EP1915288B1

EP1915288B1 - Wasserfahrzeugantrieb

Info

Publication number: EP1915288B1
Application number: EP06761262A
Authority: EP
Inventors: Peter A. Müller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2026-08-04
Also published as: DE502006008187D1; ATE486006T1; EP1915288A1; US8323063B2; US20080261468A1; WO2007016804A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einem Oberflächenantrieb für Wasserfahrzeuge, welcher am Heck eines Wasserfahrzeuges befestigt wird, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Stand der Technik

Am Wasserfahrzeugheck befestigte Antriebe sind hinlänglich bekannt, unter anderem Z-Antriebe und Oberflächenantriebe. Zentrale Unterschiede beider Systeme sind z.B. der Motorabgasaustritt, welches beim Z-Antrieb unbedingt hinter den Propeller zu sein hat, während beim Oberflächenpropeller zumindest während der Startphase, wo der Propeller noch vollgetaucht ist, die Motorabgase zur Belüftung des Propellers vor den Propellerflügel austreten sollten, wie z.B. im US Patent 5,046,975 beschrieben. Im Weiteren wird der Propellerschub bei Z-Antrieben in einem Unterwasserteil über Axiallager aufgenommen und teils über Trimmzylinder und teils über das Oberwasserteil an das Wasserfahrzeug weitergeleitet, wie beschrieben im US, Patent 3,589,204 , während bei Oberflächenantrieben der Propellerschub, bei starren Antrieben direkt und bei schwenkbaren Antrieben über Gelenke, praktisch gradlinig auf das Wasserfahrzeugheck wirkt, wie beschrieben u.a. im Patent US Patent 4,645,463 .
Ausserdem benötigt der Propeller eines Oberflächenantriebes einen entsprechenden Abstand vom Wasserfahrzeugheck, da der Propellerwirkungsgrad bei Rückwärtsfahrt sinkt, je näher der Propeller am Heck des Wasserfahrzeuges platziert ist, da ein Teilkreis des Propellerumfanges den Schubstrom des Propellers direkt auf die Heckwand führt und damit einen Strömungsverlust erzeugt. Eine diesbezügliche technische Lösung ist im US Patent 4,371,350 zu finden.
Speziell bei den schlanken Oberflächenantrieben ist die Einführung eines Verstellpropellers problematisch, weil die Platzverhältnisse nicht so grosszügig sind wie bei Z-Antrieben wie beschrieben im US Patent 6,250,979 oder mittels einer Hohlwellenausführung wie sie bei Wellenantrieben in der Grossschifffahrt bekannt ist, siehe dazu unter WO 8602901 , welche aber hohe Kosten verursacht. Zudem sind die Lastwechsel auf dem Verstellmechanismus beim Ein- und Austauchen der Flügel bei jeder Propellerumdrehung durch die sich ändernden Flügelspindelkräftebeachtlich beachtlich und bedürfen einer äusserst soliden Konstruktion, als auch einen hohen Sicherheitsstandard in bezug auf die Flügelstellung bei Hydraulikausfall. Das Dokument US 5863230 , das als nüchstliegender Stand der Technik angesehen wird, beschreibt einen Oberflächenpropeller mit Verstellmöglichkeiten, der auf einem Abstand vom Wasserfahrzeun montiert wird.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Oberflächenantrieb für Wasserfahrzeuge der eingangs genannten Art einen selbst- oder autohemmenden Verstellmechanismus für einen Verstellpropeller mit Wegmesser zu integrieren um bei einem plötzlichen Wirkzylinderhydraulikausfall keine unkontrollierte Propellersteigungsänderung oder Vertrimmung zu erfahren und das Wellengehäuse, als auch die seitlich davon befestigten Klappen, als hydrodynamische Auftriebselemente und zur Wassergischtkanalisierung, als auch die Manövriereigenschaft eines Wasserfahrzeuges zu verbessern. Im Weiteren sollen beim schwenkbaren Oberflächenantrieb, die Motorabgase in jeder Schwenklage die Propellerflügel direkt anströmen.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht.
Kern der Erfindung ist, dass der selbst- oder autohemmende Verstellmechanismus für den Verstellpropeller in einem aufsatzartigen Behältnis am Wellengehäuse integriert ist, dass die Motorabgasführung für die Propellerbelüftung am Wellengehäuse untergebracht ist, dass das Wellengehäuse eine definierte Auftriebskomponente erzeugen kann und seitlich vom Wellengehäuse liegende Klappen als Fahrzeugbodenverlängerung, Propellertunnel und als Strömungsabweiser bei Rückwärtsfahrt und zur seitlichen Öffnung und Schliessung eines Querstrahlrudertunnels, bei seitlich davon montierten Querstrahlrudern, dienen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

Fig. 1: ein schematischer seitlicher Querschnitt durch einen Schiffsantrieb, insbesondere eines Oberflächenantriebes mit integrierter Abgasführung, welcher in alle Richtungen schwenkbar ist und über ein Doppelgelenksystem verfügt, das mit einem andeutungsweise skizzierten Antriebsmotor verbunden ist und am gegenüberliegenden Ende des Schiffsantriebes einen Verstellpropeller antreibt mit einem dazugehörendem Verstellzuleitung, die im Schiffsantrieb platziert ist
Fig. 2: eine schematische Aufsicht auf den Schiffsantrieb und Propeller mit den Schwenkzylinder und dem Drehgestell für die Schwenkvorrichtung
Fig. 3: ein schematischer Querschnitt durch den Versteller mit Propellerwellendurchlass und mit einem am Verstellgewinde oder am Wirkverstellmittel oder am Verstellzahnrad angebrachten Wegmessmittel
Fig. 4: ein schematischer, von hinten betrachteter Querschnitt durch den Schiffsantrieb mit.angeflanschten hydrodynamischen Auftriebsflächen a) für Backbord, b) für Steuerbord und c) für Singelantrieb
Fig. 5: ein schematischer seitlicher Querschnitt durch einen Schiffsantrieb, welcher sich in einem Zusatzheckteil befindet, der mit dem Wasserfahrzeugheck durch elastische Vibrations- und oder Dämpfungsmittel verbunden ist und der Schwenkzylinder für die Trimmung an dem zusätzlichen Zusatzheckteil befestigt ist

Fig. 6: ein schematischer seitlicher Querschnitt durch einen Schiffsantrieb, welcher sich in einem Zusatzheckteil befindet, wobei während eines Rückwärtsfahrtsmanövers, die Motorabgase- und Kühlwasserauslass über seitliche Öffnungen im Antriebsgehäuse oder und zwischen dem Wasserfahrzeugrumpf und dem Zusatzheckteil geführt werden
Fig. 7: eine schematische Darstellung des Klappensystems in gesenktem und im angehobenen Zustand
Fig. 8: eine dreiviertel Ansicht eines Zusatzheckteils mit integriertem Querstrahlruder und dem Klappensystem zur Verschliessung des Querstrahlrudertunneldurchgangs bei Nichtgebrauch.
Fig. 9: ein schematischer, von hinten betrachteter Querschnitt durch das Tunnelklappensystem
Fig. 9a: eine schematische Aufsicht auf das Tunnelklappensystem
Fig. 10: ein schematischer, von hinten betrachteter Querschnitt durch das Leitklappensystem
Fig. 10a: eine schematische Aufsicht auf das Leitklappensystem
Fig. 11: ein schematischer seitlicher Querschnitt durch einen sperrbaren Wirkzylinder mit integriertem Wegmessmittel

Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente schematisch gezeigt.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1: zeigt einen schematischen seitlichen Querschnitt durch einen Schiffsantrieb, insbesondere eines Oberflächenantriebes 1 bestehend aus einem Wellengehäuse 2 und einem Behältnis 3 in welchem sich ein Teil des Verstellers 4 für die Aktivierung des Propellerverstellmechanismus 5 Platz findet. Das Behältnis 3 ist ein leicht zu öffnendes, servicefreundliches Teil und wenn geschlossen, völlig wasserdicht und mit dem Wellengehäuse 2 fest verbunden. Es ist möglichst strömungsgünstig geformt, sodass die Motorabgase und Kühlmittelabführung A durch den Kanal 6 des Kanalgehäuses 6a ungehindert ausströmen können. Die Motorabgas- und Kühlmittelabführung A werden beim schwenkbaren Oberflächenantrieb 2 mit entsprechenden Beugeraumreserven oder über eine nicht dargestellten flexiblen Kupplung und durch das Abgaskrümmrohrs 7, vom Motor 8 in den Kanal 6 eingeführt. Die Schwenkzylinder 9a,b zur Artikulierung des Oberflächenantriebes 1 sind an der oberen Befestigung 10 und an der seitlichen Befestigung 11 einerseits und andersseitig am Wasserfahrzeugheck 12 an den Befestigungen 13a, 13b befestigt. Der Schwenkzylinder 9a dient zur Trimmung des Oberflächenantriebes 1 und erlaubt vor allem durch die Tauchtiefenvariierung der Propellerflügel 17a im Wasser, die entsprechende Variierung des Propellerdurchmessers. Die Motorenantriebsleistung wird über das Getriebe 14 entweder direkt an die Propellerwelle 15, oder mittels einer zweiten Antriebswelle 16 an den Propeller 17 abgegeben. Die Propellerwelle 15 ist im Wellengehäuse 2 - nicht dargestellt - gelagert und die Schubkräftedes Propellers 17 werden über das Axiallagerpacket 18 übernommen und an das Wellengehäuse 2 weitergeleitet. Die Schubkräfte des Propellers 17 werden wie in FIG 2 dargestellt über die Lagerzapfen 29 und Drehzapfen 30 ins Gehäuse 22 eingeleitet und über elastische Dämpfungselemente 46 an das Wasserfahrzeugheck 12 übertragen. Die Antriebswelle 16 verfügt über ein Längenausgleichselement 19, sowie über ein zweites Kardan- oder homokinetisches Gelenk 21 und dient zur weiteren Vibrationsdämpfung des Antriebes, sowie zur räumlichen, freieren Positionierung und oder zur weicheren Lagerung des Motors 8. Im Weiteren weist das Wellengehäuse 2 einen Propellerschutz 23 auf, als auch eine hydrodynamische Auftriebsfläche 24, sodass diese bei der Anfahrt des Wasserfahrzeuges wie eine Trimmklappe wirkt und den Bug eines startenden Fahrzeuges möglichst rasch absenken hilft, um schliesslich das Fahrzeug in einen flachen und günstigen Fahrtwinkel überzuführen. Oberflächenpropeller sind für ihre Propellergischt bekannt und um das Wegspritzen des Wassers wirkungsvoll zu reduzieren, ist am Kanalgehäuse 6a ein Propellerabdeckung 25 vorgesehen. Diese kann bogenförmig als Tunnel oder als einfaches T oder ähnlich ausgestaltet sein. Im Falle das Kanalgehäuse 6a aus Kunststoffmaterial besteht, kann die Propellerabdeckung 25 auch direkt über das Anflanschelement 25a am Behältnis 3 befestigt werden, oder als integrierender Bestandteil als Abdeckung 55 der Seitenklappe 50 sein. Um die Hafenmanövrierbarkeit eines Wasserfahrzeuges mit einem Oberflächenantrieb 1 zu verbessern, werden bei Rückwärtsfahrt die Motorabgas- und Kühlwasserabführung A durch den Seitenkanal 26 mittels der Umlenkklappe 27 umgeleitet, welche durch den Wirkverstellmittel 31 automatisch und gemeinsam bei der Steuerstand-Hebelbetätigung für den Rückwärtsgang oder Flügelverstellung für den Rückwärtsschub, aktiviert wird.
Fig. 2: zeigt eine schematische Aufsicht auf den Oberflächenantrieb 1, das Kanalgehäuse 6a und Propeller 17 und der Propellerabdeckung 25, sowie dem Schwenkzylinder 9a für die Trimmung und den Schwenkzylinder 9b zur Lenkung des Wasserfahrzeuges durch die horizontale Bewegung des Oberflächenantriebes 1. Dazu dient das Dreh- und Hebegestell 28 im Gehäuse 22. Die Lagerzapfen 29 dienen zum Trimmen und zur Schubaufnahme des Oberflächenantriebes 1, der Drehzapfen 30 dient zum seitlichen Schwenken und zur Schubaufnahme des Oberflächenantriebes 1. Das erste Kardan- oder homokinetische Gelenk 20 ist zentrisch zum Dreh- und Hebegestell 28 und deren Lagerzapfen 29 und Drehzapfen 30 welche im Gehäuse 22 untergebracht sind und dient zur reibungsarmen Verschwenkung des Oberflächenantriebes 1.
Fig. 3: zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Versteller 4 integriert im Wellengehäuse 2. Ein Wirkverstellmittel 31, welches ein Hydraulik- oder Elektromotor oder ein über ein über ein Winkelgetriebe aktivierter Linearantrieb mit Zahnstange oder Ähnlichem sein kann, treibt ein Zahnrad 33 an, welches über eine Verbindungswelle 34 mit dem Exzenter 35 verbunden ist, sodass an diesem über die Höhenveränderung bei der Umdrehung des Exzenters, die Distanz zwischen dem Exzenter 35 und dem Wegmessmittel 36 elektrisch erfasst werden kann. Das Wegmessmittel kann beispielweise ein induktiver Messsensor, Lasermittel, Hallgeber oder ähnliches sein. Das Zahnrad 33 treibt das Verstellzahnrad 37 an, welches mit einem selbsthemmenden Verstellgewinde 38 verbunden ist, an dessen Ende sich das Verstellaxiallager 39 befindet und welches die stehenden Axialkräfte in die drehende Axialkräfte leitet, welches das Axialgehäuse 40 übernimmt und damit die mechanische Verbindung über die Verbindungselemente 41 zum Verstellmechanismus 5 des Verstellpropellers 17 sichert. Die Teile 37,38,39 haben einen Kerndurchlass, sodass die Propellerwelle 15 sich berührungsfrei, oder entsprechend gelagert, drehen kann. Das Zahnrad 33 ist axial möglichst spielfrei gelagert, während das Verstellzahnrad 37 zusammen mit dem selbsthemmenden Gewinde 38 und dem Verstellaxiallager 39, sowie dem Axialgehäuse 40 und Verbindungselement 41 sich axial bewegt, wie mit den Pfeilen gekennzeichnet ist. Am Verstellgewinde 38 befindet sich zudem der Messkonus 42, ebenfalls mit einem Kemdurchlass, welcher als Messrampe ausgebildet ist, um an dieser Stelle den Verstellhub zu messen, statt am Exzenter 35. Durch die axiale Verschiebung des Verstellzahnrades 37 kann das Wegmessmittel 36 auch seitlich des Verstellzahnrades 37 im Wellengehäuse 2 eingebaut sein. Die Verstellhubmessung dient zur Steigungsidentifizierung der Propellerflügel 17a. Allen gemeinsam in bezug auf die Positionsstellung der Wegmessmittel 36 ist, dass sich diese seitlich von der Propellerwelle 15 befinden. Das Behältnis 3 welches Teile des Verstellers 4 beinhaltet, dient auch für die Zu- und Ableitung 32 des Wrkverstellmittels 31, sowie zur Durchführung des Wegmesskabels 43 und oder als Anflanschelement 25a für die Propellerabdeckung 25. Kern des Verstellers 4 ist die Verstellung der Propellerflügel 17a und Selbst- oder Autohemmung des Verstellers 4. Dies kann nebst einem selbsthemmenden Verstellgewinde 38 auch mittels eines Schneckenrades erfolgen oder aber durch eine Sperrvorrichtung, ausgelöst durch ein elektrisches Signal, mittels einer seitlichen Sperreinführung 49 wie z. B. eines Zahnbolzens in das Zahnrad 33 oder mittels einer Sperrung wie sie in FIG 9 aufgezeichnet ist und mechanisch wirkt, sobald der Verstellvorgang abgeschlossen ist und als Autohemmung bezeichnet wird.
Fig. 4: zeigt einen schematischen, von hinten betrachteten Querschnitt durch das Wellengehäuse 2 mit diversen angeflanschten hydrodynamischen Auftriebsflächen 24, sodass mit ein und demselben Wellengehäusedesign, dieses für a) für Backbord, b) für Steuerbord und c) für Singelantrieb mittels der hydrodynamischen Auftriebsflächen fertiggestellt werden kann. Die Flächen können somit schnell und preiswert für die verschiedenen Wasserfahrzeugtypen und Einsätze konfiguriert werden, d.h. mit schmaleren oder breiteren Flächen, kürzeren oder längeren Versionen. Die hydraulische Auftriebsfläche 24 ermöglicht es dem Wasserfahrzeug im Wellengang eine stabilere Lage zu bewahren, als auch in der Beschleunigungsphase des Fahrzeuges aus dem Stillstand heraus, die Hebung des Bugs zu reduzieren.
Fig. 5: zeigt einen schematischen seitlichen Querschnitt durch den Oberflächenantrieb 1, welcher sich in einem Zusatzheckteil 44 befindet, der mit dem Wasserfahrzeugheck 12 durch elastische Vibrations- und Dämpfungsmittel 45 verbunden ist, wobei der Schwenkzylinder Trimmung 9a, sowie der nicht dargestellte Schwenkzylinder Lenkung 9b am Zusatzheckteil 44 befestigt ist. Durch den Einbau des gesamten Oberflächenantriebes 1 in einem Zusatzheckteil 44, wird durch die Vibrations- und Dämpfungsmittel 45, zwischen dem Wasserfahrzeugheck 12 und dem Zusatzheckteil 44 praktisch ein Abkoppeln von den mechanischen Schwingungen auf das Wasserfahrzeug erreicht; insbesondere bei Verwendung eines zweiten Gelenkes 21 und der diesbezüglichen Antriebswelle 16, sodass der Motor 8 entsprechend komfortbetont gelagert werden kann. Ein mögliches Auslenken der Antriebswelle 16 kann mittels eines geeigneten Dichtelementes 47, wie z.B. eines Faltenbalges und einer herkömmlichen Wellendichtung, aufgenommen werden.
Fig. 6: zeigt einen schematischen seitlichen Querschnitt durch den Oberflächenantrieb 1, welcher sich in einem Zusatzheckteil 44 befindet, wobei während Rückwärtsfahrtsmanöver, die Motorabgas- und Kühlmittelabführung A über seitliche Öffnungen 26 im Kanalgehäuse 6a, aufgrund der mittels des Wirkverstellmittels 31 verstellbaren Umlenkklappe 27, umgelenkt werden oder und dass die Motorabgas- und Kühlmittelabführung A zwischen dem Wasserfahrzeugheck 12 und dem Zusatzheckteil 44 mittels einer Auslassführung 48 geführt werden. Dadurch wird der Propeller bei Rückwärtsfahrt nicht angeblasen. Die Umlenkklappe 27 ist über die nicht dargestellte Koppelung der Propellerumsteuerung oder Wendegetriebe verbunden. Die Auslassführung 48 kann auch bei normaler Fahrt dienlich sein, da sie das Unterwasserteil des Zusatzheckteils 44 belüftet und damit dessen Reibwiderstandes im Wasser verringert. Im Weiteren kann damit auch der Venturieffekt erzielt werden und zur effektiveren Abführung der Motorabgase mithelfen.
Fig. 7: zeigt eine schematische Darstellung der Seitenklappe 50 mit der Abdeckung 55 in der flachen und somit Fahrt- und Ruheposition, als auch in der angehobenen Position R wie sie für die Rückwärtsfahrt verwendet wird . Diese kann als Einzelelement links und oder rechts vom Oberflächenantrieb 1 oder als einteiliges Element mit einem entsprechenden Ausschnitt oder Überdeckung des Wellengehäuses 2, direkt am Wellengehäuse 2 oder am Wasserfahrzeugheck 12 oder am Zusatzheckteil 44 über Drehelemente 51 befestigt werden und dient als hydrodynamisches Zusatzauftriebselement, sowie als Wassergischtschutz aufgrund der Wasseraufwirbelung durch die Propellerflügel 17a beim Austauchen aus dem Wasser, als auch als Strömungsabweiser des Propellerschubs unter das Wasserfahrzeug im Rückwärtsfahrtmodus. Die Betätigung der Seitenklappe 50 erfolgt über das Hebewirkmittel 52, welches am Wellengehäuse 2, oder am Gehäuse 22 oder Wasserfahrzeugheck 12 oder Zusatzheckteil 44 über den Anlenker 53a und an der Klappenhalterung 53 angebracht ist. Die Hebeaktivierung der Seitenklappe 50 erfolgt über die nicht dargestellte Koppelung an die Propellerumsteuerung oder an das Wendegetriebe mit der am Steuerstand plazierten Umsteuerhebel. Bei der Montage der Seitenklappe 50 direkt am Wellengehäuse 2 bewegt sich, bei der Trimmung oder Lenkung des Oberflächenantriebes 1, die Seitenklappe 50 mit.
Fig.8: zeigt eine schematische dreiviertel Ansicht des Zusatzheckteils 44 mit dem Querstrahlrudertunnel 77 und der Seitenklappe 50, welche die Überdeckung 54 und den Tunnelklappenteil 50a aufweist. Das Tunnelklappenteil 50a verhindert das Durchströmen von Wasser durch den Querstrahlrudertunnel 77 während der Fahrt und schützt den Querstrahlruderpropeller vor eventueller Gischt verursacht durch die Propellerflügel 17a. Bei der Aktivierung des im Querstrahlrudertunnel 77 liegenden Querstrahlruders, wird die Seitenklappe 50 angehoben und gibt den Weg zur Durchströmung des Querstrahlrudertunnels frei.
Fig. 9: zeigt einen schematischen, von hinten betrachteten Querschnitt durch eine einteilige Seitenklappe 50, welche als Wassergischtschutz ein tunnelförmige Abdeckung 55 aufweist und zur Verbindung mit den Drehelementen 51 eine Überdeckung 54 des Wellengehäuses 2 aufweist. Im Weiteren ist eine mögliche Position der Klappenhalterung 53 aufgeführt. Es ist verständlich, dass die Überdeckung 54 auch durch eine entsprechende Aussparung gelöst werden kann. Zusätzlich ist die Abdeckung des Querstrahltunnels mittels des Querklappenteils 50a aufgezeigt.
Fig. 9a: zeigt eine schematische Aufsicht auf eine einteilige Seitenklappe 50 mit der Überdeckung 54 des Wellengehäuses 2 und der tunnelförmigen Abdeckung 55, der Klappenhalterung 53 und Drehelemente 51, sowie des Querklappenteils 50a.
Fig. 10: zeigt einen schematischen, von hinten betrachteten Querschnitt durch die zweiteilige Variante der Seitenklappe 50, welche als Wassergischtschutz eine Seitenabdeckung 56 aufweist, wobei die obere Wassergischtabdeckung durch die Propellerabdeckung 25 in Form z.B. eines einfachen T, oder bogenförmig bis zur Seitenabdeckung 56 gebildet werden kann.
Fig. 10a: zeigt eine schematische Aufsicht auf die zweiteilige Seitenklappe 50 mit der Seitenabdeckung 56, der Klappenhalterung 53 und Drehelemente 51.
Fig. 11: zeigt einen schematischen seitlichen Querschnitt durch einen Wirkzylinder 57, welcher funktionsweise für den Schwenkzylinder 9a, 9b, Wirkverstellmittel 31, Hebewirkmittel 52 übertragbar ist. Der Wirkzylinder umfasst den Zylinder 57a, die Verriegelungsmittel 57b und die Wegmessmittel 36. Der Zylinder 57a umfasst mindestens das Fluidzylindergehäuse 58, Hubkolben 59 und Kolbenstange 60. In einem Fluidzylindergehäuse 58 befindet sich ein Hubkolben 59 mit einer daran befestigten hohlgebohrten, verdrehgesicherten Kolbenstange 60 und einer eingelassenen Spindelmutter 61. Das Verriegelungsmittel 57b umfasst mindestens die hohlgebohrte Kobenstange 60, Spindelmutter 61. Rad 62, Spindel 63, Sperrfutter 65, Drehsicherungselement 66, Ausrückteil 67 und Feder 68. Am Fluidzylindergehäuse 58 befindet sich ein Modulteil Z, in welchem sich eine axialgesichertes, frei drehendes Rad 62 befindet, an dessen einen Seite eine Spindel 63 angebracht ist, die in die Spindelmutter 61 hineinpasst und praktisch auf die Länge des Hubweges des Hubkolbens 59 in die Kolbenstange 60 hinein ragt. Auf der anderen Seite des Rades 62 ist eine Keilverzahnungswelle 64 angebracht die in ein Sperrfutter 65 hineinragt und welches in einem Modulteil Y geführt ist. Gegenüberliegend dem Sperrfutter 65 befindet sich ein durch Drehsicherungselemente 66 versehenes, verdrehgesichertes Ausrückteil 67, welches mittels einer Feder 68 gegen das Sperrfutter 65 drückt. Abgeschlossen wird der Wirkzylinder 57 durch ein Befestigungselement 69. Am Rad 62, welches eine exzentrische Form aufweist, ähnlich einer Nockenwelle, befindet sich radial davon ein Wegmessmittel 36. Bei einer gewünschten Hubbewegung des Hubkolbens 59, ist durch die Einlassöffnung 70 ein Druckmedium in die Kammer 71 einzubringen und gleichzeitig über die Entsperröffnung 72 ein Druckmedium in die Sperrkammer 73 zu führen, welches das Ausrückteil 67 gegen die Feder 68 drückt und sich somit axial verschiebt und die Verbindung zum Sperrfutter 65 löst. Dadurch kann der Hubkolben 59 und die Kolbenstange 60 sich axial verschieben, welches zu einer Rotation des in der Spindelmutter 61 geführten Spindel 63 führt, wobei das Sperrfutter 65 über die Keilverzahnungswelle 64 leer mitdreht, ebenso dreht sich das Rad 62 axialspielfrei, welches durch seine exzentrische Form eine Messwertänderung am Wegmessmittel 36 anzeigt und an die Elektronik oder Anzeigegerät weiterleitet. Bei der Hubbewegung des Hubkolbens 59 wird gleichzeitig aus der Gegenkammer 74 Druck über die Auslassöffnung 75 abgelassen. Bei der gewünschten Haltepositionsstelle, erfasst durch das Signal des Wegmessmittels 36, welches über einen nicht dargestellten Controller 76 die Wegeventile ansteuert, wird das Druckmedium in der Kammer 71 angehalten, der Druck in der Sperrkammer 73 wird aufgehoben, welches aufgrund der Entspannung der Feder 68, zu einer axialen Rückführung des verdrehgesicherten Ausrückteils 67 führt. Durch die mechanische Verbindung zwischen Ausrückteil 67 und Sperrfutter 65 kann die Spindel 63 sich nicht mehr drehen und damit ist der Hubkolben 59 über die Spindelmutter 61 voll gesperrt. Die Beschaffenheit der Berührungsflächen des Ausrückteils 67 und des gegenüberliegenden Sperrfutters 65 kann z.B. eine Sinteroberfläche oder Verzahnung aufweisen und kann plan oder konisch sein. Der Wirkzylinder 57 ermöglicht auch eine Sicherheitsentsperrung, z.B. bei Grundberührung des Oberflächenantriebes 1 bei zu hartem Aufsetzung und möglicher Überlastung des Propellerschutzes 23, so kann die Kolbenstange 60 des Schwenkzylinder 9a blitzschnell mechanisch entsperrt werden, sodass ein gravierender Schaden am Oberflächenantrieb 1 vorgebeugt werden kann, mittels einer Ratschenformgebung der Verbindungsflächen des Ausrückteils 67 und Sperrfutter 65. Durch eine entsprechende Auslegung der Federrate kann als Überlastschutz ein notfallmässiges Einfahren des Kolbens 60 trotz Sperre möglich sein.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Oberflächenantrieb (1), welcher an einem Wasserfahrzeugheck befestigt werden kann, mit einem Wellengehäuse (2) und einer darin geführten Propellerwelle an dessen Ende mindestes ein Propeller befestigt ist, dadurch gekennzeichnet,
dass sich am Wellengehäuseteil (2) ein Behältnis (3) befindet, in welchem sich ein Teil für einen selbsthemmenden oder einen autohemmenden Versteller (4) für die Flügelverstellung (17a) befindet und oder sich am Unterteil des Wellengehäuses (2) eine hydrodynamische Auftriebsfläche (24) und oder sich seitlich davon mindestens eine bewegliche Seitenklappe (50) und oder daran eine Propellerbelüftung mittels des Kanalgehäuses (6a) und oder ein Wirkzylinder (57) angebracht ist.
Oberflächenantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Selbsthemmung ein Gewinde oder ein Schneckenrad ist.
Oberflächenantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Autohemmung ein Verriegelungsmittel (57b) ist, welches mechanisch blockierend wirkt, sobald eine gewünschte Flügelverstellung abgeschlossen ist.
Oberflächenantrieb (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteller (4) über ein integriertes Wirkverstellmittel (31) und ein Wegmessmittel (36) verfügt und das Wirkverstellmittel (31) ein Fluid- oder Elektrodrehmotor oder ein Linearantrieb ist
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Versteller (4) sich zwischen einem Gelenk (20) der Antriebswelle (16) und dem Propeller (17) befindet.
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Versteller (4) über einen Durchlass für die Propellerwelle (15) verfügt.
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Seitenklappe (50) zur Abdeckung des Querstrahltunnels (77) mittels des Tunnelkappenteils (78) dient.
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Seitenklappe (50) bei Rückwärtsfahrt um den Winkel R hochfährt, um als Strömungsabweiser den Propellerschub S strömungsgünstig unter dem Fahrzeug wegzuleiten.
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Verstellpropeller- oder Getriebeumsteuerhebel am Steuerstand mit einem Hebewirkmittel (52) gekoppelt ist und im Modus Rückwärtsfahrt die Seitenklappe (50) hochfahren lässt
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Verstellpropeller- oder Getriebeumsteuerhebel am Steuerstand mit dem Wirkverstellmittel (31) der Umlenkklappe (27) gekoppelt ist und im Modus Rückwärtsfahrt die Umlenkklappe (27) sich so drehen lässt, dass die Motorabgas- und Kühlwasserabführung A durch einen Seitenkanal (26) strömen.
Oberflächenantrieb (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass die Motorabgas- und Kühlwasserabführung A über eine Auslassführung (48) geleitet wird, welche sich zwischen dem
Wasserfahrzeugheck (12) und dem Zusatzheckteils (44) befindet und oder die Auslassführung (48) zu einer Belüftung des Zusatzheckteils (44) führt
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Wellengehäuse (2) die Schubkräfte der Propellerwelle (15) über ein Axiallagerpaket (18) aufnimmt und über aussenliegende Lagerzapfen (29) und oder Drehzapfen (30) an das mit einem Dämpfungselement (46) versehene Gehäuse (22) abgibt und oder dieses ein Längenausgleichselement (19) aufweist.
Oberflächenantrieb (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass sich das Gehäuse (22) am Zusatzheckteil (44) abstützt.
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wirkzylinder (57) über einen Zylinder (57a), Verrieglungsmittel (57b) und Wegmessmittel (36) verfügt und über einen Controller (76) wirkt.
Oberflächenantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wirkzylinder (57) als Überlastzylinder wirkt und mindestens einen Zylinder (57a) und Verriegelungsmittel (57b) beinhaltet, wobei das Ausrückteil (67) und Sperrfutter (65) ein Ratschenprofil aufweisen.