DE3001449C2 - Antriebsvorrichtung für ein Wasserfahrzeug - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Wasserfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruciis. ^3S

Eine derartige Antriebsvorrichtung wird in der Zeitschrift »Die Yacht«, Heft 2^, Nov. 1979, S. 130 beschrieben. Auch auf der Hamburger Bootsausstellung 1979 ist ein sogenannter Saildrive mit der Typenbezeichnung »Delta i« vorgestellt worden, bei dem ein inbords angeordneter Motor mit horizontaler Welle über eine um 90° nach unten gebogene biegsame Welle mit einem unter dem Bootskörper in einem schwertförmigen Gehäuse untergebrachten Kegelrad-Wendegetriebe verbunden ist, auf dessen horizontaler Abtriebswelle der Propeller angeordnet ist. Eine von der biegsamen Welle angetriebene Förderschnecke bringt Öl aus einem in besagtem Gehäuse befindlichen Ölsumpf zum oberen Wellenlager, von wo aus es wieder in den Ölsumpf zurückfließt. Das außerhalb des Bootskörpers befindliche Wendegetriebe erfordert einen verhältnismäßig großen Querschnitt des Gehäuses, was einen erhöhten Strömungswiderstand zur Folge hat.

Biegsame Wellen für die Kraftübertragung vom Motor zum Propeller sind bei Wasserfahrzeugen seit langer Zeit bekannt, aber erst in den letzten Jahren hat man begonnen, der Schmierung und/oder Kühlung der biegsamen Welle mehr Beachtung zu widmen.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß eine einfache und keinen großen Bauraum beanspruchende Pumpe verwendet werden kann.

Die Lösung der Aufgabe bildet eine Antriebsvorrichtung, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I aufweist und die mit den Merkmalen des Anspruchs 2 in sehr zweckmäßiger Weise ausgestaltet wird. Darüber hinaus ist es möglich, mit dem von der Pumpe geförderten Öl auch das Wendegetriebe zu versorgen und dort Wärme abzuführen (Anspruch 3).

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines mit 3 Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzip einer Antriebsvorrichtung und ihren Einbau im Wasserfahrzeug, bei der die Erfindung anwendbar ist,

F i g. 2 die ölpumpe im Schnitt,

F i g. 3 die motorseitige Wellenlagerung.

Im Inneren eines nur zum Teil dargestellten Wasserfahrzeugs 1, z. B. eines Segelbootes, ist ein Antriebsmotor 2 angeordnet, an dessen Abtriebsseite ein Wendegetriebe 3 angeflanscht ist. Wendegetriebe für Boote sind bekannt und brauchen hier nicht beschrieben zu werden. Mit der Abtriebswelle 4 des Wendegetriebes ist über eine Flanschverbindung 5 ein Lagerzapfen 6 drehfest verbunden. Er ist mittels eines Lagers 7, z. B. eines Gleitlagers in einem Lagergehäuse 8 drehbar gelagert, das an das Wendegetriebe 3 angeflanscht oder anderweitig im Boot befestigt sein kann.

In einer Öffnung 10 im Bootskörper ist ein Tragarm 11 zentriert und befestigt. Dieser Tragarm ist als hohles Gußstück mit schmalem, etwa tropfenförmigem Querschnitt ausgeführt und weist in seinem unteren, in Fahrtrichtung des Bootes gesehen hinteren Bereich einen im wesentlichen zylindrischen Ansatz 12 auf. In seinem oberen Bereich ist der Tragarm 11 mit einem Deckel 13 verschlossen, der eine Öffnung 14 aufweist. Durch diese Öffnung ist ein Führungsrohr 15 hindurchgeführt und mit einem Faltenbalg 16 abgedichtet. Das Führungsrohr ist etwa in der Form eines schlanken S gebogen. Sein Anfang ist in dem Lagergehäuse 8 aufgenommen, nach einer ersten Biegung durchdringt sein Mittelteil den Deckel 13 und nach einer zweiten Biegung ist sein Auslauf in einem Gehäuse 17 aufgenommen, das in dem Ansatz 12 des Tragarmes 11 befestigt ist. Als Führungsrohr kann ein entsprechend gebogenes Metallrohr oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schlauch aus Kunststoff verwendet werden, in den eine Schraubenfeder 18 od. dgl. eingelegt ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die durch das Führungsrohr hindurchgeführte biegsame Welle 20 nur örtlich anlaufen kann, nicht aber auf längeren ununterbrochenen Abschnitten.

Die biegsame Welle 20 stellt die Verbindung vom Wendegetriebe 3 zu einem Propeller 21 her. Biegsame Wellen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, sie brauchen hier nicht beschrieben zu werden. Ihr erstes Ende ist in einer Bohrung des Lagerzapfens 6 zentriert und befestigt, z. B. eingelötet. Ihr zweites Ende ist in gleicher Weise in einer Bohrung eines Lagerzapfens 22 zentriert und befestigt. Der Lagerzapfen 22 ist mittels eines Lagers 19, z. B. eines Wälzlagers, in dem Gehäuse 17 drehbar gelagert. Der Lagerzapfen 22 bildet zusammen mit seinem hinteren Ansatz 23 die Propellerwelle 24, die aus dem Gehäuse 17 herausragt und auf der drehfest die Nabe 25 des Propellers 21 sitzt. Auf dem Lagerzapfen 22 ist drehfest, aber axial verschiebbar ein Kolben 28 aufgebracht, der mit seiner äußeren Mantelfläche in einer entsprechenden Bohrung 29 des Gehäuses 17 gleitet. Der Kolben hat schräg zu seiner Achse, aber parallel zueinander angeordnete Stirnflächen, die an im Gehäuse 17 sitzenden Zapfen 30, 31 anliegen. Bei einer Drehbewegung des Lagerzapfens 22 dreht der Kolben mit. macht infolge seiner schrägen und

durch die Zapfen 30, 3t geführten Stirnflächen aber gleichzeitig eine Hin- und Herbewegung pro Umdrehung, und zwar um einen Weg, der der Projektion 32 der Schrägen auf die Mantelfläche entspricht. Der Kolben 28 und das Gehäuse 17 sind somit Teile einer Axialkolbenpumpe. Der Außendurchmesser dieser Axialkolbenpumpe beeinflußt nicht den Durchmesser des Ansatzes 12, da dessen Abmessungen von dem den Propellerdruck aufnehmenden Lager 19 bestimmt sind.

Im unteren Teil des Tragermes 11 befindet sich der ölsumpf 34. Durch eine Bohrung 35 kann öl in oine von Lagerzapfen 22, Kolben 28 und Gehäuse 17 gebildete Kammer 36 strömen. Nach einer viertel Umdrehung des Kolbens ist die Bohrung 35 verschlossen, beim Weiterdrehen wird das öl in der Kammer 36 komprimiert und durch Öffnungen 37 in den freien Raum 38 zwischen der biegsamen Welle 20 und dem Führungsrohr 15 gedrückt. Dabei wird gegen die Kraft von Federn 39 das Rückschlagventil 40 geöffnet. In der mit 41 bezeichneten Stellung des Kolbens 28 hat die Kammer 36 ihr kleinstes Volumen. Beim Weiterdrehen entsteht durch die zunehmende Volumenvergrößerung in der Kammer 36 ein Unterdruck, der das Rückschlagventil 40 schließt, was mit den Federn 39 noch unterstützt wird. Das Rückschlagventil 40 verhindert ein Zurückströmen des Öles aus dem Raum 38 in die Kammer 36. Der Unterdruck in der Kammer 36 bewirkt, daß, sobald die Bohrung 35 beim Weiterdrehen teilweise freigegeben wird, wieder öl aus dem Tragarm in die Kammer strömt und wie vorstehend beschrieben wieder in den Raum 38 gepumpt wird.

Das öl im Raum 38 gelangt am oberen Ende des Führungsrohres 15 zum Lager 7, ehe es über eine Leitung 43 wieder in den Tragarm U zurückfließt. Das öl mindert aber auch die örtliche Reibung zwischen der biegsamen Welle und dem Führungsrohr bzw. der Schraubenieder 18, außerdem verhütet es eine unzulässige Erwärmung an den Berührungsstellen. Da sich der ölsumpf 34 in dem vom Wasser umgebenen Tragarm befindet, erfolgt ständig eine Rückkühlung des zurückfließenden Öles, so daß ein zusätzlicher ölkühler in der Regel entbehrlich ist. Zur Abdichtung gegen ölaustritt ist der Tragarm 11 mit dem Faltenbalg 16 nach oben abgedichtet, am Austritt der Propellerwelle sind bekannte Dichtungen 42, z. B. Wellendichtringe oder eine Gleitringdichtung, vorgesehen. Auch am Austritt des Lagerzapfens 6 aus dem Lagergehäuse 8 ist ein Dichtring 44 vorgesehen.

In Booten sind die Wendegetriebe oft in nur schlecht belüfteten Räumen unterbringbar, so daß die Kühlung des Getriebes Probleme aufwirft. Bei der vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung kann das umlaufende öl. nachdem es das Lager 7 durchströmt hat, noch in das Wendegetriebe geleitet werden. Das Getriebe weist einen ölsumpl auf für eine kombinierte Tauch- und Spritzschmierung. In diesen ölsumpf fließt das öl, und

an einem Überlauf fließt es über eine Rohrleitung wieder in den Ölsumpf 34 im Tragarm 11 zurück. Auf diese Weise wird dem Wendegetriebe 3 ständig frisches öi zugeführt. Der Überlauf stellt sicher, daß im Getriebe immer öl verbleibt und so seine Schmierung auch beim Anfahren sichergestellt ist bis das von der Pumpe geförderte Öl das Getriebe erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Antriebseinrichtung für ein Wasserfahrzeug, bei der ein in einem am Wasserfahrzeug angebrachten Tragarm gelagerter Propeller von einem Motor über eine biegsame Welle antreibbar und mittels eines Wendegetriebes umsteuerbar ist, und bei der für die biegsame Welle eine ölumlaufschmierung und/oder -kühlung mit einer von der Welle angetriebenen Pumpe vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Lagerzapfen (22) am propellerseitigen Ende der biegsamen Welle (20) mit einem drehfest, aber axial verschiebbar angeordneten Kolben (28) einer Axialkolbenpumpe versehen ist, deren Gehäuse (17) konzentrisch mit ^|ä dem Lagerzapfen im Tragarm (11) befestigt ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Axialkolbenpumpe über ein Rückschlagventil (40) in den zwischen einem Führungsrohr (15) und der darin ^2Ö geführten biegsamen Welle (20) verbleibenden freien Rau:t. (38) fördert.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Axialkolbenpumpe zusätzlich mit dem Wendegetriebe (3) verbunden ist, das einen ölsumpf mit einem Überlauf aufweist, an den eine Rückleitung zum ölsumpf (34) im Tragarm angeschlossen ist.