DE3413527C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Heckschraubenwel­ le, an deren Außenumfang ein Ringgehäuse angeordnet ist, wobei inner­ halb eines Spaltes zwischen der Welle und dem Ringgehäuse zur Bildung eines mehrstufigen Dichtteils zwischen Meerwasser und Schmieröl mehre­ re Dichtelemente angeordnet sind und wobei Druckmittel über eine Druckmittelspeiseleitung in eine Ringausnehmung in dem Ringgehäuse eingeleitet wird, in dem eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, die durch ein Druckmittel vorgespannt wird, wobei auf der Seite des Meer­ wassers zusätzlich eine Lippendichtung und auf der Seite des Schmier­ öls eine weitere Dichtung angeordnet ist.

Eine Dichtung der beschriebenen Art ist aus der DE-PS 29 25 244 bekannt. Dort wird das Druckmittel Wasser eingesetzt, das einen stän­ digen Leckstrom erzeugt. Allerdings bereitet die Trennung von Wasser und etwaigen Schmierölverunreinigungen gewisse Schwierigkeiten. Dicht­ ringe stehen einander in einer radialen Ebene gegenüber, was einen vergleichsweise hohen Leckstrom des Druckmittels ergibt.

Die DE-OS 27 46 592 beschreibt eine Dichtung, deren Abdichtungs­ element durch Druckluft beaufschlagt ist. Jedoch sind hier keine zu­ sätzlichen Dichtelemente vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung der Abdichtung des Druckraumes für das Druckmittel.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dichtungsanordnung in der Ringausnehmung durch ein Dichtelement gebil­ det wird, das durch das als Druckmittel eingesetzte Druckgas an die zwei entgegengesetzt gerichteten Dichtflächen angedrückt wird.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als das Dichtelement an zwei entgegengesetzt zueinander ausgerichte­ ten Dichtflächen eines festen Ringgehäuses abdichtend anliegt und außerdem großflächig an der Welle. Hierdurch kann man den Leckstrom der Druckluft klein halten, so daß zwar die günstigen Wirkungen eines zusätzlichen Druckmittels vorhanden sind, jedoch keine zusätzlichen Verunreinigungen befürchtet werden müssen. Dies gilt insbesondere infolge der Verwendung von Druckluft als Druckmittel.

Eine besondere wirkungsvolle Abdichtung erzielt man dadurch, daß das Dichtelement aus zwei Dichtungsringen besteht, die aus Ringseg­ menten zusammengesetzt sind.

Die beiden Dichtungsringe werden an gegenüberliegende Flächen angepreßt. Die DE-OS 30 45 855 beschreibt bereits die Anordnung von zwei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtungsringen, die mit einer gemeinsamen radialen Dichtfläche zusammenwirken. Diese Dich­ tungsringe benötigen jedoch zusätzliche Dichtpackungen, um auch den Dichtraum auf der Seite des feststehenden Gehäuseteils abzudichten.

Eine besonders günstige Beeinflussung des Druckmittels ergibt sich dadurch, daß als Dichtelement ein druckbeständiger Hohlring mit mehreren sich über die gesamte Innenfläche erstreckenden und einen Dichtbereich bildenden Radialrippen vorgesehen ist und daß Löcher von dem Innenraum des Hohlringes in den Raum zwischen den Radialrippen führen.

Die nichtvorveröffentlichte DE-OS 31 43 866 beschreibt einen aus Segmenten zusammengesetzten Radialgleitring in einer Stevenrohrab­ dichtung der gattungsgemäßen Art, der durch einen Hohlring in radia­ ler Richtung zusammengepreßt wird. Der Hohlring ist von einem Druckmedium beaufschlagt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist ein Halbschnitt durch eine erste Ausführungs­ form der Erfindung.

Fig. 2 ein entsprechender Halbschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 ein Halbschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 ein Halbschnitt durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Zunächst wird eine Dichtung für eine Heckschraubenwelle gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 1 erläutert.

Die Abdichtung 1 dient zur Abdichtung zwischen einer Welle 2 oder einer auf der Außenseite der Welle sitzenden Muffe und einem Schiffsrumpf 3, aus dem die Welle 2 herausgeführt ist. Am Ende der Welle 2 ist eine Schiffsschraube 4 angedeutet.

Ein erstes Gehäuseteil 5 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 9 an dem Schiffsrumpf 3 angeordnet. Ein zweites Gehäuseteil ist als Ringgehäuse 6 ausgebildet. Ein drittes Gehäuseteil in Form eines Anpas­ sungsrings 7 und ein viertes Gehäuseteil in Form eines Abschlußrings 8 sind jeweils luftdicht in der Reihenfolge der genannten Gehäuseteile in Richtung des Meerwassers A angeordnet und unter Zwischenlage von Packungen 10 aneinander befestigt. Unter diesen Gehäuseteilen 5, 6, 7 und 8, die sämtlich ringförmig ausgebildet sind, hat nur das zweite Gehäuseteil oder das Ringgehäuse 6 einen Durchgang mit einem großen Durchmesser. Dieses Ringgehäuse 6 hat eine Ringausnehmung 11 in der inneren Umfangswand. Diese Ringausnehmung 11 nimmt zwei segmentförmi­ ge Dichtelemente 12 auf. Die segmentförmigen Dichtelemente 12 werden durch die Festspannkräfte von Ringspannfedern 13 an der Umfangsfläche der Welle 2 in dichter Anlage gehalten. Das Dichtelement 12 in der linken Seite der Fig. 1 wird durch die Spannkraft einer Schraubenfe­ der 14 an dem Anpassungsring 7 in dichter Anlage gehalten. Die Schrau­ benfeder 14 ist abstützend zwischen die einander gegenüberstehenden Flächen der Dichtelemente 12 eingelegt. Das Dichtelement 12 auf der rechten Seite der Fig. 1 wird an der Endfläche des Gehäuseteils 3 in dichter Anlage gehalten. Ein Stift 16 ist in dem ersten Gehäuseteil 5 befestigt und reicht durch koaxiale Kanäle 15 in beiden Dichtelemen­ ten 12, damit sich die segmentförmigen Dichtelemente 12 gegenüber dem Gehäuseteil 5 nicht drehen können.

Eine Lippendichtung 17 ist zwischen dem dritten und vierten Gehäuseelement 7 und 8 gehalten und befestigt. Eine Ringlippe 18 mit einer daran befestigten Ringspannfeder 19 ist in enger Anlage an der Außenfläche der Welle 2 gegenüber dem Meerwasser A gehalten. Eine mechanische Dichtung 20 befindet sich auf der Schmierölseite B der segmentförmigen Dichtelemente 12. Diese mechanische Dichtung 20 um­ faßt einen Gleitring 21, der fest in den Innenumfang einer Schulter des ersten Gehäuseteils 5 eingepaßt ist, und einen Gleitring 24, der auf der sich drehenden Seite durch einen Stift 23 gegenüber einem Abdeckring 22, der auf der Welle 2 befestigt ist, festgehalten ist.

Der Gleitring 24 dreht sich also mit der Welle und bildet eine abdich­ tende Gleitfläche 25 innerhalb der Auflagefläche zwischen den beiden Gleitringen 21 und 24. Der Gleitring 24 auf der drehbaren Seite ist gegenüber dem Gleitring 21 auf der festen Seite mittels einer Schrau­ benfeder 26 vorgespannt.

Eine Druckmittelspeiseleitung 27 dient zur Einleitung von Druck­ gas in das Innere der Ringausnehmung 11, die durch die segmentförmi­ gen Dichtelemente 12 auf der Seite des Schiffsrumpfes 3 abgeschlossen ist. Eine Druckleitung reicht durch die Gehäuseteile 5 und 6 und geht vom Schiffsrumpf aus. Damit kann Druckgas aus einer nicht dargestell­ ten Druckgasquelle in die Ringausnehmung 11 eingeleitet werden. Eine Leckflüssigkeitsleitung 28 ist von der Druckmittelspeiseleitung 27 getrennt. Die Leckflüssigkeitsleitung 28 geht von einem Raum zwischen dem segmentförmigen Dichtelement 12 und der mechanischen Dichtung 20 aus, um Flüssigkeit, die in diesen Raum ausgeleckt ist, in das Innere des Schiffs abzuleiten.

Die beschriebene Abdichtung 1 für eine Heckschraubenwelle verhin­ dert ein Eindringen von Meerwasser A in das Schiff und ein Auslecken von Schmieröl B in den Außenraum des Schiffes. Normalerweise sind die Druckmittelspeiseleitung 27 der Druckgaszufuhr und die Leckflüssigkeislei­ tung 28 während des Abdichtbetriebs in Funktion. Andererseits verhin­ dern auch die Lippendichtung 17 und die segmentartigen Dichtelemente 12 ein Eindringen von Merrwasser A. Insbesondere die segmentartigen Dichtelemente 12 werden durch das eingeleitete Druckgas innerhalb der Ringausnehmung 11 auf der Rückseite gespannt und gegen die Welle 2 und den Anpassungsring 7 fest angepreßt, um die Dichtwirkung an die­ sen Teilen zu erhöhen. Wenn außerdem der Druck des Druckgases erhöht wird, tritt das Druckgas durch den Dichtteil und ist umgekehrt in dem Raum zwischen der Lippendichtung 17 und den segmentförmigen Dichtele­ menten 12 wirksam oder es wird durch den Meerwasserdruck innerhalb dieses Raumes im Gleichgewicht gehalten, so daß sich ein Dichteffekt zeigt. Wenn außerdem der Raum mit Druckgas gefüllt ist, wirkt auf die Lippendichtung 17 in Rückdruck, um die Lippendichtung 17 in einem Zwischenzustand zu halten, in dem die Kraft zum Anpressen an die Welle 2 verschwindet. Dadurch werden eine vorzeitige Abnutzung, Ver­ formung oder ähnliche Beeinträchtigungen des Lippendichtelements 17 verhindert. In diesem Fall wirkt die Lippendichtung 17 als Staudich­ tung, die das Eintreten von Fremdkörpern in das Schiff verhindert. Wenn aber der Druck des Druckgases abfällt, wird die Lippendichtung 17 durch den Meerwasserdruck in enge Anlage an die Welle 2 gedrückt, so daß sie automatisch als erste Abdichtung gegenüber dem Meerwasser wirksam ist. Für das Schmieröl B wirkt andererseits die mechanische Dichtung 20 als erster Abdichtteil, um ein Auslenken zu verhindern. Auch wenn Schmieröl durch diesen Abdichtteil auslecken sollte, ist ein Auslecken in den Außenraum des Schiffes durch die segmentförmigen Dichtelemente 12 ausgeschaltet. Wenn Schmieröl in den Raum zwischen der mechanischen Dichtung 20 und dem segmentförmigen Dichtelement 12 eindringt, tritt das Öl durch den Abdichtteil des segmentförmigen Dichtelements 12 und wird zusammen mit dem eingedrungenen Druckgas in den Innenraum des Schiffs durch die Leckflüssigkeitsleitung 28 zurück­ geführt. Es erfolgt eine Wiederaufbereitung. Die Abdichtung für die Heckschraubenwelle bietet also eine vollständige Abdichtung gegenüber Meerwasser A und Schmieröl B in der beschriebenen Weise.

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung un­ ter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. In Fig. 2 sind zur Kennzeichnung gleicher Bauelemente die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 be­ nutzt. Es sind also eine Welle 2, ein Schiffsrumpf 3, eine Schiffs­ schraube 4, Gehäuseteile bzw. Ringe 5, 6, 7 und 8 eine Ringausneh­ mung 11, Dichtelemente 12, eine Lippendichtung 17, eine Druckgasspei­ seleitung 27 und eine Leckflüssigkeitsleitung 28 vorhanden.

Eine Abdichtung 30 mit diesen Bauelementen unterscheidet sich in der nachstehend beschriebenen Weise von der ersten Ausführungsform. Ein fünftes Gehäuseteil 31 ist in die Innenfläche einer Schulter des ersten Gehäuseteils 5 eingepaßt. Eine zweite Lippendichtung 32 ist zwischen den beiden Teilen 5 und 31 gehalten und befestigt. Ein sechstes Gehäuseteil 33 ist außerdem auf der Seite des Schmieröls B des fünften Gehäuseteils 31 angesetzt und ein drittes segmentförmiges Dichtelement 34 ist als schwimmendes Dichtelement in dem Raum zwischen den beiden Teilen 31 und 33 wirksam. Das segmentförmige Dichtelement 34 ist durch eine Ringspannfeder 35, die in die Außen­ fläche des Dichtelements eingepaßt ist, mit der Umfangsfläche der Welle 2 in enge Einwirkung gebracht. Eine Schraubendruckfeder 36 hält das Dichtelement 34 in enger Einwirkung mit dem fünften Gehäuseteil 31. Ein nicht dargestellter Anschlagstift hält die Schraubendruckfeder 36 innerhalb des sechsten Gehäuseteils 33 fest. Eine Leitung einer zweiten Leckflüssigkeitsleitung 37 mündet in den Raum zwischen der Lippendichtung 32 und dem segmentförmigen Dichtelement 34 und er­ streckt sind von dem fünften Gehäuseteil 31 zu dem ersten Gehäuseteil 5. Die erste und zweite Leckflüssigkeitsleitung 28 und 37 können in eine gemeinsame Leitung innerhalb des ersten Gehäuseteils 5 oder des Schiffsrumpfes 3 einmünden und dann gemeinsam eine Aufnahmevorrich­ tung wie eine Pumpe benutzen.

Die Abdichtung 30 der beschriebenen Art hat eine ähnliche Wir­ kungsweise und Abdichtwirkung einer meerwasserbeständigen Dichtung wie die zuvor beschriebene Ausführungsform. Für das Schmieröl B wird der erste Dichtteil durch das dritte segmentförmige Dichtelement 34 gebildet, damit die Leckmenge weitgehend herabgesetzt wird, auch wenn Schmieröl durch den Dichtteil ausleckt. Infolgedessen läßt sich mit­ tels der Lippendichtung 32 eine genügende Abdichtwirkung erreichen. Die Leckmenge kann durch die zweite Leckflüssigkeitsleitung 37 ohne Schwierigkeiten in den Schiffsrumpf zurückgeführt werden.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die schwimmende Ringdichtung 65 umfaßt eine Doppeldichtung 66, 67, deren Rückflächen einander gegenüberstehen. Beide Dichtelemente 66 und 67 werden durch einen gemeinsamen Mitnehmerstift 68 an einer gegenseitigen Drehung gehindert. Die erforderliche Anzahl von Schrau­ bendruckfedern 69 ist zwischen den Dichtelementen 66 und 67 angeord­ net.

Im folgenden wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung un­ ter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.

Eine Welle 72 ist durch ein Gehäuse hindurchgeführt, von dem die Gehäuseteile 75, 76 und 77 teilweise dargestellt sind. Der Innendurch­ messer der Gehäuseteile 76 ist größer als der Innendurchmesser der Gehäuseteile 75 und 77. In der dadurch gebildeten Ringausnehmung 85 findet ein druckbeständiger Hohlring 86 aus Gummi Aufnahme.

Der innere Umfangsteil 86 e dieses Hohlringes 86 besteht aus synthetischem Gummi oder einem Fluorharz. Diese Stoffe haben eine sehr gute Abriebbeständigkeit und erhöhen den Abriebwiderstand. Dieser innere Umfangsteil 86 e trägt eine Mehrzahl von Ringrippen, die kontinuierlich über die Innenfläche reichen und von denen drei darge­ stellt sind. Diese Ringrippen dienen als Abdichtteile in Eingriff mit der Welle 72, damit der Innenraum 86 c mit den Rinnenabschnitten zwi­ schen zwei Umfangsrippen verbunden ist. Eine Druckmittelspeiseleitung 87 reicht vom Innern des Schiffsrumpfes zu dem Innenraum 86 c des druckbeständigen Hohlrings 86 und dient zur Zufuhr von Druckmittel aus einer nicht dargestellten Druckmittelquelle im Innern des Schiffs­ rumpfes zum Innenraum 86 c.

Bei dieser Abdichtung wird über die Speiseleitung 87 Druckmittel in den Innenraum 86 c des druckbeständigen Hohlrings 86 eingeleitet. Das Druckmittel tritt aus dem Innenraum 86 c durch die schmalen Durch­ gänge 86 d hindurch und füllt einen Rinnenraum mit dreieckförmigem Querschnitt, der durch die geneigten Flächen benachbarter Umfangsrip­ pen und die Umfangsfläche der Welle 72 gebildet wird. Dadurch erfolgt eine Druckentlastung für den Innenraum 86 c und diesen Raum, so daß der Hohlring 86 mit kleiner Kraft an der Welle 72 in Anlage gebracht wird. Wenn weiteres Druckmittel zugeführt wird, durchbricht das Druck­ mittel einen Dichtabschnitt zwischen dem Hohlring 86 und der Welle 72 und strömt in die seitlich anschließenden Räume. Dieses Druckmittel dient in der bereits beschriebenen Weise zum Aufbau eines Stützdrucks und zur Absperrung von Meerwasser und Schmieröl. Auch wenn die Druck­ mittelzufuhr aus irgendeinem Grunde ausfällt, wirkt der Hohlring gegen ein begrenztes Auslecken als Sekundärdichtung, so daß die Dicht­ wirkung bis zu einem gewissen Grad in Verbindung mit der Wirkungswei­ se der Leckflüssigkeitsleitung 28 aufrechterhalten wird.

In einer Abdichtung für eine Heckschraubenwelle nach der Erfin­ dung findet normalerweise ein segmentförmiges Dichtelement, eine Lip­ pendichtung, eine mechanische Dichtung und dergleichen Verwendung und bildet eine mehrstufige Abdichtung. Ein Druckmittel wird mit einem entsprechenden Druck in der beschriebenen Weise eingeleitet. Man er­ hält dadurch nicht nur eine hervorragende Dichtwirkung sowohl gegen­ über Meerwasser als auch gegenüber Schmieröl, sondern, die Lippendich­ tung oder das andere Dichtelement auf der Seite des Meerwassers kann durch den Druck des Druckmittels entlastet werden, so daß dadurch eine Beschädigung der mechanischen Abdichtung ausgeschaltet wird. Dies trägt zur Erhöhung der Lebensdauer der gesamten Anordnung bei. Eine Verunreinigung des Meerwassers läßt sich wirksam ausschalten. Damit sind zahlreiche Schwierigkeiten der Umweltverschmutzung behoben.

Claims (3)

1. Dichtung für eine Heckschraubenwelle, an deren Außenumfang ein Ringgehäuse angeordnet ist, wobei innerhalb eines Spaltes zwi­ schen der Welle und dem Ringgehäuse zur Bildung eines mehrstufigen Dichtteils zwischen Meerwasser und Schmieröl mehrere Dichtelemente an­ geordnet sind und wobei Druckmittel über eine Druckmittelspeiselei­ tung in eine Ringausnehmung in dem Ringgehäuse eingeleitet wird, in dem eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, die durch ein Druckmittel vorgespannt wird, wobei auf der Seite des Meerwassers zusätzlich eine Lippendichtung und auf der Seite des Schmieröls eine weitere Dichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung in der Ringausnehmung (11) durch ein Dichtelement (12, 86) gebildet wird, das durch das als Druckmittel eingesetzte Druckgas an die zwei entgegengesetzt gerichteten Dichtflächen angedrückt wird.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement aus zwei Dichtungsrippen (12) besteht, die aus Ringseg­ menten zusammengesetzt sind.

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelement ein druckbeständiger Hohlring (86) mit mehreren sich über die gesamte Innenfläche erstreckenden und einen Dichtbereich bildenden Radialrippen (86 a) vorgesehen ist und daß Löcher (86 d) von dem Innenraum des Hohlringes in den Raum zwischen den Radialrippen führen.