CN102325694A - 控制装置和带有控制装置的艇用驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制装置,尤其是用于艇用驱动器的控制装置,包括调整驱动机构、减速传动机构(8、11、15/17)和可关于控制角调节的调整器(2)。建议如下,即,减速传动机构包括带有驱动侧齿轮(10)的多级传动机构(8、11、15/17),且调整驱动机构包括两个同时却轻微反向地驱动齿轮(10)的调整马达(6)。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的控制装置,以及依据权利要求2前序部分所述的艇用驱动器。
背景技术
公知的包括伺服马达或电动马达和用于调节调整器的接在下游的齿轮减速传动机构的控制装置常有如下问题,即,在传递调整运动时出现游隙,尤其是在两个彼此啮合的齿轮之间出现侧隙。这导致了调整器在其调设的位置上不稳定,也就是说对于固定的调整马达不稳定。这种控制装置也用在具有能围绕垂直轴线枢转的前推和控制单元的、尤其是作为舷内驱动器的艇用驱动器中。利用此类控制装置的控制尤其具有以下缺点,即,各自的桨位置或控制位置由于游隙而不稳定,且掌舵者在舵轮上有无反应的且间接的控制的感觉。
通过WO 2005/005249公知一种用于艇用舷内螺旋推进器驱动器,其中,前推单元包括带有两个反向运转的牵引螺旋推进器的螺旋推进器轴和以可围绕偏航轴线枢转的方式布置在艇身中的水下壳体。由此,小艇的控制效果不像常规那样通过桨/舵,而是通过由螺旋推进器推动而产生的前推矢量的枢转而进行。对于已公知的螺旋推进器驱动器,带有螺旋推进器轴的水下壳体借助伺服马达通过齿轮传动机构进行调节。在这种已公知的控制装置中也会在传递调整运动时出现游隙,也就是说操舵员感觉桨设备/舵设备或控制设备不精确且不直接地工作。
发明内容
本发明的任务在于,以如下方式改善前面提到类型的控制装置,即,在控制装置的运行中尽可能不出现游隙。此外,本发明的任务在于,在前面提到类型的艇用驱动器中创造出一种无游隙地工作的控制装置,其中,即使掌舵者在舵轮上也会有直接的、稳定的控制的感觉。
本发明的任务通过两个独立权利要求1和2的特征来解决。由从属权利要求给出有利的设计方案。
依据本发明,在带有多级齿轮减速传动机构的控制装置中作如下设置,即,驱动侧齿轮同时由两个调整马达驱动,所述调整马达轻微地反向于彼此工作。由此可实现的优点是,消除传动机构中的游隙尤其是侧隙。两个反向于彼此工作的调整马达不允许在被共同驱动的齿轮情况下产生侧隙,且在一定程度上将齿轮夹紧在其之间。
本发明的任务在带有依据本发明的控制装置的艇用驱动器中利用两个共同进行驱动的、轻微反向于彼此作用的调整马达的来解决。这种用于艇用驱动器的无游隙控制的优点在于,调设了稳定的“桨位置/舵位置”,也就是说,稳定的螺旋推进器前推矢量位置。由此,小艇由此精确地沿航线行驶,并且掌舵者在舵轮上有如下感觉,即,舵轮的运动直接转换成小艇的控制运动。
依据一种优选实施方式,两个调整马达分别构造为电动马达,也就是说,这些电动马达从船用电网获得其能量,这样可以良好地调控并电子驱控。
依据另一种优选实施方式,两个调整马达或者说电动马达的转速分别通过第一行星传动机构减速到第一传动级,其中,两个第一行星传动机构的从动/输出分别通过驱动小齿轮实现。由此,可在相对狭小的结构空间上实现第一转速减速比。
依据另一种优选实施方式,设置有同轴于前推单元的枢转轴线的第二行星传动机构。第二行星传动机构作为第二减速传动级运转,且通过其行星架由两个第一行星传动机构的两个驱动小齿轮驱动。
依据另一种优选实施方式,设置有第三齿轮减速传动级,在该第三齿轮减速传动级中,第二行星传动机构的从动侧太阳轮/输出侧太阳轮啮合在控制套筒的外齿部中,控制套筒自身与水下壳体连接。总共通过三个紧凑的减速传动级实现高减速比,从而在电动马达扭矩相对较小的情况下提供非常大的控制力矩,用于枢转来自螺旋推进器推动的前推矢量。此外,同样可以借助电气控制实现取决于艇用速度的控制速度(角速度)以及取决于艇用速度的控制角。
依据另一种优选实施方式,前推单元和控制单元连同控制装置灵活地穿引通过与艇身牢固连接的艇身中间件。由此,前推单元和控制单元由于在艇身中的弹性支承而实施垂直振动运动。优选的是,艇身中间件以三明治构造方式构造为碰撞件。这可在碰撞情况下吸收变型能量。
附图说明
在附图中示出按本发明的实施例并随后进行详细介绍,其中,可由说明和/或附图得出其它特征和/或优点。
其中:
图1示出带有控制装置的局部示出的艇用驱动器;并且
图2示出控制装置的由两个驱动小齿轮驱动的行星架。
具体实施方式
图1示出带有能围绕垂直轴线z枢转的前推和控制单元的、局部示出的艇用驱动器1,在此,局部通过水下壳体2示出。有利于流动地构造的水下壳体2承载了一个或两个反向运转的未示出的螺旋推进器(也称螺旋桨),螺旋推进器通过驱动轴3由布置在艇身中的未示出的内燃机驱动。驱动轴3在马达侧通过锥形齿轮4(锥形齿轮传动级的部分)驱动,并且自身通过未示出的锥形齿轮传动件来驱动一个或多个未示出的螺旋推进器轴。螺旋推进器轴可通过以可枢转的方式布置的水下壳体2来枢转,从而由螺旋推进器推动产生的前推矢量相对于随动船轴线(Mitschiffsachse)构成一个角度,进而引发控制效果。由此对于这种艇类型无需常规的桨/舵。水下壳体2的枢转通过控制装置5实现,该控制装置具有两个构造为电动马达的调整马达,在附图中仅示出这些调整马达中的一个带有电动制动器7的电动马达6。电动马达6具有驱动轴6a,该驱动轴驱动同轴布置的、构造为第一行星传动机构8的减速传动机构。在从动侧/输出侧,第一行星传动机构8具有驱动小齿轮9,该驱动小齿轮驱动第二行星传动机构11的行星架10,也就是说,与其齿啮合。被驱动的行星架10具有支承在行星齿轮销12上的行星轮13,这些行星轮被划分开来并分别与固定的太阳轮14和从动太阳轮/输出太阳轮15齿啮合。固定的太阳轮14与壳体件16齿啮合,从动太阳轮/输出太阳轮15啮合在控制套筒17的外齿部中,控制套筒以能相对于传动机构壳体18枢转的方式支承,并且在轴向上固定。控制套筒17抗相对转动地与水下壳体2连接。在太阳轮15和传动机构套筒17之间的齿轮传动级是第三减速传动级。总体上,马达驱动轴6a通过三个减速传动级实现的减速比约为1∶1000。
艇用驱动器1,尤其是传动机构壳体18穿过艇身中间件19的开口,并且与艇身中间件构成环状间隙20,环状间隙由柔性密封元件21跨接进而被密封。艇身中间件19以三明治构造方式制造并构造为碰撞件,该碰撞件与未示出的艇身牢固连接。
图2示出图1中的行星架10沿轴向方向的视图,该行星架与两个驱动小齿轮,即第一驱动小齿轮9(参见图1)和第二驱动小齿轮22齿啮合。第二驱动小齿轮22如第一驱动小齿轮9那样被驱动,也就是说,由带有电动制动器7以及驱动轴6a的第二电动马达6和第二减速传动机构8驱动。由此,行星架10由两个驱动小齿轮9、22共同驱动,然而其中,两个驱动小齿轮9、22轻微地反向于彼此工作,从而消除与行星架10的外齿部的轮齿侧隙。行星架10(也称行星齿轮架)由此无游隙地“夹紧”在两个驱动小齿轮9、22之间。由此,在水下壳体2枢转时,也就是说在推动矢量枢转时,同样实用地消除周边游隙。由此,控制装置5无游隙地工作,也就是说,在确定控制角的情况下可获得稳定的“桨位置”。一旦掌舵者活动舵轮,掌舵者就可在舵轮上同时感到对艇的直接的控制效果。由此也消除了舵轮上的游隙,也就是说,掌舵者觉察到对其控制偏角(舵轮上的角运动)直接的反应。
附图标记列表
1 艇用驱动器
2 水下壳体(调整器)
3 驱动轴
4 锥形齿轮
5 控制装置
6 电动马达(调整驱动器)
6a 驱动轴
7 电动制动器
8 第一行星传动机构(第一传动级)
9 第一驱动小齿轮
10 行星架
11 第二行星传动机构(第二传动级)
12 行星齿轮销
13 行星轮
14 太阳轮,固定
15 太阳轮,从动/输出
16 壳体件
17 控制套筒
18 传动机构壳体
19 艇身中间件
20 环状间隙
21 密封元件
22 第二驱动小齿轮
z 偏航轴线
Claims (11)
1.控制装置,尤其是用于艇用驱动器的控制装置,包括调整驱动机构、减速传动机构(8、11、15/17)和能关于控制角调节的调整器(2),其特征在于,所述减速传动机构包括带有驱动侧的齿轮(10)的多级齿轮传动机构(8、11、15/17),且所述调整驱动机构包括两个同时然而轻微反向地驱动所述齿轮(10)的调整马达(6)。
2.带有前推和控制单元(2)的艇用驱动器,所述前推和控制单元以能围绕垂直轴线(z)枢转的方式布置在艇身中,并且能由控制装置(5)关于控制角调节,以获得用于小艇的控制效果,其特征在于依据权利要求1所述的控制装置(5)。
3.依据权利要求2所述的艇用驱动器,其特征在于,两个所述调整马达分别构造为电动马达(6),优选构造为带有电动制动器(7)的电动马达。
4.依据权利要求3所述的艇用驱动器,其特征在于,在所述电动马达(5)的下游分别接有第一减速传动级,所述第一减速传动级构造为带有第一驱动小齿轮和第二驱动小齿轮(9、22)的第一行星传动机构(8)。
5.依据权利要求4所述的艇用驱动器,其特征在于,在所述第一行星传动机构(8)下游接有作为第二减速传动级的第二行星传动机构(11)。
6.依据权利按要求3和4所述的艇用驱动器,其特征在于,所述驱动侧的齿轮构造为所述第二行星传动机构(11)的行星架(10),并且同时与两个驱动小齿轮(9、22)啮合。
7.依据权利要求6所述的艇用驱动器,其特征在于,所述第二行星传动机构(11)除了被驱动的所述行星架(10)之外还包括行星齿轮(13),所述行星齿轮一方面与固定的太阳轮(14)啮合,且另一方面与从动太阳轮(15)啮合。
8.依据权利要求7所述的艇用驱动器,其特征在于,所述从动太阳轮(15)与控制套筒(17)的驱动侧的外齿部啮合,由此构成第三减速传动级。
9.依据权利要求8所述的艇用驱动器,其特征在于,所述控制套筒(17)与能枢转的水下壳体(2)相连,所述水下壳体包括至少一个螺旋推进器和所述螺旋推进器的驱动轴。
10.依据权利要求2至9中任一项所述的艇用驱动器,其特征在于,所述前推和控制单元连同所述控制装置(5)灵活地插入到艇身中间件(19)中,所述艇身中间件与所述艇身牢固连接。
11.依据权利要求10所述的艇用驱动器,其特征在于,所述艇身中间件(19)尤其以三明治构造方式构造为碰撞件。
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