DE1293056B

DE1293056B - Spline-free connection of a ship's propeller to the propeller shaft

Info

Publication number: DE1293056B
Application number: DEP33590A
Authority: DE
Inventors: Bunyan Thomas Walter
Original assignee: P & O Res & Dev Co
Current assignee: P & O Res & Dev Co
Priority date: 1963-02-18
Filing date: 1964-02-14
Publication date: 1969-04-17

Description

Die Erfindung betrifft eine keilmutlose Verbindung eines Schiffspropellers mit der Propellerwelle, insbesondere für Hochseeschiffe.The invention relates to a spline-free connection of a ship's propeller with the propeller shaft, especially for ocean-going vessels.

Es ist bekannt, bei kleineren Schiffen den Propeller auf einem zylindrischen Teil der Propellerwelle zu befestigen und die kraftschlüssige Verbindung dieser beiden Teile durch Einlagen aus Gummi od. dgl. oder einen Querbolzen zu bewirken. Solche Verbindungen sind nicht geeignet, die bei Hochseeschiffen auftretenden Kräfte zu übertragen. Bei Hochseeschiffen ist es daher üblich, die Nabe des Propellers mit einer leicht konischen Bohrung zu versehen und ihn auf ein entsprechendes konisches Ende der Propellerwelle so kräftig aufzupressen, daß die beiden Teile reibungsschlüssig fest aufeinander haften.It is known to use a cylindrical propeller on smaller ships To attach part of the propeller shaft and the positive connection of this to cause both parts by inserts made of rubber or the like. Or a cross bolt. Such connections are not suitable for the forces that occur in ocean-going vessels transferred to. In ocean-going ships it is therefore common to use the hub of the propeller to be provided with a slightly conical hole and put it on a corresponding conical Press on the end of the propeller shaft so forcefully that the two parts are friction-locked adhere firmly to each other.

Es hat sich aber insbesondere bei großen Hochseeschiffen ergeben, daß bei solcher Propellerbefestigung erhebliche Betriebsstörungen und Brüche der Propellerwelle auftreten. Das liegt vor allem daran, daß sich die konischen Verbindungsflächen infolge Temperaturschwankungen voneinander so weit lösen, daß diese Oberflächen zunächst durch Fressen beschädigt werden und dann sich die Verbindung noch weiter lockert, so daß ein unregelmäßiger Lauf des Propellers und damit Schläge auf die Propellerwelle auftreten können. Ferner entstehen bei der verwendeten Art solcher konischen Befestigung am vorderen, breiteren Konusende so hohe Spannungsspitzen, daß die Propellerwelle häufig an dieser Stelle bricht.However, it has been found, especially in the case of large ocean-going vessels, that with such propeller attachment significant malfunctions and breaks in the Propeller shaft occur. This is mainly due to the fact that the conical connecting surfaces as a result of temperature fluctuations so far that these surfaces first be damaged by seizure and then the connection even further loosens, so that an irregular run of the propeller and thus impacts on the Propeller shaft can occur. Furthermore, the type used creates such conical attachment at the front, wider cone end so high stress peaks, that the propeller shaft often breaks at this point.

Die Erfindung bezweckt eine Propellerbefestigung, die diese Nachteile nicht aufweist. Auch nach der Erfindung findet die Verbindung durch Aufpressen einer leicht konischen Bohrung auf das entsprechend konische Ende der Propellerwelle statt; von der vorgenannten bekannten Verbindung weicht die Verbindung gemäß der Erfindung aber dadurch ab, daß die Nabe mit einer Hülse ausgebuchst ist, die vor dem Aufziehen auf den Propellerwcllenkonus mit der Nabe formschlüssig verbunden ist, im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt wie die Propellerwelle und etwa ebenso lang ist wie die Nabe, und daß die formschlüssige Verbindung von Nabe und Hülse nur auf ihren hinteren Teilen vorhanden ist, während an ihren vorderen Teilen zwischen ihnen ein Ringspalt besteht. Die formschlüssige Verbindung kann z. B. durch Umgießen der Hülse mit der Propellernabe geschehen, insbesondere wenn der Propeller und seine Nabe in der Regel aus Bronze bestehen; sie kann aber auch z. B. durch radiale Dübel oder achsparallele Schrauben erfolgen.The invention aims at a propeller attachment which has these disadvantages does not have. According to the invention, the connection takes place by pressing on a slightly conical bore on the correspondingly conical end of the propeller shaft instead; the compound according to the invention differs from the aforementioned known compound but from the fact that the hub is bulged with a sleeve, which is before the pulling is positively connected to the propeller shaft cone with the hub, essentially has the same coefficient of thermal expansion as the propeller shaft and about is as long as the hub, and that the positive connection of the hub and Sleeve is only present on its rear parts, while on its front parts there is an annular gap between them. The positive connection can, for. B. by Molding the sleeve with the propeller hub done, especially if the propeller and its hub is usually made of bronze; but it can also z. B. by radial dowels or axially parallel screws.

Diese Verbindung kann durch Temperaturänderungen nicht beeinflußt werden, da die Propellerwelle und die Hülse im wesentlichen denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten haben und die Teile, deren Material regelmäßig verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, nämlich die Propellernabe und die Hülse, formschlüssig miteinander verbunden sind. Die bei der bisherigen Art der Verbindung auftretenden Spannungsspitzen sind dadurch vermieden, daß an der Stelle, wo diese Spannungsspitzen auftreten können, zwischen Nabe und Hülse keine Berührung besteht.This connection cannot be influenced by changes in temperature because the propeller shaft and the sleeve have essentially the same coefficient of thermal expansion and the parts whose material regularly have different coefficients of thermal expansion have, namely the propeller hub and the sleeve, positively connected to each other are. The voltage peaks that occur with the previous type of connection are avoided by the fact that at the point where these voltage peaks can occur, there is no contact between the hub and the sleeve.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt F i g. 1 im Längsschnitt und teilweise in Längsansicht eine auf einer konischen Welle befestigte Nabe eines Schiffspropellers, F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig.1. F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie III-111 der Fig.1; F i g. 4 bis 7 zeigen im Längsschnitt und teilweise in Längsansicht verschiedene, gegenüber F i g. 1 andere Ausführungsformen der Befestigung.In the drawing, the invention is explained using exemplary embodiments. It shows F i g. 1 in longitudinal section and partially in longitudinal view one on a conical Shaft attached hub of a ship propeller, F i g. 2 shows a cross-section along the line II-II of Fig. 1. F i g. 3 shows a cross section along line III-111 of FIG. 1; F i g. 4 to 7 show different, opposite one another in longitudinal section and partially in longitudinal view F i g. 1 other embodiments of the attachment.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 ist die Nabe 2 eines Schiffspropellers 3 mit einer Hülse 4 fest verbunden, die aus hoch belastbarem Gußeisen oder Stahl besteht. Die Hülse 4 hat eine leicht konische Bohrung, mit der sie auf dem hinteren, entsprechend konischen Ende der Propellerwelle 1 sitzt. Das hintere, im Durchmesser kleinere Ende der Hülse 4 ist rundum mit einem Kranz von Zähnen 5 versehen und dadurch mit der Propellernabe fest verbunden, daß sie in die Gießform der Schraube eingelegt wird. Bei einer Konizität von 1:12 reicht eine Wandstärke von etwa 12 % der Dicke der Welle zur sicheren Übertragung des Drehmomentes und der axialen Last aus. Die Hülse 4 wird auf das Wellenende aufgepreßt. Zur Erzeugung des Preßsitzes genügt ein Übermaß der Welle gegenüber der Bohrung von 0,0065 mm je Millimeter Durchmesser der Welle am dickeren Konusende.In the embodiment according to FIG. 1 and 2 is the hub 2 of a ship's propeller 3 firmly connected to a sleeve 4, which is made of heavy-duty cast iron or steel consists. The sleeve 4 has a slightly conical bore with which it can be placed on the rear, correspondingly conical end of the propeller shaft 1 is seated. The rear, in diameter smaller end of the sleeve 4 is provided all around with a ring of teeth 5 and thereby firmly connected to the propeller hub that it is inserted into the mold of the screw will. With a taper of 1:12, a wall thickness of around 12% of the thickness is sufficient the shaft for safe transmission of the torque and the axial load. the Sleeve 4 is pressed onto the shaft end. Suffice it to produce the interference fit an oversize of the shaft compared to the bore of 0.0065 mm per millimeter of diameter the shaft at the thicker end of the cone.

An ihrem vorderen Ende besteht zwischen der Hülse 4 und der Nabe 2 auf etwa der Hälfte der Länge der Hülse 4 ein Spalt 6. Dadurch wird das Entstehen hoher Spannungsspitzen im Bereich des vorderen Endes des konischen Wellenteils verhindert.At its front end there is between the sleeve 4 and the hub 2 on about half the length of the sleeve 4 there is a gap 6 prevents high voltage peaks in the area of the front end of the conical shaft part.

Damit die Schraube 3 leicht von der Welle 1 abgezogen werden kann, ist eine Anzahl von im Querschnitt etwa halbkreisförmiger kleiner Nuten 10 in die Innenwand der Hülse 4 eingedreht. Die Nuten verlaufen schraubenförmig und enden am hinteren, dünneren Ende der Welle in mit Gewinde versehenen Löchern 11, von denen in F i g. 1 nur eines gezeichnet ist. An die Löcher 11 läßt sich eine Einrichtung zum Einpressen von Öl und Fett anschließen. Alle Nuten 10 sind an ihrem vorderen Ende mit einer ringförmig verlaufenden Nut 10' miteinander verbunden. Durch Einpressen von Öl oder Fett in eine dieser schraubenförmig verlaufenden Nuten kann man die Hülse 4 derart weiten, daß sich die Nabe leicht vom Konus der Welle abziehen läßt.So that the screw 3 can be easily removed from the shaft 1, a number of small grooves 10 with approximately semicircular cross-section are screwed into the inner wall of the sleeve 4. The grooves are helical and terminate at the rear, thinner end of the shaft in threaded holes 11, one of which is shown in FIG. 1 only one is drawn. A device for pressing in oil and fat can be connected to the holes 11. All the grooves 10 are connected to one another at their front end with an annular groove 10 '. By pressing oil or grease into one of these screw-shaped grooves, the sleeve 4 can be widened in such a way that the hub can easily be pulled off the cone of the shaft.

Bei der Ausführungsform der F i g. 4 ist die Hülse 4 mit Löchern 15 statt mit Zähnen 5 versehen, so daß beim Umgießen der Hülse mit der Nabe 2 die Bronze der Nabe in diese Löcher 15 einfließt und eine feste Verbindung ergibt. Die Löcher 15 sind in mehreren Reihen über dem Umfang gestaffelt verteilt angeordnet, wobei die hinteren Lochreihen größere Durchmesser haben als die vorderen Lochreihen.In the embodiment of FIG. 4 is the sleeve 4 with holes 15 instead of teeth 5, so that when casting around the sleeve with the hub 2, the bronze the hub flows into these holes 15 and results in a firm connection. The holes 15 are arranged in several rows staggered over the circumference, wherein the rear rows of holes have a larger diameter than the front rows of holes.

Eine Hülse 16 umgibt die Welle 1 und dient dazu, einen Gummidichtring 17 an dem vorderen Ende der Nabe zu haltern, wo die Nabe einen kleinen radialen Abstand von der Welle hat.A sleeve 16 surrounds the shaft 1 and serves as a rubber sealing ring 17 at the front end of the hub where the hub has a small radial Distance from the shaft.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 ist die Nabe 2 in ihrem hinteren Teil 2' auf die Hülse 4 aufgeschrumpft. Diese Schrumpfbefestigung ist gesichert durch Dübel 27, die die Wand der Hülse 4 durchdringen und in Bohrungen der Nabe 2 enden. Zur Verringerung der Baulänge ist die Befestigungsmutter 23 in eine Ausdrehung 24 des hinteren Nabenendes verlegt.In the embodiment according to FIG. 5 is the hub 2 in its rear Part 2 'is shrunk onto the sleeve 4. This shrink fit is secured by dowels 27 which penetrate the wall of the sleeve 4 and in holes in the hub 2 ends. To the The fastening nut reduces the overall length 23 moved into a recess 24 in the rear end of the hub.

Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für den Umbau vorhandener Schiffspropeller mit bisher üblicher Befestigung.This embodiment is particularly suitable for converting existing ones Ship propeller with the usual attachment.

Die Ausführungsform nach F i g. 6 unterscheidet sich von. F i g. 4 dadurch, daß der Spalt 18 zwischen dem vorderen Teil der Hülse 4 und der Welle 1 sehr klein ist.The embodiment according to FIG. 6 differs from. F i g. 4th in that the gap 18 between the front part of the sleeve 4 and the shaft 1 is very small.

Dieser Spalt kann durch Ausdrehung der Hülse oder z. B. dadurch erzeugt werden, daß der vordere Teil der Hülse vor ihrem Einlegen in die Gießform mit Asbest oder mit einem anderen flexiblen, hitzebeständigen Material umwickelt wird.This gap can be made by turning the sleeve or z. B. generated thereby that the front part of the sleeve before it is placed in the mold with asbestos or wrapped in another flexible, heat-resistant material.

In die Welle 1 ist am Übergang zum Konus eine flache Ringnut 19 eingedreht. Sie dient zur Verbesserung des Kraftlinienflusses in der Welle.A flat annular groove 19 is screwed into the shaft 1 at the transition to the cone. It serves to improve the flow of lines of force in the wave.

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Hülse 4 an ihrem hinteren Ende einen mit ihr aus einem Stück bestehenden Flansch 28 besitzt.F i g. 8 shows an embodiment in which the sleeve 4 at its rear end has a flange 28 consisting of one piece with her.

Der Flansch 28 und die hintere Endfläche der Nabe 2 sind auf dem Umfang mit einer Anzahl Bohrungen 29 versehen. Diese nehmen mit Festsitz hohle Scherstifte 30 auf. Die Löcher der Nabe 2 gehen in Gewindelöcher 31 über. Darin sitzen Schrauben 32 zur Sicherung der Scherstifte 30.The flange 28 and the rear end surface of the hub 2 are on the circumference provided with a number of holes 29. These take an interference fit with hollow shear pins 30 on. The holes in the hub 2 merge into threaded holes 31. There are screws in it 32 to secure the shear pins 30.

Die Innenfläche der Nabe 2 ist mit ringförmigen Aussparungen 33 versehen, die zur Gewichts- und Kostenersparnis dienen. Im vorderen Ende der Hülse 4 ist eine Ölbohrung 34 vorgesehen, die von der Hülse 16 einer üblichen Ölstopfbüchse das Öl in den Hohlraum zwischen der Nabe 2 und der Hülse 4 weiterleiten kann. Für Merkmale, auf welche keine Patentansprüche gerichtet sind, wird kein Schutz beansprucht.The inner surface of the hub 2 is provided with annular recesses 33, which serve to save weight and costs. In the front end of the sleeve 4 is a Oil hole 34 is provided, the oil from the sleeve 16 of a conventional oil stuffing box can pass into the cavity between the hub 2 and the sleeve 4. For features, No protection is claimed to which no patent claims are directed.

Claims

Claims: 1. Keyway-free connection of a ship propeller with the propeller shaft, which is pressed onto the slightly conical end of the propeller shaft is, characterized in that the hub (2) is bulged with a sleeve (4), which are positively connected to the hub before being pulled onto the propeller shaft cone has substantially the same coefficient of thermal expansion as that Propeller shaft (1) and about as long as the hub (2), and that the form-fitting Connection of hub and sleeve is only present on their rear parts, while there is an annular gap (6) between them at their front parts.

2. Connection according to claim 1, characterized in that the sleeve (4) in the region of its rear At the end, on their circumference, elements for establishing the form-fitting connection, z. B. projections (5) or holes (15) and the propeller hub (2) around the Sleeve (4) is cast.

3. A compound according to claim 1, characterized in that the sleeve (4) has holes in the area of its rear end into which dowels (27) are inserted, which engage in corresponding holes in the hub (2).

4. Connection according to claim 1, characterized in that the sleeve (4) in its rear end is provided with a flange (28) which is connected to the hub (2) by screws (32) is. 1 sheet of drawings