DE1952320A1 - Elastisch gelagerte Dichtung fuer rotierende Wellen - Google Patents

Description

• "Elastisch gelagerte Dichtung für rotierende Wellen" Die Erfindung betrifft ein Dichtelement ftir mehrere koaxial ineinander gelagerte, um- oder gegenläufige Wellen bei Wasserfahrzeugen.
• Eine besosndere Art von Wasserfahrzeugen, vorzugsweise solche, die als Unterwasserfahrzeuge benutzt werden, weist aus Stabilitätsgründen zwei ineinander angeordnete, gegenlufige Wellen auf, die Jeweils mit einem Antriebspropeller fest verbunden sind. Aufgrund dieser Propelleranordnung wirkt bei einer richtigen Dimensionierung der Antreibsmittel kein Moment auf den Schwimmkörper, d.h. seine Lage bleibt stabil, da stich die duroh die Antriebsdrehbewegungen entstehenden Gegenmomente aufheben. Auf und zwischen den beiden Wellen sind Dichtungselemente angeordnet, die verhindern, daß Secwasser in die Schwimmkörper eindringt und zu Funktionsschäden führt. Diese Dichtelemente sind aufgrund der hohen Drehzahlen der Wellen und des in größeren Tiefen herrschenden Wasserdrucks erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt.
• Die Ringdichtungsanordnungen herkömmlicher Art ftihrten bisher über ein bestimmtes Druck- Drehzehlverhältnis hinaus unvermeidlich zu Leckagen und demit zu Funktionsschäden an den Schwimmkörpern. Eine Leckageurssche der bisher verwendeten Ring dichtungen ist in den Folgen fertigungsbedingter Toleranzen der abzudichtenden Konstruktionselemente zu suchen. Da es im Bereich der angewandten Technik keine absolut starren Körper gibt, unterliegt z.B. Jede Wolle bei Belastung einer gewissen Durchbiegung. In Vesrbindung mit dem Legerspiel, den Unwuchten und der Belestung sowie ungenügender Fundamentierung entstehen an den Antriebswellen vielfältige Schwingungen mit meist ungünstigen Resonanzlagen zum Dichtelement, die dessen zeitweiliges Abheben von den antriebswellen begünstigen.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Dichtelement für mehrere koaxial ineinander gelagerte, um- oder gegnläufige Wollen gegen ein flüssiges Druckmedium zu schaffen, bei dem die im Betrieb auftretenden Schwingungen des Dichtelementes durch eine geeignete elastische Lagerung reduziert werden Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gehäuse einen Dichtungsträger und eine Welle umfaßt, wobei zur Abdichtung zwischen dem Dichtungsträger und der Welle ein dynamisch belasteter Dichtungsring und zwischen Dichtungsträger und Gehäuse ein statisch belasteter Dichtungsring vorgesehen sind, und daß der Dichtungsträger Uber einen Formring mit dem Gehäuse elastisch verbunden ist. Der Vorteil der Erdindung liegt darin, daß der dynamisch beanspruchte Dichtring durch den elastischen Formring weitgehend von den durch Konstruktions-,Fertigungs-und Montagetoleranzen verursachten Wechselbeanspruchungen entlastet wird.
• Hierdurch erhöht sich zum einen die Lebensdauer des Dichtelementes und zum anderen ist ein höheres Druckdrehzehlverhältnis möglich.
• In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.
• Fig, 1 zeigt in einer Schnittzeichnung ein Dichtelement mit einer Laufbuchse und Fig. 2 ein Dichtelement ohne Laufbuchse.
• In Fig. 1 ist mit 1 ein Dichtelement bezeichnet, des euf einer Welle 2 angeordnet ist. Dieses Dichtelement 1 kann in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Hohlwelle gelagert sein und hat die Aufgabe, den Zwischenraum zwischen Hohlwelle und Welle gegen ein Medium 3 abzudichten. Die Druckrichtung den Mediums 3 auf die Dichtung ist durch den Pfeil 4 dargestellt. Das Dichtelementen 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 5, einem Dichtungsträger 6, einer Laufbuchas 7 und einem Formring 8 sowie aus den Dichtungsringen 9 bis 12. Das Gehäuse 5 umfaßt den Dichtungsträger 6 und ist mit diesem über einen profilierten Formring 8 elastisch verbunden. Dieser Formring 8 kann in seiner Außen-und Innenwandung mehrere U-förmige Rillen 13 aufweisen, die parallel zu den Stirnflächen des Formringes 8 verlaufen. Der Dichtungsträger 6 ist über ein mit Kunststoff beschichtetes Gleitlager 14 auf der Laufbuchse 7 drehbar angeordnet. Diese Laufbuches 7 ist mittels einer Nut und Paßfeder 15 mit der Welle 2 ieat verbunden. Mit 16 slnd Bohrungen bezeichnet, die in dem Dichtungsträger, parallel su seiner Achse, engeordnet sind.
• Die Dichtungsringe 9 bis 12 dichten die' einzelnen Teile des Dichtelementes 1 untereinander gegen das Medium 3 ab, wobei jeder Dichtungsring einen Teil der gesamten abdichtung übernimmt. Der O-Ring 9, der in der Laufbuches 7 angeordnet ist, dient zur statischen Abdichtung gegen die Welle 2. In dem Dichtungsträger 6 imt ein Lippenring 10 (sog. Quad.Ring) angeordnet, der die Lagerstelle 14 zwischen Laufbuches 7 und Dichtungsträger 6 dynamisch gegen das Medium 3 abdichtet.
• Die O-Ringe 11 und 12 sind für die statische abdichtung des Gehäuses vorgesehen, und zwar der O-Ring 11 gegen den Dichtungsträger 6 und der 0-Ring 12 gegen eine nicht gezeichnete Hohlwelle o. dgl. Ein Vorteil dieses Dichtelementes besteht einmel darin, daß der zuläseige Mediumdruck unbedenklich erhöht werden kern, und zum anderen in einer Funktionsaufteilung der rotierenden Dichtung in einen statischen und einen dynamischen Teil, wobei der statische Teil durch den O-Ring 11 und der dynamische Teil durch den Lippenring 10 gebildet wird.
• Bei dem oben dargestellten Dichtelement 1 wird die eigentliche Dichtung, nämlich der dynamisch belastete Lippenring 10, durch -die elastische Lagerung des dichtungsträgera (Formring 8) und durch das eng tolerierte, dünn mit Kunststoff beschichtete Gleitlager 14 weitgehend von Konstruktions-, Fertigungs- und Wechselbeanspruchungen entlastet Weiterhin werden die Stirnflächen des Dichtungsträgers 6 von entgegengesetzt wirkenden Drucken beaufschlagt.
• Dies hat zur Folge, daß bei gleich großen Stirnflächen auf den Dichtungsträger 6 kein axialer Druck wirkt, so daß der Dichtungsträger 6 vollständig druckausgelichen ist. Eine Erhöhung der Lebensdauer dee Lippenringes läßt sich dadurch erreichen, daß man die metallische Umgebung des Lippenringes 10 duroh des Medium 3 kühlt. Hierzu wird die Laufbuchse 7 unterhalb der Lagerfläche des Gleitlagers 14 mit einer kegelförmigen Bohrung 17 versehen.
• Bei dem in Fig. 2 dargestellten ausführungsbeispiel des Dichtelementes 1 ist der dichtungsträger 6 direkt auf der Welle 2 drehbar angeordnet. Im übrigen gleicht der Aufbau dem in fig. 1 dargestellten ausführungsbeispiel. das Dichtelement in Figo 2 hat den Vorteil, daß es kleiner suageführt werden kann. Der dichtungsträger 6 unterliegt in diesem ausführungsbeispiel einer geringfügigen axialen Druckbeanspruchung.
• 5 Seiten Beaschreibung 6 Patentansprüche 2 Blett zeichnungen mit 2 Figuren

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Dichtelement für mehrere koaxial ineinander gelagerte, um- oder gegnläufige Wellen bei Wasserfahrzeugen, dedurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (5) einen Dichtungsträger (6) und eine Welle (2) umfaßt, wobei zur Abdichtung zwischen dem Dichtungsträger (6) und der Welle 2) ein dynamisch belasteter Dichtungsring (10) und zwiachen Dichtungsträger (6) und Gehäuse (5) ein statisch belssteter Dichtungsring (11) vorgesehen sind, und daß der Dichtungsträger (6) über einen Formring (8) mit dem Gehäuse (5) elastisch verbunden ist.
2. 2. Dichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formring (8) profiliert ist.
3. 3. Dichtelement nach aden Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pormrlng (8) mindestens eine U-förmige Rille (13) in sainer Außan- und Innenwandung aufweist, die parallel gu den Stt,rnflächen des Formringes (8) liegt.
4. 4. Dichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsaträger (6) am inneren Umfang mit siner Gleitschicht versehen ist.
5. 5. Dichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dynamisch belastete Dichtungsring (10) als Lippenring ausgebildet ist.
6. 6. Dichtelement nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Raum zwischen den Lippen des Dichtungsringes (10) ein Gleitmittel befindet.