SKUMAWITZ ERWIN (DE)
| US2245281A | 1941-06-10 | |||
| FR720406A | 1932-02-19 | |||
| GB2044370A | 1980-10-15 |
| 1. | Dichtung mit labyrinthartigem Dichtεpalt gegen Leckagen längε einer Welle zwischen zwei angrenzenden, von der Welle durchdrungenen Räumen, die variierenden Druck/Unterdruckdifferenzen unterworfen sind, insbeεondere für Motor und Getriebegehäuεe von Bahnantrieben, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t, daß zur Entlaεtung deε Dichtεpalteε gegen Druck/Unterdruckdifferenzen den eigentlichen Dichtungsbereichen (9/11) ein Entspannungεbereich (12) stabilen "Neutraldruckes" bzw. einstellbaren Unterdruckes zugeordnet wird. |
| 2. | Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, da durch ge kenn z e i c hne t, daß der Entspannungεbereich (12), bei durch die Druck /Unterdruckverhältnisεe wechselnder Leckagenrichtung, den eigentlichen Dichtungεbereichen (9/11) zwiεchengeεchaltet wird. |
| 3. | Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, da dur c h g e k e nn z e i c hn e t, daß der Entspannungsbereich (12) , bei durch die Druck/Unterdruckverhältnisse einseitig bevorzugter Leckagenrichtung, den eigentlichen Dichtungsbereichen (9/11) in der bevorzugten Richtung nachgeschaltet wird. |
| 4. | Labyrinthdichtung nach den Anεprüchen 1 biε 3, da dur c h ge k enn z e i chn e t, daß den eigentlichen Dichtungεbereichen (9/11) beεtehend auε der bekannten Folge von engen Kammern (9) mit Ringnutquerεchnitten im Dichtungεgehäuse (10) , in denen kammartige Spritzringe (11) der rotierenden Motorwelle (5) laufen der Entspannungεbereich (12) in Form wenigεtenseiner weiteren Kammer zugeordnet iεt, die über einen dem Dichtungsgehäuse (10) integrierten Kanal (13) großen Querεchnittε und geringem Strömungεwiderstand mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht. |
| 5. | Labyrinthdichtung nach den Ansprüchen 1 biε 4, dadurc h gekenn z e i chne t, daß der Kanal (13) über einen ölfangbehälter (14) mit Entlüftungsrohr (17) mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht. |
| 6. | Labyrinthdichtung nach Anspruch 5, da durc h g e k enn z e i c hn e t, daß das Entlüftungεrohr (17) an einen Diffusor (18) für einen bei Winddurchsatz infolge von Fahrbewegungen zuεätzlichen Unterdruck im Entspannungsbereich (12) angeschlossen ist. |
| 7. | Labyrinthdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kanal (13) von der Kammer des Entspannungsbereiches (12) ausgehend bis zu einem externen Anschluß im Gehäuse (10) der Labyrinthkammer (4) integriert ist und daß vom externen Anschluß biε zum ölfangbehälter (14) eine Rohrverbindung oder Schlauchleitung (13') vorgesehen ist. |
| 8. | Labyrinthdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kanal (13) von der Kammer deε Entspannungsbereicheε (12) auεgehend dem Gehäuse (10) der Labyrinthkammer (4) biε zum A Lagerεchild (2) eineε Motorε (M) integriert iεt, von wo eine dem Lagerεchild (2) integrierte Druckausgleichsleitung(13' ' ) zu einem Äußenanεchluß für den ölfangbehälter (14) führt. |
| 9. | Labyrinthdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Labyrinthdichtung mit einem ölrücklaufgehäuse (19) kombiniert ist, in das den Ringmutkammern (9) des eigentlichen Dichtungsbereicheε (9/11) zugeordnete Steigerrohre (22) ragen, die kommunizierend zuεammengeschlossen εind, wobei über einen ölüberlauf (20) in nur einem Steigerrohr (22) und eine im Lagerεchild ,(2) integrierte ölrückführungsleitung (21) eine Verbindung zum Getriebegehäuse für den ölrücklauf besteht. |
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung mit labyrinthartigem Dichtspalt gegen Leckagen längs einer Welle, wie sie im übrigen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definiert ist.
Bei solchen Labyrixtthdichtungen, das sind berührungslose Wellendichtungen, kann es Dichtungsprobleme mit Leckagen längs der gelagerten Welle geben, wenn zwischen den Enden der Dichtung nennenswerte Druckdifferenzen herrschen, wobei Schwankungen zwischen Druck und Unterdruck gegen normal auftreten und sich evtl. sogar umkehren können.
Bei Elektromotoren mit angeflanschtem Getriebe, wie sie z.B. bei Bahnantrieben zur Anwendung kommen, sind Getriebe und Wellenlager häufig ölgeschmiert. Eine zwischen Getriebekaεten und Motorinnenraum angeordnete Labyrinthdichtung soll dabei ein Verölen des Motors durch Leckagen verhindern. Abwechselnd auftretender Überdruck und Unterdruck mal im Getriebe-, mal im Motorengehäuse, läßt doch gewisse Leckagen (öl oder ölnebel) durch die Dichtungsspalte der Labyr ttidichtung zu, was letztlich den Motor durch Verölen unbrauchbar macht und ggf. auch in umgekehrter Richtung Verunreinigungen aus dem Motor bis ins Getriebeöl wandern läßt.
Die Druckunterschiede resultieren zum Teil daher, daß einerseits die eingeschalteten Motoren nur zeitweilig mit Belüftung gefahren werden,
ERSATZBLAπ(REGEL26)
d.h. auf der Motorenεeite iεt dort nur dann ein Überdruck vorhanden, ohne Zwangεkühlung kann sogar ein Unterdruck durch den umlaufenden Rotor auftreten. Andererseitε können die Getrieberäder nur bei Bewegung deε Fahrzeuges einen Überdruck erzeugen. Der Geεamtdichtungεεpalt der Labyrinthdichtung wird durch die Druckdifferenzen stark belastet.Durchtretendes öl soll in εolchen Labyrinthdichtungen vor Eintritt in den Motor deεhalb in den einzelnen Kammern aufgefangen und rückgeführt werden. Dazu finden oft εogenannte Syphonbehälter mit Überlauf Verwendung, in die aufgefangeneε öl auε den Labyrinthkammern einläuft. Der Erfolg iεt in den geschilderten Fällen jedoch nicht ausreichend. Auch Versuche mit zusätzlich angebrachten nachgeschalteten Axial-Labyrinthdichtungen brachten keine wesentliche Verbesserung.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebsεicherheit von Labyrinthdichtungen weiter zu verbessern und auf relativ einfache Weise einen ölaustritt zum Motor oder umgekehrt einen Schmutzeintritt ins Getriebe εicher zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale deε Anεpruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Anhand von schematischen Ausführungsbeiεpielen wird die Erfindung im nachεtehenden näher erläutert.
Eε zeigen:
Fig. 1 die Teilanεicht der A-Seite eineε Bahnmotorε mit neuartiger Labyrinthdichtung (im Schnitt) Fig. 2 einen Diffusor in geschnittener Haupt- und Draufsicht
Fig. 3 Teilansicht einer modifizierten Labyrijithdichtung (entsprechend Fig. 1) mit kombiniertem Syphon. und im Lagerdeckel integrierter Druck¬ ausgleichsleitung (im Schnitt) Fig. 4 Teilanεicht der A-Seite eineε Bahnmotorε mit Schnitt durch den Syphon gemäß Fig. 3 mit im Lagerdeckel integrierter ölrückführungεleitung
Der in Fig. 1 dargestellte Fahrmotor M zeigt ein Motorgehäuse 1, mit einem A-Lagerεchild 2, einem Rollenlager 3 und einer von innen mit dem Lagerschild 2 verschraubten Labyrinthkammer 4. Die Motorwelle 5 trägt ein strichpunktiert angedeutetes Getrieberitzel 6, daε in einem nicht näher dargeεtellten Getriebegehäuεe, daε am Lagerεchild 2 angeflanscht ist, in ölεchmierung läuft. Über öleinläufe 7 wird daε Rollenlager vom Spritzöl deε Getriebegehäuεeε her mit Schmiermittel (öl) verεorgt. Nicht über ölrückläufe 8 in daε Getriebegehäuεe zurückfließendes öl gelangt meist als ölnebel über die Dichtungεspalte nacheinander in einzelne Ringnutkammern 9 des Labyrinthgehäuεeε 10, wo eε von den umlaufenden Spritzringen nach außen geschleudert peripher festgehalten und durch geeignete Kanäle dem ölrücklauf zugeführt werden kann. Sollte durch extreme Überdruck-/Unterdruckbedingungen aus den gebildeten Dichtungsbereichen 9/11 trotzdem noch öl in axialer Richtυing weiterkriechen, gelangt eε nach Überwindung mehrerer solcher Ringnutkammern 9 zu einer weiteren entfernteren Ringnutkammer, die als erfi-ndungεgemäßer Entspannungsbereich 12 fungiert. Dort findet eine Entspannung der Drücke auf ein Normalniveau, z.B. der Außenatmosphäre und eine Ableitung ggf. noch anfallenden Restöls nach außen über einen in der Labyrinthkammer 4 integrierten Kanal 13 großen Querschnittε und geringem Strömungswiderstand statt. Das Restöl fließt dabei zweckmäßig über eine am Labyrinthgehäuεe 10 angeεchlosεene äußere Rohrverbindung 13' in einen ölfangbehälter 14, der mit einem Schauglaε 15 und einer ölablaßschraube 16 versehen ist und über ein Entlüftungsrohr 17 mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht. An das Entlüftungεrohr 17 iεt zweckmäßig noch ein Diffusor 18 angesetzt, der wie in Fig. 2 dargestellt, als Venturirohr auεgebildet, dafür sorgt, daß, bei Ausrichtung in Fahrtrichtung und Bewegung des Fahrzeuges, durch den Fahrtwind ein zusätzlicher Unterdruck im Entspannungεbereich 12 auftritt. Damit können Reεtölreεte oder Verεchmutzungen (Wasser oder Staub) , die von der Maschinenseite durch den Belüftungεdruck zum Getriebe gelangen könnten, εicher abgeεaugt werden.
Fig. 3 zeigt eine andere Verεion der neuen Labyrinthdichtung in einem Schnittbild, bei der die Verbindung von integrierten Kanal 13 auε zur äußeren Atmoεphäre über einen im Lagerschild 2 integrierte Druckausgleichleitung 13' ' mit einer unteren Anschlußmöglichkeit für den nicht dargestellten ölfangbehälter 14 erfolgt. Mit 19 ist noch ein ölrücklaufgehäuεe angedeutet, daε mit der Labyrinthdichtung kombiniert werden kann, εo, wie eε daε Schnittbild Fig. 4 zeigt. Die in Fig. 4 auε den Ringnutkammern 9 deε Dichtungεbereicheε 9/11 abfließende Ölleckage führt dort zu einem Steigen des Leckölstandeε in kommunizierenden Steigerrohren 22. Über einen allen Steigerrohren gemeinεamen, an sich bekannten trapεartigen ölüberlauf 20 im Steigerrohr 22 deε 1. Ringnutkanalε 9 fließt jeder über eine definierte Höhe gehende ölüberschuß durch eine im Lagerschild 2 integrierte ölrückführungεleitijng 21 zum Getriebegehäuse ab. Durch dieεe Kombination einer Labyrinthdichtung mit lrücklauf und dem erfindungεgemäßen Entεpannungsbereich 12 kann die im Entspannungsbereich 12 noch anfallende Reεtölmenge weiter verringert werden.