DE3732673C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Drehmoment-Übertragungswelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer derartigen, aus der DE-PS 3 53 322 bekannten Dichtungsanordnung ist zwischen zwei von einer Welle durchdrungenen Gehäuseabschnitten ein Zwischengehäuse vorgesehen, das seinerseits aus drei axial nebeneinander angeordneten Kammern besteht, die von der Welle durchdrungen werden. In den beiden den Gehäuseabschnitten benachbarten Kammern ist jeweils ein ventilatorähnlich wirkendes Ejektorbauteil angeordnet, das einerseits aus dem benachbarten Gehäuseabschnitt aufgrund von Undichtigkeiten im Bereich der Wellendurchführung eintretende Leckflüssigkeit und andererseits aus der mittleren Kammer Umgebungsluft ansaugt und entlang seiner Außenfläche radial nach außen ableitet. Das Gemisch aus Luft und Leckflüssigkeit fließt über Kammeröffnungen ab. Durch die aus der mittleren Kammer in die einem undichten Gehäuseteil benachbarte Kammer angesaugte Luft wird verhindert, daß ein nicht radial nach außen abgeleiteter Teil der Leckflüssigkeit in die mittlere Kammer und damit in den anderen Gehäuseabschnitt übertreten kann.

Aufgrund der Notwendigkeit neben den jeweils ein Ejektorbauteil aufnehmenden Kammern eine zusätzliche Kammer zur Luftzuführung vorzusehen, ist bei einer derartigen Dichtungsanordnung ein hoher konstruktiver Aufwand zu betreiben. Darüberhinaus steht der Aufbau der vorstehend beschriebenen Dichtungsanordnung der Forderung nach einer möglichst kompakten Ausbildung einer Wellendichtung entgegen.

Aus der AT-PS 66 232 ist eine Dichtungskonstruktion bekannt, bei der eine zweiteilige Stopfbüchse einer Antriebswelle ejektorförmig ausgebildet ist, so daß zur Erhöhung der Dichtwirkung der Stopfbüchse eine Zirkulations- oder Abschlußflüssigkeit im Kreislauf geführt werden kann. Die durch die ejektorförmige Stopfbüchse erzeugte Zirkulationsströmung wird praktisch als Flüssigkeitsverschluß, der bspw. bei der Anwendung in einer Turbine oder Pumpe ein Entweichen des Druckmittels (Wasser, Dampf) verhindert.

Eine derartige Konstruktion hat jedoch den Nachteil, daß die Dichtwirkung abhängig ist vom Flüssigkeitsdruck in der Zirkulationsströmung der Abschlußflüssigkeit. Des weiteren muß der Spalt zwischen der Stopfbüchse und der Antriebswelle mit äußerst geringen Toleranzen ausgeführt werden, da die Spaltweite unmittelbaren Einfluß auf die Zirkulationsströmung und damit die Dichtwirkung hat.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Dichtungsanordnung derart weiterzubilden, daß bei verringertem fertigungstechnischen Aufwand eine optimale Dichtwirkung erzielbar ist.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der anmeldungsgemäßen Dichtungsanordnung ist ein vorzugsweise drehfest mit der Welle verbundenes, im wesentlichen tellerförmiges Ejektorbauteil in einer von den beiden Gehäuseteilen begrenzten Kammer angeordnet. Das Ejektorteil ist entlang des Umfangsrandes in Richtung zu dem abzudichtenden ersten Gehäuseteil hin stumpfwinklig abgebogen. Die eintretende Leckflüssigkeit wird durch das anmeldungsgemäß ausgebildete Ejektorbauteil radial nach außen zum undichten ersten Gehäuseteil hin geschleudert und tritt entlang der Kammerwandung über einen Kanal aus der Kammer aus. Durch die Entfernung läßt sich der Platzbedarf der Dichtungsanordnung verringern, wobei ein gegenüber dem gattungsbildenden Stand der Technik wesentlich vereinfachter Aufbau erzielt ist.

Durch den nabenförmigen Abschnitt des Ejektorbauteils gemäß Patentanspruch 2 läßt sich die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung weiter erhöhen, da in dem Fall, wenn trotz der Abschleuderung Leckflüssigkeit in den Bereich des Ansatzes gelangt, diese aufgrund des geringen Umfangsspalts zwischen dem nabenförmigen Abschnitt des Ejektorbauteils und dem Kragen des Gehäuseteils nicht in den benachbarten Gehäuseabschnitt übertreten kann.

Eine besonders einfach aufgebaute Dichtungsanordnung ergibt sich mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 3.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der Dichtungsanordnung; und

Fig. 2 einen Axialschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Dichtungsanordnung.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt einer Dichtungsanordnung für eine Drehmoment-Übertragungswelle. Die Antriebswelle erstreckt sich von der Antriebsseite 11 durch ein Lager 12 zur Abtriebsseite 13. Während der äußere Laufring des Lagers 12 an einem antriebsseitigen Gehäuseteil 15 befestigt ist, ist der innere Laufring an der Antriebswelle 14, im folgenden Welle 14 genannt, gebracht.

Ein abtriebsseitiges Gehäuseteil 16 ist am antriebsseitigen Gehäuseteil 15 befestigt, wobei am Gehäuseteil 16 über einen O-Ring 17 eine Hülse 18 angebracht ist, die eine Öldichtung 19 mit Preßsitz hält. Die Öldichtung 19 wird durch eine Feder oder ein Gummiband elastisch gegen den Außenumfang der Welle 14 gepreßt.

Das eine Ende der Welle 14 ist mit der Abtriebswelle einer (nicht gezeigten) Kraftquelle, z. B. eines Motors, auf der Antriebsseite 11 verbunden, während das andere Wellenende an eine (nicht gezeigte) Last, z. B. eine Flüssigkeitspumpe, angeschlossen ist. Die Drehung der Kraftquelle auf der Antriebsseite 11 wird folglich über die Welle 14 zur Abtriebsseite 13 übertragen, so daß die dort befindliche Last von der drehenden Kraftquelle angetrieben wird.

Das antriebsseitige Gehäuseteil 15 erstreckt sich über eine größere Strecke entlang der Welle 14 wie es aus herkömmlichen Dichtungsanordnungen bekannt ist.

Im Gehäuseteil 15 ist zwischen der Öldichtung 19 und dem Lager 12 eine Kammer 20 ausgebildet, die ein Ejektorbauteil oder eine Ejektorscheibe 21 aufnimmt.

Dieses Ejektorbauteil 21 ist an der Welle 14 befestigt und erstreckt sich von dieser radial nach außen, wobei das Ejektorbauteil 21, im wesentlichen tellerförmig ausgestaltet ist. Der gesamte äußere Umfangsrand 22 ist unter einem stumpfen Winkel zur Öldichtung 19 hin abgebogen.

An der dem Lager 12 nahegelegenen Wandfläche der Kammer 20 ist ein Kragen oder eine Ringschulter 23 ausgebildet, der bzw. die sich im wesentlichen parallel zum Ejektorbauteil 21, welches im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Welle 14 ausgerichtet ist, bis nahe an die Welle 14 erstreckt. Der Umfangsrand 22 des an der Welle 14 festen Ejektorbauteils 21 hat einen größeren Radialabstand zur Welle 14 als die der Welle 14 zugewandte Umfangsfläche des Kragens 23. Im antriebsseitigen Gehäuseteil 15 ist eine von der Kammer 20 nach außen führende Ablaufkehle oder -rinne 25 ausgebildet.

Wenn zwischen der Außenumfangsfläche der Welle 14 und der Öldichtung 19 durch eine auf die Welle einwirkende Querkraft und das daraus resultierende Biegen oder Vibrieren der Welle 14 ein Zwischenraum oder Spalt in der Dichtungsanordnung entsteht, so kann auf der Abtriebsseite 13 austretende Flüssigkeit, z. B. Öl, durch diesen Zwischenraum zum Ejektorbauteil 21 fließen.

Bei Erreichen der mit der Welle 14 mit hoher Drehzahl drehenden Ejektorscheibe 21 wird das Öl zentrifugal zum Umfangsrand 22 des Ejektorbauteils 21 geführt und dann radial von der Welle 14 weggeschleudert. Das abgeschleuderte Öl gelangt unmittelbar oder durch ein Fließen längs der Innenwand der Kammer 20 in den Ablauf 25, so daß es nach außen abgeführt wird.

Da der Umfangsrand 22 unter einem stumpfen Winkel zur Öldichtung 19 hin abgebogen ist, wird die zur Innenwand der Kammer 20, die dem Lager 12 näherliegt, geförderte Ölmenge begrenzt. Diese, zur nähergelegenen Innenwand der Kammer 20 geförderte begrenzte Ölmenge wird durch den Kragen 23 an einem Fließen zum Lager 12 gehindert, der sich radial bis nahe an die Welle 14 erstreckt, um zwischen der Innenwand und dem Ejektorbauteil 21 einen von einem dichtend wirkenden Vorsprung begrenzten Raum zu bilden.

Durch das mit der Welle 14 mit hoher Drehzahl umlaufende Ejektorbauteil 21 und dem Kragen 23, der einen Spalt zwischen dem Ejektorbauteil 21 und der dem Lager 12 nahegelegenen Innenwand begrenzt, wird die innenseitig längs der Umfangsfläche der Welle 14 und an der Öldichtung 19 vorbeifließende Flüssigkeit weg gefördert und an einem Fließen zum Lager 12 hin gehindert. Insofern fließt keinerlei Öl oder andere Flüssigkeit von der Antriebs- zur Abtriebsseite oder umgekehrt, so daß Schäden an den dort befindlichen Bauteilen unterbunden werden.

Die Fig. 2 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel, wobei gleiche Bezugszeichen zu Fig. 1 gleiche Teile bezeichnen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auf der Abtriebsseite 13 eine Last rechtwinklig zur Welle 14 angeordnet. Auf der Abtriebsseite 13 ist auf der Welle 14 ein Exzenternocken 30 befestigt, an dem ein Kolben 31 anliegt, der eine sich im abtriebsseitigen Gehäuseteil 16 rechtwinklig zur Welle 14 erstreckende Bohrung 33 durchsetzt. Im äußeren Teil des Gehäuseteils 16 hat die Bohrung 33 einen größeren Durchmesser als im inneren Teil des Gehäuseteils 16. Ein Ringbund 31F am Kolben 31 sitzt auf der durch den Durchmesserunterschied gebildeten Stufe im erweiterten Teil der Bohrung auf, wobei eine Feder 35 dazu dient, den Ringbund 31F und damit den Kolben 31 zum Exzenternocken 30 hin zu drücken.

Die Drehung der Kraftquelle wird auf der Abtriebsseite 13 durch den Exzenternocken 30, an dem der Kolben 31 anliegt, in eine lineare Bewegung des Kolbens 31 im rechten Winkel zur Längsachse der Welle 14 umgesetzt. Der Aufbau und die Arbeitsweise der anderen Teile ist zu denen des ersten Ausführungsbeispiels (Fig. 1) identisch.

Wie bei der Drehwelle 14 in Fig. 1 kann auch beim zweiten Ausführungsbeispiel auf der Abtriebsseite eine Welle mit größerem Durchmesser mit der Welle 14 verbunden sein.

Das Ejektorbauteil 21 ist nicht auf eine an der Welle 14 befestigte tellerförmige Scheibe begrenzt. Beispielsweise kann sie auch am inneren Laufring des Lagers 12 befestigt oder sternförmig ausgebildet sein. Da die Welle 14 mit hoher Drehzahl umläuft, kann das Ejektorbauteil 21, anstatt zu drehen, ortsfest gehalten werden, wobei dafür gesorgt wird, daß durchgesickertes Öl zentrifugal abgeleitet und von der Welle 14 radial nach außen geführt wird.

Claims (3)

1. Dichtungsanordnung für eine Drehmomentübertragungswelle mit einem ersten, auf der Antriebsseite angeordneten Gehäuseteil und einem zweiten, auf der Abtriebsseite angeordneten Gehäuseteil, wobei die beiden Gehäuseteile eine Kammer begrenzen, die einen nach außen führenden Ablauf hat und in der ein sich bezüglich der Welle radial nach außen erstreckendes, tellerförmiges Ejektorbauteil rotationssymmetrisch zu der Welle angeordnet ist, das eine durch eine Undichtigkeit in die Kammer eintretende Flüssigkeit radial nach außen ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfangsrand (22) des Ejektorbauteils (21) in Axialrichtung derart stumpfwinklig abgebogen ist, so daß in die Kammer (20) eintretende Flüssigkeit beim Abschleudern im wesentlichen in Richtung des undichten Gehäuseteils (16) ablenkbar ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein nabenförmiger Abschnitt des Ejektorbauteils (21) in geringerem Umfangsabstand zu einem Kragen (23) des ersten Gehäuseteils (15) steht und der radial äußere Umfangsrand (22) des Ejektorbauteils (21) einen größeren Radialabstand zur Welle hat, als die dem nabenförmigen Abschnitt zugewandte Umfangsfläche des Kragens (23).

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ejektorbauteil (21) drehfest mit der Drehwelle (14) verbunden ist.