DE1165442B - Control device for a Z-shaped ship drive - Google Patents

Control device for a Z-shaped ship drive

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DE1165442B
DE1165442B DEI21812A DEI0021812A DE1165442B DE 1165442 B DE1165442 B DE 1165442B DE I21812 A DEI21812 A DE I21812A DE I0021812 A DEI0021812 A DE I0021812A DE 1165442 B DE1165442 B DE 1165442B
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DE
Germany
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control device
clutches
electromagnetic
clutch
torque
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Pending
Application number
DEI21812A
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Helmut Engelbrecht
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Institut fuer Schiffbau
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Institut fuer Schiffbau
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/14Transmission between propulsion power unit and propulsion element
    • B63H20/16Transmission between propulsion power unit and propulsion element allowing movement of the propulsion element in a horizontal plane only, e.g. for steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H20/12Means enabling steering
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    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
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    • B63H2005/1256Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis with mechanical power transmission to propellers

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Description

Steuereinrichtung für einen Z-förmigen Schiffsantrieb Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Z-förmigen Schiffsantrieb, dessen Unterwasserteil mit der Schraube um eine vertikale Achse schwenkbar ist und bei dem die horizontal gelagerte Schraubenwelle von zwei zueinander konzentrischen, sich gegenläufig drehenden Vertikalwellen angetrieben wird, die ihren Antrieb wiederum über einen Kegeltrieb mit gemeinsamem Antriebskegelrad erhalten. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art sind die Kegelräder mit den ihnen zugehörigen Vertikalwellen durch Kupplungen verbunden, die einzeln oder gemeinsam lösbar sind.Control device for a Z-shaped ship propulsion system. The invention relates to a control device for a Z-shaped ship propulsion system, its underwater part is pivotable with the screw about a vertical axis and in which the horizontal Bearing screw shaft of two concentric, counter-rotating Vertical shafts are driven, which in turn are driven by a bevel gear obtained with a common drive bevel gear. In a known device this Type are the bevel gears with their associated vertical shafts through couplings connected, which are solvable individually or together.

Diese bekannte Anordnung ermöglicht ein leichtes Schwenken des Unterwasserteils, indem die auf den Unterwasserteil wirkende Steuerwelle infolge des vorhandenen Widerstandes je nach Drehrichtung die Löseeinrichtung der einen oder anderen Kupplung der Vertikalwellen beeinfiußt und je eine Kupplung teilweise löst. Infolge Durchrutschens dieser Kupplung tritt eine relative Verstellung der in dem Unterwasserteil befindlichen Kegelräder gegenüber ihrem gemeinsamen Abtriebskegelrad ein, wodurch eine zwangsläufige Schwenkung des Unterwasserteils und somit eine Steuerwirkung hervorgerufen wird.This known arrangement allows easy pivoting of the underwater part, by the control shaft acting on the lower part of the water as a result of the existing resistance depending on the direction of rotation, the release device of one or the other coupling of the vertical shafts influenced and each clutch partially loosens. As a result of this clutch slipping occurs a relative adjustment of the bevel gears located in the underwater part opposite their common output bevel gear, which inevitably swivels of the underwater part and thus a control effect is caused.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, durch eine zweckmäßige Ausbildung der Kupplungen der bekannten Steuereinrichtung die Bedienung derselben durch eine elektrische Steuerung zu ermöglichen, die gegebenenfalls an eine bekannte Kurssteuerung angeschlossen werden kann, und zu vermeiden, daß nach dem Lösen einer Kupplung plötzlich das volle Drehmoment wirksam wird.The invention has set itself the task by an expedient Formation of the couplings of the known control device to operate the same to enable by an electrical control, possibly to a known Course control can be connected, and to avoid that after solving one Clutch suddenly the full torque takes effect.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den Antriebskegelrädern der Vertikalwellen und diesen je ein Kupplungspaar angeordnet ist, das aus einer Fliehkraftkupplung und einer elektromagnetischen Kupplung besteht, die derart ausgelegt sind, daß das Haltemoment der Fliehkraftkupplung stets um einen geeigneten Betrag kleiner ist als das jeweilige Betriebsdrehmoment, daß das Haltemoment der elektromagnetischen Kupplung so groß bemessen ist, daß die .Summe der Haltemomente der beiden Kupplungen jedes mögliche Betriebsdrehmoment mit Sicherheit übersteigt, und daß jede elektromagnetische Kupplung durch Fernbetätigung lösbar ist.According to the invention this is achieved in that between the drive bevel gears of the vertical shafts and these are each a pair of couplings, which consists of a There is a centrifugal clutch and an electromagnetic clutch designed in such a way are that the holding torque of the centrifugal clutch always by a suitable amount is smaller than the respective operating torque that the holding torque of the electromagnetic Coupling is dimensioned so large that the sum of the holding torques of the two couplings surpasses any possible operating torque, and that any electromagnetic Coupling can be released by remote control.

Die Fliehkraftkupplung hat die Eigenart, jeweils ein Haltemoment zu erzeugen, das eine quadratische Funktion ihrer Drehzahl darstellt. Das von einem Schiffspropeller aufgenommene Moment steht ebenfalls in quadratischer Abhängigkeit von seiner Drehzahl, und eine Fliehkraftkupplung ist infolgedessen für den vorliegenden Zweck besonders geeignet, da sie so ausgelegt werden kann, daß ihr Haltemoment bei jeder Betriebsdrehzahl stets um einen gewissen Betrag kleiner ist, als das jeweils zu übertragende Betriebsmoment. Es neigen dann also beide Fliehkraftkupplungen allein zum Durchrutschen.The centrifugal clutch has the peculiarity of adding a holding torque generate which is a quadratic function of their speed. That of one The moment recorded by the ship's propeller is also quadratic of its speed, and a centrifugal clutch is as a result for the present Purpose particularly suitable because it can be designed so that its holding torque at each operating speed is always smaller than that by a certain amount operating torque to be transmitted. So then both centrifugal clutches tend alone to slip through.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist derart, daß bei Einrücken der elektromagnetischen Kupplungen der betriebsmäßige Antrieb der Schraube in der eingenommenen Lage des Unterwasserteils erfolgt. Eine willkürliche Schwenkung des Unterwasserteils ist ausgeschlossen, da dies der Aufbau des gesamten Kegelrädertriebs nicht zuläßt. Hierzu muß vielmehr eine relative Winkeländerung der Vertikalwellen zueinander eintreten. Diese relative Winkeländerung der Vertikalwellen zueinander wird durch Lösen einer elektromagnetischen Kupplung bewirkt, wobei die nur einen Teil des Betriebsmomentes haltende Fliehkraftkupplung durchrutscht und die von ihr gehaltene Vertikalwelle um einen Winkelbetrag weiterwandert. Die zwangläufige Folge ist eine linear abhängige Schwenkung des Unterwasserteils, die je nach Lösung der einen oder anderen elektromagnetischen Kupplung nach Steuerbord oder Backbord erfolgt. Nach der Erfindung ist es daher nicht notwendig, den Unterwasserteil durch von außen eingeleitete Steuerkräfte zu verstellen.The operation of the device according to the invention is such that when the electromagnetic clutches are engaged, the operational drive of the Screw takes place in the assumed position of the underwater part. An arbitrary one Pivoting the underwater part is ruled out as this will build up the whole Bevel gear drive does not allow. Rather, this requires a relative change in angle of the vertical waves occur to each other. This relative change in angle of the vertical waves to each other is effected by releasing an electromagnetic clutch, the Only part of the operating torque holding centrifugal clutch slips and the vertical wave held by it moves on by an angular amount. The inevitable The result is a linearly dependent pivoting of the underwater part, which depends on the solution one or the other electromagnetic clutch to starboard or port he follows. According to the invention it is therefore not necessary to go through the underwater part to adjust externally introduced control forces.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die von dem Antriebskegelrad 1 angetriebenen Kegelräder 2 und 3 tragen je eine Fliehkraftkupplung 4 und 5, durch die sie mit den Vertikalwellen 6 und 7 verbunden sind. Den Fliehkraftkupplungen 4 und 5 sind je eine elektromagnetische Kupplung 8 und 9 zugeordnet, die durch die Druckknopfschalter 10 und 11 ausgerückt werden können. Die Kupplungspaare sind so eingerichtet, daß die Fliehkraftkupplungen etwa 90 % des jeweiligen Betriebsmomentes übertragen, während die elektromagnetischen Kupplungen etwa 20 % des größten Betriebsmomentes aufnehmen. Der in den Lagern 12 und 13 schwenkbar gelagerte Unterwasserteil 14 trägt die Schraubenwelle 15 der Schraube 16 und das Abtriebskegelrad 17, in das die Kegelräder 18 und 19 der Vertikalwellen 6 und 7 eingreifen. Der Unterwasserteil 14 wird über das an ihm befindliche Zahnrad 20 mittels einer vorzugsweise hydraulischen Dämpfungseinrichtung 21 in an sich bekannter Weise in seiner Schwankung derart beeinflußt, daß diese gleichmäßig mit der gewünschten Winkelgeschwindigkeit erfolgt. Von dem Zahnrad 20 wird des weiteren ein Gebe 22 angebrieben, der die Lage des Unterwasserteils 14 zur Übertragung auf den Lageanzeiger 23 am Steuerstand abnimmt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The bevel gears 2 and 3 driven by the drive bevel gear 1 each carry a centrifugal clutch 4 and 5, by means of which they are connected to the vertical shafts 6 and 7 . The centrifugal clutches 4 and 5 are each assigned an electromagnetic clutch 8 and 9, which can be disengaged by the push-button switches 10 and 11. The clutch pairs are set up so that the centrifugal clutches transmit about 90% of the respective operating torque, while the electromagnetic clutches absorb about 20% of the greatest operating torque. The underwater part 14 , which is pivotably mounted in the bearings 12 and 13, carries the screw shaft 15 of the screw 16 and the output bevel gear 17, in which the bevel gears 18 and 19 of the vertical shafts 6 and 7 engage. The underwater part 14 is influenced in its fluctuation via the gear 20 located on it by means of a preferably hydraulic damping device 21 in a manner known per se in such a way that it occurs uniformly at the desired angular velocity. The gear wheel 20 also drives a transmitter 22 which detects the position of the underwater part 14 for transmission to the position indicator 23 at the control stand.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Steuereinrichtung für einen Z-förmigen Schiffsantrieb, dessen Unterwasserteil mit der Schraube um eine vertikale Achse schwenkbar ist und bei dem die Schraubenwelle von zwei zueinander konzentrischen, sich gegenläufig drehenden Vertikalwellen angetrieben wird, die mit den ihnen zugehörigen Antriebskegelrädern durch einzeln oder gemeinsam lösbare Kupplungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Antriebskegelrädern (2 oder 3) der Vertikalwellen (6 oder 7) und diesen je ein Kupplungspaar angeordnet ist, das aus einer Fliehkraftkupplung (4 oder 5) und einer elektromagnetischen Kupplung (8 oder 9) besteht, die derart ausgelegt sind, daß das Haltemoment der Fliehkraftkupplung (4 oder 5) stets um einen geeigneten Betrag kleiner ist als das jeweilige Betriebsdrehmoment, daß das Haltemoment der elektromagnetischen Kupplung (8 oder 9) so groß bemessen ist, daß die Summe der Haltemomente der beiden Kupplungen jedes mögliche Betriebsdrehmoment mit Sicherheit übersteigt, und daß jede elektromagnetische Kupplung durch Fernbetätigung lösbar ist. Claims: 1. Control device for a Z-shaped ship propulsion, the underwater part of which is pivotable with the screw about a vertical axis and in which the screw shaft is driven by two concentric vertical shafts rotating in opposite directions, which with their associated drive bevel gears individually or jointly releasable clutches are connected, characterized in that between the drive bevel gears (2 or 3) of the vertical shafts (6 or 7) and these are each a pair of clutches, which consists of a centrifugal clutch (4 or 5) and an electromagnetic clutch (8 or 9) exists, which are designed in such a way that the holding torque of the centrifugal clutch (4 or 5) is always a suitable amount smaller than the respective operating torque, that the holding torque of the electromagnetic clutch (8 or 9) is so large that the sum of the holding torques of the two clutches every possible operating torque with certainty and that each electromagnetic clutch is remotely releasable. 2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der elektromagnetischen Kupplungen (8 oder 9) durch eine Druckknopfschaltung (10, 11) erfolgt. 2. Control device according to claim 1, characterized in that the actuation of the electromagnetic clutches (8 or 9) takes place by a push-button circuit (10, 11). 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Kupplungen (8 oder 9) an eine automatische Kurssteuerungsanlage angeschlossen sind. 3. Control device according to claim 1 and 2, characterized in that the electromagnetic clutches (8 or 9) are connected to an automatic course control system. 4. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Unterwasserteils (14) durch ein Drehmeldersystem auf einen Lagenanzeiger (23) übertragen wird.4. Control device according to claims 1 to 3, characterized in that the rotary movement of the underwater part (14) is transmitted to a position indicator (23) by a resolver system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2231546A (en) * 1989-03-29 1990-11-21 Cesare Crispo "z" type drive for boats has steerable balanced power transmission
EP2662278A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Pivoting device for a ship propeller pod

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2231546A (en) * 1989-03-29 1990-11-21 Cesare Crispo "z" type drive for boats has steerable balanced power transmission
GB2231546B (en) * 1989-03-29 1993-04-21 Cesare Crispo "z"type steerable balanced power transmission
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