DE2756080A1 - Wellendichtung - Google Patents
WellendichtungInfo
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Description
zum Patentgesuch
des Herrn James Henry Cox, 31 Hurstleigh Drive, Redhill,
Surrey RH1 2AA, England
betreffend:
"Wellendichtung"
"Wellendichtung"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung, insbesondere auf eine Dichtung für die Schraubenwelle in
dem Hecktunnel eines Schiffes, achtern bezüglich der hintersten Wellenlageranordnung. Die Dichtung soll das Eindringen
von Seewasser in die Lageranordnung verhindern und auch das Austreten von Lagerschmiermittel aus der Lagerbaugruppe
in das Seewasser unterbinden.
Bei ölgeschmierten Hecklagern hat immer ein Problem
bestanden, eine befriedigende Abdichtung aufrecht zu erhalten und zu verhindern, daß Seewasser in den ölraum des hintersten
Wellenlagers eindringt oder daß Ul in das umgebende Seewasser leckt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine für diesen Zweck
besonders geeignete Wellendichtung zu schaffen. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1, wobei
die Urteransprüche Einzelheiten definieren, deren Bedeutung bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels dargestellt wird.
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Eine derart aufgebaute Dichtung hat nicht nur gute Abdichtcharakteristiken, sondern liefert auch eine Anzeige
bezüglich des Versagens einer Dichtpackung lange bevor der Schaden irreparabel wird. Der Auslaß von der Leerkammer
kann nämlich innenbords zu einem Trichter geführt werden, der entweder in die Bilge oder in einen Absetztank mündet.
Irgendein Leck in irgendeiner der Dichtpackungen kann dann ohne weiteres von innenbords her beobachtet werden. Da die
Dichtung eine frühzeitige Anzeige beim Versagen einer Dichtpackung liefert, können unvorhersehbare Trockendockarbeiten
und damit exzessive Reparaturkosten vermieden werden.
Da ferner der Leerraum von einer massiven Gehäuseaufbauwandung begrenzt wird, dient er nicht nur als ein Mittel
für das Erfassen von Lecks wie oben erläutert, sondern auch als eine weitere Barriere gegen eventuell mögliche Verschmutzungen.
Da schließlich eine Leerkammer zwischen der vorderen Dichtpackung(oder öldichtung) und der achteren Dichtpackung
(oder Wasserdichtung) vorgesehen ist, kann das öl in der WeI-lenlagerbaugruppe
unter einem niedrigen Druck gehalten werden. Demgemäß arbeitet die öldichtung unter geringem Druck, was
das Risiko der überhitzung verringert und die Spannung der Halteeinrichtungen, beispielsweise einer Ringfederklammer
für die öldichtung minimal zu halten gestattet, womit der Verschleiß
der öldichtung verringert wird.
Vorteilhafterweise ist ein Durchtritt in den Gehäuseaufbau vorgesehen, der an einem Ende zu einer vorderen Dichtfläche
der achteren Dichtpackung (Wasserdichtung) offen ist und am anderen Ende auf der Außenseite des Gehäuseaufbaus
mündet. Der Druckabfall über der achteren Dichtpackung wird
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auf diese Weise ausgeglichen, was den Verschleiß an der vorderen Dichtfläche der achteren Dichtpackung verringert.
Vorzugsweise besteht der Gehäuseaufbau aus einer Mehrzahl von massiven Gehäuseeinheiten, die lösbar miteinander verbunden sind. Dies gestattet den Aufbau der Dichtung
auf der Welle in der einfacher Weise, nachdem die Welle positioniert und vorbehandelt worden ist. Ferner kann man auf diese
Weise das Gehäuse zerlegen, um den Zugang für Wartung und Oberprüfung zu erleichtern. Da schließlich der Gehäuseaufbau in
eine Anzahl von Einheiten aufgeteilt werden kann, wird das Justieren und die Kompensation von Diskrepanzen in Position
und Ausfluchtung der Welle erleichtert.
Vorteilhafterweise nimmt eine Einheit des Gehäuseaufbaus die achtere Dichtpackung auf, eine andere Gehäuseeinheit die
vordere Dichtpackung und eine weitere Einheit,zwischen den beiden die Dichtpackungen aufnehmenden Gehäuseeinheiten,begrenzt die Leerkammer. Dies ermöglicht größere Flexibilität
bei der Montage, Wartung und Austausch der verschleißbehafteten Teile der Dichtung.
Um ferner die M_ontage zu erleichtern oder die Zugänglichkeit für Wartung und Inspektion zu verbessern, kann jede
der Gehäuseeinheiten für die Dichtpackungen aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt sein.
Vorteilhafterweise ist die vordere Dichtpackung (öldichtung) so ausgebildet und angeordnet, daß sie das Lecken
von Seewasser von der Leekammer her verhindert, indem der Druck des Seewassers in der Leerkammer dazu beiträgt, den
Abdichteffekt gegen das Eindringen von Seewasser zu verstärken.
- 6 -ORJGINAL IN6PECTED
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Eine Schraubenwellendichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Dichtung,
Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie X-X der Fig. 1, gesehen in Pfeilrichtung und
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des achteren Wellentunnels eines Schiffes
mit der Schraubenwelle und ihrer Dichtung.
In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 3 erkennt man eine Schraube 1oo, die auf einer Schraubenwelle 1o1 sitzt,
die in (nicht dargestellt) Lagern in dem achteren Wellentunnel 1o2 abgestützt ist. Wie man in Fig. 1 erkennt, ist die Welle
1o1 mit einer Hülse oder Muffe 1o3 versehen, die mit der Schraube 1oo verbolzt ist. Der Bereich 1o4 rings um das Lager
enthält flüssiges Schmiermittel unter einem relativ niedrigen Druck und der Bereich 1o5 zwischen der Schraube und dem Schiffskörper
wird von Seewasser eingenommen, und es ist wünschenswert, die beiden Flüssigkeiten getrennt zu halten und außerdem
das Seewasser soweit als irgend möglich von der Oberfläche der Welle fernzuhalten. Ferner ist es erwünscht, in der Lage
zu sein, die Komponenten der Abdichtung zur überprüfung oder Wartung von Zeit zu Zeit verlegen zu können, ohne daß die
Schraube abgenommen werden muß.
ORIGINAL INSPECTED
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Eine Schraubenwellenabdichtung 1 umfaßt im wesentlichen die Einheiten 2,3 bzw. 4. Jede Einheit ist massiv
und kann aus Eisenguß, Stahlguß oder Bronze bestehen.
Die Einheit 2 ist ein Wasserdichtungsgehäuse und umfaßt eine Halteplatte 2a und ein Gehäuseteil 2b, die
miteinander durch Schraubenbolzen 5 verbunden sind. Die Einheit 4 ist ein öldichtungsgehäuse mit zwei Teilen 4a
und 4b, die miteinander durch Schraubenbolzen 6 verbunden sind. Das Teil 2b der Einheit 2 ist an der Einheit 3 befestigt
und die Einheit 3 ist am Teil 4a der Einheit 4 befestigt, jeweils durch Schraubenbolzen 7 bzw. 8. Das Teil
4b der Einheit 4 ist sicher an dem Heckrahmen oder Wellentunnel 1o2 befestigt mittels (nicht dargestellter) Schraubenbolzen,
die sich durch öffnungen 9 im Teil 4b erstrecken.
Zwischen den Teilen 2a und 2b der Einheit 2 befindet sich eine ringförmige Abdichtpackung 1o an sich bekannter
Materialzusammensetzung, bestehend aus einem Elastomermaterial wie Gummi oder synthetischem Kautschuk. Die Abdichtpackung
weist eine ringförmige Lippe 1oa auf, deren zylindische Fläche
mittels einer Ringfeder 11 an der Hülse 1o3 festgelegt ist, die an der Schraube 1oo befestigt ist.
Die Ringfeder 11 gestattet Axialbewegung der Welle 1o1 relativ zur Abdichtpackung 1o, während eine hinreichende Anlage
aufrechterhalten wird, um Lecken zu verhindern und einen sicheren Antrieb auf die Abdichtpackung 1o zu übertragen.
Der Lippenabschnitt 1ob hat eine flache, ringförmige Fläche,
der an der Wandung des Teils 2b von Einheit 2 rotiert und in diesem Bereich eine umlaufende Abdichtfläche ausbildet. Die
Radialerstreckung des Abschnitts 1ob ist geringer als die
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Radialerstreckung der Kanuner, in der die Abdichtpackung 1o
angeordnet ist, womit eine Radialbewegung der Welle 1o1 zulässig wird und eine entsprechende Radialbewegung der
Abdichtpackung 1o.
Der Teil 2b der Einheit 2 ist mit einer Anzahl von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten Durchlässen 12
versehen, von denen jeder mit der Radialdichtfläche der Lippenabdichtpackung
1o kommuniziert. Die Durchlässe 12 stehen in Kommunikation mit dem Seewasser und haben den Effekt, die
Druckdifferenz über dem Abschnitt 1ob der Abdichtpackung 1o
minimal zu halten, wodurch der Verschleiß an der Sitzfläche der Einheit 2b verringert wird. Die radialabdichtende Abdichtpackung
1o zwischen den Teilen 2a und 2b verhindert bzw. begrenzt den Durchtritt von Seewasser in den Schiffsrumpf.
Begrenzt im wesentlichen durch eine massive Innenwandung 13 der Eiheit 3 und die beiden Einheiten 2 und 4 ist
eine ringförmige Leerkammer 14. Der Boden der Kammer 14 weist einen Auslass 15 auf, der sich durch die Einheiten 3 und 4
erstreckt und innenbords an die Bilge oder einen Absetztank
16 (siehe Fig. 3) angeschlossen ist. Zwischen der Einheit 3 und dem Teil 4a der Einheit 4 ist eine Ringlippendichtpackung
17 angeordnet, die an sich bekannt ist und aus einem geeigneten Elastomermaterial wie Gummi oder synthetischem Kautschuk
besteht und dafür ausgebildet ist, Schmieröl in dem Wellentunnel zu haLten. Die Lippendichtpackung 17 weist einen äußeren
Umfangsabschnitt17a auf, der abnehmbar zwischen den mit Schultern
versehenen Abschnitten des Teils 4a und der Einheit 3 angeordnet ist.
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Der Ringlippenabschnitt 17b der Dichtpakung wird von einer Ringfeder 18 in Abdichtkontakt mit der Hülse
oder Muffe 1o3 der Schraubenwelle gedruckt.
Eine ähnliche Lippendichtpackung 19 ist zwischen den Teilen 4a und 4b der Einheit 4 angeordnet,und auch
diese Dichtpackung ist mit äußeren und inneren Umfangsabschnitten 19a bzw. 19b versehen, von denen die erstere
zwischen den mit Schultern versehenen Abschnitten der Teile 4a und 4b eingeklemmt ist, während der innere Umfangsabschnitt
19b von einer Ringfeder 2o in Abdichtkontakt mit der Hülse oder Muffe 1o3 der Schraubenwelle gedrückt ist.
Eine Schmierölkammer 21 ist zwischen den beiden öl-1ippendichtpackungen
17 und 19 ausgebildet, und öl wird in
diese Kammern eingeführt durch Entfernen eines Stopfens 22 im Teil 4a. Die Olkammer 21 wird mit Schmieröl gefüllt zur
Schmierung der achteren öllippendichtpackung 17. Jegliches
Lecken von öl aus der Dichtung 19 würde die Drücke beidseits der Dichtung 19 ausgleichen. Die Dichtung 17 dient dazu. Wasser
aus der Leerkammer am Eindringen in die olkammer 21 zu verhindern,
wie unten erläutert wird, und die Spannung der Ringfeder 18 genügt zur Abdichtung gegen Austritt von öl aus der Kammer
21 in die Leerkammer 14. Die Dichtung 19 andererseits dient dazu, den Durchtritt von öl aus dem Ölraum 1o4 des Wellenlagers
in die olkammer 21 zu unterbinden.
Das öl kann aus der olkammer 21 entfernt werden durch
Abnehmen eines weiteren Stopfens 23.
Die Radialflächenwasserdichtpackung 1o dient, wie oben erwähnt, dazu, das Eindringen von Seewasser in den Schiffs-
- 1o -
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rumpf zu verhindern oder zu begrenzen. Die beiden öllippendichtpackungen
andererseits verhindern oder begrenzen das Eindringen von Schmieröl aus dem Lager in die Kammer 14.
Wenn im Betrieb Seewasser hinter die Wasserdichtpakkung 1o leckt, so gelangt es in die Leerkammer 14 und von
dort über den Durchtritt 15 in die Bilge oder den Absetztank 16. Der letztere ist innenbords angeordnet und eine
periodische Überprüfung desselben erweist, ob irgendwelche
Lecks aufgetreten sind. Die Leerkammer 14 bildet deshalb ein Mittel zur Anzeige dafür, ob ein Fehler in der Wasserabdichtpackung
1o vorliegt.
Das Volumen der Leerkammer 14 ist so gewählt, daß jegliches Fluid, das in die Kammer eintritt, aus ihr mit
einer Rate von etwa 45o 1/Std. abfließt. Im Falle, daß irgendein Flüssigkeitsleck diese Strömungsrate übersteigt,
würde Seewasser, das hinter die Wasserabdichtpackung 1o gelangt dann den Leerraum auffüllen und danach einen Druck in
dieser Kammer ausbilden, der in Beziehung stünde mit der Wassersäule oberhalb der Schraubenwelle.
In diesem Notfalle würde auf die nächstgelegene ölabdichtpackung
1o ein größerer Druck ausgeübt. Die letztere ist jedoch so angeordnet, daß sie sich dann dichter an die
Wellenhülse 1o3 anlegt und dadurch eine viel bessere Abdichtung bewirkt, wenn der Druck in der Leerkammer 14 zunimmt.
Die Abdichtpackung 17 bildet deshalb eine verlässliche Abdichtung, bis eine Wartung an der Wasserabdichtanordnung ausgeführt
werden kann.
- 11 -
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Wenn im Betrieb öl hinter die öl1ippendichtpackungen
17 bzw. 19 und in die Leerkammer leckt, kann dies wiederum festgestellt werden, weil solches öl durch den Durchlass 15
in den Bilgentank 16 gelangen würde. Wiederum kann man auf diese Weise Fehler bei der ölabdichtung erkennen, bevor eine
ernsthafte Beschädigung verursacht werden kann.
Der Durchlass 15 zum Absetztank 16 ist im Normalbetrieb offen, doch tenn man zeitweilig exzessives Lecken von
Seewasser oder öl in den Tank abstoppen durch Schließen eines Absperrschiebers 24 (s. Fig.3) in der Leitung zum Bilgentank.
Weil die Dichtung im Ausführungsbeispiel aus einer Anzahl von Baugruppen besteht, insgesamt 5 Gehäuseteilen,
ist es möglich, Reparaturen oder Ersatzteilaustausch vorzurdimen,
ohne die Schraube abnehmen zu müssen.
Um gemäß Fig. 1 beispielsweise die innerste öldichtpackung 19 zu inspizieren, reparieren oder zu ersetzen, wird
die Halteplatte 2a durch Lösen der Schraubenbolzen 5 abgenommen. Danach werden die Schraubenbolzen 7,8 und 6 gelöst und
abgenommen, so daß das Gehäuseteil 4a ebenso wie die Komponenten der Einheiten 2 und 3 in Richtung auf die Schraube hin
verschoben werden können. Reparatur und Ersatz der vordersten öllippendichtung 19 können nun ausgeführt werden, weil hinreichender
Raum zur Verfügung steht, um an die Dichtpackung heranzukommen, ohne die Schraube abnehmen zu müssen. Inspektion,
Reparatur oder Austausch der anderen Dichtungen gemäß Fig. 1 können in im wesentlichen ähnlicher Weise,wie oben
beschrieben, erfolgen.
- 12 -
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Die beschriebene und dargestellte Sdiffsschraubenwellendichtung
kann in verschiedener Weise modifiziert werden. So umfaßt zwar das Ausführungsbeispiel fünf Gehäuseteile,
doch wäre es möglich, mit einer minimalen Anzahl von drei solcher Gehäuseteilen auszukommen. Das heißt, jede der
Einheiten 2,3 bzw. 4 könnte einstückig ausgebildet werden.
Jede der Einheiten 2,3 und 4 ist ringförmig und ermöglicht es, auf die Schraubenwelle aufgeschoben zu werden,
wenn die Schraube abgenommen ist. Es wäre jedoch auch möglich, daß jede Einheit aus zwei oder mehr teilringförmigen Abschnitten
bestünde, die beispielsweise miteinander verschraubt werden. So könnte'jede Einheit zwei C-förmige Abschnitte umfassen,
die miteinander verbunden werden.
Die beschriebene und dargestellte Dichtung umfaßt eine Anzahl von Lippendichtpackungen. Doch könnte man auch
radiale oder Flächenpackungen zumindest für die Wasserdichtseite des Systems verwenden.
Schließlich ist es zwar wünschenswert, beide öldichtpackungen 17 und 19 vorzusehen, um zusätzliche Sicherheit
gegen Lecken zu erzielen,doch könnte man eine von ihnen weglassen.
So bildet die Dichtpackung 19 nur eine zusätzliche Barriere gegen öl, das aus dem Lagerbereich 1o4 entweicht
und in die Leerkammer 14 gelangen könnte, wenn die Dichtpackung 17 versagen würde.
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Leerseite
Claims (7)
1.1 Wellendichtung, gekennzeichnet durch einen massiven
Gehäuseaufbau (2,3,4) mit einer Durchtrittsbohrung für die Welle (1o1), welcher Gehäuseaufbau zwei in Axialrichtung
der Bohrung versetzt angeordnete Dichtpackungen aufnimmt, und durch eine zwischen den Dichtpackungen angeordnete und
mit einem Auslaß (15) versehene Leerkammer (14), deren Radialerstreckung von einer massiven Innenwandung (13) des
Gehäuseaufbaus begrenzt ist.
2. Wellendichtung nach Anspruch 1 für eine Schiffsschraubenwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerkammer (14)
so angeordnet ist, daß hinter die achtere Dichtpackung (1o) leckendes Seewasser oder hinter die innenbordseitig angeordnete Dichtung (17,19) leckendes Schmieröl in die Kammer gelangen und durch deren Auslaß (15) abgeführt werden.
3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseaufbau aus einer Mehrzahl massiver
Gehäuseeinheiten (2a,2b,3,4a,4b) besteht, die lösbar miteinander verbunden sind.
4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit (2) des Gehäuseaufbaus die achtere Dichtpackung
(1o) aufnimmt, daß eine weitere Gehäuseeinheit (4a,4b) die innenbordseitige Abdichtpackung (17,19) aufnimmt und daß eine
weitere Einheit (3) zwischen den beiden die Dichtpackungen aufnehmenden Einheiten die Leerkammer (14) begrenzt.
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ORIGINAL IN6PECTE0
5. Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinheiten (2a,2b; 4a,4b) für die Dichtpackungen
aus mindestens zwei Teilen zusammengesetzt sind.
6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchlaß (12) in dem Gehäuseaufbau vorgesehen
ist, der an einem Ende eine Öffnung zu der vorderen Dichtfläche der achteren Dichtpackung aufweist und am anderen
Ende zur Außenseite des Gehäuseaufbaus führt.
7. Dichtung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 6, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet,
daß die vordere Dichtpackung ausgebildet ist zum Verhindern des Leckens von Seewasser aus der Leerkammer derart, daß der
Druck von Seewasser in der Leerkammer zur Erhöhung des Abdichteffekts gegen das Eindringen von Seewasser führt.
80 9 8 26/0735
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