DE4141999C2 - Lippendichtung zum Abdichten einer Welle, insbesondere einer Schiffspropellerwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lippendichtung zum Abdichten einer Welle, insbesondere einer Schiffspropellerwelle, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei den Lippendichtungen dieser Art, die durch die deutschen Offenlegungsschriften 37 18 411, 37 42 080, 38 17 660 und 39 24 270 bekannt sind, be­ wirkt die bei steigendem Druck des abzudichtenden Mediums stattfindende Verformung des Winkelgelenks nach Art einer Rollmembran in Richtung auf die Welle hin, daß die von dem abzudichtenden Medium beaufschlagte, in Richtung der Anpreß­ kraft der Dichtlippenschneide wirksame Fläche des zweiten Bereichs des Zwischenteils sich verkleinert und sich dadurch die Anpreßkraft verringert.

Zu diesem Stand der Technik sind weiterhin die DE-Z: Hansa, Nr. 14, 1973, Seiten 1297 bis 1299 und die DE-Z: Sonderdruck aus Schiff und Hafen, Heft 5, Mai 1975, Seiten 1-4 zu nennen, die jedoch im Oberbegriff des geltenden Hauptanspruches ent­ sprechend berücksichtigt sind.

Dieser erwünschte Effekt wird jedoch dadurch relativiert, daß sich der zweite Bereich des Zwischenteils verkürzt, wodurch der von dem elastischen Rückstellmoment des Zwischenteils herrührende Anteil der Auflagekraft vergrößert wird. Aufgrund dieser gegensinnig wirkenden Kraft wird der o.g. Entlastungs­ effekt so vermindert, daß es bei hohen Drücken des abzudich­ tenden Mediums zu Überhitzungen an der Lippenschneide und damit zu Undichtigkeiten oder sogar zum Ausfall der Dichtung kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel auf einfache Weise ohne Einsatz von irgendwelchen Stützeinbauten in den Lippenkörper oder von zwei Materialien mit unterschied­ lichem Elastizitätsverhalten oder dergl. zu überwinden und demgemäß eine Lippendichtung zu schaffen, bei welcher die Auflagekraft der Dichtlippe nicht proportional zum Druck des abzudichtenden Mediums, sondern degressiv zu diesem ansteigt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahme gelöst.

Hierbei bewirkt das Ausweichen des ersten Bereichs des Zwi­ schenteils in die Mulde und die damit verbundene Verformung desselben eine Vergrößerung des Winkels am Winkelgelenk des Zwischenteils und damit eine Verkleinerung des Rückstellmo­ ments, die sich im Sinne einer Entlastung der Lippenschneide auswirkt und so die erwünschte degressive Charakteristik er­ möglicht.

Ein wesentlicher Vorzug der erfindungsgemäßen Lösung ist fer­ ner darin begründet, daß die den Lippendichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 innewohnende Fähigkeit der Dicht­ lippe, den unvermeidlich auftretenden Schwingungsbewegungen der Welle in radialer Richtung unbehindert zu folgen, im vol­ len Umfang aufrechterhalten bleibt.

Durch die DE-OS 20 64 542 ist zwar eine Lippendichtung be­ kanntgeworden, bei welcher ein gehäusefester Stützring eine Mulde aufweist, die bei Normaldruck des abzudichtenden Mediums mit dem Dichtungskörper einen sichelartigen Spaltraum bildet, der bei steigendem Druck des abzudichtenden Mediums von dem Dichtungskörper ausgefüllt wird, jedoch befindet sich dort die Mulde nicht zwischen der Befestigungsstelle des Dichtungskör­ pers und dem Winkelgelenk, sondern zwischen dem Winkelgelenk und dem etwa parallel zu dem zweiten Teil des Zwischenteils verlaufenden freien Ende des Stützrings. Demgemäß ist bei dieser Ausbildung ein den Schwingungen der Welle unbehindertes Nachfolgen der Dichtlippe nicht gegeben.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstandes des Anspruchs 1 gekennzeichnet.

So ist nach dem Anspruch 2 ein zweites vorgeschobenes Winkel­ gelenk vorhanden, das in rollmembranmäßige Verformung des Lippenkörpers dahingehend begrenzt, daß bei Vorliegen eines bestimmten Höchstdrucks des abzudichtenden Mediums keine wei­ tere Verformung stattfindet, was in bestimmten Fällen erwünscht ist.

Nach dem Anspruch 3 wird für den Fall, daß die elastische Rück­ stellung des Lippenkörpers nach Abfallen des Drucks des abzu­ dichtenden Mediums nicht ausreichen sollte, die Adhäsionskräfte an der Berührungsfläche zu überwinden, das Ablösen durch Schaf­ fen von Verbindungskanälen zum druckabgewandten Raum, in dem in der Regel atmosphärischer oder ein relativ niedriger Überdruck herrscht, gesichert.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Lippenkörper mit einem abgerundeten Winkelgelenk bei Normaldruck des abzudichtenden Mediums,

Fig. 2 den gleichen Lippenkörper nach Fig. 1 bei hohem Druck des abzudichtenden Mediums,

Fig. 3 einen Lippenkörper mit zwei Winkelgelenken und einer Schrägfläche bei Normaldruck des abzudichtenden Mediums und

Fig. 4 den gleichen Lippenkörper nach Fig. 3 bei hohem Druck des abzudichtenden Mediums.

In sämtlichen Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Be­ zugszeichen versehen.

Die Lippendichtung nach den Fig. 1 bis 4 ist aus einem aus gum­ mielastischem Material bestehenden Lippenkörper s1 und zwei in einem Gehäuse, im vorliegenden Fall dem Stevenrohr eines Schiffs, undrehbar gelagerten metallischen Stützringen 2, 3 zusammenge­ setzt, wobei der Lippenkörper 1 mit seinem Einspannteil 4 zwi­ schen den beiden Stützringen 2, 3 mittels nicht dargestellter Spannmittel flüssigkeitsdicht eingespannt ist.

An das Einspannteil 4 des Lippenkörpers 1 schließt sich ein Zwischenteil 5 an, das aus einem schräg zur Radialen verlau­ fenden ersten Bereich 5a und einen gegenüber dem ersten über ein abgerundetes Winkelgelenk 5c abgebogenen, etwa axial ver­ laufenden Bereich 5b besteht, wobei der letztere die auf der Oberfläche der Welle W aufliegende Dichtlippe 5d trägt.

Der Winkel des abgerundeten Winkelgelenks 5c öffnet sich zu dem abzudichtenden Medium S hin und beträgt etwa 50 bis 70°. Die An­ preßkraft der Dichtlippe 5d auf die Welle W wird einerseits von dem elastischen Rückstellmoment des abgewinkelten Lippenkörpers 1, andererseits von einer in eine Ringrinne des zweiten Bereichs 5b des Zwischenteils 5 eingelegte Schraubenfeder 6 aufgebracht.

Die beiden Stützringe 2, 3 sind je mit einem das Einspannteil 4 übergreifenden wulstförmigen Vorsprung 2a, 3a versehen, die ei­ nen Ringspalt bilden, durch den das Zwischenteil 5 des Lippen­ körpers 1 hindurchragt.

Während der dem abzudichtenden Medium S zugewandte Stützring 2 mit seinem Vorsprung 2a endet, ist der dem abzudichtenden Me­ dium abgewandte Stützring 3 verlängert, und zwar zunächst etwa parallel zu dem schrägverlaufenden ersten Bereich 5a des Zwi­ schenteils 5 und sodann etwa radialverlaufend bis in die Nähe der Wellenoberfläche geführt.

Der genannte schräggestellte Abschnitt des Stützrings 3 ist nach Art einer Mulde 7 gewölbt, derart, daß er bei Normaldruck des abzudichtendem Mediums mit dem benachbarten Bereich 5a des Zwischenteils 5 einen sichelartigen Ringspalt 7a bildet. Die Tiefe der Mulde 7 ist so gewählt, daß bei erhöhtem Druck des abzudichtenden Mediums der Sichelspalt 7a von dem dann verform­ ten Bereich 5a des Zwischenteils 5 ausgefüllt ist; zu vgl. je­ weils die Fig. 2 und 4. Gleichzeitig mit dieser Verformung fin­ det auch die rollmembranartige Verformung des Winkelgelenks 5c in der Richtung auf die Welle hin statt, wobei nach Fig. 2 eine Art Abwälzen des Winkelgelenks 5c an der ebenen Fläche 3b stattfindet, während nach Fig. 4 ein Heranschwenken der in Fig. 3 dargestellten Anschrägung 3 des zweiten Bereichs 5b des Zwischenteils 5 an die Fläche 3b des Stützrings 3 erfolgt.

Die letztere Ausführung gestattet aufgrund der Bildung eines zweiten vorgeschobenen Winkelgelenks 5e eine Begrenzung der Ab­ rollbewegung bei Erreichen eines vorbestimmten Grenzdrucks des abzudichtenden Mediums.

Claims (3)

1. Lippendichtung zum Abdichten einer Welle, insbesondere einer schiffspropellerwelle, gegenüber einem flüssigen Medium, besteh­ end aus einem zwischen einem ersten und einem zweiten gehäuse­ festen Stützring einspannbaren Einspannteil, einem zwei Berei­ che aufweisenden Zwischenteil, von denen der erste Bereich an das Einspannteil anschließt und der zweite Bereich die Dicht­ lippe trägt, wobei die beiden Bereiche ein federndes Winkelge­ lenk miteinander bilden, wobei ferner der erste Bereich an dem zweiten Stützring anliegt und wobei der zweite Stützring eine im wesentlichen radial verlaufende Anlagefläche für das sich bei steigendem Druck des abzudichtenden Mediums in Richtung auf die Welle hin verformende Winkelgelenk des Zwischenteils auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stützring (3) in der Höhe des ersten Bereichs (5a) des Zwischenteils (5) eine Mulde (7) aufweist, die so bemessen ist, daß bei Normaldruck des abzudichtenden Mediums (S) ein sichelartiger Spaltraum (7a) ausgespart bleibt, während bei steigendem Druck des abzudichten­ den Mediums (S) der Spaltraum (7a) von dem ersten Bereich (5a) des Zwischenteils (5) ausgefüllt ist.

2. Lippendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (5b) des Zwischenteils (5) rückenseitig ab dem Winkelgelenk (5c) mit einem ebenen Flächenstück (8) ausge­ stattet ist, das mit der Anlagefläche (3b) des zweiten Stütz­ rings (3) bei Normaldruck des abzudichtenden Mediums (S) einen Keilspalt bildet, dessen Keilwinkel (α) so bemessen ist, daß der Keilspalt bei hohem Druck des abzudichtenden Mediums (S) bis zu etwa 90% geschlossen ist.

3. Lippendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß im Bereich des Winkelgelenks (5c) an dem Zwischenteil (5) und/oder dem zweiten Stützring (3) Erhebungen und/oder Ver­ tiefungen angeordnet sind, die eine Verbindung zwischen dem sichelartigen Spaltraum (7a) und dem druckgewandten Raum (0) der Lippendichtung bilden.