DE1961639B2

DE1961639B2 - Stevenrohrabdichtung

Info

Publication number: DE1961639B2
Application number: DE1961639A
Authority: DE
Inventors: Willem Matthijs Leiden Brandt (Niederlande)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-12-17
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1975-01-09
Also published as: FR2026355A1; DE1961639C3; DE1961639A1; US3632120A; NL6818088A; NL146586B; BE751027A; GB1269285A; JPS4816278B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stevenrohrabdichtung bestehend aus einem mit der Schraubenwelle rotationsfest und abdichtend verbundenen radialen ersten Flansch und einem rotationsfest und abdichtend mit dem Stevenrohr verbundenen radialen zweiten Flansch, wobei sich zwischen den Flanschen Abdichtungsmittel befinden, indem ein oder mehrere Zwischenringe die Welle frei umschließend angeordnet sind. Bekannte Sievenrohrabdichtungen, die ohne Zwischenringe ausgeführt sind, weisen den Nachteil auf. daß das öl, das fortwährend über die Abdichtungsfläche läuft, erhebliche Kosten und Ölverluste mit sich bringt. Hinzu kommt, daß die Wärmeentwicklung, und zwar vor allem bei schnelldrehenden Schraubenwellen, zu einer verringerten Viscosität des Öls führt. Diese verringerte Viscosität des Öls führt dazu, daß die sich gegeneinander drehenden Flansche aufeinander taufen und in metallische Berührung miteinander kommen. Dadurch bilden sich in den sich berührenden Flanschen Rillen, was zu häufigen Ausbesserungen und Auswechselung der Flansche führt.

Es ist bekannt (DT-PS 192 308), bei Maschinen mit einem feststehenden Teil und einer umlaufenden Welle zwischen den beiden Flanschen Zwischenringe vorzusehen, die den umlaufenden Maschinenteil, also die Welle frei umschließen und selbst für sehr große Durchmesser der umlaufenden Maschinenteile₎ geeignet sind Diese Zwischenringe sollen sich bezüglich ihrer Umlaufgeschwindigkeit auf einen Mittelwert zwischen dem feststehenden Flansch und dem mit der Welle ro-"jerenden Flansch einstellen, um so d.e Reibungsarbeu auf mehrere Flächen zu verteilen. Damit laufen aber die einzelnen Ringe oder Ringe und Flansche im wesentlichen aufeinander und kommen im metallische Berührung miteinander. Mit der bekannten Einrichtung soll nämlich gegen ein unter Überdruck stehendes Treibmittel, offenbar Dampf, abgedichtet werden so daß kein Raum fü. eine Schmierung im eigentlichen Sinne gegeben ist.

Bekannt sind für Propellerwellenabdichtungen nur die Propellerwelle nicht frei umschließende Zwischenringe und zwar solche aus einem Material mit einem geringen Reibungswiderstand, die also gute selbstschmierende Eigenschaften besitzen (DL-PS 70 241). Dadurch soll das Aufeinanderlaufen der Zwischenringe gerade ermöglicht werden, um eine vollständige Ab dichtung gegen Ölaustritt zu ermöglichen. Lauft nun ein King aus metallischem Material, z. B. aus Bronze oder Gußeisen, auf einen Ring aus den Reibungswider stand herabsetzendem Material, z. B. Teflon, auf. ist der Reibungswiderstand zwischen den beiden Ringen relativ gering. Der Verschleiß des Ringes aus dem den Reibungswiderstand herabsetzenden Material ist aber ent sprechend hoch, so daß in vorhersehbaren Zeiträumen solche Ring aus den Reibungswiderstand herabsetzendem Materials ausgetauscht werden müssen, wenn man verhindern will, daß zwei Ringe aus metallischem Material aufeinanderlaufen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es. eine Steven rohrabdichtung der genannten Art so zu gestalten, daß die einander zugekehrten Flächen der Zwischenringe bzw. eines Flansches und des diesem benachbarten Zwischenringes nicht aufeinanderlaufen und sich in diesen Flächen keine Rillen od. dpi. ausbilden können.

Diese Aufgabe wird für eine Stevenrohrabdichtung, bestehend aus einem mit der Schraubenwelle rotationsfest und abdichtend verbundenen radialen ersten Flansch und einem rotationsfest und abdichtend mit dem Stevenrohr verbundenen, radialen zweiten Flansch, zwischen welchen Flanschen sicn Abdichtungsmittel befinden, indem ein oder mehrere Zwischenringe die Welle frei umschließend angeordnet sind, dadurch gelöst, daß die Zwischenringe in ihrer Konstruktion oder Materialauswahl so gestaltet sind, daß eine gute Ölzufuhr beidseitig der Zwischenringe gesichert ist, so daß eine zur Schraubenwellcnachsc exzentrische Bewegung der Zwischenringe gewährleistet ist.

uie gute ölzufuhr beidseitig der Zwischenringe kann durch besondere Gestaltung der Schmiereinrichtung oder auch die Auswahl von entsprechendem Material far die Zwischenringe, z. B. ölhaltige Sinterbronze, sichel gestellt werden. Bei einer solchen Gestaltung lau fen die einander zugekehrten Flächen der Zwischenringe bzw. eines Flansches und des diesem benachbarten Zwischenringes nicht aufeinander. Es können also keine Rillen in den einander zugekehrten Oberflächen entstehen. Durch die sichergestellte gute Ölzufuhr zu den einander zugekehrten Flächen wird erreicht, daß die einzelnen Zwischenringe eine zur Schraubenwellenachse exzentrische Bewegung machen und die einander zugekehrten Flächen eine oszillierende Bewegung gegeneinander. Dadurch werden die einander zugekehr-

ten Flächen der Zwischenringe und der Flansche völlig glatt geschliffen und im Laufe der Zeit völlig poliert.

Pie Praxis hat gezeigt, daß bei einer su gestalteten Stevenrohmbdichtung die Gefahr einer zu starken Verringerung der Schrniermittelviscosität durch Temperaturerhöhung praktisch nicht eintritt und daß die Bildung von Rillen in den einander zugekehrten Flüchen vermieden wird, was zu erheblich längeren wartungsfreien Perioden der erfindungsgemäßen Abdichtung gegenüber den bekannten Abdichtungen führt.

Vorzugsweise wird das Organ, das den festen zweiten Flansch trägt, dem Stevenrohr gegenüber flexibel aufgehängt, wodurch beim Schwingen der Schraubenwelle Anpassung an die periodisch wechselnde Winkellage des Schraubenwellenflansches erfolgen kann.

Die ölzufuhr in der Konstruktion nach der Erfindung wird derart ausgeführt, daß eine gute Ölzufuhr beidseitig der Zwischenringe gesichert ist. Das kann nach der Erfindung dadurch erfolgen, daß der Zwischenring mit Axialbohrungen versehen ist zur Bildung eines Durchgangs für den Flüssigkeitsumlauf. Zweckmäßig ist es dabei, daß die Axialbohrungen des Zwischenringes in Umfangsrichtung durch eine in einer Seilenfläche des Zwischenringes angeordnete Nut verbunden sind. Nach einer besonderen Ausführungsform werden der erste und der zweite Flansch mit Axiallöchern versehen, die. wenn die Flansche mit dem Zwischenring montiert sind, in die Axiallöcher des Zwischenringes münden derart, daß bei Rotation der Welle eine Zentrifugalpumpwirkung auf d'<; Flüssigkeit ausgeübt wird Der zweite radiale Flansch ist vorzugsweise flexibel mn dem Stevenrohr verbunden.

Zur Klarstellung der Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung eine Anzahl Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitl einer Abdichtung gemäß der Erfindung, abdichtend zwischen dem Stevenrohr und dem Inneren des Schiffes,

F i g. 2 einen Axialschnitt einer sogenannten Doppelausführufg der erfindungsgemäßen Abdichtung, die das Innere des Schiffes gegen das Außenwasser abdichtet.

In F i g. 1 ist eine Schiffsschraubenwelle 1 mit einem Stahlflansch 2 versehen, der mit bekannten Mitteln 3, 4. 5 rotationsfest ?.uf dieser befestigt ist. Eine Packung 6 bewirkt Abdichtung mit der Welle 1. An dem fest mit dem Schiff verbundenen Stevenrohr 7 ist ein Flansch 8 angeordnet, in dem abdichtend und flexibel ein Stahlflansch 10 mittels einer Packung 9 befestigt ist. Dieser Flansch 10 wird durch eine Anzahl im Kreis- angeordneter Federn 11 auswärts gedrängt. Zwischen den Flanschen 2 und 10 ist ein Zwischenring 12 angeordnet, der mit reichlichem radialen Spiel einer rohrförmigen Verlängerung 13 des Flansches 2 gegenüber frei rotierbar angeordnet ist. Dieser Zwischenring 12 kann z. B. aus Bronze hergestellt sein. Eine Ölrundstrecke 14, die über einen in dem Flansch 8 angeordneten Kanal 15 aus einem (nicht wiedergegebenen) höher liegenden Behälter gespeist wird, besteht aus einem Ringraum 16. einem Ringraum 17. den in dem Flansch 2 angeordneten radialen Kanälen 18, die sich an die Bohrungen 19 in dem Zwischenring 12, die Bohrungen 20 in dem Flansch 10 und die Bohrungen 21 in dem Flansch 8 anschließen, worauf die Rundstrecke zu dem Stevenrohr 7 weitergeht, von dem sie wieder in den Ringraum 16 mündet.

Vorzugsweise befindet sich in dem Stevenrohr 7 eine Manschette 22, durch welche die Verweilzeit des umlaufenden Öls in dem Stevenrohr 7 verlängert wird, wodurch die Kühlung des Öls gefördert wird.

Die Wirkung der Abdichtung ist wie folgt. Per mit der Schraubenwelle I mitroiierende Flansch 2 nimmt den Zwischenring 12 um etwa die Hälfte der eigenen

Winkelgeschwindigkeit mit. Zwischen den Berfthryngsflächen des Flansches 2, des Zwischenringes 12 und des Flansches 10 befindet sich eine Schicht öl, die durch die Relativbewegung der Berührungsflächen aufrechterhalten wird, wobei die Zufuhr des Öls durch die Pumpwirkung der radialen Kanäle 18 gefördert wird. An dem Außenumfang der genannten Berührungsflächen tritt, gegen den an der Außenseite herrschenden Druck. fortwährend ein wenig öl hinaus (s. den Pfeil P). Wenn die Schraubenwelle exzentrisch rotiert und/oder eine Schwingbewegung macht, wird dadurch, daß der Flansch 10 flexibel aufgehängt ist, gesichert, daß die Flansche 2 und 10 nach wie vor an dem Zwischenring 12 anliegen. Dadurch wird auch bei einer schwingenden Schraubenwelle der Ölverbrauch gering bleiben.

Der Zwischenring 12 wird durch die rohrförmige Verlängerung 13 des Flansches 2 und den Flansch 10 derart eingeschlossen, daß der Ring sich in einer radialen Ebene über einen größerr . Abstand frei bewegen kann. Es hat sich gezeigt, daß der Zwischenring 12 gegenüber den Flanschen 2 und 10 exzentrisch rotiert, wodurch die Bildung \on Nuten und Rillen in den Berührungsflächen vermieden wird.

iyic /wischenringe 12 können an einer oder an beiden Seitenllächen mit konzentrischen, offenen, die Bohrungen 19 umgebenden und miteinander verbindenden Nuten 25 versehen sein.

In F i g. 2 ist eine sogenannte Doppelausführung der erfindungsgemäßen Abdichtung wiedergegeben, wobei gleichfalls eine andere Ausführung der Abdichtung an sich gezeigt wird. Teile, die im wesentlichen dieselbe Funktion wie die Teile der einfachen Ausführung nach F i g. 1 haben, weisen in der Doppeiausführung nach F i g. 2 entsprechende Bezugs/.iffern auf, wobei sie jedoch gegebenenfalls mit einem kleinen Buchstaben versehen sind.

Das Stevenrohr 7 ist in der Achterpiekscholte 30 befestigt. In dem Stevenrohr 7 ist ein losnehmbares Futter 31 angeordnet, das etwa in seiner Mitte einen inneren radialen Flansch 32 aufweist. Das Futter 31 wird durch den Flansch 33 eingeschlossen, der mit Bolzen 34 an dem Stevenrohr 7 befestigt ist.

Die Flansche 2a, 2b sind mit bekannten Mitteln 3,4, 5 rotationsfesl an der Schraubenwelle 1 angeordnet. Die Flansche 10a und 10b sind flexibel und abdichtend mit Hilfe einer Packung 9a. 9b in dem Futter 31 aufgehängt. An den Laufflächenseiten sind die Flansche 2a und 2b und die Flansche 10a und 10b mit einer Lauffläche bildenden Auskleidung in Form von genau geschliffenen, beispielsweise rostfreien Stahlringen 40, 41, 42 und 43

verschen, /wischenringe 12a und 12b befinden sich zwischen den genannten Ringen 40,41 bzw. 42,43. Eine Anzahl im Kreise angeordneter Druckfedern 46 drükken die Ringe 40. 12a, 41 und die Ringe 42. 12b und 43 gegeneinander. Die Ölrundstrecke (s. die Pfeile) wird

gebildet durch den mit dem (nicht wiedergegebenen) höher liegenden Ölbehälter in Verbindung stehenden Zufuhrkanal 47, den Ringraum 17, die Kanäle 18a bzw. 18b, die Bohrungen 19a bzw. 19b, die Kanäle 21a bzw. 21b in den Hanschen 10a bzw. 10b, die Ringräume 35 bzw. 36 und die nach dem (nicht wiedergegebenen) Behälter zurückführenden Leitungen 15a bzw. 15b. Das zwischen den Laufringen 40, 41 und dem Zwischenring 12a hinaustretende öl (s. den Pfeil p) wird in der Nut 48

abgefangen, welche Nut an ihrer Unterseite eine Abfuhröffnung aufweist (nicht wiedergegeben).

Das aus der Abdichtung 42, 12b, 43 tretende Öl (s. Pfeil) drückt eine Klappe 49, die als Rückschlagklappe wirkt, fortwährend auf, nachdem das Öl in den mit Außenwasser gefüllten Raum 50 tritt. Wenn die Schraubenwelle 1 stillsteht, drückt das Außenwasscr die Klappe 49 dicht an den Flansch 2b, so daß beim Stillstehen kein Außenwasser eindringt.

Die große Biegsamkeit der erfindungsgemäßen Abdichtung schafft noch eine besondere Möglichkeit für die Lagerung der Schraubenwelle. Die bekannte Lagerung in Pockholz, d. h. Pockholzschalen, die mit Längsnuten versehen sind und mit Wasser geschmiert werden können, hat viele Vorteile und ist daher immer sehr gerne angewendet worden, aber wegen des Nachteils. daß das Spiel mit der Schraubenwelle ziemlich groß ist und die Abdichtungen dadurch Leckage zeigen, wenigstens zuviel Ul verbrauchen, hat man allmählich immer mehr auf Anwendung des Pockholzlagers verzichtet. Wenn man jedoch die Abdichtung nach der Erfindung anwendet, kann man ein Pockholzlager wiederum ohne Nachteil anwenden. Durch die Abdichtung nach der Erfindung ist es jetzt möglich, die Pockholzlagerschalen 53 mit herumgepumptem Außenwasser über die Bohrung 51 durchzuspülen (s. Pfeil), ohne daß Wasser in den Schiffsraum gelangt. Insbesondere beim Fahren in untiefen Flüssen dringt meistens Sand in die Lager der Schraubenwelle. Dabei kann das Außenwasser, nachdem es von Sand und anderem Schmutz gereinigt ist, z. B. durch eine (nicht wiedergegebene) Sandpumpe, in die Leitung 51 gepreßt werden und fließt dann durch

ίο die Längsschlitze 52 der Pockholzlagerschalen 53 hinaus.

Erwünschtenfalls kann man zum Nachsehen und Ausbessern der erfindungsgemäßen Abdichtung oder zum Durchführen einiger Erhaltungsarbeiten diese zu einem frei liegenden Punkt auf der Schraubenwelle 1 schieben, dadurch, daß der Flansch 33 gelöst wird, worauf das Futter 31 mit der ganzen Abdichtungskonstruktion aufgeschoben werden kann.

Damit auch das erfolgen kann, ohne daß das Schifl

gedockt wird, ist an dem zur Welle gekehrten Ende des Futters 31 ein aufblasbarer Schlauch 54 angeordnet, der über eine Leitung 55 aufgepumpt werden kann und sich dadurch abdichtend um die Schraubenwelle 1 klemmt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stevenrohrabdichtung, bestehend aus einem mit der Schraubenwelle rotationsfest und abdich- S tend verbundenen radialen ersten Flansch und einem rotationsfest und abdichtend mit dem Stevenrohr verbundenen radialen zweiten Flansch, zwischen welchen Flanschen sich Abdichtungsmittel befinden, indem einer oder mehrere Zwischenringe die Welle frei umschließend angeordnet sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Zwischenringe (12, 12a, 12b) in ihrer Konstruktion oder Materialauswahl so gestaltet sind, daß eine gute Oelzufuhr beidseitig der Zwischenringe (12, 12a, <5 12b) gesichert ist, so daß eine zur Schraubenwellenachse exzentrische Bewegung der Zwischenringe (12,12a. 12b) gewährleistet ist.

2. Stevenrohrabdichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (12) mit AxialbohruKgen (19) versehen ist zur Bildung eines Durchgangs für den Flüssigkeitsumlauf.

3. Stevenrohrabdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrungen (19) des Zwischenringes (12) in Umfangsrichtung durch eine in einer Seitenfläche des Zwischenringes (12) angeordnete Nut (25) verbunden sind.

4. Stevenrohrabdichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (2) und der zweite Flansch (10) mit Axiallöchern (18, 20, 21) versehen sind. die. wenn die Flansche (2, 10) mit dem Zwischenring (12) montiert sind, in die Axiallöcher (19) des Zwischenringes (12) münden, derart, daß bei Rotation der Welle (1) eine 1 entrifugalpumpwirkung auf die Flüssigkeit ausgeübt wird.

5. Stevenrohrabdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch (10) flexibel mit dem Stevenrohr (7) verbunden ist.

40