DE2129330A1 - Wellendichtung - Google Patents

Description

Anmelder: General Electric Company, Schenectady, New York, USA

Wellendichtung

Die Erfindung betrifft eine rotierende Wellendichtung.

Wenn sich eine Antriebseinrichtung von einer Umhüllung in ein Fluid erstreckt, ist eine Abdichtung erforderlich, um das angetriebene Fluid daran zu hindern, entlang der Welle der Antriebseinrichtung in die Umhüllung auszutreten. Wenn beispielsweise Elektromotoren in Wasser eingetaucht werden sollen, wie es bei tauchfähigen Pumpen der Fall ist, muß ein Eintritt von Wasser in den Motor verhindert werden. Dies erfolgt gewöhnlich dadurch, daß der Motor mit Öl oder einer anderen dielektrischen Flüssigkeit gefüllt wird, welche unter Druck gesetzt wird.

Die Druckausübung erfolgt durch Füllung einer elastischen Kammer mit Öl, welche Kammer durch einen Gummibeutel gebildet sein kann, und auf die durch eine Schraubenfeder ein Druck ausgeübt wird.

Um die Motorwelle wird eine Wellendichtung angeordnet, um einen Eintritt von Wasser und einen Austritt von Öl zu verhindern. Eine derartige Wellendichtung enthält einen Ring, der um eine Welle angeordnet ist und zwangsläufig mit der Welle rotiert. Dieser Ring steht mit einem stationären Laufring in Berührung, welcher um eine

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Öffnung angeordnet ist, durch welche die Welle verläuft. Die Abdichtung erfolgt dadurch, daß eine Stirnfläche des Rings gegen den Laufring gedrückt wird, wobei ein Teil des unter Druck stehenden Öls zwischen den Stirnflächen austreten kann und zur Abdichtung beiträgt. Selbst bei einem Öldruck, der beträchtlich über dem äußeren Wasserdruck liegt, wurde jedoch festgestellt, daß Wasser oft in dem Zwischenraum zwischen dem Ring und dem Laufring eintritt und sich mit dem Öl vermischt. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit wurde versucht, den Druck der Feder" zu erhöhen, welche den Ring gegen den Laufring drückt. Dabei ist jedoch nachteilig, daß eineerhöhte Reibung und Abnutzung an der Zwischenfläche zwischen dem Ring und dem Laufring auftritt. Es könnte deshalb versucht werden, den Druck der dielektrischen Flüssigkeit in dem Motor weiter zu erhöhen. Dafür wäre jedoch ein Vorratsbehälter für Öl erforderlich, der viel stärker, aber immer noch elastisch ist. Deshalb wäre auch eine stärkere Feder nötig, um den Vorratsbehälter unter Druck zu setzen. Diese Änderungen wurden eine Verstärkung des gesamten Motorgehäuses erfordern, um den zusätzlichen hydrostatischen Druck beizubehalten, obwohl der zusätzliche Druck nur im Bereich der Dichtung benötigt wird. Es wurde ferner versucht, zwei Dichtungen entlang der Motorwelle vorzusehen, wobei die dielektrische Flüssigkeit zwischen den Dichtungen unter einen Druck gesetzt wird, der größer als der Druck der Flüssigkeit in dem Motor ist. Bei diesem Verfahren ist jedoch eine zusätzliche Pumpeinrichtung neben der zusätzlichen Dichtung erforderlich. Außerdem muß dann das Motorgehäuse länger ausgebildet sein.

Ein bekannter Vorschlag besteht darin, ein Drucklager vorzusehen, das eine wendelförmig gerillte Stirnfläche hat, welche als Dichtelement dient. Derartige Rillen, die im folgenden als Viskositätsrillen bezeichnet werden, nutzen in bekannter Weise die relative Bewegung zwischen dem Ring und dem Laufring aus, um viskose Flüssigkeit in die Rillen und dann in den Zwischenraum zwischen dem Ring und dem Laufring zu pumpen. Der dadurch in dem Zwischenraum erzeugte Druck erhöht die Dicke des Flüssigkeitsfilms und damit des Zwischenraums, wodurch mehr dielektrische Flüssigkeit nach außen durch den Zwischenraum gedrückt wird. Wenn jedoch ein Vorratsbehälter begrenzter Größe für die dielektrische Flüssigkeit vorhanden ist,

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wie beispielsweise bei einem eintauchbaren Motor, kann das System einen derart starken Austritt von Flüssigkeit nicht aufrechterhalten.

Bei einer bekannten Einrichtung ist ein Laufring mit zwei Sätzen von wendeiförmigen Rillen vorgesehen. Der erste Satz steht in Verbindung mit dem Außenumfang, während der zweite Satz mit dem Innenumfang in Verbindung steht, so daß sich ein fischgrätenartiges Muster ergibt. Ein schmaler, nicht gerillter Bereich ist zwischen den beiden Sätzen von Rillen vorgesehen. Ein Satz der Rillen steht in Verbindung mit einer ersten Flüssigkeit, während der andere Satz in Verbindung mit einer zweiten Flüssigkeit steht. Die Bewegung eines Rings auf den Laufrxngflächen bewxrkt, daß beide Flüssigkeiten in die Rillen hineingezogen werden, wodurch ein Druck in dem ungerillten Bereich zwischen den Rillen erzeugt wird, der größer als der Druck jeder Flüssigkeit ist. Im Falle einer Abdichteinrichtung zur Verhinderung der Vermischung von zwei viskosen Flüssigkeiten wie Öl und Wasser ist es jedoch nicht wünschenswert, den Druck beider Flüssigkeiten auf einen hohen Druck unter der Dichtfläche zu erhöhen, weil vorzugsweise der Öldruck höher sein sollte. Wie im folgenden noch näher erläutert werden soll, würde ferner eine Druckerhöhung in beiden Flüssigkeiten nicht verhindern, daß durch die Dichtung ein nach innen gerichteter Pumpeffekt ausgeübt wird.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten eine Wellendichtung so auszubilden, daß sie schraubenförmige Viskositätsrillen aufweist, welche keine Trennung der zusammengehörenden Oberflächen verursachen. Ferner soll vermieden werden, daß keine zu große Flüssigkeitsmenge durch die Dichtung gepumpt wird.

Eine Wellendichtung gemäß der Erfindung enthält einen einzigen Satz von tiefen, schraubenförmigen Viskositätsrillen in der Stirnfläche eines ringförmigen Laufrings. Die Rillen erstrecken sich entweder von dem inneren oder dem äußeren Umfang des Laufrings, je nachdem, welcher Umfang in Berührung mit der inneren Dichtflüssigkeit steht. Die Rillen erstrecken sich zu einer Stelle zwischen dem inneren und äußeren Umfang, so daß eine nicht gerillte Ringfläche auf der Stirnfläche des Laufrings vorhanden ist. Während jedoch be-

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kannte Viskositätsrillen eine Pumpwirkung ausüben, wodurch der Druck in dem Zwischenraum zwischen angepaßtem Ring und Laufring erhöht und ein beträchtliches Flüssigkeitsvolumen durch den sich" ergebenden Zwischenraum gepumpt wird, finden beim Anmeldungsgegenstand solche Rillen Verwendung, die größenordnungsmäßig 100 mal tiefer als die bekannten Rillen sind. Die Rillen ergeben e inen ausreichenden Druck auf die Zwischenfläche zwischen dem Ring und dem Laufring, um das Hineinpumpen der Flüssigkeit mit niedrigerem Druck zu verhindern, während andererseits ein zu starker Austritt der dielektrischen Flüssigkeit mit höherem Druck vermieden wird.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Wellenabdichtung gemäß der Erfindung; .

Fig. 2 die exzentrische Anordnung der Welle und des zugeordneten Rings;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen Laufring, in dem Viskositätsrillen ausgebildet s ind; und

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Dichtring 1 an einer Welle 2 mit einem Balg 3 aus Gummi befestigt. Der Balg ermöglicht eine Bewegung des Rings entlang der Achse der Welle, gewährleistet jedoch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung - dazwischen. Eine Schraubenfeder 4 liegt an einem Anschlag 5 an, um den Dichtring gegen einen ringförmigen Laufring 6 zu drücken, der an einem stationären Glied 7 ortsfest angeordnet ist, welches Glie beispielsweise ein Lagerschild eines Elektromotors sein kann. Der rotierende Ring 1 besteht aus einem Material, welches mit demjenigen des Laufrings verträglich ist, und besteht gewöhnlich aus Kohlenstoff. Der Laufring 6 kann aus Edelstahl bestehen und eine mit Chrom plattierte Lauffläche haben. Er kann jedoch auch aus einem geeigneten keramischen Material bestehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umgibt das in dem Motorgehäuse zurückgehaltene

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Öl den äußeren Umfang des rotierenden Rings. Eine Flüssigkeit, in welche der Motor eingetaucht ist, die beispielsweise Wasser sein kann, umgibt die rechte Seite der Welle und steht mit dem inneren Umfang des Rings und des Laufrings in Berührung. Es ist ersichtlich, daß die einzige Stelle, an der sich die beiden Flüssigkeiten vermischen können, die Zwischenschicht zwischen dem Ring und dem Laufring ist. Um einen Eintritt von Wasser zu verhindern, steht das Öl unter Druck, wodurch ein Druckgefäß über dem Ölfilm erzeugt wird, der zwischen dem Ring und dem Laufring liegt. Im Gegensatz zu einem Drucklager, bei dem es wünschenswert ist, eine dicke Ölschicht zwischen dem beweglichen und dem ortsfesten Element vorzusehen, ist eine sehr dünne Ölschicht zwischen dem Dichtring und dem Laufring erwünscht, wenn eine derartige Einrichtung als Dichtung dienen soll. Die Ölschicht und damit der Zwischenraum zwischen den Komponenten sollte zweckmäßigerweise normalerweise etwa 1,0 bis 1,3 Tausendstel Millimeter (40 bis 50 Millionstel Zoll) betragen. Ein sehr geringer Zwischenraum dient zur Verhinderung des unerwünschten Austritts von Öl, und verhindert damit eine Entleerung des Vorratsbehälters für Öl.

Trotz des höheren hydrostatischen Drucks des Öls und der geringen Dicke des Films auf Grund der Belastung durch die Feder 4 wurde festgestellt, daß das Wasser oft den Zwischenraum zwischen den Dichtungselementen entgegen dem hydrostatischen Druck des Öls durchsetzt und in den mit Öl gefüllten Motor eintritt. Dieser Effekt, der als Einpumpen bezeichnet werden kann, wird vermutlich durch die Exzentrizität des Dichtrings relativ zu der Drehachse bewirkt. Diese Exzentrizität ist in Fig. 2 übertrieben dargestellt, wobei das geometrische Zentrum C, eines Dichtrings 1 aus Kohlenstoff von dem Drehzentrum C₇ der Welle 7 versetzt ist. Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß bei einer Drehung der Welle der Geschwindigkeitsvektor der Stelle A des Dichtrings 1 nicht tangential zu dem Rand des Dichtrings verläuft, sondern senkrecht zu einem Radius, der sich von dem Drehzentrum der Welle erstreckt. Die Geschwindigkeit der Stelle A hat deshalb zwei Komponenten, eine erste Rotationskomponente V_n, welche tangential zu dem Dichtring an der Stelle A

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verläuft, und eine zweite Transversalkomponente V_T/ die senkrecht zu dem Dichtring an der Stelle A verläuft. Der Ring dreht sich deshalb nicht nur, sondern erfährt auch eine Querverschiebung gegen-

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über der Lauffläche.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Ring 1 an der Stelle A entlang der Linie 3-3 in Fig. 2. Aus Gründen einer deutlichen Darstellung ist der Zwischenraum 9 übertrieben groß dargestellt. Die Transversalgeschwindigkeit V_T des Rings 1 relativ zu dem ortsfesten Laufring 6 bewirkt, daß der Ring sich von links nach rechts bewegt. Wenn sich der Dichtring in Querrichtung bewegt, zieht er das Wasser mit sich und drückt das Öl zurück. Das Geschwindigkeitsprofil des Wassers in dem Zwischenraum zwischen dem Dichtring und dem Laufring ändert sich von Null auf der Oberfläche des stationären Laufrings zu V auf der Oberfläche des Dichtrings. Das Geschwindigkeitsprofil des Ölfilms, welches fast ausschließlich von dem hydrostatischen Druck in dem Motorgehäuse herrührt, ist jedoch grob angenähert parabolisch, wobei das Öl die höchste Geschwindigkeit in der Nähe des Zentrums des Zwischenraums hat, aber eine praktisch verschwindende Geschwindigkeit an den Oberflächen des Laufrings und des Dichtrings. Während die Geschwindigkeit des Öls ausreicht, diejenige des eintretenden Wassers für den Teil des Zwischenraums zu überwinden, der in der Nähe des stationären Laufrings liegt, hat das Wasser, welches denjenigen Teil des Zwischenraums am nächsten angeordnet ist, der nahe der Ringoberfläche liegt, eine viel höhere Geschwindigkeit als das Öl in demselben Bereich. Das Wasser treibt deshalb das Öl zurück entlang der Ringoberfläche und tritt in das Motorgehäuse ein.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Dichtrings verläuft dieser Vorgang umgekehrt, so daß das Öl nach außen unter der Ringoberfläche gepumpt wird, wodurch eine Verringerung des hydrostatischen Drucks in dem Motorgehäuse bewirkt wird.

Es wurde festgestellt, daß der beschriebene Pumpeffekt selbst bei sehr geringen Exzentrizitäten des Dichtrings auftritt. Bei der Herstellung großer Elektromotoren wurde festgestellt, daß es praktisch unmöglich ist, eine derartige Exzentrizität vollständig zu vermeiden. Selbst wenn der Dichtring genau konzentrisch zu der Wellenoberfläche liegen würde, könnte eine geringe Verbiegung der Welle oder eine Unwucht des Rotors veranlassen, daß das Drehzentrum etwas von dem geometrischen Zentrum der Welle und damit des Rings verschoben wird.

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Um die Geschwindigkeit des eingepumpten Wassers zu überwinden, kann der hydrostatische Druck des Öls ausreichend erhöht werden, um den Effekt des Hineinpumpens zu überwinden. Eine derartige Erhöhung des hydrostatischen Drucks würde jedoch zu einem zu großen Ölverlust durch den abdichtenden Zwischenraum führen und eine zu große Feder für die Herstellung des Öldrucks erfordern, so daß die Festigkeit des Motorgehäuses und damit das Gewicht unddie Herstellungskosten erhöht werden müßten.

Bisherige Versuche zur Beseitigung des hineinpumpenden Effekts bestanden darin, die Federkonstante der Feder 4 zu erhöhen, welche den Dichtring gegen den Laufring drückt, um die Trennung der Laufflächen zu verringern. Eine erhöhte Federbelastung kann jedoch nicht die Trennung auf den Abstand Null verringern, ohne daß die Laufflächen beschädigt werden. Durch Erhöhung des Drucks der Feder auf das erforderliche Ausmaß, um eine annehmbar kleine Trennung zu gewährleisten, werden jedoch die Laufflächen des Dichtrings und des Laufrings einer äußerst starken Abnutzung ausgesetzt, wenn der Motor sich zu drehen beginnt und die Dichtung nicht geschmiert ist. Eine erhöhte Reibung und die dadurch bedingte Erhitzung bewirken ferner Schwierigkeiten, die von dem erhöhten Federdruck herrühren. Alle dynamischen Dichtungen dieser Art benötigen deshalb einen kleinen Zwischenraum zur Schmierung der Laufflächen.

In Fig. 4 ist ein Laufring dargestellt, für welchen eine Erhöhung der Federkraft oder des hydrostatischen Drucks nicht erforderlich ist, weil durch diesen eine Abdichtfuriktion gewährleistet wird, welche dem oben erwähnten Hineinpumpen entgegenwirkt. Eine Lauffläche des Laufrings 6 oder des Dichtrings 1 ist mit einer Anzahl von Rillen versehen. Die Rillen, die sich im wesentlichen tandential zu dem Innendurchmesser des Laufrings wie eine Schraubenlinie oder Spirale erstrecken, verlaufen von dem äußeren Umfang zu einer Stelle zwischen dem äußeren und dem inneren Umfang, wobei die geschlossenen Enden davon einen ringförmigen nicht gerillten Bereich um den inneren Durchmesser des Laufrings begrenzen. Wenn die aneinander angepaßten Glieder sich gegeneinander verdrehen, wird durch die relative Drehung der Glieder Öl in die Rillen hineingezogen. Der

Schereffekt an der Zwischenfläche bewirkt einen hydrostatischen Druck in den Rillen, welcher den Druck des Öls in dem Zwischenraum

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zwischen dem Laufring und dem Dichtring erhöht, welcher durch den hydrostatischen Druck in dem Motorgehäuse erzeugt wird.

Obwohl Drucklager mit schraubenförmigen Rillen bekannt sind, . sind die bekarlnten Lager nicht geeignet, wenn nur ein begrenzter Vorrat der Dichtflüssigkeit verfügbar ist, da der durch die Rillen bekannter Art erzeugte Druck verursacht, daß sich der Dichtring von dem Laufring abhebt, wodurch der Zwischenraum dazwischen vergrößert wird und der Austritt von Öl zwischen den Laufflächen ebenfalls erhöht wird. Während eine derartige Wirkungsweise sehr wünschenswert ist, wenn die Einrichtung als Lager Verwendung findet, ist der vergrößerte Zwischenraum nicht zulässig, wenn die Einrichtung als Dichtung Verwendung finden soll. Der erhöhte Austritt von Öl macht die Dichtung praktisch unbrauchbar, weil dadurch der vorhandene Vorrat erschöpft wird. Bei bekannten Lagern mit Viskositätsrillen beträgt das Verhältnis der Tiefe der Rillen zu der Breite des Zwischenraums zwischen dem Dichtring.und dem Laufring zwei oder drei zu eins. Ein derartiges Verhältnis von Tiefe zu Abstand erhöht die Belastungskapazität der Einrichtung, da die in die Rillen gezogene viskose Flüssigkeit einen hydrostatischen Druck erzeugt, welcher beträchtlich die Dicke der Schmiermittelschicht erhöht und die aneinander angepaßten Laufflächen auseinanderdrückt. Um den Pumpeffekt der Rillen zu verringern und um damit den Druck zu verringern, der eine Trennung der Laufflächen bewirkt, können die Rillen flacher ausgebildet werden. Gemäß bekannten Konstruktionsprinzipien ausgebildete Rillen, welche den erforderlichen zusätzlichen Druck in dem Zwischenraum bewirken, ohne daß ein unerwünschter Pumpeffekt entsteht, sind jedoch so flach, daß sie durch Abtriebeffekte zerstört werden könnten, wenn der Dichtring und der Laufring gegeneinander reiben. Selbst mit extrem flachen Rillen würde immer noch eine gewisse Trennung auftreten, wenn das Öl'kalt ist, weil der durch diese Rillen verursachte Pumpeffekt stark von der Viskosität der Flüssigkeit abhängt. Wenn das Öl kalt und sehr viskos ist, wird eine größere Menge durch die Rillen hindurchgepumpt, wodurch die Laufflächen voneinander entfernt werden und eine unerwünscht große Menge hinausgepumpt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß durch eine wesentlich tiefere Ausbildung der Rillen als bei bekannten Dichtun-

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gen oder Lagern der erforderliche zusätzliche Druck für den Zwischenraum geliefert wird, ohne daß ein unerwünscht starkes Hinauspumpen der Flüssigkeit erfolgt, wie es bei der Verwendung üblicher flacher Rillen der Fall ist. Der so erzeugte Druck ändert sich mit der Viskosität nur sehr wenig und führt deshalb nicht zu einem zu starken Hinauspumpen während des AnlaufVorgangs, wenn die Flüssigkeit kalt ist.

Die Bezeichnung tiefe Rille bedeutet beim Gegenstand der Erfindung eine Viskositätsrille in der Stirnfläche einer der beiden angepaßten, relativ zueinander beweglichen Glieder, deren Tiefe größer als diejenige ist, welche für irgendeinen begrenzten Spalt erforderlich wäre, um einen ausreichenden hydrostatischen Druck zu erzeugen, der einer Kraft entgegenwirkt, welche die Glieder zusammendrückt. Die Tiefe einer derartigen Rille ist etwa 100 mal größer als diejenige bekannter Einrichtungen. Obwohl der erhöhte Abstand und damit die Dicke des Ölfilms eine erwünschte Eigenschaft bei Lagern ist, ist es entsprechend den obigen Ausführungen sehr nachteilig für solche Eigenschaften, die für eine Abdichtung von Bedeutung sind.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen mit Rillen versehenen Laufring 6. Das Verhältnis der Tiefe d der Rille, welche stark übertrieben dargestellt ist, zu dem Abstand 9 zwischen den Laufflächen beträgt vorzugsweise etwa 500 : 1. Ein typischer Abstand bei der Wellenabdichtung eines eintauchbaren Motors beträgt beispielsweise 1 Tausendstel Millimeter (40 Millionstel Zoll). Die Tiefe d derartiger Rillen kann zweckmäßigerweise 0,5 mm (0,020 Zoll) betragen, bei einem Verhältnis von Rillentiefe zu Abstand von 500 : Es wurde jedoch festgestellt, daß derartige Verhältnisse von 100 : 1 bei gewissen Anwendungszwecken ausreichen. Es können jedoch auch noch tiefere Rillen vorgesehen werden, die immer noch eine zufriedenstellende Arbeitsweise ermöglichen.

Während der durch den Pumpeffekt der Rillen erzeugte hydrostatische Druck in einem gewissen Ausmaß sowohl von der Viskosität der Flüssigkeit als auch von der Kraft abhängt, welche die Laufflächen des Dichtrings und des Laufrings zusammendrückt, istdie zur Überwindung des hydrostatischen Drucks, der durch die tiefen Rillen erzeugt wird, erforderliche Kraft beträchtlich kleiner als

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diejenige, welche zur Überweindung des Drucks erforderlich ist, der durch bekannte flache Rillen erzeugt wird- Es wurde berechnet, daß ein gerillter Laufring mit einem Außendurchmesser von 79,4 mm (3 1/8 Zoll) und einem Innendurchmesser von 57,2 mm (2 1/4 Zoll) und mit typischen flachen Rillen mit einer Tiefe von 2,5 χ 10~ mm (0,0001 Zoll) 855Kilcpanider Einheit der Viskosität der Flüssigkeit benötigt, um einen geringen Abstand von 1,3 χ 10~ mm (50 χ 10 Zoll) beizubehalten. Bei einer Wellendichtung mit vergleichbaren Abmessungen, die jedoch mit tiefen Rillen gemäß der Erfindung versehen ist, die eine Tiefe von 20 χ 10 mm (0,008 Zoll) haben, sind dagegen nur etwa 2 Kilopond pro Viskositätseinheit erforderlich. Bei einem derartigen Zwischenraum tritt Öl aus einer Dich-" tung mit flachen Rillen in einer Menge von 15.700 1 (4.150 Gallonen) pro Jahr aus, im Gegensatz zu einer Austrittsmenge von 38 1 (9,2 Gallonen) pro Jahr bei tiefen Rillen gemäß der Erfindung. Trotzdem ergaben bei praktischen Erprobungen Wellendichtungen mit tiefen Rillen noch einen ausreichenden hydrostatischen Druck, um praktisch den Einpumpeffekt zu vermeiden, trotz einer beträchtlichen Exzentrität des Rings.

Daraus ist ersichtlich, daß durch die Verwendung der tiefen Rillen der Flüssigkeitsdruck in dem Zwischenraum zwischen den Laufflächen erhöht werden kann, ohne daß eine nachteilige Trennung der Laufflächen bewirkt wird und ein Hinauspumpen auftritt. Wenn ein ausreichender Druck auf die Dichtflächen ausgeübt wird, " um die hydrostatische Belastungsfähxgkeit der tiefen Rillen zu überwinden, tritt keine meßbare Trennung der Laufflächen auf, obwohl eine Druckerhöhung der Flüssigkeit in dem Zwischenraum zwischen den Laufflächen verursacht wird.

Die Belastungsfähxgkeit kann in diesem Zusammenhang als die Aufnahmefähigkeit definiert werden, bei welcher die Oberflächen nur durch einen dünnen Film getrennt sind, wobei eine Trennung zwischen den Oberflächen praktisch in Wegfall gelangt. Es ist ersichtlich, daß bei dem gegenwärtigen Stand der Technik selbst die besten Dichtflächen weder perfekt eben noch perfekt parallel sind. Aus diesem Grunde wird die Grenze der Belastbarkeit als erreicht angesehen, wenn Stellen auf einer Oberfläche auf Grund fehlender Parallelität oder auf Grund von Oberflächenunregelmäßigkeiten Stel-

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len auf der gegenüberliegenden Oberfläche zu berühren beginnen.

Aus den obigen Ausführungen geht deshalb hervor, daß durch tiefe Rillen entsprechend dem Gegenstand der Erfindung überraschende Vorteile erzielbar sind. Während es schwierig ist, genaue Abmessungen einer derartigen tiefen Rille anzugeben, weil dabei viele veränderliche Faktoren zu berücksichtigen sind, ist unter einer tiefen Rille im Sinne des Gegenstands der Erfindung zu verstehen, daß die Tiefe größer als diejenige ist, welche zur Aufrechterhaltung einer Kraft zwischen sich bewegenden Oberflächen bei einem endlichen Abstand erforderlich ist.

Patentansprüche

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   Rotierende Wellendichtung, gekennzeichnet durch einen ersten Ring (6) mit einer ersten ebenen Oberfläche, die mit einer Anzahl von im allgemeinen schraubenförmig angeordneten Viskositätsrillen versehen ist, die sich von einem gemeinsamen Umfang des Rings erstrecken und entlang einem Kreis auf dieser ersten ebenen Oberfläche enden, durch einen zweiten Ring (1) mit einer zweiten ebenen Oberfläche, welche der ersten ebenen Oberfläche angepaßt ist,.welcher zweite Ring relativ zu dem ersten Ring drehbar ist, durch eine Einrichtung (4, 5) , um die beiden ebenen Oberflächen gegeneinander zu drücken, und durch eine Tiefe der Viskositätsrillen, die größer als diejenige Tiefe ist, welche zum Abfangen der vorspannenden Kraft bei irgendeinem endlichen Abstand zwischen den Oberflächen erforderlich ist, wenn die sich relativ drehenden Oberflächen in eine viskose Flüssigkeit eingetaucht sind.
2. 2. Wellendichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (1) an der Welle (2) befestigt ist und sich mit dieser dreht, daß der erste Ring (6) ein ortsfester Laufring ist, der um die Welle angeordnet ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Ring gegen den Laufring zu drücken.
3. 3. Wellendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Tiefe (d) der .Rille und dem Abstand (9) zwischen dem Ring und dem Laufring mindestens 100 : 1 beträgt.
4. 4. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Tiefe der Rillen und dem Abstand zwischen dem Ring und dem Laufring etwa 500 : 1 beträgt.
5. 5. Wellendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem eintauchbaren Motor vorgesehen ist, um einen Eintritt der gepumpten

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   Flüssigkeit und einen Austritt dielektrischer Flüssigkeit zu verhindern.

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