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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ziel
dieser Erfindung ist es einen Motor zu bieten, der diese Probleme
behebt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
wird eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung beschrieben, über
ein Beispiel, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird,
bei denen gilt:
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1A ist
eine Querschnittansicht eines Teils der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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1B ist
eine Querschnittansicht, die an die Ansicht von 1A anschließt und den
Rest der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Querschnittansicht entlang der Geraden II-II in 1A;
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3 ist
eine Ansicht entlang der Geraden III-III in 1B;
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4 ist
eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführung der Erfindung;
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5 ist
eine detaillierte Ansicht eines Teils der Anordnung aus 4;
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6 ist
eine Explosionszeichnung des Teils aus 5; und
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7 ist eine Querschnittansicht im Wesentlichen
entlang der Geraden VII-VII von 5.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.