DE102009047244A1

DE102009047244A1 - Verfahren und Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe eines Schiffes

Info

Publication number: DE102009047244A1
Application number: DE200910047244
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dietrich Puschmann
Original assignee: VAN DER VELDEN BARKEMEYER GmbH; Velden Barkemeyer V D GmbH
Current assignee: VAN DER VELDEN BARKEMEYER GmbH; Velden Barkemeyer V D GmbH
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-01
Also published as: EP2504225A2; WO2011064304A3; WO2011064304A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zur Übertragung von Torsionskräften bei einem Ruder oder einem Propeller eines Schiffes, bei dem der Schaft zur Verbindung mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in einer Bohrung eines an der Baugruppe befestigten Verbindungsstücks pressend angeordnet wird. Dabei ist vorgesehen, dass zur Herstellung der Verbindung an der Bohrung (40) eine aus einem von dem Material des Verbindungsstücks (4) unterschiedlichen Material bestehende Zwischenschicht (42) zwischen dem Verbindungsstück (4) und dem Schaft (11) angeordnet wird. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Verbindungsvorrichtung. Auf diese Weise werden ein Verfahren und eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zur Übertragung von Torsionskräften bei einem Ruder oder einem Propeller eines Schiffes zur Verfügung gestellt, mit denen die Verbindung des Schaftes mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in einfacher und kostengünstiger Weise bei hoher Festigkeit hergestellt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lösbaren Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zur Übertragung von Torsionskräften bei einem Ruder oder einem Propeller eines Schiffes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verbindungsvorrichtung.
Bei einem derartigen Verfahren wird der Schaft zur Verbindung mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in einer Bohrung eines an der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe befestigten Verbindungsstücks pressend angeordnet.
Derartige Verbindungen werden insbesondere bei Rudern von Schiffen eingesetzt, um einen Ruderschaft mit einem anzutreibenden Ruderblatt oder mit einer den Ruderschaft antreibenden Rudermaschine zu verbinden. Das hierbei massiv ausgebildete, auch als Ruderkloben bezeichnete Verbindungsstück ist mit dem Ruderblatt bzw. der Rudermaschine verbunden, beispielsweise verschweißt, und wird zur Verbindung mit dem Ruderschaft pressend an dem Ruderschaft angeordnet.
Bei einem aus der DE 25 55 098 B1 bekannten Ruder wird eine Verbindung eines Ruderschaftes mit einem Ruderblatt über einen Pressverbund erreicht, bei dem ein konusförmiges Ende des Ruderschaftes in ein fest mit dem Ruderblatt verbundenes, beispielsweise verschweißtes oder integral mit dem Ruderblatt ausgebildetes Verbindungsstück eingesetzt und durch Aufsetzen einer Mutter auf ein Gewindeende des Ruderschaftes das Ruderblatt pressend mit dem Verbindungsstück verbunden wird.
Die Verbindung eines Ruderschaftes mit einem Ruderblatt über einen derartigen Pressverbund wird heutzutage insbesondere bei großen Schiffen mit großen Ruderblättern eingesetzt. Über die Verbindung werden Drehmomente vom Ruderschaft in das Ruderblatt eingeleitet und damit das Ruder gestellt sowie die Querkräfte, die am Ruderblatt entstehen, übertragen. Gleichzeitig wird das Ruderblatt über den Ruderschaft in Axialrichtung des Ruderschaftes gehalten und mit dem Schiffsrumpf verbunden. Aufgrund des Gewichts des Ruderblattes – Ruderblätter bei großen Schiffen können mehr als 100 t wiegen – und der im Betrieb zum Stellen des Ruderblattes erforderlichen großen Kräfte sind die Anforderungen an die Festigkeit und Zuverlässigkeit der Verbindung des Ruderschaftes mit dem Ruderblatt hoch.
Herkömmlich wird zur Herstellung der Verbindung des Ruderschaftes mit dem Ruderblatt zunächst das beispielsweise aus Schmiedeeisen gefertigte, massive Verbindungsstück an dem Ruderblatt befestigt, beispielsweise mit dem Ruderblatt verschweißt. Anschließend muss in das Verbindungsstück eine Bohrung zur Aufnahme eines Endabschnittes des Ruderschaftes eingebracht werden, die exakt der konusförmigen Ausbildung des Endabschnittes angepasst sein muss. Hierzu sind große und leistungsstarke Bohrwerke erforderlich, die das Ruderblatt insgesamt aufnehmen und mit entsprechend dafür vorgesehenen Bohrstangen von Längen mit bis zu 2,5 m die Bohrung im Verbindungsstück des Ruderblattes fertigen. Diese Bohrwerke müssen dabei zum kegelförmigen Bohren eingerichtet sein, was ein Verfahren der Bohrstange entlang unterschiedlicher Bearbeitungsachsen erfordert.
Um zur Herstellung des Pressverbundes den Ruderschaft in die gefertigte Bohrung des Verbindungsstücks einziehen zu können, ist bekannt, am Verbindungsstück Nuten vorzusehen, in die zur Verbindung des Ruderschaftes mit dem Verbindungsstück ein Drucköl, z. B. ein Hydrauliköl, ein Maschinenöl oder auch ein anderes geeignetes Öl, eingebracht wird. Auf diese Weise ist möglich, die Bohrung in dem Verbindungsstück geringfügig zu weiten, so dass durch Aufsetzen einer Mutter auf das Gewindeende des Ruderschaftes, die gegebenenfalls zusätzlich hydraulisch beaufschlagt wird, der Ruderschaft in das Verbindungsstück eingezogen werden kann. Dieser sogenannte Aufzugsweg wird konstruktiv berechnet und beim Herstellen der Verbindung messtechnisch überprüft.
Vorteile einer solchen Fügemethode sind die erreichbare hohe Festigkeit und die Tatsache, dass die Verbindung jederzeit wieder lösbar ist und reproduzierbar erneut hergestellt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zur Übertragung von Torsionskräften bei einem Ruder oder einem Propeller eines Schiffes zur Verfügung zu stellen, mit denen die Verbindung des Schaftes mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in einfacher und kostengünstiger Weise bei hoher Festigkeit hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem Verfahren, bei dem der Schaft zur Verbindung mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in einer Bohrung eines an der Baugruppe befestigten Verbindungsstücks pressend angeordnet wird, wird zur Herstellung der Verbindung an der Bohrung eine aus einem von dem Material des Verbindungsstücks unterschiedlichen Material bestehende Zwischenschicht zwischen dem Verbindungsstück und dem Schaft angeordnet.
Diese Zwischenschicht kann beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem aushärtbaren Gießharz gebildet sein. Denkbar sind aber auch andere Materialien, die in ausgehärtetem Zustand eine hochfeste Zwischenschicht herstellen.
Durch das Vorsehen einer Zwischenschicht zwischen dem Verbindungsstück und dem Schaft wird möglich, die Bohrung in dem Verbindungsstück mit einem Übermaß zu fertigen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbindungen muss dadurch die Bohrung in dem Verbindungsstück nicht mehr exakt einem mit dem Verbindungsstück zu verbindenden Endabschnitt des Schaftes angepasst sein, sondern kann von den Maßen des Endabschnitts abweichen. Zur Anpassung der Bohrung an den Endabschnitt wird die Zwischenschicht vorgesehen, die zwischen Bohrung und Schaft eingebracht werden kann, um eine Passung zwischen dem Schaft und dem Verbindungsstück herzustellen.
Darüber hinaus entfällt das Erfordernis für eine hohe Oberflächengüte der Bohrung, wie sie herkömmlich zur Herstellung der Pressverbindung zwischen einem Ruderschaft und einem Ruderblatt erforderlich war. Die innere Wandung der Bohrung ist vielmehr vorteilhafterweise rau, damit die Zwischenschicht an der Bohrung haften kann. Ein Polieren der Bohrung zur Feinstanpassung an den Schaft ist in jedem Fall nicht mehr erforderlich.
Durch das Vorsehen der Zwischenschicht wird es weiterhin möglich, die Bohrung in dem Verbindungsstück vor dem Anbringen des Verbindungsstücks an der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zu fertigen. Dadurch muss eine zur Fertigung der Bohrung verwendete Bearbeitungsmaschine nicht die gesamte Baugruppe (beispielsweise das gesamte Ruderblatt) aufnehmen, sondern lediglich das Verbindungsstück. Auf diese Weise können wesentlich kleinere und leistungsschwächere Bearbeitungsmaschinen, beispielsweise kleine Bohrwerke oder auch Drehmaschinen, verwendet werden. Erst anschließend wird dann das Verbindungsstück mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe verbunden, wobei eventuelle Toleranzen durch das nachträgliche Einbringen der Zwischenschicht ausgeglichen werden können.
Zur Herstellung der Zwischenschicht an der Bohrung kann ein Formstück verwendet werden, das die Form der Zwischenschicht vorgibt. Beispielsweise kann hierbei der Schaft als Formstück zur Herstellung der Zwischenschicht verwendet werden, indem zur Herstellung der Zwischenschicht der Schaft in gewünschter Weise in der Bohrung angeordnet wird und dann die Zwischenschicht eingebracht, beispielsweise eingegossen wird, um anschließend den Schaft wieder zu entnehmen.
In einem konkreten Ablauf kann zur Herstellung der Verbindung zunächst die Bohrung in dem Verbindungsstück gefertigt werden, anschließend das Verbindungsstück mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe verbunden werden, dann der Schaft mit einem Endabschnitt in der Bohrung angeordnet werden und schließlich die Zwischenschicht zwischen Verbindungsstück und Endabschnitt eingebracht werden.
Vorteilhafterweise wird die Zwischenschicht hierbei derart zwischen Verbindungsstück und Endabschnitt eingebracht, dass die Zwischenschicht nicht an dem Endabschnitt haftet, so dass der Schaft nach Einbringen der Zwischenschicht aus der Bohrung entnommen werden kann. Der Schaft dient mit seinem Endabschnitt auf diese Weise als Formstück für die Zwischenschicht, die durch Einbringen einer aushärtenden Masse, beispielsweise eines Harzes (insbesondere eines pastösen Harzes oder auch eines Gießharzes) in den Zwischenraum zwischen Verbindungsstück und Schaft bei in der Bohrung befindlichem Endabschnitt hergestellt wird, um dann den Schaft mit seinem Endabschnitt nach Aushärten der eingebrachten Masse (z. B. des Gießharzes) aus der Bohrung zu entnehmen.
Nach Entnahme des Schaftes können Vertiefungen, beispielsweise eine oder mehrere spiralförmige Nuten, in den Endabschnitt des Schaftes oder in die Innenseite der Zwischenschicht eingeformt werden, in die zur Montage des Schaftes an dem Verbindungsstück ein Drucköl, z. B. ein Hydrauliköl, ein Maschinenöl oder ein anderes geeignetes Fluid, eingebracht werden kann, um unter Verwendung des Drucköls den Endabschnitt in die mit der Zwischenschicht versehene Bohrung des Verbindungsstücks einzuziehen und eine pressende Verbindung herzustellen. Dies wird auch als Ölaufzug bezeichnet, bei dem durch Einbringen eines Drucköls in die Nut an dem Endabschnitt die Bohrung in dem Verbindungsstück geringfügig, beispielsweise um einige zehntel Millimeter geweitet und durch Aufsetzen einer Mutter auf ein Gewindeende des Endabschnitts der Schaft in die (aufgeweitete) Bohrung eingezogen wird, um so die pressende Verbindung herzustellen.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, auch die aufgesetzte Mutter hydraulisch zu beaufschlagen, um auf diese Weise das Einziehen des Schafts in die Bohrung zu unterstützen.
Dadurch, dass eine Nut oder mindestens ein anderes speisendes Bohrungssystem in den Endabschnitt des Schaftes eingeformt ist, wird möglich, bei einer Verbindung des Schaftes mit einem Ruderblatt Anschlüsse zum Zuführen von Drucköl zum Zwecke des Ölaufzugs stirnseitig des Schafts vorzusehen. Dies hat den Vorteil, dass die Anschlüsse in einem geschlossenen, mit einem Deckel verschließbaren und abdichtbaren Montageraum innerhalb des Ruderblattes angeordnet werden können. Zusätzliche Anschlüsse an der Außenseite des Ruderblattes sind nicht erforderlich.
Wie oben bereits erläutert, ermöglicht das Vorsehen der Zwischenschicht, die Bohrung mit einem Übermaß zu fertigen. Die Bohrung muss damit nicht mehr exakt der Form des Endabschnitts des Schaftes angepasst werden. Das Übermaß kann beispielsweise so bemessen sein, dass sich bei in Sollposition in die Bohrung eingesetztem Schaft ein Spalt zwischen Schaft und Verbindungsstück von beispielsweise 4 mm bis 12 mm, insbesondere 10 mm bis 12 mm ergibt, der in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt beispielsweise mit einem Gießharz zur Ausbildung der dem Schaft exakt angepassten Zwischenschicht gefüllt wird.
Das geschilderte Verfahren kann zur Verbindung eines Ruderschaftes mit einem anzutreibenden Ruderblatt oder zur Verbindung eines Ruderschaftes mit einer antreibenden Rudermaschine dienen. Zudem kann mit dem geschilderten Verfahren aber auch ein Propeller eines Schiffes mit einem Propellerschaft verbunden werden. Grundsätzlich ist das geschilderte Verfahren überall da bei einem Schiff einsetzbar, wo ein Schaft mit einer anzutreibenden oder antreibenden Baugruppe zur Übertragung (großer) Torsionskräfte verbunden werden muss.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zur Übertragung von Torsionskräften bei einem Ruder oder einem Propeller eines Schiffes, mit

– einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe und
– einem mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe verbundenen Schaft,

Für eine solche Verbindungsvorrichtung ergeben sich dieselben Vorteile wie oben bezüglich des Verfahrens erläutert. Insbesondere wird durch das Vorsehen der Zwischenschicht möglich, die Bohrung in dem Verbindungsstück mit einem Übermaß zu fertigen, so dass die Bohrung vor Befestigen des Verbindungsstücks an der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in das Verbindungsstück eingebracht werden kann, um erst dann das Verbindungsstück an der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zu befestigen, beispielsweise mit einem Ruderblatt zu verschweißen. Hierbei auftretende Toleranzen können durch das Einbringen der Zwischenschicht nachträglich ausgeglichen werden.
Der Endabschnitt des Schaftes, der in der Bohrung des Verbindungsstücks angeordnet ist, ist vorteilhafterweise konusförmig ausgebildet und stellt einen Pressverbund zwischen Schaft und Verbindungsstück her. Um die Verbindung zwischen Verbindungsstück und Schaft unter Anwendung eines sogenannten Ölaufzugs durchführen zu können, sind bevorzugt in den Endabschnitt des Schaftes oder auch in die dem Schaft zugewandte Innenseite der Zwischenschicht eine oder mehrere Nuten eingeformt, in die zur Montage des Schaftes am Verbindungsstück ein Drucköl eingebracht werden kann. Auf diese Weise kann bei der Montage des Schaftes die Bohrung in dem Verbindungsstück geringfügig geweitet werden, um durch Aufsetzen einer Mutter auf ein Gewindeende des Schaftes den Schaft in die Bohrung einzuziehen und pressend mit dem Verbindungsstück zu verbinden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen.
1 eine schematische Darstellung eines Ruders eines Schiffes;
2 eine teilweise freigeschnittene Darstellung eines Ruders eines Schiffes;
3 eine Darstellung der Verbindung eines Endabschnitts eines Ruderschafts mit einem Verbindungsstück eines Ruderblattes nach dem Stand der Technik;
4 eine Darstellung der Herstellung einer Bohrung in dem Verbindungsstück unter Verwendung eines Bohrwerks und
5 eine Darstellung der Verbindung eines Endabschnitts eines Ruderschafts mit einem Verbindungsstück eines Ruderblattes im Sinne der vorliegenden Erfindung.
1 bis 2 zeigen ein Ruder 1 eines Schiffes, bei dem ein Ruderblatt 10 um eine Drehachse D drehbar an einem Schiffsrumpf 2 angeordnet ist. In an sich bekannter Weise ist das Ruderblatt 10 hierbei in Strömungsrichtung bei Vorausfahrt des Schiffes hinter einem an einem Propellerschaft 30 um eine Propellerachse P drehbaren Propeller 3 angeordnet und mit einem Ruderschaft 11 verbunden, der zum Verdrehen des Ruderblatts 10 ein Drehmoment in das Ruderblatt 10 einleitet und damit das Ruderblatt 10 zum Zwecke einer Kursänderung, Kurskorrektur oder Kursstabilisierung stellt.
An seinem oberen Ende wird der Ruderschaft 11 durch ein Traglager 114 gehalten, die den Ruderschaft 11 in axialer Richtung festlegt und über den Ruderschaft 11 das Ruderblatt 10 hält. Der Ruderschaft 11 ist zudem an seinem oberen Ende mit einer Rudermaschine 8 verbunden, die zur Betätigung des Ruderblattes 10 Torsionskräfte in den Ruderschaft 11 einleitet und damit da Ruderblatt 10 stellt.
Wie in 2 in teilweise freigeschnittener Weise dargestellt, ist der Ruderschaft 11 an seinem unteren Ende mit dem Ruderblatt 10 verbunden. Zur Verbindung mit dem Ruderblatt 10 weist der Ruderschaft 11 einen unteren konusförmigen Endabschnitt 111 auf, der in einem mit der inneren Rippenstruktur 101 des Ruderblattes 10 verschweißten massiven Verbindungsstück 4, auch bezeichnet als Ruderkloben, angeordnet ist und mit dem Verbindungsstück 4 einen Pressverbund bildet. Hierzu ist auf ein Gewindeende 112 des Ruderschaftes 11 eine Mutter 113 angesetzt, die einen pressenden Sitz des Endabschnitts 111 in dem Verbindungsstück 4 bewirkt.
3 zeigt die Verbindung eines Ruderschaftes 11 mit einem Verbindungsstück 4, wie sie herkömmlich eingesetzt wird. Der Ruderschaft 11 ist hierbei mit einem konusförmigen, sich nach unten verjüngenden Endabschnitt 111 in eine Bohrung 40 des Verbindungsstücks 4 eingesetzt, wobei eine Mutter 113 an einem Gewindeende 112 des Ruderschafts 11 eine pressende Verbindung zwischen Ruderschaft 11 und Verbindungsstück 4 herstellt.
Die Herstellung der Verbindung zwischen Ruderschaft 11 und Verbindungsstück 4 erfolgt herkömmlich unter Anwendung eines sogenannten Ölaufzugs, bei dem über eine erste Ölpumpe 51, die über eine Zuleitung 510 mit einem Anschluss 511 am Verbindungsstück 4 verbunden ist, ein Drucköl, beispielsweise ein Hydrauliköl oder ein Maschinenöl, in eine in die Wandung der Bohrung 40 eingeformte Nut 41 mit einem Druck von beispielsweise 800 bar eingebracht wird. Auf diese Weise wird die Bohrung 40 des Verbindungsstücks 4 geringfügig, beispielsweise um einige zehntel Millimeter geweitet und der Endabschnitt 111 durch Aufsetzen der Mutter 113 auf das Gewindeende 112 in die Bohrung 40 eingezogen, um die pressende Verbindung zwischen Endabschnitt 111 und Verbindungsstück 4 herzustellen. Zum Einziehen wird dabei zusätzlich ein in Axialrichtung des Ruderschaftes 11 beweglicher Ringkolben 513 an der Mutter 113 mit einem Drucköl unter Verwendung einer über eine Zuleitung 520 mit einem Anschluss 512 der Mutter 113 verbundenen Ölpumpe 52 beaufschlagt.
Das Einziehen des Endabschnitts 111 in die Bohrung 40 des Verbindungsstücks 4 kann vorab konstruktiv berechnet und bei der Montage durch Verwenden einer Wegmessuhr 6 überwacht werden.
Vorteil dieser Fügemethode ist, dass eine Verbindung zwischen Ruderschaft 11 und Ruderblatt 10 mit hoher Festigkeit erreicht werden kann, die jederzeit lösbar ist und nach dem Lösen in reproduzierbarer Weise wieder hergestellt werden kann.
Nachteilig sind jedoch die enormen Bearbeitungskosten, die insbesondere dadurch entstehen, dass die Bohrung 40 im Verbindungsstück 4 dem Endabschnitt 111 des Ruderschaftes 11 genauestens angepasst sein muss. Dies erfordert, dass die Bohrung 40 bei bereits mit dem Ruderblatt 10 verbundenem Verbindungsstück 4 gefertigt werden muss, um toleranzbedingte Fehlanpassungen zu vermeiden.
Die herkömmliche Fertigung der Bohrung 40 in dem Verbindungsstück 4 unter Verwendung eines Bohrwerks 7 ist schematisch in 4 dargestellt. Zur Herstellung der Bohrung 40 wird das gesamte Ruderblatt 10 mit daran angeordnetem Verbindungsstück 4 an dem Bohrwerk 7 angeordnet, was in Anbetracht des Gewichts des Ruderblattes 10 bei großen Schiffen von mehr als 100 t große und leistungsstarke Bohrwerke 7 mit entsprechend ausgestatteten und ausgebildeten Tischen 72 erfordert. Zudem muss zur Fertigung der Bohrung 40 in dem Ruderblatt 10 eine Bohrstange 71 mehrachsig bewegbar sein, um die dem Endabschnitt 111 des Ruderschaftes 11 angepasste kegelförmige Bohrung 40 herstellen zu können. Insbesondere ist hierfür erforderlich, dass der Tisch 72 Längs- und Querbewegungen V1, V2 ausführen kann und auch die Bohrstange 71 im Sinne der Bewegungen V3, V4 längs- und querbeweglich ist und ein konisches Zustellen erlaubt.
Aufgrund der speziellen Anforderungen an entsprechende Bohrwerke 7 ist die herkömmliche Bearbeitung solcher Ruderblätter 10 teuer.
5 zeigt die Verbindung eines Ruderschafts 11 mit einem Verbindungsstück 4 im Sinne der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist zwischen dem Endabschnitt 111 des Ruderschafts 11 und dem Verbindungsstück 4 eine Zwischenschicht 42 vorgesehen, die beispielsweise aus einem Gießharz gefertigt sein kann und zum Anpassen der mit Übermaß gefertigten Bohrung 40 an den Endabschnitt 111 des Ruderschafts 11 dient.
Das Vorsehen einer solchen Zwischenschicht 42 hat mehrere Vorteile.
Insbesondere ermöglicht die Zwischenschicht 42, dass die Bohrung 40 des Verbindungsstücks 4 mit Übermaß gefertigt werden kann und nicht mehr exakt dem Endabschnitt 111 des Ruderschafts 11 angepasst sein muss. Auf diese Weise wird möglich, die Bohrung 40 in dem Verbindungsstück 4 zu fertigen, bevor das Verbindungsstück 4 mit dem Ruderblatt 10 verbunden wird. Hierzu können sehr viel einfachere und kleinere Bearbeitungsmaschinen verwendet werden, beispielsweise kleine Bohrwerke oder Drehbänke, mit denen die Bohrung 40 in das beispielsweise aus Schmiedeeisen gefertigte Verbindungsstück 4 eingebracht werden kann und mit denen die Fertigung der Bohrung 40 erheblich vereinfacht und Kosten sparend durchgeführt werden kann.
Zudem reduzieren sich die Anforderungen an die Oberflächengüte der Bohrung 40 erheblich. Dadurch, dass die Wandung der Bohrung 40 selbst nicht direkt am Pressverbund teilnimmt, kann die Bohrung 40 schrupprau ausgeführt sein (das Schruppen stellt regelmäßig den ersten Arbeitsgang beim Drehen dar, ist vergleichsweise grobspanend und geht dem Schlichten und Polieren voraus). Ein nachfolgendes Schlichten und Polieren der Bohrung 40 ist nicht erforderlich.
Die raue Ausführung der Bohrung 40 hat den weiteren Vorteil, dass die Zwischenschicht 42 gut an der Wandung der Bohrung 40 haftet. Möglich ist hier auch, zusätzlich und bewusst die Oberfläche der Bohrung 40 aufzurauen, um die Haftung der Zwischenschicht 42 an der Bohrung 40 zu verbessern.
Auch bei Vorsehen der Zwischenschicht 42 kann der Ruderschaft 11 zum Erreichen einer Verbindung hoher Festigkeit unter Anwendung eines Ölaufzugs an dem Verbindungsstück 4 befestigt werden. Folgendes Verfahren kann hierzu eingesetzt werden, wobei grundsätzlich auch andere Vorgehensweisen und eine andere Reihenfolge der einzelnen Arbeitsschritte denkbar ist.
Zunächst wird die Bohrung 40 in dem Verbindungsstück 4 hergestellt. Die Bohrung 40 wird dabei mit einem Übermaß gefertigt, so dass sich bei in der Bohrung 40 befindlichem Endabschnitt 111 des Ruderschaftes 11 ein Spalt zwischen Endabschnitt 111 und Verbindungsstück 4 von beispielsweise 10 bis 12 mm ergibt.
Anschließend wird das Verbindungsstück 4 mit darin angeordneter Bohrung 40 mit dem Ruderblatt 10 verbunden, beispielsweise mit dem Ruderblatt 10 verschweißt.
Geringfügige, toleranzbedingte Abweichungen in der Anordnung des Verbindungsstücks 4 am Ruderblatt 10 können hierbei hingenommen werden.
Anschließend wird der Ruderschaft 11 gefertigt und mit seinem Endabschnitt 111 auf das erforderliche Maß gedreht. Der Ruderschaft 11 wird dann als Formstück in einer Sollposition entsprechend der gewünschten Endstellung des Ruderschaftes 11 relativ zum Ruderblatt 10 in die Bohrung 40 des Verbindungsstücks 4 eingehängt.
Der sich dabei ergebende Spalt zwischen dem Endabschnitt 111 und dem Verbindungsstück 4 wird zur Ausbildung der Zwischenschicht 42 mit einer geeigneten hochfesten und aushärtbaren Masse gefüllt (beispielsweise einem pastösen Harz oder einem Gießharz, wobei insbesondere bei Verwendung eines Gießharzes vorab der Übergang zwischen Ruderschaft 11 und Verbindungsstück 4 im unteren Bereich abgedichtet wird). Damit der Ruderschaft 11 nach Einbringen und Aushärten der Zwischenschicht 42 wieder entnommen werden kann, ist vor Einhängen des Ruderschafts 11 in die Bohrung 40 der Endabschnitt 111 mit einem Trennwachs versehen worden, das verhindert, dass die eingebrachte Masse (beispielsweise das Gießharz) an dem Endabschnitt 111 haftet.
Nach Aushärten der Masse wird der Ruderschaft 11 mit dem Endabschnitt 111 aus der Bohrung 40 entnommen, und in den Endabschnitt 111 werden außenseitig Nuten 41' eingebracht, in die zur Montage des Ruderschafts 11 an dem Verbindungsstück 4 ein Drucköl einbringbar ist. Die Nuten 41' dienen der Verteilung des Drucköls an der Wandung der Bohrung 40 zum Zwecke des Ölaufzugs. Die Nuten 42' können auch gänzlich oder teilweise in die ausgehärtete Zwischenschicht 42 eingebracht werden.
Anschließend wird der Ruderschaft 11 wieder in die Bohrung 40 mit der daran angeordneten, jetzt ausgehärteten und hochfesten Zwischenschicht 42 eingesetzt, wobei durch Einbringen des Drucköls in die Nut 41' die Bohrung 40 geringfügig geweitet wird und durch gleichzeitiges Beaufschlagen einer auf ein Gewindeende 112 des Ruderschaftes 11 aufgesetzten Mutter 113 mit einem Drucköl der Ruderschaft 11 in die Bohrung 40 zur Herstellung des Pressverbundes eingezogen wird.
Wiederum wird das Einziehen durch eine Wegmessuhr 6 überwacht und kann zudem vorab konstruktiv berechnet werden.
Die erreichte Verbindung weist eine hohe Festigkeit auf, wobei durch Beaufschlagen mit dem Drucköl ein pressender Sitz des Endabschnitts 111 in der Bohrung 40 des Verbindungsstücks 4 gewährleistet ist.
Dadurch, dass die Nut 41 in den Endabschnitt 111 eingeformt ist, wird es möglich, eine Ölpumpe 51 über eine Zuleitung 510 an einen Anschluss 511' an der Stirnseite des Gewindeendes 112 anzuschließen und über den stirnseitigen Anschluss 511' das Drucköl zuzuführen. Auf diese Weise sind die Anschlüsse 511', 512 der Ölpumpen 51, 52 zum Zuführen des Drucköls in die Nut 41' und zum Beaufschlagen der Mutter 113 jeweils im Bereich des Gewindeendes 112 des Ruderschaftes 11 angeordnet und befinden sich damit in montiertem Zustand des Ruderschaftes 11 am Ruderblatt 10 in einem abgedichteten Raum, der vor Wasser geschützt ist. Anschlüsse außenseitig am Ruderblatt 10 zum Zuführen von Drucköl sind nicht erforderlich (wären aber möglich).
Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. Insbesondere ist eine Verbindung der erfindungsgemäßen Art überall dort einsetzbar, wo ein Schaft über ein Verbindungsstück pressend mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zum Übertragen von (großen) Torsionskräften und/oder Biegekräften verbunden wird. Beispielsweise kann das beschriebene Verbindungsverfahren

– zum Verbinden eines Ruderschaftes 11 mit einem zu betätigenden Ruderblatt 10, wie vorangehend beschrieben,
– zum Verbinden eines Ruderschaftes 11 mit einer antreibenden Rudermaschine 8 oder auch
– zum Verbinden eines Propellerschaftes 30 mit einem Propeller 3

Bezugszeichenliste

1: Ruder
10: Ruderblatt
101: Rippenstruktur
11: Ruderschaft
111: Konusförmiger Endabschnitt
112: Gewindeende
113: Mutter
114: Axiallager
2: Schiffsrumpf
3: Propeller
30: Propellerschaft
4: Verbindungsstück (Ruderkloben)
40: Bohrung
41, 41': Nut
51, 52: Ölpumpe
510, 520: Zuleitung
511, 511', 512: Anschluss
513: Ringkolben
6: Wegmessuhr
7: Bohrwerk
71: Bohrstange
72: Tisch
8: Rudermaschine
D: Drehachse
P: Propellerachse
V1, V2, V3, V4: Bewegung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2555098 B1 [0004]

Claims

Verfahren zur Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zur Übertragung von Torsionskräften und/oder Biegekräften bei einem Ruder oder einem Propeller eines Schiffes, bei dem der Schaft zur Verbindung mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in einer Bohrung eines an der Baugruppe befestigten Verbindungsstücks pressend angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Verbindung an der Bohrung (40) eine aus einem von dem Material des Verbindungsstücks (4) unterschiedlichen Material bestehende Zwischenschicht (42) zwischen dem Verbindungsstück (4) und dem Schaft (11) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (42) aus einem Kunststoff, insbesondere einem Gießharz gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (42) unter Verwendung eines Formstücks hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (11) als Formstück zur Herstellung der Zwischenschicht (42) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Verbindung – die Bohrung (40) in dem Verbindungsstück (4) gefertigt wird, – das Verbindungsstück (4) mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe (10) verbunden wird, – der Schaft (11) als Formstück mit einem Endabschnitt (111) in der Bohrung (40) angeordnet wird und – die Zwischenschicht (42) zwischen Verbindungsstück (4) und Endabschnitt (111) des Schafts (11) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (42) derart zwischen Verbindungsstück (4) und Endabschnitt (111) des Schafts (11) eingebracht wird, dass die Zwischenschicht (42) nicht an dem Endabschnitt (111) haftet.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einbringen der Zwischenschicht (42) der Schaft (11) aus der Bohrung (40) entnommen und eine oder mehrere Nuten (41') an dem Endabschnitt (111) des Schafts (11) und/oder an einer dem Schaft (11) zugewandten Innenseite der Zwischenschicht (42) angeordnet werden, in die zur Montage des Schafts (11) an dem Verbindungsstück (4) ein Drucköl einbringbar ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (11) unter Anwendung eines Ölaufzugs durch Einbringen eines Drucköls in die eine oder die mehreren Nuten (41') an dem Endabschnitt (111) und/oder an der dem Schaft (11) zugewandten Innenseite der Zwischenschicht (42) und Aufsetzen einer Mutter (113) auf ein Gewindeende (112) des Endabschnitts (111) montiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (113) hydraulisch beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Drucköls in die Nut (41') über einen Anschluss (511') an einer Stirnseite des Gewindeendes (112) des Schafts (11) erfolgt.
Verfahren nach einem der einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (40) des Verbindungsstücks (4) im Vergleich zu dem Schaft (11) mit einem Übermaß gefertigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft einen Ruderschaft (11) eines Ruders (1) eines Schiffes ausbildet und das Verbindungsstück (4) – mit einem Ruderblatt (10) zur Verbindung des Ruderschaftes (11) mit dem Ruderblatt (10) oder – mit einer zur Betätigung des Ruders (1) dienenden Rudermaschine (8) zur Verbindung des Ruderschaftes (11) mit der Rudermaschine (8) verbunden wird.
Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines Ruder- oder Propellerschafts mit einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe zur Übertragung von Torsionskräften und/oder Biegekräften bei einem Ruder oder einem Propeller eines Schiffes, mit – einer antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe und – einem mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe verbundenen Schaft, wobei der Schaft zur Verbindung mit der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe in einer Bohrung eines an der antreibenden oder anzutreibenden Baugruppe befestigten Verbindungsstücks pressend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bohrung (40) eine aus einem von dem Material des Verbindungsstücks (4) unterschiedlichen Material bestehende Zwischenschicht (42) zwischen dem Verbindungsstück (4) und dem Schaft (11) angeordnet ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (11) mit einem konusförmigen Endabschnitt (111) in der Bohrung (40) des Verbindungsstücks (4) angeordnet ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Endabschnitt (111) des Schafts (11) und/oder an einer dem Schaft (11) zugewandten Innenseite der Zwischenschicht (42) eine oder mehrere Nuten (41') angeordnet sind, in die zur Montage des Schafts (11) an dem Verbindungsstück (4) ein Drucköl einbringbar ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Endabschnitt (111) des Schafts (11) ein Gewindeende (112) angeordnet ist, an dem eine zur Montage mit einem Drucköl beaufschlagbare Mutter (113) angeordnet ist.