<Desc/Clms Page number 1>
Garniture d'étanchéité à bague de frottement en charbon blindé pour tubes d'étrave.
La présente invention concerne une garniture d'étanchéité à bague de frottement pour arbres de navires de surface, dans lesquels la garniture d'étanchéité est faite de bagues blindées en graphite ou en carbone graphité, la partie rotative de la garniture d'étanchéité étant pressée par ressorts contre la partie fixe de la garniture d'étanchéité. De telles garnitures d'étanchéité à bagues frottantes en graphite ou carbone graphité blindées sont connues en elles-mêmes.
L'invention consiste à employer pour l'étanchéité de tubes d'étrave de navires de surface de telles garnitures à bagues de frottement en graphite ou carbone graphité blindées et à adapter ces garnitures aux conditions spéciales présentées par les tubes d'étrave de navires de surface. Dans les garnitures d'étanchéité connues à bagues de frottement en carbone graphité blindées, la garniture est telle que la partie tournante est constituée comme manchon cylindrique ouvert d'un côté, qui forme, avec l'arbre tournant, un espace annulaire ouvert d'un côté, dans lequel une matière tendre de bourrage adéquate est ajoutée sur une longueur déterminée addi- tionnellement à la garniture à bagues frottantes.
Ce bourrage tendre est pressé contre le fond du manchon - par une bague de pression et
<Desc/Clms Page number 2>
sous l'action d'un ou plusieurs ressorts entraînés en rotation et est comprimé de telle sorte qu'il entoure étanchement l' arbre tournant. Alors qu'une extrémité des ressorts se trouve à l'inté- rieur du manchon et s'appuyé contre la bague de pression qui compri- me le bourrage tendre, l'autre extrémité de ces ressorts s'appuyé contre un Epaulement fixé à l'arbre et tournant avec celui-ci.
Cette garniture connue d'étanchéité à bagues frottantes ne peut être employée comme étanchéité pour les tubes d'étrave, car elle n'assure pas une étanchéité suffisante pour cette application.
La force de tension du ou des ressorts de pression, qui se transmet, sous l'intermédiaire de la bague de pression, au bourrage tendre, ne suffit pas à déterminer une étanchéité certaine du bourrage tendre.
Ceci est particulièrement vrai quand il faut tenir compte d'une modification de longueur de l'arbre par suite de variations de tempé- rature, et qui a pour conséquence un déplacement axial de la garniture d'étanchéité ou de parties de celle-ci. Il n'est pas possible de comprimer fortement et de presser fortement le bourrage tendre contre l'arbre par le serrage de vis, parce que de ce fait, lors de modification de longueur de l'arbre due à des variations de température;
la garniture à bagues de frottement serait écartée lors de l'allongement de l'arbre ou, lors de contractions de l'arbre, la pression dans la garniture à bagues de frottement serait augmentée de manière inad- missible. L'arbre doit donc pouvoir se deplacer par rapportà la garniture à bagues de frottement, ou cette aernièr'e doit pouvoir se déplacer par rapport au cube fixe d'étrave ou au corps du navire.
Pour les arbres de navire, il faut compter sur des modifications de longueur d'arbre d'environ 15 à 25 mm. suivant qu'on navigue en eaux froides ou chaudes. Evidemment, la longueur de l'arbre même joue un rôle important, et, suivant qu'il s'agit de commande par turbinesou par Diesel, avec transmissions intermédiaires, il peut se produire des variations notables dans la longueur de l'arbre. Quel que soit le mode d'entraîhement de l'arbre de couche, les allongements sont toujourssi grands qu'il faut compter sur une modification de lon- gueur de l'ordre indiqué de 15 à 25 mm.
Lors d'une augmentation de la longueur par suite de dilatation thermique, le déplacement axial
<Desc/Clms Page number 3>
se fait de l'intérieur vers l'extérieur, parce qu'il est toujours prévu des paliers à butée axiale et des accouplements ne permettant pas un allongement de l'arbre, en direction axiale, de l'extérieur vers l'intérieur. Lors de la contraction des arbres préalablement allongés, il se produit donc un déplacement dans la direction opposée, par suite du raccourcissement de l'arbre, Pour cette raison, la garniture d'étanchéité à bagues frottantes doit être telle que l'arbre peut se déplacer sans être gêné dans l'une et l'autre direction, et ce saas que se présente le danger d'une modification de l'effet d'étanchéité entre les parties fixes et tournantes de la garniture d'étanchéité.
Ceci est obtenu du fait qu'au lieu de la garniture en bourrais tendre, il est prévu une manchette en caoutchouc synthétique (Buna) résistant à l'huile, cette manchette étant à doubles lèvres s'étendant vers les côtés opposés. Au lieu d'une manchette à doubles lèvres, on peut évidemment employer deux manchettes simples s'étendant en directions opposées.
Quand les arbres de navire sont supportés dans des paliers à glissement en métal ou dans des paliers à roulement, ceux-ci doivent être graissas à l'huile. Pour cette raison, l'espace entre la boite du paliar et l'endroit d'étanchéité du dispositif à bagues de frottement doit être fait comme espace annulaire fermé, rempli d'huile, l'étanchéité de cet espace par rapport à l'eau enveloppante s'effectuant par la manchette à doubles lèvres.
Au dessin annexé est représentée une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La garniture d'étanchéité se trouve au bout postérieur de l'arbre entre le tube d'étrave et le moyeu de l'hélice.
Le dessin représente une partie de l'arbre d'hélice avec le moyeu d'hélice et le dispositif d'étanchéité à bagues frottantes, en coupe longitudinale.
L'arbre de propulsion ou d'hélice 1 est supporté dans le tube d'étrave 4 par le palier 2 à revêtement 3 en métal blanc ;l'écrou 5 est vissé sur le tube d'étrave 4.
Sur le moyeu 6 de l'hélice se trouve l'hélice même, non repré- sentée. Au palier 2 est fixée une bague 7 à saillie 7a tubulaire ; la fixation est effectuée par plusieurs vis 8. La bague enveloppante 9
<Desc/Clms Page number 4>
possède une surface en coin 9a à une partie de sa périphérie, Dans cette bague est empoîtée à chaud une bague le en carbone artificiel.
EMI4.1
;n vue de réchauffement pour le processus i' e:uuzt2m2nt à chaud, une fente annulaire doit subsister vers l'intérieur entre la Dague
EMI4.2
le et la bague 9.
La Dague de frottement 11 en métal non oxydable est introduite dans un évidement du moyeu d' nélice 6 et y est ±1#-le par un certain nombre de vis 13 ; elle est en même temps rendue étanche vis-a-vis du moyeu 6 par une garniture 12 en caoutchouc.
EMI4.3
Dans la baGue 2 sont en ou'cre fixées, de préférence par rlveta- ge 14a, des broches-guides 14 sur lesquelles sont enfilés en nombre
EMI4.4
égal des ressorts da pression 15 agissant en sens axial, Les brccnes- guides 14, las ressorts 15 et la partie latérale de la pague 9 tour- née vers l'intérieur sont noyés dans l'huile. Les espaces situes en
EMI4.5
dehors de la carnziure d'¯taúcfJ.eité 9 a 18 à bagues de frottement et à l'intérieur ae la uague .1-9, ha, l9b sont remplis d'eau àe mer. La manchette 16 a doubles lèvres est serree étanchement par sa surface annulaire radiale entra la bague 17 et la bague 9 par des vis 18.
EMI4.6
Afin d'empecuer la pénétration de grosses impuretés ou le uev.-o:loppement inad,.lÍEsiblf3 da rosée, il est prevu, conform.e..,8LJt a la technique actuelle, une bague protectrice 19 avec prolongement 18a en labyrinthe. La bague protectrice 19 est fixée par des vis 20 a la périphérie du manchon 2. Son prolongement en labyrinthe 19a prend
EMI4.7
avec large Jeu dans un évidemant annulaire du moyeu d'hélice et pos- sède a sa périphérie externe également une partie 19b conique.
Deux têtes de vis 21 au moins déterminent cette transmission de force en-
EMI4.8
tre le manchon 2 (par la oa,..;ù2 19) t't la bague 9 ou la bague 10 de carbone y fixée, c'est-a-ùire Jn n'autres termes que ces deux vis éï surmontent les efforts 68 frottement développés entre la 8",U::> ci? carbone 10 et la bague 11.
EMI4.9
Alors que l'arbre d'uélice 1 et le moyeu d'hélice 6 fixé rigidement sur lui, avec le bague 6e frottement Il montée dans ce moyeu (y compris la garniture 12 en caoutchouc et les vis 13) tournent dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens opposé, toutes
EMI4.10
les autres parties 2,3;4,5,'7,e,,9,1û,7.r,15,1G17,1,,1^,2C,21 restent fixes, parce qu'elles sont reliées rigidement au manchon 2 comme une pièce de la partie fixe du navire.
<Desc/Clms Page number 5>
Entre le prolongement cylindrique 7a de la bague 7 et la man- chette 16 à doubles lèvres, il n'y a donc aucune rotation relative ; ce n'est que lors d'un mouvement axial de l'arbre, du à son allongement ou à sa contraction par suite de fortes variations de température (eau de mer froide ou chaude) que se produit un déplacement axial relatif entre la manchette 16 et la partie cylindrique 7a de la bague 7.
Les ressorts de pression 15 maintenus par les broches 14 pressent constamment, sous tension préalable, la bague 9 avec la bague de carbone 10 y fixée, contre la bague de frottement tournante 11, de sorte qu'à cet endroit, il se produit une étanchéité toujours bien efficace à la surface radiale de contact entre 10 et 11 et que l'espace rempli d'huile de graissage est toujours bien séparé des espaces remplis d'eau de mer.
REVENDICATIONS.
1. Garniture d'étanchéité à bagues de frottement pour arbres de navire, aux tubes d'étrave de bâtiments de surface, caractérisée par l'emploi de bagues connues blindées en graphite ou carbonegra- phité, de réalisation telle que la bague blindée en carbone graphité ne participe pas au mouvement de rotation de l'arbre du navire ou est disposée mobile axialement, et est pressée par pression de ressort contre une surface tournante de l'arbre ou du moyeu d'hélice et est équipée d'une manchette d'étanchéité qui empêche l'entrée de l'eau de mer vers l'espace annulaire formé par l'arbre du navire, le moyeu d'nélice, la bague blindée en carbone et le palier de l'arbre.
<Desc / Clms Page number 1>
Shielded carbon friction ring seal for bow tubes.
The present invention relates to a friction ring seal for shafts of surface ships, wherein the seal is made of armored rings of graphite or graphitized carbon, the rotating part of the seal being pressed. by springs against the fixed part of the seal. Such seals with friction rings of shielded graphite or graphite carbon are known per se.
The invention consists in using for the sealing of bow tubes of surface ships such linings with armored graphite or graphitized carbon friction rings and in adapting these linings to the special conditions presented by the bow tubes of ships of area. In known seals with shielded graphitized carbon friction rings, the seal is such that the rotating part is formed as a cylindrical sleeve open on one side, which together with the rotating shaft forms an open annular space of one side, in which a suitable soft stuffing material is added over a determined length in addition to the friction ring packing.
This soft stuffing is pressed against the bottom of the sleeve - by a pressure ring and
<Desc / Clms Page number 2>
under the action of one or more springs driven in rotation and is compressed so that it tightly surrounds the rotating shaft. While one end of the springs sits inside the sleeve and rests against the pressure ring which compresses the soft stuffing, the other end of these springs rests against a Shoulder attached to the 'shaft and rotating with it.
This known sealing gasket with friction rings cannot be used as a seal for the bow tubes, since it does not provide sufficient sealing for this application.
The tension force of the pressure spring (s), which is transmitted, under the intermediary of the pressure ring, to the soft stuffing, is not sufficient to determine a certain tightness of the soft stuffing.
This is particularly true when allowance has to be made for a change in shaft length due to temperature variations, which results in axial displacement of the seal or parts thereof. It is not possible to strongly compress and strongly press the soft packing against the shaft by tightening the screws, because therefore, when changing the length of the shaft due to temperature variations;
the friction ring packing would be pushed aside when the shaft was extended or, during shaft contractions, the pressure in the friction ring packing would inadvertently be increased. The shaft must therefore be able to move relative to the friction ring lining, or this aernièr'e must be able to move relative to the fixed bow cube or to the body of the vessel.
For ship shafts, it is necessary to expect shaft length changes of about 15 to 25 mm. depending on whether you are sailing in cold or warm waters. Obviously, the length of the shaft itself plays an important role, and, depending on whether it is a turbine drive or a diesel drive, with intermediate transmissions, there may be notable variations in the length of the shaft. Whatever the method of driving the layer shaft, the extensions are always so great that it is necessary to count on a modification of the length of the order indicated from 15 to 25 mm.
When increasing the length due to thermal expansion, the axial displacement
<Desc / Clms Page number 3>
is done from the inside to the outside, because there are always provided axial thrust bearings and couplings that do not allow an extension of the shaft, in the axial direction, from the outside to the inside. When contracting the previously elongated shafts, therefore, there is a displacement in the opposite direction, due to the shortening of the shaft. For this reason, the friction ring seal must be such that the shaft can move unhindered in either direction, and this saas that there is the danger of a change in the sealing effect between the fixed and rotating parts of the seal.
This is achieved by the fact that instead of the soft stuffing there is provided an oil resistant synthetic rubber (Buna) cuff, this cuff being double lip extending to the opposite sides. Instead of a double lip cuff, one can obviously use two single cuffs extending in opposite directions.
When ship shafts are supported in metal sliding bearings or rolling bearings, these must be oil lubricated. For this reason, the space between the paliar case and the sealing place of the friction ring device must be made as a closed annular space, filled with oil, the sealing of this space against water. enveloping effect by the double lip cuff.
In the accompanying drawing is shown an embodiment of the object of the invention. The seal is located at the rear end of the shaft between the bow tube and the propeller hub.
The drawing shows part of the propeller shaft with the propeller hub and the friction ring sealing device, in longitudinal section.
The propeller or propeller shaft 1 is supported in the bow tube 4 by the white metal coated bearing 2 3; the nut 5 is screwed onto the bow tube 4.
On the propeller hub 6 is the propeller itself, not shown. To the bearing 2 is fixed a ring 7 with a tubular projection 7a; the fixing is carried out by several screws 8. The enveloping ring 9
<Desc / Clms Page number 4>
has a wedge surface 9a at part of its periphery, In this ring is hot-pressed a ring 1c made of artificial carbon.
EMI4.1
; n view of heating for the process i 'e: uuzt2m2nt hot, an annular slot must remain inward between the Dagger
EMI4.2
the and the ring 9.
The friction dagger 11 made of non-oxidizable metal is introduced into a recess of the propeller hub 6 and is ± 1 # there by a number of screws 13; it is at the same time made watertight with respect to the hub 6 by a rubber gasket 12.
EMI4.3
In the rack 2 are in or'cre fixed, preferably by rolling 14a, guide pins 14 on which are threaded in number
EMI4.4
equal to the pressure springs 15 acting in the axial direction, the guide rods 14, the springs 15 and the side part of the paddle 9 turned inwards are embedded in the oil. The spaces located in
EMI4.5
outside the ¯taúcfJ.eité carnziure 9 to 18 with friction rings and inside the ring .1-9, ha, l9b are filled with sea water. The 16 double lip cuff is tightened tightly by its radial annular surface entered the ring 17 and the ring 9 by screws 18.
EMI4.6
In order to prevent the penetration of large impurities or the uev.-o: loppement inad, .lÍEsiblf3 da dew, it is provided, conform.e .., 8LJt to the current technique, a protective ring 19 with extension 18a in labyrinth. The protective ring 19 is fixed by screws 20 to the periphery of the sleeve 2. Its labyrinthine extension 19a takes
EMI4.7
with large clearance in an annular recess of the propeller hub and has at its outer periphery also a conical part 19b.
At least two screw heads 21 determine this transmission of force between
EMI4.8
be the sleeve 2 (by the oa, ..; ù2 19) t't the ring 9 or the carbon ring 10 fixed therein, that is to say Jn other terms than these two screws overcome the forces 68 friction developed between the 8 ", U ::> ci? Carbon 10 and the ring 11.
EMI4.9
While the propeller shaft 1 and the propeller hub 6 rigidly fixed on it, with the 6th friction ring It mounted in this hub (including the rubber gasket 12 and the screws 13) rotate clockwise clockwise or in the opposite direction, all
EMI4.10
the other parts 2,3; 4,5, '7, e ,, 9,1û, 7.r, 15,1G17,1,, 1 ^, 2C, 21 remain fixed, because they are rigidly connected to the sleeve 2 as a part of the fixed part of the ship.
<Desc / Clms Page number 5>
Between the cylindrical extension 7a of the ring 7 and the sleeve 16 with double lips, there is therefore no relative rotation; it is only during an axial movement of the shaft, due to its elongation or to its contraction as a result of strong variations in temperature (cold or hot sea water) that a relative axial displacement occurs between the sleeve 16 and the cylindrical part 7a of the ring 7.
The pressure springs 15 held by the pins 14 constantly press, under prior tension, the ring 9 with the carbon ring 10 attached to it, against the rotating friction ring 11, so that at this point, a seal occurs. always very effective at the radial contact surface between 10 and 11 and that the space filled with lubricating oil is always well separated from the spaces filled with sea water.
CLAIMS.
1. Sealing ring with friction rings for ship shafts, to the bow tubes of surface vessels, characterized by the use of known rings shielded in graphite or carbon-gray, embodiment such as the shielded ring in carbon graphite does not participate in the rotational movement of the ship's shaft or is disposed axially movable, and is pressed by spring pressure against a rotating surface of the propeller shaft or hub and is fitted with a sleeve of seal that prevents seawater from entering the annular space formed by the ship's shaft, the propeller hub, the shielded carbon ring and the shaft bearing.