DE2050479A1

DE2050479A1 - Mechanische Hub und Trimmvornchtung fur Boote mit einem schwenkbaren Antriebs gehäuse

Info

Publication number: DE2050479A1
Application number: DE19702050479
Authority: DE
Inventors: Karl Abdon Göteborg Bergstedt (Schweden)
Original assignee: Volvo Penta AB
Current assignee: Volvo Penta AB
Priority date: 1969-10-15
Filing date: 1970-10-14
Publication date: 1971-04-29
Also published as: CA936761A; FR2065964A5; JPS4940514B1; GB1291932A; DE2050479C2; SE336281B

Description

DR. INQ. E. HOFFMANN · DIPL·. IN«. W. JEITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087 ? Π R Π Α 7 Q

AB Yolvo Penta, Göteborg / Schweden

Mechanische Hub- und Triminvorrichtung für Boote mit einem schwenkbaren Antriebsgehäuse

Die Erfindung betrifft eine mechanische Hub- und Trimmvorrichtung für Boote mit einem nach oben schwenkbaren Antriebsgehäuse und insbesondere solch eine Vorrichtung für Boote, bei welchen der Motor innenbords angeordnet und die Antriebswelle des Motors mit einem Antriebsgenäuse verbunden ist, welches auf Drehzapfen am Spiegel des Wasserfahrzeuges angebracht ist. Daa Antriebsgehäuse ist derart angeordnet, da:js es um eine im wesentlichen horizontale Achse nach

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oben geschwenkt und dabei zum Steuern des Bootes gedreht werden kann. Hydraulische Hub- und Irimmvorrichtungen sind in der Technik bekannt, aber weil hohe und manchmal einander widersprechende Anforderungen, an die Punktion solcher Torrichtungen bei verschiedenen Einstellungen des Antriebsgehäuses vorliegen, und weil diese Vorrichtungen das Antriebsgehäuse in einer Art verriegeln können müssen, wodurch es um verschiedene Grade, entsprechend den darauf einwirkenden Kräften, nachgibt und sie auch das Gehäuse in seiner Lage festhalten können müssen, ist der Hydraulikmechanismus dieser Vorrichtungen sowohl kompliziert als auch teiler, wodurch sie auch weniger betriebssicher als gewünscht sind, d.h. ihre Betriebssicherheit ist nicht immer zuverlässig.

So ist es erforderlich, dass das Antriebsgehäuse während der Vorwärtsbewegung des Wasserfahrzeuges in verschiedenen Trimmlagen eingestellt und gehalten werden kann, während das Antriebsgehäuse' auf der anderen Seite unter den. Einfluss fester Hindernisse nächgeben muss und in seine- Ausgangslage zurückkehren muss, unmittelbar nachdem das Hindernis passiert wurde. Das Antriebsgehäuse darf nicht nach oben schwingen können, wenn das Triebwerk plötzlich abgeschaltet wird, während sich das Wasserfahrzeug in Vorwärtsrichtung oder achteraus bewegt, sondern soll fest in der Lage gehalten werden mit einer Kraft, welche mindestens dem von der Schraube ausgeübten Schub entspricht. Weiter wird gefordert, dass es möglicu sein muss, das An— triebsgehäuse um einen grossen Drehwinkel zu schwenken wenn flaches Wasser durchfahren oder eine Inspektion vorgenommen wird, und es sollte nur eine kleine

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BAD ORiOlNAL

Kraft zum Heben des Gehäuses notwendig sein.

Ziel der Erfindung ist es, eine mechanische Hub- und Trimmvorrichtung zu schaffen, welche alle vorgenannten Anforderungen erfüllt, relativ einfach und billig aufgebaut ist und sehr betriebssicher arbeitet»

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Antriebsgehäuse über ein Gelenkhebelsystem mit einem festen Teil des Bootes verbunden ist, ™ dass ein drehbarer Hebel an einem Ende mit einem Hebel des Gelenkhebelsystems starr und mit dem anderen Ende mit einer axial beweglichen Schub- und Zugstange drehbar verbunden ist, an welcher eine mit einem Gewinde versehene Spindel befestigt ist, und dass das Gewinde zum Zusammenarbeiten mit einer Mutter oder dergleichen vorgesehen ist, welche durch einen Antrieb betätigbar ist, wobei die Spindel durch Drehung der Mutter axial relativ zur Mutter bewegbar ist und dadurch das Antriebsgehäuse über die Schub- und Zugstange und das Gelenkhebelsystem betätigbar ist.

Ein Ausführungsbexspiel der Erfindung wird nun anhand d'er Zeichnung beschrieben. Es zeigen!

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Hub- und Trimmvorrichtung, welche an der Antriebsanordnung eines Bootes befestigt ist, dessen Triebwerk innenbords und dessen Antriebsgehäuse schwenkbar am Spiegel des Bootes angeordnet sind, und

Pig« 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht des oberen Endes der Vorrichtung, welche mit einem

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Elektromotor zum Yerstellen der Einstellung der Anordnung vorgesehen iat.

Ein Antriebsgehäuse 1 ist in bekannter Weise an einem Schild 3 aufgehängt, welcher feat mit dem Spiegel 2 eines Wasserfahrzeuges verbunden ist und durch welchen die Antriebswelle eines innenbords von dem Wasserfahrzeug angeordneten Triebwerkes herausragt. In derselben Höhe wie die Antriebswelle sind an dem Schild 3 horizontale Drehzapfen 4 angebracht, auf welchen eine gabelförmige Halterung 5 schwenkbar angeordnet ist. Das Antriebsgehäuse 1 ist in der Halterung 5 im wesentlichen um eine senkrechte Achse drehbar angeordnet. Jedoch kann die Aufhängung für das Antriebsgehäuse auf vielerlei Weise aufgebaut sein und es muss nur sichergestellt sein, dass das Antriebsgehäuse um die Drehzapfen 4 in die vertikale Ebene geschwenkt werden kann, wenn es angehoben wird.

In der Halterung 5 und entfernt von den Drehzapfen 4 ist ein fester Stift 6 angeordnet, an welchem ein Ende eines Gliedes 7 angebracht ist, das einen Teil eines Grelenkhebelsystemes bildet. Das Gelenkhebelsystem weist auch einen Hebel 8 auf, welcher mit einem Ende an dem anderen Ende des Gliedes 7 angelenkt und mit dem anderen Ende drehbar auf einem Zapfen 9 angeordnet ist, welcher starr an einer Halterung 1o auf dem Schild 3 befestigt ist. Ein weiterer Hebel 11 ist starr mit dem Hebel 8 verbunden und mit einem Ende ebenfalls auf dem Zapfen 9 angeordnet. Wenn sich der Hebel 11 um den Zapfen 9 im Uhrzeigersinn dreht, streckt sich das Gelenkhebelsystem mit dem Hebel 8 und dem Glied 7, wodurch das Antriebsgehäuse um die Drehzapfen 4 nach oben

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geschwenkt wird. Eine gleiche Ausführung des Gelenkhe-• belsystems ist auf der anderen Seite der Anordnung angebracht. Eine Querstange 12 ist starr zwischen den Hebeln 8 befestigt und dient dazu, die Bewegungen zwischen den Gelenkäiebelsystemen zu übertragen.

Die Einrichtung zur Bewegung und zum Festhalten des Antriebsgehäuses in seiner eingestellten Lage besteht im Prinzip aus einer mechanischen Anhebevorrichtung, deren Aufbau im folgenden beschrieben wird.

Eine Schub- und Zugstange 13 ist drehbar an ihrem unteren Ende mit dem freien Ende des Hebels 11 verbunden und an ihrem oberen Ende mit einer Hülse 14 versehen, welche zur axialen Bewegung aber nicht für Drehbewegung in einer im Schild 3 angeordneten Kugelpfanne angeordnet ist, so dass die Reaktionskräfte der Anhebevorrichtung über die Kugelpfanne auf das Wasserfahrzeug übertragen werden. Die Büchse 14 hat ein Innengewinde 16 mit einer relativ kleinen Steigung, in welche eine Spindel 17 geschraubt ist, die durch die Kugelpfanne 15 ragt und an ihrem oberen Ende mit einem langen, relativ groben Gewinde 18 versehen ist, auf welches eine Mutter 19 geschraubt ist.

Das obere Ende der Spindel 17 ragt in ein Gehäuse 2-0, welches fest über der Kugelpfanne 15 angebracht ist. Im Gehäuse 2o ist drehbar ein Schneckenrad 21 angeordnet. Die Anordnung des Schneckenrades 21 im Gehäuse 2o ist so, dass die Spindel 17 durch die Mitte des Schneckenrades zur oberhalb angeordneten Mutter 19 hindurchgeht, wobei eine lösbare Zahnkupplung 22 normalerweise die Drehbewegung vom Schneckenrad 21 auf die Mutter übertragen kann. Das Schneckenrad 21 steht mit der

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Schnecke 23 der Antriebswelle eines elektrischen, umschaltbaren Motors 24 in Eingriff.

In der normalen lage wird die Mutter 19 durch eine kegelige 3?lankenflache 25 in der dargestellten Lage gehalten, welche an ihrer zylindrischen Hache angebracht ist und über welche zwei radial bewegliche, durch Federn 27 gespannte Siegel 26 vorstehen· Wenn die auf die Mutter 19 einwirkende axiale Kraft grosser als die Kraft der federn 27 ist, werden die Siegel 26 radialnach aussen geschoben und lassen die Mutter vorbeigehen· Bei bestimmten Betriebsverhältnissen jedoch werden die Hiegel benötigt, um die Mutter in ihrer itage zu verriegeln. Dazu sind die Enden der Siegel mit radial nach aussen überstehenden Stiften 28 versehen, deren Bewegung durch drehbare Klappen 29 verhindert werden kann· Die festigkeit der Klappen ist begrenzt, eo dass die Klappen bei übermässigen Belastungen nach aussen gebogen werden, wodurch eine Beschädigung der lebenswichtigen Seiles des Systemes vermieden wird·

Die Hub- und Trimmverrichtung der Erfindung arbeitet folgendermassenj

Während der Vorwärtsbewegung des Bootes versucht der an der Sehraube ausgeübte Druck, das Antriebsgehäuse 1 im Uhrzeigersinn zu drehen und die Schub- und Zugstange 13 iat einer nach unten gerichteten Zugspannung unterworfen· Die Zahnkupplung 22 wird dadurch in Eingriff gehalten und eine Drehung des Schneckenrads 21 durch den Elektromotor 24 in einfer der beiden Eichtungen wird auf die Mutter 19 übertragen.

Weil die Steigung des Gewindes 18 grosser als die 10 9 8 18/1383 - 7 «

Steigung des Gewindes 16 ist, leistet sie einen grösseren Widerstand gegen die sich daraus ergebende Drehbewegung und die Spindel 17 begleitet so die Drehbewegung der Mutter 19· Die Spindel 17 wird dagegen in das oder aus dem Gewinde 16 in der Büchse 14 geschraubt, wodurch sieh das untere Ende der Schub- und Zugstange entweder nach oben oder nach unten bewegt, so dass dadurch das Antriebsgehäuse in sehr engen Grenzen getrimmt wird. Die - g Drehbewegung ist selbsthemmend, so dass die eingestellte Lage ohne Verwendung besonderer Verriegelungseinrichtungen gehalten werden kann.

Wenn während der Vorwärtsbewegung des Bootes das Triebwerk gestoppt oder abgeschaltet wird, so neigt das Antriebsgehäuse 1 dazu, nach oben zu schwenken. Das wird jedoch durch die Tatsache verhindert, dass die Riegel 26 die Mutter 19 unter der Wirkung der Federn 27 festhalten, deren Kraft für diese Belastung ausgelegt ist.

Sollte das Antriebsgehäuse 1 gegen ein Hindernis

schlagen, so reicht die Kraft der Federn nicht aus, dem J nach oben gerichteten Druck, welcher auf die Zug- und Schubstange 13 ausgeübt wird, zu widerstehen und die Flankenfläche 25 auf der Mutter 19 schiebt die Riegel 26 nach aussen, so dass sich die Mutter 19 und die Spindel 17 frei nach oben bewegen können. Anschliessend an das Passieren des Hindernisses schwingt das Antriebsgehäuse zurück in die Ausgangslage aufgrund der Tatsache, dass die untere Kante der Mutter 19 und die obere Kante der Riegel 26 kegelig sind, wodurph die Riegel durch die Mutter fortschreitend nach aussen gedrückt und durch die Federn 27 zurückgebracht werden, wenn die Mutter ihre un-

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tere Lage erreicht hat. Wegen des begrenzten und nach- :' giebigen Widerstandes der Mutter 19 wird eine Beschädigung des Antriebsgehäuses sowie der Hub- und Trimmvorrichtung vermieden.

■ Während der Portbewegung nach achtern neigt der von der Schraube ausgeübte Zug dazu, das Antriebsgehäuse mit einer Kraft anzuheben, welche für die Riegel 26 zu ρ : gross ist, als dass sie die Mutter,19 daran hindern könnten, nach oben geschoben zu werden. Eine zum Drehen der Klappen 29 geeignete Arbeits- oder Betätigungseinrichtung ist zweckmassigerweise mit dem-Rückwärtsgang verbunden. Wenn die Klappen in die dargestellte Lage gedreht sind, können sich die Stifte 28 und die Riegel 26 nich nach aussen bewegen, wodurch die Mutter 19 und die Schub- und Zugstange Ij5 mit den entsprechenden Teilen in ihrer Lage verriegelt werden. Die Klappen 29 können so aufgebaut sein, dass sie- nachgeben, wenn sie aus dem einen oder anderen Grund Kräften unterworfen sind, welche grosser sind als die während des vollen Antriebs nach achtern norma- ^ lerweise auftretenden, so dass dadurch die Riegel 26 frei- ^ gegeben werden, um im allgemeinen eine Beschädigung des Systems zu verhindern.

Zur Wartung und Inspektion, und um mit dem Boot flache Gewässer durchfahren zu können, ist es wesentlich, dass das Antriebsgehäuse aus dem Wasser gehoben werden kann. Dazu wird die Spindel 17 in das Gewinde 16 gedreht, bis die Drehung der Spindel beendet wird, wenn ein auf der Spindel angeordneter Anschlag Jo die Büchse l4 erfasst. Danach wird durch fortgesetzte Drehung der Mutter 19 das Gewinde Io am anderen Ende der Spindel 17 aus der Mutter heraus nach oben geschraubt. Diese Bewegung findet

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aufgrund der gröberen Steigung des Gewindes l8 mit einer grösseren Geschwindigkeit als das Einstellen der Trimmung bei der Bewegung des Gewindes 16 in der Büchse Ik statt.Das Absenken des Antriebsgehäuses in eine Arbeitslage wird in umgekehrter Weise bewirkt, d.h. das Gewinde 18 wird zuerst in die Mutter 19 geschraubt, bis ein Anschlag ^l am oberen Ende der Spindel die Mutter I9 erfasst. Danach dreht sich die Spindel mit der Mutter und wird aus dem

Gewinde l6 bei einer relativ geringen axialen Geschwin- f

digkeit der Büchse 14 und der Zug- und Schubstange 15 he raus ge s chraub t.

Wenn der Elektromotor 24 für die Steuerung läuft, obwohl das Antriebsgehäuse ganz heruntergelassen ist, so wird die Mutter 19 angehoben und drückt die Riegel 26 nach aussen, worauf die Zahnkupplung ausser Eingriff gebracht wird und das Schneckenrad 21 fortfährt sich zu drehen.

Die oben beschriebene Vorrichtung kann in einfacher Weise ohne Abweichung vom Geist der Erfindung ge- Λ ändert werden. Wenn die Spindel IJ nur mit einem Gewinde 18 versehen und mit der Schub- und Zugstange 13 starr verbunden wird, werden die Trimm- und Hubbewegungen beide durch eine axiale Bewegung des Gewindes in der Mutter 19 bewirkt. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit, mit welcher das Antriebsgehäuse angehoben wird, vermindert, weil die Steigung des Gewindes notwendigerweise sehr klein ist oder aber es wird für die Steuerung ein Motor mit einer relativ grossen Kraft benötigt, weil eine grosse Kraft zum Überwinden der Belastungen benötigt wird, welche in der Trimmlage des Antriebsgehäuses auftreten. Aus dem Vorhergesagten wird offenbar, dass die

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Hub- Lind Trimmvorrichtung der Erfindung alle absehbaren Erfordernisse mit Rücksicht auf die Manövrierfähigkeit erfüllt. Daher ist festzustellen, dass die Betätigungskräfte auf die Belastungen abgestimmt sind, welche in verschiedenen Arbeitslagen auftreten. So sind die Bewegungen beim Trimmen langsam, wenn die Belastungen am höchsten sind und relativ schnell, wenn das Antriebsgehäuse angehoben wird, wobei es lediglich notwendig ist, das Gewicht des Antriebsgehäuses zu überwinden. Darüber hinaus wird wegen der veränderlichen Kraftübertragung nur ein relativ kleiner Motor für die Steuerung benötigt.

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Claims

■Patentans ρ r ü c h e

( 1.J Mechanische Hub- und Trimmvorrichtung für Boote f

mit einem nach oben schwenkbaren Antriebsgehäuse, dadurch gekennzei ohne t , dass das Antriebsgehäuse (1) über ein Gelenkhebelsystem mit einem festen Teil (3) des Bootes verbunden ist, dass ein drehbarer Hebel (11) an einem Ende mit einem Hebel (8) des Gelenkhebelsystemes starr und mit dem anderen Ende mit einer axial beweglichen Schub- und Zugstange (ij) drehbar verbunden ist, an welcher eine mit einem Gewinde (l8) versehene Spindel (17) befestigt ist, und dass das Gewinde (l8) zum Zusammenarbeiten mit einer Mutter (19) oder dergleichen vorgesehen ist, welche durch einen Antrieb betätigbar ist, wobei die Spindel (17) durch Dre- g hung der Mutter (19) axial relativ zur Mutter (19) hewegbar ist und dadurch das Antriebsgehäuse (l) über die Schub- und Zugstange (15) und das Gelenkhebelsystem betätigbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schub- und Zugstange (13) eine feste, mit einem Innengewinde (l6) versehene Büchse (14) aufweist, in welche ein Ende der Spindel (17) hineingeschraubt ist, wodurch beim Drehen der Spindel die Schub- und Zugstange (13) in Längsrichtung bewegbar ist, und dass das Gewinde (l8) am Ende der Spindel (17), welches in die Mutter (19) geschraubt ist, eine gröbere

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Steigung als das Gewinde (16) der Büchse (14) aufweist, wodurch die Spindel (17) roit der drehbewegung der Mutter (19) bewegbar ist, bis das in die Büchse (14) geschraubte Ende eine untere Lage erreicht hat, in welcher die Spindel (17) aufhört, sich zu drehen und durch eine fortgesetzte TDrehung der Mutter (19) die Spindel (17) durch die Mutter (19) hindurch anhebbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nachgiebige Riegel (26) zum Halten der Mutter (19) in einer festen Normallage vorgesehen sind und dass dadurch eine Aμfwärtsbewegung der Spindel (17) und der Zug- und Schubstange (.15) verhinderbar ist, wenn das Antriebsgehäuse (l) einer äusseren Schwenkkraft von solcher Grosse unterworfen ist, wie sie hervorgerufen wird, wenn der Antriebsmotor bei voller Vorwärtsgeschwindigkeit ausser Eingriff gebracht wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e kenn ze ichne t , dass die Riegel (26) federbelastet und in einer Verriegelungslage durch drehbare Klappen (19) verriegelbar sind, wodurch ein Aufwärtsschwenkeri des Antriebsgehäuses (l) während der Fortbewegung nach achtern verhinderbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennze lehne t , dass die Riegel (26) je eine geneigte Fläche zum Verriegeln aufweisen, welche mit einer entsprechend geneigten und kegeligen Fläche (25) der Mutter (19) in Eingriff stehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (19) und ein

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durch einen Motor (24) zur Steuerung angetriebenes Zahnrad (21) gesondert über eine Zahnkupplung (22) verbindbar sind, wodurch die Mutter (19) und die in sie geschraubte Spindel (17) beim Naohgeben der Riegel (26) axial bewegbar sind.

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