DE1911812B2

DE1911812B2 - Verfahren zum Einbau eines Hochseeschiffpropellers

Info

Publication number: DE1911812B2
Application number: DE1911812A
Authority: DE
Inventors: Thomas Walter London Bunyan
Original assignee: PILGRIM ENGINEERING DEVELOPMENTS Ltd LONDON
Current assignee: PILGRIM ENGINEERING DEVELOPMENTS Ltd LONDON
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-03-08
Publication date: 1980-01-17
Also published as: ES364250A1; NL6903521A; NL157392B; FR2003638A1; DE1911812C3; GB1252756A; JPS5227310B1; NO137684C; NO137684B; DE1911812A1; US3577628A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau eines Hochseeschiffpropellers in einer in bezug auf Drehmoment und Axialschub kraftschlüssigen Verbindung auf einer Antriebswelle unter Zuhilfenahme einer separaten metallischen Büchse, die mit einer kegeligen Mantelfläche in die entsprechend kegelige Bohrung der Propellernabe getrieben und kraftschlüssig auf die Welle montiert wird.

Bisher wurde die Verbindung eines Hochseeschiffpropellers auf der Antriebswelle unter Zwischenschaltung einer separaten metallischen Büchse mit kegeliger Mantelfläche als trockener Reibsitz ausgeführt. Zur Erzielung eines hohen Reibschlusses war einerseits die Büchse genauestens in der Nabenbohrung des Schiffpropellers einzubetten und andererseits ein hoher Anpreßdruck zwischen Büchse und Nabe aufrechtzuerhalten. Die genaue Einbettung, wobei ein Bettungskontakt von minimal 60% der Berührungsflächen zu erreichen ist, machte eine langwierige Präzisionsbearbeitung an Büchse und Propellernabe erforderlich. Die Toleranzen bei der Oberflächenendbearbeitung der Berührungsflächen waren in der Größenordnung von 7 Mikron und selbst bei einer solchen Endbearbeitung waren im günstigsten Fall ein Reibungskoeffizient zwischen der Büchse und der Nabe von 0,185 zu erzielen. Die hohe Anpreßkraft zwischen Büchse und Nabe gab aufgrund der hohen Beanspruchungen zu Ermüdungsbrüchen Anlaß.

Aus der DE-AS 10 66 818 war es bekannt, zur Befestigung von Rädern, Scheiben od. dgl. auf einer Welle durch Einbringen eines Klebers zwischen die Kegelfläche der Welle und die Gegenfläche der Nabe die Haftung zu verbessern. Im Vergleich zu Hochseeschiffpropellern sind bei dieser bekannten Radbefestigung jedoch nur minimale Drehmomente zu übertragen. Das gleiche gilt für das deutsche Gebrauchsmuster 19 63 212, das ebenfalls eine Anordnung zur kraftschlüssigen Verbindung von Nabe und Welle unter Zuhilfenahme eines Klebers beschreibt Man ordnete dort den Kleber in Nuten zwischen den Kontaktflächen an, um dünne, in sich geschlossene Klebstoffstreifen mit ausreichender Scherfestigkeit zu schaffen, die ganz oder

ίο überwiegend die zwischen Welle und Nabe auftretenden Verschiebekräfte aufnehmen sollten. Eine über die ganze Fugenfläche aufgetragene Klebstoffschicht wurde abgelehnt, weil eine solche wegen der geringen Druckfestigkeit des Klebstoffes von den kombinierten Dru?k- und Schubkräften binnen kürzester Zeit völlig zerstört werden würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einbau eines Hochseeschiffpropsllers anzugeben, das ohne langwieriges vorbereitendes und hochgenaues Einschleifen der Kegelflächen, die zum Anliegen kommen sollen, auskommt. Nichtsdestotrotz soll der geschaffene Sitz höher belastbar sein als die bisher üblichen trockenen Treibsitze.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß eine Schicht eines Kunstharzes mit hohem Reibungskoeffizienten in flüssigem Zustand zwischen die Mantelfläche der Be :hse und die Bohrungsfläche der Propellernabe eingebracht und bis zur Aushärtung unter Druck gehalten wird.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Gedanke, auch bei Hochseeschiffpropellern, wo im Vergleich zu Rädern, z. B. für Schienenfahrzeuge in mehreren Größenordnungen höhere Kräfte und Drehmomente einwirken, Kunstharzkleber zur Verbesserung der Haftung zwischen Büchse und Propellernabe einzusetzen, war für einen Fachmann nicht naheliegend. Ein Fachmann mußte vielmehr annehmen, daß der Kunstharzkleber binnen kürzester ZHt zerstört und damit wirkungslos sein würde. Die Eignung der Kunstharzzwischenschicht für den vorliegenden Zweck ist darauf zurückzuführen, daß nicht eine Klebeverbindung zwischen Büchse und Propellernabe geschaffen wird, sondern der Kunstharz eine wesentliche Verbesserung des Reibungskoeffizienten zwischen den Kontaktflächen bringt und Ungenauigkeiten in den Kontaktflächen ausgleicht

Wegen dieser Erhöhung des Reibungskoeffizienten, bis zum siebenfachen, zwischen der Büchse und der

so Nabe ist es möglich, die Wandstärke der Büchse zu vergrößern, ja selbst zu verdoppeln. Das erlaubt die Propellerkosten beträchtlich zu senken, da die Kosten des Büchsenmaterials einen kleinen Bruchteil, z. B. ein Achtel der von Bronze ausmachen, die normalerweise für Propeller genommen wird.

Weiterhin kann ein kraftschlüssiger Treibsitz der Büchse in der Nabe mit einer wesentlich kleineren als bisher erforderlichen Überlappung der Nabe mit der Büchse erhalten werden, wobei die Verminderung der Überlappung in umgekehrtem Verhältnis zur Erhöhung des Reibungskoeffizienten steht Die Verminderung der erforderlichen Überlappung der Nabe mit der Büchse ist wegen der damit verbundenen Verminderung der Nabenspannungen von großem Vorteil.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Auf der Zeichnung ist ein bereits eingebauter Schiffspropeller auf einer Welle im Längsschnitt dargestellt.

Eine Propellerwelle 10 läuft in einem kegeligen Teil 11 und einem mit einem Schraubgewinde versehenen Endteil 25 aus.

Der Propeller besteht aus einer Nabe 12 und mehreren Propellerblättern 13, die mit der Nabe zusammengegossen sind.

Zwischen dem kegeligen Teil U der Welle und der Nabe 12 sitzt eine außen wie innen kegelig ausgebildete metallische Büchse 14, wobei der Innenkegel mi* dem Kegel des kegeligen Teils 11 der Welle und der Außenkegel der Büchse 14 mit der kegeligen Bohrung der Nabe 12 übereinstimmt

Vor dem Einbau werden die Umfangsfläche der Büchse 14 und die Bohrungsfläche der Nabe 12 beide mit flüssigem Epoxydharz bestrichen, die Büchse 14 in die Nabe 12 eingeführt und in irgendeiner bekannten Weise mit einer in Axialrichtung wirkenden Kraft beaufschlag t Diese Kraft wird solange aufrechtgehalten, bis das Epoxydharz in einer Schicht in innigem Kontakt mit den Flächen der Büchse und der Nabe ausgehärtet ist

Die Bohrung der verwendeten Büchse 14 ist f-assend zum kegeligen Teil 11 der Welle bearbeitet Für einen kraftschlüssigen Sitz wird die Büchse 14 auf das kegelige Wellenende 11 getrieben, wobei die Büchse 14 um ein gewisses Maß gedehnt wird, was einen Druck auf die Nabe 12 und den Vorteil einer weiteren Erhöhung des Reibungskoeffizienten zwischen der Büchse und der Nabe zur Folge hat

Im Umfangsrand der Büchse 14 und/oder am Bohrungsrand der Nabe 12 können Nuten 18 bzw. 24 vorgesehen werden, die mit Epoxydharz ausgegossen werden. Der Zweck und die Wirkung dieser Nuten besteht darin, eine progressive Verminderung der Klemm- oder Preßspannungen in der Propellerwelle und eine stufenweise Entlastung der Radialspannungen zu erhalten, mit einer vorteilhaften Wirkung auf die Dauerfestigkeit der Welle.

Dort, wo solche Spannungsentlastungsnuten 18 und 24 vorgesehen sind, kann das Ausgießen mit Epoxydharz in der Weise geschehen, daß der mit der Büchse vormontierte Propeller auf seine Rückseite, d.h. mit dem rückwärtigen Ende nach unten gelegt, Epoxydharz in die Nuten gegossen und der Propeller solange in dieser Lage belassen wird, bis das Epoxydharz ausgehärtet ist

Das Epoxydharz, dessen Elastizitätsmodul ungefähr ein Zwanzigstel von dem des Büchsenmaterials beträgt, übt nur eine vernachlässigbare Zwanr.:;kraft auf die Büchse aus.

Das vordere Ende der zusammengebauten Nabe mit Büchse kann mit einer ringförmigen Aussparung 26 ausgebildet werden. Eine Ringscheibe 15 aus einem Metall ähnlich dem der Nabe 12 wird in die Aussparung 26 eingelegt und, wie bei 17 gezeigt an die Nabe geschweißt, um den Ringspalt am vorderen Ende zwischen der Nabe und der Büchse wasserdicht zu schließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einbau eines Hochseeschiff propellers in einer in Bezug auf Drehmoment und Axialschub kraftschlüssigen Verbindung auf einer Antriebswelle unter Zuhilfenahme einer separaten metallischen Büchse, die mit einer kegeligen Mantelfläche in die entsprechend kegelige Bohrung der Propellernabe getrieben und kraftschlüssig auf die Welle montiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht eines Kunstharzes mit hohem Reibungskoeffizienten in flüssigem Zustand zwischen die Mantelfläche der Büchse (14) und die Bohrungsfläche der Propellernabe (12) eingebracht und bis zur Aushärtung unter Druck gehalten wird.

2. Verfahrein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als härtbarer Kunstharz eine Epoxydharz (Handelsname Araldite) auf die Kontaktflächen von Büchse (14) und/oder Nabe (12) aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfangsrand der Büchse (14) und/oder am Bohrungsrand der Nabe (12) Nuten (18 bzw. 24) erzeugt und mit dem Kunstharz ausgegossen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende von Propellernabe (12) und Büchse (14) eine Aussparung (26) ausgebildet wird, in die nach Jem Zusammenbau zwecks Abdeckung der Kunstharz-Zwischenschicht eine Ringscheibe '35) geschweißt wird.