DE3815655A1 - Abdichtung fuer rotierende wellen, insbesondere stevenrohrabdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung für rotierende Wellen, insbesondere auf eine Stevenrohrabdichtung eines Schiffs, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei den bekannten Abdichtungen dieser Gattung (DE-PS 20 28 427) erfolgt das Aufbringen bzw. Beabstanden der Dichtleiste entwe­ der dadurch, daß der sämtliche Radiallippendichtungen, also auch die Reserve-Radiallippendichtungen, halternde Träger axial gegenüber der axial unverschieblichen Welle bzw. Wellenbuchse verschiebbar ist, oder dadurch, daß bei axial unverschieblichem Träger die Welle oder die Buchse axial verschiebbar ist, wobei in beiden Fällen die Reserve-Radiallippendichtung bei der einen Endlage der Axialbewegung von der Wellen- oder Buchsenoberflä­ che freikommt und bei der anderen Endlage auf der Welle oder Buchse aufliegt.

Es liegt auf der Hand, daß eine derartige Konstruktion einen erheblichen Bau- und Konstruktionsaufwand erfordert, ein Man­ gel, der in vielen Fällen den durch die Reserve-Radiallippen­ dichtung erzielbaren Vorteil der größeren Betriebssicherheit überwiegt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diesen Mangel zu überwinden und demgemäß eine Lösung anzugeben, die mit relativ geringem Aufwand den Einsatz von Reserve-Radiallippendichtungen ermög­ licht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens eine Hohl­ ring-Radiallippendichtung zum Abdichten einer Welle oder Wel­ lenbuchse als Reserve-Radiallippendichtung eingesetzt wird, die über eine Druckleitung mit einem Druckmedium, vorzugsweise Luft, beaufschlagbar ist, durch welches die Hohlring-Radial­ lippendichtung elastisch derart verformbar ist, daß ihre Dichtleiste in dem einen Betriebszustand eine dichtende und in dem anderen Betriebszustand eine beabstandete Stellung gegen­ über der Welle oder der Wellenbuchse einnimmt.

Hohlring-Radiallippendichtungen für Wellen oder Wellenbuchsen sind zwar an sich bekannt (DE-OS 26 06 813, FR-OS 23 15 045), je­ doch handelt es sich bei diesem Bekannten nicht um Reserve-Ra­ diallippendichtungen für Haupt-Radiallippendichtungen, sondern um Haupt-Radiallippendichtungen für Geräte oder Anlagen, die nur eine zeitweise Wellenabdichtung benötigen.

Daß die Hohlring-Radiallippendichtungen einen relativ geringen Bauaufwand erfordern, ist evident, weil sie lediglich aus einem elastisch verformbaren Hohlring bestehen, der über eine Druck­ leitung und ein Steuerorgan an eine Druckquelle angeschlossen ist.

Nach einer Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer Anordnung, bei der ein Stevenrohr eines Schiffs gegen das Außenwasser abgedichtet wird und bei der drei Haupt-Radiallippendichtungen nebeneinander angeordnet sind, von denen die zwei äußeren dem Außenwasser und die innere einem ein flüssiges Schmiermittel, vorzugsweise Schmieröl, enthaltenden Raum zugewandt sind, die Reserve-Radiallippen­ dichtung vor der inneren Haupt-Radiallippendichtung in Richtung auf den Schmiermittelraum angeordnet ist (Anspruch 2).

Hierdurch wird neben dem genannten Effekt der Aufwandverringe­ rung ein Austreten von Schmiermittel in das Außenwasser bei ev. Ausfall der dem Schmiermittel enthaltenden Raum zugewandten Haupt-Radiallippendichtung auf einfache Weise vermieden und damit auch strengen Umweltschutzanforderungen gerecht werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß bei einer Anordnung, bei der ein flüssiges Medium gegen ein gas­ förmiges Medium, vorzugsweise Luft, abgedichtet wird und bei der zwei nebeneinander angeordnete, dem flüssigen Medium zuge­ wandte Haupt-Radiallippendichtungen vorhanden sind, die Reser­ ve-Radiallippendichtung vor der flüssigkeitsseitigen Haupt-Ra­ diallippendichtung in Richtung auf das flüssige Medium ange­ ordnet ist (Anspruch 3).

Hierbei ist die Reserve-Radiallippendichtung mit Druckwasser als Druckmedium beaufschlagt und mit mehreren, knapp neben der Dichtleiste der Reserve-Radiallippendichtung in Umfangsrichtung verteilten, aus dem Hohlraum der Reserve-Ra­ diallippendichtung gasraumseitig ausmündenden Bohrungen verse­ hen (Anspruch 4).

Bei dieser Ausführung ist es vorteilhaft, wenn im Bereich der Mündungsöffnungen der Bohrungen an der Außenfläche der Reser­ ve-Radiallippendichtung Nuten in Umfangsrichtung vorhanden sind, die hydrodynamische Wirkungen erzeugen, derart, daß sie die aus den Bohrungen ausgetretene Flüssigkeit in Richtung auf die Dichtleiste fördern (Anspruch 5).

Durch diese Maßnahmen wird unter bewußter Inkaufnahme einer geringen Leckage die Schmierung der Hohlring-Radiallippendich­ tung mittels des Druckwassers gewährleistet bzw. verbessert. Es ist auch möglich, an Stelle der Radiallippendichtungen Gleitringdichtungen vorzusehen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Reserve-Radiallippendichtung in Verbindung mit einer üblichen Wellenabdichtung an einem Stevenrohr,

Fig. 2 eine Reserve-Radiallippendichtung in Verbindung mit einer Wellenabdichtung eines flüssigen Mediums gegen ein gasförmiges,

Fig. 3 die Reserve-Radiallippendichtung nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Abdichtung befindet sich auf der Propellerwelle 1 eine Laufbuchse 2. Die Welle 1 ist in einer nicht dargestellten Lagerbuchse gelagert, die von einer Stevennuß 3 getragen ist, an der auch ein Abdichtungsgehäuse 4 befestigt ist, das aus fünf axial bündig nebeneinander ange­ ordneten Gehäuseringen 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 und drei jeweils zwischen zwei Gehäuseringen eingefügten Radiallippendichtungen 5.1, 5.2, 5.3 und 6 besteht.

Die Radiallippendichtungen 5.1 und 5.2 sind dem Außenwasser A zugewandt, während die Radiallippendichtung 5.3 einem Schmier­ mittelraum S zugewandt ist. Vor dieser Dichtung in Richtung auf den Schmiermittelraum S befindet sich eine weitere diesem zu­ gewandte Radiallippendichtung 6.

Die Radiallippendichtungen 5.1, 5.2 und 5.3 sind in üblicher Weise als Vollring-Dichtungen ausgebildet und wirken als Haupt-Dichtungen, während die Radiallippendichtung 6 als Hohl­ ring-Dichtung gestaltet ist und als Reserve-Dichtung anzuspre­ chen ist. Der Hohlraum 7 dieser Dichtung 6 ist über eine strichliert angedeutete Leitung 8, in die ein nicht darge­ stelltes Absperr- bzw. Steuerorgan eingeschaltet ist, mit einer ebenfalls nicht dargestellten, Druckluft fördernden Druckquelle verbunden.

Die Hohlring-Dichtung 6 ist elastisch verformbar und so ge­ staltet, daß sie sich bei abgeschalteten Druckmittel aufgrund ihrer elastischen Rückstellkraft mit ihrer Dichtleiste 6′ in geringem Abstand von der Oberfläche der Laufbuchse 2 befindet. Dieser Betriebszustand ist in der Zeichnung Fig. 2 festgehal­ ten.

Bei Beaufschlagung mit dem Druckmittel verformt sich die Hohl­ ring-Dichtung derart, daß ihre Dichtleiste 6′ auf der Oberfläche der Laufbuchse 2 aufruht, wobei der gewünschte Auflagedruck durch entsprechende Dosierung des Druckmitteldrucks auf einfache Weise einstellbar ist.

Die Hohlring-Dichtung 6 befindet sich während des normalen Betriebs, d. h. bei ordnungsgemäßer Funktion der dem Schmier­ mittelraum 5 zugewandten Vollring-Dichtung 5.3, in ihrer beabstandeten Stellung.

Erfolgt ein Ausfall oder Undichtwerden der genannten Voll­ ring-Dichtung so wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Füh­ ler- oder Meldesystems die Hohlring-Dichtung 6 in ihre Ar­ beitsstellung umgeschaltet und tritt damit als vollwertige Ersatzdichtung in Funktion.

In Fig. 2 ist eine Wellenabdichtung dargestellt, bei der auf der Welle 1 eine Laufbuchse 2 aufgezogen ist.

Die Welle 1 ist in einem nicht dargestellten Lager gelagert, das von einer Nuß 3 getragen ist, an der ein Abdichtungsgehäuse 4 befestigt ist, das aus vier axial bündig nebeneinander ange­ ordneten Gehäuseringen 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 und drei jeweils zwischen zwei Gehäuseringen eingefügten Radiallippendichtungen 5.1, 5.2 und 6 besteht.

Hier sind alle Radiallippendichtungen gleich ausgerichtet, und zwar dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Wasser gefüllten Raum W zugewandt.

Die Radiallippendichtungen 5.1 und 5.2 sind in üblicher Weise als Vollring-Dichtungen ausgebildet und wirken als Haupt-Dich­ tungen, während die Radiallippendichtung 6 als Hohlring-Dich­ tung gestaltet ist und als Reserve-Dichtung anzusprechen ist. Der Hohlraum 7 dieser Dichtung 6 ist über eine strichliert angedeutete Leitung 8 mit einer nicht dargestellten, in diesem Fall Wasser fördernden Druckquelle verbunden. Die Wandung der Hohlring-Dichtung 6 ist knapp neben ihrer Dichtleiste 6′ mit einem Kranz in Umfangsrichtung verlaufender feiner Bohrungen 9 ausgestattet, die so bemessen und angeordnet sind, daß sie einen für die Schmierung der Dichtleiste 6′ der Hohlring-Dich­ tung 6 ausreichenden Wasserschleier zur Verfügung halten.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante sind zusätzlich zu den genannten feinen Bohrungen 9 Nuten 10 in Umfangsrichtung vor­ handen, die so gestaltet sind, daß sie hydrodynamisch wirkend die aus den Bohrungen 9 ausgetretenen Wasserschleier in Rich­ tung zur Dichtleiste 6′ fördern und so die Schmierung noch unterstützen.

Claims (7)

1. Abdichtung für rotierende Wellen mit mindestens einer auf der Welle oder einer Wellenbuchse dichtend aufliegenden Haupt- Radiallippendichtung und mindestens einer Reserve-Radiallip­ pendichtung, die mit ihrer Dichtleiste bei Normalbetrieb von der Welle oder der Wellenbuchse beabstandet ist, bei Ausfall einer oder mehrerer Haupt-Radiallippendichtungen auf die Welle oder die Wellenbuchse dichtend aufbringbar ist, gekennzeichnet durch die Anwendung mindestens einer Hohlring- Radiallippendichtung zum Abdichten einer Welle oder einer Wel­ lenbuchse als Reserve-Radiallippendichtung, die über eine Druckleitung mit einem Druckmedium, vorzugsweise Luft, beauf­ schlagbar ist, durch welches die Hohlring-Radiallippendichtung elastisch derart verformbar ist, daß ihre Dichtleiste in dem einen Betriebszustand eine dichtende und in dem anderen Be­ triebszustand eine beabstandete Stellung gegenüber der Welle oder der Wellenbuchse einnimmt.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung, bei der ein Stevenrohr eines Schiffs gegen Außenwasser (A) abgedichtet wird und bei der drei Haupt-Radi­ allippendichtungen (5.1-5.3) nebeneinander angeordnet sind, von denen die zwei äußeren (5.1, 5.2) dem Außenwasser (A) und die innere (5.3) einem ein flüssiges Schmiermittel, vorzugsweise Schmieröl, enthaltenden Raum (S) zugewandt sind, die Reserve- Radiallippendichtung (6) vor der inneren Haupt-Radiallippen­ dichtung (5.3) in Richtung auf den Schmiermittelraum (S) ange­ ordnet ist (Fig. 1).

3. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung, bei der ein flüssiges Medium (W), vorzugsweise Wasser, gegen ein gasförmiges Medium (L), vorzugsweise Luft, abgedichtet wird und bei der zwei nebeneinander angeordnete, dem flüssigen Medium (W) zugewandte Haupt-Radiallippendichtun­ gen (5.1, 5.2) vorhanden sind, die Reserve-Radiallippendichtung (6) vor der flüssigkeitsseitigen Haupt-Radiallippendichtung (5.2) in Richtung auf das flüssige Medium (W) angeordnet ist (Fig. 2).

4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reserve-Radiallippendichtung (6) mit Druckwasser als Druckme­ dium beaufschlagt ist und mit mehreren, knapp neben der Dicht­ leiste (6′) der Reserve-Radiallippendichtung (6) in Umfangs­ richtung verteilten, aus dem Hohlraum (7) der Reserve-Radial­ lippendichtung (6) gasraumseitig ausmündenden Bohrungen (9) versehen ist (Fig. 2).

5. Abdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mündungsöffnungen der Bohrungen (9) an der Außen­ fläche der Reserve-Radiallippendichtung (6) Nuten (10) in Um­ fangsrichtung vorgesehen sind, die hydrodynamische Wirkungen erzeugen, derart, daß sie die aus den Bohrungen (9) ausgetre­ tene Flüssigkeit in Richtung auf die Dichtleiste (6′) fördern.

6. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede aktive Radiallippendichtung eine Hohlring-Reservemanschette vorgesehen ist.

7. Abdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anpreßdruck der Hohlring-Radiallippendichtung regelbar ist.