DE3742080C2 - Wellendichtung zum Abdichten eines flüssigen Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung für eine Schiffspro­ pellerwelle zum Abdichten von Außenwasser 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 Dichtlei­ ste zum abzudichtenden Außenwasser hin ein konusartiger Ringvor­ sprung erstreckt, der im Betriebszustand mit der Welle einen Winkel bildet.

Bei bekannten Wellendichtungen (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 flüssige Medium keinen, oder keinen nennenswert höheren Druck als das gasförmige Medium auf, so daß diesseits und jenseits der Dicht­ leiste 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 Vorsprungs mit der Welle 45 Grad und größer gewählt, so daß die Ausbildung eines Schmiermittelkeils, welcher den Anpreßdruck der Dichtlei­ ste an der Welle herabsetzen könnte, weitgehend vermieden ist. Weiterhin ist die Wellendichtung mit einer Lippenringdichtung (DE-AS 12 48 399) bekannt, deren Ausbildung die Aufrechterhaltung eines Schmiermittelfilms sichert, der bei laufender Welle Schmiermittelleckagen unterbinden soll.

Diese Maßnahmen erweisen 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 zum Abdichten von Außenwasser, welches im Bereich der Dichtleiste einen höheren Druck aufweist als das gasförmige Medium, der Winkel, den die der Welle zugewandte Oberfläche des konusarti­ gen Ringvorsprunges (5) mit der Welle (7) einschließt im Be­ triebszustand größer 0° aber höchstens 12° beträgt um zur bes­ seren Schmierung bewußt eine Leckage von Wasser durch den Spalt zwischen Dichtleiste (4) und Welle (7) einzuleiten.

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.

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 Außenwasser in Richtung Dichtleiste 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 Förder­ intensität der Förderrillen den jeweiligen örtlichen Bedürfnis­ sen anzupassen, indem man die Gewindesteigung entsprechend 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 für eine Schiffspropellerwelle zum Abdichten von Außenwasser 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 Außenwasser hin ein konusartiger Ringvorsprung erstreckt, der im Betriebszustand mit der Welle einen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abdichten von Außenwasser, welches im Bereich der Dichtleiste einen höheren Druck aufweist als das gasförmige Medium, der Winkel, den die der Welle zugewandte Oberfläche des konusartigen Ringvorsprunges (5) mit der Welle (7) einschließt im Betriebszustand größer 0° aber höchstens 12° beträgt um zur besseren Schmierung bewußt eine Leckage von Wasser durch den Spalt zwischen Dichtleiste (4) und Welle (7) einzuleiten.

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 Außenwasser in Richtung Dichtleiste 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.