DE19647106A1

DE19647106A1 - Pretensioning device for sealing unit of stuffing box seal

Info

Publication number: DE19647106A1
Application number: DE19647106A
Authority: DE
Inventors: Dieter Pfeil
Original assignee: Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH and Co
Current assignee: Burgmann Grundstuecksverwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1997-10-02
Also published as: DE29605496U1

Abstract

A bellows assembly (20,22) is provided to define sealed pressure chambers (21,23) each side of the piston element (15) so that one pressure chamber can be biased with the medium to be sealed and the other with the pressure transfer medium. The cylinder chamber (12) is filled with a buffer fluid on the outer circumferential side of the bellows assembly. The piston element is spring-tensioned into a position for closing a connection between the relevant pressure chamber and pressure transfer medium. At least one throttle passage (25) passing through the piston element (15) outside of the bellow assembly can produce a fluid connection between opposite sides of the piston element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorspanneinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a biasing device according to the Preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine außendruckabhängige Einstellung der Dichtwirkung (Leckage) einer Stopfbuchsendichtung, wie sie als Zusatzdichtung für die Abdichtung von Schiffsantriebswellen bei Unterwasser fahrzeugen verwendet wird. Bei Stopfbuchsendichtungen hängt die Dichtwirkung von der Eingriffnahme der Dichtungspackung mit der Welle ab. Der Anpreßdruck der Dichtungspackung muß daher erhöht werden, wenn der Druck des abzudichtenden Mediums ansteigt, und kann umgekehrt herabgesetzt werden, wenn der Druck des abzudichtenden Mediums niedrig ist. Über das erforderliche Maß hinausgehende Vorspannkräfte sind zu vermeiden, da diese erhöhten Verschleiß der Stopfbuchsendichtung und ggf. deren vorzeitiges Versagen zur Folge haben können.The invention relates in particular to an external pressure-dependent one Setting the sealing effect (leakage) of a Gland seal as used as an additional seal for the Sealing marine propulsion shafts in underwater vehicles is used. Hangs with stuffing box seals the sealing effect from the engagement of the packing with the wave. The contact pressure of the seal pack must therefore be increased when the pressure of the sealed Medium rises, and conversely can be reduced, when the pressure of the medium to be sealed is low. over the necessary pre-tensioning forces are too avoid as this increased wear of the Gland packing and, if necessary, its premature failure May have consequence.

Im Hinblick darauf ist es beim Einsatz solcher Dichtungen für Unterwasserfahrzeuge bekannt, die Vorspannkraft entsprechend dem jeweilig herrschenden Wasserdruck einzustellen. Nach der GB-A-22 56 238 wird hierzu der Wasserdruck auf ein Kolbenelement einer Kolbenzylinderanordnung wirken gelassen, welche wiederum ein Druckübertragungsmedium unter einen entsprechenden Druck setzt, über das eine Dichtringpackung der Stopfbuchsendichtung entsprechend axial vorgespannt wird. Die Druckübertragung der Kolbenzylinderanordnung erfolgt in einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis < 1, d. h. die auf die Stopfbuchsendichtung wirkende Vorspannkraft wird gegenüber dem Wasserdruck entsprechend dem gewählten Übersetzungs verhältnis heraufgesetzt. Dies kann u. U. zu unzulässig hohen Vorspannkräften führen, wenn der Wasserdruck an sich schon hoch ist. Des weiteren hat die bekannte Vorspanneinrichtung erkennbar keine wirksame Sicherheitsfunktion für den Fall eines Bruches der druckführenden Teile, so daß die Gefahr von Wassereinbruch ins Innere des Schiffsrumpfes besteht.With that in mind, it's in use known such seals for underwater vehicles, the Preload force according to the prevailing Adjust water pressure. According to GB-A-22 56 238 this is done the water pressure on a piston element Piston cylinder arrangement act, which in turn Pressure transmission medium under an appropriate pressure over which a sealing ring pack of Stuffing box gasket is axially preloaded accordingly. The Pressure transmission of the piston-cylinder arrangement takes place in one predetermined gear ratio <1, d. H. the on the The prestressing force acting on the gland packing is compared the water pressure according to the selected gear ratio ratio increased. This can U. too high Preload forces lead when the water pressure itself is high. Furthermore, the known biasing device evidently no effective safety function for the case a break in the pressure-carrying parts, so that the danger of water intrusion into the interior of the hull.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorspanneinrichtung der gattungsgemäßen Art im Hinblick auf eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit und ein verbessertes Betriebsverhalten der damit zusammenwirkenden Dichtungseinrichtung zu schaffen. Ferner soll die Vorspanneinrichtung mit einer zuverlässigen Sicherheitsfunktion gegen Wassereinbruch bei Versagen der druckleitenden Teile ausgestattet sein. Insbesondere soll durch die Erfindung eine Vorspanneinrichtung zum Zusammenwirken mit einer Dichtungseinrichtung der in der DE-C-38 27 103 beschriebenen Art geschaffen werden.The invention has for its object a Biasing device of the generic type with regard to an improved operational reliability and an improved one Operating behavior of the interacting To create sealing device. Furthermore, the Tensioning device with a reliable Safety function against water ingress in the event of failure pressure-conducting parts. In particular, should by the invention a biasing device for Cooperation with a sealing device in the DE-C-38 27 103 described type can be created.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Bei der Erfindung ist das Druckübertragungsverhältnis der Kolbenzylinderanordnung der Vorspanneinrichtung vorzugsweise im wesentlichen 1 : 1. Dieser durch den Druck des abzudichtenden Mediums geschaffenen Basisvorspannkraft wird die zusätzliche im wesentlichen konstante Vorspannkraft aus einer das Kolbenelement beaufschlagenden Federvorspanneinrichtung überlagert. Dadurch ist einerseits sichergestellt, daß die auf die Dichtungseinrichtung ausgeübten Vorspannkräfte eine ausreichende Dichtwirkung unter den jeweilig herrschenden Betriebsbedingungen des damit ausgestatteten Fahrzeuges schaffen, ohne daß die Dichtung übermäßig durch die Vorspannkräfte belastet wird. Das Betriebsverhalten und die Lebensdauer der Dichtungseinrichtung sind daher durch keine unnötigen übermäßigen Beanspruchungen bestimmt. Andererseits weist die erfindungsgemäße Vorspanneinrichtung wirksame Maßnahmen auf, die einen Wassereinbruch ins Innere des Fahrzeuges verhindern, wenn ein oder mehrere druckführende Teile der Vorspanneinrichtung brechen sollten.This object is achieved by the features of characterizing part of claim 1 solved. In the Invention is the pressure transfer ratio of the Piston-cylinder arrangement of the biasing device preferably essentially 1: 1. This by the pressure of the medium to be sealed created basic preload the additional essentially constant preload force one acting on the piston element Spring preload device superimposed. This is one hand ensured that on the sealing device applied pre-tensioning forces sufficient sealing effect under the prevailing operating conditions of the equipped vehicle without creating the seal is excessively loaded by the preload forces. The Operating behavior and the life of the Sealing devices are therefore unnecessary excessive stresses determined. On the other hand, the effective biasing device according to the invention on having a water ingress inside the vehicle prevent when one or more pressurized parts of the Bias should break.

Andere vorteilhafte Wirkungen und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung, die in teilweise fragmentarischer geschnittener Ansicht eine erfindungsgemäß aufgebaute Vorspanneinrichtung in Zusammenwirken mit einer Stopfbuchsendichtung zeigt.Other advantageous effects and aspects of the invention result from the subclaims and the following Description of an embodiment with reference to the drawing in a partially fragmentary sectional view Preload device constructed according to the invention in Interaction with a gland seal shows.

Obschon die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit der seewasserseitigen Abdichtung der Antriebswelle 2 eines Unterwasserfahrzeuges im Bereich von deren Durchführung durch den Schiffsrumpf 3 beschrieben wird, versteht es sich, daß die Erfindung grundsätzlich auch für andere Anwendungsgebiete geeignet ist, bei denen eine Einstellung der Vorspannkraft einer Stopfbuchsen-Dichtungseinrichtung in Abhängigkeit vom abzudichtenden Druck gewünscht wird oder erfolgen muß.Although the invention is described below in connection with the sealing of the drive shaft 2 of an underwater vehicle in the area of its implementation by the ship's hull 3 , it is understood that the invention is also fundamentally suitable for other areas of application in which an adjustment of the prestressing force of a stuffing box -Sealing device depending on the pressure to be sealed is desired or must be done.

Bei der Dichtungseinrichtung, die in der Zeichnung das allgemeine Bezugszeichen 1 trägt, handelt es sich vorzugsweise um eine Bauart, wie sie in der DE-C-38 27 103 beschrieben ist. Die Erfindung ist jedoch auf das Zusammenwirken mit einer derartigen speziellen Bauart einer Dichtungseinrichtung nicht beschränkt. Die Dichtungseinrichtung 1 umfaßt ein oder mehrere axial nebeneinander um der Welle 2 angeordnete Dichtringpackungen 4, die mittels eines mechanischen Stellgliedes 7 axial fixiert sind. Die axiale Position des Stellgliedes 7 in Bezug auf die Dichtringpackungen 4 ist mittels einer Gewindeeinrichtung 8 oder dgl. einstellbar.The sealing device, which bears the general reference number 1 in the drawing, is preferably a type of construction as described in DE-C-38 27 103. However, the invention is not limited to the interaction with such a special type of sealing device. The sealing device 1 comprises one or more sealing ring packs 4 arranged axially next to one another around the shaft 2 , which are axially fixed by means of a mechanical actuator 7 . The axial position of the actuator 7 in relation to the sealing ring packs 4 can be adjusted by means of a thread device 8 or the like.

Jeder Dichtringpackung 4 ist ein Vorspannelement 5 zur Ausübung einer radialen Vorspannkraft auf die Dichtringpackung 4 zugeordnet ist, um diese in mehr oder weniger festen abdichtendem Eingriff mit der äußeren Umfangsfläche der Welle 2 vorzuspannen. Das Vorspannelement 5 kann ein flexibles Schlauchelement sein, dessen Inneres mit einer Zuführleitung 6 für ein Druckübertragungsmedium in Verbindung steht, so daß das Vorspannelement 5 die Dichtringpackung 4 je nach dem Druck des Druckübertragungsmediums mit einer mehr oder weniger großen radiale Kraft beaufschlagen kann. Bezüglich weiterer Details der Dichtungseinrichtung kann auf die vorerwähnte Druckschrift verwiesen werden.Each sealing ring packing 4 is assigned a prestressing element 5 for exerting a radial prestressing force on the sealing ring packing 4 in order to prestress it in more or less tight sealing engagement with the outer peripheral surface of the shaft 2 . The biasing member 5 may be a flexible tube element whose interior communicates with a supply conduit 6 for a pressure-transmitting medium in connection, so that the biasing member 5 can act on the seal packing 4 depending on the pressure of the pressure transmission medium at a more or less radial force. With regard to further details of the sealing device, reference can be made to the aforementioned publication.

Die Vorspanneinrichtung trägt das allgemeine Bezugszeichen 10. Sie umfaßt eine Kolbenzylinderanordnung mit einem Zylindergehäuse 11, in dem eine Zylinderkammer 12 definiert ist. In der Zylinderkammer 12 ist frei hin- und herbeweglich ein Kolbenelement 15 mit einem umfänglich angeordneten, mit der inneren Umfangoberfläche der Zylinderkammer 12 dichtend zusammenwirkenden Gleit- oder Dichtring 26 aufgenommen. Das Kolbenelement 15 unterteilt die Zylinderkammer 12 in einen Kammerbereich 12′ an einer Seite und einen Kammerbereich 12′′ an der gegenüberliegenden Seite des Kolbenelementes 15. Konische Dichtflächen 16 bzw. 18 sind an gegenüberliegenden Seiten des Kolbenelementes 15 vorgesehen, die mit Dichtkanten 17 bzw. 19 längs Einlaßöffnungen 13 bzw. 14 in den gegenüberliegenden Stirnwänden des Zylindergehäuses 11 zusammenwirken können, um je nach Stellung des Kolbenelementes 15 die eine oder andere Einlaßöffnung 13 bzw. 14 zu verschließen. Eine, in der Zeichnung rechtsseitige Öffnung 13 ist mit einer Hydraulikleitung 9 verbunden, von der wiederum die Leitungen 6 abzweigen, die ins Innere der Vorspannelemente 5 der Dichtungseinrichtung 1 führen.The pretensioner bears the general reference number 10 . It comprises a piston-cylinder arrangement with a cylinder housing 11 , in which a cylinder chamber 12 is defined. In the cylinder chamber 12 , a piston element 15 with a circumferentially arranged sliding or sealing ring 26 , which cooperates in a sealing manner with the inner circumferential surface of the cylinder chamber 12, is received. The piston element 15 divides the cylinder chamber 12 into a chamber region 12 'on one side and a chamber region 12 ''on the opposite side of the piston element 15 . Conical sealing surfaces 16 and 18 are provided on opposite sides of the piston element 15, which may be in the opposite end walls of the cylinder housing with sealing edges 17 and 19 along the inlet openings 13 and 14 cooperate 11 in order depending on the position of the piston member 15 one or the other inlet port 13 or 14 to close. An opening 13 on the right-hand side in the drawing is connected to a hydraulic line 9 , from which in turn the lines 6 branch off, which lead into the interior of the prestressing elements 5 of the sealing device 1 .

Beidseitig des Kolbenelementes 15 ist je ein rohrförmiges axial expandierbares und kontraktierbares Balgelement 20 bzw. 22 vorgesehen. Vorzugsweise handelt es sich dabei aufgrund der guten Seewasserbeständigkeit und mechanischen Beanspruchbarkeit um Faltbalge aus einem metallischen Material, die sich jeweils einerends an der zugewandten Stirnseite des Kolbenelementes 15 und anderenends an der zugewandten Stirnwand des Zylindergehäuses 11 abstützen und im Inneren der Zylinderkammer 12 abgegrenzte, gegenüber dem übrigen Bereich der Zylinderkammer abgedichtete Druckkammern 21 bzw. 23 mit im wesentlichen übereinstimmender Druckwirkfläche in einer radialen Ebene definieren. Die in der Zeichnung linksseitige Druckkammer 21 steht über die Einlaßöffnung 14 mit der Außenumgebung in Verbindung, so daß sie dem Druck des Seewassers ausgesetzt ist, während in die andere in der Zeichnung rechtsseitige Druckkammer 23 die Einlaßöffnung 13 einmündet, die mit der Hydraulikleitung 9 in Verbindung steht. In die Druckkammer 23 kann daher das Druckübertragungsmedium eingeführt werden, bei dem es sich um irgendeine geeignete Hydraulikflüssigkeit handeln kann. Wenn erwünscht könnte anstelle einer zu bevorzugenden Hydraulikflüssigkeit auch ein pneumatisches Drückübertragungsmedium vorgesehen werden. A tubular axially expandable and contractible bellows element 20 or 22 is provided on each side of the piston element 15 . Preferably, due to the good seawater resistance and mechanical strength, bellows made of a metallic material, which are supported at one end on the facing end face of the piston element 15 and at the other end on the facing end wall of the cylinder housing 11 and delimited in the interior of the cylinder chamber 12 , compared to that Define the rest of the area of the cylinder chamber sealed pressure chambers 21 and 23 with a substantially identical pressure effective area in a radial plane. The pressure chamber 21 on the left in the drawing communicates with the outside environment via the inlet opening 14 so that it is exposed to the pressure of the sea water, while in the other pressure chamber 23 on the right side in the drawing the inlet opening 13 opens, which communicates with the hydraulic line 9 stands. The pressure transmission medium, which can be any suitable hydraulic fluid, can therefore be introduced into the pressure chamber 23 . If desired, a pneumatic pressure transmission medium could also be provided instead of a preferred hydraulic fluid.

Die durch die Balge 20 bzw. 22 abgegrenzten außenumfänglichen Kammerbereiche 12′ bzw. 12′′ der Zylinderkammer 12 sind mit einer, vorzugsweise inerten Pufferflüssigkeit, wie z. B. Öl, gefüllt, die über im Zylindergehäuse 11 vorgesehene Zuführöffnungen 24 eingelassen werden kann. Die Pufferflüssigkeit kann, wenn erwünscht, unter einen geeigneten Druck gesetzt werden, indem die Zuführöffnungen 24 nach Füllung der Zylinderkammerbereiche 12′, 12′′ mit einer unter Druck gesetzten Pufferflüssigkeit dicht verschlossen werden. Die in den Zylinderkammerbereichen 12′, 12′′ befindliche Pufferflüssigkeit hat die Aufgabe, die Balge 20, 22 außenumfänglich abzustützen, um diese an einem Ausbeulen oder Ausknicken unter den in den Druckkammern 21 bzw. 23 herrschenden Drücken zu hindern. Die Pufferflüssigkeit ist ein imkompressibles Füllmedium für die Zylinderkammerbereiche 12′, 12′′.The volume defined by the bellows 20 and 22, outer circumferential chamber regions 12 'and 12' 'of the cylinder chamber 12 are provided with a preferably inert buffer fluid, such. B. oil filled, which can be let in through the supply openings 24 provided in the cylinder housing 11 . The buffer liquid can, if desired, be put under a suitable pressure by sealing the supply openings 24 after filling the cylinder chamber regions 12 ', 12 ''with a pressurized buffer liquid. The buffer liquid located in the cylinder chamber regions 12 ', 12 ''has the task of supporting the bellows 20 , 22 on the outside in order to prevent them from buckling or buckling under the pressures prevailing in the pressure chambers 21 and 23 , respectively. The buffer liquid is an incompressible filling medium for the cylinder chamber areas 12 ', 12 ''.

In Bereichen des Kolbenelementes 15 außenumfangsseitig der Balge 20 bzw. 22 sind ein oder mehrere Drosselbohrungen 25 vorgesehen, die eine Fluidverbindung mit begrenzter Durchlaßkapazität zwischen den Zylinderkammerbereichen 12′, 12′′ schaffen.In areas of the piston element 15 on the outer circumferential side of the bellows 20 or 22 , one or more throttle bores 25 are provided, which create a fluid connection with limited passage capacity between the cylinder chamber areas 12 ', 12 ''.

Eine Federeinrichtung 27 in Gestalt beispielsweise einer Schraubenfeder ist vorgesehen, um das Kolbenelement 15 mit einer von der Federkennlinie abhängigen konstanten Vorspannkraft zu beaufschlagen, die das Kolbenelement 15 zu einer Bewegung in Richtung auf die Einlaßöffnung 13 für das Druckübertragungsmedium veranlassen will. Der Vorspannkraft der Federeinrichtung 27 überlagert sich daher der Wirkung des Seewasserdruckes in der Druckkammer 21 auf das Kolbenelement 15. Anstelle einer einzigen Schraubenfeder, die sich zwischen der Seewasserseite des Kolbenelementes 15 und der zugewandten Endwand des Zylindergehäuses 11 vorzugsweise im Inneren der Druckkammer 21 erstreckt, könnten auch ein oder mehrere Federelemente anderer Bauart in- oder aussenseisig der Druckkammer 21 vorgesehen sein. Auch könnte einer der Balge 20, 22 oder könnten beide ausgebildet sein, um die gewünschte Federvorspannkraft auf das Kolbenelement 15 aufzubringen.A spring device 27 in the form of, for example, a coil spring is provided to the piston member 15 with one of the spring characteristic dependent constant biasing force to urge that wants cause the piston member 15 to move in the direction of the inlet port 13 for the pressure transmitting medium. The biasing force of the spring device 27 is therefore superimposed on the effect of the sea water pressure in the pressure chamber 21 on the piston element 15 . Instead of a single helical spring, which preferably extends inside the pressure chamber 21 between the seawater side of the piston element 15 and the facing end wall of the cylinder housing 11 , one or more spring elements of another type could also be provided inside or outside the pressure chamber 21 . One of the bellows 20 , 22 or both could also be designed to apply the desired spring preload force to the piston element 15 .

Die wie vorbeschrieben aufgebaute Vorspanneinrichtung arbeitet wie folgt.The pretensioning device constructed as described above works as follows.

Unter normalen Betriebsbedingungen ist die mit der Leitung 9 verbundene Druckkammer 23 mit dem Druckübertragungsmedium gefüllt und steht in der seewasserseitigen Druckkammer 21 der Druck des Seewassers an. Aufgrund der durch die Balge 20, 22 definierten übereinstimmenden Druckwirkbereiche des Kolbenelementes 15 überträgt dieses den Seewasserdruck in einem Verhältnis von etwa 1 : 1 auf das Druckübertragungsmedium in der Druckkammer 23. Zusätzlich zum Seewasserdruck wird das Druckübertragungsmedium mit einem Druck resultierend aus der auf das Kolbenelement 15 ausgeübten Vorspannkraft der Federeinrichtung 27 beaufschlagt, so daß die Dichtungseinrichtung 1 mit einer Vorspannkraft entsprechend dem Seewasserdruck plus eines Zusatzdruckes beaufschlagt wird. Die von den Vorspannelementen 5 auf die Dichtringpackungen 4 ausübte radiale Vorspannkraft ist daher stets um einen bestimmten gleichbleibenden Betrag höher als eine Vorspannkraft, die sich alleine aus dem Seewasserdruck ergeben würde. Dies stellt eine ausreichende Dichtwirkung der Dichtungseinrichtung 1 sicher, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese im Hinblick auf den herrschenden abzudichtenden Seewasserdruck zu gering oder zu hoch belastet werden würde.Under normal operating conditions, the pressure chamber 23 connected to the line 9 is filled with the pressure transmission medium and the pressure of the sea water is present in the pressure chamber 21 on the seawater side. Due to the corresponding pressure effective areas of the piston element 15 defined by the bellows 20 , 22 , this transfers the seawater pressure in a ratio of approximately 1: 1 to the pressure transmission medium in the pressure chamber 23 . In addition to the sea-water pressure, the pressure transmission medium is subjected to a pressure resulting from the force applied to the piston element 15 biasing force of the spring means 27 so that the sealing device 1 is applied with a biasing force corresponding to the seawater pressure plus an additional pressure. The radial prestressing force exerted by the prestressing elements 5 on the sealing ring packs 4 is therefore always a certain constant amount higher than a prestressing force which would result solely from the sea water pressure. This ensures a sufficient sealing effect of the sealing device 1 , without there being the risk that it would be loaded too little or too much with regard to the prevailing sea water pressure to be sealed.

Eine rasche hin- und hergehende Bewegung des Kolbenelementes 15 wird durch die Drosselbohrungen 25 gedämpft, indem diese eine nur eingeschränkte Strömung der Pufferflüssigkeit zwischen den Zylinderkammerbereichen 12′, 12′′ ermöglichen.A rapid reciprocating movement of the piston element 15 is damped by the throttle bores 25 by allowing only a restricted flow of the buffer liquid between the cylinder chamber regions 12 ', 12 ''.

Bei einem Bruch des seewasserseitigen Balges 20 gelangt das Seewasser in den benachbarten Zylinderkammerbereich 12′, so daß dieser zunächst alleine unter den Druck des Seewassers gesetzt wird, da ein spontaner Druckausgleich zwischen den Zylinderkammerbereichen 12′ und 12′′ über die Drosselbohrungen 25 nicht stattfinden kann. Dadurch wird das Kolbenelement 15, unterstützt durch die Wirkung der Federeinrichtung 27, zu einer Bewegung veranlaßt, die zu einem Verschließen der Einlaßöffnung 13 für das Druckübertragungsmedium führen würde. Andererseits ist mit dieser Bewegung eine vorübergehende Erhöhung des Druckes des Druckübertragungsmediums in der Druckkammer 23 verbunden, bis ein Druckausgleich zwischen den Zylinderkammerbereichen 12′, 12′′ über die Drosselbohrungen 25 stattgefunden hat, so daß sich bei einem Bruch des seewasserseitigen Balges 20 nach einer gewissen Zeit wieder die Verhältnisse einstellen, wie sie bei Normalbetrieb vorliegen.In the event of a breakage of the bellows 20 on the seawater side, the seawater enters the adjacent cylinder chamber area 12 ', so that this is initially placed solely under the pressure of the seawater, since spontaneous pressure compensation between the cylinder chamber areas 12 ' and 12 '' cannot take place via the throttle bores 25 . As a result, the piston element 15 , supported by the action of the spring device 27 , is caused to move, which would lead to a closing of the inlet opening 13 for the pressure transmission medium. On the other hand, this movement is associated with a temporary increase in the pressure of the pressure transmission medium in the pressure chamber 23 until a pressure equalization between the cylinder chamber regions 12 ', 12 ''via the throttle bores 25 has taken place, so that if the seawater-side bellows 20 breaks after a certain amount Set the time again as it is in normal operation.

Wenn außer dem seewasserseitigen Balg 20 auch der Balg 22 brechen sollte, der die mit dem Druckübertragungsmedium beaufschlagte Druckkammer 23 gegenüber dem umgebenden Zylinderkammerbereich 12′′ abgrenzt, gelangt das Kolbenelement 15 in einen druckausgeglichenen Zustand und wird dieses durch die Wirkung der Federeinrichtung 27 in eine Richtung unter Verschließen der Einlaßöffnung 13 bewegt. Unter diesen Umständen würden jedoch die Dichtringpackungen 4 der Dichtungseinrichtung 1 nicht mehr mit einer ausreichenden Vorspannkraft beaufschlagt werden. Eine externe von der Vorspanneinrichtung 10 unabhängige Druckbeaufschlagungs einrichtung 30 für das Druckübertragungsmedium ist daher vorgesehen, um unter solchen Umständen eine ausreichende Dichtwirkung der Dichtungseinrichtung 1 aufrechtzuerhalten. If, in addition to the seawater-side bellows 20 , the bellows 22 should also break, which delimits the pressure chamber 23 acted upon by the pressure transmission medium from the surrounding cylinder chamber region 12 '', the piston element 15 comes into a pressure-balanced state and this becomes one way due to the action of the spring device 27 while closing the inlet opening 13 moves. Under these circumstances, however, the sealing ring packs 4 of the sealing device 1 would no longer be subjected to a sufficient pretensioning force. An external pressure application device 30 for the pressure transmission medium, which is independent of the prestressing device 10, is therefore provided in order to maintain a sufficient sealing effect of the sealing device 1 under such circumstances.

Die Druckbeaufschlagungseinrichtung 30 umfaßt einen Behälter 31 zur Bevorratung einer geeigneten Menge an Druckübertragungsmedium und eine Pumpe 32, die bei Bedarf in Betrieb gesetzt wird, um aus dem Vorratsbehälter 31 Druckübertragungsmedium in die Leitung 9 zu pumpen und dadurch den Druck in der Leitung 9 um ein für den Betrieb der Dichtungseinrichtung 1 geeignetes Maß heraufzusetzen.The pressurizing device 30 comprises a container 31 for storing a suitable amount of pressure transmission medium and a pump 32 , which is activated as needed to pump pressure transmission medium from the reservoir 31 into line 9 and thereby the pressure in line 9 by one for increase the operation of the sealing device 1 to a suitable extent.

Der durch die Pumpe 32 geschaffene Druck des Druckmediums wirkt andererseits auch auf das in Schließstellung befindliche Kolbenelement 15, so daß dieses bei Überschreiten einer bestimmten Druckhöhe gegen die Kraft der Federeinrichtung 27 in der Zeichnung nach links bewegt wird, bis die seewasserseitige Dichtfläche 18 des Kolbenelementes 15 mit der Dichtkante 19 längs der Einlaßöffnung 14 in dichtendem Eingriff kommt, um den weiteren Zutritt von Seewasser ins Innere der Zylinderkammer 12 zu unterbinden. Da die Zylinderkammer 12 unter allen Betriebsumständen mit einem im wesentlichen inkompressiblen flüssigen Medium gefüllt ist, reichen schon geringe von der Pumpe 32 aufzubringende Volumenströme aus, um die besagte Bewegung des Kolbenelementes 15 zum Verschließen der Einlaßöffnung 14 für das Seewasser zu bewirken.The pressure of the pressure medium created by the pump 32 , on the other hand, also acts on the piston element 15 in the closed position , so that when a certain pressure level is exceeded, it is moved to the left in the drawing against the force of the spring device 27 until the sealing surface 18 of the piston element 15 on the seawater side comes into sealing engagement with the sealing edge 19 along the inlet opening 14 in order to prevent further entry of seawater into the interior of the cylinder chamber 12 . Since the cylinder chamber 12 is filled with an essentially incompressible liquid medium under all operating conditions, even small volume flows to be applied by the pump 32 are sufficient to effect the movement of the piston element 15 to close the inlet opening 14 for the seawater.

Bei einem gleichzeitigen Bruch beider Balge 20 und 22 sowie einem Ausfall der Druckbeaufschlagungseinrichtung 30 bzw. einem Bruch der Leitung 9 wird das Kolbenelement 15 unter der Kraft der Vorspanneinrichtung 27 in eine abdichtende Beziehung zur Einlaßöffnung 13 für das Druckübertragungsmedium bewegt und so ein Seewassereinbruch ins Schiffsinnere wirksam vermieden.In the event of a simultaneous rupture of both bellows 20 and 22 and a failure of the pressurization device 30 or a break in the line 9 , the piston element 15 is moved under the force of the pretensioning device 27 into a sealing relationship with the inlet opening 13 for the pressure transmission medium and thus a seawater intrusion into the interior of the ship becomes effective avoided.

Die Druckbeaufschlagungseinrichtung 30 kann ferner ausgelegt sein, um auch bei normalen Betriebsbedingungen das Druckübertragungsmedium unter einen geeigneten Vordruck von z. B. einigen bar zu setzen. Anstelle einer Pumpe 32 könnte als Druckquelle auch ein vorhandenes Drucknetz des Unterwasserfahrzeuges, z. B. das Druckluftnetz, herangezogen werden.The pressurization device 30 can also be designed to the pressure transmission medium under a suitable form of z. B. to put some bar. Instead of a pump 32 , an existing pressure network of the underwater vehicle, e.g. B. the compressed air network can be used.

Claims

1. Pretensioning device for a sealing device with adjustability of the sealing effect as a function of a pretensioning force, in particular a stuffing box seal, with a piston element of a piston-cylinder arrangement which can be reciprocally received in a cylinder chamber and acted upon by the pressure of a medium to be sealed, for acting on the sealing device with a pressure of dependent medium, via a pressure transmission medium to the sealing device biasing force, characterized in that a sealed pressure chambers ( 21 , 23 ) on both sides of the piston element ( 15 ) defining bellows arrangement ( 22 , 23 ) is provided, of which pressure chambers one with the medium to be sealed and the other can be acted upon by the pressure transmission medium, that the cylinder chamber ( 12 ) is filled with a buffer fluid on the outside of the bellows arrangement, and that the piston element is in a position for closing a connection of the pressure chamber in question to the pressure transmission medium is spring-biased.

2. Preload device according to claim 1, characterized in that the bellows arrangement ( 20 , 22 ) is designed for resilient biasing of the piston element ( 15 ).

3. Pretensioning device according to claim 1, characterized by a spring device ( 27 ) acting on the piston element ( 15 ) with a spring pretensioning force.

4 pretensioning device according to one of the preceding claims, characterized by at least one throttle passage ( 25 ) penetrating the piston element ( 15 ) on the outer circumferential side of the bellows arrangement ( 20 , 22 ) to create a fluid connection between opposite sides of the piston element.

5. Preloading device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston element ( 15 ) in sealing engagement with sealing areas ( 17 , 19 ) along inlet openings ( 13 , 14 ) in the piston-cylinder arrangement for the medium to be sealed or pressure transmission medium can be brought.

6. Pretensioning device according to one of the preceding claims, characterized by a device ( 30 ) for acting on the pressure transmission medium with a pressure independent of the medium to be sealed.