DE3605883C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Dichtung ist beispielsweise aus der US-PS 43 94 020 bekannt. Die bekannte Dichtung zielt darauf, schließlich eine genau eingelaufene Metall-Metall-Gleit­ dichtung dadurch zu erzielen, daß zunächst der elastische Dichtring mit seinen nachgiebigen Flächen abdichtet, jedoch allmählich soweit abgeschliffen wird, daß ein Übergang zum Metall-Metall-Gleitzustand erfolgt. Es ist auch eine Dreh­ wellendichtung bekannt (US-PS 43 91 450), bei der ein Lauf­ ring gegen einen stillstehenden Dichtring mit Hilfe einer Schraubenfeder gedrückt ist, womit eine axiale Abdichtung erreicht wird, während ein O-Ring die radiale Abdichtung bewirkt. Insbesondere bei einer Welle mit fliegender Lage­ rung tritt jedoch ein radiales Spiel auf, das bewirkt, daß der O-Ring unregelmäßig zusammengedrückt und schnell abge­ nützt wird. Es ergeben sich Probleme der Baugröße und der Abnützung.

Es ist auch eine Wellendichtung bekannt (DE-PS 9 31 990), bei der eine axiale Dichtung gegen den radialen Austritt von Schmiermittel dadurch erzielt wird, daß ein Laufring durch eine mit-rotierende Schraubenfeder auf einen still­ stehenden Dichtungsring gedrückt wird, wobei die Dichtringe zwischen sich und der Welle einen Ringspalt zum Durchtritt des Schmiermittels freilassen. Der Bereich, in dem sich die Schraubenfeder befindet, ist durch eine Manschette abge­ schlossen. Eine radiale Dichtung, also gegen axiales Aus­ treten des Schmiermittels, wird durch zusätzliche Manschet­ tenringe bewirkt.

Bei rotierenden Dichtungen ist auch der Einsatz reibungsar­ mer Mittel zwischen den aufeinander gleitenden Flächen bekannt (DE-OS 33 13 291).

Bei den bekannten Konstruktionen ergeben sich Schwierigkei­ ten hinsichtlich einerseits der Lebensdauer und anderer­ seits der Abdichtung, da das Zusammenspiel der verschiede­ nen sich bewegenden oder stillstehenden Teile unzureichend gelöst ist. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Drehwellendichtung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß sie eine einfache Konstruktion und Einstellbarkeit und vollkommene Dichtigkeit bei niedri­ gen Herstellungskosten aufweist. Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Diese erfindungsge­ mäße Ausbildung hat darüber hinaus noch die Vorteile zur Folge, daß die Dichtung durch Öl oder Wasser geschmiert und gekühlt werden kann, die Flächenpressung an der Abdicht­ fläche automatisch ausgeglichen oder einfach manuell einge­ stellt werden kann, wenn die abgedichtete Endfläche einer Abnützung unterliegt, und daß sie unter verschiedenen Ar­ beitsbedingungen verwendet werden kann, ohne daß während des Betriebs eine besondere Wartung erforderlich ist, so daß weder für den Betrieb noch für die Reparatur während des Betriebs ein besonderer Fachmann erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Dichtung verwendet mindestens einen elastischen Laufring mit einem ausreichenden Querschnitts­ bereich, um gleichzeitig die Abdichtung in radialer und in axialer Richtung zu bewirken, und eine Schraubenfeder, um den Laufring einstellbar unter Druck zu setzen und anzu­ treiben bzw. in Umdrehung zu versetzen, um ihn so mit der Welle in Berührung zu bringen und außerdem jederzeit eine ausreichende Flächenpressung zu bewirken, um die Abdichtung an der Stirnfläche aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise weist sie auch mindestens eine schraubenlinienförmige Nut an der Innenwand eines als Lager, das die Welle trägt, dienenden Wellenrohrs oder an der Fläche der Welle selbst auf, und zwar als Schmiermittelkanal, der es dem Schmiermittel mög­ lich macht, selbständig zu zirkulieren, wenn die Welle umläuft.

Um die Drehung des Laufrings konzentrisch zum stillstehen­ den Ring zu erzielen, sollten radiale sprunghafte Bewegun­ gen der Welle nicht unmittelbar auf den Laufring übertragen werden. Um dies zu erreichen, sind verschiedene Maßnahmen bekannt, beispielsweise kann der Abstand zwischen dem Lauf­ ring und der Welle erhöht werden (US-PS 44 63 958) oder kann der Laufring bessere Führungseigenschaften haben (US- PS 43 94 020). Gewöhnlich werden jedoch solche sprunghaften radialen Bewegungen trotzdem auf den Laufring übertragen, was aufgrund der eingelaufenen koaxialen Dichtflächen nach­ teilig ist. Im Rahmen der Erfindung sitzt der Laufring fest auf der Welle und macht deren Bewegungen mit, was jedoch durch den stillstehenden Ring und dessen Ringhülse nicht beeinträchtigt wird, da zwischen letzterer und der Außen­ fläche des Laufrings ein ausreichender Zwischenraum freige­ lassen ist. Die sprunghafte Bewegung des Laufrings ergibt zwar eine exzentrische Bewegung hinsichtlich des stillste­ henden Rings, jedoch erscheinen deshalb noch keine Ringril­ len an der Dichtfläche.

Das Prinzip und der Aufbau der erfindungsgemäßen Dichtung werden nachfolgend weiter ins Einzelne gehend unter Heran­ ziehung einer Schiffsschraubenwelle als bevorzugtes Bei­ spiel beschrieben, da die Abdichtung einer solchen Schrau­ benwelle, die unter sehr ungünstigen Umständen arbeitet, weil ein Schiff in unterschiedlichen Wasserbereichen navi­ giert wird, im Vergleich zu anderen Wellenarten extrem schwierig ist.

Im Schiffbau soll die Dichtung des Schraubenwellenlagers, nämlich des Wellenrohrs oder Wellentunnels, zur Abdichtung von Wasser und Öl dienen. Ihre Zuverlässigkeit hat einen direkten Einfluß auf die Betriebseffektivität des Schiffs. Schraubenwellenlager von Schiffen werden in zwei Gruppen unterteilt, nämlich in die Gruppe des offenen Typs und in die Gruppe des geschlossenen Typs. Die Lager des offenen Typs, die Wasser aus dem umgebenden Gewässer als Schmier­ mittel und Kühlmittel verwenden, sind im allgemeinen solche einfacher Konstruktionsweise und wirtschaftlicher Betriebs­ weise, und sie zeigen keine Leckage an der Schraubenwelle; der Verschleiß des Schraubenwellenlagers ist jedoch bei Einsatz in Wasserbereichen, die viel Sand enthalten, hoch. Bei Schraubenwellenlagern des geschlossenen Typs wird Öl als Schmiermittel und Kühlmittel verwendet, und dieser Lagertyp kann für jeden Wasserbereich Verwendung finden, jedoch ist eine zuverlässige Abdichtung notwendig, da es ansonsten schwierig wäre, die Leckage der Schraubenwelle zu überwinden.

Bei den üblichen Endflächenabdichtungen werden die radiale und die axiale Abdichtung im allgemeinen durch zwei Kompo­ nenten bewirkt, d.h. eine weiche Komponente, beispielsweise ein Gummiring, wird für die radiale Abdichtung und eine harte Komponente, beispielsweise ein Metall-Bakelitring, wird für die axiale Abdichtung verwendet. Auf diese Weise ist der Kontakt zwischen dem Laufring und dem stillstehen­ den Ring starr oder semi-starr. Folglich kann sich dann, wenn die Abdichtungsflächen vollständig miteinander in Berührung stehen, ein Ölfilm oder Wasserfilm nicht leicht ausbilden. Es tritt trockene Reibung zwischen dem laufenden Ring und dem stillstehenden Ring auf und die Lebensdauer der Dichtung wird hierdurch in starkem Maße beeinflußt. Andererseits tritt dann, wenn die Abdichtungsflächen nicht vollständig miteinander in Berührung stehen, Öl (Wasser) in großer Menge aus. Dies bedeutet, daß der geeignete Rahmen der Flächenpressung zur Ermöglichung der Abdichtung sehr klein und schwierig zu kontrollieren und einzustellen ist. Da die Verschleißfestigkeit gegenwärtig verwendeter Hartma­ terialien, beispielsweise von harten Legierungen, be­ schränkt ist, können die Lebensdauer und die Abdichtungs­ fähigkeit nicht stark erhöht werden. Des weiteren wird bei herkömmlichen Stirnflächenabdichtungen eine Gabel, ange­ ordnet an der Welle, zum Antrieb des Laufrings verwendet. Ist dieser stark abgenützt, so kommt der Laufring von der Gabel außer Eingriff und es tritt eine Leckage auf. Da keine eigentliche Schmiermittel-Selbstzirkulation vorge­ sehen ist, ist die Schmierung der Abdichtungselemente bei herkömmlichen Dichtungen als sehr schlecht zu bezeich­ nen. Dies beschleunigt den an den Kontaktflächen zwischen den Abdichtungsringen und der Welle oder dem Lager auftre­ tenden Verschleiß.

Die Erfindung wird nachfolgend weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Dichtung unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in letzterer zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Dichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form der Dichtung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte, gegenüber Fig. 1 vereinfachte Ausführungsform der Dichtung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine vierte, gegenüber Fig. 2 vereinfachte Ausführungsform der Dichtung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schmiersystems mit Selbstzirkulation.

Gemäß Fig. 1 läuft in einem Wellentunnel oder Wellenrohr 30 eine Schiffsschraubenwelle, im folgenden als Welle be­ zeichnet, die an dessen beiden Enden jeweils durch eine Dichtung abgedichtet ist. Die Dichtung ist in zwei Teile unterteilt, die an den beiden Enden des Wellenrohrs ange­ ordnet sind. Das Prinzip dieser beiden Teile ist im wesent­ lichen dasselbe, aber ihr Aufbau ist etwas unterschiedlich. Der inbordige Teil der Dichtung, der an dem Wellenrohr innerhalb des Schiffsrumpfs angeordnet ist, (im folgenden kurz "inbordiger Teil" genannt), besteht aus einem still­ stehenden, also nicht-rotierenden starren Dichtring 6 und aus einem mit der Welle rotierenden Laufring 7, der eine ausreichende Dicke aufweist und aus einem ölsicheren und verschleißfesten Material hergestellt ist, wie beispiels­ weise aus ölsicherem und verschleißfestem Gummi, einer zylindrischen Druck-Schraubenfeder 9, die den Laufring 7 in Richtung auf den stillstehenden Dichtring 6 drückt, und aus einem weiteren Dichtungsteil 12, das hülsenartig an der Welle angeordnet ist.

Der Laufring 7 ist im Axialschnitt zweckmäßigerweise recht­ eckig, wobei, wenn seine radiale Breite als Differenz zwi­ schen seinem Außenradius und seinem Innenradius definiert wird, die Dicke zwischen den beiden Stirnflächen des Rings kleiner als die radiale Breite sein soll und etwa 15 bis 30% des Durchmessers der Welle betragen kann.

Der Festsitz zwischen dem Laufring 7 und der Welle dient zur Erreichung der radialen stillstehenden Abdichtung. Über einen Federteller 10 und einen Laufringteller 8 ist der Laufring 7 mittels der Schraubenfeder 9 in Richtung auf die Reibungsfläche des stillstehenden Dichtrings 6 gedrückt, um so die axiale Abdichtung der Welle zu erreichen. Das still­ stehende Dichtungsteil 12 ist ein hohler Block, der über mindestens eine Ringnut verfügt, die zur Aufnahme eines O- Dichtrings 11 an der Außenfläche des Blocks bestimmt ist, mit dem er dichtend an der Innenfläche des stillstehenden Dichtrings 6 anliegt, und der mindestens eine Nut an der Innenfläche aufweist, die dort in der Richtung der Um­ drehung der sich im Uhrzeigersinn drehenden Welle gewunden ist.

Das stillstehende Dichtungsteil 12, der stillstehende Dichtring 6 und der Laufring 7 bilden eine Dichtungskammer. Der stillstehende Dichtring 6 und das stillstehende Dich­ tungsteil 12 sind an das Wellenrohr 30 über mindestens zwei Schrauben 13 angeschlossen, um eine vollständige Abdichtung zu bilden. Zur Gewährleistung einer Selbstzirkulation des Schmiermittels ist mindestens eine in Fig. 1 angedeutete schraubenlinienförmige Nut an der Innenfläche des Wellen­ rohrs 30 vorgesehen. Die schraubenlinienförmigen Nuten bilden zusammen mit einer vorderen Ölzuführungsleitung zum stillstehenden Dichtring 6, der Dichtungskammer und einer vorderen Ölrücklaufleitung des Wellenrohrs ein Schmiersystem mit Selbstzirkulation, das weiter unten noch weiter ins Detail gehend und unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wird.

Der Laufringteller 8 hat einen Ringflansch 43, der gegen den äußeren Umfang des Laufrings 7 gedrückt ist, um sicher­ zustellen, daß die Schrumpfkraft den Laufring auf der Welle zum Aufsitzen bringt und ihn angepreßt hält, so daß eine Größenschrumpfung und Ölleckage infolge Öleintritts während der Jahre und Alterung vermindert werden kann; der Ring­ flansch 43 hat aber einen Abstand vom stillstehenden Dicht­ ring 6. Flansche 41 bzw. 42 ragen zylinderringförmig vom Federteller 10 bzw. vom Laufringteller 8 über die Enden der Schraubenfeder 9. Der Federteller 10 sitzt auf der Welle. Am Federteller 10 und am Laufringteller 8 ist jeweils an dem zur Feder 9 gerichteten Flansch 41 bzw. 42 eine Nut vorgesehen. Ein an der Außenseite jedes Endes der Feder 9 angeordnetes quadratisches Teil ist in die Nut eingeführt. Das seitliche Spiel des Teils ist verhältnismäßig groß, und die Welle kann sich nicht nur vorwärts und rückwärts frei in axialer Richtung bewegen, sondern es können auch Gleit­ bewegungen zwischen dem Laufring 7 und der Welle stattfin­ den, um ein Verklemmen zu verhindern, das auftreten könnte, wenn keine Gleitbewegungen zwischen dem Laufring 7 und der Welle während einer langen Zeit stattfinden. Wenn sich die Welle aus irgendwelchen Gründen in axialer Richtung ver­ schiebt, kann sich der Laufring 7 entsprechend vorwärts oder rückwärts bewegen, und zwar aufgrund der Feder 9, und bleibt in enger Berührung mit der Antifriktions- bzw. rei­ bungsfreien Fläche des stillstehenden Dichtrings 6, um so einen guten Abdichtungszustand zu erhalten. Ein Abstand zwischen dem Laufringteller 8 und der Welle sorgt für die axiale Beweglichkeit.

Um eine freie Gleitbewegung des Laufrings 7 an der Welle und zugleich eine gute radiale Abdichtung zu erhalten, können eine oder mehrere Ringnuten an der Innenfläche des Laufrings 7 vorgesehen sein.

Der stillstehende Dichtring 6 ist aus verschleißfestem hartem Material hergestellt. Ein einem Verschleiß entgegen­ wirkendes Material ist auf der Dichtfläche des Laufrings 7 aufgebracht. Dieses Material wirkt dabei mit, einen über­ mäßigen Verschleiß der Ringe zu vermeiden, der während des anfänglichen Betriebs infolge des hohen Drucks oder unsau­ ber verarbeiteter Dichtflächen auftreten könnte. Da die Dichtfläche eine gewisse selbstschmierende Eigenschaft aufweist, kann die wirksame Abdichtung mittels der Dicht­ ringe ohne übermäßigen Verschleiß erreicht werden. Während des Betriebs wird der stillstehende Dichtring 6, der aus hartem Material hergestellt ist, mittels des Laufrings 7 poliert, wodurch sich ein Spiegelfinish in der Abdicht­ fläche des stillstehenden Rings innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach der Inbetriebnahme ergibt.

Zur Erhöhung der Abdichtungszuverlässigkeit wird noch ein Satz von Bereitschafts-Dichtungen verwendet, der aus einem laufenden Dichtring 5 und seinen Befestigungs- und Ein­ stellteilen, nämlich Schrauben 2, einem Tragflansch 3 und einer Ringscheibe 4 besteht. Wenn sich die Welle in Axial­ richtung verschiebt, erhöht die genannte Bereitschafts- Dichtung das Abdichtungsvermögen unter gleichzeitiger Wir­ kung als Anschlag.

Die Schrauben 13 sind nicht nur vorgesehen, um den still­ stehenden Dichtring 6 und den hohlen Block 12 an das Wel­ lenrohr 30 anzuschließen, sondern auch, um den stillstehen­ den Dichtring 6 in Axialrichtung zu justieren und so die Flächenpressung zwischen dem Laufring 7 und der Antifrik­ tionsfläche des stillstehenden Dichtrings 6 einzustellen und ein optimales Abdichtungsergebnis zu erreichen.

Der Aufbau der Dichtung, die am außerbordigen Ende ange­ ordnet ist (im folgenden kurz "außerbordige Dichtung" ge­ nannt), ist im wesentlichen der gleiche wie der vorstehend beschriebene Aufbau. Durch die Berührung zwischen Laufrin­ gen 15 und 19 mit Antifriktionsflächen stillstehender Ringe 14 und 20 ist eine Dichtungskammer gebildet. Die Ringe 14 und 15 sind hilfsweise vorhanden und können auch entfallen. In der Dichtungskammer erfolgt eine Schmierung mittels eines Schmiermittels. Bei dieser Ausführung ist ein Bereit­ schafts-Dichtring 21 vorgesehen, der zwischen der Außen­ seite des stillstehenden Rings 20 und der Schiffsschraube zur Verbesserung der Dichtfähigkeit angeordnet ist. Der Laufring 19 wird an den stillstehenden Ring 20 durch eine Schrauben-Druckfeder 17 gepreßt, die zwischen einen Feder­ teller 16 und einen Laufringteller 18 eingespannt ist.

Die Dichtung der ersten Ausführungsform ist von einfacher Gestaltung und leicht einzustellen. Durch Vergrößerung oder Reduzierung der Zahl von Kupplungsscheiben 1 einer Kupplung 35, durch Einstellen eines Schublagers innerhalb des Tanks und durch Veränderung der Axialverschiebung der Welle ist der Dichtungszustand der Dichtfläche einstellbar. Die Flächenpressung der Antifriktionsfläche des Laufrings 7 am stillstehenden Dichtring 6 kann separat mittels der Schrau­ ben 13 eingestellt werden. Darüber hinaus kann das Schmier­ system mit Selbstzirkulation, das weiter unten noch be­ schrieben wird, verwendet werden.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform unter Bezug­ nahme auf Fig. 2 beschrieben. Prinzip und Aufbau gleichen denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Unterschiede bestehen darin, daß am inbordigen Dichtungs­ ende kein Bereitschafts-Dichtring 5 und keine Befestigungs­ teile 2, 3 und 4, und daß die Dichtringe 14 und 15 nicht vorgesehen sind und anstelle des Dichtungsteils 12 eine stillstehende Ringhülse 37 als Verlängerung des Wellenrohrs 30 an diesem angebracht ist. Der als hohler Block ausge­ bildete Dichtring 6 ist am Ende der stillstehenden Ring­ hülse 37 einstellbar angebracht, und an der Dichtfläche 39 ist mindestens eine Ringnut 40 zum Einführen von ver­ schleißverminderndem Material vorgesehen. Der stillstehende Dichtring 6 steht mit zwei Laufringen 7 in Berührung. Die Flächenpressung der Berührungsfläche zwischen dem Laufring 7 und dem stillstehenden Dichtring 6 kann durch Schrauben 38 eingestellt werden. Die O-Dichtringe 11 werden zwischen dem stillstehenden Dichtring 6 und der Hülse 37 wirksam. Die an der Welle auf die Laufringe 7 ausgeübte Schrumpf­ kraft wird durch den unter Federdruck stehenden Laufring­ teller 8, der bei dieser Ausführungsform eine innere konische Fläche aufweist, stabilisiert. An einem an der Welle hülsenartig angeordneten Teil 48 des Tellers ist mindestens eine durchgehende Nut für einen nicht darge­ stellten Schiebesitz eines Keils der Welle vorgesehen, damit gewährleistet ist, daß die Schraubenfeder 9 zusammen mit dem Laufring 7 rotiert. Welcher Aufbau des Laufrings auch gewählt wird, die Größe seines Axialschnitts ist je­ denfalls so bestimmt, daß seine radiale Breite, also der Unterschied zwischen dem Außen- und dem Innenradius, größer als seine mittlere Dicke, also als das arithmetische Mittel der maximalen und der minimalen Dicke zwischen seinen bei­ den Stirnflächen, ist und die axiale Breite 15% bis 30% des Wellendurchmessers beträgt. Entsprechend einem Axial­ schnitt in Form eines rechtwinkligen Trapezes des einen Laufrings 7 steht seine konische Außenfläche, die durch die Hypothenuse seines Axialschnitts gebildet wird, in Kontakt mit einer entsprechend geformten Fläche des mit umlaufenden Laufringtellers 8. Die gleiche Konstruktion herrscht bei der außerbordigen Dichtung, mit einer konisch einwärts gerichteten Fläche des Laufringtellers 18 und einer konisch auswärts gerichteten Fläche eines daran anliegenden Lauf­ rings 19. Bei der außerbordigen Dichtung sind zwei Lauf­ ringe 19 und ein stillstehender Dichtring 20 vorhanden, die die Berührungsdichtfläche bilden. Die inbordige Abdichtung und die außerbordige Abdichtung stehen über eine schrauben­ förmige Nut des Wellenrohrs 30 miteinander in Verbindung. Die Schmierung erfolgt mittels des Schmiersystems mit Selbstzirkulation.

Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel kann an der Innenfläche des Laufrings 7 wenigstens eine Ringnut vorhan­ den sein und kann an der radialen Dichtfläche zwischen dem Laufring 7 und dem stillstehenden Dichtring 6 ein reibungs­ verminderndes Mittel eingebracht sein.

Bei der zweiten Ausführungsform kann die axiale Verschie­ bung der Welle durch Vergrößern oder Verkleinern der Zahl der Scheiben 1 der Kupplung 35 zur Einstellung des Dich­ tungszustandes jeder Dichtfläche verändert werden, wie dies auch schon in Verbindung mit der ersten Ausführungsform angegeben worden ist. Die Flächenpressung der Berührungs­ fläche zwischen dem Laufring 7 und dem stillstehenden Dichtring 6 kann separat mit den Schrauben 38 eingestellt werden.

Die dritte und die vierte Ausführungsform werden weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Die dritte und die vierte Ausführungsform stellen gegenüber den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 vereinfachte Konstruktionen dar. Sie besitzen keinen Bereitschafts-Dichtring 5 und keine Befestigungs- und Ein­ stellteile 2, 3 und 4, die vor dem inbordigen stillstehen­ den Dichtring angeordnet sind, und keine Dichtringe 14, 15 und 21 im Bereich der Schiffsschraube. Die Art der Einstel­ lung ist dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform, d.h. durch Vergrößern oder Verkleinern der Zahl der Scheiben 1 der Kupplung 35 und durch Einstellen des Schublagers zur Bewegung der Welle rückwärts zum engen Andrücken der außer­ bordigen Abdichtung und zur Bewegung der inbordigen Abdich­ tung separat zur Einstellung der Flächenpressung der Dicht­ flächen. Das Betriebsverhalten ist zufriedenstellend, und sogar dann, wenn die Schiffsschraube von einem Fischnetz umwickelt wird, könnte die außerbordige Abdichtung nicht beschädigt werden. Die Vorteile bestehen in der einfachen Konstruktion und den geringen Herstellungskosten (geringer als bei der ersten Ausführungsform), so daß sie für die Verwendung bei mittelgroßen und kleinen Schiffen geeigneter ist. Die vierte Ausführungsform der stillstehenden Ringe der inbordigen und außerbordigen Abdichtungen ist demon­ tierbar, weshalb es leicht und einfach ist, sie separat herzustellen und das geeignete Material des stillstehenden Rings auszuwählen, der leicht ist und eine gute thermische Leitfähigkeit besitzt. Es ist auch leicht und einfach, den Verschleiß des Dichtrings zu inspizieren. Sie eignet sich daher auch für eine große Welle.

Bei einer nicht dargestellten fünften Ausführungsform sind die stillstehenden Ringe einschließlich der Hülsen jeder Ausführungsform der Fig. 1 bis 5 halbringartig gestal­ tet, um sie leicht und einfach installieren und den Ver­ schleißzustand jeder Abdichtungsfläche leicht inspizieren zu können. Aus technischer Sicht ist diese Ausführungsform für große Schiffe von größerer Bedeutung.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Schmier­ systems mit Selbstzirkulation für die Dichtung. Die Ölpumpe und der Ölzirkulationsförderer sind bei dem Schmiersystem mit Selbstzirkulation entfallen. Wenn das Schiff auf Fahrt ist, erfolgt die Selbstzirkulation des Schmiermittels unter der Einwirkung der Wellendrehung und -pulsation. Das Schmiersystem mit Selbstzirkulation besteht aus einem Öl­ zirkulationstank 51 und einer Ölzuführungsleitung 53 mit Filtersieb am Einlaß, der um die Höhe H höher liegt als der Boden des Zirkulationstanks 51. Das Zirkulationssystem besteht des weiteren aus einer Ölrückführungsleitung 58 ohne Filtersieb an dem entsprechenden Einlaß, der um die Höhe H höher liegt als der Boden des Zirkulationstanks 51. In die Ölzuführungsleitung 53 ist ein Rückschlagventil 56 und in die Ölrückführungsleitung 58 ein Rückschlagventil 57 eingeschaltet. Ein Strömungsgeschwindigkeits- und Strö­ mungsmengenmesser 54 kann nötigenfalls an der Ölzuführungs­ leitung 53 installiert sein. Des weiteren ist ein von einem Absperr-Ventil 55 gesteuertes Anzeigerohr 52 aus durchsich­ tigem Nylon zur Messung des Ölpegels und der Leckage vorge­ sehen, welches zwischen dem Auslaß des Rückschlagventils 56 und dem Oberteil des Zirkulationstanks 51 angeordnet ist, um eine Prüfung der Ölleckage jeder Abdichtungsfläche leicht und einfach zu ermöglichen.

Die Ölzuführungsleitung 53 des Schmiersystems mit Selbst­ zirkulation ist in die Dichtkammer der inbordigen Abdich­ tung an der Welle über ein Anschlußteil eingesetzt und steht mit der Ölrückführungsleitung 58 über die schrauben­ linigen Nuten im Dichtungsteil 12 und im Wellenrohr 30 in Verbindung. Daher zirkuliert das Schmiermittel bei beiden Drehrichtungen der Welle und unabhängig davon, ob das Schiff vorwärts oder rückwärts fährt, und zwar infolge dieser schraubenlinigen Nuten. Der einzige Unterschied besteht in der Strömungsrichtung. Nach Öffnen des Ventils 55 und Schließen der Rückschlagventile 56 und 57 kann der Leckagezustand der Dichtfläche dieses Systems aus der Pe­ gel-Veränderung der Flüssigkeit in dem Anzeigerohr 52 fest­ gestellt werden.

Bei den Dichtungen gemäß Darstellung in den Fig. 2 bis 4 wirkt der Schmiermitteldruck von der rückwärtigen Seite der inbordigen und außerbordigen Laufringe, so daß die Flächen­ pressung des Dichtrings durch Veränderung der Höhe des Öltanks eingestellt werden kann, anstelle der anderen Ein­ stellmittel wie der Längsverschiebung der Welle. Diese Einstellungsverfahrensweise ist nicht nur einfach und leicht, sondern kann auch die Gleichmäßigkeit der Flächen­ pressung rund um den Dichtring gewährleisten. Auf diese Weise ist das Einstellintervall der Welle viel länger, und wird die Anzahl der Einstellungen verkleinert, mit denen die Welle bewegt werden muß, wenn eine solche Einstellung durchgeführt wird.

Die dargestellten Konstruktionen lösen weitgehend das Problem der Leckage der Wellenabdichtung und der Schmierung mit Selbstumlauf. Sie sind mit den Vorteilen eines ein­ fachen Aufbaus, einer langen Lebensdauer, eines geringen Energieverbrauchs, der Wartungsfreiheit, einer einfachen und leichten lnspektion und Einstellung etc. verbunden. Auch ist es dann, wenn die Dichtung nachträglich instal­ liert wird, nicht notwendig, den Aufbau der ursprünglichen Welleneinheit zu verändern, so daß die Kosten niedriger liegen als bei einer herkömmlichen Abdichtung für die Welle.

Bei anderen Wellen als Schiffsschraubenwellen dürfte es im allgemeinen genügen, wenn die Justiervorrichtung nur an einem Ende des Wellenrohrs installiert ist. Die Installa­ tion an beiden Enden ist allerdings noch zweckmäßiger. Die verschiedenen beschriebenen inbordigen und außerbordigen Konstruktionen können aber nach Bedarf gewählt und ausge­ tauscht werden. Bei Wellen ohne Ausgangsende genügt die Installation jedenfalls auf einer Seite.

Durch Messung ist nachgewiesen worden, daß dann, wenn ver­ brauchtes Maschinenöl als Schmiermittel für die Abdichtung verwendet wird, der spezifische Schmiermittelverbrauch bei etwa 27 g/MWh (20 g/1000 HPh) liegt und eingestellt werden kann. Die Wellenabdichtung und das Wellenrohr oder Wellen­ lager können für etwa 70 000 h ohne Reparatur im Dock ver­ wendet werden, und zwar weil der Reibungswiderstand der Abdichtung sehr gering ist; der Leistungsverbrauch der Abdichtung liegt bei etwa 2 kW (3 HP), wenn die Verwendung in Verbindung mit einem 7458 kW (10 000 HP) Hochseeschiff erfolgt. Daher kann die Dichtung auch unter normalerweise ungünstigen Betriebsbedingungen Verwendung finden, wie beispielsweise in tiefem Wasser, in Sand enthaltendem Was­ ser oder dann, wenn sich die Schiffsschraubenwelle in axialer Richtung verschiebt, nach oben und nach unten be­ wegt und in großem Ausmaß exzentrisch läuft und nachgibt. Bei Verwendung unter den oben genannten Bedingun­ gen sind dem Schiffstyp und dem Wasserbereich keine Grenzen gesetzt. Ihre Ausdauer und Eignung sind gut. Wenn die außenbordige Dichtung aus irgendwelchen Gründen beschädigt wird, wird die Ölzirkulation gestoppt, wobei sich aber die inbordige Dichtung (einschl. der Rohrleitungen) in einem guten Zustand befindet; die Notlauf-Eigenschaften der Dich­ tung sind sehr zuverlässig, solange Schmiermittel in regel­ mäßigen Intervallen und in einer bestimmten Menge bei einem Schiff zugeführt wird, das sich auf einer langen Reise zu einer Werftreparatur befindet.

Claims (14)

1. Wellendichtung mit einem elastischen Laufring (7), der hülsenartig auf einer Welle sitzt, mit einer zylin­ drischen Dichtfläche radial dichtend an der Welle an­ liegt und mit einer ringförmigen Dichtfläche axial dich­ tend an einer entsprechenden Gegen-Dichtfläche anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring (7) einen rechteckigen oder rechtwinklig trapezförmigen Quer­ schnitt aufweist und gegen die an einem stillstehenden Dichtring (6) gebildete Gegen-Dichtfläche durch eine hülsenartig auf die Welle aufgesetzte Schraubenfeder (9) gedrückt ist, die zwischen einem Laufringteller (8), an der der ringförmigen Dichtfläche des Laufrings (7) abge­ wandten Stirnfläche des Laufrings (7) anliegt, und einem auf der Welle sitzenden Federteller (10) eingespannt ist und die in einer Dichtungskammer liegt, die von der Welle, dem Laufring (7), dem stillstehenden Dichtring (6) und weiteren Bauteilen (11, 12) begrenzt ist.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den beiden Stirnflächen des Laufrings (7) etwa 15 bis 30% des Durchmessers der Welle mißt und kleiner ist als der Unterschied zwischen dem Außenradius des Laufrings (7) und dem Radius der Welle.

3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein abnutzungsverminderndes Mittel auf die ringförmige Dichtfläche aufgelegt ist, die vom Laufring (7) und dem stillstehenden Dichtring (6) gebildet ist, wenn diese miteinander in Berührung stehen.

4. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Welle zugewandte Innenfläche des Laufrings (7) mindestens eine Ringnut aufweist.

5. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (10) und der an der Welle befestigte Laufringteller (8) jeweils einen Flansch (41, 42) mit mindestens einer axialen Nut auf­ weisen, innerhalb derer ein Ende der Schraubenfeder (9) aufgenommen ist, die hierdurch zusammen mit der Welle in Umdrehung versetzbar ist.

6. Wellendichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Flansch (43), der sich entgegengesetzt zum erstgenannten Flansch (42) an dem Laufringteller (8) erstreckt, gegen den äußeren Umfang des Laufrings (7) drückt.

7. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufringteller (8) eine innere konische Fläche aufweist, die an der Stirnfläche des Laufrings (7), die nach außen konisch geneigt ist, an­ liegt.

8. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der stillstehende Dichtring (6) an einem Wellenrohr (30) über mindestens zwei Einstell­ schrauben (38) befestigt ist, die zum Einstellen der Flächenpressung zwischen dem stillstehenden Dichtring (6) und dem Laufring (7) dienen.

9. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig vom stillstehenden Dichtring (6) ein Zusatzdichtring (5) vorgesehen ist.

10. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine schraubenförmige Nut als Durchlaß für ein Schmiermittel an der Innenfläche eines Wellenrohrs (30) der Welle vorgesehen ist.

11. Wellendichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der stillstehende Dichtring (6) einstückig ist.

12. Wellendichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der stillstehende Dichtring (6) eine zerlegbare Endabdeckung hat.

13. Wellendichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der stillstehende Dichtring (6) aus zwei Halbringen besteht.

14. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ge­ kennzeichnet durch die Verwendung als Schiffsschrauben­ wellen-Dichtung.