DE3742080A1 - Wellendichtung zum abdichten eines fluessigen mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung zum Abdichten eines flüssigen Mediums gegen ein gasförmiges Medium, insbesondere die Atmosphäre, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angege­ benen Merkmalen.

Bei den Wellendichtungen dieser Art (DE-AS 15 25 882 und DE-AS 11 01 074) besteht das flüssige Medium aus Schmieröl, das einen relativ hohen Viskositätsgrad besitzt. Außerdem weist das flüs­ sige Medium keinen, oder keinen nennenswert höheren Druck als das gasförmige Medium auf, so daß diesseits und jenseits der Dichtleiste etwa die gleichen Druckverhältnisse vorliegen. Demgemäß kommt es bei diesen bekannten Dichtungen darauf an, zu vermeiden, daß Schmieröl durch den Spalt zwischen Dichtleiste und Welle hindurch in den Raum des gasförmigen Mediums gelangt, weil dies zu Schmierölverlusten führen würde.

Aus diesem Grund ist dort der Winkel des konusartigen Vor­ sprungs mit der Welle 45 Grad und größer gewählt, so daß die Ausbildung eines Schmiermittelkeils, welcher den Anpreßdruck der Dichtleiste an der Welle herabsetzen könnte, weitgehend vermieden ist.

Diese Maßnahme erweist sich aber als ungünstig, wenn Verhält­ nisse vorliegen, bei denen das flüssige Medium niedrigviskos ist, also z.B. aus Wasser besteht und der Druck des Wassers größer ist als der Druck des gasförmigen Mediums, wie dies bei Wellenabdichtungen von Propellerwellen von Schiffen der Fall ist.

Bei diesen Verhältnissen würde nämlich die Schmierung der Dicht­ leiste durch das schlechte Schmiermittel Wasser nicht ausrei­ chen, um eine ausreichende Lebensdauer der Dichtlippe zu gewähr­ leisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den angegebenen Verhältnissen eine ausreichende Schmierung der Dichtleiste zu erreichen und damit die erforderliche Lebensdauer zu erzielen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Winkel des konusartigen Vorsprungs höchstens 12 Grad beträgt, wobei der Winkel desto kleiner gehalten ist, je niedriger der Viskositätsgrad der Flüssigkeit ist.

Nach der Erfindung findet somit durch den sehr spitzen Konus­ winkel eine bewußt eingeleitete Leckage von Wasser durch den Spalt zwischen Dichtleiste und Welle hindurch statt, durch die sichergestellt wird, daß die Schmierung trotz der schlechten Schmiereigenschaften des Wassers ausreichend ist.

Der Eintritt des Leckwassers in den gasführenden Raum fällt hierbei nicht nachteilig ins Gewicht, weil das Leckwasser un­ schwer durch relativ einfache und bekannte Fördereinrichtungen entfernt werden kann.

Der geringe Konuswinkel von höchstens 12 Grad wirkt dadurch im Sinne der beabsichtigten Förderung, weil sich ein Druckkeil zwischen Welle und Konus ausbildet, der die Dichtlippe hydro­ dynamisch "aufschwimmt", d.h. aufweitet, und so die beabsich­ tigte Leckage zum gasführenden Raum hin einleitet.

Es sind zwar schon Lippenringdichtungen bekannt geworden (DE-AS 12 48 399), bei denen ein sehr spitzer Konuswinkel von 4 Grad bis 8 Grad angewendet wird, jedoch handelt es sich dort nicht um einen betriebsmäßigen Konus, sondern um einen vor der Montage an der Dichtlippe vorhandenen Konus, der im Betriebszustand durch die elastische Verformung an der Welle beseitigt ist und sich nur bzgl. des Anpreßdrucks auswirkt.

Gemäß einer Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß an der Oberfläche des konusartigen Vorsprungs hydrodynamisch wirkende Förderrillen angebracht sind, die so gestaltet sind, daß sie das flüssige Medium vom druckhöheren zum druckniedrigeren Medium fördern.

Hierdurch wird der beabsichtigte Medienfluß zum gasförmigen Medium hin unterstützt und verstärkt, was unter bestimmten Voraussetzungen erwünscht ist.

Ferner ist vorgesehen, daß die Förderrillen nach Art eines Ge­ windes mit zur Dichtleiste hin gerichteter Steigung ausgebildet sind, und daß die Förderrillen den Umfang des Vorsprungs mit mindestens einem Gewindegang umschließen.

Hierdurch hat man es auf einfache Weise in der Hand, die Förderintensität der Förderrillen den jeweiligen örtlichen Bedürfnissen anzupassen, indem man die Gewindesteigung ent­ sprechend variiert.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen jeweils im Querschnitt

Fig. 1 eine Dichtlippe nach der Erfindung ohne Förderrillen,

Fig. 2 eine Dichtlippe nach der Erfindung mit Förderrillen,

Fig. 3 eine Abdichtungsanordnung mit zwei axial hintereinander angeordneten Dichtlippen.

Die in Fig. 1 dargestellte Dichtlippe weist einen Einspannteil 1, einen Steg 2 und einen Lippenteil 3 auf. Der Lippenteil 3 liegt mit einer Dichtleiste 4, die im vorliegenden Ausführungs­ beispiel eine abgerundete Kante bildet, an der Welle 7 an. Von der Dichtleiste 4 erstreckt sich in Richtung auf das abzu­ dichtende Medium W hin ein konusartiger Ringvorsprung 5, der mit der Welle 7 einen sehr spitzen Winkel alpha bildet. Der konusartige Ringvorsprung 5 ist an seiner der Welle 7 zuge­ kehrten Oberfläche glatt ausgebildet. An der dem gasförmigen Medium G zugewandten Seite ist der Lippenteil 3 ebenfalls ko­ nisch ausgebildet. Dieser Konus, der in axialer Richtung we­ sentlich kürzer als der dem flüssigen Medium zugewandte Konus ist, hat für die erfindungsgemäße Funktion des Lippenteils keine Bedeutung.

Die in Fig. 2 dargestellte Dichtlippe besteht aus den gleichen Bauteilen wie die Dichtlippe nach Fig. 1 mit dem einzigen Un­ terschied, daß der konusartige Ringvorsprung 5 an seiner der Welle 7 zugekehrten Konusfläche 5 mit Förderrillen 6 nach Art eines mehrgängigen Gewindes ausgestattet ist.

Aus Fig. 3 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Dichtlippen nicht nur als Einzeldichtungen, sondern auch in Abdichtungsan­ ordnungen üblicher Bauart mit zwei oder mehr im Abstand hin­ tereinander angeordneten Dichtlippen eingesetzt werden können. In der dargestellten Abdichtungsanordnung ist die dem abzu­ dichtenden Medium W benachbarte Dichtlippe mit 1, 4, 5 und die dem gasförmigen Medium benachbarte Dichtlippe mit 1′, 4′, 5′ bezeichnet.

Claims (3)

1. Wellendichtung zum Abdichten eines flüssigen Mediums gegen ein gasförmiges Medium, insbesondere die Atmosphäre, mit einer ringförmigen Dichtlippe aus elastomerem Werkstoff, die mit einer umlaufenden Dichtleiste an der Welle anliegt, wobei sich von der Dichtleiste zum abzudichtenden flüssigen Medium hin ein konusartiger Ringvorsprung erstreckt, der im Betriebszustand mit der Welle einen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen einer niedrigviskosen Flüssigkeit als flüssiges Medium und bei Druckverhältnissen, bei denen das flüssige Me­ dium einen höheren Druck aufweist, als das gasförmige Medium, der Winkel höchstens 12 Grad beträgt, wobei der Winkel desto kleiner gehalten ist, je niedriger der Viskositätsgrad der Flüssigkeit ist.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche des konusartigen Ringvorsprungs hydrodyna­ misch wirkende Förderrillen angebracht sind, die so gestaltet sind, daß sie das flüssige Medium vom druckhöheren zum druck­ niedrigeren Medium fördern.

3. Wellendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrillen nach Art eines Gewindes mit zur Dichtleiste hin gerichteter Steigung ausgebildet sind und daß die Förderrillen den Umfang des Ringvorsprungs mit mindestens einem Gewindegang umschließen.