DE2226796A1 - Wellendichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wellendichtungen und betrifft insbesondere, nicht jedoch ausschließlich, zur Verwendung bei Schiffen bestimmte Wellendichtungen.

Ss sind bereits verschiedene Konstruktionen von Wellendichtungen bekannt, die dazu dienen, das Eintreten von Seewasser durch die für die Schraubenwelle vorgesehene Öffnung im Achtersteven eines Schiffs zu verhindern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Wellendichtung zu schaffen, die insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, geeignet ist, zu dem genannten Zweck verwendet zu werden.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Wellendichtung weist zwei Dichtungsringe auf, ferner zwei entgegengesetzt gerichtete ringförmige Sitzflächen, wobei die Dichtungsringe und die Sitzflächen relativ zueinander drehbar sind, sowie eine Einrichtung, die dazu dient, die Dichtungsringe und die Sitzflächen gegeneinander zu drücken, um eine Abdichtung zu bewirken«.

Die Sitz- bzwo Anlageflächen erstrecken sich vorzugsweise in radialer Richtung auf den voneinander abgewandten

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Seiten eines Sitzrings.

Vorzugsweise ist außerdem eine axial verschiebbare Einrichtung vorhanden, welche die Dichtungsringe so unterstützt, daß sie sich in axialer Richtung-verlagern können, wenn die Anlageflächen eine axiale Bewegung ausführen. Auf diese Weise lassen sich Relativbewegungen der genannten Teile ermöglichen, zwischen denen eine Abdichtung aufrechterhalten werden soll.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform schließt sich an die Anlageflächen ein Sammelraum, an, der dazu dient, die längs der Anlageflächen hindurchsickernde Flüssigkeit aufzunehmen, und der mit einem Auslaß versehen ist, damit die Flüssigkeit aus dem Sammelraum abgeführt werden kann. Wenn die Wellendichtung dazu dient, verschiedene Flude, z. B. Öl und Seewasser, voneinander getrennt zu halten, ist es daher möglich, festzustellen, bei welchem Dichtungsring mit der zugehörigen Anlagefläche eine Undichtigkeit aufgetreten ist, und Abhilfe zu schaffen, sowie gegebenenfalls den Druck zwischen dem anderen Dichtungsring und der zugehörigen Anlagefläche zu erhöhen, um die Gefahr des Auftretens einer weiteren Undichtigkeit an der betreffenden Stelle zu verringern.

Die Dichtungsringe können zweckmäßig auf zwei Tragringen angeordnet sein. Ferner können Sedern vorhanden sein, die auf die Tragringe wirken, um die Dichtungsringe in fester Berührung mit den AnIageflächeη zu halten. In jedem Fall ist vorzugsweice eine Einrichtung vorhanden, die es ermöglicht, auf hydraulischem Wege einen Druck auf die Tragringe aufzubringen, damit die Dichtungsringe an die Anlageflächen angedrückt werden. Beispielsweise kann auf einer Seite jedes Tragrings eine hydraulische Druckkammer vorgesehen sein, die es gestattet, den betreffenden Dichtungsring hydraulisch gegen die zugehörige Anlagefläche vorzu-

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spannen. Hierbei kann die Anordnung derart sein, daß sich die Drücke, die in den Druckkammern herrschen, unabhängig voneinander einstellen lassen, oder die Druckkammern können miteinander verbunden sein.

Bei der Verwendung einer solchen Wellendichtung bei einem Schiff wird es vorgezogen, dafür zu sorgen, daß die Anlageflächen auf entgegengesetzten Seiten eines Sitzrings vorgesehen sind, der an einer Propellernabe oder der Propellerwelle eines Schiffs befestigt werden kann; hierbei sind die Dichtungsringe an einer nicht drehbaren Unterstützung befestigt, und die Y/ellendichtung dient dazu, das Öl in der hinteren Lagerung der Schraubenwelle des Schiffs vom Seewasser getrennt zu halten. Die Unterstützung kann durch einen Teil eines dem Heck benachbarten Lagergehäuses gebildet werden.

Vorzugsweise ist eine hydraulisch oder mechanisch betätigbare Dichtung oder eine aufblasbare Dichtung vorgesehen, die es ermöglicht, die Propellernabe gegenüber dem Achtersteven des Schiffs abzudichten, z. B. bei der Wartung oder beim Auswechseln der Wellendichtung, und die Wellendichtung kann vom Inneren des Schiffs aus zu Wartungszwecken zugänglich sein, so daß es erforderlichenfalls möglich ist, Teile der Wellendichtung oder die gesamte Wellendichtung zu erneuern, während sich das Schiff im Wasser befindet.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Längsschnitt den oberen Teil einer in den Achtersteven eines Schiffs eingebauten Wellendichtung; und

Fig. 2 im Längsschnitt den unteren Teil einer ähnlichen, jedoch abgeänderten Wellendichtung, die ebenfalls in den Propellersteven eines Schiffs eingebaut ist.

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In Fig. 1 erkennt man einen Teil eines Schraubenstevens 10 eines Schiffs mit einer Öffnung 11 zum Aufnehmen eines insgesamt mit 12 "bezeichneten Gehäuses für ein hinteres Schraubenwellenlager sowie eine Lagerkappe 13, die einen Bestandteil des hinteren Lagers "bildet und in das Gehäuse 12 hineinragt. Bei dem Gehäuse 12 handelt es sich um eine Abwandlung eines für ein hinteres Schraubenwellenlager "bestimmten Gehäuses, das in der "britischen Patentschrift 1 262 271 beschrieben ist, und am hinteren Ende des Gehäuses 12 ist ein zylindrisches Bauteil 15 befestigt, das eine Unterstützung für den nicht drehbaren Teil der nachstehend beschriebenen Wellendichtung bildet.

Die Wellendichtung weist ein drehbares Bauteil in Gestalt eines Sitzrings 16 auf, der durch Schrauben mit einer Propellernase 17 verbunden und gegenüber der Propellernase durch einen elastischen Dichtungsring abgedichtet ist. Der Sitzring 16 ist auf seinen voneinander abgewandten Seiten mit ringförmigen Anlageflächen 20 versehen, an die zwei Dichtungsringe 21 angedrückt werden, um zum Zweck des Abdichtens eine Berührung innerhalb ebener Ringflächen herbeizuführen, die in dem rechten Winkel zur Achse der Propellernase verlaufenden Ebenen liegen.

Die Dichtungsringe 21 sind unter Verwendung von zur Abdichtung dienenden elastischen Dichtungsringen in zugehörige Tragringe 22 und 23 eingebaut, die durch einen axialen Abstand getrennt sind und durch Druckfedern 25 aufeinander zu vorgespannt werden, um die Dichtungsringe 21 gegen die zugehörigen Anlage- oder Dichtungsflächen 20 zu drücken. In die Tragringe 22 und 23 sind Stifte eingebaut, die in dazu passende Öffnungen der Dichtungsringe 21 eingreifen, um Drehbewegungen der Dichtungsringe gegenüber den Tragringen su verhindern. Die in Fig.l dargestellte Druckfeder 25, die eine 'von mehreren gleichartigen, in Abständen über den Umfang der

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Wellendichtung verteilten !Druckfedern ist, stützt sich mit einem Ende an einem Federteller 26 ab, der an einem Ende einer Schraube 27 "befestigt ist, welche mit einem Spielraum durch den Tragring 23 ragt und in den anderen Tragring 22 eingeschraubt ist. Jede Feder 25 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer Scheibe ab, die an dem Tragring 23 anliegt, und zwischen jeder Schraube 27 und dem Tragring ist ein elastischer Dichtungsring angeordnet. Die Tragringe

22 und 23 sowie die Dichtungsringe 21 haben eine solche Form, daß sie längs des inneren Randes des Sitzrings 16 einen einem noch zu erläuternden Zweck dienenden ringförmigen Flüssigkeitssammelraum 29 abgrenzen.

Die Tragringe 22 und 23 können sich längs des zylindrischen Bauteils 15 axial verschieben, wenn der Sitzring 16 axiale Bewegungen ausführt, die während des Betriebs der Wellendichtung durch eine Wärmedehnung der nicht dargestell-" ten Propellerwelle oder durch andere Einflüsse hervorgerufen werden. Jeder der Tragringe 22 und 23 ist gegenüber der Außenfläche des zylindrischen tragenden Bauteils 15 durch einen elastischen Dichtungsring 30 abgedichtet, und ein zwischen den Tragringen vorhandener Ringspalt 31 schließt sich an den Flüssigkeitssammelraum 29 an und steht in Verbindung mit einem in dem zylindrischen Bauteil 15 ausgebildeten Auslaßkanal 32, an den eine nicht dargestellte Rohrleitung angeschlossen ist. Alternativ kann der Auslaßkanal 32 in Verbindung mit einem weiteren, nicht dargestellten Kanal stehen, der sich innerhalb der Wand des zylindrischen Bauteils 15 in der Längsrichtung erstreckt.

Das zylindrische Baubeil 15 ist durch eine radiale Wand 34 mit einem zylindrischen Abschnitt 35 verbunden, der zusammen mit dem Hauptkörper des zylindrischen Bauteils 15 und der radialen Wand 34 eine auf einer Seite des Tragrings

23 liegende ringförmige hydraulische Druckkammer 36 abgrenzt.

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Ferner ist eine Rohrleitung 37 vorhanden, die dazu dient, der Druckkammer 36 Drucköl zuzuführen, damit der Tragring 23 gemäß Fig. 1 nach links geschoben wird, um den rechten Dichtungsring 21 gegen die zugehörige Dichtungsfläche 20 des Sitzrings 16 zu drücken.

In die radiale Wand 34 sind Führungs- und Lagebestimmungsstifte 39 fest eingebaut, die in Öffnungen des Tragrings 23 eingreifen, um die Lage des Tragrings zu bestimmen, den Tragring bei seinen axialen Bewegungen gegenüber dem zylindrischen Bauteil 15 zu führen und Drehbewegungen der Tragringe 22 und 23 zu verhindern. Zwischen dem zylindrischen Abschnitt 35 des Bauteils 15 und der Außenfläche des Tragrings 23 ist eine Dichtungsanordnung 40 vorgesehen.

In den Schraubenipteven 10 ist eine zu Wartungszwecken dienende aufblasbare Dichtung 42 eingebaut, die es ermöglicht, den Schraubensteven 10 zeitweilig gegenüber der Propellernase 17 abzudichten, damit die Wellendichtung beim schwimmenden Schiff auf eine noch zu beschreibende Weise zugänglich ist. Anstelle der aufblasbaren Dichtung 42 könnte auch eine mechanisch oder hydraulisch betätigbare, bei Wartungsarbeiten zu benutzende Dichtung vorhanden sein.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt, wo Teile, die Teilen der anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform entsprechen, jeweils mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 strömt Wasser oder Öl, das durch Undichtigkeiten in den Flüssigkeitssammelraum 29 gelangt, durch einen Auslaßkanal 50, der sich an einen radial weiter außen liegenden Teil des Sammelraums 29 anschließt und durch einen Kanal 51 eines Rohrs 52 mit einem weiteren Auslaßkanal 53 verbunden ist. Diese abgeänderte Ausführungsform bietet den Vorteil, daß auch dann, wenn nur eine geringfügige Undichtigkeit aufgetreten ist, und die eingedrungene Flüssigkeit durch

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Fliehkräfte in der Sammelkammer 29 radial nach außen geschleudert wird, die Flüssigkeit über den Auslaßkanal 50 entweichen kann. Daher ist es im Gegensatz zu der Ausführungsforai nach Fig. 1 nicht erforderlich, daß die Menge der in die Sammelkammer 29 eindringenden Flüssigkeit ausreicht, um die Sammelkammer teilweise zu füllen, -während sich "bei der Aus führungs form nach Fig. 1 die Sammelkammer 29 und der Auslaß 32 mit Flüssigkeit · füllen müssen, "bevor das Vorhandensein einer Undichtigkeit entdeckt werden kann.

Das Rohr 52 erfüllt die gleiche Aufgabe wie der Stift 39 nach Fig. 1, und es dient dazu, den Tragring 23 "bei seinen axialen Bewegungen zu führen und ihn gegen Drehbewegungen zu sichern. Man kann die Konstruktion des Rohrs 52 nach Fig. 2 abändern, um z. B. die Festigkeit zu steigern, und man kann dj.e Öffnung des Tragrings 23 zum Aufnehmen des Rohrs 52 abändern und z. B. ihre Mündung konisch erweitern, um das Einführen des Bohrs beim Montieren der Wellendichtung zu erleichtern. . ·

Bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann während des Betriebs der Wellendichtung Seewasser in einen Raum 43-zwischen dem Schraubensteven 10, dem Lagergehäuse 12, der Wellendichtung und der Propellernase 17 eintreten, und Öl zum Schmieren des hinteren Lagers befindet sich in einem Raum 44 auf der anderen Seite der Wellendichtung; dieses Öl übt einen Druck auf den Tragring 22 aus, der daher den ihm benachbarten Dichtungsring 21 ge-•gen den Sitzring 16 drückt.

Befindet sich das Schiff im Wasser, und versagt die Abdichtung zwischen einem der Dichtungsringe 21 und der zugehörigen Anlagefläche 20, kann man die aus dem Sammelraum 29 ablaufende Flüssigkeit untersuchen, um festzustellen, ob Seewasser oder Öl in den Sammelraum eindringt", so daß ermittelt werden kann, welche der beiden Abdichtungsstellen

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zwischen den Dichtungsringen 21 und den Anlageflächen 20 versaßt hat»

Die Tragringe 22 und 23 können sich längs des zylindrischen Bauteils 15 axial verschieben, wenn der Sitzring 16 infolge einer Wärmedehnung der Propellerwelle eine axiale Bewegung ausführt. Die Dichtungsdrücke, mit denen die Dichtungsringe 21 gegen die Anlageflächen 20 gedrückt werden, werden durch eine solche axiale Bewegung nicht beeinflußt. Außerdem kann man diese Dichtungsdrücke dadurch regeln, daß man die in dem Raum 44 und der hydraulischen Druckkammer 36 herrschenden Drücke regelt. Eine solche Regelungsmöglichkeit bietet Vorteile, da sie es z. B. gestattet, eine Abnutzung oder Änderungen des Drucks des Seewassers in dem Raum 43 auszugleichen, die auf Änderungen der Tiefe zurückzuführen sind, in der sich die Wellendichtung unter dem Wasserspiegel befindet; solche Änderungen können z. B. beim Beladen oder Löschen des Schiffs oder infolge von Stampfbewegungen des Schiffs auftreten. Zu diesem Zweck kann man den Druck des Seewassers ermitteln, damit die Öldrücke in dem Raum 44 und der Druckkammer 36 entsprechend geregelt werden können.

Wenn die Abdichtung zwischen einem der Dichtungsringe 21 und der zugehörigen Anlagefläche 20 versagt, kann man den Dichtungsdruck, der auf den anderen Dichtungsring wirkt, erhöhen, um das Eindringen von Seewasser oder das Entweichen von Öl in die Umgebung des Schiffs zu verhindern. Wenn die Federn 25 versagen, kann man den Druck in der Druckkammer 36 erhöhen, um den Fortfall der Federkraft auszugleichen.

Müssen an der Wellendichtung Wartungsarbeiten durchgeführt werden, oder ist es erforderlich, die Wellendichtung zu erneuern, während sich das Schiff im Wasser befindet, wird die zu Wartungszwecken vorgesehene Dichtung 42 betätigt, .um den Schraubensteven 10 gegenüber der Propellernase 17 abzudichten, woraufhin die Lagerkappe 13 auf bekannte Weise ins

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Innere des Schiffs gezogen wird. Sobald dies geschehen ist, ist die Wellendichtung vom Inneren des Schiffs aus zugänglich· Die Bauteile der Wellendichtung sind radial unterteilt, damit sie ausgebaut werden können. Man kann der Druckkammer 36 Drucköl zuführen, um die Abdichtung aufrechtzuerhalten, wenn das Öl aus dem Raum 44 entfernt wird.

Die vorstehend beschriebenen Wellendichtungen sind gegen Änderungen des Sewasserdrueks in dem Raum 43, die z. B. durch Stampfbewegungen des Schiffs oder durch das Beladen hervorgerufen werden, widerstandsfähig, da der Sitzring 16, die Dichtungsringe 21 und die Tragringe 22 und 23 so ausgebildet sind, daß sie durch das Seewasser in radialer Richtung aufgebrachten Drücken standhalten.

Eines der Probleme, die bei den hinteren Dichtungen von Propellerwellen auftreten, besteht darin, daß Sand, Schlamm oder andere Verunreinigungen in den Raum zwischen dem Schraubensteven und der Wellendichtung eindringen können. Um dieser Erscheinung entgegenzuwirken, wird ein nicht dargestelltes Rohr vorgesehen, durch das Wasser hindurchgepumpt werden kann, um den Raum 43 durchzuspülen, während sich das Schiff im Wasser befindet.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Htand der Technik neu sind ,als erfindungswesentlich beansprucht.

Ansprüchei

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Claims (10)

1. ANSPRÜCHE

   Il Wellendichtung, gekennzeichnet durch zwei Dichtungsringe (21), zwei voneinander abgewandte ringförmige Anlageflächen (20), wobei die Dichtungsringe und die Anlageflächen relativ zueinander drehbar sind, sowie durch eine Einrichtung, welche die Dichtungsringe und die Anlageflächen gegeneinander vorspannt, um sie mit einer Abdichtungswirkung in Berührung miteinander zu halten.
2. 2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Anlageflächen (20) auf entgegengesetzten Seiten eines Sitzrings (16) in radialer Richtung erstrecken.
3. 3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet , daß axial verschiebbare Bauteile (22, 23) vorhanden sind, welche die Dichtungsringe (21) so unterstützen, daß axiale Bewegungen der Dichtungsringe in Abhängigkeit von axialen Bewegungen der Anlageflächen (20) möglich sind.
4. 4. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß an die Anlageflächen (20) ein Sammelraum (29) angrenzt, in dem sich längs der Anlageflächen entweichende Flüssigkeit sammelt, und daß der Sammelraum einen Auslaß (32; 50) zum Abführen von Flüssigkeit aus dem Sammelraum aufweist.
5. 5. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bx3 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (21) auf zwei Tragringen (22, 23) montiert sind.

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6. 6. Ytellendichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Federn (25) vorhanden sind, die auf die Tragringe (22, 23) wirken, um die Dichtungsringe (21) an die Anlageflächen (20) anzudrücken.
7. 7. Wellendichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (36) vorhanden ist, die dazu dient, auf die Tragringe (22, 23) einen hydraulischen Druck aufzubringen, um die Dichtungsringe (21) an die Anlageflächen (20) anzudrücken.
8. 8. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzei chnet , daß die Anlageflächen (20) auf entgegengesetzten Seiten eines Sitzrings (16) ausgebildet sind, der sich an einer Schiffsschraubennabe (17) oder dem hinteren Teil der Schiffsschraubenwelle eines Schiffs befestigen läßt, daß die Dichtungsringe (21) auf einer nicht drehbaren Unterstützung (15) angeordnet sind, und daß die Wellendichtung dazu dient, das im hinteren Schiffssehraubenwellenlager des Schiffs enthaltene Öl vom Seewasser getrennt zu halten.
9. 9. Wellendichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützung (15) einen Bestandteil eines Gehäuses (12) für das^hintere Lager einer Schiffsschraubenwelle bildet.
10. 10. Schiff, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Schraubenwellensteven und der Schraubenwelle eine Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet ist.

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