CN104302543B - 船用驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用驱动装置(1)，具有设置在船身(2)内部的驱动装置上部(3)和设置在船身(2)外部的可转动的驱动装置下部(4)，其中，船用驱动装置(1)在构成在周边侧包围船用驱动装置的环状间隙(5)的情况下穿过船身(2)中底侧的开口(6)，并且其中，在环状间隙(5)的区域中设置有密封装置(10)，其中，该密封装置(10)实施为滑动密封装置。

Description

船用驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于可转动的船用驱动装置的密封装置。这种船用驱动装置也称为POD驱动装置。

背景技术

已知的舷内船用驱动装置具有设置在水下的控制和推进单元，其围绕竖轴可转动。通过一个或两个螺旋桨产生推进力，螺旋桨的旋转轴借助控制单元能转动。通过螺旋桨的旋转轴的可转动性达到对船的控制作用。推进和控制单元具有竖直地设置的支柱，该支柱容纳用于螺旋桨的驱动轴并且被引导穿过船身中的开口。在该开口的区域中得到围绕该支柱伸展的环状间隙，该环状间隙与制造和装配公差有关地以及与运行条件有关地具有不同的和可变的尺寸。该环状间隙必须被密封，借此使得没有水通过该环状间隙到达船身的内部。

在已知的船用驱动装置中，可转动的控制和推进单元相对于船身例如通过弹性的环被支撑和密封。在此，从螺旋桨的推进中产生的反作用力通过弹性的环传递到船身中。在文献WO2012/038305A1和DE2748276A1中描述了相关的例子。在按照DE2748276A1的装置中，船用驱动装置经由弹性的固定机构固定在船身中。船用驱动装置在船身中的这种弹性的固定带来的结果是，在船用驱动装置的竖直地设置的支柱与船身的开口边缘之间的所述开口上形成可改变的环状间隙，该环状间隙必须通过密封装置可靠地密封。

在已知的密封装置中的问题是，弹性的环必须吸收和传递较大的力并且同时必须可靠地密封在其尺寸方面可变的环状间隙。因此，在这种密封装置中，特别是关于密封环的弹性方面对密封环的材料选择总是在两个功能即力传递与密封之间的折衷。此外，这种密封装置由于在船用驱动装置与船身之间或者说在密封装置与待密封构件之间的相对运动而经受升高的磨损。这对于相对于船身弹性地悬挂并因此产生特别是在竖直方向上的振动的船用驱动装置特别重要。

发明内容

本发明的任务在于，创建一种用于开头所述类型的船用驱动装置的密封装置，其确保持久的、改进的密封作用、并仍然允许例如船用驱动装置相对于船身由振动引起的水平的和竖直的运动。

本发明的基本任务通过一种船用驱动装置得以解决。

据此，要求保护一种船用驱动装置，具有设置在船身内部的驱动装置上部和设置在船身外部的、可转动的驱动装置下部，其中，船用驱动装置在构成从周边侧包围船用驱动装置的环状间隙的情况下被穿过船身中底侧的开口，并且其中，在环状间隙的区域中设置有密封装置用于密封船内部空间以防止水进入。按照本发明，该密封装置作为滑动密封装置实施。

滑动密封装置是这样的密封装置，其中两个相互朝向对方滑动的部件相对地密封不同的空间。在这种情况下，船身内部的空间与船身外部的空间被密封以防止水进入。

按照本发明的、具有滑动的密封元件的密封装置相对于已知的密封装置具有的优点是，弹性的密封元件持久地被几乎相同的预应力压缩并且通过船用驱动装置在船身中由运行引起的运动不会重复地被压缩和松开。可以有针对性地进行计算和预先确定上述的借以使密封元件相对于密封工作面被预紧的预应力，以便由此在与为密封元件有针对性地选择材料相结合的情况下达到密封元件的可靠的密封和长的使用寿命。有利地使用由弹性材料例如橡胶或弹性塑料构成的密封元件，如其对于O型密封圈已知的那样。

对于本发明的密封装置的功能性重要的是，船用驱动装置相对于船身在不同方向上的相对运动能够以如下方式得以补偿，即，确保可靠地密封船内部空间以防止水通过环状间隙进入。这点优选是这样来达到的，即，通过单独的密封元件来补偿相对运动，该密封元件沿着相应配设的和在确定方向上定向的密封面滑动。这样，船用驱动装置相对于船身的相对运动在环状间隙中得以补偿。根据相对运动的运动方向，密封面可以例如也构成为轻微倾斜或隆起的、亦即凹面的或凸面的。

为了补偿不同方向上的相对运动，密封装置优选具有至少一个第一密封元件和/或至少一个第二密封元件，它们可以分开地和彼此独立地实施运动。该第一密封元件在船用驱动装置相对于船身移动时沿着至少一个在船用驱动装置上设置的第一密封面滑动并且第二密封元件在船用驱动装置相对于船身移动时沿着在船身上设置的第二密封面滑动。

优选地，所述至少一个第一密封面与第二密封面垂直地设置，由此可以补偿在极其不同方向上的移动。在此，所述至少一个第一密封面优选位于这样的平面内，该平面基本上与底侧的开口所处的平面平行地设置。例如，该开口在船身水平地定向时位于水平面中并且与此相应地，第一密封面平行于该水平面设置。如果该开口设置在船身的底部的相对于水面倾斜地定向的区域中，则第一密封面也与此相应地倾斜地定向。

在该文本中使用的概念“水平地”涉及按照规定地装入在水中竖立的船只中的船用驱动装置的状态，其中，水平地意味着基本上平行于静止的水面，并且竖直地意味着与其垂直、也就是与其正交。

密封元件优选构成为弹性的密封环、尤其是O型密封圈。这种密封环已经证明是可靠的密封元件。合适的材料、如例如橡胶或塑料及其对于这种弹性密封环的特性是足够已知的。

按照一种其他的优选实施方案，所述至少一个第一密封元件和所述至少一个第二密封元件设置在一个共同的支承环上，其中，该支承环可移动地设置在环状间隙中。该支承环例如这样安装在环状间隙中，使得支承环在船用驱动装置相对于船身移动时在底侧开口的平面中支撑在该开口的内面上并且相对于船用驱动装置移动。在船用驱动装置在船身发生与开口的平面正交的移动时，支承环随着船用驱动装置运动并且相对于船身移动。

优选地，密封装置具有分别正好两个第一密封元件和两个第二密封元件。已经表明，通过对于每个方向相应两个密封元件可以实现可靠和持久地密封环状间隙。

在本发明的范围内也可设想，密封元件与支承环构成为一体的。在本发明的这种实施方案中，支承环具有对应的成型部，其作为密封元件在相对置的密封面上沿着滑动并且这样就在环状间隙中补偿了船用驱动装置与船身之间相对运动。该支承环优选实施为相对于船用驱动装置的外周具有间隙并且在船用驱动装置与船身之间的相对运动时在环状间隙中自动定中。

有利地，第二密封面通过沿着船身中开口伸展的环的内周面构成。这样的环可以或者实施为单独的构件并且与船身固定地连接或者与船身一体地制成。该环可以在其作为密封面起作用的内周面上这样被加工处理成，使得该环的内周面允许密封元件沿着其表面的灵活的和低摩擦的滑动。

优选地，密封装置向外、亦即朝向水侧通过附加的、固定在船用驱动装置上的密封部件、特别是所谓的V形环密封。这样的附加的密封部件保护密封面和密封元件以防止外面的污染物，其可能会损害密封装置的正常功能，并且由此进一步提高该密封装置的可靠性和耐用性。

通过船身中设计为圆形的开口，本发明可特别简单和有效地实现，因为由此得到至少大致圆形的环状间隙，该环状间隙在船用驱动装置与船身之间相对运动时能够可靠地通过要求保护的密封装置密封。与其他形状的实施方案相比，该密封装置的圆形的设计方案能够实现密封装置的零部件的更加方便的且更加简单的制造和装配。

本发明的一种其他的优选实施形式设定，船用驱动装置通过在驱动装置上部上设置的、弹性的固定元件固定在船身中。弹性的固定元件不仅传递由于船用驱动装置重量形成的重力而且传递在航行期间由旋转的螺旋桨产生的驱动力到船身上。此外，弹性的固定元件补偿驱动马达的振动和冲击并且防止船用振动和冲击从驱动装置传递到船身上。这提高乘客的航行舒适性并且降低噪音发展。

船用驱动装置在船身中的弹性固定能够实现船用驱动装置与船身之间的所述的相对运动。船身中的底侧开口的大小这样确定，即，使得能够实现用于传递作用力的和用于补偿振动所需要的、在船用驱动装置与船身之间的相对运动。环状间隙的通过该相对运动引起的改变必须由密封装置这样来补偿，即，以使得尽管发生相对运动但仍然没有水进入船身的内部空间中。

本发明现在优选地设定，以如下方式实施密封装置和固定元件，即，使得所有主要的力只经由固定元件从船用驱动装置传递到船身上。也就是说，除了由密封元件与密封面之间的滑动摩擦引起的很小的力之外，密封装置没有从船用驱动装置传递力到船身上或者反过来。由此实现的是，对于支承环在环状间隙中设定的间隙大于作为船用驱动装置与船身之间相对运动的结果的最大移动。该最大的移动主要取决于弹性的固定元件的设计构造，借助这些固定元件把船用驱动装置固定在船身中。因此需要的是，船用驱动装置的弹性的固定与密封装置的设计构造相协调，从而达到，密封装置没有传递显著的力从船用驱动装置到船身或者反过来。

最后，本发明包括一种具有上述的船用驱动装置的船只。

附图说明

借助下面描述的和在附图中示出的实施形式详细地描述本发明。在附图中：

图1以侧视图示出按本发明的船用驱动装置的示意构造；和

图2以密封装置的放大的视图示出按本发明的船用驱动装置的截取部分。

在图1和2中，相同的元件用相同的附图标记表征。

具体实施方式

按本发明的船用驱动装置1包括在船身2内部设置的驱动装置上部3和在船身2外部设置的驱动装置下部4。在驱动装置下部4上包括两个通过船用驱动装置1可驱动的螺旋桨8，这些螺旋桨围绕旋转轴线27可旋转地设置。由此，船的航行方向基本上沿着旋转轴线27定向。为了驱动螺旋桨8，这些螺旋桨通过未示出的驱动轴和传动机构元件可驱动地与在驱动装置上部3中设置的驱动马达连接。该驱动马达、驱动轴和传动机构元件是船用驱动装置1的一部分并且设置在船用驱动装置1的内部。该驱动装置下部4围绕转动轴线26可转动，由此船能被控制到所期望的方向上。这种船用驱动装置也称为POD驱动装置。

整个船用驱动装置1包括驱动装置上部3和驱动装置下部4在内从船身2的内部空间延伸穿过船身2的底部。为此，在船身2的底部中设有开口6。在开口6的范围内，围绕着船用驱动装置1形成环形间隙5。在环状间隙5中设置有作为滑动密封装置实施的密封装置10。在该实施例中，不仅开口6而且密封装置10的重要部件都构成为圆形的或圆环形的，这有利于密封装置的简单的制造和可靠的功能。

密封装置10基本上由支承环18、在支承环上固定的第一密封元件11、12和第二密封元件15、16以及第一密封面13、14和第二密封面17构成，这些密封面与密封元件11、12、15、16处于滑动接触中。在此，支承环18不仅相对于船用驱动装置1而且相对于船身2可运动地设置在环状间隙5中。

在船用驱动装置1相对于船身2沿着旋转轴线27运动时，支承环18连同其密封元件11、12、15、16例如相对于船用驱动装置1运动，其中，第一密封元件11和12沿着相应配设的密封面13或14滑动。在船用驱动装置1相对于船身2发生与旋转轴线27正交地并且与转动轴线26正交地定向的运动时，发生相同的情况。

在船用驱动装置1相对于船身2沿着转动轴线26的方向运动时，支承环18连同其密封元件11、12、15、16相对于船身运动，其中，第二密封元件15和16沿着密封面滑动。

通常，船用驱动装置1相对于船身2在运行期间执行朝着上述方向中的多个方向的运动，使得不仅第一密封元件11和12而且第二密封元件15和16都同时沿着相配设的密封面13、14或17滑动。通过这种方式得到灵活的密封装置，在其中在该实施例中实施为弹性的O型密封圈的密封元件11、12、15、16总是以相同的挤压力压靠到相配设的密封面13、14或17上。挤压力可以预先计算并且如下地设计，即，使得在最大的密封元件使用寿命情况下得到最佳的密封效果。通过以下方式实现密封元件的长的使用寿命，即弹性的密封元件没有如在传统的密封装置中对于这类应用场合在运行时持续地被压缩和松开而是处于几乎恒定的预应力下。

在船用驱动装置1相对于船身2沿着旋转方向27运动时和在船用驱动装置1相对于船身2发生与旋转轴线27正交地和与转动轴线26正交地定向的运动时，第一密封元件11沿着刚性地与驱动装置上部3连接的上面的密封垫圈23滑动。上面的密封垫圈23的经过加工处理的、光滑的表面形成第一密封面13。同时，另一第一密封元件12沿着刚性地与驱动装置上部3连接的下面的密封垫圈24滑动。该下面的密封垫圈的经过加工处理的表面形成一个另外的第一密封面14。支承环18通过在周围贴靠在刚性地与船身2连接的环20上的密封元件15和16相对于船身2定心并且在刚刚描述的运动中随同船身2运动。在这些运动中，支承环18在贴靠于第一密封元件11上的上面的密封面13与贴靠于第一密封元件12上的下面的密封面14之间被引导。

在船用驱动装置1相对于船身2沿着转动轴线26的方向运动时，第二密封元件15和16沿着密封面17滑动，其中，第二密封面17通过刚性地与船身2连接的环20的、位于内部的表面构成。也就是说，在沿着转动轴线26的运动中，支承环18也相对于船身2沿着转动轴线26的方向运动。支承环18在此几乎是被在上面贴靠在密封垫圈23上和在下面贴靠在密封垫圈24上的第一密封元件11和12带动。

相对于船身2的内部空间并且朝向外面、也就是在靠水一侧的，环状间隙5和密封装置10的设置于该环状间隙中的部件通过柔性的密封元件25和V形环21遮蔽。

朝向船身2的内部空间那边，密封装置10通过柔性的密封元件25密封，以便保护密封装置免受来自船身2的内部空间的有害的影响。密封元件25。密封元件25在一侧密封地与驱动装置上部3连接和在另一侧密封地与刚性地固定在船身2上的环20连接。如下地设计柔性的密封元件25，即，使其可以补偿所有上述的在船用驱动装置1与船身2之间的相对运动。

密封装置10向外面、也就是说在水侧，通过固定在船用驱动装置2上的V形环21密封，以便保护密封装置免受外面的有害的影响。V形环21的密封唇向外封闭环状间隙5，方式为：该密封唇与刚性地连接于船身的圆盘9接触。通过这种方式使得例如污染物保持远离密封装置10的内部，这些污染物可能随着水进入密封装置中并且可能会损害密封装置10的功能。

整个的船用驱动装置1在船身2中通过柔性的固定元件22固定。柔性的固定元件22把驱动装置上部3与纵梁19连接，该纵梁又刚性地与船身2连接或者一体地与船身2实施。通过使整个船用驱动装置1仅仅通过所述的固定元件22固定在船身2中，所有主要的力仅仅经由固定元件22从船用驱动装置1传递到船身2上并且密封装置不传递力。密封功能与船用驱动装置和船身之间的力传递几乎是分开的。通过这种方式能够实现的是，密封装置10设计为滑动密封装置并且显著地提高密封元件的使用寿命，因为该密封装置不必传递显著的力。

附图标记清单

1 船用驱动装置

2 船身

3 驱动装置上部

4 驱动装置下部

5 环状间隙

6 开口

7 内部空间

8 螺旋桨

9 圆盘

10 密封装置

11 第一密封元件

12 第一密封元件

13 第一密封面

14 第一密封面

15 第二密封元件

16 第二密封元件

17 第二密封面

18 支承环

19 纵梁

20 环

21 V形环

22 固定元件

23 上面的密封垫圈

24 下面的密封垫圈

25 密封元件

26 转动轴线

27 旋转轴线

Claims (21)

1.一种船用驱动装置(1)，具有设置在船身(2)内部的驱动装置上部(3)和设置在船身(2)外部的可转动的驱动装置下部(4)，其中，船用驱动装置(1)在构成在周边侧包围船用驱动装置的环状间隙(5)的情况下穿过船身(2)中底侧的开口(6)，并且其中，在环状间隙(5)的区域中设置有密封装置(10)，其特征在于，该密封装置(10)实施为滑动密封装置，以及，船用驱动装置(1)通过在驱动装置上部(3)上设置的、弹性的固定元件(22)能够固定在船身(2)中。

2.按照权利要求1所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，密封装置(10)具有至少一个第一密封元件(11、12)，该第一密封元件在船用驱动装置相对于船身移动时沿着至少一个在船用驱动装置上设置的第一密封面(13、14)上滑动。

3.按照权利要求1或2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，密封装置(10)具有至少一个第二密封元件(15、16)，该第二密封元件在船用驱动装置相对于船身移动时沿着至少一个在船身上设置的第二密封面(17)上滑动。

4.按照权利要求2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，所述至少一个第一密封面(13、14)与第二密封面(17)垂直地设置。

5.按照权利要求3所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，所述至少一个第一密封面(13、14)与第二密封面(17)垂直地设置。

6.按照权利要求2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，所述至少一个第一密封面(13、14)位于这样的平面内，该平面基本上与底侧的开口(6)所处的平面平行。

7.按照权利要求3所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，所述至少一个第一密封面(13、14)位于这样的平面内，该平面基本上与底侧的开口(6)所处的平面平行。

8.按照权利要求2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，第一密封元件(11、12)和/或第二密封元件(15、16)构成为弹性的密封环。

9.按照权利要求3所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，第一密封元件(11、12)和/或第二密封元件(15、16)构成为弹性的密封环。

10.按照权利要求2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，第一密封元件(11、12)和第二密封元件(15、16)设置在一个共同的支承环(18)上，并且，该支承环(18)可移动地设置在环状间隙中。

11.按照权利要求3所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，第一密封元件(11、12)和第二密封元件(15、16)设置在一个共同的支承环(18)上，并且，该支承环(18)可移动地设置在环状间隙中。

12.按照权利要求10或11所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，第一密封元件(11、12)和/或第二密封元件(15、16)与支承环(18)一体构成。

13.按照权利要求2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，分别设有两个第一密封元件(11、12)和两个第二密封元件(15、16)。

14.按照权利要求3所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，分别设有两个第一密封元件(11、12)和两个第二密封元件(15、16)。

15.按照权利要求3所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，第二密封面(17)通过沿着船身(2)中开口(6)延伸的环(20)的内周面构成。

16.按照权利要求1或2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，附加的密封部件在水侧密封该密封装置(10)。

17.按照权利要求1或2所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，开口(6)设计为圆形的。

18.按照权利要求1所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，以如下方式实施密封装置(10)和固定元件(22)，即，使得除了密封装置(10)中的摩擦力外，力仅仅经由固定元件(22)从船用驱动装置(1)传递到船身(2)。

19.按照权利要求8或9所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，所述密封环是O型密封圈。

20.按照权利要求16所述的船用驱动装置(1)，其特征在于，所述附加的密封部件是V形环(21)。

21.船，其特征在于具有按照上述权利要求之一所述的船用驱动装置(1)。