SE518844C2 - Drivaggregat i en båt - Google Patents

Description

IEI ,~ 518 844i 2 Detta uppnås enligt uppfinningen genom att rodret irmefattar ett första roderblad, som är lagrat i undervattenshuset för vridning kring en första vertikal vridningsaxel, och ett andra roderblad, som är lagrat i en akterut vänd kant av det första roderbla- det för vridning relativt det första roderbladet kring en andra vertikal vridningsaxel.

Genom att anordna det forsta roderbladet som ett huvudroder och det andra roder- bladet som en vingklaff på huvudrodret kommer tryckcentrum hos det av undervat- tenshuset och det första och andra roderbladet bildade lateralplanet att förflyttas bakåt, vilket ger en större styrlcraft än om de bägge roderbladen skulle ersättas med ett enda roderblad med samma yta. Det har visat sig att om det andra roderbladet har en yta, som inte är större än ca 30% till 40% av det första roderbladets yta, och det andra roderbladets styrutslag relativ det första roderbladet är lika med det första ro- derbladets styrutslag relativt undervattenshuset räcker ett styrutslag på ca 10° hos vardera roderbladet för att uppnå sarnma styrkraft som vid 20° styrutslag hos ett drev med ett enda roderblad. Ju mindre styrutslaget är desto mindre är risken för kavitation vid gir i höga farter. För att uppnå så stor tryckskillnad som möjligt mel- lan lateralplanets bägge sidor vid gir skall spalten mellan drevets undervattenskropp och det svängbara rodret vara så liten som möjligt. Ju mindre rodrets maximala styr- utslag behöver vara desto enklare är det härvid att åstadkomma en jämn och tät övergång mellan den vingprofilliknande undervattenskroppens bakkant och rodrets frarnkant. Helst skall det vara helt tätt mellan undervattenshuset och det första roderbladet resp mellan det första och det andra roderbladet. l ett föredraget ut- förande är tätningslister inlagda för att helt täta spaltema.

För att dra ytterligare fördel av att en dragande propeller på ett propellerdrev arbetar i ostört vatten framför drevets undervattenskropp och därför ger högre propeller- verkningsgrad än en skjutande propeller är i en föredragen utföringsforrn av drivag- gregatet enligt uppfinningen vinkelväxeln anordnad att motroterande driva två kon- centriska , åtminstone i huvudsak horisontella propelleraxlar med varsin propeller.

På detta sätt kan drivaggregatets totalverkningsgrad höjas ytterligare. Drivaggregat 10 15 20 i 518 844 s av detta slag är särskilt avsedda för snabba båtar i storleksklassen över 40 fot, där dubbelpropellerarrangemanget ger höga prestanda samtidigt som roderarrange- manget med ett huvudroder och ett vingklaffliknaride roder säkerställer god manö- verförrnåga i alla farter.

En annan möjlighet, som ett drev med dragande propellrar erbjuder, är placering av ett avgasutblås i akterkant av undervattenshuset, vilket medför att man bl a kan ut- nyttja den ejektorverkan, som det förbiströmmande vattnet utövar på de utström- mande avgaserna, på samma sätt som när avgasema leds ut genom propellernaven.

När avgasema leds ut i bakkant av undervattenshuset istället för genom naven kan navdiametem reduceras, vilket är fördelaktigt i flera avseenden. Dels minskas mas- san och masskraftema och dels minskas utrymmesbehovet under skrovets botten, vilket innebär att riggbenet kan utformas kortare och följaktligen lättare än om pro- pellrar med avgasutlopp i naven skulle utnyttjas.

Det har visat sig hydrodynamiskt fördelaktigt att även hos ett drev med den ovan be- skrivna kombinationen av ett huvudroder och ett vingklaffliknande roder anordna en i och för sig känd dubbelpropellerkombination med en akterpropeller, som åtmin- stone i högre farter arbetar kaviterande, när förepropellern arbetar icke-kaviterande.

Uppfmningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig.1 visar en schematisk delvis uppskuren sidovy av en utfö- ringsforin av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig.2 en ren sidovy av drivaggre- gatet i fig. 1, fig.3 en perspektivvy av en drivinstallation innefattande två drivaggre- gat enligt fig.1 och 2, fig.4 en sidovy av en annan utföringsforin av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig.5 en perspektiwy av en drivinstallation innefattande två drivaggregat enligt fig.4 och fig.6 ett snitt utefter linjen II-II i fig.2 l fig.1 betecknar l generellt en drivenhet bestående av en motor la och en backslagsmekanism lb, vilka är fixerade mot en inneryta 2 på bottnen 4 av ett båt- skrov. Ett undervattenshus 5 uppvisar en fästplatta 7, vilken är infäst mot en ytteryta 10 15 20 ,:_ 25 518 844~ 4 8 på bottnen 4. Motorn la driver via en vinkelvåxel i backslaget lb en utgående axel 9, som i sin tur via en vinkelväxel irmefattande koniska kugghjul 10, 11 och 12 dri- ver ett par propelleraxlar 13 och 14, av vilka axeln 14 är en hålaxel, genom vilken axeln 13 sträcker sig. Axeln 13 uppbär en propeller 15 med ett nav 15a och blad 15b och axeln 14 en propeller 16 med et nav 16a och blad l6b.

Propelleraxlama 13 och 14 är lagrade i en torpedliknande del 20 av undervattenshu- set 5. Husdelen 21 mellan torpeden och fastplattan 7 har, såsom tydligast framgår av fig.6, en vingliknande profil med svagt välvda sidoytor 21a på ömse sidor om ett vertikalt syrnmetriplan. Vid akterkanten av husdelen 21 är ett forsta roderblad 22a lagrat för vridning kring en vertikal styraxel s'. Roderbladets 22a fiämre ändparti 23 har halvcirkulärt tvärsnitt och inskjuter i en halvcirkulär ränna 24 i husdelen 21, så- som även framgår av fig.3, där styrbords drivaggregat visas med roderbladet avlägs- nat. Roderbladets 22a sidoytor 22b ligger i framkanten i plan med bakkanten av husdelens 21 sidoytor 21a, så att en jämn övergång erhålles mellan husdelen 21 och roderbladet 22a. Såsom framgår av fig. 6 är en tätningslist 63, t ex av gummi, inlagd i ett vertikalt spår i roderbladet 22a för att täta spalten mellan delarna 23 och 24.

Enligt uppfinningen är ett andra roderblad 22c lagrat i akterkanten av det första roderbladet 22a för vridning kring en andra vertikal styraxel s”. Det andra roderbla- det 22c har ett främre ändparti 23a med halvcirkulärt tvärsnitt, som inskjuter i en halvcirkulär rärma 24a i akterkanten av det första roderbladet 22a. Det andra roder- bladet 22c har sidoytor 22d, som i framkanten ligger i plan med det första roderbla- dets sidoytor 22b, så att en jämn övergång erhålles mellan de bägge roderbladen 22a och 22c. En tätningslist motsvarande listen 63 är inlagd i ett vertikalt spår i8 roder- bladet 22c för att täta spalten mellan delarna 23a och 24a.

Det första roderbladet 22a är vridbart kring styraxeln s' medelst en i och för sig känd, icke närmare visad styrmekanism, exempelvis en med roderbladet förbunden styrarm och en mellan styrarmen och ett stationärt element verksam hydraulisk kolv- l0 15 20 518 844' s cylinderanordnjng. De bägge roderbladen är sammankopplade medelst en transmis- sionsanordning, som överför det första roderbladets 22a vridningsrörelse relativt hu- set 21 till vridningsrörelse av det andra roderbladet 22c relativt det första roderbla- det 22a kring styraxeln s”. I fig.6 visas schematiskt en dylik transmissionsanordning bestående av en med det andra roderbladet 22c fast förbunden styrarm 60 och en med plattan 7 förbunden vertikal styrtapp 61, som inskjuter i en gaffelliknande ände 62 av styrarmen 60. Styrtappen 61 kan vara fast förbunden med plattan 7, så att ett visst styrutslag hos det första roderbladet 22a ger ett visst av styrarmens längd bero- ende styrutslag hos det andra roderbladet 22c, exempelvis så att ett visst styrutslag av det först roderbladet en vinkel ot relativt husdelen 21 ger en lika stor vridnings- vinkel ß av det andra roderbladet 22c relativt det första roderbladet 22a. I ett alter- nativt icke visat utförande kan styrtappen 61 vara anordnad att kunna förflyttas i tvärskeppsled, för att möjliggöra vridning av det andra roderbladet 22c utan att det första roderbladet 22a vrids, t ex för trimning vid körning i sidsjö. Tappen 61 kan t ex vara anordnat på en vridbar excenterplatta, vars vridning medför sidoförflytt- ning av tappen 61.

Såsom framgår av figurema ligger akterkanten av det andra roderbladet 22c i höjd med torpedens 20 akterände, där torpeden är utformad med en utblåsöppning 25, i vilken ett avgasrör 26 mynnar. Såsom även framgår av figurema är torpedens akter- kant utformad med en skärm mot det aktra roderbladet 22c för att avskärma roder- bladet från avgasströmmen. Genom att avgaserna leds ut genom undervattenshuset och inte genom propellernaven 15a och l6a kan navens diameter och därmed hela propellems diameter reduceras. Hos styrbara drev med skjutande propellrar är nor- malt navens största diameter lika med den största diarnetem hos den angränsande delen av undervattenshuset, medan största navdiametem hos de i fig.2-5 visade pro- pellrama 15 och 16 är ungefär 60-65% av torpedens största diameter hos det till propellrarna angränsande partiet. Eftersom propellrarna kräver ett visst minsta av- stånd till den ovanförliggande båtbottnen, så påverkas även längden i vertikalled hos undervattenshuset av propellerdiarnetern, vilket innebär att ju mindre propellerdia- 10 15 20 518 844- 6 metem är desto kortare behöver undervattenshuset vara i vertikalled. Detta betyder även att roderbladens 22a och 22c *Jertikala dimension blir relativ begränsad. Det har emellertid visat sig att det med den visade och beskrivna roderbladkombina- tionen i en snabbgående motorbåt i storleken ca 40 fot räcker med en sammanlagd roderbladyta på ca 200 x 200 mm för att få tillräcklig styrlcraft. Det aktra roderbla- dets 22c yta väljes då till ca 30-40% av det främre roderbladets yta 22a I fig.2 visas ett propellerdrev av den typ, som beskrivits i anslutning till fig. 1, dvs ett drev med ett undervattenshus 5, som är fixerat direkt mot båtskrovets bottenyta med sin fastplatta 7. Drevet har två propellrar 15 och 16, av vilka förpropellem är trebla- dig, medan akterpropellem är fyrbladig. I ett föredraget utförande är dessutom pro- pellramas bladareor så anpassade till varandra, att inom ett förutbestämt övre varv- talsoniråde akterpropellem arbetar kaviterande, medan förpropellern arbetar icke- kaviterande.

Propellerdrevet i fig.2 är monterat på ena sidan om och på avstånd fiån bottnens mittlinje 30. Ett motsvarande propellerdrev är monterat på den andra sidan om mitt- linje 30, såsom visas närmare i fig.3. Som ovan nämnts är det högra drevets roder- blad avlägsnade för tydliggöra utformningen av den vingliknande delen 21 av un- dervattenshuset 5. Vid dubbehnontage kan med fördel icke visade organ anordnas, som gör det möjligt att koppla ifrån den normala synkrona manövreringen av roder- bladen och istället styra roderbladen spegelvänt, dvs så att visst roderutslag hos det ena drevet åt exempelvis babord leder till ett motsvarande utslag åt styrbord hos det andra drevet. Härigenom tar styrutslagen ut varandra och rodren fimgerar istället som bromsklaffar utan styrverkan.

I fig.4 visas en utföringsfonn av ett propellerdrev enligt uppfinningen, som skiljer sig från det ovan beskrivna endast genom att undervattenshuset 21 är förbundet med ett mot skrovets akterspegel 31 monterat hus 32, som innehåller en vinkelväxel och en backslagsmekarrism med en utgående axel, som är ansluten till axeln 9 (ñg. l). I övergången mellan huset 32 och undervattenshuset 21 är en kavitationsplatta utfor- 518 844 7 mad, vid vilken en styitapp (icke visad) motsvarande styrtappen 61 är fixerad. I fig.5 visas ett båtskrov med två drev av det slag som visas i fig.4, vilka är monterade på akterspegeln på lika avstånd 'från mittlinjen 30.

Om så erfordras kan en transmission motsvarande styrarmen 60 och styrtappen 61 även anordnas mellan undersidan av roderbladen och torpeden 20. Man kan givetvis även tänka sig andra transmissionsorgan mellan det första och det andra roderbladet 22a resp. 22b för att överföra det första roderbladets vridningsrörelse till det andra roderbladet.

Claims (20)

10 15 20 518 844ï Patentkrav

1. Drivaggregat i en båt, innefattande ett på utsidan av ett båtskrov fast anordnat propellerdrev med en åtminstone i huvudsak vertikal drivaxel, som via en i ett un- dervattenshus innesluten vinkelväxel driver åtminstone en i huvudsak horisontell propelleraxel med en på undervattenshusets föröver vända sida anordnad dragande propeller, ett i en vingprofilliknande del av undervattenshuset för vridning kring en vertikal axel akter om propellern lagrat roder och en på skrovets insida anordnad drivenhet, med vilken den vertikala drivaxeln är drivbart förbunden, kännetecknat av att rodret innefattar ett första roderblad (22a), som är lagrat i undervattenshuset (5) för vridning kring en första vertikal vridningsaxel (5 '), och ett andra roderblad (22c), som är lagrat i en akterut vänd kant av det första roderbladet for vridning re- lativt det första roderbladet kring en andra vertikal vridningsaxel (S”).

2. Drivaggregat enligt krav 1, kännetecknat av att reglerorgan (60,61) är anordna- de, som vid vridning av det första roderbladet (22a) relativt undervattenshuset (5) vrider det andra roderbladet (22c) relativt det första roderbladet.

3. Drivaggregat enligt krav 2, kännetecknat av att reglerorganen (60,61) är anord- nade att vrida det andra roderbladet en vinkel (ß), som är beroende av det första roderbladets vridningsvinkel (ot).

4. Drivaggregat enligt krav 3, kännetecknat av att reglerorganen (60,61) är anord- nade att vrida det andra roderbladet (22c) en vinkel (ß) relativt det första roderbla- det (22a), som är i huvudsak lika med det första roderbladets vridningsvinkel (ot) relativt undervattenshuset (5).

5. Drivaggregat enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av att reglerorganen innefattar mellan det andra roderbladet (22c) och ett element (7) skilt från det första roderbla- det anordnade transmissionsorgan (60,61). 10 15 20 ~ 518 844 9

6. Drivaggregat enligt krav 5, kännetecknat av att närrmda transmissionsorgan inne- fattar minst en med det andra roderbladet (22c) förbunden styrarm (60), vilken in- griper med och är vridbar samt längsförskjutbar relativt en från det första roderbla- det skild styrning (61).

7. Drivaggregat enligt något av kraven 1-6, kännetecknat av att det andra roderbla- det (220) har en i tvärsnitt konvex förkant (23 a), som är upptagen i en konkav rärma (24a) i det första roderbladets (22a) akterkant.

8. Drivaggregat enligt något av kraven 1-7, kännetecknat av att en tätningslist (63) är anordnad mellan undervattenshuset (5) och det första roderbladet (22a) respekive mellan det första roderbladet (22a) och det andra roderbladet (22c).

9. Drivaggregat enligt något av kraven 1-8, kännetecknat av att det andra roderbla- det (22c) har en styryta, som uppgår till mellan 30% och 40% av det första roder- bladets (22a) styryta,

10. Drivaggregat enligt något av kraven l-9, kännetecknat av att vinkelväxeln (10,11,12) motroterande driver ett par koncentriska, åtminstone i huvudsak hori- sontella propelleraxlar (13, 14) med varsin propeller (15, 16).

11. Drivaggregat enligt något av kraven 1-10, kännetecknat av att undervattenshu- set (5) har ett nedre torpedliknande parti (20), som är förbundet med nederkanten av det vingprofilliknande partiet (21) och i vilket propelleraxelri/-axlanra är lagrade.

12. Drivaggregat enligt krav ll, kännetecknat av att det torpedliknande partiets (20) längd är åtminstone i det närmaste lika med summan av längdema av det ving- profilliknande partiet (21) och roderbladen (22a,22c). 10 15 20 518 844 i 10

13. Drivaggregat enligt krav 12, kännetecknat av att det torpedliknande partiet (20) i sitt akterut vända ändparti uppvisar ett avgasutblås (25) från en förbränningsmotor, som driver nänmda vertikala axel.

14. Drivaggregat enligt krav 13, kännetecknat av att det torpedliknande partiets (20) akterut vända ändparti är utformat, så att en skärm (27) bildas mellan det andra roderbladet (22c) och en avgasutblåsöppning (25).

15. Drivaggregat enligt något av kraven 1-14, kännetecknat av att propellem/pro- pellrama (15,16) är utformade med nav (15a,16a), vars största diameter är mindre än det torpedlikande partiets (20) största diameter.

16. Drivaggregat enligt krav 15, kännetecknat av att den största propellernavdia- metem är ca 20% av propellerdiametern.

17. Drivaggregat enligt något av kraven 1-16, kännetecknat av att undervattenshu- sets vingprofilliknande parti (21) har organ (7) för fixering av partiet mot undersi- dan av skrovets botten.

18. Drivaggregat enligt något av kraven 1-17, kännetecknat av att undervattenshu- set (5) är förbundet med ett drevben (3 2), som är fixerbart mot en akterspegel hos skrovet.

19. Drivaggregat enligt något av kraven 10-18, kännetecknat av att propellramas bladareor är så anpassade till varandra, att åtminstone under vissa driftsförhållanden akterpropellern (16) arbetar kaviterande, när fórpropellern (15) arbetar kavitations- fritt. 518 844 11

20. Drivinstallation i en båt, innefattande två vid sidan av varandra anordnade driv- aggregat enligt något av kraven 1-19, kännetecknad av att rodren är svängbara in- dividuellt för att medge roderutslag i motsatta riktningar.