DE3001449A1

DE3001449A1 - Small watercraft propulsion equipment - has propeller in outrigger-casing, driven by flexible shaft with reversing gear at inboard and oil pump at outboard end

Info

Publication number: DE3001449A1
Application number: DE19803001449
Authority: DE
Inventors: Johann 8011 Vaterstetten Eichinger
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik & Co 8000 Muenchen GmbH; Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1980-01-16
Filing date: 1980-01-16
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE3001449C2

Abstract

The watercraft propulsion equipment has a propeller carried in an outrigger-casing, driven via reversing gearing by a flexible shaft with an oil-circulating system for lubrication/cooling. The reversing gear is before the flexible shaft. The latter connects at the propeller end with an inflexible journal pin which carries the piston of an axial-piston pump, rotationally fixed but axially movable. The pump cylinder, coaxial with the pin, is fixed in the outrigger-casing. This also forms the sump from which the pump draws, it discharges through an NRV and the loose-fitting shaft guide-tube to the forward bearing, from where there is a return pipe.

Description

Antriebsvorrichtung für ein Wasserfahrzeug Propulsion device for a watercraft

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Waaserfahrzeug gemäß dem Öberbegriff des Hauptansprüchs.The invention relates to a drive device for a Waaser vehicle according to the generic term of the main claim.

Biegsame Wellen für die Kraftübertragung vom Motor zum Propeller sind bei Wasserfahrzeugen seit langer Zeit bekannt, aber erst in den letzten Jahren hat man begonnen, der Schmierung und/oder Kühlung der biegsamen Welle mehr Beachtung zu widnmen. Ven französischen Patentschrift 1 134 347 ist ein Außenbordantrieb bekannt mit einer vom Motor zum Profiller führunden biegsamen Welle, die innerhalb eines steifen Rohras in einem nachgiebigen Plastikmantel geführt ist, wobei zwischen der Weile und dem Plastikmantel ein Spalt für Schmieröl vorhanden ist. Eine Ölpumpe ist nicht erwähnt, und wegen der Isolierwirkung des Plastikmantels ist keine befriedigende Kühlung gegeben Auf der Hamburger I3oo tsausstellung 1979 ist ein sogenannter Sail-Drive vorgestellt worden, bei dem ein inbords angeordneter Motor mit horizontaler Welle er eine um 90° nach unten gebogene biegsame Welle mit einem unter dem Bootskörper in einem schwertförmigen Gehause untergebrachten Kegelrad-Wendegetriebe verbunden ist, auf dessen horizontaler Abtriebswelle der Propelter angeordnet ist. Eine cvon der biegsammen Welle angetriebene Förderschnecke bringt Öl aus einem in besagtem Gehäuse befindlichen Ölsumpf tzum oberen Welleiilager, von wo aus es wieder ir deri Olsumpf zuriickfloeßt. Das außerhalb des Bootskorpers befindliche Wendegetriebe erfordert einen verhaltnismäßig großen Querschnitt des Gehäuses, was den Stromungseiderst sind des Bootes vergrößert. Da das zu schaltende Getriebe außerhalb des Bootskörpers im Wassebereich liegt, ist ein Schaltgestänge mit mehreren Hebeln und Geleiiken erforderlich und die Abdichtung des Gestänges erfordert besondere Beachtung.Flexible shafts for power transmission from the engine to the propeller are has been known for a long time in watercraft, but has only been used in recent years one started paying more attention to the lubrication and / or cooling of the flexible shaft to dedicate. An outboard drive is known from French patent specification 1 134 347 with a flexible shaft leading from the motor to the profiler, which is within a stiff Rohras is guided in a flexible plastic jacket, with between the While there is a gap in the plastic jacket for lubricating oil. An oil pump is not mentioned, and because of the insulating effect of the plastic jacket, it is not a satisfactory one Cooling given At the Hamburg I300 tsausstellung 1979 there is a so-called sail drive has been presented in which an inboard motor with a horizontal shaft he has a flexible shaft bent downwards by 90 ° with a shaft under the hull bevel gear reversing gear housed in a sword-shaped housing is, on whose horizontal output shaft the propelter is arranged. A cvon the flexible shaft driven screw conveyor brings oil from one in said Housing located oil sump to the upper Shaft bearing, from where it floods back into the oil swamp. The one outside the hull Reversing gear requires a relatively large cross-section of the housing, what the currents of the boat are enlarged. Since the gear to be shifted outside of the hull is in the water area, is a shift linkage with several levers and Geleiiken required and the sealing of the rod requires special Attention.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingange beschriebenen Art zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile vermieden werden.The invention is therefore based on the object of a drive device to create the type described above, in which the disadvantages mentioned are avoided will.

Die Lössung der Aufgebe bildet eine Antriebsvorrichtung, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Damit ist es möglich, der das Lagersgehäuse für die biegsame Welle und den Propeller bildenden Teil des Tragarmes schmal und damit strömungsgünstig auszuführen. Das im Inneren des Bootes arlgeordnete Getriebe kann direkt oder über ein nur kurzes Gestänge ohne zusätzliche Abdichtungen geschaltet werden. Wegen der in beiden Drehrichtungen laufenden biegsamen Welle ist für die Ölförderung die Verwendung einer Förderschnecke nicht möglich. Eine einfache und keibeb grossen Bauraum beanspruchende Pumpe wird im Anspruch 2 aufgezeigt, die mit den Merkmalen des Anspruchs 3 in sehr zweckmäßiger Weise angeordnet wird. Darüber hinaus ist es möglich, mit dem von der Pumpe geförderten Öl auch das Wendegetriebe zu versorgen und dort Wärme abzuführen (Anspruch 4).The solution to the problem forms a drive device, the characteristic Features of claim 1 has. This makes it possible to use the bearing housing for the flexible shaft and the propeller forming part of the support arm narrow and thus to be carried out in a streamlined manner. The gear arranged inside the boat can switched directly or via a short rod without additional seals will. Because of the flexible shaft running in both directions of rotation, the It is not possible to use a screw conveyor for oil production. A simple and keibeb large space-consuming pump is shown in claim 2, with the features of claim 3 is arranged in a very useful manner. About that It is also possible to use the oil delivered by the pump to use the reverse gear to supply and dissipate heat there (claim 4).

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines mit 3 Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen Figur 1 das Prinzip der erfindungsgewmäßen Antriebsvorrichtung und ihren Einbau im Wasserfahrzeug, Figur 2 die ÖIpumpe im Schnitt, Figur 3 die motorseitige Wellenalgerung.The invention is illustrated below with reference to one with 3 figures Embodiment described. FIG. 1 shows the principle of the invention Drive device and its installation in the watercraft, Figure 2 the oil pump in section, Figure 3 shows the shaft assembly on the engine side.

Im Innern eines nur zum Teil dargestellten Wasserfahrzeugs 1, z.B. eines Segelbootes, ist ein Antriebsmotor 2 angeordnet, an dessen Abtriebsseite elli Wendegetriebe 3 angeflanscht ist Wendegetriebe für Boote sind bekannt und brauchen hier nicht beschrieben zu werden. Mit der Abtriebswelle ii des Wendegetriebes ist über eine Flanschverbindung 5 ein Lagerzapfen 6 dreh fest verbunden. Er ist mittels eines Lagers 7, z.B. eines (ileitlagers, in einem Lagergehäuse 8 drehbar gelagert, das an das Wendegetriebe 3 ange flanscht oder anderweitig im Boot befestigt sein kann.Inside a watercraft 1 only partially shown, e.g. a sailing boat, a drive motor 2 is arranged, on the output side elli Reversing gear 3 is flanged reversing gear for boats are known and need not to be described here. With the output shaft ii of the reversing gear is Via a flange connection 5, a bearing pin 6 is firmly connected to rotate. He is by means of a bearing 7, e.g. a guide bearing, rotatably mounted in a bearing housing 8, be flanged to the reversing gear 3 or otherwise attached in the boat can.

In einer Öffnung 10 im Bootskörper ist ein Tragarm 11 zeiitriert und befestigt. Dieser Tragarm ist als hohles Gußstück mit scllmalem, etwa tropfenförmigem Quers chrii tt ausgefljhrt und weist in seinem unteren, in Fahrtricl1tung des Bootes gesehen hinteren Bereich einem im wesentlichen zylinderischen Ansatz 12 auf. In seinem oberen Bereich ist der Tragarm 1 @ mit einem Deckel 13 verschlossen, der eine Öffnung 14 aufweist. Durch diese Offnung ist ein Führungsrohr 15 hindurchgeführt und mit ien Faltenbalg 1(> abgedichtet. Das Fiihrungsrohr ist etwa in der Form eines schlanken S gebogen.In an opening 10 in the hull of a support arm 11 is zeiitriert and attached. This support arm is a hollow casting with a narrow, approximately teardrop-shaped Runs out crosswise and points in its lower direction, in the direction of travel of the boat seen in the rear area on a substantially cylindrical extension 12. In its upper area of the support arm 1 @ is closed with a cover 13, the has an opening 14. A guide tube is through this opening 15 passed through and sealed with a bellows 1 (>. The guide tube is roughly curved in the shape of a slender S.

Sein An fang ist in <1cm Lagergehäuse 8 aufgenommen, nach einer ersten Birgung durchdringt sein Mittelteil den Deckel 13 und nach einer zweiten Biegung ist sein Auslauf in einem Lagergehäuse 17 aufgenommen, das in dem Ansatz 12 des Tragarmes 11 befestigt ist. Als Führungsrohr kann ein entsprechend gebogenes Metallrohr oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schlauch a11S Kunststoff verwendet werden, in den eine Schraubenfeder 18 od. dgl. eingelegt ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die durch das Führungsrohr hindurchgeführte biegsame Welle 20 nur örtlich anlaufen kann, nicht aber auf Längern ununterbrochenen Abschnitten.His beginning is included in <1cm bearing housing 8, after a its middle part penetrates the cover 13 for the first time and after a second one Bend, its outlet is received in a bearing housing 17, which is in the approach 12 of the support arm 11 is attached. A correspondingly curved guide tube can be used as the guide tube Metal pipe or, as in the present exemplary embodiment, an a11S plastic hose be used, in which a coil spring 18 or the like. Is inserted. This execution has the advantage that the flexible shaft passed through the guide tube 20 can only start locally, but not on longer uninterrupted sections.

Die biegsame Welle 20 stellt die Verbindung vom Wendegetriebe 3 zu einem Propeller 21 her. Biegsame Wellen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, sie brauchen hier nicht beschrieben zu werden. Ihr erstes Ende ist iii einer Bohrung des Lagerzapfens 6 zentriert und befestigt, z.B.The flexible shaft 20 provides the connection from the reversing gear 3 a propeller 21. Flexible shafts are in various forms known, they do not need to be described here. Your first ending is iii centered and fixed in a bore of the journal 6, e.g.

eingelötet. Ihr zweites Ende ist in gleicher Weise in einer Bohrung eines Lagerzapfnes 22 zentriert und befestigt. Der Lagerzapfen 22 ist mittels eines Lagers 19, z.I3. eines Wälzlagers, in dem Lagergehäuse 17 drehbar gelagert. Der Lagerzapfen 22 bildet zusammen lilit seinem hinteren Ansatz 23 die Propollerwelle 24, die aus dem Lagergehäuse 17 herausragt und auf der drehtest die Nabe 25 des Propellers 21 sitzt.soldered in. Its second end is in the same way in a hole a pivot pin 22 centered and fastened. The journal 22 is by means of a Camp 19, e.g. I3. a roller bearing, rotatably mounted in the bearing housing 17. Of the Bearing pin 22 together forms the propeller shaft with its rear extension 23 24, which protrudes from the bearing housing 17 and turned on that the hub 25 of the propeller 21 is seated.

Auf dem Lagerzapfen 22 ist drehfest, aber axial verschiebbar eine Hütse 28 aufgebracht, die mit ihrer äußeren Mantelfläche in ein er entsprechenden Bohrung 29 des Lagergehäuses 17 gleitet. Die iijilse hat schräg zu ihrer Achse, aber parallel zueinander angeordnete Stirnflächen, die an im Lagergehäuse 17 sitzenden Zapfen 30, 31 anliegen. Bei einer Drehbewegung des Lagerzapfens 22 dreht die Hülse mit, macht infolge ihrer schrägen und durch die Zapfen 30, 31 geführten Stirnflächen aber gleichzeitig eiiie Hin- und ilerbewegung pro Umdrehung, und zwar um eiiicn Weg, der der Projektion 32 der Schrägen auf die Mantelfläche entspricht. Die Hiilse 28 bil.-det so den Kolben einer Axialkolbenpumpe, deren Gehäuse das Lagergehäuse 17 bildet. Der- Außendurchmesser dieser Axialkolbenpumpe beeinflußt nicht den Durchmesser des Ansatzes 12, da dessen Abmessungen von dem den Propellerdruck aufnehmenden Lager 19 bestimmt sind.On the bearing pin 22 is rotatably, but axially displaceable one Hütse 28 applied, the corresponding with its outer surface in a he Bore 29 of the bearing housing 17 slides. The iijilse has at an angle to its axis, but end faces which are arranged parallel to one another and which are seated in the bearing housing 17 Pin 30, 31 are in contact. When the bearing journal 22 rotates, the sleeve rotates with, makes due to their inclined and guided by the pin 30, 31 end faces but at the same time one back and forth movement per revolution, namely by one Path that corresponds to the projection 32 of the slopes on the lateral surface. The sleeve 28 thus forms the piston of an axial piston pump, the housing of which is the bearing housing 17 forms. The outside diameter of this axial piston pump does not affect the diameter of the approach 12, since its dimensions depend on the bearing receiving the propeller pressure 19 are determined.

Zumindest der untere Teil des Tragarmes 11 ist mit Öl 34 gefiillt. Durch eine Bohrung 35 kann Öl in eine von Lagerzapfen 22, Kolben 28 und Lagergehäuse 17 gebildete Kammer 36 strömen. Nach einer viertel Umdrehung des Kolbens ist die Bohrung 35 verschlossen, beim Weiterdrehen wird das Öl in der Kammer 36 komprimiert und durch Öffnungen 3t in den freien Raum 38 zwischen des biegsamen Welle 20 und dem Fiihrungsrohr 15 gedrückt. Dabei wird gegen die Kraft von Federn 39 eine Ventilscheibe 40 weggedrückt. In der mit 41 bezeichneten Steltung des Kolbens 28 hat die Kammer 36 ihr kleinstes Volumen.At least the lower part of the support arm 11 is filled with oil 34. Through a bore 35, oil can enter one of the bearing journals 22, pistons 28 and the bearing housing 17 formed chamber 36 flow. After a quarter turn of the piston the Bore 35 closed, the oil in the chamber 36 is compressed as the rotation continues and through openings 3t into the free space 38 between the flexible shaft 20 and the guide tube 15 pressed. A valve disk is thereby counteracted by the force of springs 39 40 pushed away. In the position of the piston 28 designated by 41, the chamber 36 their smallest volume.

Beim Weiterdrehen entsteht durch die zunehmende Volumenvergrößerung in der Kammer 36 ein Unterdruck, der die Scheibe 4') die Öffnungen 37 verschließen läßt, was mit den Federn 39 noch unterstützt wird. Die Scheibe 40 bildet so ciii Rückschlagventil, das ein Zurückströmen des Öles aus dem Raum 38 in d die Kammer 36 verhindert. Der Unterdruck iii der Kammer 36 bewirkt, daß, so bald die Bohrung 35 beim Weiterdrehen teilweise freigegeben wird, wieder Ol aus dem Tragarm in die Kammer strömt und wie vorstehend beschri eben wieder in den Raum 38 gepumpt wird.When turning further, the increasing volume increases a negative pressure in the chamber 36, which closes the disk 4 ') the openings 37 lets what is still supported with the springs 39. The disk 40 thus forms ciii Check valve that prevents the oil from flowing back from space 38 into the chamber 36 prevented. The negative pressure iii of the chamber 36 causes the bore as soon as possible 35 is partially released when turning further, again oil from the support arm into the Chamber flows and, as described above, is pumped back into space 38.

Das Öl im Raum 38 gelangt am oberen Ende des Führungsrohres 15 zum Lager 7, ehe es jiber eine Leitung 43 wieder in den Tragarm 11 zurückfließt. Das Öl mindert aber auch die örtliche Reibung zwischen der biegsamen Welle und dem Fü.hrungsrohr bzw. der Schraubenfeder 18, außerdem verhiitet es eine unzulässige Erwarmung an den Berührungsstellen. Da sich der Ölsumpf 34 111 dem vom Wasser umgebenen Tragarm befindet, erfolgt ständig eine Ruchkühlung des zurückfließlich Öles, so daß ein zusätzlicher Ölkühler in der Regel entbehrlich ist. Zur Abdichtung gegen Ölaustritt ist der Tragarm 11 mit dem Faltenbalg 16 nach oben abgedichtet, am Austritt der Propellerwelle sind bekannte Dichtelemente 42, z.B. Wellendichtringe oder eine Gleitringdichtung, vorgesehen. Auch am Austritt des Lagerzapfens 6 aus dem Lagergehäuse 8 ist ein Dichtring 44 vorgesehen.The oil in the space 38 reaches the upper end of the guide tube 15 to Bearing 7 before it flows back into the support arm 11 via a line 43. That But oil also reduces the local friction between the flexible shaft and the guide tube or the helical spring 18, it also prevents inadmissible heating the points of contact. Since the oil sump 34 111 is the support arm surrounded by the water is located, there is a constant cooling of the returning oil, so that a additional oil cooler is usually unnecessary. For sealing against oil leaks the support arm 11 is sealed with the bellows 16 at the top, at the outlet of the Propeller shafts are known sealing elements 42, e.g. shaft sealing rings or a mechanical seal, intended. There is also a sealing ring at the exit of the bearing journal 6 from the bearing housing 8 44 provided.

In Booten sind die Wendegetriebe oft in nur schlecht belüftexten Iläumen unterbringbar, so daß die Kühlung des Getriebes Probleme aufwirft. Bei der Anordnung nach der Erfindung kann das umlaufende @, nachdem es das Lager 7 durchströmt hat, noch in das Windegetriebe geleitet werden. Das Getriebe weist einen Ölsumpf auf für eine kombinierte Tauch- und Spritzschmierung. In diesen Ölsumpf fließt das Öl, und an einem Überlauf fließt es über eine Rohrleitung wieder in den Ölsumpf 34 im Tragram 11 zurück. Auf diese Weise wird dem Wendegetriebe 3 ständig frisches Öl zugeführt. Der Überlauf stellt sicher, daß im Getriebe immer Öl verbleibt sind so seine Schmierung auch beim Anfahren sichergestellt ist bis das von der Pumpe geförderte Öl das Getriebe erreicht.In boats, the reversing gears are often in poorly ventilated areas can be accommodated, so that the cooling of the transmission Poses problems. In the arrangement according to the invention, the rotating @ after it the bearing 7 has flowed through, can still be passed into the winch gear. The transmission has an oil sump for combined immersion and splash lubrication. In this oil sump the oil flows, and at an overflow it flows back into the via a pipeline Oil sump 34 in tragram 11 back. In this way, the reversing gear 3 is constantly fresh oil supplied. The overflow ensures that there is always oil in the gearbox its lubrication is also ensured during start-up until that of the pump pumped oil reaches the gearbox.

Begriffsliste 1 Wasserfahrzeug 2 Antriebsmotor 3 Wendegetriebe 4 Abtriebswelle 5 Flanschverbindung 6 Lagerzapfen 7 Lager 8 Lagergelinuse 9 10 Öffnung 11 Tragarm 12 Ansatz 13 Deckel 14 Öffnung 15 Führungsrohr 16 Faltenbalg 17 Lagergehäuse 18 Schraubenfeder 19 Lager 20 biegsame Welle 21 Propeller 22 Lagerzapfen 23 Ansatz 24 Propellerwelle 25 Nabe 26 27 28 Hülse (Kolben) 29 Bohrung 30 31# Zapfen 32 Projektion 33 34 Ölsumpf 34 Bohrung 36 Kammer 3. Öffnung 38 freier Raum 39 Feder 40 Scheibe 31 Kolbenstellung 42 Dichtung 43 Leitung 44 Dichtring L e e r s e i t eList of terms 1 watercraft 2 drive motor 3 reversing gear 4 output shaft 5 Flange connection 6 Bearing pin 7 Bearing 8 Bearing ruler 9 10 Opening 11 Support arm 12 Extension 13 Cover 14 Opening 15 Guide tube 16 Bellows 17 Bearing housing 18 Coil spring 19 bearing 20 flexible shaft 21 propeller 22 bearing journal 23 lug 24 Propeller Shaft 25 Hub 26 27 28 Sleeve (Piston) 29 Bore 30 31 # Spigot 32 Projection 33 34 Oil sump 34 Bore 36 Chamber 3. Opening 38 Free space 39 Spring 40 Washer 31 Piston position 42 Seal 43 Line 44 Seal ring L e r s e i t e

Claims

ANS rn? ÜcIlE 1) Propulsion device for a watercraft in which a support arm attached to the water vehicle or the like.

stored propeller can be driven by a motor via a flexible shaft and can be reversed by means of a reversing gear, and in the case of the flexible shaft there is circulating oil lubrication and / or cooling, characterized in that that the reversing gear (3) is arranged between the motor (2i and the flexible shaft (20) is.

2) Drive device according to claim 1, characterized in that the flexible shaft (20) at its end propellerseiti conditions a rigid journal (22), on which the piston (28) of an axial piston pump is rotatably but axially displaceable is arranged, the housing (17) concentric with the bearing pin in the support arm (it) is attached.

3) Drive device according to claim 2, characterized in that the suction side of the axial piston pump with an od in the lower area of the support arm. Like. Existing 01-sump (34) is connected and the pressure side via a check valve (40) and between a guide tube (15) and the flexible one guided therein Wave (20) remaining frelerl Rawu (38) with one on the engine side The end of the flexible shaft is connected to the bearing (7), and that of said Storage (7) a return line (43) to the oil sump (34) is provided.

4) Drive device according to claim 3, characterized in that the pressure side of the axial piston pump is also connected to the reversing gear (3) is, which has an oil sump with an overflow to which a return line to Oil sump (34) is connected in the support arm.