SE522187C2 - Sätt att styra en båt med dubbla utombordsdrev samt båt med dubbla utombordsdrev - Google Patents

Description

ouøao 25 u - . . 1 Q . .. båtens akterparti verkande lyftkraft, som medverkar till att båten snabbare kommer upp i planing.

Det har visat sig att i farter över planingströskeln drevinstallationer av det beskrivna slaget i V- bottnade båtar utsätts för stora sidokrafter av det förbiströmmande vattnet inte bara vid gir utan även vid körning rakt fram, varvid isynnerhet drevupp- hängningen i skrovet utsätts för stora påfrestningar, som man måste ta hänsyn till vid dimensioneringen av denna. Studier har visat att, något oväntat, vattenflödet utmed botten av akterpartiet på en V-bottnad båt i planingsfart inte är helt parallellt med skrovbottnen. Vattnet strömmar istället från skrovbottnens centrala del snett akterut åt sidorna. Även om vinkeln är mycket liten, bara någon eller några grader, är de resulterande sidokrafterna på drevens undervattenshus och stynnekanism inte försumbara. Vid gir blir krafterna på drevens undervattenshus givetvis större än vid körning rakt fram, i synnerhet krafterna på ytterdrevets undervattenshus räknat från girkurvans centrum. Å andra sidan är den totala driftstiden, under vilken en båt girar, relativt liten i förhållande till den tid båten kör rakt framåt.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sätt att styra en båt med utombordsdrev av ovan beskrivet slag, som gör det möjligt att reducera krafterna på dreven utan att prestanda och manöverfönnåga påverkas negativt.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att i farter över skrovets planingströskel vid köming rakt framåt drevens undervattenshus inställs med lika stora vinklar snett mot varandra, så att propelleraxlama konvergerar i riktning föröver, och att vid gir undervattenshuset hos drevet närmast girkurvans centrum inställs med större styrvinkel mot nämnda mittplan än det andra drevet.

Genom att ställa in drevens undervattenshus snett mot varandra, så att propelleraxlarna ligger parallellt med vattenflödet vid körning rakt fram, reduceras sidkraftema på undervattenshusen till ett minimum. Utförda prov har härvid visat att detta kan ske utan att den totala verkningsgraden reduceras. Vid gir styrs båten i princip endast med 10 20 ~ - n . . . . . . . .. ... n.. . ,, __ jz: :z .- e. . ¿..... .21 ,°_; ;---_ ~- . 592 187 - =~,.a ...a=n ° I ~ I ~ u . u n» .- n. -- innerdrevet medan ytterdrevet inställs parallellt med vattenflödet på bottnens ytterhalva, vilket i praktiken innebär att om innerdrevets undervattenshus kräver en styrvinkel av 25° för att båten skall utföra en önskad gir, så räcker det med att inställa ytterdrevets undervattenshus med en styrvinkel av ca lO° mot långskeppslinjen för att propelleraxeln skall ligga parallellt med vattenflödet. Utförda prov har visat att styrningen på detta sätt inte har någon negativ inverkan på styrfönnågan, medan däremot sidkrafterna på ytterdrevets undervattenshus reduceras avsevärt.

En båt med utombordsdrev av i inledningen angivet slag, som kan styras på detta sätt utmärkes enligt uppfinningen av att nämnda styrorgan är samordnade med givare anordnade att ge av styrorganens utslag beroende signaler till en elektronisk styrenhet, i vilken även inmatas signaler från motorvarvräknare och/eller logg indikerande fart under eller över skrovets planingströskel, och att styrenheten är anordnad att ge signal till nämnda kraftpåverkade organ att ställa in drevens styrvinklar i beroende av de inmatade signalerna, så att vid signaler indikerande körning rakt fram och fart över planingströskeln undervattenshusen hos dreven ställs in med lika stora vinklar snett mot varandra med propelleraxlarna konvergerande föröver och så att vid signaler indikerande gir och fart över planingströskeln undervattenshuset hos drevet närmast girkurvans centrum inställs med större styrvinkel mot nämnda mittplan än det andra drevet.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. l visar ett längdsnitt genom en del av en båtbotten med en sidovy av ett schematiskt framställt styrbart utombordsdrev, fig. 2 en schematisk framställning av akterpartiet av en båt med två utombordsdrev av det i fig. 1 visade slaget och fig. 3a och 3b planvyer av ett båtskrov illustrerande drevvinkel och vattenflöde vid två olika körtillstånd.

I fig. 1 betecknar 1 botten av ett båtskrov, som kan bestå av gjuten glasfiberarmerad polyesterplast. Skrovets botten är utfonnad med en öppning 2, som är omgiven av ett vertikalt schakt 3, vilket skjuter upp i skrovets inre. Schaktet är företrädesvis gjutet i cupen 10 15 20 25 un: 30 . . u - »- - . - - . . . ., 522 187 ett stycke med bottnen 1 och är utformat med en inåtriktad periferiell fläns 4, som i det visade utföringsexemplet har i huvudsak triangulärt tvärsnitt.

Schaktet 3 med flänsen 4 bildar upphängningsanordning för ett generellt med 5 betecknat propellerdrev, som i det visade utföringsexemplet har ett undervattenshus 6, i vilket två koncentriska propelleraxlar 7 och 8 med varsin propeller 9 och 10 är roterbart lagrade. Undervattenshuset 6 är förbundet med ett växelhus 11, i vilket en horisontell drivaxel 12 är roterbart lagrad. Axeln 12 är avsedd att anslutas till en utgående axel från en icke visad motor. Axeln 12 driver via en i växelhuset 11 innesluten vinkelväxel, som innefattar koniska kugghjul 13, 14 och 15, en vertikal axel 16. Kugghjulen 13 och 14 är roterbart lagrade på axeln 16 och alternativt låsbara på axeln medelst varsin flerskivig våtlamellkoppling 17 resp. 18 for drivning av axeln 16 i endera rotationsriktningen. Via en i undervattenshuset 6 innesluten vinkelväxel innefattande kugghjul 19, 20 och 21 driver axeln 16 propelleraxlama 7 och 8 i motsatta rotationsriktningar. I det visade utföringsexemplet är propellrarna 9 och 10 dragande propellrar anordnade framför undervattenshuset 6, i vars bakre ände ett utblås 22 för avgaser mynnar.

Drevet 5 är upphängt i öppningen 2 med hjälp av ett generellt med 23 betecknat upphängningselement, om under mellanlägg av ett par vibrationsdämpande och tätande elastiska ringar 24 och 25 griper om flänsen 4. Undervattenshuset 6 är på icke närmare visat sätt lagrat i upphängningselementet 23 för vridning kring en med drivaxel 16 sammanfallande vridnings- eller styraxel ”a”. Vridningen av undervattenhuset 6 åstadkommes med hjälp av en servomotor 26, som kan vara en elektrisk motor med ett på en axel fixerat kugghjul ingripande med en med undervattenshuset förbunden kuggkrans (ej visade).

I fi g. 2 visas akterpartiet av ett båtskrov med V-formad botten 1. I vardera bottenpartiet la resp. lb och på lika avstånd från bottnens mittplan ”b” är ett utombordsdrev 5 av den i fig. 1 visade typen upphängt. Dreven 5 kan vara upphängda på det sätt som illustreras i fig. 1. I fig. 2 betecknar 30 en ratt vid en styrplats och 31 10 15 20 25 .':.:3° v « « » u. e. 1.- 522 187 en elektronisk styrenhet, om kan innefatta en dator. Styrenheten 31 är elektriskt förbunden med servomotorer 26 till vardera drevet 5. Med hjälp av respektive servomotor 26 kan drevens undervattenshus 6 vridas oberoende av varandra kring sin vridningsaxel ”a” i beroende av signaler från styrenheten 31 för styrning av båten.

Ratten 30 är samordnad med en sensor 32, som avkänner rattutslaget från ett utgångsläge, t ex läget vid körning rakt fram, och ger en av rattutslaget beroende signal till styrenheten 31. I det visade utföringsexemplet inmatas även signaler från en motorvarvräknare 33 och en logg (hastighetsmätare) 34 i styrenheten 31 för att ge information om båten framföres under eller över sin planingströskel. I princip räcker det med signal från antingen varvräknaren 33 eller loggen 34 för information om båtens hastighet. I styrenheten 31 är olika värden på drevens 5 styrvinklar som fimktion av rattens 30 styrutslag inlagrade.

När sensorn 32 indikerar körning rakt fram samtidigt som varvräknaren 33 och/eller loggen 34 indikerar fart över båtens planingströskel, är styrenheten 31programmerad att enligt uppfinningen inställa drevens 5 undervattenshus 6 med lika vinkel a mot mittlinjen ”b”, dvs ett ”toe-in” läge, såsom fig. 3a visar, där de heldragna pilarna indikerar propelleraxelriktningen, medan de streckade pilarna indikerar riktningen på vattenflödet. Såsom visas i fig. 3a är undervattenshusen 6 nu inställda, så att vattnet strömmar parallellt med husen 6, vilket resulterar i försumbara sidkrafter på husen 6 vid körning rakt fram. I fig. 3 är undervattenshusens 6 vinklar ot mot mittlinjen ”b” starkt överdrivna. I praktiken handlar det om vinklar oi på en eller ett par grader.

När sensorn 32 indikerar gir, t ex en styrbordsgir enligt fig. 3b, samtidigt som varvräknaren 33 och/eller loggen 34 indikerar fart över båtens planingströskel, är styrenheten 31 programmerad att enligt uppfinningen inställa det inre drevets 5 undervattenshus 6 (huset närmast girens centrum) med en större vinkel ß mot mittplanet ”b” än vinkeln ot hos det yttre drevets undervattenshus 6, såsom illustreras i fig. 3b. Observera att fig. 3b liksom fig. 3a inte är skalenlig. I ett praktiskt utförande kan maximal styrvinkel hos det inre drevets undervattenshus vara ca 25 °, varvid det onan- 10 n ~ a . .- 522 187 yttre drevets undervattenshus då inställs med en vinkel av ca 10°. En generell regel för den beskrivna drevtypen är att förhållandet mellan det yttre och det inre drevets styrvinklar skall vara ca l: 2,5 för att vattenflödet kring ytterdrevet vid gir skall vara parallellt eller i det närmaste parallellt med drevets propelleraxelriktning. Det har visat sig att styrning på detta sätt inte påverkar girfonnågan jämfört med parallellstyming av dreven. Däremot reduceras sidkraftema på ytterdrevet och därmed drevets bromsande inverkan vid gir.

Slutligen är styrenheten 31 programmerad att styra dreven parallellt när varvräknaren 33 och/eller loggen 34 indikerar fart under planingströskeln oberoende av om rattsensom 32 indikerar körning rakt fram eller gir.

Claims (10)

- a ~ » . . . - | . ._ 522 187 Patentkrav

1. Sätt att styra en båt, som har ett for planing utformat V-bottnat skrov, i vilket ett 5 utombordsdrev (5) med minst en propeller (9,10) är upphängt på vardera sidan om ett längsgående mittplan (b) hos skrovbottnen (1), vilka drev vart och ett innefattar ett från utsidan av skrovets botten nedskjutande, relativt skrovet vridbart upphängt undervattenshus (6), i vilket en åtminstone i huvudsak vertikal drivaxel (16) är roterbart lagrad och via en i undervattenshuset innesluten vinkelväxel (19,20,21) 10 driver minst en åtminstone i huvudsak horisontell, i undervattenshuset lagrad propelleraxel (7,8), kännetecknat av att i farter över skrovets planingströskel vid körning rakt framåt drevens undervattenshus (6) inställs med lika stora vinklar (a) snett mot varandra, så att propelleraxlama (7,8) konvergerar i riktning föröver, och att vid gir undervattenshuset (6) närmast kurvans centrum inställs med större 15 styrvinkel (ß) mot närrmda mittplan (b) än det andra drevet.

2. Sätt att styra en båt enligt krav 1, kännetecknat av att drevens undervattenshus (6) vid körning rakt framåt i farter över skrovets planingströskel inställs med en vinkel (ot) av ca 1,5° mot nämnda mittplan (b). 20

3. Sätt att styra en båt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att drevens undervattenshus (6) vid gir i farter över skrovets planingströskel inställs med ett vinkelförhållande av ca 1:2,5 mellan det yttre och det inre huset (6). _:__¿ 25

4. Sätt att styra en båt enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att drevens undervattenshus (6) i farter under skrovets planingströskel styrs åtminstone i huvudsak parallellt såväl vid körning rakt fram som vid gir.

5. Båt med utombordsdrev, innefattande ett för planing utformat V-bottnat skrov, i 30 vilket ett utombordsdrev (5) med minst en propeller (9,10) är upphängt på vardera sidan om ett längsgående mittplan (b) hos skrovbottnen (1), vilka drev vart och ett irmefattar ett från utsidan av skrovets botten nedskjutande, relativt slcrovet vridbart ø n a - . . . . . . .. 522 187 --.-=f.f.=;:-a.2:::=-f.f~.:¥ 8 upphängt undervattenshus (6), i vilket en åtminstone i huvudsak vertikal drivaxel (16) är roterbart lagrad och via en i undervattenshuset innesluten vinkelväxel (19,20,2 1) driver minst en åtminstone i huvudsak horisontell, i undervattenshuset lagrad propelleraxel (7,8), samt med respektive drev samordnade kraftpåverkade 5 organ (26), medelst vilka drevens undervattenshus är individuellt styrbara i beroende av inställningen hos manuellt påverkbara styrorgan (30), kännetecknad av att nämnda styrorgan (30) år samordnade med givare (32) anordnade att ge av styrorganens utslag beroende signaler till en elektronisk styrenhet (31), i vilken även inmatas signaler från motorvarvräknare (33) och/eller logg (34) indikerande 10 fart under eller över skrovets planingströskel, och att styrenheten är anordnad att ge signal till nämnda kraftpåverkade organ att ställa in undervattenshusens (6) styrvinklar (ot, ß) i beroende av de inmatade signalema, så att vid signaler indikerande körning rakt fram och fart över planingströskeln undervattenshusen ställs in med lika stor vinkel (ot) snett mot varandra med propelleraxlarna (7,8) 15 konvergerande föröver och så att vid signaler indikerande gir och fart över planingströskeln undervattenshuset närmast girkurvans centrum inställs med större styrvinkel (ß) mot nämnda rnittplan (b) än det andra undervattenhuset.

6. Båt med utombordsdrev enligt krav 5, kännetecknad av att styrenheten (31) är 20 anordnad att vid signal indikerande köming i farter under planingströskeln ge signaler till nämnda kraftpåverkade organ (26) att ställa in undervattenshusen (6) parallellt såväl vid styrsignal indikerande körning rakt fram som vid styrsignal indikerande gir. 25

7. Båt med utombordsdrev enligt krav 5 eller 6, kännetecknad av att den elektroniska styrenheten (31) är en styrdator, i vilken olika värden på undervattenshusen (6) styrvinklar (onß) som funktion av styrorganens (30) olika styrutslag är inlagrade. 30

8. Båt med utombordsdrev enligt något av kraven 5-7, kännetecknad av att drevens undervattenshus (6) är upphängda under skrovets botten (l), så att tillhörande axlar . ~ - . . . . . . . ,, u. n. , z . ~ . . I ", _". . . . :om » a. f I: z .I n n ...a z ° _' _ 1 ; - - _ . . 'I 2 - - - . ' n a... -fl - * a _ 9 u. n (a), kring vilka undervattenshusen är vridbara, sträcker sig vinkelrätt mot skrovets botten.

9. Båt med utombordsdrev enligt något av kraven 5-8, kännetecknad av att nämnda 5 kraftpåverkade organ (26) är bildade av elektriska servomotorer

10. Båt med utombordsdrev enligt något av kraven 5-9, kännetecknad av att två motroterande drivna, koncentriska propelleraxlar (7,8) med varsin på en föröver riktad ände fixerad, dragande propeller (9,10) är lagrade i respektive 10 undervattenshus (6). vunna