SE467536B - Anordning foer inriktning till olika vinkellaegen av en vattengaaende farkosts drivorgan - Google Patents

Description

467 556' 10 15 20 25 30 I olika utföranden av drivmekanismer till båtar av känt utförande resp. med anordningen applicerad vid drivaggregatet. _ I utförandet i fig. 1 ingår en stomhylsa 1, som antages vara fast förankrad i en båts skrov. I anordningen ingår en första hylsa 2, som är vridbar kring en axel a, vilken är koaxiell med den utgående driv- axeln 3 från båtens drivaggregat. Hylsan 2 är försedd med en kuggrad 4, som sträcker sig invändigt i hylsans 2 tvärled. I ingrepp med denna kuggrad 4 är anordnat ett kuggdrev 5, vilket är förbundet med en vrid- stång 6 eller vridkabel. Med hjälp av denna vridstång 6 är hylsan 2 vridbar i ena eller motsatta riktningen kring sin centrumaxel a. Hyl- san 2 är försedd med ett parti 7, som bildar vinkel med hylsans vrid- ningsaxel a.

I anordningen ingår vidare en andra hylsa 8. Ut genom denna hylsa 8 sträcker sig från en led 9 axeln 10 till båtens drivorgan, som kan antagas vara en propeller. Drivaxeln 10 sträcker sig ut ur hylsan 8 i en riktning, som bildar vinkel med denna hylsas 8 vridningsaxel b.

Hylsan 8 är vid sitt inre kantparti utformad med en kuggkrans 11.

I det i fig. 1 - 3 visade utförandet av anordningen ingår även en tredje hylsa 12. Denna är vridbar koaxiellt med den första hylsan 2 och likaledes vid sitt ena kantparti utformad med en kuggkrans 13, vilken till en del står i ingrepp med den andra hylsans 8 kuggkrans 11.

Den tredje hylsan 12 är i likhet med den första hylsan 2 försedd med en invändig kuggrad 14, som sträcker sig i hylsans 12 tvärled. Ett kugg- drev 15 står i ingrepp med denna kuggrad 14 och är förbundet med en vridstång 16 eller vridkabel. Den tredje hylsan 12 är anordnad att vid vridning av densamma i någondera riktningen med hjälp av vridstången 16 bringa den andra hylsan 8 att rotera i samma riktning. Härvid bringas drivorganets axel 10 att beskriva en rörelse, som bildar en konformad rotationskropp k.

Fig. 2 och 3 kan antagas visa anordningen i horisontella längd- snitt, vilket innebär, att man ser anordningen uppifrån. Fig. 2 visar därvid ett inställningsläge, där båten gör en maximal gir åt babord, 10 15 20 25 30 35 - , 467 556 medan fig. 3 visar ett instäiiningsiäge, där båten drives rakt fram.

Genom en reïativvridning meiian hy1sorna 2 och 8 kan man såïedes åstad- komma ett godtyckiigt vinkeïiäge hos drivaxeïn-10 inom den tänkta konen k.

I fig. 4 visas ett utförande, där anordningen iigger innesïuten i en manschett 17. Vid detta utförande saknas den tredje hylsan 12. I stäïiet är den första hylsan 2 iiksom den andra hyïsan 8 försedda med en utvändig tvärgående kuggrad 18 resp. 19. I hyïsans 2 kuggrad 18 ingriper ett tvärs hyïsans 2 vridningsaxeï vridbart snäckdrev 20, och i hyisans 8 kuggrad 19 ingriper på motsvarande sätt ett snäckdrev 21.

Genom vridning av en ti11 resp. snäckdrev 20, 21 icke visad vridstång e11er vridkabei åstadkommer man en reiativvridning me11an hyïsorna 2 och 8 och därmed en instäiining av drivaxeïn 10 på samma sätt som vid utförandet enïigt fig. 1. En motsvarande vridning av hyïsorna 2 och 8 erhåiïes, om snäckdreven 20 och 21 ersättes av kuggstänqer, som är för- skjutbara i sin ïängdriktning medeïst drag/tryckstänger e11er medeist i böjiiga höïjen fram och åter röriiga kab1ar.

I fig. 5 visas ett tredje utförande, där på drivaxeïn 10 är påsatt en propeïïer 22. Hyisorna 2 och 8 har här annat utseende, men har principielit samma funktion, varför samma hänvisningsbeteckninqar har fått kvarstå. I ïikhet med utförandet eniigt fig. 1 - 3 vrides här hyisorna 2 och 8 reïativt varandra med hjäïp av vridstänqer 23 resp. 24, som via ett kuggdrev 25 resp. 26 står i ingrepp med en invändig kuggrad 27 resp. 28. Det som väsent1igen skiïjer detta utförande från de båda andra är, att me11an drivmotorns utgående axe1 3 och propeiïerns 22 drivaxei 10 är insatt en kardanaxei 29. Denna biidar vinke1 med såväï den utgående axe1n 3 som propeiierns 22 axei 10.

Detta utförande är främst avsett att komma ti11 användning vid större motordrivna fartyg, där påkänningarna på drivaggregatet är väsentiiqt större än vid mindre båtar och där beïastningen på en enda 1ed, såsom ieden 9 vid utförandet eniigt fig. 1 - 3, sku11e kunna b1i väi hård.

De i fig. 1 - 5 visade utförandena har såsom gemensamt känne- tecken, att samtiiga rotationsaxiar, dvs. såväi drivaxeins 3 som hyi- sornas 2 och 8 rotationsaxiar a resp. b, skär varandra i en punkt i ïeden 9. Förde1en med dessa utföranden är - när kraftöverförinqen är icke ailtför stor - att man har en enkei överföring av såväi rotation 467 536' 10 15 20 25 30 som kraft till propellern via en enda ledknut 9. Detta innebär i sin tur, att axiella krafter på propelleraxeln 10 ej förorsakar vridande moment på hylsorna 2 och 8. Härigenom skapas förutsättning för en lätt styrning och inställning i olika vinkellägen.

För att funktionen hos uppfinningen lättare skall förstås, skall densamma beskrivas i det följande med hänvisning till vektordiagrammen enligt fig. 6 - 19. Samtidigt hänvisas till fig. 2, där med ck be- tecknas vinkeln mellan den första hylsans 2 vridningsaxel a och den andra hylsans 8 vridningsaxel b samt med ß betecknas vinkeln mellan den andra hylsans 8 vridningsaxel b och propellerdrivaxeln 10.

I vektordiagrammen representerar en vektors längd motsvarande vinkel, t.ex. vinkeln ot för hylsan 2, och vektorns lutning representerar direkt motsvarande hylsas läge i "vridled“. Vektordiagrammen utgör ett koordinatsystem, där axlarna graderas i vinkelmått. Origo represente- rar "kurs rakt fram" samt ingen lyftverkan vare sig nedåt eller uppåt på båtens skrov.

I fig. 6 har vektorn "H1" inlagts godtyckligt i diagrammet. Vek- torn är visad "040 lång" och är utvri den en vinkel S° från lodplanet.

En propeller på en axel med denna höjdvinkel och riktning skulle ge en båt styrbordsgir samt en viss lyftverkan hos båtens akter (trimning).

Såsom visas med en streckad linje i fig. 6 kan vektorn H1 "snurra ett helt varv", dvs. vinkeln 9 kan antaga vilket värde som helst.

Såsom visas i fig. 2 har vi emellertid ytterligare en vinkel till förfogande, nämligen ß Då hylsan 8 i alla lägen verkar i vinkel relativt hylsan 2, måste vi när det gäller vinkeln 9 utgå från vektorns H1 spets, när vi kompletterar diagrammet.

I fig. 7 åskådliggöres detta, där en andra vektor H2 har givits samma längd som H1, exempelvis N = ß = 150. Maximal utslagsvinkel 300 åskådliggöres genom att båda vektorerna H1 och H2 lutar i samma rikt- ning, dvs. ¶'='? . Diagrammet åskådliggör samtidigt, att båten i detta inställningsläge drivesbv ca 250 åt höger och dessutom lyftes mycket kraftigt i aktern. Detta inställningsläge är således orea- 10 15 20 25 30 - få 467 sas ïistiskt och har därför endast visats för att skiïdra, hur diagrammet ska11 toïkas.

Om vi önskar ge båten t.ex. 250 roderutslag åt höger men utan att samtidigt Iyfta aktern, göres en vinke1instä11ning i enïighet med fig. 8.

I fig. 9 åskådïiggöres ett vinkeïinstäïïningsiäge 50 vänster, återigen utan någon ïyftkraft i aktern.

I fig. 10 har åskådïiggjorts att piïspetsen på H2 utan besvär kan gïida utefter axeln höjd = 0.

Om man 1 stä11et endast önskar ïyfta aktern (dvs. ei samtidigt svänga båten), är detta-iikafuiit möjiigt, viiket åskåaiiqgares 1 fig. 11.

Givetvis är det nödvändigt att även kunna stvra båten, medan den är trimmad, såsom visats i fig. 11. Man kan då få ett vektordiagram enïigt fig. 12, där såsom exempeï visats en högersväng av 200.

Här kan det vara värt att nämna, att varje önskat ïäge av styr- ning och höjdinstäïïning kan uppnås på två sätt. Läget enïigt fig. 12 kan såïedes även uppnås vid ett annat re1ativt instä11nings1äge me11an hyïsorna 2 och 8, såsom skiïdrats i fig. 13.

Om man sku11e önska en obetydiig trimvinkel (ïyftkraft i aktern), ïåt oss säga endast en grad, uppstår emeïïertid praktiska prob1em. Vid samtidig styrning genom små sidoröreïser, som pendïar över iäget "rakt fram", b1ír utsïagsvinkïarna *P och Y stora och "oro'liga“, se fig. 14, t. 15 och 16.

En lösning på detta prob1em är att he1a anordningen Iutas en “1agom“ fast vinkeï reïativt båtens bottenpïan. En sådan ïutnings- vinkeï är för övrigt aïïmänt brukïig, när en motoraxe1 tränger ut genom en båts bottenskrov. I vårt vektordiagram får vi då fïytta rotations- centrum för H1 från origo ti11 ett 1äge under origo motsvarande denna vinkeï, t.ex. 80 nedåt, såsom visas i fig. 17. Vektorerna H1 och H2 antages fortfarande vara 1ika ïånga, exempeïvis 150. Vektorn H2 har i fig. 17 givits ett 1äge motsvarande 200 gir åt höger och ingen 1yft- kraft i båtens akter. Med en så instä11d anordning b1ir hvïsornas 2 467 556' 10 15 20 25 30 och 8 svängningsröreiser och tillhörande vinkeiaccelerationer mått- liga.

I fig. 18 visas en annan variant med det fasta vinkeiinstäli- ningsiäget av 80. Det instyrda läget är här “rakt fram" och höjdtrim- ning ungefär lika med 30.

I fig. 19 slutligen visas en variant av inställningsläget i fig. 18. Här visas förutom höjdtrimningen en svag högergir. Jämför denna instyrning som är väsentligt "lugnare" än de enligt fig. 14, 15 och 16.

I de återstående figurerna har visats ett antal tillämpnings- exempei för att åskådliggöra den enklare uppbyggnaden som erfordras med anordningen enligt uppfinningen än vid tidigare känd teknik. I fig. 20 visas ett konventionellt utförande med en fast propeileraxel 30, roder 31 och ett eller fiera med hjälp av koivcyiindrar 32 inställbara trim- plan 33. I I fig. 21 visas som jämförelse anordningen 34, som ersätter samt- liga inställningsmekanismer enligt fig. 20.

I fig. 22 visas en utombordsmotor 35, som på konventionellt sätt via en led 36 är upphängd i en båt.

I fig. 23 visas hur en motsvarande utombordsmotor kan vara fast monterad i båten, medan anordningen 34.sköter styrningen.

I fig. 24 visas en farkost, som drives av en vattenjetstråie. En särskild mekanism 38 för inställning av jetmunstycket 39 erfordras här.

I fig. 25 visas hur anordningen 34 enligt uppfinningen kan komma till användning även vid denna tillämpning.

I fig. 26 visas en farkost med en ytgående propeller 40 och tili- hörande instäiiningsmekanismer 41 och 42.

I fig. 27 visas hur även i detta fall anordningen 34 enliqt upp- finningen kan komma till användning.

Uppfinningen är icke begränsad till de visade och beskrivna utfö- randena utan kan varieras på ett flertal sätt inom ramen för efter- följande patentkrav. Detta gäller exempelvis de olika mekanismerna för vridning av hyisorna 2 och 12. Hylsan 2 kan således tänkas sträcka sig - 1 ' 467 536 ett stycke in i båtskrovet förbi stomhyïsan 1..Stomhy1san 12 kan på samma sätt tänkas sträcka sig in i båtskrovet förbi hyïsan 2. Ti11 de inre ändpartierna av dessa hyïsor 2 och 12 kan sedan vara ansïuten någon typ av utvändig instälïningsmekanism, såsom en med resp. hyïsa 2 12 fast förbunden vridspak, en omkring nämnda ändparti ti11 hy1san 2 resp. 12 ïöpande, i nabbar ingripande kedja e11er ett kuggdrev, som griper in i en runt hyïsans 2 resp. 12 mante1yta förïöpande kugqrad.

Claims (7)

467 536' 10 15 20 25 30 P A T E N T K R A V ~ c °

1. Anordning för inriktning av en vattengående farkosts driv- organ (22) ti11 godtyckïigt vinkeïïäge inom en tänkt kon (k) med driv- organets ena ände fixerad vid konens (k) spets, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att anordningen utgöres av en första hyïsa (2), som är vridbar kring en axe) (a), viiken skär konens (k) spets, och som uppvisar ett med hyïsan (2) i övrigt vinkei bi1dande parti (7), och att reiativt detta parti (7) är vridbar en andra hyïsa (8), genom viïken nämnda drivorgans (22) axe1 (10) sträcker sig från konens (k) spets ut ur hyïsan (8) i en riktning, som biïdar vinkeï med denna hyïsas (8) vridningsaxe1 (b), vi1ken 1ika1edes skär konens (k) spets.

2. Anordning enïigt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den första hyïsan (2) är försedd med en kuggrad (4), som sträcker sig i hyïsans (2) tvärïed, och att ett kuggdrev (5) är anord- nat i ingrepp med kuggraden (4) och förbundet med en vridstång (6) e11er vridkabe1, med hjäïp av viïken hyïsan (2) är vridbar i ena e11er motsatta riktningen kring sin centrumaxeï.

3. Anordning enïigt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kuggraden (4) är beïägen på hyisans (2) insida och att vridstången (6) e11er -kabeïn sträcker sig para11e11t med hyïsans (2) vridningsaxeï (a).

4. Anordning enïigt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kuggraden (18) är beïägen på hyïsans (2) utsida och att i kuggraden (18) ingriper ett tvärs hyïsans (2) vridningsaxeï vridbart 2 snäckdrev (20).

5. Anordning enïigt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den andra hyïsans (8) från drivorganet vända kantparti är utfonnat med en kuggkrans (11) och att en tredje hylsa (12) är 'r anordnad vridbar koaxie11t med den första hyïsan (2) och ïikaïedes vid f sitt ena kantparti utformad med en kuggkrans (13), viïken ti11 en de1 står i ingrepp med den andra hylsans (8) kuggkrans (11), viïken tredje hyïsa (12) är anordnad att vid vridning av densamma i någondera rikt- ningen bringa den andra hy1san (8) att rotera i samma riktning och där- vid förorsaka drivorganets (22) axe1 (10) att beskriva en röreise, som biïdar en konformad rotationskropp (k). 10 ° W 467 556

6. Anordning enïigt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a'd d ä r a v, att_me11an farkostens drivmotors utgâende_axe1 (3) och driv- organets (22) axe) (10) är anordnad en kardanaxei (29), viiken biidar vinkei med såväi den utgående axeïn (3) som drivorganets (22) axe) (10).

7. Anordning enïigt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den första hyisan (2) sträcker sig in genom farkostens skrov förbi stomhyisan (1) och att den första hyisan (2) vid sitt inre ändparti är försedd med en utvändig vridmekanism, såsom en med hyisan (2) fast förbunden spak, en omkring hyisändnartiet löpande, i nabbar ingripande kedja eiïer ett kuggdrev, som griper in i en runt hyisans (2) manteiyta förlöpande kuggrad.