing

- nabiegunnik o przekroju poprzecznym w kształcie litery „C”- pole piece with a C-shaped cross-section

- wnęka- recess

- pokrywa- cover

- wytoczenie- stamping

- magnes trwały- permanent magnet

- ciecz magnetyczna- magnetic liquid

Zastrzeżenie patentowePatent claim

Claims

Hybrid protective seal, especially for a rolling bearing consisting of a cover, a pole piece, a permanent magnet and a magnetic liquid, characterized in that the pole piece (3) with a C-shaped cross-section is mounted on the shaft (1) and adjoins the inner ring of the bearing , and in the cavity (4) of the pole piece (3) there is a protruding part of the cover (5), in which there is a recess (6) with a radially polarized permanent magnet (7) embedded in it, and the magnetic fluid (8) is in the annular gaps formed between the sealing projections made on the internal, cylindrical surfaces in the recess (4) of the pole piece (3) and the smooth cylindrical surfaces of the protruding part of the cover (5) or between the sealing lips made on the cylindrical surfaces of the protruding part of the cover (5), and smooth cylindrical surfaces in the recess (4) of the pole piece (3).