DE1961639C3

DE1961639C3 - Stevenrohrabdichtung

Info

Publication number: DE1961639C3
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: 1975-08-14
Also published as: GB1269285A; FR2026355A1; DE1961639B2; JPS4816278B1; DE1961639A1; NL6818088A; US3632120A; BE751027A; NL146586B

Description

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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 Stevenrohrabdichtungen, die ohne Zwischenringe ausgeführt sind, weisen den Nachteil auf, daß das öl. d.is fortwährend über die Abdichtungsflächc läuft, erhebliche Kosten und Ölverluste mit sich bringt. Hin/u kommt, daß die Wärmeentwicklung, und zwar vor allem bei schnelldrehenden Schraubenwellen, zu einer verringerten Viscositäl des Öls führt. Diese verringerte Viscositäl des Öls führt dazu, daß die sich gegeneinander drehenden Flansche aufeinander laufen 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 /wischen 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 rotierenden Flansch einstellen, um so die Reibungsarbeit 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 für 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 Abdichtung gegen ölaustritt zu ermöglichen. Läuft nun ein Ring aus metallischem Material, z. B. aus Bronze oder Gußeisen, auf einen Ring aus den Reibungswiderstand 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 entsprechend 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 Ma terial aufeinanderlaufen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es. eine Stevenrohrabdichtung 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. dgl. 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 sich Abdichtungsmittel befinden, indem ein oder mehrere Zwischenringe die Welle frei umschließend angeordnet sind, dadurch gelöst, daß die Zwischenringe in ihrer Konstruktion oder Materialauswahl so gestalte! sind, daß eine gute ölzufuhr beidseitig der Zwischenringe gesichert ist, so daß eine zur Schraubenwellenachsc exzentrische Bewegung der Zwischenringe gewährleistet ist.

Die gute ölzufuhr beidseitig der Zwischenringe kann durch besondere Gestaltung der Schmiereinrichtung oder auch die Auswahl von entsprechendem Material für die Zwischenringe, z. B. ölhaltige Sinterbronze, sichergestellt werden. Bei einer solchen Gestaltung laufen 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 Schraubenwellenachsc exzentrische Bewegung machen und die einander zugekehrten Flächen eine oszillierende Bewegung gegeneinander. Dadurch werden die einander zugckchr-

ten Fl ichen der Zwischenringe und der Flansche völlig elatt geschliffen und im Laufe der Zeit völlig poliert.

Die Praxis hat gezeigt, daß bei einer so gestalteten Stevenrohrabdichtung die Gefahr einer zu s'crken Verringerung der Schmiermittelviscosität durch Temperaturerhöhung praktisch nicht eintritt und daß die Bildung von Rillen in den einander zugekehrten Flächen vermieden wird, was zu erheblich längeren wartungsfreien Perioden uer 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 bsidseitig 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 Seitenfläche des Zwischenringes angeordnete Nut verbunden sind. Nach einer besonderen Ausführungsform werden der erste und der /weite Flansch mit Axiallöchern versehen, die, wenn die Mansche mit dem Zwischenring montiert sind in die Axiallöcher des Zwischenringes münden derart daß bei Rotation der Welle eine Zentrifugalpumpwirkung auf die Flüssigkeit ausgeübt wird. Der zweite radiale Flansch ist vorzugsweise flexibel mit dem Stevenrohr verbunden.

Zur Klarstellung der Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung eine Anzahl Ausführungsbeispicle beschrieben. Fs zeigt

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

F i g. 2 einen Axialschnitt einer sogenannten Doppelausführung der erfindungsgemäßen Abdichtung, die das Innen <les Schiffes gegen das Außenwasser abdichtet.

In 1 g. 1 ist eine Schiffsschraubenwelle 1 mn einem Stahlflansch 2 versehen, der mit bekannten Mitu-In 3,4, 5 rotationsfest auf dieser befestigt ist. Eine Packung bewirkt Abdichtung mit der Welle 1. An dem fest mit dem Schiff verbundenen Stevenrohr 7 ist ein Flansch ■ingeordnet, in dem abdichtend und flexibel ein Stahlriansch 10 mittels einer Packung 9 befestigt ist. Dieser Flansch 10 wird durch eine Anzahl im Kreise 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 ölrundstreckc 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 in dem Zwischenring 12, die Bohrungen 20 in dem Flansch 10 und die Bohrungen 21 in dem Mansch 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

. -_ ι i_i__. J-. \/........ι;ΐ-;<,ίι /li»t Hindurch die Kühlung des Öls gefördert wird.

Die Wirkung der Abdichtung ist wie folgt. Der mit der Schraubenwelle 1 mitrotierende Flansch 2 nimmt den Zwischenring 12 um etwa die Hälfte der eigenen Winkelgeschwindigkeit mit Zwischen den Berührungsflächen 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 größeren Abstand frei bewegen kann. Es hat sich gezeigt, daß der Zwischenring 12 gegenüber den Flanschen 2 und 10 exzentrisch rotiert, wodurch die Bildung von Nuten und Rillen in den Berührungsflächen vermieden wird.

Die Zwischenringe 12 können an einer oder an beiden Seitenflächen 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 Doppelausführung nach F i g. 2 entsprechende Bezugsziffern auf, wobei sie jedoch gegebenenfalls mit einem kleinen Buchstaben versehen sind.

Das Stevenrohr 7 ist in der Achterpiekschotte 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, rotationsfest an der Schraubenwelle 1 angeordnet. Die Flansche 10a und 10b sind flexibel und abdichtend mit 50 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 55 versehen. Zwischenringe 12a und 12b befinden sich /wischen 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 gegeneinander. Die Ölrundstreckc (s. die Pfeile) wird (10 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 Flanschen 10a bzw. 10b, die Ringräume bzw. 36 und die nach dem (nicht wiedergegebenen) Be-

15a bzw. 15b. Das dem Zwischenring Nut

ⁱⁿ

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 Außenwasser 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 öl 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 Pockholzlagcrschalen 53 mit hcrumgepumptem 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. /.. 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 Schiff 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 abdichtend 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 iüjob· Materialauswahl so gestaltet sind, daß eine _ά ;e Oelzufuhr beidseitig der Zwischenringe (12, 12a, 12b) gesichert isi, so daß eine zur Schraubenwelienachse exzentrische Bewegung der Zwischenringe (12,12a, 12b) gewährleistet ist.

2. Stevenrohrabdichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (12) mit Axialbohrungen (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 Zentrifugalpumpwirkung auf die Flüssigkeit ausgeübt wird.

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