DE3413527C2 - - Google Patents
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- DE3413527C2 DE3413527C2 DE19843413527 DE3413527A DE3413527C2 DE 3413527 C2 DE3413527 C2 DE 3413527C2 DE 19843413527 DE19843413527 DE 19843413527 DE 3413527 A DE3413527 A DE 3413527A DE 3413527 C2 DE3413527 C2 DE 3413527C2
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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.
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