Wellenanordnunq

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung mit einer Welie, mit einer Wälzlagereinrichtung, mit einer Umgebungskonstruktion, wobei die Weile über die Walzlagereinrichtung in der Umgebungskonstruktion drehbar gelagert ist, mit einer DichUingseinrichtung , wobei die Dichtungseinrichtung zwischen der Welle und der Umgebungskonstruktion angeordnet ist und einen Umgebungsraum mit einem flössigen Umgebungsmedium von einem Wälzlagerraum mit einem flüssigen Sperrmedium trennt, wobei die Dichtungseinrichtung als eine fördernde Dichtungseinrichtung ausgebildet ist, um bei einer Rotation der Welle relativ zu der Umgebungskonstruktion eine in Richtung des Umgebungsraums gerichtete Pumpwirkung umzusetzen, so dass das Sperrmedium von dem Walzlagerraum in den Umgebungsraum förderbar ist, und mit einer Versorgungseinrichtung zur Versorgung des Walzlagerraums mit dem Sperrmedium. Femer betrifft die Erfindung eine Wasserturbine mit einer derartigen Wellenanordnung.

Hintergrund der Erfindung

Bei einer Vielzahl von Anlagenarten befinden sich angetriebene oder antreibende Komponenten ständig in Flüssigkeiten. Beispiele hierfür sind neben Pumpenrädern oder Mixerkomponenten auch Rotoren von Schiffen oder Turbinen von Generatoren. Die Komponenten werden üblicherweise über Wellen angekoppelt über die ein Drehmoment übertragen wird. Bei derartigen Wellen stellt sich wie üblich das Problem der Lagerung sowie aus der Randbedingung der umgebenden Flüssigkeit heraus das zusätzliche Problem, die Lagerung gegenüber der umgebenden Flüssigkeit zu schützen. in diesem Zusammenhang wird in der nachveroffentiichten Druckschrift DE 10 2013 220 200.8, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet« eine Lageranordnung für eine Welte vorgeschlagen, wobei ein Wäizlagerraum der Lageranordnung mittels Dichtungsringen gegenüber einer Umgebung abdichtet ist, wobei der Wälzlagerraum mit einem flüssigen Sperrmedium gefüllt ist und wobei die Dichtungsabschnitte so ausgebildet sind, dass diese das Sperrmedium im Betrieb aus dem Wäizlagerraum In die Umgebung fördern. Durch die Förderung des Sperrmediums in die Umgebung wird erreicht« dass in der Gegenrichtung keine oder nur wenig Flüssigkeit aus der Umgebung in den Wäizlagerraum eintreten kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenanordnung insbesondere für eine Wasserturbine vorzuschlagen, weiche umweltschonend zu betreiben ist. Diese Aufgabe wird durch eine Weilenanordnung mit den Merkmaien des Anspruchs 1 sowie durch eine Wasserturbine mit den Merkmaien des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Der Gegenstand der Erfindung ist eine Weilenanordnung, welche insbesondere zum Einsatz bei einer Wasserturbine, im Speziellen zur Rotorlagerung der Turbine, ausgebildet ist. Die Weilenanordnung ist in einem Umgebungsraum mit einem flüssigen Umgebungsmedium angeordnet oder anordenbar. Die Lageranordnung ist beispielsweise als Lager für Unterwasserturbinen von Gezeiten- oder Strömungskraftwertoen, als Lager von Fluss-Wasserturbinen. als Lager in Industriepumpen, als Lager für Maschinen und Fördergeräte der Offshore- und Marinetechnik, als Lager für Schiffsantriebe etc. ausgebildet. Insbesondere ist die Wellenanordnung im Betrieb in einem Fluss oder im Meer als Umgebungsraum unterhalb der Wasseroberfläche in dem Wasser als das flüssige Umgebungsmedium positioniert. Die Wellenanordnung weist eine Weile auf. welche im Betrieb der Weisenanordnung gedreht, insbesondere rotiert wird.

Die Wellenanordnung umfasst eine Umgebungskonstruktion, welche beispielsweise als ein Gehäuse ausgebildet ist. Insbesondere ist die Umgebungskonstruktion - bis auf Durchlassöffnungen für die Welie - gegenüber dem flüssigen Umgebungemedium abgeschiossen und/oder insbesondere gegen ein Eindringen des Umgebungsmediums flüssigkeitsdicht ausgebildet.

Die Weilenanordnung umfasst mindestens eine Wälzlagereinrichtung, es können jedoch auch mehrere Walzlagerelnrichtungen vorgesehen sein. Die Weile ist über die Walzlagereinrichtung in der Umgebungskonstruktion drehbar, insbesondere rotierbar, gelagert. Somit bildet die Umgebungskonstruktion einen ersten und die Welle einen zweiten Lagerpartner,

Die Welienanordnung weist mindestens eine Dichtungseinrichtung auf, es können jedoch auch mehrere Dichtungseinrichtungen vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist die Dichtungsanordnung als eine berührende Dichtungseinrichtung ausgebildet. Die Dichtungseinrichtung kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Dichtungseinrichtung ist zwischen der Welle und der Umgebungskonstruktion angeordnet, sodass Welle und Umgebungskonstruktion zueinander abgedichtet sind, insbesondere ist die Dichtungseinrichtung stationär an der Umgebungskonstruktion angeordnet. Bevorzugt ist die Dichtungseinrichtung als eine Radialdichtung ausgebildet. Sei alternativen Ausgestaltungen ist die Dichtungseinrichtung oder eine der Dichtungseinrichtungen als eine Axialdichtung realisiert. Die Dichtungseinrichtung kann aus Polymeren (z.B. Elastomer, Thermoplast, PRTFW) oder einer Werkstoffkombination (z.B. Elastomer mit Gewebeverstärkung) oder einem Gewebe (z.B Vließ) bestehen.

In der Wellenanordnung wird ein Walzlagerraum ausgebildet, in dem die Wätelagereinrichtung angeordnet ist und welcher gegenüber dem Umgebungsraum durch die Dichtungseinrichtung abgedichtet Ist. Bei dem Umgebungsraum mit dem flüssigen Umgebungsmedium handelt es sich insbesondere um den Flussbereich oder den Meeresbereich. Der Waiziagerraum ist gegenüber dem Umgebungsraum insbesondere vollumfanglich fiüssigkeitsdicht, insbesondere statisch flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Der Wälzlagerraum ist mit einem flüssigen Sperrmedium gefüllt. Bei dem flüssigen Sperrmedium kann es sich z.B, um Süßwasser, Salzwasser, gefiltertes Schmutzwasser, Prozessflüssigkeit. Kühlfiüssigkeit, Hydraulikflüssigkeit, Flüssiggas, wässrige Lösungen etc. handeln. Insbesondere Ist das Sperrmedium als Polyglykol ausgebildet. Insbesondere ist das Sperrmedium mit einer Schmiermittelwirkung für die Wälzlagereinrichtung ausgebildet.

Die Dichtungseinrichtung ist jedoch als eine fördernde Dlchtungselnrichtung derart ausgebildet, dass bei einer Rotation der Welle relativ zu der Umgebungskonstruktion eine in Richtung des Umgebungsraums gerichtete Pumpwirkung erreicht wird, sodass das Sperrmedium von dem Wälzlagerraum in den Umgebungsraum gefördert wird. Für die Umsetzung derartiger fördernder, insbesondere selbstfördemder Dichtungseinrichtungen sind unter anderem die folgenden Druckschriften bekannt: EP 0798 498 A1 , EP 1024 318 A2, DE 38 38 896 C2, DE 41 19 324, DE 1000 63 79 A1 , DE 38 04 284,

Bei einer besonders bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Dichtungseinrichtung einen Radialwellend ichtlippenabschnitt aufweist. Beispielsweise kann die Dichtungseinrichtung einen Radialwellendichtring mit einem derartigen Radiatwellendichtlippenabschnitt. insbesondere gemäß der DIN 3761, aufweisen. Der Radialwellendichtring ist stationär in der Umgebungskonstruktion angeordnet. Der Radialweliendichtlippenabschnitt weist eine Bodenseite und eine Stirnseite auf. wobei die Bodenseite und die Stirnseite des Radiaiweliendichtlippenabschnitts durch ein asymmetrisches Pressungsprofil an der Dichtkante gegeben sind. Insbesondere gemäß der Definition der DIN 3761 ist der bodenseitige Winkel des Pressungsprofils kleiner als der stirnseitige Winkel. Durch die unterschiedlichen Winkel wird die zuvor beschriebene Förderwirkung erreicht, sodass ein gerichteter Förderstrom von der Bodenseite zur Stirnseite gegeben ist. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Radialwellend ichtlippenabschnitt mit der Bodenseite dem Sperrraum zugewandt ist, sodass das Sperrmedium aus dem Sperrraum in Richtung des Umgebungsraums führbar ist und insbesondere gefördert wird. Die Förderrichtung entspricht insbesondere auch einer Durchlassrichtung des Dichtungseinrichtung. Optionai ergänzend kann mittels geeigneter Dichthilfen, wahlweise auf den Gegenlaufflächen des Radialweiiendichtlippenabschnitts oder an der Dichtkante des Radiaiwellendichtlippenabschnitts selbst _« gezielt die Förderrate eingestellt werden. Hierbei können beispielsweise öberflächenmodifikationen zu Änderungen der Hörderrate fuhren. Auch Änderungen wie ein verkippter Einbau des Radialweilendichtiippenabschnitts oder ein sogenanntes Wave-Profil. also ein in ümlaufrichtung schlangenlinienförmigef Verlauf des

Radiaiwellendichtlippenabschnitts, sind im Rahmen der Erfindung möglich,

Insbesondere in diesen konstruktiven Ausgestaltungen wird sichergestellt, dass bei einer Relativbewegung zwischen der Welle und der Dichtungseinrichtung ein Förderstrom des Sperrmediums aktiv erzeugt wird, sodass das Sperrmedium aktiv von dem Sperrraum in den Umgebungsraum gefördert wird. Damit wird nochmals unterstrichen, dass durch die Förderung des Sperrmediums das Umgebungsmedium aus dem Sperrraum hinaus gedrückt wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass kein oder nur vernachlässigbar wenig Umgebungsmedium durch die Dichtungseinrichtung in den Sperrraum gelangen kann.

Die Weilenanordnung weist zudem eine Versorgungseinrichtung zur Versorgung des Sperrraums mit dem flüssigen Sperrmedium auf. insbesondere umfassi die Versorgungseinrichtung einen Tank und/oder Vorratsbehälter mit dem Sperrmedium. Der Tank und/oder Vorratsbehäiter weist eine Volumen von mehr als 20 Liter, vorzugsweise mehr als 50 Liter auf. im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Wellenanordnung eine Ventileinrichtung aufweist, wobei die Ventüeinhchtung strömungstechnisch zwischen der Versorgungseinrichtung und dem Wälzlagerraum angeordnet ist. Die Ventileinrichtung ist als ein Druckausgieichsventii ausgebildet, welches - funktional betrachtet - so ausgelegt ist, dass der von der Ventileinrichtung anliegende Versorgungsdruck so reduziert wird, dass der in dem Wälzlagerraum anliegende Innendruck dem in besondere angrenzenden oder gleichtiefen Umgebungsdruck in dem Umgebungsraum entspricht. Somit wird durch die Ventileinrichtung sichergestellt. dass zwischen dem Umgebungsraum: insbesondere unmittelbar angrenzend an die Dichtungseinrichtung, und dem Walzlagerraum stets ein Druckgleichgewicht ausgebildet ist. Das Druckausgleichsventil kann z.B. als ein Membransystem mit Feder ausgebildet sein, wobei die Feder auf den Umgebungsdruck abgestimmt ist und die Membran in Abhängigkeit des Versorgungsdrucks öffnet und schließt.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass bei einem Überdruck in dem Wälzlagerraum als Innendruck gegenüber dem Umgebungsdruck in dem Umgebungsraum eine große Menge an dem Sperrmedium aus dem Walzlagerraum in den Umgebungsraum transportiert wird. Dies führt zum einen zu einem Verlust und damit Verbrauch des Sperrmediums und zum anderen zu einer Verunreinigung des flüssigen Umgebungsmediums mit dem flüssigen Sperrmedium. Wird dagegen der Innendruck in dem Wälzlagerraum unterhalb von dem Umgebungsdruck des Umgebungsraums gesetzt, so wird flüssiges Umgebungsmedium durch die Dichtungseinrichtung in den Wälzlagerraum gedrückt und kann diesen verunreinigen. Derartige Verunreinigungen können z.B. die Lebensdauer der Walzlagereinrichtung reduzieren. Durch die Ventileinrichtung wird erreicht, dass der Innendruck in dem Wälzlagerraum stets gleich zu dem Umgebungsdruck in dem Umgebungsraum ist, sodass eine Verunreinigung des Wälzlagerraums durch das flüssige Umgebungsmedium zwar ausgeschlossen ist, jedoch so wenig Sperrmedium wie nur möglich ausgehend von dem Sperrraum in den Umgebungsraum gefördert wird. Durch die Ausgestaltung wird somit der Verbrauch an Sperrmedium verringert und dadurch die Wellenanordnung zum einen sparsamer und zum anderen umweltgerechter ausgelegt, wobei zugleich die Gebrauchseigenschaften der Wellenanordnung erhalten bleiben. in einer möglichen, konkreten Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass der Versorgungsdruck an der Ventiieinrichtung höher als der Umgebungsdruck in dem Umgebungsraum ausgebildet ist. Insbesondere ist die Ventileinrichtung stets als ein Druckminderer realisiert. Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventileinrichtung an einer Verbindungsleitung zwischen der Versorgungseinrichtung und dem Wälzkörperraum angeordnet. Damit ist die Ventileinrichtung frei positionierbar und kann in einfacher Welse in die Wellenanordnung eingebaut werden. Alternativ hierzu ist die Ventdeinnchtung in der Umgebungskonstruktion integriert. Beispielsweise kann diese in das Gehäuse als die Umgebungskonstruktion eingeschraubt sein.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Versorgungseinrichtung in dem Umgebungsraum in Bezug auf eine Tauchtiefe, insbesondere eine geodätische Tiefe, tiefer als der Wälzlagerraum angeordnet ist. Diese Maßnahme unterstützt den Ansatz, dass der Versorgungsdruck größer als der Umgebungsdruck in dem Bereich der mindestens einen Dichtungeeinrichtung ausgebildet ist.

Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Sperrmedium eine niedrigere spezifische Dichte wie das Umgebungsmedium aufweist. Durch die Positionierung der Versorgungseinrichtung in Bezug auf die Tauchtiefe unter dem Wälzlagerraum und der niedrigeren spezifischen Dichte des Sperrmediums wird das Sperrmedium mit einer Auftriebskraft beaufschlagt, sodass durch diese Auftriebskraft erreicht wird, dass der Versorgungsdruck an der Ventileinrichtung höher als der Umgebungsdruck ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung wird somit erreicht, dass die Wellenanordnung mit Bezug auf die Sperrmediumversorgung energieunabhängig arbeiten kann, da der notwendige Versorgungsdruck durch die Auftriebskraft bereitgestellt wird.

Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Versorgungseinrichtung einen Membrantank mit einer Membran auf wobei die Membran das Umgebungsmedium von dem Sperrmedium trennt. Ober die Membran kann damit das Sperrmedium von dem Umgebungsmedium mit einem Druck beaufschlagt werden. Besonders bevorzugt ist der Membrantank als eine Membranblase, zum Beispiel aus Buthyl, ausgebildet. Beispielsweise ist der Membrantank als ein Rollmembrantank ausgebildet. Optional kann die Versorgungseinrichtung , insbesondere der Membrantank, durch eine Schutzeinrichtung, wie zum Beispie! ein umschließendes Gitter, zum Beispiel aus Edelstahl, oder durch eine Gitterbox geschützt werden.

Alternativ oder ergänzend zu der Positionierung der Versorgungseinrichtung in Bezug auf die I auchtfete unter dem Wälzlagerraum kann auch vorgesehen sein, dass die Versorgungseinrichtung eine Druckeinrichtung zur Beaufschlagung des Sperrmediums mit einem Druck aufweist. Beispielsweise kann die Druckeinrichtung mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet seln _: Auf diese Weise kann auch sichergestellt werden, dass der anliegende Versorgungsdruck größer ais der Umgebungsdruck ist

Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung weist die Wellenanordnung, insbesondere die Umgebungskonstruktion, ein Entlüftungsventil zur Entlüftung des Wälzlagerraums auf. Das Entlüftungsventil ist insbesondere ausgebildet, Gas, insbesondere Luft, durchzulassen und dagegen Flüssigkeiten zu sperren. Das Entlüftungsventil wird zum einen bei der Ersibefüilung der Wellenanordnung mit dem Sperrmedium verwendet. Besonders bevorzugt ist das Entlüftungsventil an dem in Bezug auf die Tauchtiefe höchsten Punkt des Wälzlagerraums angeordnet, sodass etwaige im Betrieb entstehende Luftblasen ebenfalls durch das Entlüftungsventii abtransportiert werden können.

Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Wellenanordnung mindestens zwei Dichtungseinrichtungen auf, wie diese zuvor beschrieben wurden, sowie optional ergänzend mindestens zwei Wälzlagereinrichtungen. Die Dichtungseinrichtungen bM&n durch ihren Zwischenraum sowie durch die Umgebungskonstruktion, insbesondere das Gehäuse, den Wälzlagerraum, öle mindestens eine, vorzugsweise zwei Wälzlagereinrichtungen sind in dem Wäiziagerraum angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die Wellenanordnung, insbesondere der Wälzlagerraum, in axiaier Richtung zu der Welle beidseitig gegen Verschmutzungen aus dem Umgebungsraum geschützt. Sei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung erfolgt die Zuführung des Sperrmediums zwischen den zwei Wälzlagereinrichtungen. Dadurch wird erreicht, dass das Sperrmedium in Richtung der Dichtungseinrichtungen die Wälzlagereinrichtungen durchfließt und dadurch spült.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Wasserturbine zum Einsatz in einem Fluss oder in dem Meer, insbesondere ist die Wasserturbine zur Energieerzeugung ausgebildet, im Speziellen ist die Wasserturbine mit einem Generator koppelbar oder gekoppelt. Die Wasserturbine weist einen Rotor ais Turbineneinsatz auf, wobei der Rotor in dem Wasser angeordnet und durch die Wasserströmung betrieben, insbesondere in Rotation versetzt wird. Es ist vorgesehen, dass der Rotor, insbesondere die Rotorwelle, Uber die Weltenanordnung, wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche gelagert ist.

Kurz* Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Übersichtsansicht einer Wasserturbine als ein erstes Ausführungsbeispiei der Erfindung;

Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Wellenanordnung in einer schematischen Längsschnittdarstellung, wie diese in der Wasserturbine in der Figur 1 eingesetzt werden kann;

Figur 3 eine alternative Ausgestaltung der Wellenanordnung in der Figur 2 ais ein zweites Ausführungsbeispiei der Erfindung;

Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiei der Erfindung, wobei die Dichtungseinrichtungen und die Wälzlagereinrichtungen detaillierter dargestellt sind. Detailiierte Beschreibung der Zeichnungen

Die Figur 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Wasserturbine 1 zur Umsetzung von kinetischer Energie aus einer Wasserströmung in elektrische Energie über einen nicht dargestellten Generator. Die Wasserturbine 1 ist in einem Umgebungsraum 2. z.B. in einem Huss oder im Meer, in einem Umgebungsmedium 3, welches in diesem Beispiel als Wasser ausgebildet ist, angeordnet. Der Umgebungsraum 2 bezeichnet insbesondere die Umgebung zu der Wasserturbine 1.

Die Wasserturbine 1 weist einen Rotor 4 auf, weicher durch die Wasserströmung in Rotation versetzt wird. Der Rotor 4 ist über eine Wellenanordnung 5 drehbar, insbesondere rotierbar, gelagert. Zu der Wellenanordnung 5 gehört eine Versorgungseinrichtung 6« weiche über eine Verbindungsleitung 7 mit einer Umgebungskonstruktion 8 der Weilenanordnung 6 strömungstechnisch verbunden ist.

Mit Bezug auf eine Tauchtiefe T oder Wassertiefe ist zu erkennen, dass die Wellenanordnung 5 mit einer Hauptachse H, weiche durch die Drehachse des Rotors 4 definiert ist, einige Meter, in diesem Beispie! drei Meter, unterhalb der Wasseroberfläche W angeordnet ist. Die Versorgungseinrichtung 6 ist in Bezug auf die Tauchtiefe T unterhalb der Hauptachse H positioniert. In diesem Beispiel befindet sich die Versorgungseinrichtung 6 in einer Tauchtiefe T von fünf Metern. Betrachtet man die Druckverhäitnisse . so liegt an der Versorgungseinrichtung 6 zum Beispiel ein Überdruck von 0,5 Bar und an der Hauptachse H und/oder an der Umgebungskonstruktion 8 ein Umgebungsdruck von 0,3 Bar an.

Die Figur 2 zeigt die Weilenanordnung 5 in einer schematischen Längsschnittdarstellung. Es ist dabei zu erkennen, dass eine Welie 9 der Weilenanordnung 5 koaxial zu der Hauptachse H angeordnet ist bzw. diese bildet. Die Welle S trägt den Rotor 4 beziehungsweise ist mit diesem drehfest verbunden. Die Umgebungskonstruktion 8 ist als ein Gehäuse ausgebildet und umschließt die Welle 9 in Umlaufrichtung. An den axialen Enden in Bezug auf die Hauptachse H ist die Umgebungskonstruktion 8, insbesondere das Gehäuse, gegenüber dem Umgebungsraum 2 mit dem flüssigen Umgebungsmedium 3 geöffnet. Somit liegt an den axialen Endbereichen der Umgebungskonstruktion 8 der Umgebungsdruck PO mit beispielhaft 0,3 Bar an.

Die Welle 9 ist über zwei Wälzlagereinrichtungen 10a, b, welche als Radiallagereinrichtungen ausgebildet sind, gegenüber der Umgebungskonstruktion 8 rotierbar gelagert. Klammerartig zu den Wälziagereinrichtungen 10a, b sind Dichtungseinrichtungen 11a, b angeordnet, welche zwischen der Umgebungskonstruktion 8 und der Weile 9 wirken, Die Dichtungseinrichtungen 11a, b definieren in axialer Richtung einen Wälzlagerraum 12, welcher als ein Ringraum um die Welle 9 ausgebildet ist. und in dem die Wälzlagereinrichtungen 10a, b angeordnet sind. Die Dichtungseinrichtungen 11a, b sind als Radialdichtungen ausgebildet, welche stationär an der Umgebungskonstruktion 6 angeordnet sind, wobei sich die Welle 9 relativ zu den stationär angeordneten Dichtungseinrichtungen 11a, b dreht.

Zwischen den Wälziagereinrichtungen 10a, b ist ein Zwischenraum 13 angeordnet, zwischen den Dichtungseinrichtungen 11a, b und den dazu benachbarten Wälziagereinrichtungen 10a, b ist jeweils ein Seitenraum 14a. b angeordnet. Die Seitenräume 14a, b sind durch die Wälzlagereinrichtungen 10a, b hindurch mit dem Zwischenraum 13 strömungstechnisch verbunden.

Die Dichtungseinrichtungen 11a, b sind so ausgeführt, dass bei einer Drehung der Welle 9 relativ zu den Dichtungseinrichtungen 11a, b eine Förderwirkung entsteht, sodass Fluid aus dem Seitenraum 14a, b als Teil des Wäizkörperraums 12 in den Umgebungsraum 2 abtransportiert wird.

Die Versorgungseinrichtung 6 ist als ein druckausgleichender Rolimembrantank mit einem flüssigen Sperrmedium 18 ausgebildet und in einer Gitterbox 15 in einer größeren Tauchtiefe T als der Wälzlagerraum 12 angeordnet. Über die Verbindungsleitung 7 und eine Durchgangsöffnung 16, z B ausgeführt als Bohrung, in der Umgebungskonstruktion 8 ist die Versorgungseinrichtung 6 strömungstechnisch mit dem Wälzlagerraum 12 verbunden. Das flüssige Sperrmedium 18 liegt in dem Rollmembrantank und in dem Wälzlagerraum 12, insbesondere in dem Zwischenraum 13 und den Seitenräumen 14a, b vor. Das Volumen des Rolimembrantanks beträgt z.B. 80 Liter, wobei dieses Volumen auf eine Sperrmediumversorgung für ein Jahr abgestimmt ist.

Für eine Erstbefüliung oder für den Betrieb weist die Wellenanordnung 5 an der Oberseite ein Entlüftungaventil 17 auf, weiches es ermöglicht, Luft aus dem Wälzlagerraum 12 entweichen zu lassen und zugleich das Sperrmedium 18 in dem Wälzlagerraum 12 zurückzuhalten. Das Entluftungsventil 17 kann zum einen bei der Erstbefüliung genutzt werden, um Luft aus dem Wälzlagerraum 12 zu bringen. Ferner kann es im Betrieb genutzt werden, um etwaig entstehende Luftblasen abzulassen.

Das Sperrmedium 18 ist hinsichtlich der spezifischen Dichte leichter als das flüssige Umgebungsmedium 3, sodass das Sperrmedium 18 mit einem Überdruck in den Wälzlagerraum 12 im Vergleich zu dem in gleicher Höhe zu dem Wälzlagerraum 12 herrschenden Umgebungsdruck in den Umgebungsraum 2 gefördert wird. Somit würde ohne weitere Vorkehrungen der Innendruck des Wäizlagerraums 12 größer als der Umgebungsdruck in der Höhe des Wälzkörperraums 12 in dem Umgebungsmedium 3 ausgebildet sein. Zusammen mit der Förderwirkung der Dichtungseinrichtungen 11a. b würde dies zu einem hohen Verbrauch des Sperrmediums 18 führen, da dieses aus dem Wälzlagerraum 2 in den Umgebungsraum 2 gefördert wird.

Die Wellenanordnung 5 weist eine Ventileinrichtung 19 auf, weiche strömungstechnisch zwischen der Versorgungseinrichtung 6 und dem Wälzlagerraum 12 angeordnet ist und den Zufluss des Sperrmediums 18 in den Wälzlagerraum 12 steuert. Die Ventileinrichtung 19 ist so ausgebildet; dass die den durch die Versorgungseinrichtung 6 anliegenden Versorgungsdruck derart reduziert, dass der am Ausgang der Ventileinrichtung 19 anliegende Druck und damit der Innendruck des Wälzlagerraums 12. gleich zu dem Umgebungsdruck in dem Umgebungsraum 2 in der geodätischen Höhe der Hauptachse H oder des Wäizlagerraums 12 gewählt ist. Damit herrscht prinzipiell ein Druckgleichgewicht zwischen dem Wälzlagerraum 12 vor den Dichtungseinrichtungen 11a, b und dem Umgebungsmedium 3 unmittelbar hinter den Dichtungseinrichtungen 11a, b. Durch die Ventileinrichtung 19 wird somit erreicht, dass das Sperrmedium 18 nicht mit Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck herausgedrückt wird und damit über Maßen verbraucht wird. Stattdessen wird durch die Druckangleichung erreicht, dass nur der Anteil, der durch die Förderwirkung der Dichtungseinrichtung 11a, b gefördert wird, den Wälzlagerraum 12 verlaust Durch das Vorsehen der Ventileinrichtung 19 wird somit zum einen erreicht, dass der Verbrauch des Sperrmediums reduziert wird, was zu Kostenersparnissen fuhrt, und zum anderen eine höhere Umweltverträglichkeit umgesetzt da das Sperrmedium 18 nicht in den Umgebungsraum 2 gepumpt wird.

Die Figur 3 zeigt einen konstruktiven Unterschied zu der Figur 2. wobei die Ventileinrichtung 19 nicht wie in der Figur 2 in der Umgebungskonstruktion 8. insbesondere in dem Gehäuse« integriert ist, sondern in der Verbindungsieitung 7 zwischen der Versorgungseinrichtung 8 und der Umgebungskonstruktion 8, insbesondere dem Gehäuse, angeordnet ist.

In der Figur 4 ist eine detailliertere Darstellung der Wellenanordnung 5 in der Figur 3 gezeigt, wobei die Bezugszeichen jeweils die gleichen Komponenten oder Bereiche wie in der Figur 3 oder in der Figur 2 bezeichnen. Somit wird für die Erläuterungen der Übereinstimmungen auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen. In der detaillierten Darstellung in der Figur 4 ist zu erkennen, dass die Wälzlagereinrichtungen 10a, b als einreihige Kugellager ausgebildet sind. Ferner ist zu erkennen, dass die Dichtungseinrichtungen 11a, b als berührende Lippendichtungen in Form eines Radialweiiendichtrings realisiert sind, wobei jeder der Radialweliendichtringe eine Bodenseite B und eine Stirnseite S aufweist. Die Bodenseite B beziehungsweise Stirnseite S der Radialweliendichtringe wird durch den Anstellwinke! eines Radialweliendichtiippenabschnitts 20 definiert, wobei auf der Bodenseite ein kleinerer Winkel zwischen der Welle 9 und dem Radialwellendichtring vorgesehen ist als auf der Stirnseite S. Insbesondere ist ein bodenseitiger Winke! alpha der Dichtlippe des Radialweiiendichtrings gegenüber der Welle 9 kleiner als der stirnseitige Winke! beta. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Winkel alpha und beta nur an dem ersten Radialwellendichtring kenntlich gemacht. In Bezug auf Sperraum 13 sind die Radiatweiiendichtringe derart angeordnet sodass die Bodenseiten B nach innen und die Stirnseite S nach außen weisen. Eine Besonderheit der Radialwellendichtringe ist es« dass diese im Betrieb der Welle 9 eine Forderwirkung von dem Sperrraum 13 In den Umgebungsraum 2 von der Bodenselte B zur Stirnseite S entwickeln. Die Förderwirkung entsteht durch die unterschiedlichen Winkel alpha und Beta von Bodenseite B und Stirnseite S der Dichtiippe 20. in dieser Ausgestaltung wird durch die Relativbewegung von Weile 9 zu der Umgebungskonstruktion 8 bzw. zu den Dichtabschnitten Dichtungseinrichtungen 11 a, b ein aktiver Sperrmediumstrom von dem Sperrraum 14 in Richtung des Umgebungsraums 2 umgesetzt. Eine "Leckage des Sperrmediums 18 aus dem Sperrraum 14 in den Umgebungsraum 2 wird somit nicht nur bewusst in Kauf genommen, sondern durch die Wahl und die Orientierung der Radialwellendichtringe aktiv unterstützt. Zugleich wird jedoch durch die Ventiieinrichtung 19 erreicht« dass diese gewollte "Leckage" nicht zu groß.