DE3510320A1 - Stevenrohrabdichtung - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stevenrohrabdichtung eines Schiffes oder eine ähnliche Abdichtungsanordnung, bei der beispielsweise an einer Propellerwelle ein ölgeschmiertes Lager gegen das Wasser abzudichten ist und sowohl das Austreten von Öl wie auch das Eindringen von Wasser verhindert werden muß.

Es gibt bereits eine Vielzahl von Abdichtungsanordnungen, bei denen mit Hilfe von elastischen Dichtungsringen oder Gleitringen eine Trennung von öl und Wasser erreicht werden soll. Bei einigen dieser Vorschläge wird eine zwischen Dichtungselementen abgeteilte Kammer verwendet, in der eindringende Leckflüssigkeiten aufgefangen und aus ihr über eine Leitung in die Bilge abgeführt werden. Bei anderen Abdichtungsanordnungen ist vorgesehen, das öl in einer Ölkammer über eine Leitung zu kontrollieren und gegebenenfalls auch auszuwechseln. Da die räumlichen Verhältnisse im Bereich des Stevenrohres aber sehr beengt sind und nur geringe Flüssigkeitsmengen durch die Leitungen zu bringen sind, können bei hinteren Abdichtungen die Leitungswiderstände so groß werden, daß keine Flüssigkeit mehr hindurchfließt. Es gibt ferner Wellenlagerungen, bei denen ein natürliches Gefälle, z.B. wegen eines abwärts geneigten Wellenendes oder der Anordnung des Antriebs am unteren Ende des Beines einer sehwimmenden Plattform nicht angewendet werden kann. Wegen verhältnismäßig großer Leitungswiderstände sowie bei Überschreitung der max. Saughöhe ist ein Absaugen von Flüssigkeiten durch Pumpen, die in einiger Entfernung von der hinteren Abdichtung im Schiff aufgestellt werden, häufig nicht möglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine erzwungene Strömung in einem flüssigen Medium für einen Durchfluß oder einen Abfluß aus einer Kammer an einer Stelle, beispielsweise einer hinteren Abdichtungsanordnung eines Stevenrohres, zu erzeugen, an der andere Pumpen wegen der langen Leitungen nur schwer wirksam werden oder nicht direkt untergebracht werden können.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Abdichtungsgehäuse eine kleine Verdrängerpumpe untergebracht wird, deren Arbeitsraum in einer mit der Kammer verbundenen Leitung liegt, und deren Verdrängungselement durch einen Nocken der Welle bewegt wird. Die Pumpenanordnung umfaßt neben dem Verdrängungselement ein Saugventil und ein Druckventil. Für das Absaugen beispielsweise von Leckflüssigkeit aus einem Leckageraum wird das Saugventil zweckmäßigerweise unmittelbar an der tiefsten Stelle des Leckageraums angeordnet. Das Druckventil kann ebenfalls innerhalb der Abdichtungsanordnung untergebracht werden, wobei aber je nach den räumlichen Verhältnissen in der Abdichtungsanordnung und im Stevenrohr gegebenenfalls auch eine etwas entferntere Anbringung möglich ist.

Der Durchmesser einer Propellerwelle beträgt bei größeren Schiffen etwa 300 bis 1.000 mm. Für die Entfernung von Leckflüssigkeiten aus einem Leckageraum genügt eine Kolbenpumpe mit einem Hub von etwa 2 bis 5 mm und mit einem Kolbendurchmesser von 5 bis 12 mm. Ein für diesen Hub ausreichender Nocken oder eine entsprechende Exzentrizität der Welle beziehungsweise eines auf der Welle sitzenden ringförmigen Teiles wirken sich praktisch nicht auf die Welle und deren Schwingungsverhalten aus. Mit der kleinen Pumpe ist ein Förderdruck zu erreichen, der einer Förderhöhe von 60 m entspricht. Bei drehender Welle wird die Pumpe stets angetrieben. Sie muß daher insbesondere bezüglich ihrer Lagerungen so ausgebildet sein, daß sie auch in trockenem Zustand arbeiten kann. Die Teile der Pumpe müssen außerdem aus seewasserfestem und ölfestem Material bestehen. Die Verdrängerpumpe kann auch als Membranpumpe ausgebildet sein. Die Ventile sind zweckmäßigerweise als selbsttätige Rückschlagventile ausgebildet. Die Pumpenanordnung ist je nach den Be-

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triebsverhältnissen, mit denen bei einer Abdichtung zu Während in Fig. 1 Saugventil 21 und Pumpe 22 in

rechnen ist, auszubilden, wobei auch von den zuvor an- axialer Richtung nebeneinander dargestellt sind, zeigt

gegebenen Abmessungen abgewichen werden kann Fig. 2 die Anordnung dieser Teile in Umfangsrichtung

oder mehrere Nocken an der Welle angeordnet werden nebeneinander, was zur Verringerung der Baumaße der können. 5 Abdichtungsanordnung bevorzugt wird. Der Zulauf zu

Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung ist nicht dem Saugventil liegt an der tiefsten Stelle des Ringraunur geeignet, Leckflüssigkeit aus einem Leckageraum in mes. Eine etwas höhere Anordnung des Saugventiles ist einen gegebenenfalls höher gelegenen Sammeltank zu jedoch möglich, wenn eine gewisse Menge an Leckflüsfördern, sondern auch eine Strömung durch einen mit Öl sigkeit zur Schmierung der Lippendichtungen in der gefüllten Ringraum zu erzwingen oder in einer mit Was- io Leckagekammer verbleiben soll. Fig. 2 zeigt außerdem ser gefüllten Kammer einen höheren Druck zu erzeu- als bevorzugte Ausführung die Anordnung des Druckgen, um gegen den Druck des umgebenden Seewassers ventile in dem Abdichtungsgehäuse nahe der Pumpe,
einen spülenden Wasserstrom durch die äußere Dich- Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten eines Beispiels für tung zu drücken. eine Pumpenanordnung mit einer Kolbenpumpe. In ei-

Weitere Einzelheiten der Erfindung und Beispiele für 15 ner Bohrung 30 eines Einsatzteiles 39, das beispielsweise

ihre Anwendung ergeben sich aus den Ansprüchen und in den den Leckageraum 14 enthaltenden Gehäusering

aus den anhand der Zeichnungen beschriebenen Aus- 53 eingesetzt wird, ist ein aus dem Kolben 31 und dem

führungen. Stößel 32 bestehendes Verdrängungselement radial (in

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungs- Bezug auf die Mitte der Welle 1) verschiebbar und wird beispiele vereinfacht und zum Teil schematisch darge- 20 durch eine Feder 33 an den Umfang der Laufbuchse 2,

stellt. Es zeigt der den Nocken 6 umfaßt, angedrückt. Wenigstens der

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Abdichtungsan- Stößel 32 ist in einem Ring 34 aus einem geeigneten

Ordnung mit einer Pumpe an einem Leckageraum, Kunststoff gelagert, der auch eine trockene Reibung

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil einer Ab- über längere Zeit zuläßt. Ein Befestigungsring 35 hält dichtungsanordnung, der die Pumpe und die zugehören- 25 die Pumpe in der Bohrung 30. In einer weiteren Bonden Ventile enthält, rung 36 ist das Saugventil 21 untergebracht. Durch ei-

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die untere Hafte einer nen Kanal 20a fließt das angesaugte Medium in den

Abdichtung mit axial angedrückten Gleitringen mit ei- Arbeitsraum 30a des Kolbens 31 und wird von diesem

ner Pumpe an dem Leckageraum zwischen den Gleitrin- durch eine Leitung 20b dem Druckventil 23 zugeführt,

gen, 30 das in einer Bohrung 37 sitzt, an die über ein Gewinde-

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer teil 38 eine nicht dargestellte Druckleitung anschließt,

Abdichtung, bei der mittels der Pumpe gefiltertes See- die in diesem Beispiel außerhalb des Abdichtungsgehäu-

wasser in einen Ringraum eingedrückt wird, ses verlaufen würde. Die Rückschlagventile 21,23 sind

Fig. 5 eine hintere Abdichtungsanordnung mit Mem- als federbelastete Kugelventile dargestellt, andere,einen

branpumpen, wobei eine Pumpe Leckflüssigkeit aus ei- 35 Durchfluß in nur einer Richtung zulassende Ventile, sind

nem Leckageraum entfernt und eine weitere Pumpe das jedoch verwendbar.

Schmiermittel aus einem unter Druck stehenden Ring- Bei der doppelwirkenden Gleitringdichtung nach

raum zu einem höher gelegenen Ölkühler fördert. Fig. 3 werden zwei Gleitringe 41,42 zum Beispiel aus

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stevenrohrabdichtung Kunstkohle gegen einen auf der Welle 1 befestigten befindet sich auf der Welle 1 eine Laufbuchse 2. Die 40 Gegenring 40 gedrückt, wobei ein Leckageraum 44 den Welle 1 ist in einer Lagerbuchse 3 in der Stevennuß 4 Gegenring 40 umgibt. Die Gleitringe 41,42 sind in Haigelagert, an der das Abdichtungsgehäuse 5 befestigt ist, terungsringen 45,46 befestigt, die durch Federn welches aus mehreren Gehäuseringen 51,52,5334 be- 47,48 zusammengedrückt werden und in einer Bohrung steht. Das Gehäuse 5 enthält wenigstens eine hintere 43 eines Gehäuseringes 55 axial verschiebbar sind. An Lippendichtung 11, die einen Leckageraum 14 gegen 45 dem Leckageraum 44 sind das Saugventil 21 und die das Eindringen des umgebenden Seewassers schützt. Pumpe 22 angeordnet, die durch einen Nocken 49 am Zwischen zwei weiteren Lippendichtungen 12,13 befin- Umfang des Gegenrings 40 angetrieben wird. Beispielsdet sich ein Ringraum 15, der öl enthält. Vor der Dich- weise über die Gleitringdichtung 41 eindringendes Seetung 13 liegt der ebenfalls mit öl gefüllte Raum 16 des wasser und über die Gleitringdichtung 42 eindringendes Lagers. Durch die Dichtungen 11 und 12 etwa in den 50 Öl werden durch die Pumpe 22, die Leitung 20 und das Leckageraum 14 eindringende Leckflüssigkeiten wer- Druckventil 23 abgeführt. Diese Anordnung mit Gleitden über eine Leitung 20 abgeführt. Erfindungsgemäß ringdichtungen und einer an dem Leckageraum absausind in der Leitung 20 ein Saugventil 21, eine Verdrän- genden Verdrängerpumpe ist auch für größere Wassergerpumpe 22 und ein Druckventil 23 angeordnet, wobei tiefen geeignet, wie sie beispielsweise bei einem Antrieb sich gemäß Fig. 1 und 2 das Saugventil 21 an dem zu 55 an einem Bein einer schwimmenden Plattform vorkomentleerenden Raum 14 befindet und der Verdränger der men, da sie eine Förderung der Leckflüssigkeiten zu Pumpe 22 in direktem Kontakt steht mit einem Nocken einem sehr viel weiter oben in dem Bein gelegenen Sam-6 oder einer entsprechenden exzentrischen Ausbildung meltank ermöglicht.

eines mit der Welle 1 umlaufenden Teiles z.B. der Lauf- Die Abdichtungsanordnung nach Fig. 4 enthält hinter buchse 2. Bei laufender Welle 1 wird durch die Pumpe 22 60 der äußeren Dichtung 11 einen Raum 60, in dem gereiständig aus dem Leckageraum 14 abgesaugt und über nigtes Seewasser mit geringem Überdruck eingeleitet die Leitung 20 gefördert, wobei die Leitung 20 und eine wird, um die Dichtung 11 durch das ausgedrückte, sauweiterführende Leitung 24 hinter dem Druckventil 23 bere Wasser zu spülen und den Eintritt von Schmutz in auch ansteigend verlaufen können. den Raum 60 zu verhindern. Nach vorne wird der Raum

Damit in dem Raum 14 kein für die benachbarten 65 60 in diesem Beispiel durch eine Gleitringdichtung ab-

Dichtungen nachteiliger Unterdruck entstehen kann, geschlossen, an die sich ein Leckageraum 64 anschließt,

kann eine Belüftungsleitung 25 zu dem Raum 14 vorge- auf den hinter einer Dichtung 67 ein ölgefüllter Raum

sehen werden. eines Lagers folgt. Auf der Welle 1 sitzt ein Halterungs-

ring 61, an dem ein Gleitring 62 aus Kunstkohle befestigt ist. Ein Gegenring 63 ist an einem Gehäusering 56 axial verschiebbar und wird durch Federn 65 an den Gleitring 62 angedrückt. Eine Dichtung 66 dichtet zwischen Gegenring 63 und Gehäuse ab.

An dem Halterungsring 61 ist ein Nocken 69 ausgebildet, der die Verdrängerpumpe 22 betätigt. Über ein Ansaugventil 21 und ein Filterelement 71 wird Seewasser durch eine Leitung 70 angesaugt und mittels der Pumpe 22 über das Druckventil 23 in den Raum gedrückt, wobei der Druck in dem Raum über den des umgebenden Seewassers erhöht wird, so daß die nach außen gerichtete Lippendichtung 11 gegen den See wasserdruck von der Welle 1 abgehoben wird und eine Spülung erfolgt. Hierdurch wird vermieden, daß etwa mit Seewasser durch die Dichtung 11 eindringende abrasive Stoffe zu einem schnellen Verschleiß der Gleitringdichtung führen.

Die Stevenrohrabdichtung nach Fig. 5 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 1, und für übereinstimmende Teile sind dieselben Bezugszeichen verwendet. Es ist aber sowohl am Leckageraum 14 als auch in dem öl enthaltenden Ringraum 15 eine Pumpe 22a und 22b mit einem Ansaugventil 21 und mit einem nachgeschalteten Druckventil 23a, 23b angeordnet. Außerdem sind die Pumpen 22a£2b als" Membranpumpen dargestellt, die durch Nocken 6a,6i» bewegt werden. Die flexiblen Membranen 80 können, wie dargestellt, durch Federn 81 oder durch eine in ihnen selbst bestehende Federspannung an die Nocken auf der Welle angedrückt werden.

Die Pumpe 22a entfernt eingedrungene Leckflüssigkeiten aus dem Leckageraum 14 und drückt sie über die Leitungen 20,24 zu einem höher gelegenen Auslauf, aus dem sie z.B. in einen nicht gezeigten Sammeltank abfließen können.

Die Pumpe 22b zieht Öl aus dem Ringraum 15 ab und drückt es über die Leitungen 74,75 in einen ölkühler 76 oder einen entsprechenden Tank, in dem das öl abkühlt und sich gegebenenfalls Verschmutzungen absetzen. Aus dem Tank 76 fließt das Öl in den Ringraum 15 über die Zuleitung 77 zurück. Die Entnahme von öl durch die Pumpe 22b bewirkt eine ständige ölströmung durch den Ringraum 15. Entsprechend der statischen Höhe des ölkühlers 76 über der Abdichtung kann in dem Ringraum 15 ein Druck aufrechterhalten werden, der höher ist als der Druck in dem Raum 16 des Lagers und gegebenenfalls auch höher als der Seewasserdruck.

Neben den dargestellten Ausführungsbeispielen für Stevenrohrabdichtungen, die noch in verschiedener Hinsicht konstruktiv verändert und den Abdichtungs-Verhältnissen abgepaßt werden können, kann die Erfindung auch bei ähnlichen Abdichtungsanordnungen und sogar bei Abdichtungen an vertikalen Wellen angewendet werden. In allen diesen Fällen kann es vorteilhaft sein, daß die Pumpe direkt oder unmittelbar neben der Kammer angeordnet wird, aus der ein flüssiges Medium durch einen beachtlichen Strömungswiderstand oder eine entsprechende Steigung aufweisende Leitungen zu entfernen ist.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Stevenrohrabdichtung mit wenigstens einer die Welle umgebenden, durch Dichtungselemente abgeteilten Kammer, die mit einer Leitung zur Zu- oder Abführung eines flüssigen Mediums versehen und in einem Abdichtungsgehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abdichtungsgehäuse (5) eine Verdrängerpumpe (22,22a) untergebracht ist, deren Arbeitsraum (30a,) in einer mit der Kammer (14,15,44,60) verbundenen Leitung (20,70,74) liegt und deren Verdrängungselement (31, 80) gegen die Kraft einer Feder (33) durch einen Nocken (6,49,69) angetrieben wird, der sich auf der Welle (1) oder einem mit der Welle umlaufenden Teil (2,40,61) befindet, und deren eines Ventil (21,22) an der Kammer (14,15,44,60) angeordnet ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil (21) an der Kammer (14,15,44) und das Druckventil (23) in einer von der Kammer wegführenden Leitung (20, 74) angeordnet sind.

3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdrängerpumpe (22) enthaltende Kammer ein Leckageraum (14,44) zum Auffangen von durch die Dichtungselemente (11,12,41,42) sickernden Flüssigkeiten ist und die an das Druckventil (23) anschliessende Leitung (24) zu einem Sammeltank führt.

4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leckageraum (14) eine Belüftungsleitung (25) führt.

5. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdrängerpumpe (22) enthaltende Kammer ein mit einem Schmiermittel für die Dichtungselemente (12,13) gefüllter Ringraum (15) ist und die an das Druckventil (236^ anschließende Leitung (75) zu einem höher gelegenen Ölkühler (76) führt, und von diesem eine Zuleitung (77) in die Kammer (15) zurück verläuft.

6. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdrängerpumpe (22) enthaltende Kammer ein mit Wasser gefüllter Ringraum (60) ist und daß das mit der Pumpe (22) verbundene Druckventil (23) in einer Wasser mit Druck zuführenden Leitung (70) an den Ringraum (60) liegt, wobei der Druck des durch die Leitung (70) zugeführten Wassers höher als der Druck des die Abdichtungsanordnung umgebenden Seewassers ist.

7. Abdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil (21) über ein Filter (71) mit dem umgebenden Seewasser in Verbindung steht.

8. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe als Kolbenpumpe (22) ausgebildet ist.

9. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe als Membranpumpe (22a,22,b) ausgebildet ist.