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Die Erfindung betrifft einen Steuerantrieb für Wasserfahrzeuge mit einem Propeller, der an einem um eine im Betriebszustand zur Wasseroberfläche im wesentlichen normale Achse verschwenkbaren Gehäuse gelagert und über ein Getriebe mit einem im Wasserfahrzeug angeordneten Motor verbunden ist.
Derartige Steuerantriebe werden meist für kleinere und mittlere Schiffe oder für Spezialfahrzeuge, die in engen Gewässern verkehren und deshalb besonders manövrierfähig sein müssen, verwendet. Sie haben den Vorteil, dass sie ausser zur Vortriebserzeugung auch zum Steuern des Schiffes in jede beliebige Richtung verwendet werden können.
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den, dass für eine Richtungsänderung des Wasserfahrzeuges, bzw. für eine Verschwenkung des Propellers um die im wesentlichen normal zur Wasseroberfläche gerichtete Achse die Kraft des für die Drehung des Propellers vorgesehenen Motors ausgenutzt werden kann.
Erfindungsgemäss wird hiezu vorgesehen, dass beidseitig zu einer mit dem Propeller verbundenen Abtriebswelle und koaxial zur Schwenkachse des Propellergehäuses Kegelräder angeordnet sind, mit welchen ein auf der Abtriebswelle sitzendes Abtriebskegelrad kämmt, und dass die koaxial zur Schwenkachse angeordneten Kegelräder über getrennte Getriebe mit einer motorseitigen Antriebswelle verbunden sind, wobei das Obersetzungsverhältnis zumindest eines der Getriebe veränderbar ist. Diese Ausbildung erlaubt es, die für eine Richtungsänderung notwendige Verschwenkung des Propellers durch eine kurzzeitige Änderung des Übersetzungsverhältnisses eines der Getriebe durchzuführen.
Nach Erreichen der neuen Winkelstellung des Propellers können die Obersetzungsverhältnisse der beiden Getriebe wieder gleichgestellt werden, wodurch eine stabile Ruhelage des Propellers gegeben ist.
Bevorzugt weist das Getriebe mit veränderbarem Obersetzungsverhältnis ein Sonnenrad auf, das koaxial zu dem mit dem Abtriebskegelrad kämmenden Kegelrad angeordnet und mit diesem bewegungsschlüssig verbunden ist, und das über Planetenräder mit einem mit der motorseitigen Antriebswelle bewegungsschlüssig verbundenen Hohlrad in Verbindung steht, wobei zur Änderung der Übersetzung die Bewegung der Planetenräder relativ zur Achse des Sonnenrades steuerbar ist.
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Bremse festsetzbar sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt das Schema des erfindungsgemässen Steuerantriebes teilweise im Schnitt, wobei der Einfachheit halber die fahrzeugseitigen Teile sowie der Propeller weggelassen sind, und die Fig. 2 und 3 zeigen die Funktion des bevorzugt eingesetzten Getriebes bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen.
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gen Gehäuse --3-- mit einer Schwenkachse --11--, welche im Betriebszustand annähernd normal zur Wasseroberfläche gerichtet ist. Um diese Schwenkachse --11-- ist ein Propellergehäuse --14-- verschwenkbar, im welchem eine mit dem Propeller verbundene Abtriebswelle --13-- gelagert ist.
Das Ende der Abtriebswelle --13-- ist mit einem Kegelrad --12-- versehen, welches mit zwei koaxial zur Schwenkachse-11-- angeordneten Kegelrädern-10-- kämmt. Diese Kegelräder --10-- sind über getrennte Getriebe --a und b-mit einer motorseitigen Antriebswelle --1-- in Verbindung. Es ist leicht ersichtlich, dass bei konstanter, gegenläufiger Bewegung der bei den Kegelräder --10-- die Abtriebswelle -13-- relativ zur Schwenkachse --11-- stillsteht und ihrerseits in Drehung versetzt ist. Bei unterschiedlichen Laufgeschwindigkeiten der beiden Kegelräder wird die Abtriebswelle und somit das gesamte Propellergehäuse mit dem Propeller um die Schwenkachse --11-- verschwenkt, so dass der Vortrieb in eine relativ zur Längsachse des Schiffes andere Richtung wirkt.
Die hiefür
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KegelräderEinstellung der Übersetzungsverhältnisse der beiden Getriebe-a und b-realisiert. Jedes dieser Getriebe weist ein nun koaxial zur Schwenkachse --11-- angeordnetes Sonnenrad --6-- und ein Hohlrad --4-- auf. Das Hohlrad --4-- kämmt über einen Zahnkranz --2-- mit einem am Ende der motorseitigen Antriebswelle --1-- angeordneten Kegelrad. Weiters sind zwischen Hohlrad --4-- und
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Kegelrad --6- mehrere Planetenradpaare --5-- angeordnet, welche an einem Planetenradträger - gelagert sind. Der Planetenradträger --7-- ist mit einer Scheibenbremse --8-- verbunden, so dass die Planetenräder --5-- relativ zur Achse des Sonnenrades --6-- festgestellt werden können.
Die Planetenpaare --5-- weisen jeweils zwei radial versetzte, miteinander kämmende Räder auf.
Das Sonnenrad --6-- und das abtriebsseitige, zugehörige Kegelrad --10-- sind auf Keilverzahnungen einer auf der Schwenk achse --11-- gelagerten Hülse --9-- befestigt und somit bewegungsschlüssig verbunden.
In der Fig. 2 ist das Schema einer ersten Übersetzungsstufe angedeutet. Hiebei ist der Plane- tenradträger --7-- mittels der Scheibenbremse-8--festgestellt und das Hohlrad --4-- treibt über die sich um ihre eigenen Achsen drehenden Planetenräder das Sonnenrad --6-- mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis an.
Sind bei beiden Getrieben --a und b-- die Planetenradträger --7-- festgestellt, so rotieren dementsprechend die Kegelräder --10-- mit der gleichen, gegensinnigen Umdrehungszahl und die Abtriebswelle --13-- wird in Drehung versetzt, bleibt jedoch relativ zur Schwenkachse --11-- stabil. Wird nun einer der bei den Planetenradträger --7-- durch Lösen der Scheibenbremsen --8-- freigegeben, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, so wird das zugehörige Sonnenrad --6-- mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Hohlrad --4-- mitgenommen.
Auf Grund der dadurch auftretenden Änderung des Übersetzungsverhältnisses laufen die Kegelräder --10-- mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, so dass sich das Abtriebskegelrad --12-- an diesen abwälzt und die Abtriebswelle --13-- relativ zur Schwenkachse --11-- verschwenkt wird.
Es ist leicht ersichtlich, dass mit Hilfe dieses Steuerantriebes eine einfache Steuerung ohne zusätzliche Antriebsmittel bzw. Steuermittel ermöglicht wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Steuerantriebes liegt darin, dass durch Fixieren bzw. durch Loslösen beider Planetenradträger eine Änderung des Obersetzungsverhältnisses zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle erreichbar ist, ohne dass es bereits zu einer Verschwenkung der Abtriebswelle kommt. Es ist jedoch in beiden Übersetzungsstufen die Steuerbarkeit gegeben.
Es ist ferner ersichtlich, dass der Steuerantrieb auf mancherlei Art abgewandelt werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, so ist es z. B. möglich, das Sonnenrad als treibendes Rad vorzusehen, während dann das Hohlrad mit dem zugehörigen Kegelrad verbunden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuerantrieb für Wasserfahrzeuge mit einem Propeller, der an einem um eine im Betriebszustand zur Wasseroberfläche im wesentlichen normale Achse verschwenkbaren Gehäuse gelagert und über ein Getriebe mit einem im Wasserfahrzeug angeordneten Motor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig zu einer mit dem Propeller verbundenen, Abtriebswelle (13) und
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welchen ein auf der Abtriebswelle (13) sitzendes Abtriebskegelrad (12) kämmt, und dass die koaxial zur Schwenkachse (11) angeordneten Kegelräder (10) über getrennte Getriebe (a, b) mit einer motorseitigen Antriebswelle (1) verbunden sind, wobei das Übersetzungsverhältnis zumindest eines der Getriebe (a, b) veränderbar ist.
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The invention relates to a control drive for watercraft with a propeller which is mounted on a housing which can be pivoted about an axis which is essentially normal in the operating state to the water surface and which is connected via a transmission to a motor arranged in the watercraft.
Control drives of this type are mostly used for small and medium-sized ships or for special vehicles that operate in narrow waters and therefore have to be particularly maneuverable. They have the advantage that, in addition to generating propulsion, they can also be used to steer the ship in any direction.
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that the force of the motor provided for the rotation of the propeller can be used for a change of direction of the watercraft or for a swiveling of the propeller about the axis directed essentially normal to the water surface.
To this end, it is provided that bevel gears are arranged on both sides of an output shaft connected to the propeller and coaxial to the pivot axis of the propeller housing, with which an output bevel gear meshing on the output shaft meshes, and that the bevel gears arranged coaxially to the pivot axis are connected to a drive shaft on the motor side via separate gears are, the ratio of at least one of the gears is changeable. This design allows the propeller to be pivoted for a change in direction by briefly changing the gear ratio of one of the gears.
After reaching the new angular position of the propeller, the step-up ratios of the two gears can be put on the same level again, which means that the propeller is in a stable rest position.
Preferably, the transmission with a variable step-up ratio has a sun gear which is arranged coaxially with the bevel gear meshing with the driven bevel gear and connected to it in a positive-locking manner, and which is connected via planet gears to a ring gear which is connected to the motor-side drive shaft in a positive-locking manner, thereby changing the gear ratio the movement of the planet gears is controllable relative to the axis of the sun gear.
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Brake can be locked.
Further details of the invention are explained below using an exemplary embodiment and with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the schematic of the control drive according to the invention, partly in section, the parts on the vehicle and the propeller being omitted for the sake of simplicity, and FIGS. 2 and 3 show the function of the transmission which is preferably used at different transmission ratios.
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towards the housing --3-- with a swivel axis --11--, which is almost normal to the water surface during operation. A propeller housing --14-- can be pivoted about this pivot axis --11--, in which an output shaft --13-- connected to the propeller is mounted.
The end of the output shaft --13-- is provided with a bevel gear --12--, which meshes with two bevel gears -10-- arranged coaxially to the swivel axis -11--. These bevel gears --10-- are connected to a motor-side drive shaft --1-- via separate gears --a and b-. It is easy to see that with constant, opposite movement, that of the bevel gears --10-- the output shaft -13-- is stationary relative to the swivel axis --11-- and is in turn set in rotation. At different speeds of the two bevel gears, the output shaft and thus the entire propeller housing with the propeller is pivoted about the pivot axis --11--, so that the propulsion acts in a different direction relative to the longitudinal axis of the ship.
For that
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Bevel gears adjustment of the gear ratios of the two transmissions-a and b-realized. Each of these gears has a sun gear --6-- now arranged coaxially to the swivel axis --11-- and a ring gear --4--. The ring gear --4-- meshes via a ring gear --2-- with a bevel gear arranged at the end of the drive shaft --1-- on the motor side. There are also --4-- and
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Bevel gear --6- several planet gear pairs --5-- arranged, which are mounted on a planet gear carrier. The planet gear carrier --7-- is connected to a disc brake --8--, so that the planet gears --5-- can be locked relative to the axis of the sun gear --6--.
The planetary pairs --5-- each have two radially offset, meshing wheels.
The sun gear --6-- and the associated bevel gear --10-- on the output side are fixed on splines of a sleeve --9-- mounted on the swivel axis --11-- and thus connected in a motion-locked manner.
2, the diagram of a first translation stage is indicated. The planet gear carrier --7-- is fixed by means of the disc brake-8 - and the ring gear --4-- drives the sun gear --6-- with a predetermined transmission ratio via the planet gears rotating about their own axes.
If in both gearboxes --a and b-- the planet gear carriers --7-- are fixed, the bevel gears --10-- rotate accordingly with the same, opposite number of revolutions and the output shaft --13-- is set in rotation, remains however, relative to the swivel axis --11-- stable. If one of the planetary gear carriers --7-- is released by releasing the disc brakes --8--, as shown in Fig. 3, the associated sun gear --6-- is driven at the same speed as the ring gear - -4-- taken away.
Due to the resulting change in the gear ratio, the bevel gears --10-- run at different speeds, so that the output bevel gear --12-- rolls on them and the output shaft --13-- swivels relative to the swivel axis --11-- becomes.
It can easily be seen that this control drive enables simple control without additional drive means or control means.
Another advantage of the control drive according to the invention is that a change in the ratio between the drive shaft and the output shaft can be achieved by fixing or detaching the two planetary gear carriers without the output shaft already being pivoted. However, controllability exists in both gear ratios.
It can also be seen that the control drive can be modified in various ways without departing from the scope of the invention. B. possible to provide the sun gear as a driving wheel, while the ring gear is then connected to the associated bevel gear.
PATENT CLAIMS:
1. Control drive for watercraft with a propeller which is mounted on a housing which can be pivoted about an axis which is essentially normal to the water surface in the operating state and which is connected via a gearbox to a motor arranged in the watercraft, characterized in that on both sides to a connected to the propeller, Output shaft (13) and
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which is meshed by an output bevel gear (12) seated on the output shaft (13), and that the bevel gears (10) arranged coaxially to the swivel axis (11) are connected to a motor-side drive shaft (1) via separate gears (a, b), the transmission ratio at least one of the gears (a, b) is changeable.