DE1918998A1

DE1918998A1 - Storage and sealing for propeller shafts

Info

Publication number: DE1918998A1
Application number: DE19691918998
Authority: DE
Inventors: Cornelis Kapsenberg
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1969-04-15
Filing date: 1969-04-15
Publication date: 1971-04-08
Also published as: DE1918998B2

Description

Nederlandse Organisatie voor T@ege@ast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek ten Behoeves van Nijverheid Lagerung und Abdichtung für Schiffsschraubenwellen.Nederlandse Organization voor T @ ege @ ast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek ten Behoeves van Nijverheid Bearing and sealing for propeller shafts.

Die Erfindung bezieht sich auf die Lagerung und Abdichtung von Schiffsschraubenwellen. Bei herkömmlichen Anordnungen von Schiffsschraubenwellen sind diese lediglich in dichtsitzenden Röhren am Schiffsheck gelagert, die am hintersten Ende des Schiffes mit langen Lagerbüchsen versehen sind. Diese Büchsen sind mindestens bei grossen Schiffen mit Holz oder Weissmetall ausgekleidet0 Bei einer Weissmetallauskleidung ist die Lagerbüchse an ihrem hinteren Ende gegen das Eindringen von Seewasser und gegen Olverlust abgedichtet. Derartige Lagerbüchsen werden mit Schmieröl gefüllt gehalten, so dass die Schraubenwelle in einem ölbad läuft0 Eine entsprechende Abdichtung ist am anderen Ende der Röhre erforderlich, d.h. am Ende, das gegen die Maschine weist, um das ölbad dicht zu ha@ten.The invention relates to the storage and sealing of propeller shafts. In conventional arrangements of propeller shafts, these are only in tightly fitting tubes stored at the stern of the ship, those at the rearmost end of the ship are provided with long bearing bushes. These cans are at least large Ships lined with wood or white metal0 With a white metal lining is the bearing bush at its rear end against the ingress of sea water and sealed against oil loss. Such bearing bushes are filled with lubricating oil held so that the screw shaft runs in an oil bath. A suitable seal is required at the other end of the tube, i.e. the end that is against the machine advises to keep the oil bath tight.

In diesem Ölbad findet praktisch keine Schmierölströmung statt oder zumindest nur in ganz geringem Umfang. Die Reibungswärme, die in der Lagerung erzeugt wird, wird im wesentlichen an das Wasser abgegeben, das normalerweise in diesem Bereich des Schiffes an die Lagerung herankommt.In this oil bath there is practically no flow of lubricating oil or at least only to a very small extent. The frictional heat generated in the bearing is essentially given off to the water that is normally in it Area of the ship to the storage area.

Die Schmierung bei dieser Lagerungsa;t muss als sogenannte kritische Schmierung betrachtet werden, die spezifische Lagerbelastungen nur in ganz bestimmtem UmSang zulässt.The lubrication of this type of bearing must be called critical Lubrication can be considered, the specific bearing loads only in very specific UmSang allows.

Klassifizierungsvorschriften schreiben entsprechend niedrige Werte der spezifischen'Belastung in diesen Lagern vor, woraus eine grosse Länge der Lagerbüchse resultiert, die leicht das zwei- oder dreifache des Schaftdurohmessere betragen kann und in Fällen schwerer Schiffsschrauben, wie Schrauben mit geringer Drehzahl oder mit einstellbaren Schraubenflügeln,führen zu unbefriedigenden Formgebungen der Heckpartie. Trotz der * zulässigen speziellen Lagerbelastungen treten häufig Beschädigungen der Lagerbüchsen und der Wellen auf. Solche Schäden @ t sind ganz besonders schwerwiegend, weil für die Prüfung und die Reparatur die Schraubenwelle und in vielen Bällen auch die Büchsen ausgetauscht werden müssen, was zeit- und kostenaufwendig ist. Darüber hinaus muss für eine solche Prüfung und evtl. Reparatur das Schiff im Trockendock liegen.Classification rules write correspondingly low values the specific'Belastung in these camps, resulting in a large length of the bearing bush results that are easily two or three times the shaft diameter can and in cases of heavier propellers, such as low-speed propellers or with adjustable screw blades, lead to unsatisfactory shapes the rear end. Despite the * permissible special bearing loads occur frequently Damage to the bearing bushes and the shafts. Such damages @ t are whole especially serious because the screw shaft is used for testing and repairing and in many balls the cans have to be replaced, which is time-consuming and is costly. In addition, such a test and possibly repairs must be carried out the ship lying in dry dock.

Es ist demgemäss Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine; Schraubenwellenlagerung und Abdichtung zu schaffen, die gegenüber bekannten betriebssicherer und gleichzeitig leichter zu kontrollieren und zu reparieren ist0 *Begrenzung der Diese Aufgabe ist mit einer Lagerung der gena.nten Art gelöst, die nach der Erfindung dadurch gekennzeicirnet ist, dass das Lager als hydrodynamisch schmierendes Lager ausgebildet ist, das mit einem druckbeaufschlagten Ölzirkulations- und Kühlsystem in Verbindung steht und in einem Gehause sitzt, das im Bereich der Wellendurchgriffsöffnung mit einer öldichtung versehen ist, zwisciien der und einer Wasserdichtung ein luftgeffillter Raum angeordnet ist, der mit Ableitelementen zur sofortigen Wegführung etwa eingedrungenen Wassers von der Welle und der Öldichtung versehen ist. Mit einer solchen Lagerung ist eine tatsächliche hydrodynamische Schmierung gewährleistet.It is accordingly an object of the present invention; Screw shaft bearings and to create a seal that is more reliable and at the same time compared to known easier to control and repair is 0 * limitation of the These The object is achieved with a bearing of the type mentioned, according to the invention is characterized in that the bearing is a hydrodynamically lubricating bearing is designed with a pressurized oil circulation and cooling system is in connection and sits in a housing that is in the area of the shaft opening is provided with an oil seal, between which and a water seal an air-filled one Space is arranged, which has penetrated with discharge elements for immediate removal Water from the shaft and oil seal. With such storage actual hydrodynamic lubrication is guaranteed.

Eine solche Lagerung hat im wesentlichen die gleichen hbmessungen und Formen wie die Kurbelwellenlagerungen einer Dieselmaschine, die für den Antrieb des Schiffes benötigt wi:"d, mit der einzi@en Unterschied, dass die s@ezifische Lagerbelastung der Schraubenwellenlagerung viel niedriger ist. Das hydrodynamische Lager, dessen Lange nicht grösser als sein Durchmesser sein muss, kann vom Innenraum des Schiffes aus zugänglich angeordnet werden, so dass das Lager für Kontrollzwecke freigelegt und wieder entsprechend verschlossen werden kann, ohne dass das Schiff dafür ins Trockendock muss. Gleiches gilt natürlich für eine Reparatur oder eine Erneuerung des Lagers.Such a storage has essentially the same dimensions and shapes like the crankshaft bearings of a diesel engine that are used for propulsion of the ship needed wi: "d, with the only difference being that the specific Bearing load of the screw shaft bearing is much lower. The hydrodynamic Bearing, the length of which does not have to be greater than its diameter, can be from the interior of the ship can be arranged from accessible, so that the warehouse for control purposes can be uncovered and closed again accordingly without the ship has to go to dry dock for that. The same applies, of course, to a repair or a Renewal of the warehouse.

Für die beschriebene Anwendung eins unter Druck hydrodynamisch geschmierten Lagers ist es wesentlich, dass das zirkulierende Schmieröl voll gegen die Verunreinigung mit Seewasser geschützt wird0 Mit Rücksicht darauf, ist es ein we-iteres Ziel der Erfindung das Lager mit seiner Abdichtung so auszubilden, dass evtlO eingetretenes Wasser nicht in das Lager gelangen kann. Mit Rücksicht darauf ist das Lager in einer Gehäuse eingeschlossen, das an seinem hinteren Wellendurchgriff mit einer Öldichtung versehen irt, wobei die Öldichtung von der Wasserdichtung durch einen luftgefüllten Raum getrennt ist und wobei ferner Elemente für die Wegführung des Wassers von der Welle und von oder Öldichtung vorgesehen sind, das evtlO durch die Wasserabdichtung in den luftgefüllten Raum eingedrungen ist.For the application described one hydrodynamically lubricated under pressure It is essential that the circulating lubricating oil is fully against the contamination protected with seawater0 With that in mind, it's another The aim of the invention is to design the bearing with its seal so that it may occur Water cannot get into the warehouse. With that in mind, the camp is in one Enclosed housing that has an oil seal on its rear shaft opening provided irt, the oil seal from the water seal by an air-filled Space is separated and further elements for leading the water away from the Shaft and from or oil seal are provided, possibly through the waterproofing has penetrated into the air-filled space.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Lager und Dichtungsanordnung gemäss der Erfindung bestehen die Wasserabzugselnente im wesentlichen aus einem zglindrischen Ring oder einer Büchse, die koaxial suf der Welle im Eereich der Wasserdichtung montiert ist und in besagten Raum einragt, wobei ein Schild rückwärts vom Lagergehäuse in den Ring ode die Rüchse einragt und mindestens die obere Seite der Welle umgibt und wobei schliesslich eine Abflussleitung mit dem unteren Teil des besaten Baumes verbunden ist0 Weitere Einzelheiten werden nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.In a preferred embodiment of the bearing and sealing arrangement According to the invention, the water drainage element consists essentially of one Zglindrischen ring or a sleeve, which is coaxial with the shaft in the area of the water seal is mounted and protrudes into said space, with a shield backwards from the bearing housing protrudes into the ring or the sleeve and surrounds at least the upper side of the shaft and finally, a drainage conduit connected to the lower part of the seeded tree is connected0 Further details are given below with reference to the graphic Representation of an embodiment explained in more detail.

Die Schiffsschraube 1 besteht aus der Flügelnabe 2 und den Schr u@enflügeln 3 und ist auf einem Flansch 5 der Schrauben- -elle 4 durch Schrauben 7 befestigt, Am anderen Ende der Welle 4 ist ein Flansch 6 vorgesehen, der mit einer Zwischenwelle (nicht dargestellt) in Verbindung steht, die zur Schiffsmaschine führt.The propeller 1 consists of the wing hub 2 and the helical wings 3 and is on a flange 5 of the screw -elle 4 by screws 7 attached, At the other end of the shaft 4, a flange 6 is provided, which with a Intermediate shaft (not shown) is in connection, which leads to the ship engine.

An beiden Enden ist die Schraubenwelle 4 in Lagern 8 und 9 gelagert. Das Lager 8 am hinteren Ende des Schiffes besteht aus einem unteren Teil 8 a und einem oberen Teil 8 b sowie aus einer unteren Auskleidung 8 c und einer oberen Auskleidung 8 d. The screw shaft 4 is supported in bearings 8 and 9 at both ends. The bearing 8 at the rear end of the ship consists of a lower part 8 a and an upper part 8 b and a lower lining 8 c and an upper lining 8 d.

Das Oberteil 8 b ist gegenüber dem unteren Teil a durch hier nicht dargestellte Schrauben fixiert0 Das Lager 8 wird mit unter Druck stehendem Öl geschmiert, das durch ein Ölztkulationssystem mit Rohr lo zugeführt wird und durch die Leitung 11 abfliesst. The upper part 8 b is opposite to the lower part a by not here Screws shown are fixed 0 The bearing 8 is lubricated with pressurized oil, which is fed through an oil cooling system with pipe lo and through the pipe 11 drains.

Das Lager 9 hat vorzugsweise die selbe FormO Selbstverständlich kqnn aber jede andere geeignete Lagerart für dieses Lager 9 benutzt werden. The bearing 9 is preferably of the same shape, of course but any other suitable type of bearing for this bearing 9 can be used.

Das Lager 8 ist in einem Gehäuse angeordnet, dass aus einer grossen Öffnung in der Heckwandung besteht und durch eine Dichtung 12 auf der einen Seite und einer Dichtung 13 auf der anderen Seite des Lagers abgedichtet isto Die Dichtung 12 und die Dichtung 13 sind Labyrinthdichtungen, wobei jede aus einem rotierenden Teil 12 a bzwO 13 a an der Welle 4 besteht und ferner au: einem stationären tPeil 12 b bzw. 13 b. Diese Dichtungsteile haben gebogene oder sich abwechselnd überlappende Kanten, die Labyrinthe zwischen der Innen- und Aussenseite des Lagergehruses 15 bilden. Auf der Seite, die vom Lager 8 weg weist, ist das stationäre Dichtunselement 12 b mit einem Fortsatz 12 b' versehen, das die Dichtung und die Welle 4 abschirmt, Ein evtlO Ölaustritt aus dem Lager 8 wird einerseits direkt unrl andererseits über eine oder mehrere Passagen 16 in der Heckpartie am Boden des Gehäuses 15 gesammelt, von J.o es in das Zirkulationssystem durch die Leitung 11 zurückgelangt. The bearing 8 is arranged in a housing that consists of a large There is an opening in the rear wall and through a seal 12 on one side and a seal 13 on the other side of the bearing is sealed o The seal 12 and the seal 13 are labyrinth seals, each consisting of a rotating Part 12 a or 13 a on the shaft 4 and also consists of: a stationary tPeil 12 b or 13 b. These sealing parts have curved or alternately overlapping Edge, the labyrinths between the inside and outside of the storage housing 15 form. The stationary sealing element 12 is on the side facing away from the bearing 8 b provided with an extension 12 b 'which shields the seal and the shaft 4, A possible oil leakage from the bearing 8 is on the one hand directly and on the other hand over one or more passages 16 collected in the rear section at the bottom of the housing 15, from J.o it got back into the circulation system through line 11.

Die Heckpartie 14 hat eine ebene Endfläche 14 a, auf dem ringförmige Teile 17 und 18 durch Schrauben 19 gehalten sind0 Das Teil 18 ist dabei mit einer zylindrischen Bohrung 18 a versehen, die koaxial zum zylindrischen Umfang 5 a des Flansches 5 verläuft Zwischen der Bohrung 18 a und dem Flansch 5 ist eine Dichtung 20 vorgesehen, die aus einer Anzahl von Ringlippendichtungen 21 besteht, die in der Bohrung 18a angel ordnet sind und auf der zylindrischen Fläche 5 a gleiten.The rear section 14 has a flat end surface 14 a, on the annular Parts 17 and 18 are held by screws 190 The part 18 is with a cylindrical bore 18 a provided coaxially to the cylindrical circumference 5 a of the Flange 5 runs between the bore 18 a and the flange 5 is a seal 20 is provided, which consists of a number of lip seals 21 shown in FIG the bore 18a angel is arranged and slide on the cylindrical surface 5 a.

Diese Ringe arbeiten vorzugsweise mit einem Ring 22 zusammen, der auf dem Flansch 5 oder an der Propellernabe 2 angeordnet ist0 Dieser Ring 22 ist mit einer vorspringenden Kante 22' versehen, die über das vorspringende Teil 12 b des Dichtungsteiles 12 b ragt, Vorzugsweise wird Öl der Dichtung 20 unter Druck zugeführt, um die Dichtungsringe 21 in gutem Kontakt mit dem Ring 22 zu halteh, und vorteilhaft wird ein individueller Öldruck auf jeden Ring 21 aufgebracht, wobei der höchste Druck auf den äusseren Dichtungsring und der niedrigste Druck auf den inneren Dichtungsring gegeban wird.These rings preferably cooperate with a ring 22 which is arranged on the flange 5 or on the propeller hub 2 This ring 22 is provided with a projecting edge 22 'which extends over the projecting part 12 b of the sealing part 12 b protrudes, oil of the seal 20 is preferably under pressure fed to keep the sealing rings 21 in good contact with the ring 22, and advantageously an individual oil pressure is applied to each ring 21, wherein the highest pressure on the outer sealing ring and the lowest pressure is placed on the inner sealing ring.

Die Dichtung verhindert den Eintritt von Wasser in den Raum 23, der sich zwischen den Dichtungen 20 und 12 befindet, Die beschriebene Anordnung gewährleistet eine sichere Trennung des Schmieröles im Gehäuse 15 vom ä usseren Wasser. Evtl.The seal prevents the entry of water into the space 23, the is located between the seals 20 and 12, the arrangement described ensures a reliable separation of the lubricating oil in the housing 15 from the external water. Possibly.

darch die Dichtung 20 eingetretenes Wasser wird vom Ring 22 abgeschleudert oder tropft von diese@ ab, wird dabei vom Vor-@@ru@g 12 b' des Dicht@ngsteiles 12 b oder von der Innenseite des ringförmigen Teiles 17 aufgefangen und gelangt zum Boden des Kaumes 23, ohne dabei die Gelegenheit zu haben, in die Nä@@ der Welle 4 oder der Labyrinthe der Dichtung 12 zu gelangen.Water that has entered the seal 20 is thrown off the ring 22 or drips from this @, becomes from the front @@ ru @ g 12 b 'of the sealing part 12 b or captured from the inside of the annular part 17 and arrives at the Bottom of barely 23 without having the opportunity to get into the near of the wave 4 or the labyrinths of seal 12.

Vom Boden des Raumes 23 wird das eingetretene Wasser durch eine Leitung 24 beispielsweise zur Bilge des Schiffes abgeführt.From the floor of the room 23 the water that has entered is through a pipe 24, for example, discharged to the ship's bilge.

Die Lager 8 und 9 sind in einem Teil der Heckpartie 14 bzwO in einem Spant 25 des Schiffes untergebracht. Die Wand 26, die das Gehäuse des Lagers 9 umfasst, schliesst einen Raum 27 im Heck des Schiffes ab, der durch ein Mannloch 28 zugänglich ist. In dieser Kammer sind Elemente (nicht dargestellt) für dao Anheben des Oberteiles 8 b und der auskleidung 8 d des Lagers 8 vopgesehen, um deren Kontrolle und evtl. Reparatur zu erleichtern. Ferner köe hydrauliche Hebevorrichtungen für ds Anheben und IraltDn der Welle 4 vorgesehen se;n, um eine Kontrolle, Entfernung und Erneuerung der unteren Lagerschale 8 c zu ermöglichen. Die Abmessungen der Öffnun@en im Teil 14 und in der Wand 26 sinu so bemessen, dass die Flansche 5 und 6 der Welle 4 durch diese Öffnungen hindurchgehen.The bearings 8 and 9 are in part of the rear section 14 or in one Frame 25 of the ship housed. The wall 26, which comprises the housing of the bearing 9, closes off a space 27 in the stern of the ship, which is accessible through a manhole 28 is. In this chamber there are elements (not shown) for lifting the upper part 8 b and the lining 8 d of the bearing 8 in order to control them and possibly Make repairs easier. Hydraulic lifting devices can also be used for lifting and IraltDn of the wave 4 are provided for a control, removal and renewal to enable the lower bearing shell 8 c. The dimensions of the openings in the part 14 and in the wall 26 sinu so dimensioned that the flanges 5 and 6 of the shaft 4 through pass through these openings.

Dies gibt die Möglichkeit, die Welle 4 sowohl von ausserhalb al..s auch von innerhalb des Schiffes in die Kammer 27 einzuführen, ohne dass dabei die Notwendigkeit besteht, die Flanschen 5 oder 6 von der Welle zu lösen, so dass die Welle 4 mit den Flanschen 5 und 6 aus einem Stück bestehen kann.This gives the possibility of the shaft 4 from both outside al..s also to be introduced from inside the ship into the chamber 27 without the There is a need to loosen the flanges 5 or 6 from the shaft so that the Shaft 4 with the flanges 5 and 6 can be made in one piece.

Claims

1. Storage and sealing for ship propeller shafts, consisting of an oil-lubricated bearing to accommodate the shaft end and from one the shaft surrounding seal to prevent water ingress, d a d u r c h g e -k k It is noted that the bearing (8) is a hydrodynamically lubricating bearing is designed with a pressurized oil circulation and cooling system is in connection and in a housing (15) -sits, which is in the area of the shaft passage opening is provided with an oil seal (12), between which and a water seal (20) an air-filled space (23) is arranged, which is provided with discharge elements for immediate guiding away any penetrating water from the shaft (4) and the picture seal, (12) is provided0

2. Storage according to A 1, d u r c h e k e n n n z e i c hn e t that the discharge elements consist of a cylindrical ring (22), which in the area of the The water seal (20) sits on the shaft (4) and extends into the space (23), also from an extension (12 b ') on the bearing housing (15), which is at least the upper Shields the circumferential area of the shaft (4) and engages under the ring (22) -and finally from a drain line (24) which is connected to room (23 )0 L. e e r e i t e