DE1901620C3 - Vorrichtung zum Befestigen und Lösen einer Schiffsschraube an bzw. von der Schraubenwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befestigen und Lösen einer Schiffsschraube an bzw. von der Schraubenwelle bei einem Propellerantrieb für Schiffe mit konzentrisch angeordneten, gegenläufigen Propellern, wobei die Schiffsschraubennabe auf einem normalen Konus auf der Schraubenwelle aufsitzt und durch einen mit dem Schraubenwellenende verschraubten, um 180° umkehrbaren Druckring gegen Lösen gesichert ist, welcher auf seiner im Betrieb der Schiffsschraube zugewandten Seite ein als Ringkolben ausgebildetes, hydraulisch bewegbares Druckelement aufweist, das in einem Ringkanal im Druckring angeordnet ist, und wobei der Druckring in einer ersten

Lage zum Aufziehen der Schraubennabe dient und beim Betrieb der Schraube an der Schraubenwelle befestigt ist und der Ringkolben dabei in flächigem Kontakt mit der angrenzenden Endfläche der Schiffsschraubennabe steht und eine abnehmbare, scheibenförmige Platte an der angrenzenden Endfläche der Schiffsschraube befestigbar ist, wenn der Druckring in eine zweite Lage zum Lösen der Schraubennabe umgekehrt ist, in welcher der Ringkolben in flächigem Kontakt mit der abnehmbaren Platte steht, und sich der Druckring am Schraubenwellenende abstützt.

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt (US-PS 33 58 772; »Shipping World and Shipbuilder«, Juni 1966, Seite 35). Dabei sind die Druckringe miteinem Innengewinde versehen und auf einen eine Fortsetzung der Schraubenwelle bildenden Gewindezapfen geschraubt. Zum Aufziehen bzw. Aufpressen der Schiffsschraube befindet sich der Druckring in der gleichen Anordnung wie im Betrieb. Der Druckring wird nach dem Aufpressen der Schiffsschraube lediglich nachgezogen, um die Schiffsschraube im Betrieb zu sichern. Zum Abziehen der Schiffsschraube muß der als Mutter ausgebildete Druckring heruntergeschraubt, umgedreht und wieder auf den Gewindezapfen am Ende der Schraubenwelle aufgeschraubt werden.

Die Verwendung derartiger Druckringe bei den heutzutage außerordentlich großen Schraubenwellen führt insbesondere bei konzentrisch angeordneten Schraubenwellen mit ihrer relativ großen freitragenden Länge hinter dem Stevenlager zu großen Belastungen. Darüber hinaus sind besonders bei Schraubenwellendurihmessern von 1 000 mm und darüber zum Auf- und Abschrauben entsprechend gioßcr, als Muttern ausgebildeter Druckringe sehr schwere und schwierig handzuhabende Spezialwerkzeuge erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie möglichst leicht und einfach aufgebaut und einfach und sicher handzuhaben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Konus das äußerste Ende der Schraubenwelle bildet und durch eine normal zur Schraubenwellenachse angeordnete Endfläche begrenzt ist, daß der Druckring in der ersten Lage zum Befestigen und im normalen Betrieb direkt an der Endfläche des Konus der Schraubenwelle befestigt ist und aus einer Scheibe bzw. einem scheibenähnlichen Ring besteht.

Es ist zwar bekannt (Zeitschrift »Maschinenbau«, 1956/6, Seite 180, Bild 5), ζ. B. eine Stirnkurbel mittels einer Druckplatte mit eingelassenem Ringkolben auf einen Wellenkonus aufzuziehen, jedoch stellt die Druckplatte dabei nur ein Werkzeug dar, das nach dem Aufziehen entfernt wird, während die erfindungsgemäße Druckplatte nach der Montage — unter Hinzufügen von Ausgleichsscheiben — zur Sicherung der Schiffsschraube am Schraubenwellenende verbleibt, wo sie von einer Ausnehmung der Schraubennabe aufgenommen wird. Außerdem ist diese bekannte Druckplatte zum Abziehen völlig ungeeignet.

So wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Befestigen und Lösen einer Schiffsschraube geschaffen, die nicht nur leicht und einfach aufgebaut ist, so daß die freitragende Schraubenwellenlänge sehr kurz gehalten werden kann, was insbesondere bei konzentrischen Schraubenwellen wegen der zweifachen Anordnung sehr wichtig ist, sondern aufgrund ihres geringeren

Gewichts und ihrer einfacheren Befestigur- auch besser und schneller und ohne aufwendige und schwere Spezialwerkzeuge gehandhabt werden ann.

Bei einer zweckmäßigen Ausfül rungsform der Erfindung ist ein flexibler Dichtring zwischen dem Ringkolben und dem ringförmigen Kanal angeordnet, so daß der Ringkolben einen größeren Hub ausführen kann, als wenn statt dessen nur ein elastischer, hydraulisch dehnbarer Schlauch vergesehen wäre.

Zweckmäßig ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch so ausgebildet, daß der Druckring in einer seitlichen Fläche eine Ausnehmung und an der gegenüberliegenden Fläche einen entsprechenden nabenartigc.i Vorsprung aufweist, der Durchmesser der Ausnehmung nur wenig größer als der Durchmesser des Endabschnittes der Schraubenwelle und der Durchmesser des Vorsprungs ein wenig kleiner als der Durchmesser des angrenzenden Endes der Schiffsschraube ist und Ausgleichsscheiben in die Ausnehmung zur axialen Ausrichtung der Schiffsschraube auf ihrer Schraubenwelle eingepaßt sind. Hierdurch wird es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Zuhilfenahme weiterer Zwischenscheiben oder Ringe sowohl zum Aufziehen als auch zum Abziehen zu verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 einen vergrößerten Schnitt durch den hinteren Abschnitt von konzentrischen Schiffsschraubenwellen mit einer detaillierten Darstellung der Anordnung der Druckringe zur Befestigung der Schiffsschrauben und der hi.-iteren Wellendichtung zwischen den beiden Schiffsschraubennaben,

Fig. 2 einen Teilschnitt nach Fig. 1 mit einer Darstellung des Druckringes in der umgekehrten Stellung zum Abziehen der hinteren Schiffsschraube von ihrer Schraubenwelle,

F i g. 3 eine der F i g. 2 ähnliche Ansicht, die aber den Druckring in der umgekehrten Stellung zum Abziehen der vorderen Schiffsschraube von ihrer Schraubenwelle zeigt,

F i g. 4 einen Teilschnitt nach F i g. 3, wobei die hintere Schiffsschraubennabe durch den Druckring etwas von der zugeordneten Schraubenwelle abgezogen ist, F i g. 5 einen der Druckringe in Draufsicht, und

Fig.6 einen Vertikalschnitt des Druckrings der Fig. 5.

Gegenläufige Schiffsschrauben sind auf den Konen 29 und 30 von Schraubenwellen 16 und 17 befestigt. so

Wie man insbesondere aus den Fig. 1 bis 4 erkennt, besitzt die vordere Schiffsschraube eine Schiffsschraubennabe 31, die mittels des Druckrings 32 am Konus 29 der Schraubenwelle 16 befestigt ist. Die Schiffssehraubennabe 31 ist in ihrer Lage durch eine nicht dargestellte Paßfeder gegen Drehung gegenüber der Schraubenwelle gesichert. Die hintere Schiffsschraube sitzt mit ihrer Schiffsschraubennabe 34 durch den Druckring 35 auf dem Konus 30 der Schraubenwelle 17 fest, und eine Drehung gegenüber ihrer Schraubenwelle ist durch eine Paßfeder 36 verhindert.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen eine neuartige Methode zum Befestigen sowie zum Auf- und Abziehen der beiden Schiffsschrauben. Die Druckringe 32 und 35 lassen sich umdrehen und dienen in einer Stellung (Fig. 1) dazu, die Schiffsschrauben auf die Konen 29 und 30 der zugehörigen Schraubenwellen 16 und 17 zu ziehen.

Der Druckring 32 ist ringförmig, sitzt auf der Schraubenwelle 17 und ist durch Kopfschraubeii 37 an der anstoßenden Stirnseite der Schraubenwelle 16 befestigt. Der Druckring 32 ist mit einem ringförmigen Kanal 38 versehen, in den ein mit einem elastomeren Dichtring 40 hinterlegter Ringkolben 39 eingepaßt ist. Ein mit dem Kanal 38 verbundener Durchlaß 41 weist zwei Anschlüsse 42 für Fettpressen auf, die es ei lauben, Schmierfett mit einem Druck von etwa 70 atü in den ringförmigen Kanal 38 und gegen den Dichtring 40 und den Ringkolben 39 zu pumpen, wodurch der Ringkolben 39 in Richtung der Pfeile 43 gegen die anstoßende Fläche der Schiffsschraubennabe 31 gedrückt wird, so daß ein Festsitz der vorderen Schiffsschraube auf dem Konus 29 der Schraubenwelle 16 erreicht wird. Eine Anzahl dünner Ausgleichsscheiben 44 ist zwischen den Druckring und die anstoßende Fläche des Konus 29 der Schraubenweile 16 eingepaßt und erlaubt eine genaue axiale Einstellung des Druckrings 32, da sich die vordere Schiffsschraube nach wiederholtem Abnehmen und Wiederaufsetzen, wie dies zu Wartungszwecken erforderlich ist, auf ihrer Schraubenwelle etwas verschiebt.

Der Druckring 35, hier eine flache Scheibe, ist auf die gleiche Weise an der anstoßenden Stirnfläche der Schraubenwelle 17 mittels Kopfschrauben 45 befestigt Der Druckring 35 nimmt einen Ringkolben 39a auf, der mit einem elastomeren Dichtring 40a hinterlegt ist, und besitzt einen ringförmigen Durchlaß 41, der mit dem ringförmigen Kanal 38 genauso wie bei dem Druckring 32 verbunden ist, so daß Schmierfett unter Druck auf den Dichtring 40a und den Ringkolben 39a wirken kann, um die Schiffsschraube auf dem Konus 30 der Schraubenwelle 17 in einen Festsitz zu bringen. Eine Anzahl dünner Ausgleichsscheiben 46 ist zwischen der Druckring 35 und die anstoßende Stirnfläche des Konus 30 der Schraubenwelle 17 gelegt und ermöglicht die nach wiederholtem Abnehmen und Wiederaufsetzen der hinteren Schiffsschraube erforderliche genaue Einstellung des Druckrings 35.

Wie man besonders aus den F i g. 5 und b erkennt, ist der Druckring 32 wie auch der Druckring 35 auf der Seite, an der der Ringkolben 39 montiert ist. mit einer ringförmigen Ausnehmung 47 versehen und besitzt auf der gegenüberliegenden Seite am Umfang eine ringförmige Ausnehmung 48. Der äußere Durchmesser der Ausnehmung 47 ist gleich demjenigen des anstoßenden Endes des Konus an der Schraubenwelle 16. Eine entsprechende Ausnehmung im Druckring 35 besitzt einen Durchmesser gleich dem Durchmesser am Ende des Konus der Schraubenwelle 17. Die Ausnehmung 48 auf der gegenüberliegenden Seite des Druckrings 32 bildet einen Vorsprung 49. dessen Umfangskanle 50 so liegt, daß der Vorsprung 49 nach dem Umdrehen des Druckrings zum Abziehen der Schiffsschraube gegen die anstoßende Seite am Konus 29 der Schraubenwelle 16 drückt, wie dies in Fig.:! gezeigt ist. Der Druckring 35 ist bei 51 entsprechend ausgenommen und bildet den in Fig. 2 gezeigten Vorsprung 52.

Aus Fig. 1 erkennt man, daß der Konus 30 der Schraubenwelle 17 weiter hinten liegt als der Konus 29 der Schraubenwelle 16. Dadurch entsteht ein Raum 53 ^für den Einbau der Wellendichtung 54 auf der Schraubenwelle 17. Die Wellendichtung 54 ist an ihrer vorderen, äußeren Umfangskante an der anstoßenden Seite der Schiffsschraubennabe 31 mittels Kopfschrauben 55 und am hinteren Ende an der anstoßenden Seite der Schiffsschraubennabc 34 durch Kopfschrauben 5(5 befestigt. Der Raum 53 zwischen den Schiffsschrauben-

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naben 31 und 34 ist normalerweise durch ein Abdeckblcch 57 verschlossen. Das hintere Ende der Schiffsschraubennabe 34 verschließt eine nicht dargestellte strömungsgünstige Verkleidung.

Wenn ein Abziehen der Schiffsschrauben von den S zugeordneten Schraubenwellen 16 und 17 erforderlich wird, nimmt man zunächst die hintere Schiffsschraube auf folgende Weise ab. Die Kopfschrauben 45 werden entfernt, und der Druckring 35 wird aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung in die Stellung nach F i g. 2 gebracht, Darauf wird eine zusätzliche abnehmbare, scheiben- oder ringförmige Platte 61 an der hinteren Stirnseite der Schiffsschraubennabe 34 durch Kopfschrauben 62 befestigt. Die Platte 61 überlappt in dieser Lage den Druckring 35 und den Ringkolben 39a.

Wenn nun Schmierfett unter einem Druck von etwa 70 atü in den ringförmigen Durchlaß 41 eintritt, drückt der Ringkolben 39a gegen die befestigte Platte 61, so daß die Reaktionskräfte in Richtung der Pfeile 63 eine Bewegung der Schiffsschraubennabe 34 in Richtung des Pfeiles 64 erzwingen, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, und wodurch die hintere Schiffsschraube von ihrer Schraubenwelle gelöst wird.

Nach dem Abnehmen der hinteren Schiffsschraube erfolgt der gleiche Vorgang an der vorderen, nachdem zuvor die Wellendichtung 54 entfernt wurde. Der Vorgang läuft folgendermaßen ab: Die Kopfschrauben 37 werden entfernt, der Druckring 32 wird umgedreht und eine zusätzliche Platte 61 wird an der hinteren Stirnseite der Schiffsschraubennabe 31 befestigt (F i g. 3). Wenn auf die oben beschriebene Weise hinter dem Ringkolben 39 ein Druck erzeugt wird, bewegt sich die Platte 61 nach außen in Richtung des Pfeiles 64 und nimmt die vordere Schiffsschraube mit. Die geringe axiale Bewegung der Schiffsschraubennabe weg von dem Konus genügt, um die Schiffsschrauben mit den üblichen Hebezeugen von den Schraubenwellen abheben zu können.

Ein Bild von den Abmessungen der Druckringe zum Befestigen und Abziehen der Schiffsschrauben erhält man durch den Hinweis, daß die vordere Schiffsschraube auf den Konus der Schraubenwelle 16 durch eine axiale Kraft von 451 gedrückt wird, wenn der elastomere Dichtring 40 durch Schmierfett aus einer handbetätigten Fettpresse mit einem Druck von etwa 70 atü zusammengedrückt wird. Dadurch wird ein Festsitz erzielt, der mindestens ebensogut ist wie derjenige, der sich durch Auftreiben mittels einer Schraubenmutter bei einer üblichen Schraubenwelle mit Gewindezapfen erreichen läßt. Bei Verwendung hochfester Dehnschrauben aus Stahl mit einem Schraubenkopf, die eine Stärke von 38 mm aulweisen, um den Druckring 32 zum Befestigen und Lösen am Ende der Schraubenwelle 16 zu halten, unterliegen die Kopfschrauben während des Aufziehens der Schiffsschraube einer Zugbeanspruchung von 0,85 t/cm². Da diese Kopfschrauben 37 während des Aufziehens bei ausreichender Sicherheit einer Zugbeanspruchung von 1,7 t/cm² ausgesetzt werden können, läßt sich die Aufziehkraft auf 901 erhöhen, wenn man den Druck der Fettpresse auf 140 atü erhöht. Die Größe des Reibungsoder Festsitzes zwischen Schiffsschraube und Konus der Schraubenwelle läßt sich dadurch noch weiter erhöhen, so daß man die Größe der Paßfeder, die erforderlich ist, um eine Drehung der Schiffsschraube auf dem Konus der Schraubenwelle zu verhindern, in Breite, Tiefe und Länge herabsetzen kann.

Die dem Druckring 32 zugeordnete ringförmige Platte 61 ist an der Schiffsschraubennabe 31 mit beispielsweise zwölf hochfesten, als Dehnschrauben ausgebildeten Kopfschrauben 62 von 25 mm Durchmesser befestigt. Sie werden mit einer Kraft von 1,62 t/cm² beansprucht, wenn die Schiffsschraube von ihrem Konus abgezogen wird, vorausgesetzt, daß die im ersten Beispiel zum Aufziehen auf den Konus angewandte Kraft 901 betrug.

Beim Befestigen und Aufziehen der hinteren Schiffsschraube wird diese bei einem Schmierfettdruck von 106 atü mit einer Kraft von 45 t auf den Konus der Schraubenwelle 17 gedrückt. Wie bereits oben erwähnt, kann diese Aufziehkraft durch Erhöhen des Schmierfettdrucks auf 212 atü bis auf 901 gebracht werden. Die Kopfschrauben 45 und 62 sind abgefast, um der Belastung von 901 standhalten zu können, wobei die in ihnen auftretende Beanspruchung 1.7 t/cm² nicht überschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

19 Ol 620 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Befestigen und Lösen einer Schiffsschraube an bzw. von der Schraubenwelle bei einem Propellerantrieb für Schiffe mit konzentrisch angeordneten gegenläufigen Propellern, wobei die Schiffsschraubennabe auf einem normalen Konus auf der Schraubenwelle aufsitzt und durch einen mit dem Schraubenwellenende verschraubten, um 180° umkehrbaren Druckring gegen Lösen gesichert ist, welcher auf seiner im Betrieb der Schiffsschraube zugewandten Seite ein als Ringkolben ausgebildetes, hydraulisch bewegbares Druckelement aufweist, das in einem Ringkanal im Druckring angeordnet ist, und wobei der Druckring in einer ersten Lage zum Aufziehen der Schraubennabe dient und beim Betrieb der Schraube an der Schraubenwelle befestigt ist und der Ringkoiben dabei in flächigem Kontakt mit der angrenzenden Endfläche der Schiffsschraubennabe steht und eine abnehmbar, scheibenförmige Platte an der angrenzenden Endfläche der Schiffsschraube befestigbar ist, wenn der Druckring in eine zweite Lage zum Lösen der Schraubennabe umgekehrt ist, in welcher der Ringkolben in flächigem Kontakt mit der abnehmbaren Platte steht, und sich der Druckring am Schraubenwellenende abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (29, 30) das äußerste Ende der Schraubenwelle (16, 17) bildet und durch eine normal zur Schraubenwellenachse angeordnete Endfläche begrenzt ist, daß der Druckring (32,35) in der ersten Lage zum Befestigen und im normalen Betrieb direkt an der Endfläche der Konus (29, 30) der Schraubenwelle (16, 17) befestigt ist und aus einer Scheibe bzw. einem scheibenähnlichen Ring besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler Dichtring (40, 40a) zwischen dem Ringkolben ur<d dem ringförmigen Kanal angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (32, 35) in einer seitlichen Fläche eine Ausnehmung (47) und an der gegenüberliegenden Fläche einen entsprechenden nabenartigen Vorsprung (49, 52) aufweist, der Durchmesser der Ausnehmung (47) nur wenig größer als der Durchmesser des Endabschnitts der Schraubenwelle (16, 17) und der Durchmesser des Vorsprungs ein wenig kleiner als der Durchmesser des angrenzenden Endes der Schiffsschraube ist, und Ausgleichsscheiben (44, 46) in die Ausnehmung (47) zur axialen Ausrichtung der Schiffsschraube auf ihrer Schraubenwelle eingepaßt sind.