DE2800168A1

DE2800168A1 - Steuervorrichtung fuer eine lenkbare schiffsschraube

Info

Publication number: DE2800168A1
Application number: DE19782800168
Authority: DE
Inventors: Rene Henri Jeanson
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1978-01-03
Publication date: 1978-07-13
Also published as: IT1161424B; PL108928B1; ATA8078A; HK15083A; FI64321C; NO147634C; FR2376790B1; PL203825A1; US4358280A; GB1593442A; DK5878A; RO73318A; NO780049L; AT364265B; NL7714254A; SG55582G; NO147634B; JPS6114998B2; ES465685A1; FI64321B

Description

SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO, Paris/Frankreich

Steuervorrichtung für eine lenkbare Schiffsschraube

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Antrieb und Richtung einer lenkbaren Schiffsschraube, bestehend aus einem Gestell, einer daran befestigten Lenksäule, einer drehbar in der Lenksäule angeordneten und mit dieser über Drucklager verbundenen Lenkspindel, an der ein Schiffsschraubenträger aufgehängt ist, einer in dem Schraubenträger untergebrachten hydrostatischen Antriebseinheit, die über zwei Ölleitungen mit einer Druckquelle verbunden ist, wobei die Ölleitungen zwei im Inneren der Lenkspindel verlaufende Kanäle und zwei zwischen der Lenkspindel und der Lenksäule angeordnete Drehkupplungen aufweisen, und einer am oberen Ende der Lenkspindel angeordneten Drehvorrichtung zur Kurseinstellung des Schiffes.

Aufgabe der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung ist es, eine derartige Steuervorrichtung bereitzustellen, die einfach, robust und platzsparend gebaut ist und die übertragung grosser Kräfte auf geringstem Raum gestattet.

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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Drehkupplungen und die Drucklager zusammen mit der Drehvorrichtung am oberen Ende der Lenkspindel angeordnet sind.

Dank dieser Anordnung haben die Ölleitungen einen großen Querschnitt, der die Übertragung hoher Kräfte ermöglicht.

Vorzugsweise besteht die Drehvorrichtung aus einer Zahnstange, die mit einem als Zahntrieb dienenden gezahnten Ende der Lenkspindel in Eingriff steht, und ist unmittelbar oberhalb der beiden Drehkupplungen angeordnet, die ihrerseits unmittelbar oberhalb der Drucklager angeordnet sind.

Diese Konstruktion ist besonders einfach, robust und kompakt und ermöglicht hervorragende Betriebsergebnisse. Außerdem können die Durchmesser der Lenksäule und der Lenkspindel ziemlich klein bleiben; insbesondere läßt sich der Durchmesser des am oberen Ende der Lenkspindel angeordneten, mit der Zahnstange in Eingriff stehenden Zahntriebes mit Vorteil sehr klein halten.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die im Schiffsschraubenträger untergebrachte hydrostatische Antriebseinheit koaxial und steht in direktem Eingriff mit der Schraube, während nach einer Variante die hydraulische Antriebseinheit und die Schiffsschraube parallele Achsen aufweisen und der Antrieb der Schraube von der Antriebseinheit über ein Untersetzungsgetriebe erfolgt.

Nach einer anderen Variante sind mindestens zwei hydrostatische Antriebseinheiten vorgesehen, deren Achsen voneinander getrennt und parallel zu der Schiffsschraube verlaufen; diese Einheiten treiben die Schiffsschraube über ein Umlaufgetriebe an.

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2BOC

Vorzugsweise ist der Schiffsschraubenträger mit einer stromlinienförmigen Verkleidung versehen. Die hydrostatische Antriebseinheit bzw. die Mehrzahl derselben sind in dieser Verkleidung untergebracht.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung v/erden nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind

Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines Schiffsstevens mit der neuen Steuervorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schraubenträgers in größerem Maßstab mit einer stromlinienförmigen Verkleidung, die eine hydrostatische Antriebseinheit enthält,

Fig. 3· eine Darstellung der Verbindung des Schiffsschraubenträgers mit der Lenkspindel, der Lenkspindel mit der Lenksäule und der Lenksäule mit dem Gestell im Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 4,

Fig. 4 eine entsprechende Darstellung in Seitenansicht entsprechend dem Pfeil IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht des oberen Endes der Lenkspindel im größeren Maßstab im Horizontalschnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 und 7 Ansichten des oberen Endes der Lenkspindel in Vertikalschnitten entsprechend den Linien VI-VI und VII-VII in Fig. 5

und
Fig.8 bis 10 Darstellungen des Schraubenträgers entsprechend Fig. 2, jedoch für drei Varianten.

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O U -j s ν j w

In der Ausführungsform naeh den Fig. 1 bis 7 ist die Steuervorrichtung auf Wasserfahrzeuge aller Art anwendbar, z. B. Boote, Seeschiffe, Barken, Flußschiffe, Pontons, U-Boote, Amphibienfahrzeuge usw.

Das in Fig. 1 dargestellte Wasserfahrzeug V besitzt an seiner Rückseite einen Rahmen C (Fig. 1, 3 und 4) geeigneter Form zur Anbringung der lenkbaren Schiffsschraube, die allgemein mit Io bezeichnet ist.

An dem Rahmen C (Fig. 3 und 4) ist ein Gestell S befestigt, das vertikale Gleitschienen 11 zur Aufnahme von Gleitstücken 12 und 13 aufweist. Eine Lenksäule 14 ist mittels der Gleitstücke 12 und 13 vertikal verschiebbar an dem Gestell S angebracht. Ein hydraulischer Zylinder 15 ermöglicht die Tiefeneinstellung der lenkbaren Schiffsschraube 10. Ferner ist die Lenksäule 14 ausklappbar, damit die lenkbare Schiffsschraube 10 zur überprüfung und Überholung aus dem Wasser gehoben werden kann. Zu diesem Zweck werden die unteren Gleit· stücke 13 aus den Schienen 11 ausgeklinkt, so daß die Lenksäule 14 mittels des Zylinders 15 um die oberen Gleitstücke 12 verschwenkt werden kann.

In der Lenksäule 14 ist eine Lenkspindel 16 drehbar gelagert. Am unteren Ende 17 der Lenkspindel 16 ist die Schiffsschraubenanordnung 10 aufgehängt. Die Lenkspindel 16 ist in der Lenksäule 14 mittels eines Drucklagers 18 (Fig. 3 und 6) zentriert; das Drucklager 18 ist am oberen Fnde der Lenkspindel 16 angeordnet, während ein am unteren Ende der Lenksäule 14 angeordnetes Lager 19 (Fig. 3) die Zentrierung vervollständigt.

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Die Schiffsschraubenanordnung 10 v/eist ein Skelett 20 auf, das am unteren Ende 17 der Lenkspindel 16 befestigt ist und Lager 21 stützt, die eine Antriebswelle 22 führen. Am rückwärtigen Ende dieser Welle ist eine Schiffsschraube 23 angeordnet. Das vordere Ende der Schiffsschraubenanordnung wird von einer stromlinienförmigen Verkleidung 2 4 abgedeckt. Innerhalb dieser Verkleidung befindet sich eine hydrostatische Antriebseinheit 25 (Fig. 2). Sie ist koaxial mit der Schiffsschraube 23 und über eine Keilverzahnung 26 direkt mit dieser gekuppelt.

Die Antriebseinheit 25 ist über zwei Ölleitungen 27 und 28 mit einer hydrostatischen Druckquelle 29 verbunden, die an Bord des Wasserfahrzeugs V untergebracht ist und von einem Motor M, z. B. einem Dieselmotor, angetrieben wird. Die Ölleitungen 27 und 28 bestehen aus folgenden Abschnitten: Abschnitte 27Λ und 28A (Fig. 2) innerhalb der Schiffsschraubenanordnung 10; Kanäle 27B und 28B (Fig. 7) innerhalb der Lenkspindel 16; Drehkupplungen 27C und 28C (Fig. 7) zwischen der Lenkspindel 16 und der Lenksäule 14; Verbindungsleitungen 27D und 28D (Fig. 1 und 7) zwischen der Lenksäule 14 und der Druckquelle 29, die mindestens teilweise verformbar (ζ. Β. Schläuche) sind, um sich an die Verschiebungs- und Schwenkbewegungen der Lenksäule 14 hinsichtlich des Gestells S anpassen zu können.

Die im Inneren der Lenkspindel 16verlauf enden Kanäle 27B und 28B erstrecken sich längs der Achsen X und Y beiderseits der Mittelachse Z der Lenkspindel und parallel zu dieser. Die von den Achsen X, Y und Z definierte Ebene P (Fig. 1 und 5) ist senkrecht zur Achse W der Schiffsschraube 23 (Fig. 1). Die Ebene P bildet eine neutrale Ebene der Lenkspindel 16 hinsichtlich Biegungsbeanspruchungen derselben während des Betriebes.

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Im dargestellten Beispiel bestehen die Kanäle 27B und 28B (Fig. 7) einerseits aus Rohren 30 und 31, die innerhalb der Lenkspindel 16 untergebracht sind, deren Hauptteil 32 ein Hohlrohr darstellt, und andererseits aus Bohrungen 33 und 34 in oberen, massiven Ende 35 der Lenkspindel 16. Die Kanäle 27B und 28B haben einen großen Durchmesser, können also große ölmengen durchlassen und damit große Kräfte übertragen.

Die Drehkupplungen 27C und 28C (Fig. 6 und 7) bestehen aus Ringnuten, die übereinander in der Lenksäule 14 ausgespart sind und den massiven Oberteil 35 der Lenkspindel 16 derart umgeben, daß sie ständig mit den Bohrungen 33 und 34 kommunizieren. Die Ringnuten 27Cund 28C sind mit den Abschnitten 27D bzw. 28D der Leitungen 27 und 28 verbunden.

Zum Drehen der Lenkspindel 16 in der Lenksäule 14 zv/ecks Kurseinstellung des Fahrzeugs V dient eine Zahnstange 36 (Fig. 5 und 6), die mit einem am massiven Oberteil 35 der Lenkspindel 16 ausgebildeten Zahnkranz 37 in Eingriff steht. Die Zahnstange 36 wird hydraulisch betätigt und besteht aus einem Schieber, der in einem Zylinder 38 verschiebbar gelagert ist. An den beiden Enden des Schiebers 36 sind hydraulische Druckkammern 39 und 40 in dem Zylinder 38 ausgebildet.

Wie Fig. 6 zeigt, sind die Drehkupplungen 27C und 28C, die Zahnstange 36 und der Zahnkranz 37, sowie das Drucklager 18 platzsparend am oberen Ende 35 der Lenkspindel 16 untergebracht. Der Zahnkranz 37 befindet sich unmittelbar oberhalb der Ringnuten 27C und 28C, die ihrerseits unmittelbar oberhalb des Drucklagers 18 angeordnet sind. Der Zahnkranz 37 hat einen Durchmesser, der frei so klein gewählt werden

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kann, wie es mit Rücksicht auf seinen Platzbedarf gewünscht

In Fig. 6 ist noch ein Kanal 45 zur Abführung von Lecköl eingezeichnet.

Im Betrieb treibtder Motor M die hydrostatische Druckquelle (Pumpe) 29 an, die ihrerseits infolge des ölumlaufs in den Leitungen 27 und 28 die hydrostatische Antriebseinheit 25 antreibt. Dadurch wird die Schiffsschraube 23 in Umdrehung versetzt, so daß das Wasserfahrzeug V Fahrt aufnimmt. Um den Kurs zu ändern, werden die Druckkammern 39 und 40 entsprechend beaufschlagt, um die Zahnstange 36 zu verschieben und damit die Lenksäule 14 mit der Schiffsschraubenanordnung 10 zu drehen.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 7 ist die hydrostatische Antriebseinheit 25 koaxial und in direktem Eingriff mit der Schiffsschraube 23. In der Variante nach Fig. 8 sind dagegen die Achsen U und W der Antriebseinheit 25 und der Schiffsschraube 23 parallel gegeneinander versetzt. Die in der Verkleidung 24 untergebrachte Antriebseinheit 25 treibt die Schiffsschraube 23 über ein Vorgelege 41.

In der Variante nach Fig. 9 sind mindestens zwei Antriebseinheiten 25' und 25" vorgesehen. Sie sind in der Verkleidung 24 untergebracht und haben gegeneinander und gegen die Achse W der Schiffsschraube 23 versetzte Achsen U¹ und U". Der Antrieb geschieht über ein Planetengetriebe mit den Planetenrädern 43 und dem Kronrad 42.

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Es empfiehlt sich, gemäß Fiq. 10 eine vorgefertigte Verkleidung 24 zu verwenden, in der die Kanalabschnitte 27A und 28A bereits eingearbeitet sind, wehrend eine Abdeckhaube 45 mit einer Rückwand 44 abgeschlossen ist, die zur Aufnahme der Lager 46 der Antriebseinheiten 25' und 25"
dient, und eine v/eitere Trennwand 47 die Lager 48 dieser Antriebseinheiten, sowie das Kronrad 42 trägt. F.s müssen dann nur noch die drehenden Teile montiert werden, nämlich die Antriebseinheiten 25' und 25" und die Zahnräder 43.

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Claims

I G V - München, den 3. Januar 1978 SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO, Paris/Frankreich Ansprüche

1. Steuervorrichtung für Antrieb und Richtuna einer lenkbaren Schiffsschraube, bestehend aus einem Gestell, einer daran befestigten Lenksäule, einer drehbar in der Lenksäule gelagerten und mit dieser über Drucklager verbundenen Lenkspindel, an der ein Schiffsschraubenträaer aufgehängt ist, einer in dem Schraubenträger untergebrachten hydrostatischen Antriebsvorrichtung, die über zwei Ölleitungen mit einer Druckquelle verbunden ist, wobei die Ölleitungen zwei im Inneren der Lenkspindel verlaufende Kanäle und zwei zwischen der Lenkspindel und der Lenksäule angeordnete Drehkupplungen aufweisen, und einer am oberen Ende der Lenkspindel angeordneten Drehvorrichtung zur Kurseinstellung des Schiffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkupplunoen (27C, 28C) und das Drucklager (18) zusammen mit der Drehvorrichtung (36, 37) am oberen Ende (35) der Lenkspindel (16) angeordnet sind.

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2 C '.: V ! Z S - 2 -

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehkupplungen (27C, 28C) unmittelbar unterhalb der Drehvorrichtung (36, 37) angeordnet sind.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkupplungen (27C, 28C) unmittelbar oberhalb des Drucklagers (18) angeordnet sind.

4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein am unteren Ende der Lenksäule (14) zwischen dieser und der Lenkspindel (16) angeordnetes Zentrierlager (19).

5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die hydrostatische Antriebsvorrichtung die Schiffsschraube über ein Vorgelege antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (25) und die Schiffsschraube

(23) parallele, gegeneinander versetzte Achsen aufweisen.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der zwei hydrostatische Antriebseinheiten in dem Schiffsschraubenträger untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebseinheiten (25¹, 25") und die Schiffsschraube (23) parallele, gegeneinander versetzte Achsen aufweisen und daß die Antriebseinheiten die Schiffsschraube über Planetenräder (43) und ein Kronrad (42) antreiben.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Schiffsschraubenträger eine vor der Schiffsschraube angeordnete Stromlinienverkleidung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatischen Antriebseinheiten in der Verkleidung

(24) · untergebracht sind.

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8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine vorgefertigte Ausführung der Verkleidung mit Haltemitteln für die hydrostatischen. Antriebseinheiten und Leitungsabschnitten zur Verbindung der Antriebseinheiten mit den innerhalb der Lenkspindel ausgebildeten Kanälen, bestehend aus einer Abdeckhaube (45) und Halterungen (4 4/ 47) für die Leitunasabschnitte (27A, 28A)und die Lager (46, 48).

9. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehkupplungen aus zwei übereinander in der Lenksäule ausgebildeten Ringnuten (27C, 28C) bestehen, welche die Lenkspindel (16) derart umgeben, daß sie ständig mit den in der Lenkspindel ausgebildeten Kanalabschnitten (33, 34) kommunizieren, sowie mit den zur hydraulischen Druckquelle führenden Leitungsabschnitten (27D, 28D) in Verbindung stehen.

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