CN116262539A - 具有延伸腿的船用驱动器下部单元 - Google Patents

具有延伸腿的船用驱动器下部单元 Download PDF

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CN116262539A CN202211611284.9A CN202211611284A CN116262539A CN 116262539 A CN116262539 A CN 116262539A CN 202211611284 A CN202211611284 A CN 202211611284A CN 116262539 A CN116262539 A CN 116262539A
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W·M·亚斯泽斯基
J·A·格勒切尔
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Abstract

一种船用驱动器，具有用于将船用驱动器联接到海洋船舶的支撑框架；齿轮箱，其支撑用于在水中推进海洋船舶的推进器；延伸腿，其设置在支撑框架和齿轮箱之间；以及在支撑框架和延伸腿之间的适配板。延伸腿中有管。该管具有下端和上端，下端联接到齿轮箱，上端通过螺纹连接到管上的压缩螺母联接到适配板，其中将压缩螺母在管上向下旋拧使压缩螺母与适配板压缩地接合，这转而使延伸腿夹紧在支撑框架和齿轮箱之间。

Description

具有延伸腿的船用驱动器下部单元
技术领域
本申请涉及用于在水中推进海洋船舶的船用驱动器。
背景技术
以下美国专利全部通过引用并入。
美国专利第10,981,637号公开了一种用于将舷外马达支撑在海洋船舶方艉(transom)上的装置。该装置具有方艉支架，其构造为固定附接到方艉；支撑托架，其相对于方艉支架支撑舷外马达，其中支撑托架相对于方艉支架绕纵倾轴线可枢转；以及纵倾致动器，纵倾致动器枢转地联接到在第一纵倾致动器枢转轴线处的方艉支架，并且枢转地联接到在第二纵倾致动器枢转轴线处的支撑托架。纵倾致动器的伸长使支撑托架绕纵倾轴线向上枢转。纵倾致动器的缩回使支撑托架围绕纵倾轴线向下枢转。纵倾轴线位于第一纵倾致动器枢转轴线的后方。
美国专利第9,963,213号公开了一种用于将舷外马达推进单元安装到海洋船舶方艉上的系统。推进单元的中间部分有支撑发动机系统的上端和承载齿轮箱的下端。安装系统包括支撑托架，该支撑托架具有联接到方艉支架的头部，从头部向后并沿着中间部分的相对的左舷和右舷延伸的上部结构支撑部分，以及悬挂自上部结构支撑部分并位于中间部分的左舷和右舷的下部结构支撑部分。一对上部安装件将上部结构支撑部分联接到靠近发动机系统的中间部分。一对下部安装件将下部结构支撑部分联接到靠近齿轮箱的中间部分。上部结构支撑部分和下部结构支撑部分中的至少一个包括挤压件或铸件。
美国专利第9,481,435号公开了一种用于将舷外马达安装到海洋船舶方艉上的组件。支撑结构构造为通过延伸穿过支撑结构并穿过已经在方艉中钻出的一组孔的多个紧固件联接到方艉。转向头联接到支撑结构并构造成支撑其上的舷外马达，以绕大致垂直的转向轴线旋转。该组孔由大致垂直的前后中心平面划分，舷外马达沿着大致垂直的左右中心平面延伸。支撑结构和转向头彼此联接，使得舷外马达的中心平面能够从该组孔的中心平面横向偏移。还提供了一种用于安装两个或多个舷外马达的组件。
发明内容
本发明内容旨在介绍一系列概念，这些概念将在下文的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作限制所要求保护主题的范围的辅助。
在本文公开的示例中，船用驱动器包括用于将船用驱动器联接至海洋船舶的支撑框架；齿轮箱，其支撑用于在水中推进海洋船舶的推进器；延伸腿，其设置在支撑框架和齿轮箱之间；以及延伸腿中的管，该管具有上端和下端，其中下端刚性地联接到齿轮箱。压缩螺母直接或间接地将该管的上端联接到支撑框架，特别是为了将延伸腿夹紧在支撑框架和齿轮箱之间的适当位置。
在进一步的非限制性示例中，压缩螺母通过螺纹连接与管接合，使得将压缩螺母相对于管沿第一方向旋转导致压缩螺母沿着管向下行进，并且使得将压缩螺母相对于管沿相反的第二方向旋转导致压缩螺母沿着管向上行进。
在进一步的非限制性示例中，适配板设置在支撑框架和延伸腿之间，其中管延伸穿过适配板，并且其中压缩螺母相对于管沿第一方向旋转使压缩螺母移动至与适配板压缩接合，这转而使延伸腿夹紧在适配板和齿轮箱之间。将压缩螺母相对于管沿第二方向旋转使压缩螺母移动至脱离与适配板的压缩接合，这转而将延伸腿相对于适配板和齿轮箱松开。
在进一步的非限制性示例中，适配板包括围绕管设置的邻接表面，其中将压缩螺母相对于管沿第一方向旋转使压缩螺母移动到邻接表面上，从而将延伸腿夹紧在适配板和齿轮箱之间。
在进一步的非限制性示例中，延伸腿包括周边侧壁，适配板包括周边侧壁，齿轮箱包括具有周边侧壁的朝上的齿轮箱外壳部分。延伸腿的周边侧壁被夹紧在适配板的周边侧壁和朝上的齿轮箱外壳的周边侧壁之间。
在其他非限制性示例中，防进风板被夹心在延伸腿和齿轮箱的上部开口之间。
在进一步的非限制性示例中，马达位于齿轮箱中，马达构造为使推进器旋转，并且管为延伸到齿轮箱中的电连接器提供通道，以用于连接到马达。
在进一步的非限制性示例中，船用驱动器包括用于将船用驱动器联接至海洋船舶的支撑框架；齿轮箱，其支撑用于在水中推进海洋船舶的推进器；延伸腿，其设置在支撑框架和齿轮箱之间；在支撑框架和延伸腿之间的适配板；以及延伸腿中的管，该管具有联接到齿轮箱的下端以及通过螺纹连接到管上的压缩螺母联接到适配板的上端，其中在管上将压缩螺母向下旋拧使压缩螺母与适配板压缩接合，这转而将延伸腿夹紧在支撑框架和齿轮箱之间。
本公开内容所设想的上述示例的各种组合，如下文进一步描述。
附图说明
参考以下附图描述了示例。在各处使用相同的附图标记来表示类似的特征和组件。
图1是根据本公开的具有延伸腿的船用驱动器的下部单元的透视图。
图2是图1所示的2-2部位的截面图。
图3是下部单元的分解图。
图4是俯视下部单元的透视图。
图5是下部单元的俯视图。
具体实施方式
在船用驱动器领域的研究和开发过程中，本发明人确定期望的是重新配置船用驱动器的下部单元，例如舷外船用驱动器、舷内船用驱动器或船艉驱动器，优选地，以增加整体负载承载能力，并且还优选地，以避免使用外部看得见的紧固件，从而提供更耐用和视觉上有吸引力的产品。本公开是本发明人在这方面努力的结果。
下面描述的本发明已被发现在这种船舶驱动器的配置中特别有用：这种船舶驱动器具有位于下齿轮箱中并构造为驱动推进器的电动马达，例如一个或多个螺旋桨、叶轮和/或类似装置。图示的实施例只是这种船用驱动器的一个例子；然而，本发明并不限于用于图示的构造，并且在其他例子中，本发明可以在具有内燃机、混合电动动力头和/或类似装置的不同配置的船用驱动器中实施。下面显示和描述的船用驱动器的特定配置，包括支撑框架、电动马达和齿轮箱，只是示例性的。本发明也可与许多其他船用驱动器的配置一起使用。
图1描述了用于在水中推进海洋船舶的船用驱动器10。图1仅描绘了船用驱动器10的下部。虽然没有显示，但船用驱动器10也有上部，例如覆盖上部支撑框架部分的一个或多个上罩构件，和/或其他用于支撑船用驱动器10的各种电气和机械部件的常规装置。虽然没有显示，但船用驱动器10能够通过例如常规的方艉支架和/或类似装置附接到船体上。在上述引入的专利中提供了一些合适的布置的例子，其他的例子可以从BrunswickCorporation及其公司Attwood和Mercury Marine等处广泛地商业购买。
在图示的实施例中，船用驱动器10在轴向方向AX上从顶部延伸到底部，在垂直于轴向方向AX的纵向方向LO上从前延伸到后，以及在垂直于轴向方向AX并且垂直于纵向方向LO的横向方向LA上从一侧延伸到相对侧。
如图所示，船用驱动器10具有下部单元11，下部单元11由支撑框架14、齿轮箱16、轴向地位于支撑框架14和齿轮箱16之间的延伸腿18、位于延伸腿18和支撑框架14之间的适配板20以及轴向地位于延伸腿18和齿轮箱16之间并从其向后延伸的防进风板22组成。
支撑框架14的上部没有在图中显示，因为支撑框架14的类型和配置可以不同。本发明不限于与特定类型的支撑框架一起使用。支撑框架14可以是本领域中已知的任何类型的支撑框架，用于构架和支撑船舶驱动的部分，包括构造为支撑船舶驱动的各种部件，和/或将船舶驱动联接到海洋船舶上。用于船用驱动器的各种合适的支撑框架的例子在上述专利中提出。
参考图2，支撑框架14的下端具有径向凸缘24，该凸缘从支撑框架14的周边侧壁26的周边延伸并围绕该周边侧壁26。支撑框架的侧壁26限定了内部通道28。紧固件30延伸穿过径向凸缘24中的孔，并与适配板20的周边侧壁32中的孔接合。因此，紧固件30将支撑框架14紧固到适配板20上。
齿轮箱16具有前齿轮箱外壳36和后齿轮箱外壳40，它们共同限定了容纳电动马达44的齿轮箱空腔42。前齿轮箱外壳36具有前锥46，它以光滑外表面过渡到朝上的齿轮箱外壳部分48和向下延伸的艉鳍50。朝上的齿轮箱外壳部分48有周边侧壁51，该侧壁优选是整体件以避免可见的紧固件或难看的接缝，或者可以由多个件组成。前锥46总体轴向地位于朝上的齿轮箱外壳部分48和艉鳍50之间，并从那里向前突出。前齿轮箱外壳36还有面向后方的齿轮箱外壳部分52，它以嵌套的方式接收后齿轮箱外壳40。O型密封圈54设置在其间，用于限制水侵入齿轮箱空腔42。
后齿轮箱外壳40具有径向外凸缘56。紧固件58延伸穿过径向外凸缘56中的孔，并与前齿轮箱外壳36中相应的孔螺纹啮合，以便将后齿轮箱外壳40固定在前齿轮箱外壳36上，如图所示为嵌套布置。后齿轮箱外壳40总体为圆柱形，并有周边侧壁59，该侧壁在其后端径向向内平滑地变细。电动马达44总体也是圆柱形的，容纳在后齿轮箱外壳40内，特别是安装在后齿轮箱外壳40的前端壁64和后端盖62之间。电动马达44引起输出轴60的旋转，输出轴60从后齿轮箱外壳40的后部纵向延伸，穿过所述后端盖62。电动马达44可以是常规的产品，例如，轴向磁通电动机、径向磁通马达或横向磁通马达，如亚利桑那州弗拉格斯塔夫的Electric Torque Machines(固瑞克公司)生产的那些。前、后轴承63、65支持输出轴60相对于电动马达44的旋转。传统的螺旋桨(未示出)安装在输出轴60的外端，使得通过电动马达44旋转输出轴60会引起螺旋桨的旋转，这转而会产生推力，用于在水中推动海洋船舶。
参照图2和图3，防进风板22在其前端有头部66，它被夹心在延伸腿18和前齿轮箱外壳36的朝上的齿轮箱外壳部分48之间。头部66有泪滴形的周边侧壁70，侧壁具有圆形的前端。周边侧壁70优选是整体件以避免外部紧固件或其他难看的接缝，或者在其他例子中可以由多个件组成。头部66的径向外轮廓为翼(foil)状或泪滴状并且总体上与延伸腿18的下端径向外轮廓相匹配并且也总体上与朝上的齿轮箱外壳部分48的上端的径向外轮廓相匹配，特别是使这些部件一起提供光滑的外表面，当海洋船舶在水中行驶时，该外表面是流线型的并且遇到的水动力阻力最小。装合销钉74将防进风板22的头部66与朝上的齿轮箱外壳部分48和延伸腿18的下端对准并保持在一起。装合销钉74穿过防进风板22的头部66形成的孔，延伸到延伸腿18的下端中形成的相应孔和朝上的齿轮箱外壳部分48的上端中形成的相应孔中。防进风板22有大致平坦的尾部68，该尾部从头部66向后延伸。尾部68从头部66的两边向后延伸。
参照图2和图3，延伸腿18是具有周边侧壁34的套筒，该套筒限定了中空的内部80。套筒优选是整体件，以避免外部可见的紧固件或难看的接缝，或者可以由多个件形成。中空的、轴向延伸的管82位于中空的内部80内。管82有下端84，该下端与齿轮箱16固定联接和上端86，该上端通过压缩螺母112与支撑框架14联接，这将在下文进一步描述。在一个非限制性的例子中，管82是整体式的铝管。管82的中空内部为电连接器121提供通道，该电连接器从船用驱动器10的上部延伸到齿轮箱空腔42，并与电动马达44连接，即用于向电动马达44提供电力和/或控制电动马达44。管82的下端84通过螺纹连接88与齿轮箱16固定或刚性联接，螺纹连接88包括管82外径上的外螺纹89和从朝上的齿轮箱外壳部分48的底壁92向上延伸的圆柱形叠片90内径上的内螺纹91。O型密封圈94在管82的外径和圆柱形叠片90的内径之间提供了水密的密封。当螺纹连接88完全啮合时，管82的下端84上的径向外肩96在圆柱形叠片90的径向内肩98上触底。在上端86处的管82的外径具有平坦的表面100，用于在安装期间由手动工具接合，特别是用于将管82的上端86相对于齿轮箱16旋转，以便完成螺纹连接88。
适配板20的侧壁32具有径向外轮廓，该径向外轮廓总体与延伸腿18的上端径向外轮廓相匹配，特别是使这些部件一起提供光滑的外表面，该外表面是流线型的，当海洋船舶在水中行驶时提供最小的流体动力阻力。装合销钉104对准并保持适配板20与延伸腿18的上端对齐。装合销钉104伸入形成在适配板20周边侧壁的孔中，并伸入形成在延伸腿18的上端周边侧壁的相应孔中。适配板20有内部邻接表面110，它在适配板20的侧壁32的内径之间横向和纵向延伸。如图2所见，管82的上端86轴向伸出延伸腿18的中空的内部80，穿过内部邻接表面110的孔，并突出支撑框架14的内部通道28。内部邻接表面110完全围绕管82延伸。
注意到压缩螺母112通过螺纹连接114与管82的上端86接合，特别是如下文进一步解释的那样，以便在支撑框架14和齿轮箱16之间将延伸腿18夹紧，从而与现有技术相比提供了更大的整体负载承载能力，并且避免使用从下部单元外部可见的紧固件。管82的上端86的外径具有螺纹116。压缩螺母112的内径有相应的螺纹118，用于与螺纹116啮合。平坦面103设置在压缩螺母112的外周，以便与手动工具接合，该手动工具用于使压缩螺母112围绕管82旋转。
为了组装下部单元，将垫圈119和压缩螺母112滑动到管82的上端86上，直到螺纹118与螺纹116接合。然后沿着使压缩螺母112通过螺纹118、116之间的啮合而沿管82向下移动的方向旋转压缩螺母112。压缩螺母112的继续旋转使压缩螺母112与适配板20的内部邻接表面110的顶部压缩接合。因此，压缩螺母112的旋转对适配板20施加了压缩力，这反过来又将管82和齿轮箱16轴向向上拉。这就牢牢地压缩并夹紧了防进风板22的头部66和齿轮箱16与适配板20底部之间的延伸腿18，而不需要外部紧固件，并改进了承重布置。有利的是，整个布置可以很容易地以一种有效的方式进行组装。
因此，可以理解，本公开内容提供了船用驱动器的改进实施例，包括用于将船用驱动器联接到海洋船舶的支撑框架；支撑用于在水中推动海洋船舶的推进器的齿轮箱；设置在支撑框架和齿轮箱之间的延伸腿；以及延伸腿中的管，该管具有上端和下端，其中下端刚性地联接到齿轮箱。压缩螺母有利地将管的上端直接或间接地连接到支撑框架上，特别是为了将延伸腿夹紧在支撑框架和齿轮箱之间的位置。压缩螺母通过螺纹连接与管接合，使压缩螺母相对于管沿第一方向旋转，导致压缩螺母沿管向下移动，使压缩螺母相对于管在相反的第二方向旋转，导致压缩螺母沿管向上移动。适配板位于支撑框架和延伸腿之间。管通过适配板延伸。在第一方向上相对于管旋转压缩螺母，移动压缩螺母使其与适配板压缩接合，这又会使延长腿夹紧在适配板和齿轮箱之间。在第二方向上相对于管旋转压缩螺母，移动压缩螺母使其脱离与适配板的压缩接合，这又会使延长腿相对于适配板和齿轮箱松开。
适配板包括围绕管设置的邻接表面，其中在第一方向上相对于管旋转压缩螺母使压缩螺母移动到邻接表面上，从而在适配板和齿轮箱之间夹紧延伸腿。延长腿包括周边侧壁，适配板包括周边侧壁，而齿轮箱包括朝上的齿轮箱外壳部分，该部分具有周边侧壁。延长腿的周边侧壁被夹紧在适配板的周边侧壁和朝上的齿轮箱外壳的周边侧壁之间。优选地，各个侧壁是整体式的套筒，没有外部可见的紧固件或接缝，从而在易于组装的水动力有效的包装中提供了美观的外观，并且与现有技术中的其他实施方案相比还具有改进的承载稳定性。
在延伸腿和齿轮箱的上开口之间夹心有防进风板。齿轮箱内有马达，该马达构造为使推进器旋转。管为延伸到齿轮箱中的电连接器提供通道，以便与马达连接。管的下端通过包括管上的外螺纹和齿轮箱上的内螺纹的螺纹连接固定到齿轮箱上。
在某些例子中，延伸腿是整体式的套筒，延伸腿中的管是整体式的铝管。
在本描述中，为了简明、清晰和理解，使用了某些术语。不应在现有技术的要求之外从中暗示任何不必要的限制，因为这些术语仅用于描述性目的，旨在进行广义的解释。这里描述的不同装置可以单独使用或与其他装置组合使用。在所附权利要求的范围之内，各种等价物、替代物和修改是可能的。

Claims (20)

1.一种船用驱动器，包括：
支撑框架，用于将所述船用驱动器联接到海洋船舶；
齿轮箱，支撑用于在水中推进所述海洋船舶的推进器；
延伸腿，其设置在所述支撑框架和所述齿轮箱之间；
所述延伸腿中的管，所述管具有上端和下端，其中所述下端刚性地联接到所述齿轮箱；和
压缩螺母，其直接或间接地将所述管的所述上端连接到所述支撑框架，特别是将所述延伸腿夹紧在所述支撑框架和所述齿轮箱之间的适当位置。
2.根据权利要求1所述的船用驱动器，其中，所述压缩螺母通过螺纹连接与所述管接合，使得在第一方向上相对于所述管旋转所述压缩螺母导致所述压缩螺母沿着所述管向下行进，并且使得在相反的第二方向上相对于所述管旋转所述压缩螺母导致所述压缩螺母沿着所述管向上行进。
3.根据权利要求2所述的船用驱动器，还包括位于所述支撑框架和所述延伸腿之间的适配板，其中所述管延伸穿过所述适配板，并且其中在所述第一方向上相对于所述管旋转所述压缩螺母将所述压缩螺母移动至与所述适配板压缩接合，这转而使所述延伸腿夹紧在所述适配板和所述齿轮箱之间。
4.根据权利要求3所述的船用驱动器，在所述第二方向上相对于所述管旋转所述压缩螺母将所述压缩螺母移动至脱离与所述适配板的压缩接合，这转而使所述延伸腿相对于所述适配板和所述齿轮箱松开。
5.根据权利要求3所述的船用驱动器，其中所述适配板紧固至所述支撑框架。
6.根据权利要求4所述的船用驱动器，其中，所述适配板紧固至所述支撑框架的径向凸缘。
7.根据权利要求3所述的船用驱动器，其中，所述适配板包括围绕所述管设置的邻接表面，其中，在所述第一方向上相对于所述管旋转所述压缩螺母将所述压缩螺母移动到所述邻接表面上，从而将所述延伸腿夹紧在所述适配板和所述齿轮箱之间。
8.根据权利要求1所述的船用驱动器，其中，所述延伸腿包括周边侧壁，其中所述适配板包括周边侧壁，所述齿轮箱包括具有周边侧壁的朝上的齿轮箱外壳部分，并且其中所述延伸腿的周边侧壁被夹紧在所述适配板的周边侧壁和所述朝上的齿轮箱外壳的周边侧壁之间。
9.根据权利要求1所述的船用驱动器，还包括防进风板，所述防进风板被夹心在所述延伸腿和所述齿轮箱的上开口之间。
10.根据权利要求1所述的船用驱动器，还包括位于所述齿轮箱中的马达，所述马达构造为使所述推进器旋转。
11.根据权利要求10所述的船用驱动器，其中，所述管为延伸到所述齿轮箱中的电连接器提供通道，以用于连接所述马达。
12.根据权利要求1所述的船用驱动器，其中，所述管的下端通过螺纹连接固定到所述齿轮箱。
13.根据权利要求12所述的船用驱动器，其中，所述螺纹连接包括所述管上的外螺纹和所述齿轮箱上的内螺纹。
14.根据权利要求13所述的船用驱动器，其特征在于，所述管的上端具有外径，其具有用于和工具接合的平坦表面，所述工具用于旋转所述管的所述上端使其与下齿轮箱接合。
15.根据权利要求1所述的船用驱动器，其中所述延伸腿是整体式的套筒。
16.根据权利要求1所述的船用驱动器，其中，所述管是整体式的铝管。
17.一种船用驱动器，包括：
支撑框架，用于将所述船用驱动器联接到海洋船舶；
齿轮箱，支撑用于在水中推进所述海洋船舶的推进器；
延伸腿，其设置在所述支撑框架和所述齿轮箱之间；
适配板，在所述支撑框架和所述延伸腿之间；和
延伸腿中的管，所述管具有联接到所述齿轮箱的下端和通过螺纹连接到所述管上的压缩螺母联接到所述适配板的上端，
其中将所述压缩螺母在所述管上向下旋拧使所述压缩螺母与所述适配板压缩地接合，这转而使所述延伸腿夹紧在所述支撑框架和所述齿轮箱之间。
18.根据权利要求17所述的船用驱动器，还包括位于所述齿轮箱中的马达，所述马达构造为旋转所述推进器，其中所述管是中空的并因此为用于向所述马达提供电力的电连接器提供通道。
19.根据权利要求17所述的船用驱动器，还包括在所述管的外径上的螺纹，其与所述压缩螺母的内径上的相应的螺纹接合，其中相对于所述管旋转所述压缩螺母使得所述压缩螺母通过所述管的所述外径上的所述螺纹与所述压缩螺母的所述内径上的所述螺纹之间的接合而沿着所述管向下行进。
20.根据权利要求17所述的船用驱动器，其中所述适配板紧固至所述支撑框架。
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