DE102021213912B3 - HYDRAULIC TRIM DEVICE, BOAT ENGINE AND BOAT - Google Patents

HYDRAULIC TRIM DEVICE, BOAT ENGINE AND BOAT Download PDF

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DE102021213912B3
DE102021213912B3 DE102021213912.4A DE102021213912A DE102021213912B3 DE 102021213912 B3 DE102021213912 B3 DE 102021213912B3 DE 102021213912 A DE102021213912 A DE 102021213912A DE 102021213912 B3 DE102021213912 B3 DE 102021213912B3
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Florian Mayr
Jürgen Osterried
Michael Stegmüller
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/08Means enabling movement of the position of the propulsion element, e.g. for trim, tilt or steering; Control of trim or tilt
    • B63H20/10Means enabling trim or tilt, or lifting of the propulsion element when an obstruction is hit; Control of trim or tilt

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Trimm-Vorrichtung (1) für einen Bootantrieb mit wenigstens einem Trimmzylinder (2), einer im Trimmzylinder (2) axial zwischen einer ersten Endposition (EP1) und einer zweiten Endposition verfahrbaren Kolbenstange (3), einer Trimmplatte (5) und einem Hydraulikaggregat. Der Trimmzylinder (2) ist zum Ausfahren der Kolbenstange (3) über das Hydraulikaggregat mit Druck beaufschlagbar. Die Kolbenstange (3) weist einen Anlageabschnitt (4, 4`) auf und die Trimmplatte (5) weist eine Anlagefläche (6) auf und der Anlageabschnitt (4) liegt an der Anlagefläche (6) an. Der Anlageabschnitt (4) bewegt sich bei einer Bewegung der Kolbenstange (3) zwischen der ersten Endposition (EP1) und der zweiten Endposition relativ zur Anlagefläche (6) entlang der Anlagefläche (6). Die Anlagefläche (6) weist wenigstens abschnittsweise eine konvexe Krümmung in Richtung der Kolbenstange (3) auf. Ferner betrifft die Erfindung einen Bootantrieb mit einer hydraulischen Trimm-Vorrichtung sowie ein Boot mit einem solchen Bootantrieb.

Figure DE102021213912B3_0000
The present invention relates to a hydraulic trimming device (1) for a boat drive with at least one trimming cylinder (2), a piston rod (3) which can be moved axially in the trimming cylinder (2) between a first end position (EP1) and a second end position), a trimming plate ( 5) and a hydraulic unit. The trimming cylinder (2) can be pressurized via the hydraulic unit to extend the piston rod (3). The piston rod (3) has an abutment section (4, 4`) and the trimming plate (5) has an abutment surface (6) and the abutment section (4) rests against the abutment surface (6). When the piston rod (3) moves between the first end position (EP1) and the second end position relative to the contact surface (6), the contact section (4) moves along the contact surface (6). The contact surface (6) has, at least in sections, a convex curvature in the direction of the piston rod (3). Furthermore, the invention relates to a boat drive with a hydraulic trimming device and a boat with such a boat drive.
Figure DE102021213912B3_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Trimm-Vorrichtung für einen Bootmotor, einen Bootmotor mit einer solchen Trimm-Vorrichtung sowie ein Boot mit einem solchen Bootmotor.The present invention relates to a hydraulic trimming device for a boat engine, a boat engine with such a trimming device and a boat with such a boat engine.

Derartige Bootmotoren umfassen regelmäßig einen Bootantrieb, beispielsweise einen Außenbordmotor oder einen Z-Antrieb. Der Bootantrieb ist mittels der Trimm-Vorrichtung verschwenkbar am Rumpf des Bootes angeordnet.Such boat motors regularly include a boat drive, for example an outboard motor or a Z-drive. The boat drive is arranged on the hull of the boat so that it can be pivoted by means of the trimming device.

Solche hydraulischen Timm-Vorrichtungen für Bootmotoren sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der US 5 597 333 A , der US 4 720 728 A oder der WO 01/ 98 142 A1 . Regelmäßig werden diese hydraulischen Trimm-Systeme in Kombination mit einer hydraulischen Lift-Vorrichtung eingesetzt. Dies kombinierten Vorrichtungen werden einerseits verwendet, um den Bootantrieb, beispielsweise einen Außenbordmotor, über wenigstens einen Lifttzylinder der Lift-Vorrichtung in eine Ruheposition zu verschwenken, in welcher die Schraube des Antriebs fast vollständig oder ganz aus dem Wasser gehoben ist.Such hydraulic timing devices for boat engines are known from the prior art, for example from U.S. 5,597,333 A , the U.S.A. 4,720,728 or the WO 01/98142 A1 . These hydraulic trim systems are regularly used in combination with a hydraulic lift device. These combined devices are used on the one hand to pivot the boat drive, for example an outboard motor, via at least one lift cylinder of the lift device into a rest position in which the screw of the drive is almost completely or completely lifted out of the water.

Zum anderen wird mit wenigstens einem Trimmzylinder der Trimm-Vorrichtung während der Fahrt mit dem Boot ein sogenannter Powertrimm durchgeführt. Hierbei wird der Bootantrieb durch Drehung um die Querachse des Boots feinjustiert, um eine optimale Ausrichtung bzw. Lage des Rumpfes des Boots zur Wasseroberfläche während der Fahrt zu erhalten. Eine suboptimale Ausrichtung zwischen Rumpf und Wasseroberfläche führt zu einem Vortriebsverlust durch Kavitieren der Schraube sowie falscher Krafteinleitungsrichtung, zu einem unruhigen Fahrverhalten und zu einem erhöhten Treibstoffverbrauch.On the other hand, a so-called power trim is carried out with at least one trimming cylinder of the trimming device while the boat is in motion. Here, the boat drive is finely adjusted by turning it around the transverse axis of the boat in order to obtain an optimal alignment or position of the hull of the boat to the water surface while driving. A sub-optimal alignment between the hull and the water surface leads to a loss of propulsion due to cavitation of the screw and the wrong direction of force application, to unsteady handling and increased fuel consumption.

Hierfür weist die hydraulische Trimm-Vorrichtung zusätzlich zu dem wenigstens einen Trimmzylinder ein Hydraulikaggregat und eine Trimmplatte auf. Der wenigstens eine Trimmzylinder umfasst eine zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition axial im wenigstens einen Trimmzylinder verfahrbare Kolbenstange. Im Sinne der Anmeldung entspricht die erste Endposition einer minimalen Trimmposition, wobei diese Position auch der vollständig eingefahrenen Position der Kolbenstange entsprechen kann. Die zweite Endposition entspricht einer maximalen Trimmposition, wobei dies einer vollständig ausgefahrenen Position der Kolbenstrange entsprechen kann. Zum Ausfahren der Kolbenstange in Richtung der zweiten Endposition wird der wenigstens eine Trimmzylinder in bekannter Weise über das Hydraulikaggregat mit Druck beaufschlagt.For this purpose, the hydraulic trimming device has a hydraulic unit and a trimming plate in addition to the at least one trimming cylinder. The at least one trimming cylinder comprises a piston rod that can be moved axially in the at least one trimming cylinder between a first end position and a second end position. For the purposes of the application, the first end position corresponds to a minimum trimming position, and this position can also correspond to the fully retracted position of the piston rod. The second end position corresponds to a maximum trimming position, which can correspond to a fully extended position of the piston rods. To extend the piston rod in the direction of the second end position, the at least one trimming cylinder is pressurized in a known manner via the hydraulic unit.

Die Kolbenstange weist einen Anlageabschnitt auf, welche an einer Anlagefläche der Trimmplatte anliegt. Die Trimmplatte ist an dem Bootantrieb angeordnet, sodass der Bootantrieb durch Ein- und Ausfahren der Kolbenstange relativ zum Rumpf verschwenkt wird. Bei einer Bewegung der Kolbenstange zwischen der ersten Endposition und der zweiten Endposition bewegt sich Anlageabschnitt relativ zur Anlagefläche entlang der Anlagefläche.The piston rod has an abutment section which abuts against an abutment surface of the trimming plate. The trimming plate is arranged on the boat drive so that the boat drive is pivoted relative to the hull by moving the piston rod in and out. When the piston rod moves between the first end position and the second end position, the contact section moves relative to the contact surface along the contact surface.

Bei den bekannten Trimm-Vorrichtung kann es aufgrund der Bewegung zwischen dem Anlageabschnitt und der Anlagefläche zu Querkräften kommen, die den Verschleiß erhöhen, beispielsweise an Führungsbuchsen des Trimmzylinders. Insbesondere kommt es auch durch die Reibung zwischen Anlageabschnitt und Anlagefläche zu einem abwechselnden Stoppen und Bewegen der Kolbenstange, was sich zudem durch Vibrationen bemerkbar macht. Dieses Phänomen wird auch als Slip-Stick-Effekt bezeichnet. Daher kommt es auch zu einer unerwünschten Geräuschbildung, die sich in einer Art Rattern äußert. Generell wird zur Abhilfe vorgeschlagen, dass die Anlagefläche bzw. der Anlageabschnitt regelmäßig geschmiert werden, was sich auch positiv auf den Verschleiß zwischen Anlagefläche und Anlageabschnitt auswirkt.In the known trimming device, the movement between the contact section and the contact surface can result in transverse forces that increase wear, for example on the guide bushings of the trimming cylinder. In particular, the friction between the contact section and the contact surface also causes the piston rod to stop and move alternately, which is also noticeable through vibrations. This phenomenon is also known as the slip-stick effect. Therefore, there is also an undesirable noise, which is expressed in a kind of rattling. In general, it is proposed as a remedy that the contact surface or the contact section be lubricated regularly, which also has a positive effect on the wear between the contact surface and the contact section.

Darüber hinaus schlägt die US 5 597 333 A vor, dass die Trimmplatte in der Art eines Kugellagers ausgebildet sein kann, oder dass die Anlagefläche symmetrisch konkav gekrümmt ist, also von dem Anlageabschnitt weg nach innen gewölbt ist.In addition, the U.S. 5,597,333 A propose that the trimming plate can be designed in the manner of a ball bearing, or that the contact surface is symmetrically concavely curved, ie is curved inwards away from the contact section.

Nachteilig hieran ist, dass die Lösung in der Art eines Kugellagers sehr aufwändig und daher teuer in der Herstellung ist. Die Lösung mit konkav gekrümmten Anlageflächen funktionieren ebenfalls nur mit einem regelmäßigen Auftrag von Schmiermittel zufriedenstellend, wobei die Querkräfte je nach Position der Kolbenstange sogar höher sind, als bei einer vollständig planen Anlagefläche. Eine verstärkte Nutzung von Schmiermittel ist darüber hinaus auch aus ökologischen Gründen unerwünscht, da ein erheblicher Anteil des Schmiermittels aufgrund des aquatischen Einsatzes bei Bootmotoren in die Gewässer eingetragen wird.The disadvantage here is that the solution in the form of a ball bearing is very complex and therefore expensive to manufacture. The solution with concavely curved contact surfaces also only works satisfactorily with a regular application of lubricant, whereby the transverse forces are even higher, depending on the position of the piston rod, than with a completely flat contact surface. In addition, increased use of lubricants is also undesirable for ecological reasons, since a significant proportion of the lubricants enters the waters due to their aquatic use in boat engines.

In der US 4 720 278 A ist eine Anlagefläche gezeigt, die eine konvexe Krümmung in Richtung der Kolbenstange aufweist.In the U.S.A. 4,720,278 a bearing surface is shown which has a convex curvature in the direction of the piston rod.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Trimm-Vorrichtung für einen Bootmotor aufzuzeigen, welche auf die Kinematik des Bootantriebs abgestimmt ist und mit welcher die unerwünschten Querkräfte sowie die unerwünschte Geräuschentwicklung bei reduziertem Einsatz von Schmiermittel wirksam verhindert werden kann. Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer hydraulischen Trimm-Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.It is therefore the object of the present invention to provide a hydraulic trimming device for a boat engine which is matched to the kinematics of the boat drive and with which the undesirable lateral forces and the undesirable noise development can be effectively prevented with reduced use of lubricant. The task can be solved with one hydraulic trimming device according to claim 1. Advantageous developments are described in the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Trimm-Vorrichtung weist die Anlagefläche wenigstens abschnittsweise eine konvexe Krümmung in Richtung der Kolbenstange auf. Mit anderen Worten, die Anlagefläche ist also wenigstens zum Teil in Richtung der Kolbenstange bzw. des Anlageabschnitts nach außen gewölbt. So kann sichergestellt werden, dass die Querkraft deutlich minimiert wird, wodurch auch der Einsatz an Schmiermittel merklich reduziert werden kann. Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass im Vergleich zu herkömmlichen Trimm-Vorrichtungen mit planen Anlageflächen bei gleichem Schmiermitteleinsatz eine bis zu fünffache Bewegungsanzahl erreichbar ist.In the case of the hydraulic trimming device according to the invention, the contact surface has a convex curvature in the direction of the piston rod, at least in sections. In other words, the contact surface is at least partly outwardly curved in the direction of the piston rod or the contact section. In this way it can be ensured that the lateral force is significantly minimized, which also means that the use of lubricant can be noticeably reduced. Tests by the applicant have shown that compared to conventional trimming devices with planar contact surfaces, up to five times the number of movements can be achieved with the same use of lubricant.

Erfindungsgemäß ist der Anlageabschnitt in der ersten Endposition der Kolbenstange in einer ersten Anlageposition und in der zweiten Endposition der Kolbenstange in einer zweiten Anlageposition. Erfindungsgemäß ist die konvexe Krümmung der Anlagefläche zwischen der ersten Anlageposition und der zweiten Anlageposition asymmetrisch. Mit anderen Worten, die Trimmplatte ist also entlang einer ersten gedachten Ebene zwischen der ersten Endposition und der zweiten Endposition symmetrisch, aber entlang einer zweite und zur ersten Ebene senkrechten zweiten Ebene asymmetrisch. So kann die Trimmplatte individuell auf die entsprechende Kinematik des Bootantriebs in Bezug auf die Trimmung bzw. Powertrimm abgestimmt werden.According to the invention, the contact section is in a first contact position in the first end position of the piston rod and in a second contact position in the second end position of the piston rod. According to the invention, the convex curvature of the contact surface is asymmetrical between the first contact position and the second contact position. In other words, the trimming plate is symmetrical along a first imaginary plane between the first end position and the second end position, but asymmetrical along a second plane perpendicular to the first plane. In this way, the trim plate can be individually adjusted to the corresponding kinematics of the boat drive in relation to the trim or power trim.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die Anlagefläche zwischen der ersten Anlageposition und der zweiten Anlageposition vollständig eine konvexe Krümmung in Richtung der Kolbenstange aufweist. Mithin ist Anlagefläche also nicht nur abschnittsweise konvex gekrümmt, sondern vollständig.Furthermore, it is advantageous if the contact surface between the first contact position and the second contact position has a convex curvature in the direction of the piston rod. Consequently, the contact surface is not only convexly curved in sections, but completely.

Zweckmäßigerweise weist die Kolbenstange eine zentrale Mittelachse auf, wobei die konvexe Krümmung der Anlagefläche so ausgebildet ist, dass die zentrale Mittelachse der Kolbenstange in jeder Position der Kolbenstange zwischen der ersten Endposition und der zweiten Endposition orthogonal auf der Trimm-Platte bzw. der Anlagefläche steht oder um höchstens 6° geneigt auf der Trimmplatte bzw. der Anlagefläche steht. Sofern die Mittelachse der Kolbenstange geneigt auf der Trimmplatte bzw. der Anlagefläche steht ist es zweckmäßig, wenn die zentrale Mittelachse zwischen 1,5° und 4,5°, vorzugsweise um 2° bis 4° und besonders bevorzugt um 3° geneigt auf der Trimmplatte bzw. der Anlagefläche steht. Bei einer vollständig orthogonalen Anordnung ergeben sich die geringsten Querkräfte und mithin der geringste Verschleiß. Mit einer gewissen Neigung kann der Slip-Stick-Effekt weitgehend unterdrückt werden, wobei Versuche der Anmelderin gezeigt haben, dass bei einer Neigung von 3° der beste Kompromiss zwischen reduzierten Querkräften und reduziertem Slip-Stick-Effekt zu erzielen ist.The piston rod expediently has a central central axis, with the convex curvature of the contact surface being designed in such a way that the central central axis of the piston rod is orthogonal to the trimming plate or the contact surface in any position of the piston rod between the first end position and the second end position or inclined by a maximum of 6° on the trimming plate or the contact surface. If the central axis of the piston rod is inclined on the trimming plate or the contact surface, it is expedient if the central central axis is inclined between 1.5° and 4.5°, preferably by 2° to 4° and particularly preferably by 3° on the trimming plate or the contact surface. A completely orthogonal arrangement results in the lowest lateral forces and therefore the lowest wear. With a certain inclination, the slip-stick effect can be largely suppressed, tests by the applicant having shown that the best compromise between reduced lateral forces and reduced slip-stick effect can be achieved with an inclination of 3°.

Zweckmäßigerweise ist die zentrale Mittelachse in Richtung der ersten Anlageposition geneigt. Durch die Neigung der zentralen Mittelachse in Richtung der ersten Anlageposition wird insbesondere beim Ausfahren der Kolbenstange der Slip-Stick-Effekt merklich reduziert.The central middle axis is expediently inclined in the direction of the first contact position. Due to the inclination of the central axis in the direction of the first contact position, the slip-stick effect is noticeably reduced, especially when the piston rod is extended.

Es ist von Vorteil, wenn der Anlageabschnitt ein sphärischer Anlageabschnitt ist. Hierdurch ergibt sich eine Punktberührung zwischen Anlageabschnitt und Anlagefläche. Alternativ kann der Anlageabschnitt ein planer Anlageabschnitt sein. Dies resultiert in einer Linienberührung, wodurch die Flächenpressung reduziert wird. Ferner ist ein planer Anlageabschnitt einfach herzustellen. Freilich sind auch weitere Formen des Anlageabschnitts denkbar, beispielsweise halb- oder teilzylinderförmig oder kegelstumpfartig.It is advantageous if the contact section is a spherical contact section. This results in point contact between the contact section and the contact surface. Alternatively, the contact section can be a planar contact section. This results in line contact, which reduces the surface pressure. Furthermore, a planar investment section is easy to produce. Of course, other shapes of the contact section are also conceivable, for example semi-cylindrical or part-cylindrical or truncated.

Des Weiteren gelingt die Lösung der Aufgabe mit einem Bootmotor gemäß Anspruch 7 Erfindungsgemäß weist der Bootmotor eine vorstehend beschriebene Trimm-Vorrichtung sowie einen Bootantrieb auf. Die Trimmplatte ist am Bootantrieb befestigt. Der Bootantrieb kann insbesondere ein Außenbordmotor oder ein Z-Antrieb sein.Furthermore, the object is achieved with a boat engine according to claim 7. According to the invention, the boat engine has a trimming device as described above and a boat drive. The trim plate is attached to the boat drive. The boat drive can in particular be an outboard motor or a Z-drive.

Ferner gelingt die Lösung der Aufgabe mit einem Boot, insbesondere einem Sportboot. Das erfindungsgemäße Boot weist einen Rumpf und einen vorstehend beschriebenen Bootmotor auf, wobei der Bootantrieb mittels der hydraulischen Trimm-Vorrichtung verschwenkbar am Rumpf angeordnet ist.Furthermore, the task can be solved with a boat, in particular a sports boat. The boat according to the invention has a hull and a boat motor as described above, the boat drive being arranged on the hull so that it can pivot by means of the hydraulic trimming device.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen die Figuren schematisch:

  • 1 eine erste Seitansicht eines Bootes mit einem Außenbordmotor;
  • 2 eine zweite Seitenansicht des in 1 gezeigten Bootes;
  • 3 eine Seitansicht einer hydraulischen Trimm-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem Trimmzylinder und einer in einer ersten Endposition befindlichen Kolbenstange;
  • 4 die in 3 gezeigte hydraulische Trimm-Vorrichtung mit der Kolbenstange in einer Zwischenposition;
  • 5 die in 3 gezeigte hydraulische Trimm-Vorrichtung mit der Kolbenstange in einer zweiten Endposition;
  • 6 ein Detail der in 3 gezeigten hydraulischen Trimm-Vorrichtung; und
  • 7 eine Seitenansicht einer hydraulischen Trimm-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the figures. The figures show schematically:
  • 1 a first side view of a boat with an outboard motor;
  • 2 a second side view of the in 1 boat shown;
  • 3 a side view of a hydraulic trimming device according to a first embodiment with a trimming cylinder and a piston rod located in a first end position;
  • 4 in the 3 hydraulic trimming device shown with the piston rod in an intermediate position;
  • 5 in the 3 shown hydraulic trimming device with the piston rod in a second end position;
  • 6 a detail of the in 3 shown hydraulic trimming device; and
  • 7 a side view of a hydraulic trimming device according to a second embodiment.

In 1 und 2 ist ein Boot 101 mit einem erfindungsgemäßen Bootmotor 100 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Boot ein Sportboot und der Bootmotor 100 weist einen Bootantrieb in Form eines Außenbordmotors 105 auf. Der Außenbordmotor 105 weist in bekannter Weise eine Schraube 104 auf und ist an einem Rumpf 102 des Boots 101 über ein Gelenk 103 zwischen einer abgesenkten Position (vgl. 1) und einer angehobenen Position (vgl. 2) schwenkbar. Hierfür weist das Boot 101 eine erfindungsgemäße hydraulische Trimm-Vorrichtung 1 als Bestandteil einer kombinierten hydraulischen Timm-Lift-Vorrichtung 110 auf.In 1 and 2 a boat 101 with a boat motor 100 according to the invention is shown. In this exemplary embodiment, the boat is a sports boat and the boat motor 100 has a boat drive in the form of an outboard motor 105 . The outboard motor 105 has a screw 104 in a known manner and is attached to a hull 102 of the boat 101 via a joint 103 between a lowered position (cf. 1 ) and a raised position (cf. 2 ) swivelling. For this purpose, the boat 101 has a hydraulic trimming device 1 according to the invention as part of a combined hydraulic trimming-lift device 110 .

Die hydraulische Trimm-Lift-Vorrichtung 110 weist einen Liftzylinder 106 und in diesem Ausführungsbeispiel einen Trimmzylinder 2 als Bestandteil der hydraulischen Trimm-Vorrichtung 1 auf. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen mit zwei oder mehr Liftzylinder und mit zwei oder mehr Trimmzylinder denkbar. Ferner ist ein (nicht näher dargestelltes) Hydraulikaggregat vorgesehen, über welches der Liftzylinder 106 und der Trimmzylinder 2 in bekannter Weise mit Druck beaufschlagbar sind.The hydraulic trim-lift device 110 has a lift cylinder 106 and, in this exemplary embodiment, a trim cylinder 2 as part of the hydraulic trim device 1 . Of course, embodiments with two or more lift cylinders and with two or more trimming cylinders are also conceivable. Furthermore, a hydraulic unit (not shown) is provided, via which the lift cylinder 106 and the trimming cylinder 2 can be pressurized in a known manner.

Der Trimmzylinder 2 weist eine Kolbenstange 3 auf, die axial zwischen einer ersten Endposition EP1 und einer zweiten Endposition EP2 im Trimmzylinder 2 verfahrbar ist, siehe auch 3 bis 5. Durch Druckbeaufschlagung des Trimmzylinders 2 über das Hydraulikaggregat wird die Kolbenstange 3 in herkömmlicher Weise ausgefahren. Am axialen und zu einer am Außenbordmotor 105 angeordneten Trimmplatte 5 weisenden Ende der Kolbenstange 3 ist ein Anlageabschnitt 4, 4' vorgesehen. Der Anlageabschnitt 4, 4' liegt an einer Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 an.The trimming cylinder 2 has a piston rod 3 which can be moved axially between a first end position EP1 and a second end position EP2 in the trimming cylinder 2, see also 3 until 5 . By pressurizing the trimming cylinder 2 via the hydraulic unit, the piston rod 3 is extended in a conventional manner. A contact section 4, 4' is provided on the axial end of the piston rod 3 pointing towards a trimming plate 5 arranged on the outboard motor 105. The contact section 4 , 4 ′ bears against a contact surface 6 of the trimming plate 5 .

Beim Powertrimmen während der Fahrt des Bootes 101 fährt der Trimmzylinder 2 aus, und der Anlageabschnitt 4, 4` der Kolbenstange 3 des Trimmzylinders 2 bewegt sich entlang der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5, um so den Außenbordmotor 105 gegenüber dem Rumpf 102 entlang des Gelenks 103 um die Querachse des Boots 101 zu verschwenken und somit zwischen der abgesenkten Position (1) und angehobenen Position (2) feinzujustieren. Eine suboptimale Ausrichtung zwischen Rumpf 102 und Wasseroberfläche führt zu einem Vortriebsverlust durch Kavitieren der Schraube 104 sowie falscher Krafteinleitungsrichtung, zu einem unruhigen Fahrverhalten und zu einem erhöhten Treibstoffverbrauch.During power trimming while the boat 101 is moving, the trimming cylinder 2 extends and the contact section 4, 4` of the piston rod 3 of the trimming cylinder 2 moves along the contact surface 6 of the trimming plate 5, in order to position the outboard motor 105 in relation to the hull 102 along the joint 103 about the transverse axis of the boat 101 and thus between the lowered position ( 1 ) and raised position ( 2 ) to fine-tune. A suboptimal alignment between the hull 102 and the water surface leads to a loss of propulsion due to cavitation of the screw 104 and the wrong direction of force application, to unsteady handling and to increased fuel consumption.

In 3 ist eine hydraulische Trimm-Vorrichtung 1 als Teil einer kombinierten hydraulischen Trimm-Lift-Vorrichtung 110 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Der Außenbordmotor 105 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Der in 3 dargestellte Zustand entspricht im Wesentlichen dem in 1 dargestellten Zustand mit vollständig abgesenktem und daher nicht feinjustierten Außenbordmotor 105. Die Kolbenstange 3 des Trimmzylinders 2 ist in der ersten Endposition EP1 und der Anlageabschnitt 4 der Kolbenstange 3 befindet sich ein einer ersten Anlageposition AP1 auf der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5.In 3 1 shows a hydraulic trimming device 1 as part of a combined hydraulic trimming-lift device 110 according to a first embodiment. The outboard motor 105 is not shown for the sake of clarity. the inside 3 The state shown essentially corresponds to that in 1 shown state with the outboard motor 105 completely lowered and therefore not finely adjusted. The piston rod 3 of the trimming cylinder 2 is in the first end position EP1 and the contact section 4 of the piston rod 3 is in a first contact position AP1 on the contact surface 6 of the trimming plate 5.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Anlageabschnitt 4 der Kolbenstange 3 sphärisch ausgebildet, sodass es zu einer Punktberührung zwischen dem Anlageabschnitt 4 und der Anlagefläche 6 kommt. Wie dargestellt ist die Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 konvex in Richtung der Kolbenstange 3 bzw. des Anlageabschnitts 4 gekrümmt, wie dies nachfolgend noch genauer beschrieben wird.In this exemplary embodiment, the contact section 4 of the piston rod 3 is of spherical design, so that there is point contact between the contact section 4 and the contact surface 6 . As shown, the contact surface 6 of the trimming plate 5 is convexly curved in the direction of the piston rod 3 or the contact section 4, as will be described in more detail below.

Um einen Powertrimm auszuführen wird der Trimmzylinder 2 durch das Hydraulikaggregat in herkömmlicher Weise mit Druck beaufschlagt und die Kolbenstange 3 fährt aus. Hierbei bewegt sich der Anlageabschnitt 4 der Kolbenstange 3 entlang der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 und eine Kraft wird über die Trimmplatte 5 auf den Außenbordmotor 105 ausgeübt, sodass der Außenbordmotor 105 über das Gelenk 103 gegenüber dem Rumpf 102 bewegt bzw. verschwenkt wird.In order to carry out a power trim, the trimming cylinder 2 is pressurized in a conventional manner by the hydraulic unit and the piston rod 3 moves out. The contact section 4 of the piston rod 3 moves along the contact surface 6 of the trimming plate 5 and a force is exerted on the outboard motor 105 via the trimming plate 5, so that the outboard motor 105 is moved or pivoted relative to the hull 102 via the joint 103.

In 4 ist eine Zwischenposition des Anlageabschnitts 4 der Kolbenstange 3 auf der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 dargestellt und in 5 ist ein im Wesentlichen dem in 2 dargestellten Zustand entsprechender Zustand dargestellt, welcher einem maximalen Powertrimm entspricht. Bei dem in 5 dargestellten Zustand ist die Kolbenstange 3 in der zweiten Endposition EP2 und der Anlageabschnitt 4 der Kolbenstange 3 befindet sich in einer zweiten Anlageposition AP2 auf der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5.In 4 an intermediate position of the contact section 4 of the piston rod 3 on the contact surface 6 of the trimming plate 5 is shown and in 5 is a essentially dem in 2 shown state corresponding state shown, which corresponds to a maximum power trim. At the in 5 The state shown is that the piston rod 3 is in the second end position EP2 and the contact section 4 of the piston rod 3 is in a second contact position AP2 on the contact surface 6 of the trimming plate 5.

In 6 ist ein Detail aus 3 dargestellt, bei welchem sich die Anlageabschnitt 4 der Kolbenstange 3 in der ersten Anlageposition AP1 auf der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 befindet. Die Kolbenstange 3 weist eine zentrale Mittelachse MA. Die Krümmung der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 ist so gewählt, dass die zentrale Mittelachse MA bei der Bewegung entlang der Anlagefläche 6 zwischen der ersten Anlageposition AP1 und der zweiten Anlageposition AP2 immer um einen vorbestimmten Winkel α gegenüber der als gestrichelter Pfeil dargestellten Krafteinleitungsrichtung KE geneigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist α = 3°. Mit anderen Worten, die Kolbenstange 3 steht nicht orthogonal auf der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5, sondern die zentral Mittelachse MA ist in Richtung der ersten Anlageposition AP um den Winkel α = 3° gegenüber der Krafteinleitungsrichtung KE geneigt. Die Anlagefläche 6 bzw. die Krümmung der Anlagefläche 6 ist so ausgebildet, dass der Winkel α für alle Positionen des Anlageabschnitts 4 relativ zur Anlagefläche 7 gleich bleibtIn 6 is a detail off 3 shown, in which the contact section 4 of the piston rod 3 is in the first contact position AP1 on the contact surface 6 of the trimming plate 5 . The piston rod 3 has a central center axis MA. The curvature of the contact surface 6 of the trimming plate 5 is selected in such a way that the central middle axis MA is always at a predetermined angle when moving along the contact surface 6 between the first contact position AP1 and the second contact position AP2 α is inclined relative to the force application direction KE shown as a dashed arrow. In this embodiment, α=3°. In other words, the piston rod 3 is not orthogonal on the contact surface 6 of the trimming plate 5, but the central central axis MA is inclined towards the first contact position AP by the angle α=3° with respect to the force introduction direction KE. The contact surface 6 or the curvature of the contact surface 6 is designed in such a way that the angle α remains the same for all positions of the contact section 4 relative to the contact surface 7

Bei einer vollständig orthogonalen Ausrichtung der zentralen Mittelachse MA der Kolbenstange 3 relativ zur Trimmplatte 5 bzw. Anlagefläche 6 würde α = 0° und MA = KE gelten. In diesem Fall wären die Querkräfte aufgrund der orthogonalen Krafteinleitung minimal, jedoch könnte sich ein merklicher Slip-Stick-Effekt einstellen. Es hat sich gezeigt, dass mit α ≤ 6° und insbesondere im Bereich von 1,5° ≤ α ≤ 4,5°ein optimaler Kompromiss zwischen eingeleiteten Querkräften und Auftreten des Slip-Stick-Effektes erreichbar ist.With a completely orthogonal alignment of the central middle axis MA of the piston rod 3 relative to the trimming plate 5 or contact surface 6, α=0° and MA=KE would apply. In this case, the lateral forces would be minimal due to the orthogonal introduction of force, but a noticeable slip-stick effect could occur. It has been shown that with α≦6° and in particular in the range of 1.5°≦α≦4.5°, an optimal compromise between introduced lateral forces and occurrence of the slip-stick effect can be achieved.

Bei der Auslegung der Krümmung der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 wird diese zunächst so gewählt, dass diese individuell auf die entsprechende Kinematik des Bootmotors 100 in Bezug auf die Trimmung bzw. Powertrimm abgestimmt ist. Hierbei wird fiktiv von einer immer zu erzielenden orthogonalen Ausrichtung der zentralen Mittelachse MA der Kolbenstange 3 zur Trimmplatte 5 bzw. Anlagefläche 6 ausgegangen. Anschließend wird bei Bedarf die Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 um den Winkel α gedreht, wobei der Winkel α höchstens 6° beträgt. So ergibt sich eine asymmetrische und konvexe Krümmung der Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5 zwischen der ersten Anlageposition AP1 und der zweiten Anlageposition AP2.When designing the curvature of the contact surface 6 of the trimming plate 5, this is initially selected in such a way that it is individually matched to the corresponding kinematics of the boat engine 100 in relation to the trimming or power trimming. Here, a fictitious orthogonal alignment of the central middle axis MA of the piston rod 3 to the trimming plate 5 or contact surface 6 is always to be assumed. If necessary, the contact surface 6 of the trimming plate 5 is then rotated by the angle α, the angle α being at most 6°. This results in an asymmetrical and convex curvature of the contact surface 6 of the trimming plate 5 between the first contact position AP1 and the second contact position AP2.

In 7 ist eine hydraulische Trimm-Vorrichtung 1 als Teil einer kombinierten hydraulischen Trimm-Lift-Vorrichtung 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Die zweite Ausführungsform der hydraulischen Trimm-Vorrichtung 1 unterscheidet sich von der in den 3 bis 6 gezeigten ersten Ausführungsform lediglich durch die Ausgestaltung des Anlageabschnitts 4' der Kolbenstange 3.In 7 1 shows a hydraulic trimming device 1 as part of a combined hydraulic trimming-lift device 110 according to a second embodiment. The second embodiment of the hydraulic trimming device 1 differs from that in FIGS 3 until 6 shown first embodiment only by the design of the contact section 4 'of the piston rod 3.

Wie dargestellt ist der Anlageabschnitt 4' der Kolbenstange 3 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel als plane Fläche ausgeführt. So ergibt sich im Unterschied zu der sphärischen Ausbildung des Anlageabschnitts gemäß der ersten Ausführungsform eine Linienberührung zwischen Anlageabschnitt 4` der Kolbenstange 3 und Anlagefläche 6 der Trimmplatte 5. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α = 0°. Hierdurch ergibt sich insgesamt eine geringere Flächenpressung bei minimiertem Slip-Stick-Effekt.As shown, the contact section 4' of the piston rod 3 is designed as a flat surface in this second exemplary embodiment. In contrast to the spherical design of the contact section according to the first embodiment, there is linear contact between the contact section 4' of the piston rod 3 and the contact surface 6 of the trimming plate 5. In this exemplary embodiment, the angle α is 0°. This results in a lower overall surface pressure with a minimized slip-stick effect.

BezugszeichenlisteReference List

11
hydraulische Trimm-Vorrichtunghydraulic trimming device
22
Trimmzylindertrim cylinder
33
Kolbenstangepiston rod
4, 4`4, 4`
Anlageabschnittinvestment section
55
Trimmplattetrim plate
66
Anlageflächecontact surface
100100
Bootmotorboat engine
101101
Bootboat
102102
Rumpfhull
103103
Gelenkjoint
104104
Schraubescrew
105105
Bootantrieb, AußenbordmotorBoat drive, outboard motor
106106
Liftzylinderlift cylinder
110110
hydraulische Timm-Lift-Vorrichtung hydraulic Timm-Lift device
AP1AP1
erste Anlagepositionfirst investment position
AP2AP2
zweite Anlagepositionsecond investment position
EP1EP1
erste Endpositionfirst end position
EP2EP2
zweite Endpositionsecond end position
KEKE
Krafteinleitungsrichtungforce application direction
MAMA
zentrale Mittelachsecentral axis
αa
Winkelangle

Claims (8)

Hydraulische Trimm-Vorrichtung (1) für einen Bootmotor (100) mit wenigstens einem Trimmzylinder (2), einer im wenigstens einen Trimmzylinder (2) axial zwischen einer ersten Endposition (EP1) und einer zweiten Endposition (EP2) verfahrbaren Kolbenstange (3), einer Trimmplatte (5) und einem Hydraulikaggregat, wobei der wenigstens eine Trimmzylinder (2) zum Ausfahren der Kolbenstange (3) über das Hydraulikaggregat mit Druck beaufschlagbar ist, wobei die Kolbenstange (3) einen Anlageabschnitt (4, 4`) aufweist und die Trimmplatte (5) eine Anlagefläche (6) aufweist, und der Anlageabschnitt (4, 4`) an der Anlagefläche (6) anliegt, und sich der Anlageabschnitt (4, 4`) bei einer Bewegung der Kolbenstange (3) zwischen der ersten Endposition (EP1) und der zweiten Endposition (EP2) relativ zur Anlagefläche (6) entlang der Anlagefläche (6) bewegt, wobei die Anlagefläche (6) wenigstens abschnittsweise eine konvexe Krümmung in Richtung der Kolbenstange (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (4, 4`) in der ersten Endposition (EP1) der Kolbenstange (3) in einer ersten Anlageposition (AP1) und in der zweiten Endposition (EP2) der Kolbenstange (3) in einer zweiten Anlageposition (AP2) ist, wobei die konvexe Krümmung der Anlagefläche (6) zwischen der ersten Anlageposition (AP1) und der zweiten Anlageposition (AP2) asymmetrisch ist.Hydraulic trimming device (1) for a boat engine (100) with at least one trimming cylinder (2), a piston rod (3) which can be moved axially in at least one trimming cylinder (2) between a first end position (EP1) and a second end position (EP2), a trimming plate (5) and a hydraulic unit, wherein the at least one trimming cylinder (2) can be pressurized via the hydraulic unit to extend the piston rod (3), the piston rod (3) having a contact section (4, 4`) and the trimming plate (5) has a contact surface (6), and the contact section (4, 4`) bears against the contact surface (6), and the contact section (4, 4`) moves between the first end position ( EP1) and the second end position (EP2) moves relative to the contact surface (6) along the contact surface (6), the contact surface (6) at least partially has a convex curvature in the direction of the piston rod (3), characterized in that the contact section (4, 4`) in the first end position (EP1) of the piston rod (3) in a first contact position (AP1) and in the second end position ( EP2) of the piston rod (3) in a second abutment position (AP2), the convex curvature of the abutment surface (6) being asymmetrical between the first abutment position (AP1) and the second abutment position (AP2). Hydraulische Trimm-Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (3) eine zentrale Mittelachse (MA) aufweist, wobei die konvexe Krümmung so ausgebildet ist, dass die zentrale Mittelachse (MA) der Kolbenstange (3) in jeder Position der Kolbenstange (3) zwischen der ersten Endposition (EP1) und der zweiten Endposition (EP2) orthogonal auf der Trimmplatte (5) steht oder um höchstens 6° geneigt auf der Trimmplatte (5) steht.Hydraulic trimming device (1) after claim 1 , characterized in that the piston rod (3) has a central central axis (MA), the convex curvature being formed such that the central central axis (MA) of the piston rod (3) in any position of the piston rod (3) between the first end position (EP1) and the second end position (EP2) is orthogonal on the trimming plate (5) or is inclined by a maximum of 6° on the trimming plate (5). Hydraulische Trimm-Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Mittelachse (MA) der Kolbenstange (3) zwischen 1,5° und 4,5°, vorzugsweise um 2° bis 4° und besonders bevorzugt um 3° geneigt auf der Trimmplatte (5) steht.Hydraulic trimming device (1) after claim 2 , characterized in that the central center axis (MA) of the piston rod (3) is inclined between 1.5° and 4.5°, preferably by 2° to 4° and particularly preferably by 3° on the trimming plate (5). Hydraulische Trimm-Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Mittelachse (MA) der Kolbenstange (3) in Richtung der ersten Anlageposition (AP1) geneigt ist.Hydraulic trimming device (1) after claim 2 or 3 , characterized in that the central central axis (MA) of the piston rod (3) is inclined in the direction of the first contact position (AP1). Hydraulische Trimm-Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (4) ein sphärischer Anlageabschnitt ist.Hydraulic trimming device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact section (4) is a spherical contact section. Hydraulische Trimm-Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (4`) ein planer Anlageabschnitt ist.Hydraulic trimming device (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the contact section (4`) is a planar contact section. Bootmotor (100) mit einem Bootantrieb (105) und einer hydraulischen Trimm-Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Trimmplatte (5) am Bootantrieb (105) angeordnet ist.Boat engine (100) with a boat drive (105) and a hydraulic trimming device (1) according to one of the preceding claims, wherein the trimming plate (5) is arranged on the boat drive (105). Boot (101), insbesondere Sportboot, mit einem Rumpf (102) und einem Bootmotor (100) gemäß Anspruch 7, wobei der Bootantrieb (105) mittels der hydraulischen Trimm-Vorrichtung (1) verschwenkbar am Rumpf (102) angeordnet ist.Boat (101), in particular sports boat, with a hull (102) and a boat engine (100) according to claim 7 , wherein the boat drive (105) by means of the hydraulic trimming device (1) is arranged pivotably on the hull (102).
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