DE102020114804B4 - Steering system for an outboard motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lenksystem (10) für einen Außenbordmotor (12), aufweisend:- eine Führungsstange (14);- eine Gewindespindel (16);- einen Aktuator (20) zum Erzeugen einer Lenkkraft;- einen Gewindetrieb (28), aufweisend eine mit der Gewindespindel (16) wechselwirkende Gewindetriebmutter (30), wobei die Gewindetriebmutter (30) zur Gewindespindel (16) axial beweglich und zur Führungsstange (14) axial unbeweglich angeordnet ist. Dies ermöglicht ein Lenksystem (10) mit reduzierten Reibungsverlusten und somit reduziertem Verschleiß, wobei das Lenksystem (10) präzise und zuverlässig funktioniert.The invention relates to a steering system (10) for an outboard motor (12), comprising: - a guide rod (14); - a threaded spindle (16); - an actuator (20) for generating a steering force; - a screw drive (28) a threaded drive nut (30) interacting with the threaded spindle (16), the threaded drive nut (30) being arranged to be axially movable with respect to the threaded spindle (16) and axially immovable with respect to the guide rod (14). This enables a steering system (10) with reduced friction losses and thus reduced wear, the steering system (10) functioning precisely and reliably.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für einen Außenbordmotor.The invention relates to a steering system for an outboard motor.
Beispielhaft bekannt ist ein Lenksystem für einen Außenbordmotor, bei dem eine Hydraulikpumpe an einem Steuerstand angeordnet ist. Weiterhin vorgesehen ist ein hydraulisches Stellglied, das so konfiguriert ist, dass es von der Hydraulikpumpe angetrieben wird. Dieses ist in der Nähe des Außenbordmotors angeordnet. In diesem Lenksystem dient ein von der Hydraulikpumpe erzeugter Öldruck zur Lenkung des Außenbordmotors. Als Alternative ist ein mechanisches Lenksystem bekannt, das einen Außenbordmotor umlenkt, indem es eine Drehbewegung eines Steuerrads über ein Gegenzugkabel auf den Außenbordmotor überträgt. Da diese Lenksysteme als Steuervorrichtungen manuell beziehungsweise durch die Kraft eines Bedieners betätigt werden, erfordern sie je nach Betriebsbedingungen des Bootes eine große Betätigungskraft und sind daher verbesserungsfähig.A steering system for an outboard motor, in which a hydraulic pump is arranged at a control station, is known by way of example. Also provided is a hydraulic actuator configured to be driven by the hydraulic pump. This is located near the outboard motor. In this steering system, an oil pressure generated by the hydraulic pump is used to steer the outboard motor. As an alternative, a mechanical steering system is known which deflects an outboard motor by transmitting a rotational movement of a steering wheel to the outboard motor via a counter-pulling cable. Since these steering systems are operated as control devices manually or by the force of an operator, they require a large operating force depending on the operating conditions of the boat and can therefore be improved.
So kann ein Lenksystem beispielsweise auch derart konstruiert sein, dass ein Aktuator als elektrische Betätigungseinheit für die Lenkung verwendet wird. Dieses Lenksystem kann eine Zahnstange aufweisen, die sich quer zu einem Bootskörper erstreckt. Weiterhin umfasst das Lenksystem ein Ritzel, das mit der Zahnstange kämmt, ein Zahnstangengehäuse, das das Ritzel aufnimmt und einen Aktuator zum Drehen des Ritzels. Wenn das Ritzel durch den Aktuator gedreht wird, bewegen sich das Ritzel und das Zahnstangengehäuse in Längsrichtung relativ zur Zahnstange. Der Außenbordmotor kann dann gelenkt werden, wenn die Bewegung des Zahnstangengehäuses über einen Übertragungsmechanismus mit einem Koppelsegment auf den Außenbordmotor übertragen wird. Bei einem derartigen elektrischen Lenksystem, bei dem der Elektromotor zum Lenken verwendet wird, erfordert die Lenkung eine geringere Betätigungskraft, so dass die Belastung des Bedieners verringert werden kann. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass ein Lenksystem mit einem solchen Schraubgetriebe hohen Reibungsverlusten unterliegt, komponentenverschleißend ist und nicht präzise beziehungsweise zuverlässig funktioniert.For example, a steering system can also be constructed in such a way that an actuator is used as an electrical actuation unit for the steering. This steering system can have a rack which extends transversely to a boat hull. Furthermore, the steering system comprises a pinion that meshes with the rack, a rack housing that receives the pinion and an actuator for rotating the pinion. When the pinion is rotated by the actuator, the pinion and the rack housing move in the longitudinal direction relative to the rack. The outboard motor can then be steered when the movement of the rack housing is transmitted to the outboard motor via a transmission mechanism with a coupling segment. In such an electric steering system in which the electric motor is used for steering, the steering requires a smaller operating force, so that the burden on the operator can be reduced. It has been found, however, that a steering system with such a helical gear is subject to high friction losses, is subject to component wear and does not work precisely or reliably.
Aus US 2020 / 0 017 182 A1 ist eine Lenkeinrichtung für einen Außenbordmotor mit einem Aktuator mit einem Motor, einem Gewindetrieb mit einer Gewindetriebmutter und einer mit dieser verbundenen Kolbenstange bekannt, wobei letztere zusammen mit der Gewindetriebmutter axial beweglich ist.From US 2020/0 017 182 A1 a steering device for an outboard motor with an actuator with a motor, a screw drive with a screw drive nut and a piston rod connected to this is known, the latter being axially movable together with the screw drive nut.
Ein in
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Lenksystem für einen Außenbordmotor zu schaffen, welches insbesondere Reibungsverluste und Verschleiß reduziert und präzise und zuverlässig funktioniert.It is therefore the object of the present invention to create an improved steering system for an outboard motor which, in particular, reduces friction losses and wear and which functions precisely and reliably.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved by a steering system with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each represent an aspect of the invention individually or in combination.
Die Erfindung betrifft somit ein Lenksystem für einen Außenbordmotor, aufweisend: eine Führungsstange;
eine Gewindespindel, die parallel zur Führungsstange angeordnet ist;
einen Aktuator zum Erzeugen einer Lenkkraft;
einen Gewindetrieb, aufweisend eine mit der Gewindespindel wechselwirkende Gewindetriebmutter, wobei die Gewindetriebmutter zur Gewindespindel axial beweglich und zur Führungsstange axial unbeweglich angeordnet ist.The invention thus relates to a steering system for an outboard motor, comprising: a guide rod;
a threaded spindle which is arranged parallel to the guide rod;
an actuator for generating a steering force;
a screw drive having a screw drive nut interacting with the screw spindle, the screw drive nut being arranged to be axially movable with respect to the threaded spindle and axially immovable with respect to the guide rod.
Das Lenksystem weist eine Gehäuseanordnung auf, die zumindest die Gewindespindel umschließt.The steering system has a housing arrangement which at least encloses the threaded spindle.
Das Lenksystem weist zwei Linearlager in der Gehäuseanordnung auf, die die Führungsstange axialbeweglich lagern, und die an einem jeweiligen Ende der Gehäuseanordnung angeordnet sind.The steering system has two linear bearings in the housing arrangement which support the guide rod in an axially movable manner and which are arranged at a respective end of the housing arrangement.
Besonders bevorzugt weist das Lenksystem ein Schneckengetriebe auf, aufweisend eine mit dem Aktuator wirkverbundene Schnecke und ein mit der Schnecke wirkverbundenes Schneckenrad, das drehfest mit der Gewindespindel verbunden ist. Sofern in den weiteren Ansprüchen diese Merkmale benannt werden, so sind die vorstehenden in diesem Kontext gemeint.Particularly preferably, the steering system has a worm gear, having a worm which is operatively connected to the actuator and a worm wheel which is operatively connected to the worm and which is connected non-rotatably to the threaded spindle. If these features are named in the further claims, the above are meant in this context.
Optional kann jedes der folgenden Merkmale auch ohne das Schneckengetriebe und dessen Komponenten ausgebildet sein, sodass diese Merkmale dann aus dem Merkmalsverbund heraustrennbar sind. Dies betrifft insbesondere Ausgestaltungen, bei denen der Aktuator koaxial zur Gewindespindel ausgebildet ist. Allerdings sind auch andere Ausgestaltungen möglich.Optionally, each of the following features can also be designed without the worm gear and its components, so that these features can then be separated from the set of features. This applies in particular to configurations in which the actuator is designed coaxially to the threaded spindle. However, other configurations are also possible.
Nachfolgend werden eine vorteilige Grundidee der Erfindung und einzelne Aspekte des beanspruchten Erfindungsgegenstandes erläutert und weiter nachfolgend bevorzugte modifizierte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.An advantageous basic idea of the invention and individual aspects of the claimed subject matter of the invention are explained below and preferred modified embodiments of the invention are described further below.
Eine vorteilige Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, ein Lenksystem mit einem Gewindetrieb auszustatten. Dies erhöht die Präzision des Lenksystems. Als Gewindetrieb eignen sich insbesondere Planetenwälzgewindetriebe, Rollengewindetriebe sowie Kugelgewindetriebe. Grundsätzlich ist die Auswahl des Gewindetriebs unabhängig von den weiteren Merkmalen des Lenksystems.It is therefore an advantageous basic idea of the present invention to equip a steering system with a screw drive. This increases the precision of the steering system. Planetary screw drives, roller screws and ball screws are particularly suitable as screw drives. In principle, the selection of the screw drive is independent of the other features of the steering system.
Ein Beispiel eines Gewindetriebs ist ein Planetenwälzgewindetrieb. Bei Planetenwälzgewindetrieben erfolgt die Kraftübertragung über Flanken von Rollen, Spindel und Mutter. Durch die große Anzahl an Kontaktstellen ergibt sich eine sehr hohe axiale Tragfähigkeit. Aufgrund sehr kleiner Steigungen lassen sich mit kleinen Antrieben und ohne Getriebe hohe axiale Betriebskräfte erzeugen. Planetenwälzgewindetriebe umfassen üblicherweise eine Gewindespindel und eine Zylindermutter oder eine Flanschmutter. Zylindermutter und Flanschmutter unterscheiden sich durch die Art ihrer Befestigung am Schlitten. In der Mutter sind Planeten achsparallel angeordnet. Die Planeten wälzen auf der Gewindespindel und der Mutter gleichmäßig ab.An example of a screw drive is a planetary screw drive. With planetary screw drives, the power is transmitted via the flanks of rollers, spindles and nuts. The large number of contact points results in a very high axial load-bearing capacity. Due to the very small gradients, high axial operating forces can be generated with small drives and without gears. Planetary screw drives usually comprise a threaded spindle and a cylinder nut or a flange nut. Cylinder nuts and flange nuts differ in the way they are attached to the slide. Planets are arranged axially parallel in the nut. The planets roll evenly on the threaded spindle and the nut.
Eine Alternative zum Planetenwälzgewindetrieb ist ein Rollengewindetrieb. Bei den Rollengewindetrieben erfolgt die Kraftübertragung über die Gewindeflanken der Rollen. Bei zweiteilig vorgespannten Gewindemuttern ist die Tragfähigkeit durch die tragende Länge der Gewinderollen - kleinere Steigung - niedriger als bei einteilig vorgespannten Muttern. Rollengewindetriebe umfassen eine Gewindespindel und eine Gewindemutter. In der Gewindemutter sind jedoch achsparallel montierte Gewinderollen angeordnet. Rotiert die Gewindespindel, so drehen sich die Gewinderollen ohne axiale Verschiebung planetenartig um die Gewindespindel. Zahnkränze synchronisieren die Drehbewegung von Mutter und Planeten, so dass eine axiale Verschiebung verhindert wird. Dadurch wird eine hohe Positioniergenauigkeit erreicht.An alternative to the planetary screw drive is a roller screw drive. In the case of roller screw drives, the force is transmitted via the thread flanks of the rollers. With two-part preloaded threaded nuts, the load-bearing capacity is lower than with one-part preloaded nuts due to the load-bearing length of the thread rolls - smaller pitch. Roller screws include a lead screw and a lead screw. However, thread rolls mounted parallel to the axis are arranged in the threaded nut. If the threaded spindle rotates, the thread rolls rotate around the threaded spindle like a planet without axial displacement. Ring gears synchronize the rotary movement of the nut and planet, so that axial displacement is prevented. This achieves a high level of positioning accuracy.
Ein weiteres Beispiel eines Gewindetriebs ist ein Kugelgewindetrieb. Dies ist ein Schraubgetriebe, bei dem eingefügte Kugeln die Kraft zwischen der als Kugelgewindespindel ausgebildeten Gewindespindel und der als Kugelmutter ausgebildeten Gewindetriebmutter übertragen. Beide Teile haben insbesondere jeweils eine schraubenförmige Rille mit halbrundem Querschnitt, die gemeinsam eine mit Kugeln gefüllte schraubenförmige Röhre bilden. Die formschlüssige Verbindung im Gewinde quer zur Schraubenlinie wird nicht wie vorbekannt zwischen Gewinde-Nut und -Damm gebildet, sondern durch die Kugeln. Bei einer Drehbewegung zwischen Kugelgewindetrieb und Kugelmutter rollen die Kugeln in ihrer Röhre und bewegen sich zum vorderen Mutterende hin. Dort werden sie beispielsweise von einem außen angebrachten Röhrchen aufgenommen, zum hinteren Mutterende geführt und wieder in den Gewindegang eingeleitet. Insbesondere wird die Kugelgewindespindel somit axial durch die Kugelmutter bewegt.Another example of a screw drive is a ball screw drive. This is a helical gear in which inserted balls transmit the force between the threaded spindle designed as a ball screw spindle and the screw drive nut designed as a ball nut. In particular, both parts each have a helical groove with a semicircular cross-section, which together form a helical tube filled with balls. The positive connection in the thread transversely to the helical line is not formed between the thread groove and dam, as previously known, but by the balls. When the ball screw and ball nut rotate, the balls roll in their tube and move towards the front end of the nut. There they are picked up, for example, by a small tube attached to the outside, led to the rear end of the nut and reintroduced into the thread. In particular, the ball screw spindle is thus moved axially by the ball nut.
Im Vergleich zu konventionellen Schraubgetrieben mit aufeinander gleitenden Flächen, bei denen etwa fünfzig bis neunzig Prozent der eingeleiteten Leistung in Wärme umgewandelt wird, haben Gewindetriebe weniger Reibung durch rollende Bewegung, weniger Losbrechmoment und geringeren Verschleiß. Es hat sich herausgestellt, dass sich die erhöhten Kosten des Gewindetriebes durch die verlängerte Lebensdauer der Komponenten amortisieren. Auch die Nachteile des größeren Bauraums und des höheren Gewichts gegenüber dem konventionellen Schraubgetriebe können durch eine bevorzugte Selbsthemmung des neuen Lenksystems weiter ausgeglichen werden.Compared to conventional screw gears with surfaces sliding on one another, in which around fifty to ninety percent of the introduced power is converted into heat, screw drives have less friction due to rolling motion, less breakaway torque and less wear. It has been found that the increased costs of the screw drive are amortized by the extended service life of the components. The disadvantages of the larger installation space and the higher weight compared to the conventional helical gear can be further compensated for by a preferred self-locking of the new steering system.
Die gemeinsame Verwendung einer Führungsstange und einer Gewindespindel ermöglicht zudem eine erhöhte Stabilität und zuverlässigere Lenkung.The joint use of a guide rod and a threaded spindle also enables increased stability and more reliable steering.
Da die Gewindetriebmutter axial unbeweglich mit der Führungsstange verbunden ist, führt eine axiale Bewegung zwischen der Gewindespindel und der Gewindetriebmutter zu einer axialen Bewegung zwischen der Gewindespindel und der Führungsstange.Since the screw drive nut is axially immovably connected to the guide rod, an axial movement between the threaded spindle and the screw drive nut leads to an axial movement between the threaded spindle and the guide rod.
Die Formulierung axial bezieht sich hierbei auf die Haupterstreckungsachse der Gewindespindel beziehungsweise der Führungsstange.The formulation axial here refers to the main axis of extension of the threaded spindle or the guide rod.
Insbesondere kann die Führungsstange während des Lenkens starr mit einem Bootskörper verbunden sein und die Gewindespindel kann während des Lenkens starr mit einer Gehäuseanordnung verbunden sein. Eine Bewegung der Gewindespindel führt somit auch zu einer Bewegung der Gehäuseanordnung. Sofern beispielsweise zumindest mittelbar der Außenbordmotor mit der Gehäuseanordnung verbunden ist, führt eine axiale Bewegung der Gewindespindel über die Gehäuseanordnung zu einer Lenkbewegung des Außenbordmotors.In particular, the guide rod can be rigidly connected to a boat body during steering and the threaded spindle can be rigidly connected to a housing arrangement during steering. A movement of the threaded spindle thus also leads to a movement of the housing arrangement. If, for example, the outboard motor is at least indirectly connected to the housing arrangement, an axial movement of the threaded spindle via the housing arrangement leads to a steering movement of the outboard motor.
Das vorgeschlagene Lenksystem bewirkt insbesondere reduzierte Reibungsverluste und folglich reduzierten Verschleiß, wobei das Lenksystem präzise und zuverlässig funktioniert.The proposed steering system brings about, in particular, reduced friction losses and consequently reduced wear, the steering system functioning precisely and reliably.
Die Führungsstange erstreckt sich insbesondere quer zu einem Bootskörper. Diese kann als Voll- oder Hohlprofil ausgebildet sein. Auch kann die Führungsstange in ihrer Grundform im Querschnitt rotations-, spiegel- oder punktsymmetrisch ausgebildet sein.The guide rod extends in particular transversely to a boat hull. This can be used as a full or be formed as a hollow profile. In its basic shape, the guide rod can also be designed to be rotationally, mirror-symmetrically or point-symmetrically symmetrical in cross section.
Die Gewindespindel erstreckt sich insbesondere quer zu einem Bootskörper. Diese kann als Voll- oder Hohlprofil ausgebildet sein. Auch kann die Gewindespindel in ihrer Grundform im Querschnitt rotations-, spiegel- oder punktsymmetrisch ausgebildet sein.The threaded spindle extends in particular transversely to a boat hull. This can be designed as a solid or hollow profile. In its basic shape, the threaded spindle can also be designed to be rotationally, mirror-symmetrically or point-symmetrically symmetrical in cross section.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Gewindespindel parallel zur Führungsstange angeordnet ist. Dies ermöglicht ein verbessert kontrollierbares Lenken.In particular, it is provided that the threaded spindle is arranged parallel to the guide rod. This enables better controllable steering.
Der Aktuator kann beispielsweise ein bürstenloser Motor sein. Ein bürstenloser Motor, auch Brushless-Motor genannt, ist ein Elektromotor ohne Kohlebürsten, auch Schleifkontakte genannt. Bei bürstenlosen Motoren besteht zwischen dem beweglichen Rotor und dem feststehenden Stator kein elektrischer Kontakt. Bürsten dienen der elektrischen Verbindung zwischen Rotor und Stator über Schleifringe oder Kommutator und unterliegen durch den mechanischen Abrieb und das Bürstenfeuer einem Verschleiß. Beim bürstenlosen Elektromotor entfallen Schleifringe oder Kommutator und die Bürsten. Ein solcher Motor hat eine höhere Standzeit.The actuator can be a brushless motor, for example. A brushless motor, also known as a brushless motor, is an electric motor without carbon brushes, also known as sliding contacts. In brushless motors, there is no electrical contact between the moving rotor and the stationary stator. Brushes are used for the electrical connection between rotor and stator via slip rings or commutator and are subject to wear due to mechanical abrasion and the brush fire. With the brushless electric motor there is no need for slip rings or commutators and brushes. Such a motor has a longer service life.
Das vorgeschlagene System beseitigt die Hydraulikpumpe und Öl am Ruder, da die Lenkung elektronisch gesteuert wird. Das Lenksystem reagiert demgegenüber derart verbessert, dass das Lenksystem sportlich lenkt.The proposed system eliminates the hydraulic pump and oil on the rudder as the steering is electronically controlled. In contrast, the steering system reacts so better that the steering system steers in a sporty manner.
Der Aktuator, beispielsweise ein bürstenloser Motor, ist auf einer Gehäuseanordnung montiert, insbesondere an einem Gehäuseabschluss der Gehäuseanordnung. Der Aktuator betätigt eine drehbare Schnecke, die wiederum ein Schneckenrad antreibt, das mit der Gewindespindel verbunden ist. Dieser Mechanismus kann eine Selbsthemmung der Lenkung im Sinne einer Gegenlenkkraft bevorteilen. Auch ist bevorzugt eine Selbstverriegelung der Lenkstellung ohne Verbrauch von elektrischer Energie möglich. Dies verlängert die Lebensdauer der Batterie. Zu den bürstenlosen Maschinen zählen einige Typen von Drehstrommaschinen wie die Drehstrom-Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer. Die Drehbewegung wird dabei durch das im ruhenden Stator erzeugte Drehfeld verursacht. Bürstenlose Gleichstrommotoren sind im Prinzip eine Drehstrom-Synchronmaschine mit elektronischer Drehfelderzeugung. Erregt werden sie durch Permanentmagnete. Synchronmaschinen mit Fremderregung haben häufig Schleifringe als Teil einer statischen Erregereinrichtung. Um die Schleifringe zu vermeiden, besteht die Möglichkeit einer bürstenlosen Erregereinrichtung. Der Aktuator kann als elektrischer Stellantrieb, wie bereits beschrieben, beispielsweise direkt auf der Gehäuseanordnung, insbesondere auf einem Gehäuseabschluss der Gehäuseanordnung, montiert werden. Es ist auch möglich, dass der Aktuator vollständig in der Gehäuseanordnung oder zumindest teilweise dieser angeordnet ist. Insbesondere verfügt der Aktuator über integrierte proprietäre Positionssensoren und eingebettete Elektronik. Der elektrische Aktuator bedient somit ein Steer-by-Wire-System, bei dem ein elektronisches Signal direkt vom Steuerstand/Joystick an den Aktuator geht, um einen Außenborder zu bewegen. Das Lenksystem verfügt bevorzugt über ein Aktuator-Steuermodul. Die Lenkkraft wird vollständig durch den Aktuator, also den vorzugsweisen bürstenlosen Gleichstrommotor, und den durch einen Gewindetrieb erzeugten Gegenschub geliefert.The actuator, for example a brushless motor, is mounted on a housing arrangement, in particular on a housing termination of the housing arrangement. The actuator operates a rotatable worm, which in turn drives a worm wheel that is connected to the threaded spindle. This mechanism can favor a self-locking of the steering in the sense of a counter-steering force. Self-locking of the steering position is also preferably possible without consuming electrical energy. This extends the life of the battery. Brushless machines include some types of three-phase machines such as three-phase asynchronous machines with squirrel cage rotors. The rotary movement is caused by the rotating field generated in the stationary stator. Brushless DC motors are in principle a three-phase synchronous machine with electronic rotary field generation. They are excited by permanent magnets. Synchronous machines with separate excitation often have slip rings as part of a static excitation device. In order to avoid the slip rings, there is the option of a brushless excitation device. As already described, the actuator can be mounted as an electric actuator, for example directly on the housing arrangement, in particular on a housing termination of the housing arrangement. It is also possible that the actuator is arranged completely in the housing arrangement or at least partially in it. In particular, the actuator has built-in proprietary position sensors and embedded electronics. The electric actuator thus operates a steer-by-wire system in which an electronic signal is sent directly from the control stand / joystick to the actuator in order to move an outboard motor. The steering system preferably has an actuator control module. The steering force is supplied entirely by the actuator, i.e. the preferably brushless DC motor, and the counter-thrust generated by a screw drive.
Ein Schneckengetriebe ist eine Kombination aus Schraubgetriebe und Zahnradgetriebe und besteht aus einer schraubenförmigen sogenannten Schnecke, auch Schneckenwelle genannt, und einem Zahnrad, dem sogenannten Schneckenrad. Der Gewindegang der Schnecke greift in die Zahnlücken des Schneckenrads ein. Da das Schneckenrad drehfest mit der Gewindespindel verbunden ist, führt eine Drehung des Schneckenrads zu einer Drehung der Gewindespindel. Im Gegensatz zum Zahnradgetriebe mit teilweise nur wälzendem Kontakt findet beim Schneckengetriebe auch eine permanente gleitende Berührung wie in einem Schraubgetriebe statt. Bei hohen Übersetzungen führt dies zu einem teilweise reduzierten Wirkungsgrad. Vorteile sind demgegenüber, dass das Schneckengetriebe geräuscharm läuft und ein Verzahnungsantrieb mit relativ hoher Belastbarkeit ist. Der reduzierte Wirkungsgrad kann durch den erhöhten Wirkungsgrad des Gewindetriebs ausgeglichen werden, sodass der Wirkungsgrad im Ergebnis optimiert ist.A worm gear is a combination of helical gear and toothed gear and consists of a helical so-called worm, also called worm shaft, and a gear, the so-called worm wheel. The thread of the worm engages in the gaps between the teeth of the worm wheel. Since the worm wheel is non-rotatably connected to the threaded spindle, a rotation of the worm wheel leads to a rotation of the threaded spindle. In contrast to the gear drive with only rolling contact in some cases, the worm gear also has permanent sliding contact, as in a helical gear. In the case of high gear ratios, this leads to a partially reduced degree of efficiency. In contrast, the advantages are that the worm gear runs quietly and is a gear drive with a relatively high load capacity. The reduced efficiency can be compensated for by the increased efficiency of the screw drive, so that the efficiency is optimized as a result.
Vorzugsweise umfasst die Außenbord-Bootsarchitektur eine Steuervorrichtung, die so angeordnet ist, dass ein Außenbordmotor in Bezug auf ein Boot nach rechts und links gedreht werden kann. Das Lenksystem umfasst den elektrischen Aktuator, der eine Antriebskraft erzeugt, um den Außenbordmotor mit Hilfe eines axialen Gegenschubs zu drehen, der durch eine im Lenksystem integrierte Gewindetriebmutteranordnung erzeugt wird. Wenn ein Lenkrad betätigt wird, wird ein elektrisches Signal an den Aktuator übertragen. Der Aktuator wird auf der Grundlage des übertragenen elektrischen Signals angetrieben.Preferably, the outboard boat architecture comprises a control device which is arranged so that an outboard motor can be rotated right and left with respect to a boat. The steering system comprises the electric actuator that generates a driving force to rotate the outboard motor with the aid of an axial counter-thrust generated by a screw drive nut arrangement integrated in the steering system. When a steering wheel is operated, an electrical signal is transmitted to the actuator. The actuator is driven based on the transmitted electrical signal.
Der Aktuator ist vorzugsweise kontinuierlich anzutreiben, um die Ausrichtung des Außenbordmotors zuverlässig beizubehalten. Die vom Wasser ausgeübte Reaktionskraft wirkt durch die Gehäuseanordnung des Lenksystems auf die Ruderpinne und wirkt als Axialschub auf den Gewindetrieb. Dieser Axialschub aus der Gehäuseanordnung auf den Gewindetrieb versucht die Gewindetriebmutter zu drehen. Die vorteilige Fixierung der Gewindetriebmutter und eine bevorzugte Selbsthemmung von Schnecke und Schneckenrad helfen beim Sperren der Antriebseinheit, wenn durch das Wasser eine hohe Reaktionskraft aufgebracht wird.The actuator is preferably to be driven continuously in order to reliably maintain the alignment of the outboard motor. The reaction force exerted by the water acts through the housing arrangement of the steering system on the tiller handle and acts as an axial thrust on the screw drive. This Axial thrust from the housing assembly onto the screw drive tries to turn the screw drive nut. The advantageous fixation of the screw drive nut and a preferred self-locking of the worm and worm wheel help to lock the drive unit when a high reaction force is applied by the water.
Ein Motorgehäuse kann den Aktuator und die Schnecke umfassen, die mit dem Schneckenrad in Eingriff steht. Das Schneckenrad mit einer Innenverzahnung ist auf einem Außengewinde der Gewindespindel montiert. Das Schneckenrad ist auf der Gewindespindel axial mit zwei Axiallagern verspannt und drehbar in der Gehäuseanordnung gelagert.A motor housing may include the actuator and the worm that meshes with the worm wheel. The worm wheel with internal teeth is mounted on an external thread of the lead screw. The worm wheel is clamped axially on the threaded spindle with two axial bearings and rotatably mounted in the housing arrangement.
Der Aktuator, ausgelöst durch ein Lenkeingangssignal, treibt das Schneckengetriebe, beziehungsweise die Schnecke und das Schneckenrad an. Durch die Drehbewegung des Schneckenrades wird die Kugelumlaufspindel derart gedreht, dass sie einen axialen Schub relativ zur Gewindetriebmutter ausführt. Die Axialbewegung der Kugelumlaufspindel wird beispielsweise auf eine Gehäuseanordnung übertragen, während die Gewindetriebmutter starr zur mit dem Boot verbundenen Führungsstange verbleibt. Auf der Oberseite der Gehäuseanordnung ist beispielsweise eine Schwenkplatte als Koppelsegment starr montiert. Die Unterseite des Koppelsegments ist beispielsweise mit einer Seite an der Gehäuseanordnung befestigt und mit der anderen Seite mit der Ruderpinne verbunden.The actuator, triggered by a steering input signal, drives the worm gear or the worm and the worm wheel. As a result of the rotational movement of the worm wheel, the recirculating ball screw is rotated in such a way that it executes an axial thrust relative to the screw drive nut. The axial movement of the ball screw is transmitted, for example, to a housing arrangement, while the screw drive nut remains rigid to the guide rod connected to the boat. A swivel plate, for example, is rigidly mounted as a coupling segment on the top of the housing arrangement. The underside of the coupling segment is fastened, for example, on one side to the housing arrangement and on the other side to the tiller handle.
Wenn der Axialschub zwischen der Gewindespindel und der Gewindetriebmutter die Lenkkraft an der Ruderpinne übersteigt, verschiebt der Gegenschub die Gehäuseanordnung entlang der Führungsstange. Beispielsweise werden an der Führungsstange in der Gehäuseanordnung zwei Linearlager verwendet, um die Reibung zu verringern. Die Gewindespindel und der Gewindetrieb sind insbesondere von der äußeren Atmosphäre abgetrennt, sodass sie vor dem Eintritt von Staub und Wasser in das System geschützt sind.When the axial thrust between the threaded spindle and the screw drive nut exceeds the steering force on the tiller, the counter thrust moves the housing assembly along the guide rod. For example, two linear bearings are used on the guide rod in the housing assembly to reduce friction. The threaded spindle and the screw drive are in particular separated from the external atmosphere, so that they are protected against the entry of dust and water into the system.
Für eine Lenkbewegung ist es möglich, dass das Lenksystem einen Gewindetriebmutterhalter aufweist, der drehfest mit der Gewindetriebmutter und der Führungsstange verbunden ist. Hierzu ist die Gewindetriebmutter beispielsweise in dem Gewindetriebmutterhalter eingespannt. Aus der Schnittdarstellung ist ersichtlich, dass wegen der eingespannten Gewindetriebmutter und der eingespannten Führungsstange eine axiale oder rotative Bewegung der Führungsstange nicht erfolgt. Auch erfolgt relativ zur Führungsstange keine rotative Bewegung der Gewindetriebmutter. Stattdessen führt eine Betätigung des Aktuators zu einer Betätigung des Schneckengetriebes, sodass die Gewindespindel um ihre Längsachse rotiert. Abhängig von deren Rotationsrichtung erfolgt durch den Gewindetrieb eine Annäherung oder Entfernung der Gewindetriebmutter zum Schneckengetriebe. Im Falle einer vorhandenen Gehäuseanordnung ist vorgesehen, dass eine axiale Entfernungsänderung zwischen der Gewindetriebmutter und dem Schneckengetriebe zu einer axialen Bewegung beziehungsweise Entfernungsänderung der Gehäuseanordnung zur Führungsstange führt. Eine mittelbar mit der Gehäuseanordnung verbundene Ruderpinne führt zu einer entsprechenden Lenkbewegung, die von der axialen Bewegung zwischen der Gehäuseanordnung und der Führungsstange abhängig ist.For a steering movement, it is possible for the steering system to have a screw drive nut holder which is non-rotatably connected to the screw drive nut and the guide rod. For this purpose, the screw drive nut is clamped in the screw drive nut holder, for example. From the sectional view it can be seen that because of the clamped screw drive nut and the clamped guide rod, there is no axial or rotary movement of the guide rod. There is also no rotational movement of the screw drive nut relative to the guide rod. Instead, an actuation of the actuator leads to an actuation of the worm gear, so that the threaded spindle rotates about its longitudinal axis. Depending on its direction of rotation, the screw drive brings the screw drive nut closer to or away from the worm gear. In the case of an existing housing arrangement, it is provided that an axial change in distance between the screw drive nut and the worm gear leads to an axial movement or a change in the distance between the housing arrangement and the guide rod. A tiller which is indirectly connected to the housing arrangement leads to a corresponding steering movement which is dependent on the axial movement between the housing arrangement and the guide rod.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Lenksystem eine Gehäuseanordnung aufweist, die zumindest die Gewindespindel umschließt;
wobei der Aktuator und das Schneckengetriebe an der Gehäuseanordnung angeordnet sind; und/oder
wobei der Gewindetrieb in der Gehäuseanordnung und die Gewindetriebmutter drehfest zur Gehäuseanordnung angeordnet sind. Insbesondere ist die Gewindetriebmutter derart mit der Gehäuseanordnung verbunden, dass eine axiale Verschiebung der Gewindetriebmutter unmittelbar eine axiale Verschiebung der Gehäuseanordnung bewirkt. Beispielsweise können die Gewindetriebmutter und die Gehäuseanordnung direkt miteinander verbunden sein. Somit ist das Lenksystem vor Schäden geschützt und ein zuverlässiges Lenken wird ermöglicht.According to a modified embodiment of the invention it is provided
that the steering system has a housing arrangement which encloses at least the threaded spindle;
wherein the actuator and the worm gear are arranged on the housing assembly; and or
wherein the screw drive in the housing arrangement and the screw drive nut are arranged non-rotatably with respect to the housing arrangement. In particular, the screw drive nut is connected to the housing arrangement in such a way that an axial displacement of the screw drive nut directly causes an axial displacement of the housing arrangement. For example, the screw drive nut and the housing arrangement can be connected directly to one another. The steering system is thus protected from damage and reliable steering is made possible.
In Verbindung mit vorgenannten dem Lenksystem ermöglicht dies ein Lenksystem für einen Außenbordmotor, aufweisend:
- eine Führungsstange;
- eine Gewindespindel, die insbesondere parallel zur Führungsstange angeordnet ist; eine Gehäuseanordnung, die zumindest die Gewindespindel umschließt;
- einen an der Gehäuseanordnung angeordneten Aktuator zum Erzeugen einer Lenkkraft;
- beispielhaft ein an der Gehäuseanordnung angeordnetes Schneckengetriebe, aufweisend eine mit dem Aktuator wirkverbundene Schnecke und ein mit der Schnecke wirkverbundenes Schneckenrad, das drehfest mit der Gewindespindel verbunden ist;
- einen in der Gehäuseanordnung angeordneten Gewindetrieb, aufweisend eine mit der Gewindespindel wechselwirkende Gewindetriebmutter, die drehfest zur Gehäuseanordnung angeordnet ist, wobei die Gewindetriebmutter zur Gewindespindel axial beweglich und zur Führungsstange axial unbeweglich angeordnet ist. Drehfest bedeutet, dass die Gewindetriebmutter derart angeordnet ist, dass eine Drehung der Gewindespindel zu einer Axialbewegung der Gewindetriebmutter führt. Gleichzeitig wird die Gehäuseanordnung axial entlang der Führungsstange bewegt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Gewindetriebmutterhalter die Gewindetriebmutter starr umschließt und gleichzeitig die Führungsstange fixiert. Die Gewindespindel dreht sich zwar in der Gehäuseanordnung, ist jedoch axial nicht in dieser beweglich. Stattdessen erfolgt dann die axiale Bewegung der Gehäuseanordnung relativ zu der Führungsspindel, die die Gehäuseanordnung durchdringt, sodass sich die Gehäuseanordnung an dieser entlangbewegt. Sofern die Führungsspindel starr zum Bootskörper angeordnet ist, bewegt sich die Gehäuseanordnung quer zur Längsachse des Bootskörpers. In der Folge bewegt sich beispielsweise auch eine mit der Gehäuseanordnung verbundene Ruderpinne, sodass das Boot gelenkt wird.
- a guide rod;
- a threaded spindle, which is arranged in particular parallel to the guide rod; a housing assembly which encloses at least the threaded spindle;
- an actuator arranged on the housing assembly for generating a steering force;
- for example, a worm gear arranged on the housing arrangement, having a worm which is operatively connected to the actuator and a worm wheel which is operatively connected to the worm and which is non-rotatably connected to the threaded spindle;
- a screw drive arranged in the housing arrangement, comprising a screw drive nut which interacts with the screw spindle and which is arranged in a rotationally fixed manner relative to the housing arrangement, the screw drive nut being arranged axially movable to the threaded spindle and axially immovable to the guide rod. Non-rotatably means that the screw drive nut is arranged in such a way that a rotation of the threaded spindle leads to an axial movement of the Lead screw nut leads. At the same time, the housing arrangement is moved axially along the guide rod. This can be done, for example, in that a screw drive nut holder rigidly encloses the screw drive nut and at the same time fixes the guide rod. The threaded spindle rotates in the housing arrangement, but cannot move axially in it. Instead, the axial movement of the housing arrangement then takes place relative to the guide spindle, which penetrates the housing arrangement, so that the housing arrangement moves along it. If the guide spindle is arranged rigidly to the hull, the housing arrangement moves transversely to the longitudinal axis of the hull. As a result, a tiller that is connected to the housing arrangement, for example, also moves, so that the boat is steered.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenksystem ein Koppelsegment aufweist, um die Gehäuseanordnung über einen Pinnenstift schwenkbar mit einer Ruderpinne des Außenbordmotors zu verbinden;
wobei insbesondere das Koppelsegment als separate Komponente starr mit der Gehäuseanordnung verbunden ist. Ein solches Koppelsegment hat sich als vorteilhafte Komponente erwiesen, um eine Axialbewegung der Gehäuseanordnung und Bewegungsverluste in eine Lenkbewegung des Außenbordmotors zu übertragen.According to a modified embodiment of the invention it is provided that the steering system has a coupling segment in order to connect the housing arrangement pivotably via a tiller pin to a tiller of the outboard motor;
wherein in particular the coupling segment is rigidly connected to the housing arrangement as a separate component. Such a coupling segment has proven to be an advantageous component in order to transfer an axial movement of the housing arrangement and movement losses into a steering movement of the outboard motor.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schneckenrad und die Gewindespindel derart drehfest miteinander verbunden sind, dass das Schneckenrad eine Innenverzahnung aufweist und dass die Gewindespindel eine zur Innenverzahnung korrelierend ausgebildete Außenverzahnung aufweist. Hierunter sind grundsätzlich formschlüssige Verbindungen zu verstehen. Hierdurch kann ein Schlupf verhindert werden, sodass keine Reibungsverluste entstehen und Komponentenverschleiß reduziert wird.According to a modified embodiment of the invention, it is provided that the worm wheel and the threaded spindle are rotatably connected to one another in such a way that the worm wheel has an internal toothing and that the threaded spindle has an external toothing designed to correlate to the internal toothing. This basically means positive connections. This can prevent slippage so that there are no friction losses and component wear is reduced.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenksystem einen Gewindetriebmutterhalter aufweist, der starr mit der Gewindetriebmutter und mit der Führungsstange verbunden ist. Hierbei handelt es sich um eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, um Lenkbewegungen ohne erhöhte Reibungsverluste auf den Außenbordmotor zu übertragen.According to a modified embodiment of the invention it is provided that the steering system has a screw drive nut holder which is rigidly connected to the screw drive nut and to the guide rod. This is a simple and inexpensive way of transferring steering movements to the outboard motor without increased friction losses.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenksystem zwei an der Gewindespindel angeordnete Axiallager aufweist, wobei das Schneckenrad axial zwischen den beiden Axiallagern fixiert ist. Hierdurch können Kräfte komponentenschonend weitergeleitet werden ohne das Lenksystem, insbesondere die empfindlichen Schneckengetriebeelemente, zu beschädigen.According to a modified embodiment of the invention it is provided that the steering system has two axial bearings arranged on the threaded spindle, the worm wheel being fixed axially between the two axial bearings. In this way, forces can be passed on in a way that is gentle on the components, without damaging the steering system, in particular the sensitive worm gear elements.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenksystem mindestens zwei, vorzugsweise drei, an der Gewindespindel angeordnete Radiallager aufweist, wobei die Gewindespindel über die Radiallager drehbar in der Gehäuseanordnung gelagert ist, wobei vorzugsweise die Radiallager als Kegelrollenlager ausgebildet sind. Hierdurch werden Reibungsverluste weiter gemindert und das Lenksystem läuft präziser steuerbar.According to a modified embodiment of the invention it is provided that the steering system has at least two, preferably three, radial bearings arranged on the threaded spindle, the threaded spindle being rotatably mounted in the housing arrangement via the radial bearings, the radial bearings preferably being designed as tapered roller bearings. This further reduces friction losses and the steering system can be controlled more precisely.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenksystem eine Stützstange und eine Schwenkarmanordnung mit einem oder mehreren Schwenkarmen aufweist, wobei vorzugsweise zwei Schwenkarme eine Stützstange lagern, die parallel zur Führungsstange angeordnet ist. Hierdurch wird das Lenksystem weiter stabilisiert und es kann auch bei schnellen Lenkmanövern präziser geführt werden. Auch kann hieran der Außenbordmotor befestigt werden, sodass die Lenkanordnung nicht an anderer Stelle mit empfindlichen Komponenten mechanisch belastet wird.According to a modified embodiment of the invention it is provided that the steering system has a support rod and a swivel arm arrangement with one or more swivel arms, two swivel arms preferably supporting a support rod which is arranged parallel to the guide rod. This further stabilizes the steering system and enables it to be guided more precisely even during fast steering maneuvers. The outboard motor can also be attached to this so that the steering arrangement is not mechanically stressed with sensitive components elsewhere.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenksystem ein oder mehrere Linearlager, vorzugsweise zwei Linearlager, in der Gehäuseanordnung aufweist, die die Führungsstange axialbeweglich lagern, und die insbesondere an einem jeweiligen Ende der Gehäuseanordnung angeordnet sind. Hierdurch kann eine Lenkbewegung ohne erhöhte Reibungsverluste erfolgen.According to a modified embodiment of the invention it is provided that the steering system has one or more linear bearings, preferably two linear bearings, in the housing arrangement, which support the guide rod in an axially movable manner and which are in particular arranged at a respective end of the housing arrangement. As a result, a steering movement can take place without increased friction losses.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schneckengetriebe derart ausgebildet ist, dass es mit einer Handbedienkonstruktion verbindbar ist, um das Schneckengetriebe, insbesondere das Schneckenrad, bei einem elektronischen Systemausfall zu betätigen. Das Manövrieren des Lenksystems kann somit während des Auftretens eines elektronischen Systemausfalls kann durch manuelles Drehen des Schneckengetriebes mit einem Schlüssel oder auf andere Weise erfolgen. Anders formuliert kann das Schneckengetriebe mit einem Handwerkzeug zum Manövrieren während des Systemausfalls betätigt werden. Im Falle eines Stromausfalls erhöht sich das Maß an Sicherheit für den Bediener, da er lenk- beziehungsweise bewegungsfähig bleibt.According to a modified embodiment of the invention it is provided that the worm gear is designed such that it can be connected to a manual control structure in order to operate the worm gear, in particular the worm wheel, in the event of an electronic system failure. The maneuvering of the steering system can thus be carried out during the occurrence of an electronic system failure by manually turning the worm gear with a key or in some other way. In other words, the worm gear can be operated with a hand tool for maneuvering during the system failure. In the event of a power failure, the level of safety for the operator increases, as he remains able to steer or move.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
-
1 : ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Lenksystems mit einem Schneckengetriebe, einer Gehäuseanordnung und einem Kugelgewindetrieb; -
2 : ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Lenksystems, das auch in dem Ausführungsbeispiel nach1 integriert werden kann; -
3 : ein Schnittansicht des Lenksystems nach1 ; -
4 : eine alternative Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Lenksystems nach1 ; -
5 : ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Lenksystems, das in dem Ausführungsbeispiel nach1 integriert werden kann; -
6 : ein weitere Schnittansicht des Lenksystems nach1 ; -
7 : eine Auszugansicht des Lenksystems nach6 ; -
8 : eine alternative Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Lenksystems nach1 ; -
9 : eine Auszugansicht des Lenksystems nach8 ; -
10 : eine alternative Auszugansicht des Lenksystems nach8 ; -
11 : eine weitere alternative Auszugansicht des Lenksystems nach8 ; -
12 : einen Außenbordmotor mit einem Lenksystem nach1 ; -
13 : ein gegenüber5 alternatives Ausführungsbeispiel eines Lenksystems ohne Schneckengetriebe und mit einem Planetengewindetrieb; -
14 : ein beispielhafter Gewindetriebmutterhalter für das Lenksystem nach13 ; -
15 : eine beispielhafte Führungsstange fürden Gewindetriebmutterhalter nach 14 ; -
16 : eine symbolische Queransicht auf einen Sperrmechanismus zum Fixieren eines Aktuators nach13 ; -
17 : ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Lenksystems mit einer Gehäuseanordnung, aufweisend Komponenten nach13 ; -
18 : eine Explosionsdarstellung des Aktuators nach13 und des Sperrmechanismus nach16 ; und -
19 : eine Schnittansicht des Lenksystems nach17 .
-
1 : a preferred embodiment of a steering system with a worm gear, a housing arrangement and a ball screw drive; -
2 : Another preferred embodiment of a steering system, which is also in the embodiment according to1 can be integrated; -
3 : a sectional view of the steering system according to1 ; -
4th FIG. 8 shows an alternate view of the preferred embodiment of the steering system of FIG1 ; -
5 : a preferred embodiment of a steering system, which in the embodiment according to1 can be integrated; -
6th : Another sectional view of the steering system according to1 ; -
7th : an extract view of the steering system according to6th ; -
8th FIG. 8 shows an alternate view of the preferred embodiment of the steering system of FIG1 ; -
9 : an extract view of the steering system according to8th ; -
10 : an alternative extract view of the steering system according to8th ; -
11th : Another alternative extract view of the steering system according to8th ; -
12th : an outboard motor with a steering system according to1 ; -
13th : an opposite5 alternative embodiment of a steering system without worm gear and with a planetary screw drive; -
14th : an exemplary screw drive nut holder for the steering system according to13th ; -
15th : an exemplary guide rod for the screw drive nut holder according to14th ; -
16 : a symbolic transverse view of a locking mechanism for fixing an actuator according to13th ; -
17th : a preferred embodiment of a steering system with a housing arrangement, comprising components according to13th ; -
18th : an exploded view of the actuator according to13th and thelocking mechanism 16 ; and -
19th : a sectional view of the steering system according to17th .
Die
eine Führungsstange 14 ;eine als Kugelgewindespindel 16 ausgebildete Gewindespindel;einen Aktuator 20 zum Erzeugen einer Lenkkraft;ein Schneckengetriebe 22 , aufweisend einemit dem Aktuator 20 wirkverbundene Schnecke 24 und einmit der Schnecke 24 wirkverbundenes Schneckenrad 26 , das drehfest mit der Kugelgewindespindel16 verbunden ist;einen Kugelgewindetrieb 28 , aufweisend einemit der Kugelgewindespindel 16 wechselwirkende Kugelmutter 30 , wobei dieKugelmutter 30 zur Kugelgewindespindel 16 axial beweglich und zur Führungsstange14 axial unbeweglich angeordnet ist.
- a guide rod
14th ; - one as a
ball screw spindle 16 trained threaded spindle; - an actuator
20th for generating a steering force; - a worm gear
22nd , having one with the actuator20th actively connectedsnail 24 and one with thesnail 24 actively connected worm wheel26th , which rotates with theball screw spindle 16 connected is; - a
ball screw 28 , having one with theball screw spindle 16 interactive ball nut30th , the ball nut30th to theball screw spindle 16 axially movable and to the guide rod14th is arranged axially immovable.
Generell ist die in den
Weiterhin ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach
- die
Führungsstange 14 ; - die
Kugelgewindespindel 16 ; - die
Gehäuseanordnung 18 , die zumindest dieKugelgewindespindel 16 umschließt; den ander Gehäuseanordnung 18 angeordneten Aktuator20 zum Erzeugen der Lenkkraft; - das an
der Gehäuseanordnung 18 angeordnete Schneckengetriebe 22 , aufweisend diemit dem Aktuator 20 wirkverbundene Schnecke 24 und das mit der Schnecke24 wirkverbundene Schneckenrad 26 , das drehfest mit der Kugelgewindespindel16 verbunden ist; - den in
der Gehäuseanordnung 18 angeordneten Kugelgewindetrieb 28 , aufweisend diemit der Kugelgewindespindel 16 wechselwirkende Kugelmutter 30 , die drehfest zur Gehäuseanordnung18 angeordnet ist. Weiterhin bevorzugt ist dieKugelmutter 30 derartmit der Gehäuseanordnung 18 verbunden, dass eine axiale Bewegung der Kugelmutter30 entlang der Kugelgewindespindel16 unmittelbar eine axiale Bewegung der Gehäuseanordnung18 bewirkt.
- the guide rod
14th ; - the
ball screw 16 ; - the housing arrangement
18th who at least have theball screw 16 encloses; the one on the housing assembly18th arranged actuator20th to generate the steering force; - that on the housing assembly
18th arranged worm gear22nd , having the with the actuator20th actively connectedsnail 24 and that with thesnail 24 functionally connected worm wheel26th , which rotates with theball screw spindle 16 connected is; - the one in the housing assembly
18th arrangedball screw 28 , having the one with theball screw spindle 16 interactive ball nut30th , which rotatably to the housing arrangement18th is arranged. The ball nut is also preferred30th such with the housing arrangement18th connected that axial movement of the ball nut30th along theball screw spindle 16 immediately an axial movement of the housing assembly18th causes.
Somit ist das Lenksystem
die Gehäuseanordnung
wobei der Kugelgewindetrieb
the housing arrangement
being the
Weiterhin weist das Lenksystem
Unabhängig anderer Merkmale ist bevorzugt, dass die Kugelgewindespindel
Während
Weiterhin ist in
Insbesondere in
In
Vorzugsweise weist die Gehäuseanordnung
Bevorzugt und nicht näher dargestellt ist vorgesehen, dass das Schneckengetriebe
Die
Der Antriebsflansch
Der angetriebene Ausgangsflansch
Der Antriebsflansch
Der Gehäusering
Radial zwischen dem keilförmigen Rampenprofilabschnitt des Ausgangsflansches
Wenn der Rotor
Mit diesem Sperrmechanismus
Der elektrische Aktuator
Der durch das Lenkeingangssignal ausgelöste Aktuator
Der Aktuator
Der Gewindetriebmutterhalter
Ein Ausführungsbeispiel des Gewindetriebmutterhalters
die Gehäuseanordnung
wobei der Aktuator
wobei der Gewindetrieb
the housing arrangement
where the actuator
the
Wie bereits erwähnt, können einzelne Komponenten in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander getauscht werden. So kann beispielsweise der Gewindetriebmutterhalter
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- LenksystemSteering system
- 1212th
- AußenbordmotorOutboard motor
- 1414th
- FührungsstangeGuide rod
- 1616
- GewindespindelThreaded spindle
- 1818th
- GehäuseanordnungHousing arrangement
- 2020th
- AktuatorActuator
- 2222nd
- SchneckengetriebeWorm gear
- 2424
- Schneckeslug
- 2626th
- SchneckenradWorm gear
- 2828
- GewindetriebScrew drive
- 3030th
- GewindetriebmutterLead screw nut
- 3232
- KoppelsegmentCoupling segment
- 3434
- PinnenstiftTiller
- 3636
- RuderpinneTiller
- 3838
- GewindetriebmutterhalterLead screw nut holder
- 4040
- AxiallagerThrust bearings
- 4242
- RadiallagerRadial bearing
- 4444
- StützstangeSupport rod
- 4646
- SchwenkarmanordnungSwivel arm assembly
- 4848
- SchwenkarmSwivel arm
- 5050
- LinearlagerLinear bearings
- 5252
- GehäuseabschlussHousing closure
- 5454
- Statorstator
- 5656
- Rotorrotor
- 5858
- SperrmechanismusLocking mechanism
- 6060
- AntriebsflanschDrive flange
- 6262
- AusgangsflanschOutlet flange
- 6464
- VerriegelungspinLocking pin
- 6666
- GehäuseringHousing ring
- 6868
- AntriebspinDrive pin
- 7070
- BetätigungspinActuation pin
- 7272
- DruckfederCompression spring
- 7474
- GewindetriebabschnittScrew drive section
- 7676
- FührungsstangenabschnittGuide rod section
- 7878
- VerbindungsmittelLanyard
- 8080
- FührungskanalGuide channel
- 8282
- Formkontur der FührungsstangeShape contour of the guide rod
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020114804.6A DE102020114804B4 (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Steering system for an outboard motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020114804.6A DE102020114804B4 (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Steering system for an outboard motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020114804A1 DE102020114804A1 (en) | 2021-12-09 |
DE102020114804B4 true DE102020114804B4 (en) | 2021-12-30 |
Family
ID=78605014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020114804.6A Active DE102020114804B4 (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Steering system for an outboard motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020114804B4 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3121415A (en) | 1961-12-13 | 1964-02-18 | Marine Master Inc | Remote control for motor boat engine and steering controls |
US10518858B1 (en) | 2017-07-12 | 2019-12-31 | Brunswick Corporation | Systems and steering actuators for steering outboard marine engines |
US20200017182A1 (en) | 2017-05-18 | 2020-01-16 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Steering device and outboard motor unit |
-
2020
- 2020-06-04 DE DE102020114804.6A patent/DE102020114804B4/en active Active
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US10518858B1 (en) | 2017-07-12 | 2019-12-31 | Brunswick Corporation | Systems and steering actuators for steering outboard marine engines |
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DE102020114804A1 (en) | 2021-12-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |