DE69918340T2 - Propellerantrieb mit einem phaseneinsteller zum verstellen der propellerblattsteigung - Google Patents

Propellerantrieb mit einem phaseneinsteller zum verstellen der propellerblattsteigung Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Motor zum Antrieb eines Propellers, der eine Phaseneinstellung beinhaltet, mit der die Steigung der Propellerblätter des Propellers eingestellt werden kann.
  • Im Allgemeinen verfügen Motoren, und besonders Außenbordmotoren zur Verwendung bei Booten, über eine Antriebswelle zur Übertragung der Drehkraft an einen Propeller, sodass sich der Propeller dreht und dadurch das Boot im Wasser antreibt. Der Propeller verfügt über Propellerblätter, die angewinkelt sind, um so für den Antrieb im Wasser zu sorgen. Der Winkel oder die Steigung der Blätter relativ zu einer radialen Achse quer zur Antriebsachse der Antriebswelle ist im Allgemeinen fest und so eingestellt, dass sich die höchste Effizienz bei der Höchstgeschwindigkeit oder der Fahrtgeschwindigkeit des Boots entwickelt, an dem der Motor verwendet wird. Die Steigung ist im Allgemeinen weniger effizient beim Start, wenn das Boot aus dem Stand auf Fahrtgeschwindigkeit gebracht wird, wobei diese Ineffizienz zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch führt und das Boot länger braucht, um vom Stand aus auf Fahrtgeschwindigkeit zu kommen.
  • Das Dokument WO 97/30813 offenbart verschiedene Phasenkontrollmechanismen, die bei der Einstellung der Phase zweier sich drehender Wellen nützlich sind. Solche Mechanismen können in einer Reihe industrieller Anwendungen verwendet werden, einschließlich der Steuerung der Steigung von Propellerblättern und anderer Geräte- und Maschinenteile.
  • Dokument US-PS 3,912,417 offenbart einen Mechanismus zur Steuerung der Steigung von Propellerblättern, speziell zur Verwendung bei Wasserfahrzeugen. Der Mechanismus stellt eine Ausführungsform für die Verwendung von Mutter, Nocken oder Nockenschlitze, und Hebel zur Einstellung der Steigung dar, die so angeordnet sind, dass das maximale Drehmoment zur Einstellung der Steigung der Blätter erzeugt wird und sich gleichzeitig die Teile des Mechanismus so wenig wie möglich bewegen müssen.
  • Dokument US-PS 5,762,474 offenbart ein System zur Kopplung von Blättern an den Antrieb, damit eine Steuerung der Steigung durchgeführt werden kann. Der Hauptgrund für diesen Mechanismus ist die Tatsache, dass ein hydraulischer Mechanismus verwendet wird, um eine Änderung der Steigung der Propeller herbeizuführen.
  • Ziel dieser Erfindung ist es einen Motor zu bieten, der diese Probleme behebt.
  • Man kann sagen, dass die vorgelegte Erfindung in einem Motor liegt, der zum Antrieb eines Propellers dient, der über eine Mehrzahl von Propellerblättern verfügt, mit den Eigenschaften von Anspruch 1. Der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet:
    eine erste Abtriebswelle mit einer Antriebsachse zum Antreiben des Propellers um die Antriebsachse;
    eine zweite Abtriebswelle mit einer Antriebsachse;
    Kupplungsmittel zum Koppeln der zweiten Abtriebswelle mit jedem Propellerblatt des Propellers um eine Radialachse quer zu den Antriebsachsen der ersten und zweiten Abtriebswelle, um die Steigung der Propellerblätter relativ zur Radialachse zu verändern;
    einen Eingang zum Zuführen von Eingangsrotationskraft auf die erste und zweite Abtriebswelle zum Antreiben der ersten und zweiten Abtriebswelle um die Antriebsachsen zum Übertragen von Rotationskraft auf den Propeller;
    angetriebene Phaseneinstellmittel zum Einstellen des Phasenverhältnisses zwischen der ersten und zweiten Abtriebswelle, sodass eine der Abtriebswellen relativ zur anderen Abtriebswelle rotiert, wobei die relative Rotation das Kupplungsmittel veranlasst, Propellerblätter um die Radialachse zu drehen, um die Steigung der Blätter relativ zur jeweiligen Radialachse zu verändern; und
    Nachschwingverhinderungsmittel zum Verhindern der Oszillation des Propellerblatts um die Radialachse durch irgendein Nachschwingen im Phaseneinstellmittel, sodaas jegliches Nachschwingen nicht auf die Propellerblätter übertragen wird, was ansonsten die Propellerblätter zum. Oszillieren veranlassen kann.
  • Durch das Phaseneinstellungsmittel kann die Steigung der Propellerblätter geändert werden, sodass die Steigung auf eine optimale Position für eine maximale Effizienz eingestellt werden kann, wenn das Boot startet und sich von einer stationären Position fortbewegt, und nachjustiert werden kann, um bei Fahrtgeschwindigkeit für eine maximal Effizienz zu sorgen. Dadurch kann die optimale Steigung der Propellerblätter eingestellt werden, je nach den Bedingungen des Motors und der Fahrtgeschwindigkeit des Boots, an dem der Motor angebracht ist. Dies erhöht die Effizienz des Motors und verringert den Kraftstoffverbrauch.
  • Vorzugsweise beinhaltet das Kupplungsmittel ein Kegelzahnrad an der zweiten Abtriebswelle, das in ein Kegelzahnrad greift, welches an jedes Propellerblatt gekoppelt ist, damit die Propellerblätter um die Radialachse gedreht werden können.
  • Vorzugsweise sind die Propellerblätter jeweils auf einer Flügelhalterung montiert, wobei diese an die erste Abtriebswelle zur Rotation gekoppelt ist, wobei sich die erste Abtriebswelle um die Antriebsachse befindet, sodass wenn die erste und die zweite Abtriebswelle mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, der Antrieb nicht vom ersten Kegelzahnrad auf der zweiten Abtriebswelle an das Kegelzahnrad an der Halterung übertragen wird, wenn aber eine relative Rotation zwischen der ersten und zweiten Abtriebwelle auftritt, dann wird der Antrieb von dem Kegelzahnrad, das mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist, an das Kegelzahnrad an der Halterung übertragen, wodurch die Halterung sich um die Radialachse dreht und so die Steigung des Propellerblatts ändert.
  • Vorzugsweise beinhaltet das Mittel zur Phaseneinstellung:
    ein Gehäuse, das mit dem Antrieb über die erste und zweite Abtriebswelle verbunden ist und den Antrieb für die Zuführung der Drehkraft:
    ein erstes Zahnrad auf der ersten Abtriebswelle;
    ein zweites Zahnrad auf der zweiten Abtriebswelle;
    ein erstes Planetenrad in Zahneingriff mit dem ersten Zahnrad auf der ersten Abtriebswelle;
    ein zweites Planetenrad in Zahneingriff mit dem zweiten Zahnrad auf der zweiten Abtriebswelle;
    einen ersten Zahnkranz, der zur Rotation relativ zum ersten und zweiten Abtrieb angeordnet ist und mit dem ersten Planetenrad in Zahneingriff ist, und einen zweiten Zahnkranz, der zur Rotation relativ zu den Abtrieben angeordnet ist und am zweiten Planetenrad eingreift, wobei einer des ersten oder zweiten Zahnkranzes festliegt und der andere des ersten oder zweiten Zahnkranzes relativ zu dem genannten einen der Zahnkränze beweglich ist;
    und Einstellmittel zum Bewegen des beweglichen Zahnkranzes, um das diesem Zahnkranz zugeordnete Planetenrad zu veranlassen, sich relativ zu dem anderen Planetenrad vor oder zurück zu schieben, um dadurch das Phasenverhältnis zwischen der ersten und zweiten Abtriebswelle zu ändern und die Steigung der Propellerblätter über das Kupplungsmittel zu verändern, das die zweite Abtriebswelle mit jedem Propellerblatt koppelt.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet das Mittel zur Phaseneinstellung eine Mehrzahl von Zahnrädern, wie oben beschrieben. Die Anordnung der Zahnräder des Mittels zur Phaseneinstellung und die Zahnradkopplung der zweiten Welle an die Propellerblätter lässt bauartbedingt etwas Nachschwingen im Rädersatz zu, was unter Umständen nicht erwünscht ist. Das Nachschwingen im Rädersatz kann je nach Position der Propellerblätter dazu führen, dass der Propeller leicht um die Radialachse oszilliert, wodurch der Motor ineffektiv oder ineffizient wird. Die Oszillationsbewegung der Propellerblätter kann auftreten, falls der Schwerpunkt der Propellerblätter so positioniert ist, dass das Nachschwingen im Rädersatz und des Schwerpunkts dazu führen kann, dass sich das Propellerblatt leicht verschiebt, nachdem es auf einen bestimmten Steigungswinkel in Bezug auf die Radialachse eingestellt wurde.
  • Das Nachschwingverhinderungsmittel ist im Kupplungsmittel zum Koppeln jedes Propellerblatts mit der zweiten Abtriebswelle vorgesehen und umfasst:
    einen Schraubgewindeabschnitt, der mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt oder darauf befestigt ist;
    ein Joch, das auf dem Schraubgewindeabschnitt zur Bewegung auf dem Schraubgewindeabschnitt in Längsrichtung der zweiten Abtriebswelle befestigt ist; und
    der Eingriff zwischen dem Schraubgewindeabschnitt und dem Joch bildet eine im Wesentlichen starre Kopplung der zweiten Abtriebswelle mit den Propellerblättern, sodass jegliche Nachschwingung im Phaseneinstellmittel nicht durch das Kupplungsmittel auf die Propellerblätter übertragen wird.
  • Die Verhinderung der Übertragung sämtlicher Nachschwingungen an die Propellerblätter tritt aufgrund der Bauart des Schraubgewindes des Nachschwingverhinderungsmittels innerhalb des Kupplungsmittels auf, die keinerlei Spiel oder Nachschwingen im Antrieb vom Mittel zur Phaseneinstellung, der zweiten Abtriebswelle und dem Kupplungsmittel zu den Propellerblättern zulässt.
  • In dieser Ausführungsform der Erfindung weist das Kupplungsmittel ferner Mittel zum Verhindern der Rotation des Jochs auf dem Schraubgewindeabschnitt auf, sodass wenn die zweite Abtriebswelle relativ zur ersten Abtriebswelle gedreht wird, das Joch veranlasst wird, sich längs auf dem Schraubgewindeabschnitt zu bewegen, wobei das Kupplungsmittel ferner ein zwischen das Joch und das Propellerblatt gekoppeltes Verbindungsstück aufweist, sodass, wenn das Joch sich auf dem Schraubgewindeabschnitt verschiebt, das Verbindungsstück bewegt wird, um wiederum das Propellerblatt zur Rotation um die Radialachsen veranlasst, um die Steigung der Blätter relativ zu den Radialachsen einzustellen.
  • Es wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, über ein Beispiel, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, bei denen gilt:
  • 1A ist eine Querschnittansicht eines Teils der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 1B ist eine Querschnittansicht, die an die Ansicht von 1A anschließt und den Rest der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Querschnittansicht entlang der Geraden II-II in 1A;
  • 3 ist eine Ansicht entlang der Geraden III-III in 1B;
  • 4 ist eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführung der Erfindung;
  • 5 ist eine detaillierte Ansicht eines Teils der Anordnung aus 4;
  • 6 ist eine Explosionszeichnung des Teils aus 5; und
  • 7 ist eine Querschnittansicht im Wesentlichen entlang der Geraden VII-VII von 5.
  • Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird beschrieben, wobei davon ausgegangen wird, dass der Motor als Außenbordmotor an einem Boot eingesetzt wird. Allerdings muss beachtet werden, dass der Motor auch in anderen Umgebungen verwendet werden kann, in denen ein Motor erforderlich ist, um einen Propeller anzutreiben, wie zum Beispiel bei einem von einem Motor angetriebenen schwimmfähigen oder tauchfähigen Fahrzeug und bei Vorrichtungen, bei denen der Motor einen Propeller antreibt, um auf das Fahrzeug oder die Vorrichtung Kraft zu übertragen.
  • In 1A und 1B ist der untere Teil eines Außenbordmotors dargestellt, der eine Eingangsantriebswelle 10 umfasst, über die von einem internen Verbrennungsmotor (nicht abgebildet) auf konventionelle Art und Weise Eingangsrotationskraft übertragen wird. An der Welle 10 befindet sich am unteren Ende ein Kegelzahnrad 12. Das Kegelzahnrad 12 greift in ein Kegelzahnrad 14, das sich an einer ersten Abtriebswelle 20 befindet. Der Mitnehmer 22 verfügt über Keilverzahnungen 24, die in die Keilverzahnungen 26 auf der zweiten Antriebswelle 20 greifen und greift in das Kegelzahnrad 14, um das Kegelzahnrad 14 mit der ersten Antriebswelle 20 zu koppeln, sodass bei Rotation der Antriebswelle 10 die Kraft vom Kegelzahnrad 12 zum Kegelzahnrad 14 auf der ersten Antriebswelle 20 übertragen wird, damit sich die erste Abtriebswelle 20 um eine Antriebsachse X dreht. Der Mitnehmer 22 kann in die Richtung von Pfeil A in 1B geschoben werden, um vom Kegelzahnrad 14 auszukoppeln, das Kegelzahnrad 14 von der Antriebswelle 20 zu trennen und somit die Drehkraft von der ersten Abtriebswelle 20 abzukoppeln, wie bekannt ist, sodass, falls die Rotation der Propellerblätter vollständig angehalten werden soll, der Mitnehmer 22 bewegt wird, sodass er von der Welle 14 auskoppelt und die abgegebene Drehkraft nicht an die erste Abtriebswelle 20 weitergegeben wird und sich die Propellerblätter nicht drehen.
  • Dies ist ein erwünschter Sicherheitsfaktor für Außenbordmotoren für den Fall, dass die Rotation der Propellerblätter aus Sicherheitsgründen angehalten werden muss. Der Mechanismus, mit dem der Mitnehmer 22 in Richtung des Pfeils A geschoben wird und umgekehrt, sodass er in das Kegelzahnrad 14 einkuppelt, um das Kegelzahnrad 14 mit der ersten Abtriebswelle 20 zu koppeln, ist nicht abgebildet, da solche Mechanismen bekannt sind und er daher nicht Teil der vorgelegten Erfindung ist.
  • Eine zweite Abtriebswelle 30 ist koaxial innerhalb der ersten Abtriebswelle 20 angeordnet. Die erste Abtriebswelle 20 verfügt über ein erstes Zahnrad 26 und die zweite Abtriebswelle 30 verfügt über ein zweites Zahnrad 28. Ein Planetengehäuse 40 ist auf der ersten Abtriebswelle 20 und der zweiten Abtriebswelle 30 montiert und besteht im Allgemeinen aus den Gehäuseelementen 42, die eine Mehrzahl von Planetenwellen 44 tragen (drei bei der bevorzugten Ausführungsform). Eine Mehrzahl von ersten Planetenzahnrädern 46 (drei bei der bevorzugten Ausführungsform, wie gezeigt in 2) ist auf den Planetenwellen 44 angeordnet und greift in das erste Zahnrad 26 auf der ersten Abtriebswelle 20. Eine zweite Mehrzahl von Planetenzahnrädern 48 ist ebenfalls auf den Planentenwellen 44 vorhanden und greift in das zweite Zahnrad 28 auf der zweiten Abtriebswelle 30.
  • Die Gehäuseelemente 42 werden von den Lagern 49 unterstützt und können sich dadurch relativ zu den Wellen 20 und 30 drehen. Ein fester Zahnkranz 50 befindet sich um das Gehäuse 40 und greift in das Planetengetriebe 46. Ein beweglicher Zahnkranz 52 befindet sich ebenfalls um das Gehäuse 40 und greift in das Planetengetriebe 48.
  • Wie am besten in 2 zu sehen ist, verfügt der Zahnkranz 52 über innere Zähne 52', die in die Zähne 48' des Planetengetriebes 48 greifen. Die Zähne 48' des Planetengetriebes 28 greifen in die Zähne 28' des zweiten Zahnrads 28, das sich auf der zweiten Abtriebswelle 30 befindet.
  • Die Anordnung des festen Zahnkranzes 50 und des Planetengetriebes 46 ist im Allgemeinen identisch zu der in 2 gezeigten, wie sich aus der Überprüfung von 1A ergeben sollte. Allerdings verfügt der bewegliche Zahnkranz 52 über externe Zähne 52'' auf dem Außendurchmesser, die in ein Antriebszahnrad 60 über die Zähne 60' auf dem Antriebszahnrad greifen. Das Antriebszahnrad 60 wird von einem Schneckenantriebsmechanismus 62 um die Mittelachse angetrieben, wobei der Schneckenantriebsmechanismus eine Antriebswelle 64 beinhaltet, die von einem Servomotor (nicht abgebildet) oder ähnlichem angetrieben wird, der über eine geeignete Steuerung verfügt, wie zum Beispiel eine Mikroprozessor- oder Computersteuerung, um den Schneckenantrieb 62 zu drehen, damit sich das Zahnrad 60 dreht. Die Rotation des Zahnrads 60 überträgt die Kraft an den Zahnkranz 52, um den Zahnkranz 52 zu drehen, wie hier weiter unten noch genauer beschrieben wird.
  • Wenn die Eingangsrotationskraft an die Antriebswelle 10 übertragen wird, dann wird die Rotationskraft über die Kegelzahnräder 12 und 14 wie zuvor beschrieben an die erste Antriebswelle 20 übertragen. Dadurch dreht sich die Welle 20 um die Antriebsachse X, wodurch das Planetengehäuse 40 durch Einkuppelung zwischen dem Planetengetriebe 46 und dem Zahnrad 26 auf der ersten Antriebswelle 20 um die Achse X gezogen wird. Die Bewegung des Planetengehäuses 40 führt dazu, dass das Planetengetriebe 48 durch die Einkupplung zwischen dem Planetengetriebe 48 und dem zweiten Zahnrad 28 auf der Abtriebswelle 30 Kraft an die zweite Abtriebswelle 30 überträgt, sodass die erste Abtriebswelle 20 und die zweite Antriebswelle 30 mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht werden und daher zueinander in Phase sind.
  • Wie in 1B dargestellt, die eine Fortsetzung von 1A ist, dreht die Rotation der Abtriebswelle 20 und der Abtriebswelle 30 einen Propeller 70, der über eine Mehrzahl von Propellerblättern P verfügt (in 1B nur einer gezeigt und als gepunktete Linien in 1B). Durch die Rotation des Propellers 70 um die Antriebsachse X an den Wellen 20 und 30 wird ein Schub erzeugt, der ein Boot auf bekannte Art und Weise durch das Wasser bewegt. Wie aus 1B zu ersehen ist, beinhaltet der Propeller 70 eine Mehrzahl von Halterungen 72 (drei bei der bevorzugten Ausführungsform, wie aus 3 ersichtlich), die innerhalb des Gehäuses oder der Nabe 74 angeordnet sind. Jede Halterung 72 beinhaltet einen radial nach innen weisend angeordneten Vorbau 74, der sich in einem Loch 76 in der ersten Abtriebswelle 20 befindet, sodass die Halterung 72 zur Rotation über der Radialachse Y, gezeigt in 1B, angeordnet ist. Das Gehäuse 74 beinhaltet eine Öffnung 78, in die die Halterung 72 eingelassen wird, ein Schraubgewinde 79, das auf dem Gehäuse 74 angeordnet ist, und, wie in 1B dargestellt, kann das Gehäuse 74 mit dem hinteren Gehäuseteil 76 mit einer Schraube 79 verschraubt werden. Der hintere Gehäuseteil 76 ist mit einer Keilverzahnung 78 versehen, die in die Keilverzahnung 80 am Endteil 74' des Gehäuses 74 greift, und das Gehäuse 74 am Endteil 74' ist durch die Lager 80 auf der zweiten Antriebswelle 30 montiert, sodass zwischen der zweiten Antriebswelle 30 und dem Propeller 70 eine relative Rotation möglich ist. Das Gehäuse 74 ist über die Keilverzahnungen 86 am Gehäuse 74 und Keilverzahnungen 88 auf der ersten Antriebswelle 20 ebenfalls mit der ersten Antriebswelle 20 verbunden, sodass der Propeller 70 um die Antriebsachse X gedreht wird, wenn sich die erste Antriebswelle 20 um die Antriebsachse dreht, und der Propeller so das Boot antreibt, an dem der Außenbordmotor angebracht ist.
  • Wie in 1B deutlich dargestellt ist, ist die Halterung 72 innerhalb der Öffnung 78 so angeordnet, dass der Vorbau 74 sich in Loch 76 in der ersten Abtriebswelle 20 befindet. Eine Kappe 90 mit einem Schraubgewinde 92 ist in das Schraubgewinde 92 eingeschraubt und eine Dichtung 94 befindet sich zwischen der Halterung 72 und der Kappe 90, sodass die Halterung 72 durch die Kappe 90 sicher in der Öffnung 78 gehalten wird, wobei der Vorbau 74 in Loch 76 in der Abtriebswelle 20 gehalten wird.
  • Die zweite Abtriebswelle 30 trägt ein Kegelzahnrad 102 und der untere Teil 72' der Halterung 72 trägt ein Kegelzahnrad 104, das in das Kegelzahnrad 102 greift, welches auf der zweiten Abtriebswelle 30 befestigt ist. Der hintere Teil der Abtriebswellen 20 und 30 kann mit einer Endabdeckung 106 abgedichtet werden, die an dem Gehäuseteil 76 befestigt ist.
  • Wenn sich Abtriebswelle 30 und Antriebswelle 20 in Phase zueinander drehen (und folglich mit der gleichen Geschwindigkeit), dann dreht sich das Kegelzahnrad 102 mit dem Kegelzahnrad 104, ohne dass auf das Kegelzahnrad 104 Kraft übertragen wird. Wenn allerdings die Phasenbeziehung zwischen den Wellen 20 und 30 so geändert wird, dass die Wellen 20 und 30 sich nicht mehr mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, dann überträgt das Kegelzahnrad 102 Kraft an das Kegelzahnrad 104, sodass sich die Halterung 72 über der Radialachse Y dreht, um die Steigung der Propellerblätter P relativ zur Radialachse Y zu ändern, sodass die Steigung der Propellerblätter P auf die effizienteste Position eingestellt werden kann, je nach Zustand des Motors oder den Fahrtbedingungen des Boots, an dem der Motor angebracht ist.
  • Um die Phasenbeziehung zwischen den Wellen 20 und 30 zu ändern, treibt der Servomotor (nicht abgebildet) die Welle 64 an, sodass der Schneckenantrieb 62 das Zahnrad 60 antreibt. Die Rotation von Zahnrad 60 dreht den beweglichen Zahnkranz 52, wodurch sich das Planetengetriebe 48 relativ zu dem Planetengetriebe 46 vor oder zurück bewegt, sodass sich die Phasenbeziehung oder die Geschwindigkeit der Abtriebswellen 20 und 30 ändert und das Kegelzahnrad 104 über das Kegelzahnrad 102 angetrieben wird, um die Steigung des Propellers P wie zuvor beschrieben zu ändern. Auf diese Weise kann die Steigung des Propellers P auf eine optimale Position eingestellt werden, je nach Umgebungsbedingungen und Verwendungszustand des Außenbordmotors.
  • In 4 bis 7 ist die Erfindung dargestellt und gleiche Zahlen beziehen sich auf die gleichen Teile, wie zuvor beschrieben. Der Mechanismus zur Phaseneinstellung 40 ist im Allgemeinen identisch zu dem zuvor beschriebenen, ebenso wie der Mitnehmer 22 (nur, dass vom Mitnehmer 22 mehr Einzelheiten dargestellt sind) zum Einkuppeln Auskuppeln des Zahnrads 14 mit der Antriebswelle 20. Bei dieser Ausführungsform ist anstelle eines Schneckenantriebmechanismus zur Kraftübertragung an Zahnrad 60 eine Antriebswelle 61 mit einem Kegelzahnrad 60' ausgestattet, das in ein Kegelzahnrad 60'' greift, das auf dem Zahnrad 60 montiert ist. Dadurch führt die Rotation der Welle 61 dazu, dass die Zahnräder 60' und 60'' das Zahnrad 60 drehen, das wiederum die Phaseneinstellung 40 auf genau die gleiche Art und Weise wie zuvor beschrieben antreibt. Daher wird die Phaseneinstellung 40 nicht in weiteren Einzelheiten in Bezug auf 4 bis 7 beschrieben.
  • Die Erfindung besteht in der Tatsache, dass sie einen Nachschwingverhinderungsmechanismus 250 beinhaltet, durch die Kopplung zwischen der zweiten Antriebswelle 30 und dem Propellerblatt P, der das Oszillieren der Propellerblätter verhindert, das anderenfalls den Betrieb des Motors beeinträchtigen würde. Da der Mechanismus zur Phaseneinstellung 40 Rädersätze beinhaltet, die evolvente oder konvolute Oberflächen haben, ist ein gewisses Maß an Nachschwingen beim Rädersatz nicht zu verhindern. Falls das Propellerblatt über ein Zahnrad, wie zum Beispiel wie zuvor beschrieben über das Kegelzahnrad, an Welle 30 gekoppelt ist, dann kann auch in diesem Kegelzahnrad ein Nachschwingen auftreten. Falls die Propellerblätter P in einer bestimmten Position anhalten, in der der Schwerpunkt des Propellerblatts dazu führen kann, dass sich das Propellerblatt durch das Nachschwingen im Rädersatz leicht bewegt, dann kann das Propellerblatt um eine zentrale Mittelposition oszillieren, auf die seine Steigung eingestellt wurde, wodurch die Effizienz beeinträchtigt wird und möglicherweise verhindert wird, dass Kraft vom Motor übertragen wird.
  • Das Teil 250 umfasst einen Schraubgewindeabschnitt 252, der an die Abtriebswelle 30 gekoppelt oder darauf geformt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Schraubgewindeabschnitt 252 getrennt von der Welle 30 geformt und an die Welle 30 über einen Schlüssel 253 gekoppelt, der sich in einer Nut oder Aussparung auf der Innenfläche des Abschnitts 252 befindet und ebenfalls in einen Schlitz oder eine Nut (nicht abgebildet) in Welle 30 greift, um so den Abschnitt 252 auf der Welle 30 zu befestigen. Ein Joch 270, das über ein inneres Schraubgewinde verfügt, wird auf den Abschnitt 252 geschraubt. Das Joch 270 verfügt über drei tangential wegweisende Arme 273, die zweigeteilt sind, wie am besten aus in 6 ersichtlich ist. An einem Ende der Arme 273 sind Führungsnuten 276 vorgesehen. Im zusammengebauten Zustand nehmen die Führungsnuten 276 die Flansche 277 im Gehäuse oder in der Nabe 254 auf, sodass sich das Joch 270 nicht um die Achse X der Wellen 20 und 30 drehen kann und daher zur Bewegung in Längsrichtung in Schraubgewindeabschnitt 252 in Richtung der Achse der Wellen 20 und 30 fixiert wird.
  • Jeder der zweigeteilten Arme 273 nimmt eine Verbindung 272 auf, die mit den Armen 273 über einen Stift 275 gekoppelt ist, der durch ein Loch 317 in den zweigeteilten Armen 273 verläuft und durch ein Loch 319 in der Verbindung 272. Eine Buchse 275a kann zwischen dem Stift und dem Loch 317 in der Verbindung 272 angebracht werden. Die Verbindung 272 verfügt über ein zweites Loch 272' am anderen Ende für die Verbindung mit dem Propeller P, wie unten noch genauer beschrieben wird.
  • Der Propeller P verfügt über eine Montageplatte 254, die mittels Schrauben 320 an eine Unterplatte 259 geschraubt wird. Die Unterplatte 259 wird von einem Sicherungsring 256 in der Nabe 254 gehalten, der sich in einer entsprechenden Öffnung 257 in der Nabe 254 befindet. Der Ring 256 kann über Madenschrauben (nicht abgebildet) die in Längsrichtung in der Nabe verlaufen und periphere Teile des Rings 256 befestigen, an die Öffnung 257 gekoppelt werden, um den Ring 256 mit der Nabe 254 zu verbinden. Ein Lagerring 258 kann zwischen dem Ring 256 und der Unterplatte 259 angebracht werden. Die Unterplatte 259 hat ein Loch 259', das einen Stift 260' aufnimmt, und der Stift 260' wird von Loch 262 aufgenommen, das sich in einem zweigeteilten Teil des Endes einer Verbindung 261 befindet. Die Verbindung 261 weist von einer Mittelachse 260, die mit der Platte 259 verbunden ist, radial nach außen.
  • Die Verbindung 272 ist mit der Verbindung 261 dadurch verbunden, dass Verbindung 272 in den zweigeteilten Teil der Verbindung 261 eingesetzt wird und der Stift 260' durch die Öffnung 272' verläuft und gleichzeitig durch die Öffnungen 262 in der Verbindung 261.
  • Die Nabe 254 kann mit einer Endplatte 280 abgeschlossen werden, die eine Druckscheibe 292 aufnimmt, die wiederum ein umgekehrtes Drucklager 290, eine Druckscheibe 291 und eine Sicherungsmutter 292 aufnimmt.
  • Wenn der Mechanismus zur Phaseneinstellung 40 betätigt wird und sich dadurch die Welle 30 relativ zur Welle 20 dreht, sodass die Position der Propellerblätter P eingestellt wird, wie am besten in 5 und 7 zu sehen ist. Die relative Rotation zwischen den Wellen 20 und 30 und folglich zwischen der Nabe 254 und der Welle 30 führt dazu, dass das Joch 270 entlang des Schraubgewindeabschnitts 252 in Richtung des doppelköpfigen Pfeils C angetrieben wird, je nach Drehrichtung der Welle 30. Die Bewegung des Jochs 270 führt dazu, dass sich die Verbindung 272 durch die Kopplung der Verbindung 272 an die Verbindung 261 ebenfalls bewegt und die Verbindung 261 drückt oder zieht. Dies führt folglich dazu, dass sich die Platte 259 um die Radialachse des Propellers P dreht, um die Steigung des Propellers P relativ zur Radialachse einzustellen.
  • Der Propeller P ist in den Öffnungen 257 durch die Achse 260, die sich in einer Öffnung 310 befindet (siehe 5) auf der Antriebswelle 20 drehbar gelagert und dadurch wird zusammen mit den Ringen 256 und 258 die Rotation der Unterplatte 259 ermöglicht und folglich ändern die Montageplatte 254 und das Propellerblatt P um die Radialachse innerhalb der Nabe 254 die Steigung der Propellerblätter P.
  • Somit, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, wenn die Antriebswelle 20 von der Eingangskraftzufuhr angetrieben wird, dann wird Rotation an die Nabe übertragen, sodass sich die Nabe 254 um die Achse der Antriebswelle 20 dreht, sodass die Propeller einen Schub erzeugen können. Wenn die Steigung des Propellers eingestellt werden muss, dann wird der Mechanismus zur Phaseneinstellung 40 betätigt, sodass sich die Welle 30 relativ zur Welle 20 dreht, um wiederum die Propellerblätter P um die Radialachse zu drehen über die Bewegung des Jochs 270 auf dem Schraubgewindeabschnitt 252, wobei diese Bewegung über die Verbindungen 272 und 261 übertragen wird, sodass sich die Unterplatte 259 dreht und folglich das Propellerblatt P um Radialachse dreht.
  • Bei dieser Ausführungsform wird das Nachschwingen im Rädersatz nicht über den Schraubgewindeabschnitt 252 und das Joch 270 hinaus an die Propellerblätter P übertragen, da die Welle 30 über den Schraubgewindeabschnitt 252 und das Joch 270 mit den Propellerblättern P gekoppelt ist und nicht über einen vollständigen Rädersatz, wie bei der vorherigen Ausführungsform. Somit führt das evtl. vorhandene Nachschwingen in der Phaseneinstellung 40 nicht zu einer oszillierenden Bewegung der Propellerblätter P nach der Einstellung auf eine bestimmte Position. Somit ist die Einstellung des Steigungswinkels der Propellerblätter P genau und aufgrund der Verbindung der Schraubgewinde auf Joch 270 und der Schraubgewinde auf Abschnitt 252 ist kein freies Spiel zulässig und die Kupplung praktisch eine steife Kupplung. Somit gibt es unabhängig von der Position des Schwerpunkts des Propellerblatts P kein Nachschwingen im System, das an das Propellerblatt P übertragen werden kann, das dazu führen könnte, dass das Propellerblatt P nach der Einstellung auf eine bestimmte Position oszilliert.

Claims (3)

  1. Antrieb für einen Propeller mit einer Mehrzahl von Propellerblättern (P) umfassend: eine erste Abtriebswelle (20) mit einer Antriebsachse zum Antreiben des Propellers um die Antriebsachse; eine zweite Abtriebswelle (30) mit einer Antriebsachse; Kupplungsmittel (250) zum Koppeln der zweiten Abtriebswelle mit jedem Propellerblatt des Propellers zum Drehen der Propellerblätter (P) um eine Radialachse quer zu den Antriebsachsen der ersten und zweiten Abtriebswelle, um die Steigung der Propellerblätter (P) relativ zur Radialachse zu verändern; einen Eingang (10) zum Zuführen von Eingangsrotationskraft auf die erste und zweite Abtriebswelle (20, 30) zum Antreiben der ersten und zweiten Abtriebswelle um die Antriebsachsen zum Übertragen von Rotationskraft auf den Propeller; Phaseneinstellmittel (40) zum Einstellen des Phasenverhältnisses zwischen der ersten und zweiten Abtriebswelle (20, 30), so dass eine der Abtriebswellen (20) relativ zur anderen Abtriebswelle (30) rotiert, wobei die relative Rotation das Kupplungsmittel (250) veranlasst, die Propellerblätter um die Radialachse zu drehen, um die Steigung der Blätter (P) relativ zur Radialachse zu verändern; gekennzeichnet durch: angetriebene Phaseneinstellmittel (40) und Nachschwingverhinderungsmittel (252, 260, 270) zum Verhindern von Oszillation des Propellerblatts (P) um die Radialachse durch irgendein Nachschwingen im angetriebenen Phaseneinstellmittel (40), so dass jegliches Nachschwingen nicht auf die, Propellerblätter (P) übertragen wird, was ansonsten die Propellerblätter (P) zum Oszillieren veranlassen kann, worin das Nachschwingverhinderungsmittel im Kupplungsmittel zum Koppeln jedes Propellerblatts mit der zweiten Abtriebswelle vorgesehen ist und umfasst: einen Schraubgewindeabschnitt (252), der mit der zweiten Abtriebswelle (30) gekoppelt oder darauf vorgesehen ist; ein Joch (270), das auf dem Schraubgewindeabschnitt zur Bewegung auf dem Schraubgewindeabschnitt in Längsrichtung der zweiten Abtriebswelle vorgesehen ist; und der Eingriff zwischen dem Schraubgewindeabschnitt (252) und dem Joch (270) bildet eine im Wesentlichen starre Kopplung der zweiten Abtriebswelle (30) mit den Propellerblättern (P), so dass jegliche Nachschwingung im Phaseneinstellmittel nicht durch das Kupplungsmittel auf die Propellerblätter übertragen wird.
  2. Antrieb nach Anspruch 1, worin das angetriebene Phaseneinstellmittel (40) umfasst: einen mit dem Eingang über die erste und zweite Abtriebswelle und dem Eingang zum Aufbringen von Rotationskraft gekoppelten Käfig (42); ein erstes Zahnrad (26) auf der ersten Abtriebswelle (20); ein zweites Zahnrad (28) auf der zweiten Abtriebswelle (30); ein erstes Planetenrad (46) in Zahneingriff mit dem ersten Zahnrad (26) auf der ersten Abtriebswelle (20); ein zweites Planetenrad (48) in Zahneingriff mit dem zweiten Zahnrad (28) auf der zweiten Abtriebswelle (30); einen ersten Zahnkranz (50), der zur Rotation relativ zum ersten und zweiten Abtrieb (20, 30) angeordnet ist und mit dem ersten Planetenrad (46) in Zahneingriff ist und einen zweiten Zahnkranz (52), der zur Rotation relativ zu den Abtrieben angeordnet ist und am zweiten Planetenrad (48) eingreift, wobei einer des ersten oder zweiten Zahnkranzes festliegt und der andere des ersten oder zweiten Zahnkranzes relativ zu dem genannten einen der Zahnkränze beweglich ist; und Einstellmittel (60, 62) zum Bewegen des beweglichen Zahnkranzes, um das diesem Zahnkranz (52) zugeordnete Planetenrad (48) zu veranlassen, sich relativ zu dem anderen Planetenrad (46) vor oder zurück zu schieben, um dadurch das Phasenverhältnis zwischen der ersten (20) und zweiten (30) Abtriebswelle zu ändern und die Steigung der Propellerblätter (P) über das Kupplungsmittel zu verändern, das die zweite Abtriebswelle mit jedem Propellerblatt koppelt.
  3. Antrieb nach Anspruch 1, worin das Kupplungsmittel ferner Mittel (276, 277) zum Verhindern der Rotation des Jochs (270) auf dem Schraubgewindeabschnitt (252) aufweist, so dass wenn die zweite Abtriebswelle relativ zur ersten Abtriebswelle gedreht wird, das Joch veranlasst wird, sich längs auf dem Schraubgewindeabschnitt zu bewegen, wobei das Kupplungsmittel ferner ein zwischen das Joch (270) und das Propellerblatt (P) gekoppeltes Verbindungsstück (272) aufweist, so dass, wenn das Joch (270) sich auf dem Schraubgewindeabschnitt verschiebt, das Verbindungsstück (272) bewegt wird, um wiederum das Propellerblatt (P) zur Rotation um die entsprechenden Radialachsen veranlasst, um die Steigung der Blätter (P) relativ zu den Radialachsen einzustellen.
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