NO172430B - Styringssystem for baatmotorer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et marint framdriftsorgan, vanligvis kalt båt- eller fartøydrev, av den type som angitt i den innledende delen av patentkrav 1.

Et drev av slik type er kjent f.eks. gjennom EU-patent-skrift 37.690, som viser en konstruksjon der drevet er utformet med ei kule over hvilken drevet henger sammen med en del av innenborsmotoren ved at kula er lagret i en kuleholder som er festet ved båtens akterspeil, idet drevet kan svinges universelt, og det finnes minst en hydraulikksylinder for å utføre trimmingen oppover og nedover av drevet, og minst to ytterligere hydraulikksylindre for å svinge drevet i horisontalplanet ved svinging av båten, og der det dessuten finnes en ytterligere hydraulikksylinder for å muliggjøre trimming av drevet gjennom svingning oppover eller nedover av drevet rundt svingspunktene i kula.

Et drev av denne typen med vannflate drevne propeller framviser store fordeler sammenlignet med drev av den såkalte Z-drevtypen, og drevet gir framfor alt mindre strømningstap, og mindre effekttap pga. eksisterende vinkeldrev og tannhjul, og drevet blir pga. sin enkle oppbygging enklere, billigere, mer effektivt og utsatt for mindre slitasje og feilkilder enn mange andre typer båtdrev.

Den gjennom EP 37.690 kjente anordningen har riktignok det rette, vannflatedrene drevets mange fordeler, men den er beheftet med den mangel at kula-kuleholderen er utsatt for store påkjenninger, slik at visse glipp kan oppstå i styringen, at hydraulikksylinderene for styring og trimming krever pass og vedlikehold og er utsatt for slitasje og kan skades ved uaktsom håndtering og er følsom for avbrudd eller lekkasje i hydraulikkledningene, spesielt om disse delene er plassert på utsida av båten, bakenfor akterspeilet. Det blir normalt også lange og kompliserte lednings- og/eller slange-dragninger fra drevet til manøvreringsstedet i båten eller fartøyet, og det er nødvendig med spesielle indikatorer for drevets posisjon i vertikal såvel som horisontal retning.

Til grunn for oppfinnelsen har det derfor ligget problemet med å framskaffe et drev til en innenbords-utenbords motor av den type der drevet med en vannflate-dtivende propell strekker seg ut gjennom båtens akterspeil og vesentlig rett bakover, og der drevet er utformet

- slik at også styring kan skje uten hjelp av hydraulikksylinder eller tilsvarende aksialkraftmotorer anordnet på utsida av båten, - der drevet ikke har noe som helst utenpåliggende påvirkningsorgan når det gjelder styring eller trimming, - der såvel trimming som styring skjer med anordninger som er plassert i den komplette drevkonstruksjonen og innenfor båtens eller fartøyets skrog, - og som gir en, sammenliknet med tidligere kjente anordninger av samme type, forbedret bakkeevne.

Oppfinnelsens formål framgår av den karakteriserende delen av patentkrav 1. Ytterligere trekk går fram av de tilhørende uselvstendige krav.

I det følgende vil oppfinnelsen beskrives nærmere ved hjelp av eksempel på utførelse, og med referanse til vedlagte tegninger, der

fig. 1 viser et sideriss i et vertikalt snitt av en utføringsform av et drev i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 2a og 2b viser samme tegning i større skala,

fig. 3 viser en noe modifisert utføringsform av oppfinnelsen,

fig. 4 viser drevet fra fig. 3 sett ovenfra, og fig. 5 viser drevet fra fig. 3 sett bakenfra.

For oversiktens skyld har drivmotoren blitt utelatt, men det påpekes at koplingen mellom drivmotoren er av i og for seg kjent slag og ikke berører selve oppfinnelsen.

Drevet i samsvar med oppfinnelsen strekker seg på vanlig måte gjennom akterspeilet 1 på en båt eller et fartøy og er festet i dette akterspeilet ved hjelp av en monteringsring 2, og drevet består ålment av en lagerkropp 3 anordnet innenfor båtskroget, en trimmemekanisme 4, en styringsmekanisme 5, et drev 6 og en propellmekanisme 7.

Drevet er montert i nærheten av bunnen 8 på båten, som bør være hurtiggående, fortrinnsvis plan type. For å oppnå det beste resultatet ved oppfinnelsen bør akterspeilet slutte ganske langstrakt bakover, f.eks. i en vinkel mellom 20 og 40° eller fortrinnsvis mellom 22 og 30°. I det illustrerte tilfellet har akterspeilet en helling på 25° mot horisontalplanet. Takket være den uvanlig sterkt sluttede akterspeilet får man ved bakking av propellen en fremadrettet vannstrøm som mykt følger akterspeilets form, i stedet for det som er vanlig ved eksisterende forholdsvis vertikalt sluttede akterspeil, der den kastes mot akterspeilet og derigjennom redusere bakkeevnen. Anordningen gir derigjennom en forbedret bakkeevne.

Monteringsringen 1 er utført med en radialt utadrettet ytterflens 9 og en radialt innadrettet innerflens 10 og mellom disse flensene en hylsedel 11. Ytterflensen 9 er anordnet for å festes på utsida av akterspeilet 1, og inner-flensen 10 er anordnet til å bære opp hele drevet 6.

For montering av drevet sages et passelig sirkulært hull 12 opp i akterspeilet 1, og i dette hullet skyves monteringsringen 2 inn med flensen 9 liggende an mot akterspeilets utside rundt hullet 12. På akterspeilets innside finnes en avstandsring 13, som kan ha en varierende tykkelse for tilpasning av drevet til ulike tykkelser på akterspeilet. På avstandsringen ligger så an en rundtgående flens 14 mot lagerkroppen 3, og det hele er vanntett sammenskrudd mot akterspeilet ved hjelp av bolter 15.

Lagerkroppen 3 danner en sluttet, tettende kåpe 16, som i sin fremadrettede ende er utstyrt med kulelager 17 for den fra drivmotoren innkommende drivakselen 18. Drivakselen har i sin ende en i lagerkroppen 3 en dobbel kardangknute 19, som gir en konstant vinkelhastighet, og som eliminerer ujevnt vridningsmoment og rykk i knuten, og til kardangknuten 19 er en kulelager-glidekopling 20 av i og for seg kjent slag tilkoplet for å medgi en aksial bevegelse i den sammen-satte drivkoplingen. I glidekoplingens 20 utgang er propellakselen 21 tilkoplet, og mellom ei presshylse 22 og en ansats 23 i propellakselen er et dobbelt konisk rullelager 24 tilkoplet, hvilket ved hjelp av ei lagerhylse 25, en spennring 26 og et skrueforband 27 er fast innspent i en fremadvendt gavl i drevets seks hus 28, slik at den tar opp alle aksiale trykk-krefter både framover og bakover. I nærheten av den bakre enden på drevhuset 28 er propellakselen 21 lagret i et rullelager 29 med en tetning 30, og enden på propellakselen er tilkoplet til en propellmekanisme 7, som er av i og for seg kjent slag og derfor ikke skal beskrives nærmere. Propellene kan passelig være utformet med vribare propellblad for å gjennom vridning framskaffe bakking.

Trimmemekanismen 4 og styremekanismen 5 danner en integrert enhet som er tilkoplet til monteringsringen 2.

Trimmemekanismen omfatter to samvirkende stillringer, hvis mot hverandre vendte yttersider er koniske. Stillringene benevnes indre stillring 31 og ytre stillering 32. De to stilleringene har i det illustrerte tilfellet en konisitet på ca. 5°, men det er åpenbart at konisiteten kan variere avhengig av innenfor hvilke grenser man vil kunne "trimme" drevet oppover, hhv. nedover. De to stillringene er vridbare uavhengig av hverandre og uavhengig av såvel monteringsringen 2 som drevet 6. Stillringene 31 og 32 er i en nøytral posisjon montert slik at den tynneste delen i den ene skråskårne stillringen ligger an mot den bredeste delen i den andre skråskårne stillringen, og slik at den indre stillringen 31 er vridbart montert på utsida av monterings-ringens 2 innadrettede flens 10 ved hjelp av en holdering 33, som er sammenkoplet med stillringen 31 ved hjelp av bolter 34, og som med en krage 35 ligger an på innsida av monteringsringen 2. På sin innerperiferi er den indre stillringen 31 utformet med en i det minste delvis innvendig løpende tannkrans 37 og den ytre stillringen 32 er utformet med en rundt om løpende innerring 36. Innerringen 36 ligger an i et indre vinkelspor 38 i den indre stillringen 31, og den er ved hjelp av bolter 39 festet i den ytre stillringen 32, hvorved innerringen 36 bærer opp den ytre stillringen 32 mot indre stillring 31. Selv den ytre stillringen 32, eller nærmest innerringen 36 på denne, er ved i det minste en del av sin innerperiferi utstyrt med en tannkrans 40. For omstilling av de skråskårne (koniske) stillringene 31 og 32 samvirker tannkransene 37 og 40 med stilltannhjul 41, hhv. 42. En aksel 43, drevet av en ikke vist motor, er anordnet for direkte å kunne vri stilltann-hjulet 41 i den ene eller andre retningen, og for vridning av den indre skråskårne stillringen 31, og akselen driver videre et ikke vist vendetannhjul, som i sin tur vrir still-tannhjulet 42 som står i inngrep med den ytre stillringens 32 innertannkrans 40. En påvirkning av akselen 43 gir dermed en vridning i motsatte retninger av de to skråskårne stillringene 31 og 32. Mellom monteringsringen 2, den indre stillringen 31 og den ytre stillringen 32 finnes glidetetninger som gir en vridning av de ulike delene i forhold til hverandre under bibehold under tetning mellom delene.

Endegavlen 44 på drevet 6 er sirkulær og samaen-

koplet med ytre stillring 32 i trimmemekanismen 4. For formålet er den aksialt utadvedte overflata på stillringen 32 utformet med et vinkelspor 45, i hvilket en på tilsvarende måte utformet styrering 46 i endegavlen 44 er inntatt og holdes på plass av en ytre låsering 47, som er festet ved hjelp av bolter 48 i ytterenden på den ytre stillringen 32. Mellom stillringen 32 og låseringen 47 finnes en fast tetningsring for å framskaffe en sikker tetning mellom den oljefylte drevet 6 og vannet i hvilket vannet er nedsenket, og mellom styrehodet 46 og låseringen 47 finnes en glidetetning for å muliggjøre en vridning av drevets styrehode 46 i forhold til trimmemekanismen og uavhengig av trimmemekanismens innstillingsposisjon eller funksjon. På begge sider av styrehodet 46 er en styrearm 49 tilkoplet. Ved disse styrearmene 49 er direkte tilkoplet til båtens (ikke viste) styremekanisme og gir ved påvirkning av styremekanismen en vridning av styrehodet 46 og dermed hele drevet 6 i sin lagring i den ytre stillringen 32. Ved at styrehodet 46 er utformet slik at det danner en viss vinkel mot vertikalplanet kommer propellen eller propellene

i ytterenden på drevet 6 til ved styring å beskrive en dobbel bevegelse, nemlig del som vridning i horisontalplanet, hvilket resulterer i giring av båten, dels også en neddykking av propellen i vertikal retning, hvilket resulterer i en tendens hos båten til å tippe innover og mot giringssentrum på samme måte som når man svinger ved sykling. Denne . bevegelsen illustreres skjematisk i fig. 5, som viser drevet sett bakfra i to ytterposisjoner og en mellomposisjon, nemlig ved maksimal svingning til høyre. Den beskrevne tippingen av båten i retning innover mot giringssentrum er en verdifull funksjon som dels virker stabiliserende på båten, dels eliminerer den ubehagsfølelsen som ellers kan forekomme, noe som spesielt merkes ved katamaraner, bærplanbåter, og båter med høyt tyngdepunkt, m.fl.

Drevet inntar normalt en under gange gitt horisontal-posisjon, som i det viste tilfelle danner en vinkel på f.eks. 4°, ved hvilken posisjon vannstrømmen fra båtbunnen 8 og forbi undersida 50 og også øvrige deler av drevet, blir helt laminær, idet praktisk talt ingen strømningstap framstår, ikke en gang ved høy fart. Avhengig av båtens belastning og fart mm, eller ved kjøring på grundt vann, kan man velge å trimme opp (eller ned) drevet, og dette skjer gjennom en rotasjon av tiltningsdrivakselen 43, idet tanndrevet 37 og 40 gir en forvridning av den indre og ytre stillingen 30, 32 i innbyrdes motsatte retninger, slik at ringenes konoverflate inntar en endret innbyrdes stilling, hvorved drevet tippes suksessivt oppover eller nedover avhengig av rotasjonsretningen på akselen 43. Denne omstillingen av trimmingsposisjon, som meget vel kan skje under gange, skjer uten noen som helst påvirkning av styringen, hvilken påvirkes utelukkende ved vridning av drevstyrehuset 46 ved påvirkning av styrearmene 49. I fig. 1 vises skjematisk med pilen 51 den vinkel som tilting kan skje over.

Ved styring vris drevet 6 via styrehodet 46

hvorved drevet dels svinges i horisontalplanet, dels også tippes suksessivt nedover slik at båten på ønskelig måte både styres og tippes noe mot giringssentrum.

Den i figurene 3, 4 og 5 viste anordningen overens-stemmer hovedsaklig med det som er beskrevet ovenfor, men det fremgår her tydeligere hvordan stillingen av båten eller fartøyet skjer ved hjelp av hydraulikksylinder 52, som er plassert innenfor båtens akterspeil og i direkte tilknytning til den ytre stillringen 32, i hvilken styrearmene 49 er festet. Styringen kan skje ved en ytterligere sylinder, men det vises her at man har anordnet to samvirkende sylindre,

en på hver side av båtens langsgående midtlinje. Figurene viser også en alternativ anordning av den doble kardangknuten og glidekoplingen. I dette senere tilfellet har man delt kardangknuten i to deler 19a og 19b og plassert disse delene på hver sin side av glidekoplingen 20. Figur 5 viser også at man med fordel anordner en styrefinne 53 langs drevet.

Claims (7)

1. Marint framdriftsorgan, vanligvis kalt båt- eller fartøysdrev, for en innenbords-utenbords motor og av den type der drivakselen (18) med propellakselen (7) går gjennom båtens akterspeil (1), og drevet (6) strekker seg vesentlig rett ut fra båtens akter og i ytterenden har en propell (7) fortrinnsvis av den type som går i vannflata, og der styring av båten skjer gjennom påvirkning av selve drevet (6), karakterisert ved at drevet (6) og båtens akterspeil (1) har en skrå oppover-bakover fra båtbunnen (8) sluttende sammenkoplingsflate, drevets (6) kontaktflate (40) med båtens akterspeil er montert roterbart om en akse som er vinkelrett på selve kontaktflata, og hvorved svinging av båten skjer gjennom rotasjon til den ene eller andre siden av hele drevet (6) om nevnte akse.

2. Marint framdriftsorgan i samsvar med krav 1, karakterisert ved at drevets (6) kontaktflate (40) med båtens akterspeil (1) er sirkulær.

3. Marint framdriftsorgan i samsvar med krav 1, karakterisert ved at drevets (6) roterbare kontaktflate (40) er plassert slik at en propell (7) i ytterenden av drevet, ved rotasjon av drevet (6) og dermed svinging av båten, helt svinger i horisontalplanet, dels også dykkes suksessivt ned med en faktor som er avhengig av den horisontale svingningsbevegelsen.

4. Marint framdriftsorgan i samsvar med krav 1-3, karakterisert ved at vinkelen mot horisontalplanet for drevets (6) rotasjonsoverflate (46) er 20-40° eller fortrinnsvis 22-30°.

5. Marint framdriftsorgan i samsvar med krav 1-4, karakterisert ved at drevet er montert slik at propellakselen (21) under drift rett framover danner en vinkel mot horison(-OPP-)et på 3-6°, og at anordningen er utformet slik at drevet (6) fra denne vinkelen kan trimmes oppover og nedover med omkring 5-8°.

6 Marint framdriftsorgan i samsvar med krav 1-5, karakterisert ved at drevets styringsmekanisme (5) danner en integrert enhet med en trimmingsmekanisme (4), som omfatter to samvirkende, koniske stillringer (31, 32), som er montert i direkte anlegg mot hverandre, og av hvilke den ene stillringen (32) bærer opp drevet (6), og der de to stillringene (31, 32) er dreibare i forhold til hverandre, hvorved varierende konringkombinasjoner dannes og derigjennom drevet trimmes oppover eller nedover.

7. Marint framdriftsorgan i samsvar med krav 6, karakterisert ved at styringsmekanismen (5) og trimmingsmekanismen (4) er påvirkbare uavhengig av hverandre.