DE2243879B1

DE2243879B1 - FREE-VIBRATING, VIBRATION BELOW EXCITATION, DOUBLE-WALLED, SELF-SUPPORTING STEVEN PIPE ARRANGEMENT FOR SHIPS FOR ELASTIC MOUNTING OF THE PROPELLER SHAFT WITH LUBRICATING OIL

Info

Publication number: DE2243879B1
Application number: DE19722243879
Authority: DE
Inventors: Otto Prof.Dr.-Ing.; Nönnecke Ernst; 2000 Hamburg Grim
Original assignee: Maritime Ingenieurbüro GmbH, 2000 Hamburg
Priority date: 1972-09-07
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2243879A1; JPS4958591A; DE2243879C2

Description

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine frei schwingende Stevenrohranordnung gemäß der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, daß die äußere Stevenrohrwand auf der inneren Stevenrohrwand mit ihren verdickten Enden aufsitzt und sie dazwischen mit geringem Abstand ohne stützende Zwischenteile umgibt und dem Strömungsverlauf am Schiffskörper folgend angenähert als Tragflügelprofil mit sich in Strömungsrichtung verjüngenden Leitblechen ausgebildet ist, wobei die äußere Stevenrohrwand gegenüber der inneren Stevenrohrwand kürzer bemessen ist, und daß die innere Stevenrohnvand die Schmierölfüllung A freely oscillating stern tube arrangement is used to solve this problem proposed according to the type mentioned, according to the invention in the manner is designed that the outer stern tube wall on the inner stern tube wall with their thickened ends and they sit in between with a small distance without supporting Surrounds intermediate parts and approximates the course of the flow following the hull designed as an airfoil profile with guide plates tapering in the direction of flow is, the outer stern tube wall being shorter than the inner stern tube wall is dimensioned, and that the inner Stevenrohnvand the lubricating oil filling

einschließt und mittels Schraubverbindungen mit der äußeren Stevenrohrwand oder dem Schiffskörper verbunden ist Die Erfindung sieht ferner vor eine Stevenrohranordnung in Sandwichbauweise, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zwischenraum zwischen der äußeren Stevenrohrwand und der inneren Stevenrohrwand mit einem Füllmaterial aus Kunststoff, Gummi, Polyurethan od. dgl. ausgefüllt ist.and by means of screw connections to the outer stern tube wall or is connected to the hull. The invention also provides a stern tube arrangement in sandwich construction, which is characterized in that the space between the outer stern tube wall and the inner stern tube wall with a filler material made of plastic, rubber, polyurethane or the like. Is filled.

Gegenüber den bekannten Lösungen ist die vorliegende Stevenrohranordnung besonders vorteilhaft, da sie eine gute Eigenschwingungscharakteristik bei ausreichendem Widerstandsmoment am Ort der Einspannung und verhältnismäßig geringem Gesamtgewicht der Stevenrohranordnung ermöglicht. Die für die Schmierung des hinteren Wellenlagers benötigte Schmierölmenge wird herabgesetzt, da die innere Stevenrohrwand die Schmierölfüllung einschließt und da nicht das gesamte tragende Stevenrohr bis zum Stopfbuchsenschott mit Schmieröl angefüllt zu werden braucht. Ferner kann die innere Stevenrohrwand, die mit dem Schiffskörper nicht verschweißt zu werden braucht und die die beiden letzten Wellenlager enthält, zusammen mit der hinteren Schraubenwelle komplett in der Werkstatt montiert werden. The present stern tube arrangement is opposite to the known solutions particularly advantageous because they have good natural oscillation characteristics with sufficient Moment of resistance at the point of restraint and relatively low total weight allows the stern tube assembly. The one for the lubrication of the rear shaft bearing The amount of lubricating oil required is reduced because the inner stern tube wall contains the lubricating oil includes and there not the entire load-bearing stern tube up to the stuffing box bulkhead needs to be filled with lubricating oil. Furthermore, the inner stern tube wall, which does not need to be welded to the hull and which the two of them last shaft bearing, together with the rear screw shaft completely in assembled in the workshop.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zur Erzielung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Stevenrohrwandungen der zwischen diesen bestehende, nicht zum Schmiermitteltransport dienende Zwischenraum mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden kann, so daß eine Sandwich-Konstruktion erhalten wird. Dadurch ist bei gleicher Festigkeit eine weitere Gewichtsverringerung erzielbar. Another advantage is that to achieve a non-positive Connection between the two stern tube walls of the existing between them, The space not used to transport lubricant is filled with a filler material can be so that a sandwich construction is obtained. This is the same Strength a further weight reduction can be achieved.

Darüber hinaus wird eine elastische Lagerung der Propellerwelle erreicht, wobei die frei schwingende Stevenrohrkonstruktion eine Eigenschwingung aufweist, die weit unter der Erregung liegt. In addition, an elastic mounting of the propeller shaft is achieved, whereby the freely oscillating stern tube construction has a natural oscillation, which is far below the excitement.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Stevenrohranordnung mit einer inneren und einer äußeren Stevenrohrwandung in einem senkrechten Längsschnitt, F i g. 2 das Stevenrohr mit Propeller und mit außenseitig angebrachtem Leitblech in einer Seitenansicht und F i g. 3 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie 111-111 innig.2. In the drawing, the subject of the invention is for example shown, namely Fig. 1 shows a stern tube assembly with an inner and an outer stern tube wall in a vertical longitudinal section, FIG. 2 that Stern tube with propeller and with externally attached guide plate in a side view and F i g. 3 a vertical section along line 111-111 intimately. 2.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der doppelwandigen Stevenrohranordnung ist eine innere frei tragende zylindrische Stevenrohrwandll vorgesehen, welche, in einem Abstand vor dem Propellter 10 beginnend, zusätzlich durch eine äußere zylindrische Stevenrohrwand 12, die sich ebenfalls nach vorn bis zur Einspannung erstreckt, abgestützt wird. Die innere zylindrische Stevenrohrwand 11 nimmt das hintere und vordere Lager 13 und 14 der hinteren Schraubenwelle 15 auf und ist mit Schmieröl aufgefüllt, das unter leichtem Überdruck steht und zur Schmierung der Wellenlager dient. Bei 16 und 17 sind die hintere und vordere Stevenrohrabdichtung angedeutet. Die äußere Stevenrohrwand 12 ist über einen Flanschring 19 an das Ende der verkürzten Wellenhose 21 angeschraubt, während die innere Stevenrohrwand 11 am Vorderende am Stopfbuchsenschott mit einer Mutter 20 angeschlossen ist. In the embodiment shown in Fig. 1 of the double-walled Stern tube assembly is an inner cantilevered cylindrical stern tube wall provided, which, beginning at a distance in front of the propeller 10, in addition by an outer cylindrical stern tube wall 12, which also extends forward up extends for restraint, is supported. The inner cylindrical stern tube wall 11 takes the rear and front bearings 13 and 14 of the rear screw shaft 15 on and is filled with lubricating oil that is under slight overpressure and to the Lubrication of the shaft bearings is used. At 16 and 17 are the rear and front stern tube seals indicated. The outer stern tube wall 12 is connected to the end via a flange ring 19 screwed on the shortened shaft pant 21, while the inner stern tube wall 11 is connected to the gland bulkhead with a nut 20 at the front end.

18 zeigt einen Anschlagring an der inneren Stevenrohrwand 11, auf den verzichtet werden kann, wenn für einen entsprechenden Anschlag innerhalb der äußeren Stevenrohrwand 12 gesorgt wird.18 shows a stop ring on the inner stern tube wall 11 which can be dispensed with if for a corresponding stop within the outer stern tube wall 12 is taken care of.

Der Zwischenraum 30 zwischen der äußeren Stevenrohrwand 12 und der inneren Stevenrohrwand 11 kann auch mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden, so daß sich eine Sandwich-Konstruktion ergibt. Als Füllmaterial kann beispielsweise Kunststoff, Gummi oder Polyurethan in entsprechenden Härtegraden verwendet werden. Mit 12 a und 12 b sind die verdickten Enden bezeichnet, die für die Erzielung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Stevenrohrwänden 11 und 12 erforderlich sind. The space 30 between the outer stern tube wall 12 and the inner stern tube wall 11 can also be filled with a filler material, see above that there is a sandwich construction. As a filling material, for example Plastic, rubber or polyurethane in the corresponding degrees of hardness can be used. With 12 a and 12 b, the thickened ends are designated for the achievement of a non-positive connection between the two stern tube walls 11 and 12 required are.

Wie in F i g. 2 und 3 dargestellt, ist die äußere Stevenrohrwand 12 als Tragflügelprofil ausgebildet, das dem bei X angedeuteten Strömungsverlauf am Schiffskörper folgt. Das Tragflügelprofil wird durch Leitbleche 50, die an der äußeren Stevenrohrwand 12 angeschweißt werden und sich nach innen zum Schiffskörper hin verjüngen, gebildet. As in Fig. Shown in Figures 2 and 3 is the outer stern tube wall 12 designed as an airfoil profile, which corresponds to the flow path indicated at X. on the hull follows. The airfoil is through baffles 50, which are attached to the outer stern tube wall 12 are welded and inwardly to the hull rejuvenate, formed.

Claims

Claims: 1. Free vibrating, one below the excitation Double-walled, self-supporting stern tube arrangement with lying natural oscillation for ships for elastic mounting of the propeller shaft with lubricating oil filling, d a du r c h marked that the outer stern tube wall (12) on the inner stern tube wall (11) with their thickened ends (12 a, 12 b) rests and they (11) in between surrounds a small distance without supporting intermediate parts and the flow path on the Following the hull approximately as a hydrofoil profile with itself in the direction of flow tapering baffles (50) is formed, wherein the outer stern tube wall (12) is shorter than the inner stern tube wall (11), and that the inner Stern tube wall (11) encloses the lubricating oil filling and by means of screw connections (20) is connected to the outer stern tube wall (12) or the hull.

2. stern tube arrangement according to claiml in sandwich construction, characterized characterized in that the space (30) between the outer stern tube wall (12) and the inner stern tube wall (11) with a filling material made of plastic, rubber, Polyurethane od. The like. Is filled.

The invention relates to a freely oscillating, one below the Excitation lying natural oscillation, double-walled, self-supporting stern tube arrangement for ships for elastic mounting of the propeller shaft with lubricating oil filling.

Vibrations of the hull can either be caused by the propulsion system or caused by the hydrodynamic forces caused by the propeller will. Such vibrations are very undesirable and attempts have long been made to to keep them as small as possible.

The elastic mounting of screw shafts on ships is known. In a known type of this storage, the acting on the propeller are periodic hydrodynamic forces kept away from the hull and thereby excited ship vibrations avoided. A stern tube arrangement of the type mentioned is from the USA patent 3580214 known. With the same design of the outer and inner stern tube walls are a plurality of radially extending intermediate supporting parts between the walls arranged so that a relatively stiff arrangement is formed, the walls of which as a result of the required processing space have a not small distance. All cavities between the propeller shaft and the outer stern tube are filled with lubricating oil. This arrangement 'is relatively stiff, complex and has considerable dimensions and a corresponding oil filling.

In another known system (Hansa 1960, pp. 2661, 2662) is the rear shaft bearing arranged in a tube surrounding the shaft, which is only connected to the hull well in front of the screw, so that a vibratory system arises, which essentially consists only of the screw, the screw shaft and put together their two camps, and that in relation to the most important excitations is overly critical.

However, since the frequency of the natural oscillation of the system is sufficiently wide is below the frequency of the excitation and at the same time the elastic stern tube not even if the propeller hits the ground and is damaged as a result of the propeller must withstand, is used for the pipe cross-section of the self-supporting The stern tube has a relatively large section modulus, especially in the area of the restraint necessary. For reasons of propulsion technology, however, the pipe diameter should if possible fall out small. Both requirements lead to very high jacket thicknesses. In which Welding of these great material thicknesses on board under predicament and with the subsequent local stress relief annealing of the weld zones on the stern tube sections difficulties arise.

It is also disadvantageous, especially in large systems, that for Lubrication of the rear shaft bearing the entire stern tube up to the front of the stuffing box bulkhead must be filled with lubricating oil. By the weight of the lubricating oil, which is quite a lot Tons, the system is additionally burdened.

Another disadvantage arises with medium-sized and large systems of two- or multi-screw ships with stern tubes welded to the hull. This is because the accessibility to the shaft bearing on the stuffing box bulkhead can be so restricted be that an exchange of this shaft bearing, which usually takes place forward, encounters difficulties.

The object of the invention is therefore to provide the known vibratory To improve systems and a free swinging stern tube assembly for ships for the elastic mounting of the propeller shaft with lubricating oil filling to create the has a frequency of natural oscillation that is below the frequency of excitation and which meets the following conditions: a) Improvement in weldability and reducing the pre-stresses in the stern tube jacket caused by the weld due to smaller jacket thicknesses, with the same or smaller stern tube diameter.

b) Reduction of the amount for the lubrication of the rear shaft bearing required volume of lubricating oil in that not the entire supporting stern tube needs to be filled with lubricating oil towards the front up to the stuffing box bulkhead.

c) Low construction costs and easy assembly.