NO321234B1 - Drivanordning - Google Patents

Description

TEKNISK OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelsen angår en drivanordning i samsvar med innledningen til patentkrav 1.

KJENT TEKNIKK

Drivanordninger for marine fartøyer slik som båter, omfatter vanligvis en eller flere propeller samt ror for å styre båten. For å lette manøvrering av båten i trange farvann er det også kjent posisjoneringspropeller eller thrustere anbrakt vinkelrett på båtens lengderetning, som driver båten sidelengs inn mot for eksempel en kai. Det er også kjent å regulere propellens vertikale vinkel i forhold til båtens last, hastighet etc.

Firmaet Seafury Propulsion Systems Limited ( www. seafurv. com ) har konstruert en drivanordning som kan styres ca 45° til hver side ut fra båtens lengdeakse.

US 6 247 979 angår en drivanordning for en innenbords-Aitenbordsmotor for båt omfattende en første ende dreibart montert på båtens akterspeil og en andre ende omfattende en propell. Propellen er koblet til motoren ved hjelp av en drivaksel anbrakt gjennom et dreibart, vesentlig kuleformet hus. Drivanordningens bevegelse i forhold til skroget skjer om sentrum i det kuleformede huset, og styres hydraulisk gjennom en styrt leddforbindelse. En ulempe ved denne drivanordningen er at den kun kan styres i ett plan på grunn av den styrte leddforbindelsen. Videre er mange av de bevegelige delene, slik som hydrauliske sylindere og leddforbindelser, anbrakt på utsiden av skroget. Dette gjør drivanordningen sårbar for ytre påkjenninger og slitasje. Videre er vedlikehold av de bevegelige delene tungvint.

Drivanordningen kjent under navnet Arnesondrevet ( www. arneson- industries. com') omfatter en propell som kan styres hydraulisk både i vertikal og horisontal retning. Denne drivanordningen oppnår følgelig tre frihetsgrader på drivanordningens bevegelse. En ulempe med denne drivanordningen er at mange av de bevegelige delene, slik som hydrauliske sylindere og leddforbindelser, er anbrakt på utsiden av skroget. Dette gjør drivanordningen sårbar for ytre påkjenninger, slik som korrosjon, støt og liknende, og slitasje. Videre er vedlikehold av de bevegelige delene tungvint, idet båten må bringes opp av sjøen.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en drivanordning som kan styres både horisontalt og vertikalt, hvor vedlikehold og reparasjoner av bevegelige deler kan skje på en enklere måte og hvor disse delene ikke er så sårbare for ytre påkjenninger, slik som korrosjon, støt og liknende, eller slitasje.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelsen angår en drivanordning for marine fartøyer, omfattende en fremdriftsanordning og en styringsanordning anordnet til fartøyet, hvor fremdriftsanordningen og styringsanordningen er forbundet til hverandre ved hjelp av en leddforbindelse, hvor fremdriftsanordningen omfatter en propell koblet til en motor via et universalledd, hvilket er anbrakt i en kuleanordning bevegelig festet i en opplagringsanordning i fartøyet, karakterisert ved at styringsanordningen omfatter en styringssylinder dreibart anbrakt i et vesentlig sylinderformet rom i et styringshus, hvor en første aktuator overfører en relativ bevegelse mellom styringssylinderen og et element gjennom en boring i styringssylinderen og tilveiebringer med dette styring av fremdriftsanordningen i forhold til kuleanordningen i en første retning, og hvor en andre aktuator er festet mellom styringssylinderen og fartøyet og tilveiebringer styring av fremdriftsanordningen i forhold til kuleanordningen i en andre retning.

I et aspekt ved oppfinnelsen har drivanordningen en lengdeakse I til åpningen en vinkel a i forhold til en lengdeakse II til styringssylinderen, hvor vinkelen a er mellom 0 og 90°, mer foretrukket mellom 20° og 80° og enda mer foretrukket mellom 30° og 70°.

I et aspekt ved oppfinnelsen er vinkelen a omtrent 70°.

I et aspekt ved oppfinnelsen er vinkelen a lik 90°.

I et aspekt ved oppfinnelsen omfatter styringssylinderen en utsparing som tilveiebringer en støttefiate for festing mot den første aktuatoren.

I et aspekt ved oppfinnelsen er den første og den andre aktuatoren hydraulisk eller elektrisk drevet.

I et aspekt ved oppfinnelsen omfatter styringshuset en fortrinnsvis oval åpning for gjennomføring av aktuatoren og/eller elementet, hvor lengden til den fortrinnsvis ovale åpningen er tilpasset ønsket sideveis bevegelse av fremdriftsanordningen.

I et aspekt ved oppfinnelsen er huset til den hydrauliske sylinderen som utgjør aktuatoren festet til støtteflaten.

I et aspekt ved oppfinnelsen er huset til den hydrauliske sylinderen som utgjør aktuatoren festet i boringen.

I et aspekt ved oppfinnelsen utgjøres elementet av en stempelstang i den hydrauliske sylinderen, hvor denne minst delvis beveger seg gjennom boringen.

I et aspekt ved oppfinnelsen omfatter styringssylinderen en vesentlig buet utsparing ved en første åpning i boringen, slik at det dannes en vesentlig sirkulærformet støttefiate omkring åpningen i boringen.

I et aspekt ved oppfinnelsen omfatter styringssylinderen videre en vesentlig kileformet utsparing ved en andre åpning hos boringen, på motsatt side av styringssylinderen i forhold til støtteflaten. 1 et aspekt ved oppfinnelsen omfatter styringsanordningen en festeanordning, hvor festeanordningen omfatter et vesentlig sylinderformet hus med et nedre gjenget endeparti, en øvre ende med en brakett for festing til den første aktuatoren og et kileformet, radialt utragende parti, i form tilpasset den vesentlig kileformede utsparingen i styringssylinderen.

I et aspekt ved oppfinnelsen er det under det kileformede, utragende partiet anbrakt en festeanordning for festing av den andre aktuatoren til styringssylinderen.

I samsvar med oppfinnelsen oppnås en drivanordning som er styrbar med tre frihetsgrader, hvor hydrauliske sylindere og andre deler er anbrakt på innsiden av skroget til båten. Dette gjør at drivanordningen er mindre sårbar for ytre påkjenninger, og at vedlikehold og reparasjoner av drivanordningen kan skje på en enklere måte.

DETAUERT BESKRIVELSE

I det følgende vil en utførelsesform av oppfinnelsen bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser drivanordningen i perspektiv; Fig. 2 viser et tverrsnitt av fremdriftsanordningen; Fig. 3 viser et perspektivriss av styringsanordningen; Fig. 4 viser et perspektivriss av styringshuset; Fig. 5 viser et perspektivriss av styringssylinderen; Fig. 6 viser et tverrsnitt av styringssylinderen; Fig. 7 viser en skisse av festeanordningen for feste av den første og andre aktuatoren til styringssylinderen; og

Fig. 8 viser et splittriss av festeanordningen vist i fig. 7.

I fig. 1 er en drivanordning 1 i samsvar med oppfinnelsen vist. Drivanordningen er denne utførelsesformen er ment montert til et skrog i akterenden hos en båt, og omfatter en fremdriftsanordning 2 og en styringsanordning 3. Styringsanordningen 3 er koblet til fremdriftsanordningen 2 ved hjelp av en leddforbindelse 4. Det er fortrinnsvis anbrakt en flens 7 på utsiden av fremdriftsanordningen 2, til denne kan det festes en skjerm eller plate (ikke vist) for styring av vannstrømmen som passerer under båten forbi propellen på fremdriftsanordningen 2.

I fig. 2 er fremdriftsanordningen 2 vist i detalj. Fremdriftsanordningen 2 omfatter en propell 20 koblet til en aksling 22 som igjen er koblet til et universalledd 24 ved hjelp av en splineaksling. Akslingen 22 er støttet i et trustlager 28. Universalleddet 24 er videre koblet til en drivaksel 30 koblet til en motor (ikke vist). Drivakselen 30 er opplagret i et støttelager 32.

Fremdriftsanordningen 2 er fastgjort i forhold til et skrog 38 ved hjelp av en opplagringsanordning 34, som har et innvendig buet område tilpasset til delvis å omgi en vesentlig kuleformet kuleanordning 40, som omgir universalleddet 24. Mellom opplagringsanordning 34 og kuleanordningen 40 er det anbrakt en rekke pakninger for tetning mot vanninntrengning fra sjøen. Kuleanordningen 40 omslutter universalleddet 24 og deler av akslingen 22.

Kuleanordningen 40 omfatter videre en flens 42 for feste til en flens 44 dannet i en første ende hos et ytre hus 46.1 en andre ende av det ytre huset 46 er propellen 20 festet til akslingen 22. Det er anbrakt en rekke pakninger både mellom flensene 42 og 44, og mellom den andre enden av huset 46 og akslingen 22 for å hindre vanninntrengning fra sjøen.

En distansehylse 48 er anbrakt innvendig i huset 46, aksialt mellom flensen 42 og trustlageret 28, for å støtte trustlageret 28 mot en innvendig radiell kant i huset 46.

Kuleanordningen 40, og følgelig også fremdriftsanordningen 2, kan beveges i forhold til opplagringsanordning 34 både i horisontal og vertikal retning. Universalleddet 24 sørger for at kraften fortsatt overføres fra motoren via akslingen 22 til propellen 20.

Styringsanordningen 3 vil nå bli beskrevet med henvisning til fig. 3-6. Styringsanordningen 3 omfatter en styringssylinder 60 som er dreibart anbrakt om sin lengdeakse II i et styringshus 62.

Styringssylinderen 60 er vesentlig sylinderformet (se fig. 5) og omfatter en gjennomgående, fortrinnsvis sylindrisk boring 64 med en lengdeakse I. Lengdeaksen I har fortrinnsvis en vinkel a i forhold til lengdeaksen II hos styringssylinderen 60. Nært en åpning i boringen 64 er det fortrinnsvis anbrakt en vesentlig buet utsparing 66, slik at det dannes en vesentlig sirkulærformet støttefiate 68 omkring åpningen i boringen 64. Nært en andre åpning hos boringen 64, på motsatt side av styringssylinderen 60 i forhold til støtteflaten 68, er det fortrinnsvis også anbrakt en fortrinnsvis kileformet utsparing 70.

Vinkelen a er i det foretrukne utførelseseksemplet lik 72°, men kan være mellom 0° og 90°, mer foretrukket mellom 20° og 80° og enda mer foretrukket mellom 30° og 70°.

Styringshuset 62 omfatter et sylinderformet rom 80 tilpasset til å romme styringssylinderen 60 (se fig. 4), med en første og en andre sylindrisk åpning 83, 85 for enkelt å kunne anbringe styringssylinderen 60 i styringshuset 62. Det skal bemerkes at i det følgende henviser innvendig og utvendig til innvendig og utvendig i forhold til skroget 38 til båten. Styringshuset 62 omfatter altså en utvendig, vesentlig oval åpning 82 med en bredde tilpasset størrelsen til boringen 64 hos styringssylinderen 60. Lengden er den vesentlig ovale åpningen 82 er bestemt av ønsket sideveis bevegelse for fremdriftsanordningen 2. Fortrinnsvis kan fremdriftsanordningen 2 styres til mellom 30° og 60° ut fra normal kjøreretning til båten.

Videre omfatter styringshuset 62 en innvendig åpning 84 på motsatt side av den utvendige åpningen 82. Den utvendige åpningen 82 vender ut mot propellen 20 mens den innvendige åpningen 84 vender inn mot åpningen i skroget 38. Flaten angitt med pilen 86 er altså flaten som legges inntil skroget 38, og som festes ved hjelp av festemidler gjennom festeåpninger 88 i styringshuset 62 til skroget 38.

Det henvises nå til fig. 3 igjen. Styringssylinderen 60 er her anbrakt i styringshuset 62, og de første og andre åpningene 83, 85 er lukket ved hjelp av sylindriske deksler 93, 95.

Styringsanordningen 3 omfatter videre en første aktuator 92. Den første aktuatoren 92 er fast festet relativt styringssylinderen 60 via boringen 64. Denne festingen skjer fortrinnsvis ved fastspenning mellom den sirkulærformede støtteflaten 68 og utsparingen 70 for å oppta krefter som virker langs aksen I.

En festeanordning 72 for festing av den første og andre aktuatoren til styringssylinderen 60 er vist i fig. 7 og 8. Festeanordningen 92 omfatter et vesentlig sylinderformet hus 73 med et nedre, gjenget endeparti 74 og en øvre ende med en brakett 75 for festing til eksempelvis en hydraulisk sylinder 95 (vist i fig. 3). Videre omfatter festeanordningen 92 et kileformet, radialt utragende parti 76, i form tilpasset den kileformede utsparingen 70 i styringssylinderen 60. Under det kileformede, utragende partiet 76 er det anbrakt en festeanordning 77. Festeanordningen 77 er fortrinnsvis sveiset fast til det utragende partiet 76 (fig. 7).

Festeanordningen 72 festes til styringssylinderen 60 ved å stikke endepartiet 74 ned gjennom boringen 64 til det kileformede, radialt utragende partiet 76 er støttet i den kileformede utsparingen 70. Dette utføres selvfølgelig etter at styringssylinderen 60 er anbrakt i styringshuset 62. Endepartiet 74 vil nå rage et stykke ut av munningen i boringen 64, hvoretter en innvendig gjenget mutter 78 eller likende (vist i fig. 1) skrus fast til det utvendig gjengede endepartiet 74 slik at mutteren 78 støttes mot støtteflaten 68.

I det foreliggende utførelseseksemplet omfatter den første aktuatoren 92 den hydrauliske sylinderen 95 festet ved hjelp av festeanordningen 72 til styringssylinderen 60. Den første aktuatoren 92 er i stand til å skyve eller trekke et ledd 5 hos leddforbindelsen 4 (se fig. 1) via et element 91, og styrer dermed bevegelsen til fremdriftsanordningen 2 opp eller ned sett i forhold til et horisontalt plan i fig. 1. Elementet 91 er eksempelvis en stempelstang i den hydrauliske sylinderen 95.

Styringsanordningen 3 omfatter fortrinnsvis også en andre aktuator (ikke vist), festet mellom en festebrakett 94, som er festet via festeanordningen 77 til styringssylinderen 60 (se fig. 3), og en festebrakett 96, som er festet innvendig i båten, fortrinnsvis til skroget 38. Den andre aktuatoren er i stand til å skyve eller trekke festebraketten 94 relativt festebraketten 96, noe som fører til at styringssylinderen 60 vil dreie inne i styringssylinderen 60 og føre til en sideveis bevegelse av fremdriftsanordningen 2 sett i forhold til fig. 1.

Den første og andre aktuatoren 92 er fortrinnsvis hydraulisk drevet, men kan også være elektrisk drevet. Den første aktuatoren 92 er fortrinnsvis forsynt med hydraulisk eller elektrisk kraft via fleksible slanger eller ledninger som ikke hindrer den sidevei se bevegelsen forårsaket av den andre aktuatoren.

Det skal bemerkes at styringsanordningen 3 videre omfatter en rekke pakninger mellom denne og båten, samt mellom de ulike elementene hos styringssylinderen 60 for å sikre at vann ikke trenger inn i båten. Det er også anbrakt smørenipler i styringshuset 62, for å tilveiebringe en smørefilm mellom sylinderhuset 62 og styringssylinderen 60.

Leddforbindelseh 4 omfatter leddet 5 og et ledd 6 fast festet til fremdriftsanordningen 2, slik at leddforbindelsen altså kan dreie om to dreieakser vinkelrett på samme plan (det vil si planet gjennom fremdriftsanordningen 2 og aktuatoren 92). Leddforbindelsen 4 overfører krefter i sideveis retning i fig. 1.

Med en drivanordning i samsvar med beskrivelsen ovenfor oppnås følgelig at fremdriftsanordningen 2 kan styres uavhengig opp/ned og sideveis (relativt i forhold til fig. 1) og følgelig oppnås tre frihetsgrader for dennes bevegelse. Videre er hele det hydrauliske eller elektriske systemet anbrakt på innsiden av skroget, noe som gjør drivanordningen mindre sårbar for ytre påkjenninger og korrosjon og medfører enklere vedlikehold og reparasjoner.

Det er klart at en fagmann på området enkelt vil kunne tilveiebringe variasjoner av den foreliggende oppfinnelsen innenfor rammene av patentkravene. En rekke modifikasjoner er mulig.

Orienteringen til styringsanordningen 3 er ikke vesentlig for anvendelse av den foreliggende oppfinnelsen. Lengderetningen II til styringssylinderen 60 kan både være sammenfallende med båtens vertikalakse, båtens horisontalakse eller enhver posisjon mellom disse. For eksempel dersom styringsanordningen 3 er snudd vinkelrett i forhold til det som er vist i fig. I, vil vinkelen a mellom aksen I og II for eksempel være lik 90°, hvor den første aktuatoren vil styre sideveis bevegelse og den andre aktuatoren vil styre oppover/nedover-rettet bevegelse.

Det kan også tenkes at planet merket med pila 86 er festet til innsiden av skroget 38, og at styringssylinderen 60 på denne måten også er anbrakt innvendig i båten. Det er også mulig å la hele kuleanordningen 40 og oppiagringsanordningen 34 være anbrakt på utsiden av skroget.

Boringen 64 behøver ikke være sylinderformet, men kan ha enhver passende tverrsnittsform.

Claims (14)

1. Drivanordning for marine fartøyer, omfattende en fremdriftsanordning (2) og en styringsanordning (3) anordnet til fartøyet, hvor fremdriftsanordningen (2) og styringsanordningen (3) er forbundet til hverandre ved hjelp av en leddforbindelse (4), hvor fremdriftsanordningen (2) omfatter en propell (20) koblet til en motor via et universalledd (24), hvilket er anbrakt i en kuleanordning (40) bevegelig festet i en opplagringsanordning (34) i fartøyet, karakterisert ved at styringsanordningen (3) omfatter en styringssylinder (60) dreibart anbrakt i et vesentlig sylinderformet rom (80) i et styringshus (62), hvor en første aktuator (92) overfører en relativ bevegelse mellom styringssylinderen (60) og et element (91) gjennom en boring (64) i styringssylinderen (60) og tilveiebringer med dette styring av fremdriftsanordningen (2) i forhold til kuleanordningen (40) i en første retning, og hvor en andre aktuator er festet mellom styringssylinderen (60) og fartøyet og tilveiebringer styring av fremdriftsanordningen (2) i forhold til kuleanordningen (40) i en andre retning.

2. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at en lengdeakse I til åpningen (64) har en vinkel a i forhold til en lengdeakse II til styringssylinderen (60), hvor vinkelen a er mellom 0 og 90°, mer foretrukket mellom 20° og 80° og enda mer foretrukket mellom 30° og 70°.

3. Drivanordning i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved at vinkelen a er omtrent 70°.

4. Drivanordning i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved at vinkelen a er lik 90°.

5. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at styringssylinderen (60) omfatter en utsparing (66) som tilveiebringer en støttefiate (68) for festing mot den første aktuatoren (92).

6. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at den første og den andre aktuatoren er hydraulisk eller elektrisk drevet.

7. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at styringshuset (62) omfatter en fortrinnsvis oval åpning (82) for gjennomføring av aktuatoren (92) og/eller elementet (91), hvor lengden til den fortrinnsvis ovale åpningen (82) er tilpasset ønsket sideveis bevegelse av fremdriftsanordningen (2).

8. Drivanordning i samsvar med patentkrav 5, karakterisert ved at huset til den hydrauliske sylinderen som utgjør aktuatoren (92) er festet til støtteflaten (64).

9. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at huset til den hydrauliske sylinderen som utgjør aktuatoren (92) er festet i boringen (64).

10. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at elementet (91) utgjøres av en stempelstang i den hydrauliske sylinderen, hvor denne minst delvis beveger seg gjennom boringen (64).

11. Drivanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at styringssylinderen (60) omfatter en vesentlig buet utsparing (66) ved en første åpning i boringen (64), slik at det dannes en vesentlig sirkulærformet støttefiate (68) omkring åpningen i boringen (64).

12. Drivanordning i samsvar med patentkrav 11, karakterisert ved at styringssylinderen (60) videre omfatter en vesentlig kileformet utsparing (70) ved en andre åpning hos boringen (64), på motsatt side av styringssylinderen (60) i forhold til støtteflaten (68).

13. Drivanordning i samsvar med patentkrav 12, karakterisert ved at styringsanordningen (3) omfatter en festeanordning (72), hvor festeanordningen (72) omfatter et vesentlig sylinderformet hus (73) med et nedre gjenget endeparti (74), en øvre ende med en brakett (75) for festing til den første aktuatoren (92) og et kileformet, radialt utragende parti (76), i form tilpasset den vesentlig kileformede utsparingen (70) i styringssylinderen (60).

14. Drivanordning i samsvar med patentkrav 12, karakterisert ved at det under det kileformede, utragende partiet (76) er det anbrakt en festeanordning (77) for festing av den andre aktuatoren til styringssylinderen (60).