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Schmiersystem, inst)esondere für
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eine hintere Stevenrohrabdri chtung Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem,
das vor allem bei hinteren Stevenrohrabdichtungen von Seeschiffen angewendet werden
kann, und bezieht sich auch auf die Abdichtungsanordnung, die sowohl das Eindringen
von Seewasser in das Stevenrohrlager als auch das Austreten von Öl aus dem Lager
verhindert.
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Aus DE-PS 858 371 ist eine Abdichtungsanordnung bekannt, bei der zwischen
zwei Lippendichtungen eine Ölkammer gebildet wird und bei der dahinter eine weitere
Lippendichtung angeordnet ist, die eine üblicherweise mit Seewasser gefüllte Vorkammer
gegen das Eindringen von Schmutz in die Anordnung schützen soll. Sind die Lippen
der Dichtungen einander zugekehrt, so kann der Druck in der Ölkammer auch höher
als der äußere Seewasserdruck sein.
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Bei dieser bekannten Anordnung besteht jedoch immer die Gefahr, daß
Öl aus dem Lager oder aus der Ölkammer durch schadhafte Dichtungen oder durch außergewöhnliche
Druckverhältnisse im Seewasser nach außen gelangt.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, zwischen den wasserseitigen Dichtungselementen
und den das Lager abdichtenden Dichtungselementen eine luftgefüllte drucklose Kammer
vorzusehen, aus der durch die Dichtungselemente etwa eintretendes Wasser oder Öl
in die Bilge ablaufen kann (DE-OS 23 50 497). Diese Abdichtungsanordnungen haben
jedoch den Nachteil, daß die Dichtungselemente auf ihrer der luftgefüllten Kammer
zugewandten Seite nicht geschmiert werden, wodurch ein erhöhter Verschleiß eintreten
kann. Eine andere derartige Anordnung (DE-OS 26 26 048) besitzt zwischen der Luftkammer
und einem Lager mit niedrigem Öldruck eine Ölkammer, die von Dichtungselementen
mit einander zugekehrten Dichtungslippen begrenzt ist.
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Bei einer Undichtigkeit der Lippen kann Öl aus dem Lager in die Ölkammer
und später auch in die Luftkammer eindringen, während Seewasser in der letzteren
den Druck erhöht und in einem ansteigenden Ablaufkanal ein Alarmsignal bewirkt.
Auch hier sind die Dichtungselemente ungenügend geschmiert und die vorgesehenen
geneigten Ablaufkanäle aus Luft- und Ölkammer sind häufig bei Stevenrohren nicht
anzubringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbesserteq Schmiersystem,
insbesondere für hintere Stevenrohrabdichtungen, zu schaffen, bei der alle Dichtungselemente
durch flüssige Medien ausreichend geschmiert werden, bei dem weder Öl noch Außenwasser
eine Ringkammer durchwandern können und bei dem das sich in der Ringkammer befindliche
Medium laufend umgewälzt, gekühlt, gereinigt und kontrolliert wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Abdichtungsanordnung
wenigstens eine durch Dichtungselemente gegenüber axial benachbarten Räumen abgedichtete
Ringkammer ein Teil eines im wesentlichen geschlossenen Umlaufsystems bildet, zu
dem außerdem eine Pumpeneinrichtung und ein Abscheidetank sowie verbindende Leitungen
gehören, dieses Umlaufsystem mit wenigstens einem höher gelegenen offenen Drucktank
zur Erzeugung eines bestimmten statischen Drucks verbunden ist und der Druck des
schmierenden Mediums in der Ringkammer bzw. in dem Umlaufsystem sowohl höher als
der Außenwasserdruck als auch höher als der Druck des Schmiermittels im Stevenrohrlager
ist, und daß der mit dem Medium höheren Drucks gefüllten Ringkammer nach hinten
hin eine Vorkammer vorgeschaltet ist, die nahezu drucklos ist, aber doch mit einem
umweltfreundlichen Medium ständig soweit gefüllt bleibt, daß die mit der Welle umlaufenden
Teile noch wenigstens in dieses Medium eintauchen, um die die Vorkammer begrenzenden
Dichtungen auch auf der Seite der Vorkammer zu schmieren.
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Der höhere Druck in der mit dem schmierenden Medium, z. B.
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einem geeigneten Öl, gefüllten Ringkammer verhindert schon weitgehend
das Eindringen von Medien aus benachbarten Räumen.
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Das Umlaufsystem in der Ringkammer sorgt dafür, daß das Medium ständig
gepflegt wird. In dem Abscheidetank setzen sich verbrauchte Bestandteile,Schmutz
und auch möglicherweise eingedrungenes Wasser ab, und der Ringkammer wird laufend
aufbereitetes und auch gekühltes Medium zugeführt, was die Lebensdauer der Dichtungen
erhöht.
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Die die Vorkammer nach hinten abschließende Dichtung ist erheblichen
Änderungen des Außenwasserdrucks ausgesetzt, der nicht nur vom Beladungszustand
des Schiffes abhängt. Auch durch Wellenbewegungen und durch Wasserströmungen, die
u. a.
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durch die Schraube hervorgerufen werden, können unvorhersehbare Druckschwankungen
bewirkt werden, so daß kurzfristiges Eindringen von Seewasser in die Vorkammer nie
ausgeschlossen werden kann. Damit sich in einem solchen Fall in der Vorkammer kein
wesentlicher Druck aufbauen kann, ist die Vorkammer über eine Ablaufleitung zum
Schiffsinneren hin geöffnet, wobei die Leitung jedoch so geführt ist, daß die Vorkammer
nicht trocken wird.
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Im Normalfall kann die Vorkammer ganz mit einem Medium wie reinem
Wasser, Seewasser o.ä. gefüllt sein, was für die Schmierung der Dichtungen vorteilhaft
ist. Durch die belüftete Ablaufleitung wird aber weiteres in die Vorkammer gelangendes
Medium abgeleitet.
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Bei der bevorzugten Verwendung von Lippendichtungen beiderseits der
Ringkammer mit einander zugekehrten Lippen wurde es als vorteilhaft gefunden, wenn
der Druck des Mediums in der Ringkammer wenigstens entsprechend dem Druck einer
Ölsäule von 3 m Höhe höher als der Druck in den benachbarten Räumen ist, um
die
Dichtlipptn mit ausreichender Kraft an die Welle bzw. die aut' ihr betirldliche
Laufbuchse anzudrücken und eine gute Dichtungswirkung zu erzielen. Der Druck des
Schmiermittels im Stevenrohrlager kann niedriger als der kleinste Außenwasserdruck
z. B. bei Ballastfahrt sein. Der Druck in der Vorkammer ist ebenfalls niedriger
als der kleinste Außenwasserdruck und entspricht vorzugsweise höchstens einer Wassersäule,
deren Höhe gleich dem äußeren Durchmesser der Vorkammer ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und sind anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
beschrieben.
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Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine Abdichtungsanordnung mit
der Andeutung der Leitungen und Tanks im Schiffsinneren, Figur 2 einen Schnitt durch
eine Ringkammer, Figur 3 eine andere Abdichtungsanordnung, Figur 4 eine Darstellung
der Druckverhältnisse bei einer Abdichtungsanordnung nach Fig. 1 oder 3.
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Mit der Welle 1 dreht sich die Laufbuchse 12, an der die Lippendichtungen
21, 22, 23 anliegen, die in dem Gehäuse der Abdichtungsanordnung eingespannt sind.
Das Gehäuse besteht aus dem BefestigungsClanseh 20, den Ringteilen 25, 26 und dem
Deckel. 2'(. Zwischen den Dichtungen 21 und 22 liegt die Vorkammer 5 und zwischen
den Dichtungen 22 und 23 die Ringkammer 4, durch die ein schmierendes Medium unter
höherem Druck zirkuliert. Das Stevenrohrlager 13 ist in der Stevennuß 15 angeordnet,und
der Raum 16 des Lagers 13 ist mit einem Schmiermittel gefüllt, das über eine Leitung
18 aus einem Tank 17 zugeführt wird, der mit einer Entlüftungsleitung 19 versehen
ist.
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Die Hingkammer 4 i:;t Teil eines Umlauf'systems, zu dem ein Abscheidetank
2, eine Purnpeinrichtung 24, die vorzugsweise in Form eines Stauelements in der
Ringkammer 4 selbst untergebracht ist, und verbindende Leitungen 8, 9 gehören. Durch
einen höher gelegenen Drucktank 3 wird in dem Umlaufsystem ein Druck PK erzeugt,
der höher ist als der Druck PL in dem benachbarten Raum 16 des Lagers 13 und auch
höher ist als der Druck PV in der Vorkammer 5. Der Drucktank 3 ist mit dem Umlaufsystem
über eine Leitung 6 verbunden. An dem System kann eine absperrbare Leitung 10 zur
Be- und Entlüftung vorgesehen sein, und der Drucktank 3 ist über die Entlüftungsleitung
30 zur Atmosphäre offen. Weitere Ventile können vorhanden sein, um bei einer Demontage
der Abdichtungsanordnung Teile des Systems abzuschließen. In dem Abscheidetank 2
setzt sich Schmutz, Wasser usw. ab und kann über die Leitung 7 abgelassen werden.
Im Umlaufsystem wird der Ringkammer 4 stets ein aufbereitetes, einwandfreies Medium
zugeleitet. Der Abscheidetank 2 ist mit Schaugläsern 33 und gegebenenfalls weiteren
Kontroll- und Warneinrichtungen, die nicht dargestellt sind, versehen.
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Zweckmäßigerweise ist die tiefste der aus der Ringkammer 4 führenden
Leitungen, z. B. Leitung 9, noch in einer solchen Höhe angeordnet, daß auch bei
völligem Druckverlust in dem Umlaufsystem noch ein Rest des Mediums in der Ringkammer
4 verbleibt, in den die mit der Welle umlaufenden Teile, z. B. die Laufbuchse 12,
eintauchen, um etwas von dem Medium an den Dichtungen 22, 23 zu verteilen und deren
Trockenlauf wenigstens für eine begrenzte Zeit zu verhindern. Das Stauelement 24
(Fig. 2) ist zwischen den Mündungen der Leitungen 8 und 9 angeordnet und erzeugt
unabhängig von der Drehrichtung der Welle einen Förderdruck, der das-Medium durch
die eine oder andere Leitung in das Umlaufsystem drückt. Das Stauelement füllt den
Querschnitt der Ringkammer 4 jedoch nicht ganz aus, bewirkt aber eine Verwirbelung
des Mediums.
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Die Vorkarnuier 5 wird drucklos gehalten, wobei aber auch in ihr eine
wenigstens teilweise Füllung mit einem schmierenden und kühlenden Medium angestrebt
wird, das allerdings wegen eines möglichen Austausches mit Seewasser umweltfreundlich
sein soll. Der Druck der Vorkammer 5 wird durch ein überlaufsystem begrenzt, das
aus einem ansteigenden Schwanenhals o. ä. bestehen kann. Vorzugsweise wird, wie
in Figur 1 gezeigt, aus der Vorkammer 5 eine Leitung 53 zu einem Puffertank 51 geführt,
der belüftet ist und aus dem das Medium über eine Ablaufleitung 52 in einen Auffangbehälter
54 entweichen kann, wenn eine maximale Füllhöhe überschritten wird, weil beispielsweise
Seewasser durch die Dichtung 21 in die Vorkammer 5 eindringt.
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Die Leitung 52 sollte jedoch nicht deutlich höher am Puffertank 51
beginnen als der höchste Punkt der Vorkammer 5. Die Lippe der Dichtung 21 wird normalerweise
durch den höheren Außenwasserdruck PA des Seewassers an die Laufbuchse 12 angedrückt.
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Sollte im Seewasser jedoch kurzfristig ein unvorhersehbarer Unterdruck
auftreten, kann die Lippe abgehoben und in unerwünschter Weise ein Teil des Mediums
aus der Vorkammer 5 herausgesogen werden. Der Verlauf der Leitung 53 schließt jedoch
aus, daß die Vorkammer ganz entleert wird. Aus dem Puffertank 51 kann das Medium
in die Vorkammer 5 zurückströmen und füllt sie wieder wenigstens soweit, daß die
Dichtungen 21, 22 durch die in das Medium eintauchende rotierende Laufbuchse am
ganzen Umfang geschmiert werden. Über eine verschließbare Leitung 55 kann das Medium
aus der Leitung 53 kontrolliert und, falls notwendig, zum Austauschabgelassen werden,
wobei auch diese Leitung so verläuft, daß die Vorkammer 5 nicht völlig entleert
wird. Aus dem Puffertank 51 kann der sich unten absetzende Schmutz über einen Ablaß
56 entfernt werden. Ein Ventil 57 ist in der Leitung 53 angeordnet, um die Verbindung
zwischen Vorkammer 5 und Puffertank 51 unterbrechen zu können.
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Sollte durch eine sdiadha1'te Dichtung 22 das Medium aus der Ringkammer
4 in die Vorkammer 5 eindringen, so fließt es ebenfalls über die Leitungen 53, 52
ab, ohne den Druck soweit zu erhöhen, daß das Medium durch die Dichtung 21 in das
Seewasser gelangen könnte.
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In der Ringkammer wird als Medium beispielsweise ein Öl verwendet.
Andere schmierende, flüssige Medien sind jedoch möglich. In der Vorkammer kann sich
ein anderes Medium befinden, z. B. reines Wasser oder gereinigtes Seewasser, gegebenenfalls
auch mit Zusätzen, die die Schmierung der die Vorkammer 5 begrenzenden Dichtungen
21, 22 verbessern. Um die Vorkammer 5 zu spülen und das Medium ergänzen oder auswechseln
zu können, kann, wie in Figur 3 gezeigt, eine Leitung 50 vorgesehen werden, durch
die auch eine Belüftung einer nur teilweise gefüllten Vorkammer möglich ist.
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Bei der Ausführung nach Figur 3 ist die Vorkammer 5 nach hinten durch
eine Gleitringdichtung 61 mit Gleitring 67 und Gegenring 66 abgeschlossen. Der Gleitring
67 dreht sich mit der Laufbuchse 12, ist aber auf dieser verschiebbar gelagert und
durch eine Packung 64 abgedichtet. Er wird durch eine Feder 63 angedrückt, die sich
auf einen an der Laufbuchse 12 befestigten Stützring 62 abstützt.
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In Figur 4 sind die bevorzugten Druckverhältnisse dargestellt.
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Der Außenwasserdruck schwankt je nach Beladungszustand des Schiffes
zwischen PA max und PA min, kann aber diese Werte möglicherweise auch sehr kurzfristig
über- und unterschreiten. Der Druck PL im Lager 16 sollte kleiner als der niedrigste
Außenwasserdruck PA min sein. Der PK in der Ringkammer 4 ist der höchste in der
Abdichtungsanordnung. Hierdurch werden die einander zugekehrten Lippen der Dichtungen
22, 23 mit ausreichender
Kraft (vorzus;sweise wenigstens mit einem
Druck von 26,4 103 Pa) an die Laufbuchse 12 angedrückt. Der Druck PV in der Vorkammer
5 soll in jedem Fall noch kleiner sein als der Druck PL im Lager 16 und ist damit
auch kleiner als Amin.
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Das vorstehend geschilderte Abdichtungssystem erhöht die Sicherheit
gegen das Austreten von Schmiermittel aus dem Stevenrohrlager in das umgebende Wasser
und gegen das Eindringen von Seewasser in das Lager, sorgt für eine gute Schmierung
der Dichtungen an der Ringkammer und gewährleistet auch in Notfällen noch eine ausreichende
Benetzung aller Dichtungsflächen mit schmierendem Medium zur Verhinderung des bei
Trockenlauf eintretenden Verschleißes.
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L e e r s e i t e