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Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für die Stevenrohrabdichtung von propellerangetriebenen Schiffen, bei denen zwischen dem Stevenrohr und der Propellernabe ein Zwischenraum ausgespart ist, der von einem rohrförmigen, mit der Propellernabe konzentrischen Schutzmantel (Trossenschutz) überdeckt ist, der einerseits an dem Stevenrohr fest verankert ist und andererseits die Propellernabe unter Freilassung eines Ringspaltes übergreift, wobei in dem Zwischenraum zwischen Stevenrohr und Propellernabe innerhalb des Schutzmantels ein mit der Propellernabe konzentrischer und im Radialschnitt U-förmig ausgebildeter Ring angeordnet ist, dessen U-Öffnung radial nach außen gerichtet ist.
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Eine Schutzvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE 37 18 419 C2 bekannt. Hiernach wird an Schiffen zum Schutz der Stevenrohrabdichtung und -lagerung ein Netzschutz installiert. Dieser Netzschutz wird zumeist direkt an den Antriebspropeller angeflanscht. Sollten sich Netze und Seile im Wasser befinden, werden diese durch die U-förmige Geometrie des Schutzes aufgewickelt und bis zu einer Wartung, im Rahmen derer ein Entfernen der Netze und Seile erfolgt, in der U-förmigen Gestaltung aufgenommen.
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Der Ring ist dabei in Bezug auf den Ringspalt so angeordnet und bemessen, dass durch den Ringspalt eventuell eingetretene Enden von Angelschnüren, Fischereinetzen oder ähnlichen schnurförmigen Gebilden von ihm erfasst und aufgewickelt werden.
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Aufgrund der großen Durchmesser des in Rede stehenden Rings, des eingesetzten Materials (zumeist kommt Aluminiumbronze hierfür zum Einsatz), des Herstellverfahrens und der Bearbeitung entstehen relativ hohe Kosten, die die Betreiber yon Schiffen mitunter dazu bewegen, auf den Netzschutz zu verzichten. Hinzu kommt das hohe Gewicht, das die Handhabung, Montage und Wartung der Ringe erschwert. Natürlich stellt der Verzicht auf den Netzschutz, also auf den besagten Ring, eine große Gefährdung des Schiffsantriebs dar.
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Zur Anbringung des Netzschutzes, d. h. des Rings, mittels Schrauben ist zum Anflanschen ein Bohrbild im Ring erforderlich, das je nach Schiff bzw. nach der jeweiligen Anwendung variiert. Daher werden die Bohrungen anwendungsfallbezogen kurz vor der Auslieferung bzw. Montage des Netzschutzes eingebracht.
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Ebenfalls aus dem Stand der Technik, nämlich der Firmenschrift: Blohm und Voss Industries GmbH: SIMPLEX-COMPACT Shaft Components, 8. Issue 3.2012, Hamburg 2012, ist bekannt, den Ring aus zwei Ringsektoren zu fertigen. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass diese Ringsektoren nur schwer aufeinander auszurichten sind, um eine exakte Ringform bereitstellen zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schutzvorrichtung für die Stevenrohrabdichtung von propellerangetriebenen Schiffen so fortzubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Demgemäß soll eine leicht handhabbare und kostengünstige Lösung geschaffen werden. Sowohl die Herstellung des Netzschutzes also auch dessen Montage soll damit vereinfacht werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ring zumindest teilweise aus einem Material besteht, das bei Raumtemperatur (T = 20°C) eine gießfähige Konsistenz aufweisen kann. Hierbei ist bevorzugt an Beton, insbesondere an Mineralguss, gedacht.
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Der Ring besteht dabei erfindungsgemäß aus mindestens zwei Ringsektoren, wobei sich jeder Ringsektor um einen definierten Umfangswinkel erstreckt und wobei die Ringsektoren miteinander verbunden sind. Dabei sind besonders bevorzugt zwei, drei, vier, fünf oder sechs Ringsektoren vorgesehen, die den Ring bilden. Durch die segmentierte Ausgestaltung können die Montage, Handhabung und Wartung des Rings deutlich vereinfacht werden.
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Die Ringsektoren sind weiterhin erfindungsgemäß relativ zueinander mit Zentrierelementen ausgerichtet, wobei die Zentrierelemente aus einer komplementären Profilierung der in Umfangsrichtung liegenden Endbereiche der Ringsektoren gebildet werden und nach Art einer Pfeilgestaltung ausgestaltet sind.
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Der Ring bzw. die Ringsektoren sind bevorzugt mittels einer Schraubverbindung an der Propellernabe oder am Schutzmantel befestigt. Dabei ist es dann vorteilhaft, wenn im Ring bzw. in den Ringsektoren Einsatzteile angeordnet sind, die von mindestens einer Schraube durchsetzt werden. Die Einsatzteile sind dabei bevorzugt vom Material des Rings zumindest teilweise umgeben.
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Das Material besteht bevorzugt aus Füllstoffen und Binder und gegebenenfalls aus Additiven, wobei der Füllstoff vorzugsweise einen Gewichtsanteil zwischen 80 % und 95 % aufweist, wobei der Binder vorzugsweise einen Gewichtsanteil zwischen 5 % und 20 % aufweist und wobei der Binder vorzugsweise aus einem Harz, insbesondere aus Epoxydharz, und einem Härter, insbesondere aus einem aminischen Härter, besteht. Alle Bestandteile des Material haben zusammen 100 Gew.-%.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass dem Material Verstärkungsfasern beigegeben sind, insbesondere Glasfasern, Karbonfasern oder metallische Fasern.
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Dem Material des Rings können, wie erwähnt, Verstärkungsfasern beigegeben sein. Hierunter sind neben den genannten Fasern auch Stahlstäbe, Matten, Armierungseisen, Körbe, Stahlgewebe und ähnliche Elemente zu verstehen, wie sie auch bei normalem Beton verwendet werden. In das Material kann auch ein Gewebe eingelagert sein.
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Beton ist ein Gemisch aus Zement, Gesteinskörnung und Anmachwasser; gegebenenfalls sind auch Betonzusatzstoffe und Betonzusatzmittel enthalten. Der Zement dient als Bindemittel, um die anderen Bestandteile zusammenzuhalten. Die Festigkeit des Betons entsteht durch Auskristallisierung der Klinkerbestandteile des Zements unter Wasseraufnahme.
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Dem Beton können Fasern aus Stahl, Kunststoff, Kohlenstoff oder Glas zugesetzt werden, um Faserbeton zu erhalten.
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Mineralguss (auch Polymerbeton genannt) enthält im Unterschied zu normalem Beton ein Polymer, also ein Kunststoffmaterial, als Bindemittel, das die Gesteinskörnung zusammenhält. Zement wird im Mineralguss, falls überhaupt, nur als Füllstoff eingesetzt und übernimmt keine Bindewirkung. Die am weitesten verbreitete Polymermatrix für Mineralguss ist ungesättigtes Polyesterharz.
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Mineralguss hat in seinem Anwendungsbereich deutlich bessere mechanische und chemische Eigenschaften als Zement-Beton. Die Gelierzeit dieser Harze kann durch die Menge der verwendeten Katalysatoren und Härter eingestellt werden. Bevorzugt kommt als Polymer, also als Bindemittel, Epoxydharz zum Einsatz, um ein gutes schwingungsdämpfendes Verhalten zu generieren.
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Generell können alle Materialien für die Umsetzung der vorgeschlagenen Idee zum Einsatz kommen, die „kalt“ gegossen werden können, d. h. Materialien, die bei Raumtemperatur (20 °C) eine gießfähige Konsistenz aufweisen können.
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Die Erfindung stellt somit einen effektiven Netzschutz für einen Schiffsantrieb insbesondere aus Mineralguss zur Verfügung. Dabei ist der Ring segmentiert. Bei Sektoren (bzw. Segmenten) können verschiedene Trenngeometrien realisiert werden, um das exakte Verbinden der Sektoren zu einem kompletten Ring zu erleichtern; allerdings kommt der exakten Verbindung für die Funktion keine hohe Bedeutung zu.
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Die Bohrungen zur Befestigung des Ringes bzw. der Sektoren des Ringes können bei der Herstellung mit gegossen werden. Dabei können auch Einlegeteile (Inlays) aus verschiedenen Materialien (z. B. aus Edelstahl, aus Messing, aus Bronze, aus Aluminium, aus GFK, aus CFK oder aus Kunststoff) zum Einsatz kommen. Die Inlays können unterschiedlich gestaltet sein, dienen der Kraftübertragung der Schrauben und verhindern das Ausplatzen des Mineralgusses. Darüber hinaus können weitere Inlays mit vergossen werden, beispielsweise Gewindebuchsen und -bolzen.
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Um dem variierenden Bohrungsbild Rechnung zu tragen und um dieses möglichst mit nur einer Gießform abdecken zu können, gibt es folgende Ansätze:
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Zum einen haben sich Langloch-Inlays bewährt. Diese Inlays können gerade oder nierenförmig gebogen vorgesehen werden (d. h. mit oder ohne einen Radius in Umfangsrichtung). Sie werden in den Mineralguss eingebracht und können insbesondere eingegossen sein.
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Inlays können auch als Vollmaterial-Inlays ausgebildet sein. Sie werden in diesem Falle aus Vollmaterial (z. B. Bronze, Messing, Edelstahl, Kunststoff) hergestellt, das beim Gießen des Rings oder der Ringsektoren mit eingegossen wird. Das Bohrbild kann dann nach dem Entformen des Rings oder des Ringsektors aus der Form direkt nach Kundenwunsch in das Vollmaterial-Inlay mittels Bohren eingebracht werden. Solche Inlays müssen dabei eine entsprechende Geometrie aufweisen, um sicher im Mineralguss verankert zu sein.
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Möglich sind auch Exzenter-Inlays. In diese Inlays ist exzentrisch eine Bohrung eingebracht; das Inlay kann nach Art eines Gleitlagers aufgebaut sein. Durch Drehen eines Teils des Inlays kann die Position der Bohrung verändert und so der benötigten Anschlussgeometrie angepasst werden.
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Mineralguss hat nur etwa ein Viertel der Dichte von Aluminiumbronze (die bei 8,6 g/cm3 liegt). Somit ergibt sich eine erhebliche Gewichtsreduzierung und damit Vorteile bei der Handhabung und der Montage des Rings bzw. seiner Sektoren. Kombiniert mit der Segmentierung erweitern sich die Handhabungs- und Montagevorteile. Eine händische Montage ist nunmehr möglich. Dies spart den Einsatz von Kränen, Hebe- und Montagewerkzeugen und reduziert den Zeitaufwand.
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Die Variantenvielfallt bleibt für den Endbenutzer erhalten, reduziert sich aber erheblich für den Hersteller der Ringe. Durch das Einbringen der oben genannten Inlays wird es möglich, mit nur einer Gießform zu arbeiten und dennoch die komplette Bandbreite der verschiedenen Bohrbilder abzubilden. Die Folge sind Kosten- und Zeiteinsparungen.
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Somit ergibt sich durch den Ersatz von Mineralguss statt des bisherigen Werkstoffes Aluminiumbronze ein nennenswerter Kostenvorteil.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 im Radialschnitt eine Schutzvorrichtung für die Stevenrohrabdichtung eines Schiffsantriebs mit einem Netzschutz in Form eines Rings, der aus Segmenten besteht,
- 2 im Radialschnitt den Ring (Netzschutz) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 3 im Radialschnitt und in der Vorderansicht einen einstückigen Ring gemäß dem Stand der Technik,
- 4 im Radialschnitt einen Ringsektor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- 5 im Radialschnitt einen Ringsektor gemäß einer weiteren Aüsführungsform der Erfindung,
- 6 in der Vorderansicht einen Ringsektor nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
- 7 in der Vorderansicht vier Ringsektoren gemäß 6, die zusammen den Ring bilden,
- 8a, aus radialer Sicht gesehen die Stoßstelle zweier angrenzender Ringsektoren, kurz vor ihrem Zusammentreffen an einer Umfangsstelle des Rings gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
- 8b aus radialer Sicht gesehen die .Stoßstelle zweier angrenzender Ringsektoren, kurz vor ihrem Zusammentreffen an einer Umfangsstelle des Rings gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und
- 8c aus radialer Sicht gesehen die Stoßstelle zweier angrenzender Ringsektoren, kurz vor ihrem Zusammentreffen an einer Umfangsstelle des Rings gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
- 9 im Radialschnitt den Ring gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
- 10 im Radialschnitt den Ring gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
- 11 in der Vorderansicht den Ring, wobei ein Einlegeteil dargestellt ist,
- 12, in der Vorderansicht den Ring, wobei zwei Langlöcher für die Befestigung dargestellt sind, und
- 13 in der Vorderansicht den Ring, wobei ein Exzentereinsatz für die Befestigung dargestellt ist.
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In 1 ist eine Stevenrohrabdichtung 1 zu sehen, die als Mehrfach-Lippendichtung ausgeführt ist und mehrere Dichtlippen 13 aufweist, die mit einer Buchse 14 zusammenwirken, die auf einer Propellerwelle 15 montiert ist. Die Buchse 14 ist mit einem Ende über einen Flansch 16 mit der Propellernabe 3 verbunden und ragt mit dem anderen Ende in das Stevenrohr 2 hinein.
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Der hiermit gebildete Zwischenraum 17 ist von einem rohrförmigen Schutzmantel 4 überdeckt, der einerseits am Stevenrohr 2 starr befestigt ist und der andererseits die Propellernabe 3 unter Freilassung eines Ringspalts 5 ein Stück überragt.
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In dem durch den Schutzmantel 4 gebildeten Zwischenraum 17 ist ein U-förmiger und mit der Propellernabe 3 konzentrischer Ring 6 angeordnet, der radial nach außen, d. h. zum Schutzmantel 4 hin, geöffnet ist und der an der Stirnseite der Propellernabe 3 mittels einer nur schematisch angedeuteten Schraubverbindung 8 befestigt ist. Der Ring 6 selbst besteht aus mehreren Ringsektoren 6', 6", ..., wie weiter unten genauer beschrieben wird. Im Folgenden wird das Bezugszeichen 6 allgemein auch für die Ringsektoren verwendet. Die Abmessungen des Rings bzw. der Ringsektoren 6 sind dabei so gewählt, dass er in seinem durch die U-förmige Struktur gebildeten Aufnahmeraum eine Vielzahl von Wickellagen von in den Ringspalt 5 eventuell eingedrungenen Enden von Angelschnüren, Fischereinetzen usw. aufnehmen kann. Hiermit wird die Stevenrohrabdichtung 1 geschützt.
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Zu Einzelheiten wird auf die bereits oben genannte
DE 37 18 419 C2 ausdrücklich Bezug genommen.
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Wesentlich ist, dass der Ring bzw. die Ringsektoren 6 erfindungsgemäß zumindest teilweise aus einem Material B besteht, das bei Raumtemperatur (T = 20°C) eine gießfähige Konsistenz aufweisen kann. Namentlich ist hier an Mineralguss gedacht.
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Wie oben erwähnt ist der Ring 6 nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt und in 3 gezeigt, als einstückiges Teil ausgebildet, sondern besteht, wie in den 6 und 7 zu sehen ist, erfindungsgemäß aus mehreren Sektoren 6', 6", 6'" und 6"", die jeweils einen Umfangsabschnitt abdecken.
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Damit die einzelnen Sektoren passgenau in Umfangsrichtung aneinander stoßen und in axiale Richtung a (s. 1) positioniert werden, sind Zentrierelemente 7 vorgesehen, wie sie für drei verschiedene Varianten in 8a, 8b und 8c gezeigt sind, wobei lediglich 8b und 8c Zentrierelemente gemäß der Erfindung zeigen. Demgemäß kann die genaue axiale Zusammenfügung der Ringsektoren 6', 6'' durch die hier dargestellten Maßnahmen verbessert werden.
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Hier ist der Übergangsbereich zwischen zwei Ringsektoren 6', 6" dargestellt, wobei die Ansicht aus radialer Richtung skizziert ist Wie aus den drei Ansichten gemäß 8a, 8b und 8c zu erkennen ist, sind die Stoßstellen nicht eben ausgebildet, sondern geschränkt bzw. abgewinkelt (s. 8a - nicht erfindungsgemäß) bzw. erfindungsgemäß nach Art einer Pfeilgestaltung (s. 8b und 8c). Die letzten, beiden genannten Möglichkeiten sichern die genaue axiale Zusämmenfuhrung der beiden zusammenstoßenden Ringsektoren 6' und 6", so dass sich bei der Montage der Ringsektoren die einzelnen Teile passgenau zueinander angeordnet werden.
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Somit ergibt sich eine bessere Montierbarkeit insbesondere bei nur zwei Segmenten bzw. Sektoren. Ferner besteht eine einfache Möglichkeit einer Zentrierung der Sektoren relativ zueinander.
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In 2 ist der Radialschnitt eines der Ringsektoren 6 zu sehen. Hieraus geht hervor, dass in den jeweiligen Ringsektor 6 Bohrungen 10 eingebracht sind, um den jeweiligen Ringsektor 6 an der Propellernabe 3 mittels Schrauben 8 befestigen zu können. Zwecks Montage ist fluchtend mit der Bohrung 10 eine Montagebohrung 18 vorhanden, die zum Durchtritt eines entsprechenden Werkzeugs vorgesehen ist.
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In die Bohrungen 10 können auch Einsatzteile 9, bevorzugt aus Metall, eingebracht sein bzw. beim Gießen der Ringsektoren 6 in die Gießform eingelegt werden, um für die Befestigung der Ringsektoren einen stabilen Halt zu gewährleisten. Insbesondere kann so ein Ausbröckeln von Material der Ringsektoren 6 vermieden werden. Die 4 und 5 zeigen hier zwei verschiedene Lösungen.
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In 9 ist noch einmal ein Einsatzteil 9 skizziert, das beim Gießen der Ringsektoren 6 mit eingegossen wurde. In 10 ist zu sehen, wie besagtes Einsatzteil 9 dann durchbohrt wurde, um die Ringsektoren 6 gemäß einem gewünschten Bohrbild befestigen zu können.
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Hierzu ist in 11 zu sehen, dass ein Einsatzteil 9 vorgesehen werden kann, das verschiedene Bohrungen aufweist und so im Rahmen einer gewissen Variabilität das Anschrauben der Ringsektoren 6 ermöglicht.
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Die Variabilität wird noch erhöht, wenn - wie es in 12 zu sehen ist - Langlöcher 11 vorgesehen werden, die hier nierenförmig ausgebildet sind und es so ermöglichen, dass die Ringsektoren 6 in einfacherer Weise festgeschraubt werden können.
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Hierfür zeigt 13 noch eine weitere Möglichkeit: Hier ist ein Einsatzteil in Form eines Exzentereinsatzes 12 vorgesehen. Dieser Einsatz ist nach Art eines Gleitlagers ausgebildet und hat zwei Ringe, die relativ zueinander verdreht werden können (s. Pfeil in 13). Durch Drehen des inneren Rings des Exzentereinsatzes 12 kann somit die Lage der Durchtrittsbohrung für die Schraube verändert und einer Gewindebohrung in der Propellernabe angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stevenrohrabdichtung
- 2
- Stevenrohr
- 3
- Propellernabe
- 4
- Schutzmantel (Trossenschutz)
- 5
- Ringspalt
- 6
- Ring
- 6'
- Ringsektor
- 6''
- Ringsektor
- 6'"
- Ringsektor
- 6''''
- Ringsektor
- 7
- Zentrierelement
- 8
- Schraubverbindung
- 9
- Einsatzteil
- 10
- Bohrung
- 11
- Langloch
- 12
- Exzentereinsatz
- 13
- Dichtlippe
- 14
- Buchse
- 15
- Propellerwelle
- 16
- Flansch
- 17
- Zwischenraum
- 18
- Montagebohrung
- B
- Material (Mineralguss / Polymerbeton)
- a
- axiale Richtung
