DE3817660A1

DE3817660A1 - Stern-tube sealing arrangement for propeller shafts of seagoing vessels

Info

Publication number: DE3817660A1
Application number: DE19883817660
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Mewes; Guenter Pietsch
Original assignee: Blohm and Voss GmbH
Current assignee: Blohm and Voss GmbH
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1989-12-07

Abstract

Stern-tube sealing arrangement for propeller shafts of seagoing vessels, in which at least three radial lip seals integrally formed on one housing ring each and interacting with the shaft or a shaft bushing are arranged axially next to one another and define a stern-tube chamber filled with liquid lubricant under pressure, and in which the inner annular chamber located between two adjacent lip seals on the side of the stern-tube chamber is attached to a pressure-control device which always keeps the lubricant pressure in the inner annular chamber lower than the respective external water pressure in the area of the sealing arrangement (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stevenrohrabdichtungsan ordnung für Propellerwellen von Seefahrzeugen mit den im Ober begriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a stern tube sealing device Regulations for propeller shafts of sea vehicles with those in the upper Concept of claim 1 specified features.

Bei den bekannten Abdichtungsanordnungen dieser Gattung (DE-PS 29 26 660) soll das fast bei allen Abdichtungsanordnungen mit Lippendichtungen auftretende Problem beseitigt werden, daß bei Schwankungen des Außenwasserdrucks im Bereich der Abdichtungs anordnung Druckdifferenzen zwischen dem im wesentlichen kon stanten Schmiermitteldruck und dem Außenwasserdruck auftreten, die zum Austreten von geringen Mengen Schmiermittel in das Außenwasser führen können.In the known sealing arrangements of this type (DE-PS 29 26 660) this should apply to almost all sealing arrangements Problem that occurs when lip seals are eliminated Fluctuations in the external water pressure in the area of the seal arrangement pressure differences between the essentially con constant lubricant pressure and outside water pressure occur, the to leak small amounts of lubricant into the Can lead outside water.

Diesen Zweck erfüllen die genannten bekannten Abdichtungsan ordnungen für den normalen Seebetrieb zwar zufriedenstellend, indem mittels der Drucksteuervorrichtung der Druck des Schmiermittels in der der Stevenrohrkammer benachbarten, also der inneren Ringkammer stets geringer gehalten wird als der Druck des Außenwassers im Bereich der Abdichtungsanordnung, sie reichen jedoch bei extremem Abfall des Außenwasserdrucks nicht mehr für hohe und höchste Ansprüche bzgl. der Reinhaltung des Außenwassers aus.The known sealing seals mentioned serve this purpose regulations for normal maritime operations are satisfactory, by the pressure of the pressure control device Lubricant in the adjacent to the stern tube chamber, so the inner annular chamber is always kept lower than that Pressure of the outside water in the area of the sealing arrangement, they However, when the external water pressure drops extremely, they are not sufficient more for high and highest demands regarding keeping the Outside water.

Denn während des normalen Seebetriebs bildet sich in der außenwasserseitigen, also der äußeren Ringkammer aufgrund na turgegebener Undichtigkeiten bzw. dynamischer Pumpwirkungen der Dichtlippen eine Mischflüssigkeit aus Außenwasser und Schmier mittel aus, deren Druck etwa in der Mitte zwischen dem Außen wasserdruck und dem Schmiermitteldruck in der inneren Ringkam mer liegt.Because during normal maritime operations, forms in the outside water side, so the outer ring chamber due to na given leaks or dynamic pumping effects of the Sealing lips are a mixed liquid of outside water and lubricant medium, whose pressure is approximately in the middle between the outside water pressure and the lubricant pressure in the inner ring came more lies.

Erfolgt dann während der Entladung im Hafen aufgrund der Tief gangverringerung ein relativ schneller Druckabfall des Außen wassers im Bereich der Abdichtungsanordnung unter den genannten Druck der Mischflüssigkeit, so kann nunmehr Mischflüssigkeit unter Anhebung der außenwasserseitigen Dichtlippe in das Au ßenwasser austreten, was im Hinblick auf den - wenn auch geringen - Schmiermittelgehalt der Mischflüssigkeit bei hohen Ansprüchen an die Reinhaltung des Hafenwassers zu Unzuträg lichkeiten führen kann.Then takes place during unloading in port due to the low a relatively rapid drop in pressure from the outside water in the area of the sealing arrangement under the mentioned Pressure of the mixed liquid, mixed liquid can now while raising the sealing lip on the outside water into the Au leak water, what with regard to - if low - lubricant content of the mixed liquid at high Demands on keeping the port water clean are unacceptable can lead.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zu schaffen, die, bei Abdichtungsanordnungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angewendet, dafür sorgen soll, daß der sich beim Löschen bzw. Entladen des Seefahrzeugs an der Stevenrohrabdichtung entspr. der Tiefgangverringerung reduzie rende Außenwasserdruck nicht zum Austreten der Mischflüssigkeit und damit von Schmiermittel aus der dem Außenwasser angrenzen den Ringkammer der Stevenrohrabdichtung führt.The invention is therefore based on the object, a front direction to create the, in sealing arrangements after Preamble of claim 1 applied, should ensure that who is at the extinguishing or unloading of the vessel at the Stern tube seal corresponding to the draft reduction external water pressure does not cause the mixed liquid to escape and thus border of lubricants from the outside water leads the annular chamber of the stern tube seal.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an die zwischen den benachbarten außenwasserseitigen Lippendichtungen befindliche äußere Ringkammer eine weitere Drucksteuervorrichtung ange schlossen ist, die aus einer in einem zylindrischen Gehäuse axial beweglichen, aber gegen die Gehäusewandung abgedichteten Wand besteht, die von der einen Seite von dem Außenwasser aus dem Bereich der Abdichtungsanordnung und von der anderen Seite von der Flüssigkeit aus der äußeren Ringkammer über je eine in das zylindrische Gehäuse einmündende Zuleitung beaufschlagt ist.This object is achieved in that between the adjacent lip seals on the outside water side outer annular chamber another pressure control device is closed from a in a cylindrical housing axially movable, but sealed against the housing wall Wall consists of one side of the outside water the area of the sealing arrangement and from the other side of the liquid from the outer annular chamber via one each the supply line flowing into the cylindrical housing is.

Bei der eingangs genannten bekannten Abdichtungsanordnung (DE-PS 29 26 660) wird zwar ebenfalls eine Steuervorrichtung eingesetzt, die mit einem zylindrischen Gehäuse ausgestattet ist, in dem eine Wand angeordnet ist, die axial beweglich, aber gegen die Gehäusewandung abgedichtet ist, und die von der einen Seite von dem Außenwasser und von der anderen Seite von einer Flüssigkeit beaufschlagt ist. Diese Vorrichtung ist aber ab weichend von der Erfindung an die schmiermittelseitige, also innere Ringkammer angeschlossen und die den Druck des Schmier mittels in dieser Kammer stets geringer hält als der Außenwas serdruck, um so durch die Druckdifferenz einerseits die stevenrohrseitige Dichtlippe anzudrücken, andererseits den Schmiermitteldurchtritt durch die benachbarte mittlere Dicht lippe in die außenwasserseitige, also äußere Ringkammer mög lichst gering zu halten.In the known sealing arrangement mentioned at the beginning (DE-PS 29 26 660) is also a control device used, which is equipped with a cylindrical housing is in which a wall is arranged which is axially movable, however is sealed against the housing wall, and that of one Side of the outside water and the other side of one Liquid is applied. But this device is off departing from the invention to the lubricant side, so inner ring chamber connected and the the pressure of the lubricant keeps in this chamber always less than the outside water pressure, the more so because of the pressure difference to press the sealing lip on the steven tube, on the other hand the Lubricant passage through the adjacent middle seal lip in the outer water side, so outer ring chamber possible as low as possible.

Nach der Erfindung wird demgegenüber, wie oben erwähnt, zusätzlich die außenwasserseitige, also die äußere Ringkammer mit einer Steuervorrichtung bestückt und damit eine noch grö ßere Sicherheit gegen Austritt in das Außenwasser als bei der bekannten Anordnung erzielt.In contrast, according to the invention, as mentioned above, additionally the outer water side, i.e. the outer ring chamber equipped with a control device and thus an even bigger better security against leakage into the outside water than with the known arrangement achieved.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Gegenstandes der Erfin dung (Anspruch 2) ist vorgesehen, daß die bewegliche Wand von einem Kolben gebildet ist, der im zylindrischen Gehäuse ver schiebbar gelagert ist, wobei vorzugsweise der Kolben und der Zylinder des zylindrischen Gehäuses gestuft ausgebildet sind, derart, daß der Kolbenzylinderteil mit dem größeren Durchmesser außenwasserseitig und der Kolbenzylinderteil mit dem kleineren Durchmesser ringkammerseitig angeordnet ist (Anspruch 3). Hierdurch wird auf einfache Weise erreicht, daß der Druck in der äußeren Ringkammer um einen geringen Betrag größer gehalten ist, als der Druck des Außenwassers, was für die beabsichtigte Wirkung ausreichend ist, wenn nur gewährleistet ist, daß der Überdruck der Mischflüssigkeit bei keiner Betriebsbedingung so groß ist, daß die äußere Dichtlippe angehoben wird und Misch flüssigkeit nach außen tritt.According to a preferred embodiment of the subject of the inven dung (claim 2) it is provided that the movable wall of a piston is formed, which ver in the cylindrical housing is slidably mounted, preferably the piston and the Cylinders of the cylindrical housing are designed stepped, such that the piston cylinder part with the larger diameter outside water side and the piston cylinder part with the smaller one Diameter is arranged on the ring chamber side (claim 3). This ensures that the pressure in the outer annular chamber kept a little larger is than the pressure of the outside water, what is intended for Effect is sufficient if it is only guaranteed that the Overpressure of the mixed liquid under no operating conditions It is great that the outer sealing lip is raised and mixed liquid escapes.

Nach einer weiteren Ausführungsart ist vorgesehen, daß die bewegliche Wand von einer elastischen Membran gebildet ist, die im zylindrischen Gehäuse verankert ist (Anspruch 4). Bei dieser Lösung besteht zwar keine Möglichkeit, die Druckdifferenzen zu beeinflussen, aber sie gestattet einen geringeren Bauaufwand und ist zudem weniger störungsanfällig.According to a further embodiment, it is provided that the movable wall is formed by an elastic membrane that is anchored in the cylindrical housing (claim 4). At this There is no way to solve the pressure differences influence, but it allows less construction and is also less prone to failure.

Schließlich ist vorgesehen, daß das zylindrische Gehäuse un mittelbar in die Wandung des Gehäuserings der äußeren Ringkam mer eingesetzt ist, derart, daß die Zuleitungen nur aus kurzen Stichkanälen (Bohrungen) zu dem den Gehäusering umgebenden Außenwasser bzw. zur äußeren Ringkammer bestehen (Anspruch 5). Diese an sich bekannte konstruktive Lösung erbringt gegenüber Ausführungen, bei denen die Steuervorrichtung in relativ großem Abstand von der Abdichtungsanordnung angebracht ist (US-PS 41 68 070), eine erhebliche bauliche Vereinfachung. Nachstehend wird der Gegenstand der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung beispielhaft erläutert:Finally, it is provided that the cylindrical housing un indirectly into the wall of the housing ring of the outer ring mer is used, such that the leads only from short Branch channels (bores) to the surrounding the housing ring Outside water or to the outer ring chamber exist (claim 5). This known constructive solution provides against Designs in which the control device is relatively large Distance from the sealing arrangement is attached (US-PS 41 68 070), a considerable structural simplification. The subject matter of the invention is based on a schematic drawing explained by way of example:

Bei der in der Zeichnung dargestellten Stevenrohrabdichtung befindet sich auf der Welle 1 eine Laufbuchse 2. Die Welle 1 ist in einer Lagerbuchse 3 in der Stevennuß 4 gelagert, an der das Abdichtungsgehäuse 5 befestigt ist, das seinerseits drei axial nebeneinander angeordnete Gehäuseringe 5′, 5′′, 5′′′ trägt. Zwischen dem Abdichtungsgehäuse und den Gehäuseringen sind drei Radial-Lippendichtungen 6′, 6′′, 6′′′ eingeklemmt, und zwar die Lippendichtung 6′zwischen den Gehäuseringen 5′und 5′′, die Lip pendichtung 6′′ zwischen den Gehäuseringen 5′′ und 5′′′ und die Lippendichtung 6′′′ zwischen dem Gehäusering 5′′′ und dem Ab dichtungsgehäuse 5. Entspr. dieser Anordnung ist zwischen den Lippendichtungen 6′und 6′′ eine äußere Ringkammer 7 und zwischen den Lippendichtungen 6′′ und 6′′′ eine innere Ringkammer 8 aus gebildet.In the stern tube seal shown in the drawing, there is a liner 2 on the shaft 1 . The shaft 1 is supported in a bearing bush 3 in the Stevennuß 4 on which the sealing enclosure 5 is fastened, in turn, three axially arranged side by side housing rings 5 ', 5' ', 5 bears'''. Between the sealing housing and the housing rings, three radial lip seals 6 ', 6 '', 6 ''' are clamped, namely the lip seal 6 'between the housing rings 5 ' and 5 '' , the lip sealing seal 6 '' between the housing rings 5 '' and 5 '''and the lip gasket 6' '' between the housing ring 5 '''and from the seal housing. 5 According to this arrangement is formed between the lip seals 6 'and 6'' an outer annular chamber 7 and between the lip seals 6 ''and 6 ''' an inner annular chamber 8 .

Die Lippendichtung 6′ ist als äußere Dichtung unmittelbar von dem Außenwasser beaufschlagt, während die Lippendichtung 6′′′ als innere Dichtung gegen die Stevenrohrkammer abdichtet, die von einem flüssigen Schmiermittel erfüllt ist, dessen Druck um einen gewissen Betrag höhergehalten ist, als der Außenwas serdruck.The lip seal 6 'is acted upon as an outer seal directly from the outside water, while the lip seal 6 ''' seals as an inner seal against the stern tube chamber, which is filled with a liquid lubricant, the pressure of which is kept a certain amount higher than the outside water pressure .

Die innere Ringkammer 8 ist über eine Steuervorrichtung mit Schmiermittel versorgt, die den Druck in der inneren Ringkammer 8 wesentlich niedriger hält als den Schmiermitteldruck in der Stevenrohrkammer und demgemäß auch als den Außenwasserdruck. Da diese Steuervorrichtung einerseits verschiedenartig ausge bildet sein kann und andererseits nicht erfindungswesentlich ist, ist sie nur mit gestrichelten Linien angedeutet.The inner annular chamber 8 is supplied with lubricant via a control device which keeps the pressure in the inner annular chamber 8 substantially lower than the lubricant pressure in the stern tube chamber and accordingly also as the external water pressure. Since this control device can be formed differently on the one hand and is not essential to the invention on the other hand, it is only indicated with dashed lines.

In die äußere Ringkammer 7 ist ein zylindrisches Gehäuse 9 eingeschraubt, in dem ein Stufenkolben 10 axial frei beweglich gelagert ist. Diese Kolbenzylindereinheit ist so in die äußere Ringkammer 7 eingesetzt, daß ihre Längsachse senkrecht zur Wellenachse steht und daß sie etwa zur Hälfte über die Außen fläche der äußeren Ringkammer hinausragt.A cylindrical housing 9 is screwed into the outer annular chamber 7 , in which a stepped piston 10 is mounted so as to be freely movable axially. This piston-cylinder unit is inserted into the outer annular chamber 7 that its longitudinal axis is perpendicular to the shaft axis and that it protrudes about half over the outer surface of the outer annular chamber.

Zum Außenwasser hin ist das zylindrische Gehäuse 9 an seiner Stirnseite mit einem Deckel 11 abgeschlossen, der eine Bohrung 12 für den Zutritt des Außenwassers aufweist. Zur äußeren Ringkammer 7 hin weist das zylindrische Gehäuse 9 eine Bohrung 13 auf, an die sich eine Bohrung 14 anschließt, die zu der äußeren Ringkammer 7 führt und so den Zutritt der Mischflüs sigkeit, bestehen aus Außenwasser und Schmiermittel zu dem Kolben ermöglicht.Towards the outside water, the cylindrical housing 9 is closed on its end face with a cover 11 , which has a bore 12 for the entry of the outside water. Towards the outer annular chamber 7 , the cylindrical housing 9 has a bore 13 to which a bore 14 connects, which leads to the outer annular chamber 7 and thus allows access to the mixed liquid, which consists of external water and lubricant to the piston.

Der Kolben 10 ist als Stufenkolben mit geringfügig gestuften Teilkolbendurchmessern ausgebildet, d.h., daß die Teilkolben 10 a und 10 b hinsichtlich ihres Durchmessers nur geringfügig voneinander abweichen, wobei der Teilkolben mit dem kleineren Durchmesser 10 b den Mischflüssigkeit führenden Bohrungen 13, 14 und der Teilkolben mit dem größeren Durchmesser 10 a der Außen wasser führenden Bohrung 12 zugewandt ist.The piston 10 is designed as a stepped piston with slightly graduated partial piston diameters, that is to say that the partial pistons 10 a and 10 b differ only slightly from one another in terms of their diameter, the partial piston with the smaller diameter 10 b carrying the bores 13, 14 and the partial piston with the mixed liquid the larger diameter 10 a facing the outer water-bearing bore 12 .

Bei abfallendem Außenwasserdruck wandert somit der Kolben 10 aufgrund des in der äußeren Ringkammer 7 herrschenden Drucks nach außen, wodurch sich das Ringkammervolumen vergrößert und einen Druckabfall in der Ringkammer 7 zur Folge hat. Dieser Druckabfall ist jeweils dann beendet, wenn der Gleich gewichtszustand wieder hergestellt ist, wobei aufgrund des geringeren Kolbendurchmessers und damit der kleineren wirksamen Kolbenfläche der Mischflüssigkeitsdruck um einen geringen Be trag größer ist als der momentane Außenwasserdruck. Diese Druckdifferenz und damit der Unterschied in den Kolbendurch messern ist hierbei so gewählt, daß der genannte geringe Über druck der Mischflüssigkeit nicht ausreicht, um die Dichtlippe 6′ anzuheben und Mischflüssigkeit nach außen treten zu lassen. Der Austritt von Mischflüssigkeit in das Außenwasser ist somit mit Sicherheit vermieden.When the outside water pressure drops, the piston 10 therefore moves outward due to the pressure prevailing in the outer annular chamber 7 , as a result of which the annular chamber volume increases and a pressure drop in the annular chamber 7 results. This pressure drop is ended when the equilibrium state is restored, the mixed liquid pressure being a little greater than the current outside water pressure due to the smaller piston diameter and thus the smaller effective piston area. This pressure difference and thus the difference in the piston diameters is chosen so that the low pressure of the mixed liquid is not sufficient to raise the sealing lip 6 'and to allow mixed liquid to escape to the outside. The escape of mixed liquid into the outside water is thus avoided with certainty.

Claims

1. stern tube sealing arrangement for propeller shafts of marine vehicles, in which at least three molded on a housing ring, with the shaft or a shaft bushing interacting radial lip seals are arranged axially next to one another and limit a stern tube chamber filled with pressurized liquid lubricant and in which the between two adjacent inner ring chamber located on the side of the steven pipe chamber is connected to a pressure control device which always keeps the lubricant pressure in the inner ring chamber lower than the respective outside water pressure in the area of the sealing arrangement, characterized in that seals ( 6 ′, 6 ′ ′) between the adjacent outside water side lips ) located outer annular chamber ( 7 ) a white direct pressure control device ( D ) is connected, which consists of a wall in a cylindrical housing ( 9 ) axially movable, but sealed against the housing wall, which is acted upon from one side by the outside water from the area of the sealing arrangement and from the other side by the liquid speed from the outer annular chamber ( 7 ) via a feed line ( 12 , 13 , 14 ) opening into the housing.

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the movable wall is formed by a piston ( 10 ) which is slidably mounted in the cylindrical housing ( 9 ).

3. Sealing arrangement according to claim 2, characterized in that the piston ( 10 ) and the cylinder ( 9 ' ) of the cylindrical housing ( 9 ) are stepped, such that the piston cylinder part ( 10 a ) with the larger diameter on the outside wall and the piston cylinder part , ( 10 b ) with the smaller diameter is arranged on the ring chamber side.

4. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the movable wall is formed by an elastic membrane which is anchored in the cylindrical housing ( 9 ).

5. Sealing arrangement according to one of claims 1-4, characterized in that the cylindrical housing ( 9 ) is inserted directly into the wall of the housing ring ( 5 '') of the outer annular chamber ( 7 ), such that the supply lines each only from short Branch channels (bores) ( 12 , 13 , 14 ) to the outer ring surrounding the housing ring or to the outer annular chamber ( 7 ).