NO311337B1 - Fremdriftsaggregat for båt - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fremdriftsaggregat for båt av planende type, hvilket aggregat innbefatter minst én innenbordsmotor som står i en bæreramme, minst én første drivaksel med en propell som går gjennom båtskroget i båtens hekkparti og minst ett ror.

Fremdriftsaggregatet er spesielt utviklet med tanke på planende båter av mindre og mellomstor type. Aggregatet er spesielt egnet for båtskrog som under høye hastigheter så vidt berører vannflaten i skrogets hekkparti. Imidlertid er ikke dette noen begrensning.

Hensikten med oppfinnelsen har vært å tilveiebringe et fremdriftsaggregat som består av færrest mulig komponenter og skal gjøre indre friksjon i drivverk til et minimum.

I hekkaggregater som har kraftige motorer, har det vært problemer med å få drivverket, som overfører motorkreftene til propellen, til å holde. Det er ikke uvanlig at drivverket må overhales en gang i året. Videre er det en kjent sak at drivverket inne i stammen med giring og sine mange tannhjul er kilde til store effekttap.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et fremdriftsaggregat av den innledningsvis nevnte type som kjennetegnes ved at aggregatet innbefatter en andre drivaksel som går gjennom båtens hekkparti og driver en vannturbin, at den første drivaksel står i direkte forbindelse med motorens kraftuttak via en utløsbar kopling og har funksjon kun ved fremdrift forover over en viss hastighet, og at den andre drivaksel også står i forbindelse med motorens kraftuttak og ligger høyere enn propellen og har funksjon som fremdrift forover ved lave hastigheter og ved bakking.

Propellen kan være en konvensjonell bårpropell, alternativt en overflatepropell av den typen som er beregnet for speedbåter.

I en første utførelse har motoren kraftuttaket for den første drivaksel rettet forover i båten, og denne første drivaksel er forlenget frem til kraftuttaket og forbundet med dette via en kraftoverføirngsenhet, og kraftuttaket for den andre drivaksel er rettet bakover. Dette innebærer i praksis at en konvensjonell innenbords motor vil være snudd med motorens front vendt bakover og veivakselens flens vendt forover.

I en andre utførelse er motorens kraftuttak felles for den første og den andre drivaksel og er rettet bakover i båten og den første drivaksel står i forbindelse med kraftuttaket via en kraftoverføirngsenhet. Dette innebærer i praksis en motor som står i normal fartsretning med sin front.

Hensiktsmessig kan kraftoverføirngsenheten være i form av en tannrem og to opplagrede remhjul som tannremmen løper over.

Det kan være ønskelig å ha to propeller som drives av en motor. I en slik utførelse kan en tredje drivaksel som tilsvarer den første drivaksel, være anordnet ved siden av og i avstand fra den første drivaksel, men i samme høyde, og kraftoverføirngsenheten være slik innrettet at akslene roterer i hver sin retning.

For å oppnå særskilt fremdriftskraft kan det installeres to motorer. Fremdriftsaggregatet har da to innenbordsmotorer plassert ved siden av hverandre og kan, i en første utførelsesform, være slik innrettet at de har hver sin drivaksel med hver sin propell som roterer i hver sin retning.

I en andre utførelsesform kan fremdriftsaggregatet med de to innenbordsmotorer plassert ved siden av hverandre, være slik innrettet at de har en felles drivaksel og propell.

I en fordelaktig utførelsesform er fremdriftsaggregatet tiltbart om en hovedsakelig horisontal akse som ligger nær båtens hekkparti. Dette gir mulighet til å optimalisere propellakselens vinkel under kjøring for å oppnå best mulig effekt og hastighet på båten.

En måte å gjøre dette på er at fremdriftsaggregatet er tiltbart om den hovedsakelig horisontal akse ved hjelp av minst en arbeidssylinder som er plassert nær bærerammens fremre ende.

Andre og ytterligere formål, særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av for tiden foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, som er gitt for beskrivelsesformål, uten derved å være begrensende, og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor: Fig.l viser skjematisk et sideriss av en første utførelsesform av et fremdriftsaggregat, ifølge oppfinnelsen, innmontert i hekkpartiet av et båtskrog, Fig.2 viser skjematisk et sideriss av en andre utførelsesform av et fremdriftsaggregat, ifølge oppfinnelsen, innmontert i hekkpartiet av et båtskrog, Fig.3A-3D viser skjematisk vannlinjen under fire forskjellige driftstilstander med en båt som har fremdriftsaggregatet ifølge oppfinnelsen, Fig.4A-4D viser skjematisk noen alternative kombinasjoner av fremdriftsmotorer og drivaksler i et fremdriftsaggregat ifølge oppfinnelsen.

Det vises først til fig.l som viser en første utførelsesform av et fremdriftsaggregat 10

ifølge oppfinnelsen. Fremdriftsaggregatet 10 er plassert i den aktre enden av et båtskrog 11. Fremdriftsaggregatet 10 innbefatter en drivmotor 5 som i denne utførelsen er snudd mot fartsretningen, dvs. motorens 5 front peker mot båtens hekk. Motoren 5 er montert til en bæreramme 6 som er dreibart opplagret til et feste 15 i båtens hekkparti. En arbeidssylinder 16 er anordnet mellom båtens bunn og bærerammen 6 nær dens fremre ende.

En første drivaksel 1 står i drivende forbindelse med motorens kraftuttak 7, dvs. motorens veivaksel, via en kraftoverøfringsenhet 9 og en kopling så som en clutch 8. Kraftoverføringsenheten 9 består i enkelthet av et øvre og nedre remhjul 14,14' som er forbundet med hverandre med en tannrem 13. Remhjulene 14,14' er opplagret i respektive kulelagre. Drivakselen 1 er opplagret i sin fremre ende i det samme kulelager som det nedre remhjul 14' og drivakselen 1 er direkte koplet til det nedre remhjul 14'. Den første drivaksel 1 er også opplagret i et andre kulelager nær båtens hekk. Drivakselen 1 strekker seg videre bakover gjennom båtens hekk og er avtettet med en gjennomføirngsmuffe 17 som hindrer vanninntrengning. Drivakselen 1 er opplagret i bakkant med et tredje lager og en propell 3 er festet til drivakselens 1 bakre ende. Lagrene er med fordel av typen som er lukket og innsatt med fett. På hver side av propellen 3 er det anordnet respektive ror 12. Kun det ene ror 12 er vist.

En andre drivaksel 2 er også montert til motorens 5 kraftuttak 7', dvs. veivaksel, men i motorens 5 fremre ende, og den andre drivaksel 2 ligger høyere enn den første drivaksel 1. Den andre drivaksel 2 står i direkte forbindelse med en vannturbin 4 og disse komponenter ligger inne i en omsluttende kappe 18. Drivakselen 2 er opplagret til kappen 18 i et fremre og bakre kulelager. Kappen 18 strekker seg gjennom båtens hekkparti og er utvendig avtettet med en andre muffe 19. Kappen 18 har en åpning 20 som vender nedad og fungerer som et oppsug for vann. Kappen 18 har også en turbinåpning 24 som vender bakover. Videre er det anordnet en skovl 21 som kan felles ned når det er behov for bakking av båten. Rorene 12 strekker seg helt opp til sidene av turbinåpningen 24.

En stiver 22 er festet til kappen 18 og rager ned mot den første drivaksel 1 og holder dens bakre kulelager. Fra kappen 18 og stiveren 22 er det anordnet respektive utstikkende armer 23, 23' som holder rorene 12. Rorene 12 er svingbart festet til armene 23,23'.

Fremdriftsaggregatets 10 funksjon og manøvrering vil nå bli beskrevet. Ved normal fremdrift av båten, dvs. fra om lag 4 knop og oppover blir propellen 3 benyttet. Som vi ser finnes det ikke noen girveksel med de effekttap den måtte gi. Propellens 3 drivaksel 1 står i direkte forbindelse med motorens 5 veivaksel, men kan sjaltes til og fra ved hjelp av clutchen 8. Dersom det er ønsket med et visst utvekslingsforhold mellom motorens turtall og drivakselens 1 omdreining kan dette skapes ved å ha forskjellig diameter på det øvre og nedre remhjul 14,14'. Dette er imidlertid forhold som bør avstemmes for hver enkelt båt med hensyn til parametrene; motorytelse, propelltype, skrogkonstruksjon og båtstørrelse. Dette vil imidlertid ikke bli nærmere berørt her.

Ved langsom fremdrift av båten, for eksempel når den skal buksere inn til kai, eller ved dorgefiske, blir vannturbinen 4 benyttet. Vannturbinen 4 henter vannet fra oppsuget 20 og trekker det gjennom turbinen 4 og sender det ut gjennom turbinåpningen 24 i bakenden av kappen 18. Ved bakking blir bakkeskovlen 21 ført ned foran tobinåpningen 24 og vender dermed vannstrømmen som sendes ut fra åpningen 24 fremover. En nærmer omtale av fire driftstilstander vil bli beskrevet senere sammen med fig.3A-3D.

En andre utførelsesform av fremdriftsaggregatet 10' vil nå bli beskrevet i forbindelse med fig.2. De komponenter som tilsvarer de i fig.l er gitt de samme henvisningstall og blir ikke beskrevet på nytt i detalj. Motoren 5 er som før plassert i en bæreramme 6 som kan svinge om en horisontal akse gjennom festet 15.

Hovedforskjellen mellom de to utførelsesformer er at motoren 5 nå står "riktig" vei med fronten pekende i båtens fartsretning og kraftoverføringsenheten 9 plassert i bakkant nær båtens hekk. En kopling, eller en clutch, er også til stede. Den er ikke inntegnet, men kan enten være plassert oppe ved det først remhjul 14 eller nede ved det andre remhjul 14'. Den andre drivaksel 2 står som før i direkte forbindelse med motorens 5 veivaksel. Den første drivaksel 1 er vesentlig innkortet i forhold til den vist i fig. 1 og har bare to opplagringer.

Kappen 18 er noe modifisert for tilpasning til kraftoverføringsenheten 9, men er ellers helt tilsvarende den i vist i fig.l. For illustrasjonsformål er roret 12 litt annerledes utformet og plassert i fig.2. Turbinåpningen 24 vil i denne utførelse være i form av en vendbar dyse som blir benyttet til manøvrering av båten ved lave hastigheter og bakking (sammen med skovlen 21). Roret 12, som nå er ett enkelt ett, blir benyttet ved høyere hastigheter.

Fordelen med denne utførelsen er at den gir en mer kompakt enhet med en vesentlig kortere første drivaksling 1 enn den første utførelse. En fordel med den første utførelsen vil vær muligheten for en lavere byggehøyde, dvs. lavest mulig tyngdepunkt ved motorens plassering nær båtens bunn.

Det vises nå til fig.3 A-3D som viser fire driftstilstander. Fig.3 A viser sakte fart, for eksempel 0-4 knop, ved bruk av vannturbinen og propelldriften utkoplet. Kappen 18 med oppsuget 20 er fullstendig neddykket i vannet, kfr vannlinjen W. Denne figur vil også være typisk for bakking, bortsett fra at skovlen 21 vil være dreid ned over turbinåpningen 24. Fig.3B viser halvplanende fart og hvordan vannlinjen W da står. Farten vil typisk være i området 4-15 knop. Propellen 3 er tilkoplet, men har forholdsvis lavt omdreiningstall. Ved en viss fart vil vannturbinen 4 slippe i det oppsuget 20 løftes opp av vannet. Fig.3C viser planende fart og hvordan vannlinjen W da går. Typisk fart vil være 15-25 knop. Propellen 3 har høyere omdreiningstall og vannturbinen 4 med oppsuget 20 er helt ute av vannet. Vannturbinen 4 vil fortsatt rotere, ettersom den er direkte koplet til kraftuttaket, men har ingen funksjon. Fig.3D viser superfart og hvordan vannlinjen W da går. Typisk fart vil være over 25 knop. Propellen 3 har høyt omdreiningstall og vannturbinen 4 roterer, men turbinen er ikke i funksjon. For å oppnå denne tilstand må man normalt ta i bruk en overflatepropell.

Det skal forstås at fremdriftsaggregatet kan kombineres på mange måter med tanke på antall motorer, motorenes plassering, type motorer så som rekke- og V-motorer, antall propellakslinger og deres rotasjonsretning. Fig 4A-D illustrerer noen slike kombinasjonsmuligheter. Fig.4A viser én motor og én propellaksling. Pilene viser rotasjonsretningen. Fig.4B viser én motor og to propellakslinger og tilhørende rotasjonsretninger. Merk at det behøves et tannhjul eller lignende for å omkaste retningen på den ene akslingen. Alltid når det er snakk om to propeller, bør de rotere hver sin vei for å unngå at båten trekker til siden.

Fig 4C viser to motorer og én drivaksling. En variant av fremdriftsaggregatet vist i fig.4C, er to motorer som driver hver sin propellaksling der den ene aksling ligger sentralt inne i den andre, et duo prop aggregat. I duo prop aggregater vil propellene rotere i motsatte retninger. Fig.4D viser to motorer og to drivakslinger. Pilene viser rotasjonsretninger. Videre er det mulig å arrangere to (eller flere) motorer etter hverandre og drive en eller to akslinger som illustrert for øvrig i fig.4A-4D.

Claims (10)

1. Fremdriftsaggregat for båt av planende type, hvilket aggregat (10) innbefatter minst én innenbordsmotor (5) som står i en bæreramme (6), minst én første drivaksel (1) med en propell (3) som går gjennom båtskroget (11) i båtens hekkparti og minst ett ror (12), karakterisert ved at aggregatet (10) innbefatter en andre drivaksel (2) som går gjennom båtens hekkparti og driver en vannturbin (4), at den første drivaksel (1) står i direkte forbindelse med motorens (5) kraftuttak (7) via en utløsbar kopling (8) og har funksjon kun ved fremdrift forover over en viss hastighet, og at den andre drivaksel (2) også står i forbindelse med motorens (5) kraftuttak (7') og ligger høyere enn propellen (3) og har funksjon som fremdrift forover ved lave hastigheter og ved bakking.

2. Fremdriftsaggregat som angitt i krav 1, karakterisert v e d at propellen (3) er en konvensjonell båtpropell, alternativt en overflatepropell av typen beregnet for speedbåter.

3. Fremdriftsaggregat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den minst ene motoren (5) har kraftuttaket (7) for den første drivaksel (1) rettet forover i båten, at den første drivaksel (1) er forlenget til kraftuttaket (7) og forbundet med dette via en kraftoverføringsenhet (9), og kraftuttaket (7') for den andre drivaksel (2) er rettet bakover (fig.l).

4: Fremdriftsaggregat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert v e d at den minst ene motorens (5) kraftuttak (7) er felles for den første og den andre drivaksel (1,2) og er rettet bakover i båten og den første drivaksel (1) står i forbindelse med kraftuttaket (7) via en kraftoverføringsenhet (9) (fig.2).

5. Fremdriftsaggregat som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at kraftoverføringsenheten (9) er i form av en tannrem (13) og to opplagrede remhjul (14,14') som tannremmen (13) løper over.

6. Fremdriftsaggregat som angitt i ett av kravene 1-5, karakterisert ved at en tredje drivaksel som tilsvarer den første drivaksel, er anordnet ved siden av og i avstand fra den første drivaksel, men i samme høyde, og kraftoverføringsenheten er slik innrettet at akslene roterer i hver sin retning.

7. Fremdriftsaggregat som angitt i ett av kravene 1-5, karakterisert ved at aggregatet har to innenbordsmotorer plassert ved siden av hverandre og er slik innrettet at de har hver sin drivaksel med hver sin propell som roterer i hver sin retning.

8. Fremdriftsaggregat som angitt i ett av kravene 1-5, karakterisert ved at aggregatet har to innenbordsmotorer plassert ved siden av hverandre og er slik innrettet at de har felles drivaksel og propell.

9. Fremdriftsaggregat som angitt i ett av kravene 1-8, karakterisert ved at fremdriftsaggregatet er tiltbart om en hovedsakelig horisontal akse som ligger nær båtens hekkparti.

10. Fremdriftsaggregat som angitt i krav 9, karakterisert v e d at fremdriftsaggregatet er tiltbart om den hovedsakelig horisontal akse ved hjelp av minst en arbeidssylinder plassert nær bærerammens fremre ende.