DE2100208B2 - Hydraulische Steuereinrichtung für Boote - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung für Boote mit Innenbordmotor und einem vom Spiegel des Bootes getragenen Schraubengehäuse, das in vertikaler Ebene schwenkbar ist, bei dem am Schraubengehäuse mindestens der untere Teil für die Bootsteuerung mittels einer doppelwirkenden Kolben- und Zylindereinheit drehbar ist, welche mindestens einen Zylinder aufweist, der an einem Ende geschlosssen ist und auf einem der Schraubengehäuseteile, das drehbar sein kann, angeordnet ist, während ein über Kupplungsteile eines zwischengeschalteten Verbindungsteils axial bewegbarer Kolben so aufgebaut ist, daß er mit entsprechenden Kupplungsteilen auf dem anderen Schraubengehäuseteil, das drehbar sein kann, zusammenwirkt, so daß die Bewegung des Kolbens eine Drehung des unteren Schraubengehäuseteils bewirkt

Gewöhnlich werden Boote mit derartigem Schraubengehäuse über Kabel oder andere mechanische Hilfsmittel gesteuert, die mit einem Steuerrad am Bedienungsstand und mit dem drehbaren Teil des

ίο Schraubengehäuses verbunden sind. Es sind auch hydraulische Steuereinrichtungen für Boote bekannt (US-PS 32 85 221), die jedoch den Nachteil haben, daß leicht Luft in das System eindringen kann, insbesondere dann, wenn das Boot längere Zeit nicht benutzt wird.

Ii Die Steuerung kann dann unzuverlässig werden, so daß es schwierig ist, das Boot auf dem gewünschten Kurs zu halten.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, derartige hydraulische Steuereinrichtungen in dieser Richtung zu verbessern.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch eine Verbindung zwischen der Druckseite des Kolbens und einer Kammer erreicht, welche geöffnet ist, wenn der Kolben am oder nahe am äußeren Totpunkt steht, während eine weitere Verbindung zwischen der Kammer und einer Pumpe herstellbar ist

In solchen Fällen, in denen du: Kolben- und Zylindereinheit zwei von einander unabhängige Zylinder aufweist umfaßt die erste Verbindung eine Leitung, die in die Kolben so eingebohrt ist daß sie normalerweise gegen die Zylinderwand geschlossen und dann, wenn der Kolben vollständig oder fast vollständig ausgefahren ist, geöffnet ist, und weitere Leitungen, die die erste Leitung mit dem jeweiligen Zylinderraum auf der anderen Seite des Kolbens verbinden, wenn die erste Leitung geöffnet ist

Bei der anderen Verbindung ist ein Steuerventil so angeordnet daß die Hydraulikflüssigkeit nicht mehr in die Kammer zurückfließen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der viriindung ist unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Seitenaufriß eines Bootsantriebs im Schnitt mit einer hydraulischen Steuereinrichtung mit

+5 den erfindungsgemäßen Verbesserungen,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie2-2der Fig. 1 und

Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 2.

Wie F i g. 1 zeigt, umfaßt die Antriebseinheit einen Innenbordmotor mit einem Vorwärts-, Leerlauf- und Rückwärtsgetriebe, der über einen Hebel 25 über eine entsprechende Kopplung 26 vom normalen Bedienungsstand des Bootes 2 aus gesteuert werden kann. Die Antriebseinheit weist außerdem ein hydraulisches Steuer-, Trimm- und Schwenksystem auf, das bevorzugt vom Bedienungsstand aus betätigt wird. Ein Trimm- und Schwenkzylinder (18) ist mit einem Rückstrom-Sperrventil mit einem Bedienungshebel 20 ausgestattet der über eine Kopplung 19 mit dem Hebel 25 verbunden ist, wobei das Rückstrom-Sperrventil gleichzeitig mit dem Schaltvorgang des Getriebes in Rückwärtsgang in Sperrstellung bewegt wird.

Das Oberteil 13 eines schwenkbaren und steuerbaren Außenbordschraubengehäuses 12 ist auf dem Spiegel 3 des Bootes auf einer horizontalen Transversalwelle angeordnet, deren Achse unter T angegeben ist. Die Welle ist in einem Stützarm 5 oder einer Stützschale

lagernd am Boot angebracht. Eine Puffereinrichtung 24 begrenzt die Schwenkstellung des Schraubengehäuses nach vorn. Das untere Teil 14 des Schraubengehäuses 12 stellt ein steuerbares Schraubengehäuse dar, in dem die Schraube 15 angeordnet ist Eine Schraubenwelle wird über Zahnräder 57 und 62 von einer sich nach unten und vorn erstreckenden Antriebswelle 42 angetrieben, die wiederum von Zahnrädern 39 und 40 von einer Gegenwelle 32 angetrieben wird, die im oberen Gehäuseteil 1 j angeordnet ist Die Antriebswelle 27 des Motors 1 ist durch ein Doppelkugelgelenk 30,31 mit der Gegenwelle 32 verbunden.

Ein sich nach oben erstreckendes Ansatzstück 47 des unteren Gehäuseteils t4 ist drehbar mittels eines Bolzenlagers 51 und eines Kugellagers 52 auf einer zur Antriebswelle 42 koaxialen Steuerachse im oberen Gehäuseteil 13 gelagert Die Welle 42 lagert in einem Lager 43 im oberen Gehäuseteil 13 und in den Lagern 56 und 45 im unteren Gehäuseteil 14. Das obere Gehäuseteil umfaßt eine Kammer oder Wanne 78, in der ein Zahnstangenteil 55 für die Steuerung und mit diesem zusammenwirkenden Zähne 54 des Ansatzstückes 47 gelagert sind. Die Kammer 78 ist mit öl gefüllt und weist eine Verbindung mit dem mit öl gefüllten innenraum des Schraubengehäuseteils 14 über das Lager 52 auf. Eine öldichtung 53 zwischen den runden Kantenteilen des oberen und des unteren Gehäuseteils 13 und 14 verhindert den Austritt von öl. Die ölfüllung in der Kammer und im unteren Gehäuseteil 14 stellt einen Teil der Hydraulikflüssigkeitsversorgung für das Steuer-, Trimm- und Schwenksystem dar. Das unter Druck stehende öl sorgt auch für die Schmierung der Zahnräder 39 und 40, der Lager 43 und 44 und 51 und der Lager für die Gegenwelle 32 im oberen Gehäuseteil 13. Eine entsprechende öldichtung 112 ist rings um die Welle 32 an ihrer Austrittsstelle aus dem oberen Gehäuseteil angeordnet

Der im Schraubengehäuse 12 angeordnete Steuermechanismus ist in den Fig.2 und 3 dargestellt. Das Ansatzstück 47, das starr am unteren Gehäuseteil angebracht ist, trägt an seiner Außenwandung über etwas weniger als die Hälfte seiner Peripherie Zähne 54, die mit den Zähnen 63 des Zahnstangenteils 55 in Eingriff laufen. Die Zahnstange trägt jeweils an jedem Ende einen Kolben 64 und 66, wobei der Kolben 64 in einem Zylinder 65 und den Kolben 66 in einem Zylinder 67 angeordnet ist Die Zylinder haben jeweils ein äußeres, geschlossenes Ende 68 und 69. Ebenso weisen sie entsprechende Verbindungen zu den jeweiligen Leitungen 22 und 23 (Or die Hydraulikflüssigkeit auf. wobei die Kolben und Zylinder einen doppelwirkenden hydraulischen Zylinder- und Kolbenmechanismus bilden, der die Zahnstange 55 vorwärts und rückwärts bewegt. Durch Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck durch die Leitung 22 wird das Gehäuseteil 14 um die Achse der Welle 42 so gedreht, daß das Boot mehr nach Backbord steuert Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit durch die Leitungen 23 führt zu einer Kursänderung mehr in Steuerbordrichtung.

Die Hydraulik-Einrichtung umfaßt eine Pumpe und Steuerelemente, die allgemein unter der Bezugsziffer 70 angegeben sind. Die Steuerelemente werden durch ein Steuerrad 71 betätigt, wobei Hydraulik-Flüssigkeit in die Leitung 22 geführt wird und Flüssigkeit aus der Leitung 23 zurückfließen kann, ansprechend auf Drehung des Steuerrades in eine Richtung, und umgekehrt bei Drehung in die entgegengesetzte Die Bewegung des Zahnstangenteils 55 ist in beiden Richtungen begrenzt, wenn der eine oder der ändert· der Kolben 64 und 66 an der jeweiligen Zylinderwandung 68 oder 69 anstößt Die Zähne 63 auf der Zahnstange 55 erstrecken sich ein ganzes Stück an ihr entlang, während die Zähne 54 auf dem Ansatzstück 47 sich um seine ganze Peripherie herum erstrecken, um somit wirksam genug auf den ganzen möglichen Bewegungsbereich der Zahnstange 55 aufnehmen zu

ίο können. Beispielsweise kann die Zahnstange so gebaut sein, daß sie ihre Bewegung ausreicht, um das Ansatzstück 47 und das untere Gehäuseteil 14 um insgesamt ca. 60° drehen kann; d. h. um 30° auf jeder Seite vom Totpunkt oder in einer Stellung für geradlinigen Kurs.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zahnstangenteil 55 mit einem teilweise mit Gewinde versehenen, abgesetzten und im allgemeinen zylindrischen Endteil 73 ausgestattet, das durch den Kolben 64 geführt is* und in das gegen den Kolben eine Mutter 74 eingeschraubt ist um diesen fest g.· jjen die Schulter 75 des Zahnstangenteils 55 zu hauen. Das Endteil 73 ist an der Stelle 76 der Länge nach in eine Kammer 77 mit Kreuzbohrung in der Zahnstange gebohrt Das Steuergehäuse 50 stellt die Kammer oder Wanne 78 für die Flüssigkeit dar, wie auch ein Gehäuse für den Zahnstangenmechanismus. Die Kammer 78 hat durch ein Steuerventil 79 mit der Kammer 77 innerhalb der Zahnstange eine Verbindung. Das Steuerventil 79 kann eine leichte Feder 90 aufweisen, die auf einem Bolzen 91 sitzt.

Der Zylinder 65 endet an einer Kante 80, die, wie im Ausschnitt 80' gezeigt ist einen kleinen Teil der Wandung 81 des Kolbens 64 freigibt, wenn dieser Kolben völlig gestreckt ist, d. h. wenn der Kolben 66 an oder nahe an der Endwandung 69 anhält. In diesen Teil der Kolbenwandung ist ein Durchlaß oder eine Leitung 82 gebohrt, die mit dem Inneren des Zylinders 65 durch eine um das Teil 73 der Zahnstange gebildete Auskehlung 83 und durch eine Leitung 84, die von der Endwandung 89 des Kolbens zur Auskehlung gebohrt isv, verbunden.

Die mit dem Kolben 66 verbundene Anordnung ist, wie leicht zu ersehen ist gleich der oben beschriebenen am Kolben 64, wobei sie die Bohrung 85, die Leitung 36, das Steuerventil 87 und die Leitung 88 aufweist, die jeweils der Bohrung 76, der Leitung 82, dem Steuerventil 79 und der Leitung 84 entsprechen.

Die oben beschriebene Anordnung sorgt für selbsttätigen Auslaß von Flüssigkeit und Luft im Steuersystem. Die durch die Leitung 22 dem Zylinder 65 zugeführte Hydraulikflüssigkeit bewirkt, daß der Kolben 64 sich in einer Richtung aus dem Zylinder here js-bewegt bis der Kolben 66 fast die Endwandung 69 berührt wonach der Durchlaß 82 durch das abgeschnittene Teil oder die Kerbe 80' an der Kante 80 des Zylinders 65 mit der Kammer 78 eine Verbindung hat Die möglicherweise in der Leitung 22 und im Zylinder 65 vorhandene Luft wird nun zusammen mit der Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 82 und 84 in die Kammer 78 geleitet Der zunehmende Druck in der Kammer 78 öffnet das nur leicht gespannte Steuerventil 87 und zunächst tritt die möglicherweise gefangene Luft, und danach die Hydraulikflüssigkeit durch das Steuerventil und die Bohrung 85 in den Zylinder 67 ein, wird von dort durch die Leitung 23 geführt und fließt schließlich zur Pumpe und den Steuerelementen 70 zurück. Eine Betätigung in umge-

kehrter Richtung, d.h. Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit unter Druck durch die Leitung 23. zwingt den Kolben 66 zu einer Bewegung in einer Richtung aus dem Zylinder 67 heraus, bis die Leitung 86 offen ist, wonach Hydraulikflüssigkeit und die möglicherweise gefangene Luft durch die Leitungen 88 und 86 in die Kammer 78 und von dort durch das Steuerventil 79 und die Bohrung 76 in den Zylinder 65 fließen, von wo sie durcn die Leitung 22 schließlich zur Pumpe 70 zurückgeführt werden. Auf diese Weise wird durch mehrmalige Drehung des Steuerrades 71 bis zum vollen Anschlag in die eine und dann in die andere Richtung die Flüssigkeit hin- und hergeführt, um eine vollständige Entleerung oder Auslaß von Luft aus dem System zu sichern.

Heiin Betrieb steuert nun das Steuerrad die Bewegung der Zahnstange 55 /wischen den Stellungen des unteren Gehäuseteils auf Steuerbord und Backbord bis zu dem Punkt andern die Leitung 82 oder 86 offen ist wonach fortgesetzte Bewegung des Steuerrades ein« kleine Menge der Hydraulikflüssigkeit durch die Kammer 78 führt, genauso wie beim Luftablassen aui dem System, Das untere Gehäuseteil 14 kann etwa; über seine Endstellung auf Backbord oder Steuerborc durch äußere Einwirkung hinausgedreht werden, bis dei eine der oder andere der Kolben 64 oder 66 an dei jeweiligen Zylinderwand 68 oder 69 anstößt. Solch eir

to Spielraum im System ist bei genau aufeinandei <ibgcMimmten Teilen klein, beispielsweise weniger al· 1" Ausschlag des unteren Gehäuseteils. Auf diese Weise sollte die Leitung 82 nur dann geöffnet werden, wenr der Kolben 66 sehr nahe an die Zylindcrwand 6?

gekommen ist und der Kolben in maximaler Backbord stellung ist, wahrend bei maximaler Steuerbordstelliinj die Leitung 86 geöffnet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuereinrichtung für Boote mit Innenbordmotor und einem vom Spiegel des Bootes getragenen Schraubengehäuse, das in vertikaler Ebene schwenkbar ist, bei dem am Schraubengehäuse mindestens der untere Teil für die Bootsteuerung mittels einer doppelwirkenden Kolben- und Zylindereinheit drehbar ist, welche mindestens einen Zylinder aufweist, der an einem Ende geschlossen ist und auf einem der Schraubengehäuseteile, das drehbar sein kann, angeordnet ist, während ein über Kupplungsteil eines zwischengeschalteten Verbindungsteils axial bewegbarer Kolben so aufgebaut ist, da3 er mit entsprechenden Kupplungsteilen auf dem anderen Schraubengehäuseteil, das drehbar sein kann, zusammenwirkt, so daß die Bewegung des Kolbens eine Drehung des unteren Schraubengehäuseteils (14) bewirkt, gekennzeichnet durch eine Verbindung (22, 23) zwischen der Druckseke des Kolbens (64, 66) und einer Kammer (78), welche geöffnet ist, wenn der Kolben (64, 66) am oder nahe am äußeren Totpunkt (68, 69) steht, während eine weitere Verbindung (23, 22) zwischen der Wanne (78) und einer Pumpe herstellbar ist.

2. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 mit zwei von einander unabhängigen Zylindern (65,67) der Kolben- und Zylindereinheit (64,65, 66, 67) dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (82,

86) so in die Kolben (64, 66) gebohrt ist, daß sie normalerweise gegen die Zylinderwand (81) geschlossen und dann geöffnet ist, wenn der Kolben (64, 66) völlig oder fist völ!'^ ausgefahren ist, und daß andere Leitungen (S4.88) diese Leitung (82,86) mit dem jeweiligen Zylindern m auf der anderen Seite des Kolbens (64, 66) verbinden, wenn die Leitung geöffnet ist.

3. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerventil (79,

87) in der Verbindung zwischen der Kammer (78) und der Pumpe angeordnet und so aufgebaut ist, daß der Rückfluß der Hydraulikflüssigkeit zur Kammer (78) unterbindbar ist.

4. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (78) eine Schmiermittelwanne für das Schraubengehäuse (12) umfaßt.

5. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe mit einem Steuerrad (71) des Bootes (2) verbunden ist und über dieses betrieben wird.