DE3216530C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehende mechanische Dichtungsan­ ordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Dichtungsanordnung wird beispielsweise und insbe­ sondere als Dichtung im Hecklager einer Schiffsschraube einge­ setzt. Bei derartigen Anwendungsfällen geht es darum, zwei Strömungsmittel, zum Beispiel Öl und Meerwasser, getrennt zu halten. Auf jeden Fall muß gewährleistet sein, daß das eine Strömungsmittel nicht auf die andere Seite der Dichtung ge­ langt, beispielsweise besteht das Problem darin, Meerwasser vor Ölverschmutzungen zu bewahren oder korrosive Strömungsmit­ tel zurückzuhalten.

Wenn die eingangs genannte Dichtungsanordnung ordnungsgemäß funktioniert, d. h. keinerlei Strömungsmittel über die beiden Flächendichtungen gelangt, wird die Aufgabe der Dichtung er­ füllt. Häufig passiert es jedoch, daß kleine Fremdkörper in den Bereich der Dichtflächen gelangen, so daß es zu Leckagen kommt.

Bei einer bekannten Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art (GB-11 95 132) steht mit dem Hohlraum zwischen den Flächen­ dichtungen über Ablaufkanäle eine Saugpumpe in Verbindung, die leckendes Öl aus dem Hohlraum absaugt. Eine Absaugpumpe außer­ halb des Dichtungsbereichs ist jedoch nicht nur kostspielig, sondern in manchen Fällen aus Platzgründen nicht oder nur schwer zu realisieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine drehende Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ohne spezielle Absaugpumpe der Abfluß von Leckagematerial aus dem Hohlraum zwischen den Flächendichtungen gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteil­ hafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Entgegen der bekannten Anordnung mit separater Saugpumpe zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß innerhalb des Hohlraums eine Pumpenausbildung vorgesehen ist. Dadurch lassen sich mit konstruktiv einfachem Aufwand sämtliche Leckageprodukte aus dem Hohlraum entfernen. Da die in dem Hohlraum ausgebildete Pumpenanordnung keine präzisions­ bearbeiteten Teile erfordern, wird die Funktionstüchtigkeit der erfindungsgemäßen Pumpenausbildung auch kaum durch Korrosion und andere abträgliche Einflüsse verschlechtert. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Pumpenausbildung die Form einer wendelförmigen Schnecke aufweisen, die als Schraube zum Entfernen des Leckageprodukts wirkt, vorzugs­ weise arbeitet die Pumpenausbildung jedoch als Fliehkraft­ pumpe durch entsprechend ausgebildete Taschen und diese trennende Schaufeln, die sich von dem Drehkörper (der Welle) spiralförmig nach außen erstrecken, mit der Folge, daß der Ablaufkanal nur in der Nähe des äußeren Umfangs des Hohlraums münden muß, hinsichtlich der Weiterführung nach außen jedoch keinerlei Beschränkungen unterlegen ist. Der durch die Pum­ penausbildung hergestellte Druck reicht in jedem Fall aus, das Leckageprodukt zuverlässig abzuleiten.

Durch Beobachten der über den Abfluß ausgetragenen Strömungs­ mittelmenge läßt sich auch eine Beschädigung der Dichtung feststellen; denn bei einem Fehler der Dichtung und einem damit einhergehenden Einbruch des Strömungsmittels in den Hohlraum steigt die Menge des über den Ablauf austretenden Fluids sprunghaft an.

Der Hohlraum kann faktisch vollständig ge­ reinigt werden, wobei somit die Langzeitauswirkungen der Korrosion in diesem Bereich wesentlich verringert sind. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Anordnung liegt darin, daß die Pumpenausbildung als Fliehkraft- Trenneinrichtung wirksam ist, so daß Flüssigkeit mit größerem spezifischem Gewicht nach außen geschleudert wird und den Hohlraum zuerst verläßt. Wenn somit bei­ spielsweise ein großer Wassereinbruch in den Hohlraum stattfindet, dann wird dieser Einbruch bzw. die Leck­ stelle deutlich am Ablauf sichtbar. Diese Anzeige lie­ fert eine Warnung für das Erfordernis von Reparatur­ arbeiten, weit bevor die Leckstelle nicht mehr hinge­ nommen werden kann, und zwar mit hinreichend Zeit, daß die Reparaturarbeiten mit einem geringstmöglichen Ein­ griff in den Betrieb des Schiffes geplant werden können, oder jenes beliebigen Gerätes, bei welchem die Dichtung verwendet wird.

Die Pumpenaus­ bildung umfaßt eine Anzahl von Schaufeln oder Flügeln, die den Hohlraum in getrennte Taschen unterteilen. Die Schaufeln oder Flügel bzw. Taschen können sich radial oder noch besser spiral­ förmig derart erstrecken, daß sie nach außen von der beabsichtigten Drehrichtung des Drehkörpers weg geneigt sind. Dies unterstützt das Ausstoßen von allem, was in den Hohlraum eintritt, indem das verschmutzte Material zu den äußeren Bereichen des Raumes geleitet wird.

Bevorzugt sind beide Flächendichtungen an einem gemein­ samen Teil getragen, welches sich zusammen mit dem Dreh­ körper dreht, und die Schaufeln sind durch Taschen in diesem Teil getrennt. Die beiden Flächendichtungen weisen bevorzugt einen Radialabstand auf, wobei sich der Ablaufkanal in den Hohlraum nahe der äußeren Flächen­ dichtung öffnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun lediglich beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schiff-Heckwellen­ dichtungsanordnung zeigt, und

Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II durch die Dichtungsanordnung zeigt.

Eine Propeller- bzw. Schraubenwelle 1, die eine Propeller­ nabe 2 trägt, ist im Inneren des Heckrahmens 3 eines Schiffs in einer Lagerung 4 angeordnet, welche mit Öl ge­ füllt bzw. gespült ist. Ein ortsfester Anlaufring oder Sitz 5 ist am Ende des Heckrahmens 3 befestigt und be­ findet sich in Berührung mit zwei konzentrischen inneren und äußeren, rotierenden, radialen Dichtungen 6 und 7, welche federnd gegen den Ring 5 durch einen kreisringartig geformten Formkörper 8 aus Gummi angedrückt werden, in welchen sie eingeklebt bzw. eingegossen sind. Der Körper 8 stützt sich auf der Propellernabe 2 ab und dreht sich zusammen mit ihr, wobei der Axialabstand zwischen der Nabe 2 und dem Ring 5 derart bemessen ist, daß der Körper 8 ständig unter axialer Zusammendrückung steht, um die Belastung auf den Dichtungen 6 und 7 aufrechtzu­ erhalten.

In den Körper 8 ist ein Ring mit Taschen 9 eingeformt, welche einen Umfangsabstand aufweisen und durch stegartige Schaufeln 10 begrenzt sind (Fig. 2), welche in radialer Richtung spiral­ förmig entgegen der Drehrichtung der Welle angeordnet sind und die Pumpschaufeln oder -flügel bilden. Diese Schaufeln 10 erstrecken sich axial zwischen den Dichtungen 6 und 7 derart, daß eine leichte Reibberührung mit der Oberfläche des Sitzes 5 stattfindet. (Der Fig. 1 dargestellte Spalt zwischen dem Sitz 5 und den Schaufeln 10 ist übertrieben groß dargestellt.)

Wie ersichtlich ist, wird deshalb jedes Meereswasser, das von der Außenseite jenseits der Dichtung 7 nach innen ein­ dringt, in die Taschen 9 gelangen und der Zentri­ fugalkraft unterworfen, welche es durch einen Kanal 11 ausstößt, der in den Hohlraum nahe der äußeren Flä­ chendichtung 7 mündet. Der Kanal fördert das ausgestoßene Material durch den Anlaufring 5 zu einem Ablaufrohr 12, welches sich außerhalb des Schiffsrumpfes befindet. Das­ selbe geschieht mit irgendwelchem Öl aus dem Lager 4, welches austritt und bis hinter die Dichtung 6 gelangt. Eine einfache Absetzeinrichtung am Ablauf gibt optisch Aufschluß über den Anteil der Leckage eines jeden Strö­ mungsmittels.

Das System ist in gleicher Weise wirksam beim Pumpen von Leckageströmungsmittel durch irgendeinen Verbindungskanal in den Rumpf hinein, ungeachtet sinnvoll beschränkter Abmessungen und ungeachtet der Steigung oder des Gefälles der Leitung.

Es ist möglich, daß der Sitz 5 rotierend und die Dichtungen 6 und 7 ortsfest ausgebildet sind; in diesem Fall hätten die Schaufeln die Form von Flossen, die am Sitz angebracht sind. Auch können die Dichtungen einen Axialabstand anstelle eines Radialabstandes aufweisen.

Claims (3)

1. Drehende mechanische Dichtungsanordnung, die zum Auseinanderhalten zweier Strömungsmittel dient und durch die sich ein Drehkörper, etwa eine Welle erstreckt, mit zwei getrennten, axial oder radial voneinander ge­ trennten Dichtungen, zwischen denen ein ringförmi­ ger Hohlraum gebildet ist, der eine Verbindung mit einem Ablaufkanal aufweist, gekennzeichnet durch eine auf dem Drehkör­ per innerhalb des Hohlraums angeordnete Pumpenausbildung mit einer Anzahl von Schaufeln (10), die den Hohlraum in getrennte Taschen (9) unterteilen.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (10) in radialer Richtung nach außen spiralförmig entgegen der Dreh­ richtung des Drehkörpers angeordnet sind.

3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die beiden Dichtungen (6, 7) an einem elastischen, ringförmigen Formkörper (8) angebracht sind und durch dessen Federkraft abdichtend gegen einen Sitz gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Form­ körper (8) ein Ring aus in Umfangsrichtung beabstandeten Taschen (9) zwischen den Dichtungen (6, 7) vorgesehen ist, daß die Taschen (9) durch Schaufeln (10) definiert sind, die sich von dem Drehkörper entgegen dessen Dreh­ richtung spiralförmig nach außen erstrecken, und daß ein Ablaufkanal (11) in der Nähe des äußeren Umfangs des Hohlraums mündet.