DE2756080A1 - Wellendichtung - Google Patents

Description

zum Patentgesuch

des Herrn James Henry Cox, 31 Hurstleigh Drive, Redhill, Surrey RH1 2AA, England

betreffend:
"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-

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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.

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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.

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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)

Patentansprüche

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.

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