DE102007002644A1 - Stern tube seal, has housing fastened at stern tube and surrounding drive shaft, and sliding ring consisting softer material lying in holder and held in holder in removable manner by retaining units i.e. 0-rings - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stevenrohrabdichtung aufweisend ein am Stevenrohr befestigbares stationäres Gehäuse, das eine Antriebswelle umgibt, und einen auf der Antriebswelle befestigten Klemmring, wobei der Klemmring eine Halterung für einen mit der Antriebswelle rotierenden Gleitring bildet, der auf einem am Gehäuse koaxial angeordneten und drehfest gehaltenen Gleitring gleitet, wobei einer der Gleitringe aus einem weicheren Material als der andere Gleitring besteht und wobei einer der Gleitringe durch Federkraft beaufschlagt ist.The The present invention relates to a stern tube seal a stationary housing attachable to the stern tube, which surrounds a drive shaft and one mounted on the drive shaft Clamping ring, wherein the clamping ring is a holder for a forms with the drive shaft rotating slip ring, which on one arranged coaxially on the housing and held against rotation Sliding ring slides, with one of the slip rings made of a softer material as the other slip ring and wherein one of the slip rings is acted upon by spring force.
Solche Stevenrohrabdichtungen, die nach dem Prinzip einer wasser- oder ölgeschmierten mechanischen Gleitringdichtung funktionieren, sind in vielfältiger Bauweise bekannt. Ein generelles Problem der meisten bekannten Stevenrohrabdichtungen ist, dass der Austausch der sich mit der Zeit verschleißenden Gleitringe verhältnismäßig kompliziert ist und sich entweder nur bei aus dem Wasser gehobenen Schiffen oder durch speziell geschultes Fachpersonal bewerkstelligen lässt. Das rührt daher, dass zum Einsetzen der neuen Gleitringe die Antriebswelle zumindest teilweise „gezogen" werden muss oder dass beim Auseinanderbau der Teile erhebliche Abdichtungsmaßnahmen getroffen werden müssen.Such Stern tube seals, which follow the principle of a water- or oil-lubricated Mechanical mechanical seal work, are in more diverse Construction known. A general problem with most known stern tube seals is that the exchange of wear over time Slip rings is relatively complicated and either only on ships out of the water or by specially trained personnel. This is because of the fact that for the insertion of the new slip rings the drive shaft are at least partially "pulled" or if the disassembly of the parts requires significant sealing must be taken.
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, eine Stevenrohrabdichtung zu schaffen, die bei einfachem und robustem Aufbau ein hohes Maß an Dichtheit gewährleistet und bei der zumindest einer der Gleitringe ohne besonderen Aufwand und besondere Fachkenntnisse bei im Wasser befindlichem Schiff ausgetauscht werden kann.task The invention now is to provide a stern tube seal, the with simple and robust construction a high degree Ensures tightness and at least one of Slip rings without special effort and special expertise can be exchanged when the ship is in the water.
Diese Aufgabe wird durch die Stevenrohrabdichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.These Task is solved by the stern tube seal according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims mentioned.
Der erfindungswesentliche Grundgedanke liegt darin, dass zumindest für den sich verschleißenden weil aus weicherem Material gefertigten Gleitring eine Aufnahme vorgesehen ist, in der er vermittels eines Haltemittels herausnehmbar gehalten ist. Diese spezielle Art der schonenden Halterung wird durch ein Haltemittel insbesondere in Form eines Dichtringes aus elastischem Material, insbesondere in Form eines bekannten O-Ringes oder einer Manschette, bewerkstelligt, der den weicheren Gleitring umgibt und dabei mit homogen über den Umfang verteilter Kraft reibschlüssig hält. In diese Halterung kann der weichere Gleitring sicher und problemlos ohne Verformung eingebaut werden. Zudem sichert der Dichtring die Abdichtung des Spaltes zwischen dem weicheren Gleitring und dem Aufnahmering. Auf diese Weise ist ein einfacher Austausch verschlissener Gleitringe auch bei im Wasser befindlichem Schiff und ohne Ziehen der Welle möglich. Dabei liegt der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Stevenrohrdichtung darin, dass wegen des schonenden Einbaus und der nahezu drucklosen Halterung eine Verformung des weicheren Gleitringes ausgeschlossen werden kann, so dass sich eine Nachbearbeitung des in das schwimmende Schiff eingebauten weicheren Gleitringes erübrigt. Dies gilt vor allem im Fall der besonders bevorzugten aber relativ sensiblen Gleitringe aus Kunstkohle. Die erfindungsgemäße Stevenrohrdichtung trägt somit in hohem Maße zur Optimierung des Austausches verschlissener Gleitringe bei. Dabei wird der verschlissene Gleitring nach dem Abheben des Gehäusedeckels einfach zerbrochen und in Einzelteilen von der Antriebswelle genommen. Zusätzlich zu dem weichern Gleitring kann auch eine solche Aufnahme für den härteren Gleitring vorgesehen sein, so dass auch dessen bequemer Austausch ermöglicht ist.Of the Essential to the invention basic idea is that at least for the wear because because made of softer material Slider a recording is provided in which he mediated by a Holding means is removably held. This special kind of Gentle holder is made by a holding means in particular Shape of a sealing ring made of elastic material, in particular Shape of a known o-ring or cuff, accomplished, which surrounds the softer slip ring and thereby with homogeneous over frictionally holds the circumference of distributed force. In this holder, the softer seal ring safely and easily be installed without deformation. In addition, the sealing ring secures the Sealing the gap between the softer seal ring and the Receiving ring. This is a simple replacement of worn seal rings even when the ship is in the water and without pulling the shaft possible. Here is the particular advantage of the invention Stevenrohrdichtung in that because of the careful installation and the almost pressureless holder deformation of the softer seal ring can be excluded, so that a post-processing of in The floating ship built softer slip ring is unnecessary. This is especially true in the case of the most preferred but relative sensitive sliding rings made of charcoal. The inventive Stern tube seal thus contributes to a high degree Optimizing the replacement of worn seal rings. there becomes the worn sliding ring after lifting the housing cover simply broken and taken in parts from the drive shaft. In addition to the recalcitrant seal can also such Mount for the harder slip ring provided be so that also allows its convenient exchange is.
Weil dadurch die Zugänglichkeit besonders gut gewährleistet ist, ist es vorteilhaft, den stationären Gleitring aus weichem Material zu fertigen und ihn als Gegenring für den rotierenden härteren Gleitring zu nutzen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, eine spezielle Aufnahme in Form eines Aufnahmeringes zu schaffen, in die sich der Gegenring einlegen lässt und in der er nahezu ohne verformende Kräfte herausnehmbar durch ein Haltemittel gehalten wird.Because thus ensuring accessibility very well is, it is advantageous to off the stationary slip ring to manufacture soft material and use it as a counter ring for to use the rotating harder seal ring. In this Case, it is advantageous to a special recording in the form of a receiving ring create, in which the mating ring can be inserted and in which he can be removed almost without deforming forces is held by a holding means.
Um den Einbau des weicheren Gleitringes, insbesondere des Gegenringes, bei eingebauter Welle zu ermöglichen, ist es wesentlich, diesen als geteilten oder teilbaren Ring vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist es, diesen zunächst komplett aus Grafit respektive aus Kohle zu fertigen und ihn vor Gebrauch in zwei Teile zu brechen. Bekanntermaßen bricht dieser Werkstoff so, dass sich die Bruchflächen mit ihrer durch die Kristallstruktur bestimmten Oberflächenrauhigkeit nahtlos wieder zusammensetzen lassen. Der weichere Gleitring kann jedoch auch aus einem anderen Material, insbesondere einer geeigneten einem hohen Abrieb unterworfenen Keramik, geschaffen sein, das ähnliche Eigenschaften aufweist.In order to enable the installation of the softer seal ring, in particular the counter ring, with built-in shaft, it is essential to provide this as a split or divisible ring. It is particularly advantageous first to produce this completely from graphite or from coal and to break it into two parts before use. As is known, this material breaks down so that the fracture surfaces reassemble seamlessly with their surface roughness determined by the crystal structure to let. However, the softer seal ring can also be made of another material, in particular a suitable high-abrasion ceramic, which has similar properties.
Ein wesentlicher Gedanke der erfindungsgemäßen wasser- oder ölgeschmierten Stevenrohrabdichtung ist, dass eine Materialpaarung zwischen Gleitring und Gegenring gewählt wird, bei der einer der Partner, insbesondere der Gleitring, aus einem harten Material, wie Metall oder Keramik, gefertigt wird, während der entsprechend andere Partner, insbesondere der Gegenring, aus einem weicheren Material, wie Kohle, besteht. So ist gewährleistet, dass der Gegenring und nicht der Gleitring verschleißt. Die Materialpaarung „hart/weich" garantiert vor allem auch hervorragende Notlaufeigenschaften, wie sie beispielsweise bei einem Trockenlauf erforderlich sind.One essential idea of the invention or oil lubricated stern tube seal is that one Material pairing between slip ring and counter ring selected when one of the partners, in particular the slide ring, off a hard material, such as metal or ceramic, is made, while the corresponding other partners, in particular the Mating ring, made of a softer material, such as coal. So It is ensured that the counter ring and not the slide ring wears. The material combination "hard / soft" Above all, it also guarantees outstanding emergency running properties, such as they are required for example in a dry run.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stevenrohrdichtung eine mit der Antriebswelle rotierende Befederung aufweist, also der rotierende Gleitring mit Federkraft in axialer Richtung gegen den stationären Gleitring gedrückt wird. Da die Feder und die damit beaufschlagten Teile beim Austausch des stationären Gleitringes, insbesondere des Gegenringes, in der Stevenrohrdichtung verbleiben, sind die Zahl der aus- und wieder einzubauenden Bauteile gemindert und damit die erforderliche Arbeitszeit und damit die Kosten auf ein Minimum reduziert. Mit dieser Bauweise ist auch gewährleistet, dass eine aufwendige Justierung beim Wiedereinbau entfällt und die Montage auch durch nicht sonderlich geschultes Personal von der gut zugängliche Kopfseite der Dichtung möglich ist. Diese Art der „dynamischen" Befederung wird vorteilhafterweise umgesetzt, indem für den rotierenden Gleitring ein Gleitringträger vorgesehen wird, der auf der Antriebswelle verschieblich gehalten ist, wobei eine zwischen Klemmring und Gleitringträger angeordnete Feder den Gleitringträger und damit den Gleitring in Richtung des Gegenringes druckbeaufschlagt.Especially It is advantageous if the sterntube seal one with the drive shaft having rotating feathering, so the rotating seal with Spring force in the axial direction against the stationary seal ring is pressed. Because the spring and the so acted upon Parts when replacing the stationary seal ring, in particular of the mating ring, remain in the sterntube seal, are the Number of removed and rebuilt components reduced and thus the required working time and thus the costs to a minimum reduced. With this construction is also ensured that a complex adjustment for replacement does not apply and the assembly also by not particularly trained personnel from the easily accessible head side of the seal possible is. This type of "dynamic" feathering will be beneficial implemented by a slip ring carrier for the rotating slip ring is provided, which is held displaceably on the drive shaft, one arranged between clamping ring and slip ring carrier Spring the slide ring carrier and thus the sliding ring in the direction pressurized the mating ring.
Ein weiterer Vorteil der dynamischen Befederung liegt darin, dass dadurch während der Austauscharbeiten eine Abdichtung auch ohne weitere Hilfsmittel geschaffen werden kann. Diese rührt daher, dass bei geöffnetem Gehäusedeckel und herausgenommener Gegenringaufnahme der Gleitringträger durch Federkraft in Richtung Gehäusedeckel getrieben wird und mit seiner Stirnseite am Außenrand der im Gehäuse befindlichen Bohrung anstößt. Um diese Funktion zu gewährleisten, ist eine in Federkraft und Federweg geeignete Feder zu wählen und der Durchmesser des Gleitringträgers entsprechend etwas größer als die Bohrung vorzusehen. Es wirkt sich jedoch als Vorteil aus, dass der Wasserdruck die Bewegung und die Auflage des Gleitringträgers an der Bohrung unterstützt. Gegenüber der Antriebswelle wird der Gleitringträger durch eine auf der Welle laufende Sekundärabdichtung abgedichtet.One Another advantage of dynamic feathering is that it during the replacement works a seal even without additional tools can be created. This one touches therefore, that with the housing cover open and removed Counter ring holder of the sliding ring carrier by spring force is driven towards the housing cover and with his Front side at the outer edge of the housing Bore abuts. To ensure this function, is to choose a suitable spring in spring travel and spring and the diameter of the slide carrier is something corresponding to provide greater than the bore. It affects however, as an advantage that the water pressure the movement and the Support of the slide ring carrier supported on the bore. Opposite the drive shaft is the slip ring carrier sealed by a secondary seal running on the shaft.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Aufnahmering isolierend, insbesondere aus einem isolierenden Material, vorteilhafterweise aus einem robusten Kunststoff mit niedrigen Quelleigenschaften, gefertigt ist. Auf diese Art ist eine elektrische Isolierung zwischen den beweglichen und den stationären Teilen, insbesondere umfassend den leitenden Gegenring aus Grafit, der Stevenrohrdichtung möglich. Diese Isolierung ist insofern wichtig, als sie dazu beiträgt, dass Antriebswelle und Schiffskörper elektrisch getrennt sind und der Kathodenschutz des Schiffes nicht beeinflusst wird.All It is particularly advantageous when the receiving ring insulating, in particular of an insulating material, advantageously made of a robust plastic with low swelling properties, is made. In this way is an electrical insulation between the movable and the stationary parts, in particular comprising the conductive mating ring of graphite, the sterntube gasket possible. This isolation is important in that they Contributes to the drive shaft and hull are electrically isolated and the cathode protection of the ship is not being affected.
Um die Gegenringe aus Grafit beim Einbau zu schonen und damit den Einbau zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, einen ringförmigen Montageschutz aus Kunststoff vorzusehen, der den Innendurchmesser des Gegenringes mit einem Zylinderabschnitt vor Beschädigung schützt, wenn dieser beim Einbau auf der Antriebswelle abgelegt wird. Eine weitere Funktion des Montageschutzes ist die Isolation des Gegenringes gegen den Gehäusedeckel. Diese wird durch die Bodenscheibe des Montageschutzes gewährleistet, vermittels der der Gegenring an der Stirnseite des Gehäuses anliegt.Around to protect the counter-rings made of graphite during installation and thus the installation To simplify, it is advantageous to have an annular Provide mounting protection of plastic, the inner diameter of the mating ring with a cylinder section from damage protects when this on installation on the drive shaft is filed. Another function of the mounting protection is the Isolation of the counter ring against the housing cover. These is ensured by the bottom plate of the mounting protection, by means of the mating ring on the front side of the housing is applied.
Nachfolgend
wird eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Stevenrohrabdichtung anhand der Figur näher erklärt:
In
der Figur ist eine Stevenrohrdichtung mit einer von Wasser geschmierten
Gleitringdichtung gezeigt, wobei die Wasserseite des Schiffes in
diesem Fall auf der linken Seite der Figur ist. Entsprechend ist
die nicht dargestellte Schiffsschraube auf der linken Seite der
als Abschnitt dargestellten Antriebswelle
Shown in the figure is a stern tube seal with a mechanical seal lubricated with water, in which case the water side of the ship is on the left side of the figure. Accordingly, the propeller, not shown, on the left side of the drive shaft shown as a section
Auf
der Antriebswelle
Mit
dem Gleitringträger
Der
Gegenring
Für
den Austausch des Gegenringes
In diesem Ausführungsbeispiel ist es ebenso möglich, den Gleitring in demselben Arbeitsgang auszutauschen. Es ist auch möglich, dass der als „Gegenring" bezeichnete stationäre Gleitring aus harten und der andere rotierende Gleitring aus weichem Material gefertigt ist.In it is also possible in this embodiment to replace the slip ring in the same operation. It is also possible that the one called "counter ring" stationary sliding ring made of hard and the other rotating Sliding ring is made of soft material.
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