CH483584A - Vorrichtung zum abgedichteten Überführen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit von einem stationären Teil zu einem sich drehenden Teil oder umgekehrt - Google Patents

Description

  Vorrichtung zum abgedichteten     Überführen    einer unter Druck stehenden Flüssigkeit  von einem     stationären    Teil zu einem sich drehenden Teil oder umgekehrt    Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum  abgedichteten Überführen einer unter Druck stehenden  Flüssigkeit von einem stationären Teil zu einem sich dre  henden Teil, wie einer Welle, oder umgekehrt, wobei der  sich drehende Teil innerhalb eines Gehäuses gelagert ist,  das mindestens eine Ringkammer aufweist, die an ihrer  inneren Seite durch einen Teil der Umfangsfläche des  sich drehenden Teils begrenzt ist, in welcher ein radialer  Kanal desselben mündet, während in der Aussenseite  dieser Ringkammer ein sich gleichfalls radial erstrecken  der Kanal mündet,

   der sich weiter wenigstens teilweise  durch das stationäre Gehäuse hindurch erstreckt und  der mit dem anderen radialen Kanal über diese Ring  kammer verbunden ist, und wobei zu beiden Seiten der  Ringkammer Gleitlager für den sich drehenden Teil an  geordnet sind.  



  Vorrichtungen der vorgenannten Art sind bekannt.  Sie finden hauptsächlich Verwendung für Schiffsschrau  ben mit hydraulisch steuerbaren Schaufeln, bei welchen  Öl unter sehr hohem Druck von einer nicht mit der  Welle der Schraube drehenden Pumpe zu Kanälen in  nerhalb der Welle zu überführen ist. Die Kanäle     erstrek-          ken    sich axial durch die Welle der Schraube und stehen  je in Verbindung mit einem sich radial zu der Umfangs  fläche der Welle hin erstreckenden Kanal. Im Regelfall  sind zwei solche radiale Kanäle vorgesehen, von welchen  jeder mit einer Überführungsvorrichtung der vorgenann  ten     Art    zusammenwirkt.

   Im Rahmen der nachfolgenden  Beschreibung wird ausschliesslich Bezug genommen auf  eine Schiffsschraube mit steuerbaren Schaufeln, wobei  zur Vereinfachung nur eine der Vorrichtungen der ein  gangs genannten Art, von welchen für solche Schiffs  schrauben im Regelfall zwei zur Verwendung kommen,  näher beschrieben wird. In diesem Zusammenhang sei  der Hinweis vorgenommen, dass für Vorrichtungen der  im Rahmen der vorliegenden Erfindung angesprochenen  Art auch andere Anwendungsbereiche denkbar sind.  



  Infolge des sehr hohen Druckes der zu überführen  den Flüssigkeit und infolge des sehr grossen Durchmes-         sers    der Welle von Schiffsschrauben sehr grosser Schiffe  kann es nicht verhindert werden, dass ein Teil der Flüs  sigkeit durch die Gleitlager hindurchgedrückt wird und  in die     Abführkanäle    für diese     Leckflüssigkeit    kommt.  An den Enden des im Regelfall rohrförmigen Gehäuses  sind Dichtungen angeordnet, welche mit der drehenden  Welle zusammenwirken.

   In der     vorbekannten    Vorrich  tung resultiert nun der Druck der zugeführten Flüssig  keit und der zwischen der Welle und den Gleitlagern zu  entweichen versuchenden     Leckflüssigkeit    in einer Erhö  hung des Durchmessers des     rohrförmigen    Gehäuses, wo  durch das Lagerspiel so gross wird, dass eine nicht mehr  zuzugestehende Leckage der Flüssigkeit auftritt. Für die  Steuerung der Schaufeln der Schiffsschraube steht also  dann nur eine Teilmenge der unter Druck stehenden  Flüssigkeit zur Verfügung, was wiederum zur Folge hat,  dass die Pumpenkapazität zu überhöhen ist, um erfor  derlich werdende Steuerungen vornehmen zu können.  



  Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausfüh  rungen bezweckt die Erfindung, eine Leckage der unter  Druck stehenden Flüssigkeit so weit wie möglich zu ver  meiden.  



  Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer  Vorrichtung der eingangs genannten Art     erfindungsge-          mäss    eine Ausgleichseinrichtung vorgesehen wird, auf  welche die unter Druck stehende Flüssigkeit     während     ihrer     Überführung    einwirkt, um nach aussen gerichtete  Kräfte auszugleichen, die in den Gleitlagern durch die  unter Druck stehende Flüssigkeit in radialer Richtung  hervorgerufen werden  Mit dieser Massnahme kann verhindert werden, dass  das Lagerspiel als Folge der durch die Gleitlager     hin-          durchfliessenden    Flüssigkeit in einem unerwünschten  Ausmasse grösser wird.

   Es kann zwar nicht verhindert  werden, dass eine gewisse Leckage auftritt, eine solche  muss aber ohnehin vorhanden sein, um die Gleitlager zu  schmieren und zu kühlen, zu welchem Zwecke auch das  Lagerspiel nicht zu klein bemessen sein darf, weil an  derseits sonst die Temperatur der Gleitlager zu hoch      werden würde.  



  In einer bevorzugten Ausführungsform der     erfin-          dungsgemässen    Vorrichtung besteht die Ausgleichsein  richtung aus einem die Aussenfläche des stationären Ge  häuses abgedichtet umfassenden Körper, in welchen ein  sich wenigstens teilweise radial erstreckender und im  wesentlichen mit dem radialen Kanal des Gehäuses       fluchtender    Kanal vorhanden ist, und aus einer Ring  kammer an der Aussenseite des Gehäuses, welche der  Ringkammer nach der Innenseite dieses Gehäuses ge  genüberliegt und über welche die Kanäle in dem bei  rohrförmigem Gehäuse rohrförmig ausgebildeten Körper  untereinander verbunden sind.

   Die an der Aussenseite  des Gehäuses liegende Ringkammer weist zweckmässig  eine solche axiale Länge nach zwei Richtungen auf, dass  sie sich wenigstens teilweise über die Länge der     Gleit-          Lager    erstreckt. Diese zweite     Ringkammer    braucht sich  also nicht unbedingt über die ganze Länge der Gleit  lager zu erstrecken, weil in diesem Zusammenhang da  von     ausggeangen    werden kann, dass der zur     Beaufschla-          gung    der Innenseite des Gehäuses kommende Flüssig  keitsdruck nicht konstant über die volle Länge jedes  Gleitlagers ist.

   Dieser     Flüssigkeitsdruck    besitzt gegen  das Ende des Gleitlagers in der Nähe des radialen Ka  nals in der Welle einen Maximalwert, während er am  anderen Ende einen Minimalwert besitzt, so dass die  nach aussen gerichtete, resultierende Kraft, in einem  Längsschnitt gesehen, kleiner ist als das Produkt aus  Flüssigkeitsdruck und Länge der Gleitlager. Anderseits  herrscht in der gesamten zweiten Ringkammer der ma  ximale Flüssigkeitsdruck vor, so dass die resultierende,  nach innen gerichtete Kraft gleich dem Produkt aus  Flüssigkeitsdruck und Länge dieser zweiten Ringkam  mer ist. Die zweite     Ringkammer    muss nun weiterhin  eine grössere Länge aufweisen als die erste Ringkammer,  weil sonst ein ausreichender Ausgleich nicht erhalten  werden könnte.

   Diese grössere Länge ist also die eigent  liche Ursache dafür, dass das Lagerspiel bei der Über  führung von Flüssigkeit unter Druck verringert wird.  



  Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach  folgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es  zeigen:       Fig.    1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh  rungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,       Fig.    2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausfüh  rungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung und       Fig.    3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausfüh  rungsform derselben.  



       Fig.    1 zeigt im Längsschnitt ein Gehäuse zur Zufüh  rung von Öl unter Druck, welches mit der Vorrichtung  versehen ist. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet die Welle  einer Schiffsschraube, in welcher ein axialer Kanal 2  vorgesehen ist, der zu der Steuervorrichtung der steuer  baren Schaufeln der Schraube führt und an einen radia  len Kanal 3 angeschlossen ist. Es sind noch weitere Ka  näle vorhanden, die jedoch in der Zeichnung nicht dar  gestellt sind. Das rohrförmige Gehäuse ist mit 4 be  zeichnet, es ist mit vier Gleitlagern 5 und zwei Dichtun  gen 6 ausgerüstet, von welchen nur zwei Gleitlager 5  und eine Dichtung 6 in der Zeichnung gezeigt sind.

   Zwi  schen den Gleitlagern 5 ist in dem Gehäuse 4 eine     Aus-          nehmung    in der Form einer Ringkammer 7, dem radia  len Kanal 3 gegenüberliegend,     ausgeformt.    In derselben       Radialebene,    in welcher der Kanal 3 liegt, erstreckt sich  ein radialer Kanal 8 durch das Gehäuse 4 hindurch, die  ser mündet in der     Ringkammer    7.     Über    das andere Ende  des Kanals 8 ist ein     zylindrischer    Ring 9 geschoben, der    mittels     O-Ringen    10 abgedichtet mit dem Gehäuse 4  verbunden ist. Durch diesen Ring 9 hindurch erstreckt  sich ein radialer Kanal 11, welcher mit dem Kanal 8  fluchtet.

   An der Aussenseite des Kanals 11 ist die zu  einer nicht dargestellten Flüssigkeitspumpe, wie einer  Ölpumpe, führende, gleichfalls nicht dargestellte Druck  leitung angeschlossen. Das innere Ende des Kanals 11  mündet in einer zweiten Ringkammer 12, die als eine       Ausnehmung    in der äusseren Umfangsfläche des Ge  häuses 4 angeordnet ist. Diese     Ringkammer    12 besitzt  eine grössere Länge als die     Ringkammer    7 und erstreckt  sich über eine Teillänge der Gleitlager 5. Das an den La  gern 5 an beiden Seiten der     Ringkammer    7     vorbeiströ-          mende    Öl kann über     Leckageleitungen    13 und 14 abge  leitet werden.  



  Wenn Öl unter Druck durch die nicht dargestellte  Druckleitung von der Ölpumpe zugeführt wird, dann  strömt die grössere Menge dieses Öls durch den Kanal  11, die zweite     Ringkammer    12, den Kanal 8, die erste  Ringkammer 7 und den Kanal 3 zu dem Kanal 2 hin  und von diesem zu der nicht dargestellten Steuervorrich  tung der Schiffsschraube. Eine kleinere Ölmenge bis  maximal   15 % strömt durch die Gleitlager 5 zu den  Leitungen 13 und 14 hin. Der Druck dieses     Leckageöls     versucht das Lagerspiel zu vergrössern und weiterhin  das rohrförmige Gehäuse 4 radial auszudehnen. Dieser  Ausdehnung wirkt jedoch der in der Ringkammer 12  vorherrschende, radial nach     innen    wirkende Öldruck  entgegen.

   Die nach aussen gerichteten Drücke sind nicht  gleich über die Gesamtlänge der beiden Gleitlager 5, sie  wechseln vielmehr von einem Maximalwert zu einem       Minimalwert.    Der Maximaldruck herrscht am Ende je  des Gleitlagers 5 nahe der Ringkammer 7 vor,     während     der Minimaldruck am anderen Ende vorherrscht. Die  nach aussen gerichtete, resultierende Kraft in der Achse  des Kanals 8, in einem Längsschnitt gesehen, ist also  kleiner als das Produkt aus Öldruck und Gesamtlänge  der beiden Gleitlager. In der     Ringkammer    12 herrscht  überall der volle Öldruck vor, so dass die resultierende,  nach innen gerichtete Kraft gleich dem Produkt aus die  sem Druck und der Länge der Ringkammer 12 ist.

   Aus  diesem Tatbestand resultiert die Feststellung, dass zum  Erreichen eines ausreichenden Ausgleiches die Länge  der     Kammer    12 grösser sein muss als die Länge der  Kammer 7, jedoch kleiner als der Gesamtabstand zwi  schen den Enden der Gleitlager, die     in    bezug aufeinan  der sich in verschiedenen Richtungen erstrecken. Durch  eine geeignete Wahl der Länge der     Ringkammer    12  kann also selbst für einen übermässigen Ausgleich vor  gesorgt werden, was zur Folge hat, dass der Druck des  zugeführten Öls eine radiale     Zusammendrückung    des  Gehäuses hervorruft.  



  In der in     Fig.    2 dargestellten zweiten Ausführungs  form der     erfindungsgemässen    Vorrichtung sind für  gleiche Teile gleiche     Bezugsziffern    gewählt. In Unter  scheidung zu der     vorbeschriebenen    Ausführungsform ist  hier die zweite     Ringkammer    in dem Gehäuse 4 selbst  ausgeformt und     mit    der     Bezugsziffer    15 bezeichnet.  Diese Kammer 15 grösserer Länge geht in die Kammer  7 über, wobei Lippen 4a und 4b die Kammer 15 teil  weise von der Welle 1 abtrennen.

   Der einen Ausgleich  bewirkende Öldruck wirkt nunmehr auf diese Lippen 4a  und 4b ein, wodurch die nach aussen gerichtete Kraft  auf diese Lippen als ein Ergebnis des Druckes des Leck  öls     ausgeglichen    wird. Die Länge der Kammer 15 ent  spricht im wesentlichen der Länge der Kammer 12 in       Fig.    1.      In der in     Fig.    3 dargestellten Ausführungsform fin  det ein Ring 16 für den Ausgleich Verwendung, der  innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist und die Gleit  lager 5 lagert. Dieser Ring 16 ist durch O-Ringe 17 ge  genüber dem Gehäuse 4 abgedichtet, er ist in einer     Aus-          nehmung    18 der Innenwand des Gehäuses 4 angeordnet,  wodurch um den Ring 16 herum die zweite Ringkammer  19 geformt wird.

   In dieser Ausführungsform wirkt der  dem Ausgleich     dienende    Öldruck über diese Kammer  19 auf die äussere Umfangsfläche des Ringes 16 und  gleicht damit dessen radiale Ausdehnung aus. Die Länge  der Kammer 19 entspricht auch hier wiederum der  Länge der Kammer 15 bzw. der Kammer 12 in den       Ausführungsformen    nach den     Fig.    2 bzw. 1.  



  Unter den dargestellten Ausführungsformen wird der       Ausführungsform    gemäss     Fig.    1 der Vorzug zu geben  sein. Die beschriebene Vorrichtung eignet sich insbeson  dere für solche Anwendungsbereiche, wo mit sehr ho  hen Öldrücken gearbeitet wird und wo die Wellendurch  messer sehr gross sind, wie dies insbesondere bei sehr  grossen Tankern der Fall ist. Abschliessend sei darauf  hingewiesen, dass bei     niedrigen        Öldrücken    und Wellen  kleinen Durchmessers eine Ausdehnung des Gehäuses  kaum feststellbar ist und deshalb für solche Fälle ein  solcher Ausgleich nicht vorzusehen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum abgedichteten Überführen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, insbesondere von Drucköl, von einem stationären Teil zu einem sich dre henden Teil oder umgekehrt, wobei der sich drehende Teil innerhalb eines Gehäuses gelagert ist, das minde stens eine Ringkammer aufweist, die an ihrer inneren Seite durch einen Teil der Umfangsfläche des sich dre henden Teils begrenzt ist, in welcher ein radialer Kanal desselben mündet, während in der Aussenseite dieser Ringkammer ein sich gleichfalls radial erstreckender Kanal mündet, der sich weiter wenigstens teilweise durch das stationäre Gehäuse hindurch erstreckt und der mit dem anderen radialen Kanal über die Ringkam mer verbunden ist und wobei zu beiden Seiten der Ring kammer Gleitlager für den sich drehenden Teil angeord net sind,

   gekennzeichnet durch eine Ausgleichseinrich tung, auf welche die unter Druck stehende Flüssigkeit während ihrer Überführung einwirkt, um nach aussen gerichtete Kärfte auszugleichen, die in den Gleitlagern durch die unter Druck stehende Flüssigkeit in radialer Richtung hervorgerufen werden. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung aus einem die Aussenfläche des stationären Gehäuses abgedichtet umfassenden Körper, in welchem ein sich wenigstens teilweise radial erstreckender und im wesentlichen mit dem radialen Kanal des Gehäuses fluchtender Kanal vorhanden ist, und aus einer Ringkammer an der Aus senseite des Gehäuses besteht, welche der Ringkammer an der Innenseite dieses Gehäuses gegenüberliegt und über welche die Kanäle im Körper und Gehäuse unter einander verbunden sind. 2. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die an der Aussenseite des Gehäuses liegende Ringkammer eine solche axiale Länge nach zwei Richtungen aufweist, dass sie sich wenigstens teil weise über die Länge der Gleitlager erstreckt. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung aus einer völlig in dem stationären Gehäuse angeordneten Ring kammer besteht, deren gegen den sich drehenden Teil gerichtete Seite im mittleren Bereich mit der Aussenseite der Gehäuse-Ringkammer nahe der Umfangsfläche des sich drehenden Teils zusammenfällt, während die übri gen Bereiche dieser Seite sich wenigstens teilweise über die Länge der Gleitlager erstrecken. 4.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung aus einem zwischen dem sich drehenden Teil und dem stationären Gehäuse angeordneten zylindrischen Ringkörper besteht, welcher die Ringkammer und die Gleitlager aufnimmt, wobei an der Aussenseite dieses Ringkörpers eine wei tere Ringkammer liegt, die eine solche axiale Länge nach zwei Richtungen aufweist, dass sie sich wenigstens teil weise über die Länge der Gleitlager erstreckt. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkammer der Ausgleichseinrichtung eine grössere axiale Länge als die Gehäuse-Ringkammer aufweist.