DE1961639A1

DE1961639A1 - Schiffsschraubenwellenrohrabdichtung

Info

Publication number: DE1961639A1
Application number: DE19691961639
Authority: DE
Inventors: Brandt Willem Matthijs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-12-17
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1970-07-02
Also published as: US3632120A; BE751027A; NL6818088A; GB1269285A; JPS4816278B1; DE1961639B2; DE1961639C3; FR2026355A1; NL146586B

Description

Dipl.-Ing. Dr. Reeder
Dr. Röbe-Olhnanns 19616

02Wl«baden,Do»zh.i_m._rSfr.dl BI-3375 Dr.RO.'Sch

Willem Matthijs Brandt/ Leiden (Niederlande)

Schiffsschraubenwellenrohrabdichtung

Die '£rfindung bezieht sich auf eine Scbiffsschraubenwellenrohrabciichtung, bestehend aus einem mit der Schraubenwelle rotaionsfest und abdichtend verbundenen radialen ersten Flansch und einem rationsfest und abdichtend mit dem Rohr verbundenen radialen zweiten Flansch, zwischen welchen Flanschen sich Abdichtungsmittel befinden. Diese Abdichtungsmittel bestehen bei den bekannten Ausführungen aus einer Schicht einer Flüssigi<eit, z.O. öl, mit dem gleichfalls die Reibung zwischen den drehenden Teilen verringert wird, unö mit den) oie entwickelte Reibungswärme abgeführt werden kann»

Diese bexannten Abdichtungskoniruktionen weisen verschiedene Nachteile auf. Ein Nachteil ist, daß das ül, das fortwährend über die Abdichtungsflächen aus dem schiff läuft, erhebliche Kosten und Ölverluste mit sich bringt, Iveifcer liegt die Schwierigkeit vor, dai3 die Wärmeentwicklung, und zwar vor allem bei schnelldrehenden Schraubenwellen, zu einer verringerten Viskosität des ^:Jls führt, wodurch meistens metallische Brührung entsteht, die gegeneinander drehenden Flansche aufeinanderlaufen und in den sich !^rührenden Flanschen sich Rillen bilden, was zu häufigen Ausbesserungen und sogar Ersatz der Flanschen führt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Schraubenwellenrohrabdichtung, bestehend aus einem mit der Schraubenwelle

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rotctionsfest und abdichtend verbundenen radialen ersten Flansch und einem rotationsfest und abdichtend mit dem Rohr verbundenen radialen zweiten Flansch, zwischen welchen Flanschen sich flüssige Abaicntungsmittel befinden, zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden, zu;ninaest in beachtlichem Umfange verringert sind.

Diese aufgäbe wird dadurch gelost, daß zwischen dem ersten unci dem zweiten Flansch im Abaichtungamittel einer oder mehrere Zwiscnsnringe frei rotierbar angeordnet sind.

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Ein solcher frei aufgehängter jvjiychenring, der etwa die halbe Rotationsgef-ohwindigkeit der Schraubenwelle annimmt, verringert die totale lieibungsv/irkung derart, dass die Gefahr für Verringerung der \jchmier·»· mittelviskoaität durch Temperaturerhöhung erheblich kleiner wird.

In einer Vorzugsausführung nach der Erfindung wird der Zwischenring radial reichlich bewegbar aufgehängt. Bei dieser Anordnung wird der Zwischenring bei drehender Schraubenwelle eine exzentrische Bewegung machen, wasj zu einer oszillierenden Bewegung gegenüber den Planschen des ochraubenweilenrohref und der -Schraubenwelle führt, üa hat such geneigt, dasr dadurch die Bildung von Nuten vermieden wird, wodurch Aufbesserungen selten erforderlich rind und die wartungsfreie Periode einer Abdichtung nach der Erfindung erheblich länger als die der bekannten Abdichtungen ist.

Vorzugsweise wird das Organ, das den festen zweiten Flansch trägt, dem Jchraubenwellenrohr gegenüber flexibel aufgehängt, wodurch beim Jchwingen der .Schraubenwelle Anpassung an die periodisch wechselnde Winkellage des ochraubenwellenflansches erfolgen kann..

Der ölkreislauf in der Konstruktion nach der Erfindung Kann derart ausgeführt werden, nase eine gute ölzufuhr beidseitig des Zwischenringes gesichert ist. Das erfolgt nach der Erfindung dadurch, dass der Zwischenring mit Achsiallöchern versehen ist, welche die beiden Reibungsflächen miteinander in Stromungsverbindung bringen. Nach einer anderen Ausführungsform werden der erste und der zweite Flansch gleichfalls mit Achsialbohrungen versehen, die in solchem Radialabstand angeordnet Bind, dass sie mit den Achsiallöchern de? Swischenringee in ötrb'mungsverbindung kommen können.

Damit ein ununterbrochener Durchgang zwischen dem ersten und dem zweiten Flansch und dem Zwischenring aufrechterhalten werden Kann, ist der 3wi3chenring· an einer oder ϊπ beiden Seiten mit einer konzentrischen Kut vergehen, welche die lciisiallocher miteinander verbindet.

Sur Kl'ireiellung der Erfindung· wird unter Hinweis auf die 'ieionnung eine Anzahl Au.?führung5beispiele beschrieben. ■ S^ zeigeni

Fig. 1 einen Ächsialschnitt einer Abdichtung· gemass der Erfindung, abdichtend swisoiien dem Schraubenwellenrohr und dem Inneren des Schiffes}

Fig. 2 einen ^ichsi al schnitt einer sogenannten Dop-pelausführung der erfindungsgemÜBjen Ibdichtung, die gegen das Innere des ."ichiffeF und gegen das Aussenwas3er abdichtet.

In Fig. 1 ist eine Schiffsschraubenwelle 1 mit einem ötahlflansch versehen_f der rait bekannten Kitteln 3, ^₁ 5 rotationsfest auf diese befestigt ist. Siine Fackung 6 bewirkt Abdichtung mit der Weile 1. An des, fest Kit dem Schiff verbundenen dchraubenwellenrohr 7 ist ein Flansch 3 ansTs—

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ordnet, in de· abdichtend und flexibel ein Stahlflansch 10 mittels einer Packung 9 befestigt ist. Dieser Flansch 10 wird durch eine Anzahl, in Kreise angeordnete Federn 11 auswarte gedrängt. Zwisohen den Flanschen 2 und 10 ist ein Zwischenring 12 angeordnet, der gegebenenfalls alt reichlichem radiale· Spiel einer rohrförmigen Verlängerung 13 des Flansches 2 gegenüber frei rotierbar aufgehängt ist· Dieser Zwischenring 12 kann z.B. aus Bronze hergestellt eein. EiAe Olrundetreoke 14, die über einen in den Flansch 8 angeordneten Kanal 15 aus einem (nicht wiedergegebenen) holier liegenden Behälter gespeist wird, besteht aus einem Ringrau· 16, einem Ringraum 17, den in de· Flansch 2 angeordneten, radialen Kanälen 18, die sich an die Bohrungen 19 in de· Zwischenring 12, die Bohrungen 20 in dem Flansch 10 und die Bohrungen 21 in de· Flansch 8 anschliessen, worauf die Rundstrecke nach dem Schraubenwellenrohr 7 weitergeht, von dem sie wieder ,in den Ringraum 16 mündet .

Vorzugsweise befindet sich in dem Schraubenwellemrohr eine Manschette 22, durch welche die Verweilzeit des umlaufenden Öls in dem Schraubenweilenrohr verlängert wird, wodurch die Kühlung des Ols gefördert wird.

Die Wirkung der neuen Abdichtung ist wie folgt. Der mit der Schraubenwelle 1 mitrotierende Flansch 2 niamt den Zwischenring 12 ui etwa die Hilfti der eigenen Winkelgeschwindigkeit mit. Zwisohen den Berührungeflächen die Flansches 2, des Zwischenringes 12 und des Flansches 10 befindet sich eine Schicht 01, die durch die Relativbewegung der Berührungsflächen aufrechterhalten wird, wobei die Zufuhr des Öle durch die Pumpwirkung der radialen Kanäle 18 gefordert wird. An dem Aussenuafang der genannten Berührungsflächen tritt, gegen den an der Aussenseite herrschenden Druck_f fortwährend ein wenig 01 hinaus (siehe den Pfeil P). Wenn die Schraubenwelle exzentrisch rotiert und/oder eine Schlingbewegung macht, wird dadurch, dass der Flansch 10 flexibel aufgehängt ist, gesichert, dass die Flansche 2 und 10 nach wie vor an dem Zwischenring 12 anliegen. Dadurch wird auch bei einer schwingenden Schraubenwelle der Ölverbrauch gering bleiben.

Der Zwischenring 12 wird durch die rohrfSrmige Verlängerung 13 des Flansches 2 und den Flansch 10 derart eingeschlossen, dass der Ring eich in einer radialen Ebene über einen grösseren Abstand frei bewegen kafttt· Es hat sich gezeigt, dass der Zwischenring 12 dadurch gegenüber den Flanschen 2 und 10 exzentrisch rotiert, wodurch die Bildung von Nutin und Rillen in den Berührungsflächen vermieden wird.

Der Zwischenring 12 kann an einer oder an beiden Seitenflächen alt einem konzentrischen offenen, die Bohrungen 19 miteinander verbindenden Kanal 25 versehen sein.

In Fig. 2 ist eine sogenannte Doppelausführung der erfindungsgemlssen

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Abdichtung wiedergegeben, wobei gleichfalls eine andere Ausführung der Abdichtung an sioh gezeigt wird. Teile, die im wesentlichen dieselbe Funktion wie die Teile der einfachen Ausführung nach Fig. 1 haben, weisen in der DoppeXauefUhrung nach Hg. 2 entsprechende Besugssiffern auf, wobei sie jedoch gegebenenfalls ext eines oder Mehreren Akzenten versehen sind»

Das Schraubenwellenrohr 7* ist in der Piekschotte 30 befestigt. Xn den Sohraubenwellenrohr 7* ist ein losnehmbares Futter 31 angeordnet, das etwa in seiner Mitte einen inneren radialen Flansch 32 aufweist, welches Futter 31 duroh den Flansch 33 eingeschlossen wird, der an sich mit Bolzen 34 an dem Sohraubenwellenrohr 7* angeordnet ist.

Die swei Flansche sind alt bekannten Mitteln 3*t 4*, 5^f rotationsfett an der Schraubenwelle 1. angeordnet. Die Flansche 10* und 10" sind flexibel und abdichtend mit Hilfe einer Padding 9* in dem Futter 31 aufgehängt. An den Lauffläohenseiten sind die Flansche 2* und 2" und die Flansche 10' und 10" alt einer Lauffläche bildenden Auskleidung in Form von genau geschliffene», beispielsweise rostfreien Stahlringen 40» 41_f 42 und 43 versehen. Zwischenringe 12* und 12" befinden sioh «wischen den genannten Ringe 40, 41 bzw» 421 43« Sine Anzahl im Kreise angeordnete Druckfedern 46 drüoken die Ringe 40, 12*, 41 und die Ringe 42, 12*, 43 gegeneinander. Sie OlrundatreokM (siehe die Pfeile) wird gebildet durch den mit des (nicht wiedergegebenen) höher liegenden Ölbehälter in Verbindung stehenden Zufuhrkanal 47, den Hingraue HS die Kanäle 18« saw. 18", die Bohrungen 19* dxw. 19", die Kanäle 21'bzw. 21" in den Flanschen 10· bsw. 10", die Ringräuae 35 bzw. 36 und die nach de« (nicht wiedergegebenen) Behälter zurückführenden Leitungen 15* bzw. 15ⁿ» Pas zwischen den Laufringen 40, 4I und den Zwischenring 12* hinaustretende 01 (siehe den Pfeil P^Y) wird in der But 48 abgefangen, weiche Nut an ihrer.Unterseite eine AbfuhrSffnung aufweist (nicht wiedergegeben).

Bas ais der Abdichtung 42, 12ⁿ, 43 tretende Ol (siehe den gestrichelten Pfeil) drückt eine Klappe 49, die als Rückschlagklappe wirkt, fortwährend auf, nachdem des Ol in den mit Aussenwasser gefüllten Raun 50-tritt. Wenn die Schraubenwelle I stillsteht drückt das Aussenwasser die Klappe 49 an den Flansch 2" dicht, so dass beim Stillstehen kein Stellenwechsel von 01 und Aussenwasser erfolgt.

Die grosse Biegsamkeit der erfindungsgemässen Abdichtung schafft noch eine besondere Möglichkeit für die Lagerung der Schraubenwelle. Die bekannte Lagerung in Pockholz, d.h. in Pookholzschalen, die mit Längsnuten versehen sind und mit Wasser geschmiert werden können hat viele Vorteile und ist daher immer sehr gern angewendet worden, aber wegen des Nachteiles, dass das 3piel mit der Schraubenwelle ziemlich gross ist und die Abdichtungen dadurch Leckage zeigen werden, wenigstens zuviel Ol verbrauchen, hat man allmählich

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immer «ehr auf Anwendung des Pookholzlagers verzichtet. Wenn man jedoch die Abdichtung nach der Erfindung anwendet, kann man ein Pockholzlager wiederum ohne Nachteil anwenden. Durch die Kombination mit der Abdichtung nach der Erfindung ist es jetzt raö*glioh, die Pockholzlagerschalen 53 "it herumgepumpten Aussenwasser über die Bohrung 51 durchzuspülen (siehe den Pfeil)· Insbesondere beim Fahren in untiefen Flüssen dringt Meistens Sand in die Lager der Schraubenwelle. Gemäss der Erfindung wird nunmehr dae Aussenwasser, nachdem es von Sand und anderem öchautz gereinigt ist, z.B. durch eine (nicht wiedergegebene) Sandpumpe, in die Leitung 51 gepresst und fliesrt dann durch die Längsscblitze 52 der Pockholzlagerschalen 53 hinaus.

SrwÜnschtenfalls kann man zum Nachsehen und Ausbessern der erfindungsgemäscen Abdichtung oder zum Durchführungen einiger Erhaltungsarbeiten, diese nach einem frei liegenden Punkt auf der Schraubenwelle 1 schieben, dadurch dass den Flansch 33 gelöst wird, worauf das Futter 31 sit der ganzen Ab— dichtungskQnstruktion aufgeschoben werden kann.

Damit das auch erfolgen kann, ohne dass das Schiff gedockt wird, ist an de« zur Welle gekehrten Ende dee Futters 31 ein aufblasbarer Schlauch 54 angeordnet, der über eine Leitung 55 aufgepumpt werden kann und sich dadurch abdichtend um die Schraubenwelle t klemmt.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschrankt. So kann z.B» «ehe als ein Zwischenring zwischen Laufringenangeordnet werden* Auch ist eine Olrundstrecks mit extra Pumpdruck von den radialen Lochern in den «it der Schraubenwelle mitrotierenden Flansch nicht erforderlich, wahrend auch die ölrundstrecke an sich nicht erforderlich ist; der Zwischenring kann aus einem ölhaltigen Material hergestellt sein, wie s.B* aus 5lh«ltiger Sinterbronze. Auch kann für einen Zwischenring ein elastisches Material, z.B. Gummi gewählt werden.

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Claims

Ansprüche:

1·)) Schraubenwellenrohrabdichtung, bestehend aus einem —^ wit der Schraubenwelle rotationsfest und abdichtend verbundenen radialen ersten Flansch und einem rotationsfest und abdichtend mit dem Rohr verbundenen radialen zweiten Flansch, zwischen welchen Flanschen sich Abdichtungsmittel befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsmittel einen oder mehrere Zwischenringe (12) enthalten, die freirotierbar zwischen d«nt ersten (2) und dem zweiten Flansch (1O) aufgehängt sind.

2.) Schraubenwellenrohrabdichtung nach Anspruch 1, dacurch gekennzeichnet, oaii der Zwischenring (12) eine reichliche radiale Bewegungsfreiheit hat.

3.) Schiffsschraubenwellenrohrabdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (12) mit Achöinlb^hrungen (19) versehen ist zur Bildung eines Durchganges tür den FlüssigKeitsumlauf.

4.) SchiffsschraubenwellenrohraWichtung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsialbohrungen (19) des Zwischenringes (12) in Umfangsrichtung durch eine in einer Seitenfläche des Zwischenringes (12) angeordnete Nut (25) verbunaen sind.

5.) Schiffsschraubenwellenrohrabdichtung nach Anspruchs, oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (2) und der zweite Flansch (1O) «it Achsiallüchern (18,20,21) versehen sind, die, wenn üie Flansche (2,1θ) mit dem Zwischenring (12) Montiert sind, in die Achsiallöcher (19) aes Zwischenringes (12) münden können.

6·) Schraubenwellenrohrabdichtung nach einem der Ansprüche 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß cer erste

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Flansch (2) mit solchen Kanälen (1.8) der Flüssigkeitsrundstrecke Versehen ist, daß bei Rotation der ¹WeIIe (!) eine Zentrifugalpumpwirkung auf die Flüssig<eit ausgeübt wird.

7.) Schiffsschraubenwellenrohrabdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale zweite Flansch (lo) Cexibel (9) mit dem Rohr (7) verbunden ist,

S.) Schiffsscliraubenwellenrohr, versehen mit einer Abcichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Rohr PocKholzläger angeordnet sind, cie an ihren Innenflächen Längsnuten aufweisen, caourch gekennzeichnet, cai3 in der Wandung des bchrauDenwellenrohres (7) eine Zufuhrleitung (51) an cer von der welle (l) abgekehrten Seite der Pock holzlager (53) vorhanden ist, durch welche Zufuhrleitung (öl), Spülwasser eingeführt werden kann, cos über cie Längsnuten (52) der Pockholzläger (53) zu ceren Reinigung hinausgepreßt werden kann.

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