DE3742080A1 - Wellendichtung zum abdichten eines fluessigen mediums - Google Patents
Wellendichtung zum abdichten eines fluessigen mediumsInfo
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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.
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Legal Events
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