驱动装置和减摇鳍的制作方法

1.本发明涉及用于使稳定鳍绕其鳍轴轴线枢转的减摇鳍的驱动装置，以及减摇鳍。


背景技术：

2.船舶中的减摇鳍通常包括用于使稳定鳍绕其鳍轴轴线枢转的液压驱动装置。使用液压驱动，可以产生枢转稳定鳍所需的大扭矩。为了将稳定鳍固定在枢转位置，提供了直接作用在稳定鳍上并因此锁定稳定鳍的固定装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于使稳定鳍绕其鳍轴轴线枢转的减摇鳍的驱动装置，这使得可以减载地将减摇鳍固定在枢转位置。此外，本发明的目的是提供一种使得可以减载地将稳定鳍固定在枢转位置的减摇鳍。
4.该目的通过具有权利要求1的特征的驱动装置和具有权利要求9的特征的减摇鳍来实现。
5.本发明的用于稳定鳍绕其鳍轴轴线枢转的减摇鳍的驱动装置具有驱动马达和传动装置。驱动马达通过其马达输出轴联接到传动装置输入轴。传动装置具有用于接收鳍轴的凹部，使得传动装置和鳍轴一起旋转。驱动装置还具有用于将稳定鳍固定在枢转位置的固定装置；固定装置直接作用在传动装置输入轴上。
6.固定装置允许使用非自锁驱动马达。传动装置允许改变，特别是降低马达转速，并增加马达转矩。驱动马达优选是电动马达，尤其是同步马达。电动马达具有技术上简单的结构，可紧凑地实现，几乎免维护，并且控制简单。此外，它们没有通常在液压驱动中出现的泄漏，例如液压旋转叶片驱动。传动装置优选为偏心传动装置，尤其是摆线传动装置。然而，其他类型的传动装置也是可能的。对于本发明的驱动装置，从驱动马达向外看，固定装置设置在传动装置的前面，因此不直接与鳍轴相互作用，而是通过传动装置相互作用。因此，固定装置位于驱动马达和传动装置之间，使得由固定装置产生的稳定鳍的固定或锁定不会作用在鳍轴上的扭矩上，而是仅作用在较小的传动装置输入轴侧马达扭矩上。此外，平移比受传动装置的影响，因此可以非常小的角度步长设定锁定。例如，锁定可以10
°
步长进行。如果传动装置具有1:45的平移比，则可以10
°
/45＝0.22
°
步长固定稳定鳍。
7.在一实施例中，固定装置沿锁定方向无电流地偏置。锁定的取消以及机械产生的锁定力的克服是通过电产生的释放力来实现的。换句话说，在该实施例中，锁定装置以无电流方式锁定(闭合)。锁定的取消是电磁实现的。通过机械锁定力和电产生的释放力或反作用力来确保低能量锁定。此外，确保了在不太可能发生的电力故障的情况下，固定装置被自动锁定，从而固定稳定鳍，因为释放力被取消。机械锁紧力例如通过至少一个压缩弹簧来实现。释放力例如通过至少一个电磁体产生，然后是磁力。
8.固定装置优选包括两个对准的齿环，其中一个可旋转但轴向固定，另一个不可旋转但轴向可移动。可旋转的齿环(第一齿环)连接到传动装置输出轴，使得它们一起旋转。不
可旋转的齿环(第二齿环)围绕传动装置输出轴接合。从解锁位置开始，通过第二齿环朝向第一齿环的轴向移动来实现锁定。从锁定位置开始，通过第二齿环远离第一齿环的轴向位移实现释放。固定装置优选实施为所谓的带齿保持制动器，其多齿使得可以可靠地固定稳定鳍，并具有承载能力。然而，替代的固定装置或制动器是可能的。根据齿的划分，锁定可以发生在几乎任何枢轴位置。锁定在0
°
位置(即水平位置)和锁定在理想的零流量位置(即平行于流线)都是可能的。也可以设想根据速度来设计锁定位置。这将是有用的，因为零流量位置根据船的行驶速度而变化。如果使用马达制动器，甚至可以实现无级锁定。
9.当用于将传动装置输入轴连接到马达输出轴的联轴器至少部分地设置在马达输出轴的腔中时，驱动装置可以实现为紧凑的并且因此节省空间，使得它们一起旋转。腔可以仅形成在端面上，或者为了节省重量和材料，轴向穿透整个马达输出轴，使得马达输出轴实施为空心轴。联轴器例如是金属波纹管联轴器。
10.联轴器优选地直接位于传动装置输入轴的轴端上，该轴端伸入马达输出轴的腔中，并连接到传动装置输入轴的轴端。此外，它通过凸缘连接到马达输出轴的环形端面，或者螺纹连接到其上。因此，力的流动从马达输出轴开始朝向传动装置输入轴从外向内径向形成。联轴器例如通过锥形过盈配合夹紧到传动装置输入轴上。也可以想到其他类型的连接，例如传统的滑键/键槽连接。
11.为了将鳍轴轴向固定在容纳部或传动装置容纳部中，一个实施例提供了固定元件，该固定元件沿着枢转轴线延伸并且通过端部连接到鳍轴，使得它们一起旋转。固定元件优选为细长元件，例如旋转对称的杆或管。与鳍轴的连接可以通过螺纹接合或替代的干涉配合连接来实现，这一方面允许与鳍轴分离，另一方面允许将鳍轴的旋转传递到固定元件。
12.在另一端部上，固定元件可以包括用于布置指示器元件的容纳部，用于指示稳定鳍的枢转角度，从而以纯机械的方式以视觉方式显示稳定鳍的相应枢转位置。由于纯机械实施例和固定元件沿枢转轴线的延伸，可以省略昂贵的设备技术构造，因为鳍轴的枢转位置1:1地传递到指示器元件，即没有通过平移增加或降低速度。
13.固定元件优选支撑在传动装置输入轴中。由于这种措施，固定元件不需要额外的安装空间。
14.本发明的减摇鳍包括本发明的驱动装置。这种减摇鳍使得可以低负载地将其稳定鳍固定在几乎任何枢转位置。
15.本发明的其他有利实施例是其他从属权利要求的主题。
附图说明
16.在下文中，参考大大简化的示意图，更详细地解释本发明的优选示例性实施例。唯一的图1示出了本发明驱动装置的局部纵向截面。
具体实施方式
17.在下文中，所使用的方向或位置指示，例如径向、轴向、径向向内或径向向外，是指驱动装置的枢转轴线s。
18.图1示出了通过本发明的用于使稳定鳍绕其鳍轴轴线f枢转的减摇鳍的驱动装置1的优选示例性实施例的纵向截面。在图1的水平定向上，这里未示出的稳定鳍位于图边缘的
右侧，并通过其鳍轴2连接到驱动装置1。鳍轴2通过其纵向轴线x形成鳍轴轴线f，该轴线f与驱动装置1的枢转轴线s相同。
19.驱动装置1具有驱动马达4、传动装置6、联轴器8、固定装置10和固定元件12。
20.在该示例性实施例中，驱动马达4是电动马达，优选为同步马达。它具有定子14和在定子中旋转的转子，其中转子轴18在图1中示出。在下文中，转子轴18也称为马达输出轴。马达输出轴18配置为中空轴，并且沿着枢转轴线s延伸。
21.在该示例性实施例中，传动装置6是偏心传动装置，尤其是摆线传动装置。它用于改变驱动马达转速，特别是用于降低马达转速，以及用于改变马达扭矩，特别是用于增加扭矩。
22.传动装置6通过壳体20固定连接到驱动马达4的定子14，壳体20例如是马达支架或马达凸缘。传动装置6包括传动装置输入轴22，该传动装置输入轴22沿着枢转轴线s延伸，并且通过其自由轴端24(根据图示左侧)突出到马达输出轴18中。传动装置输入轴22通过多个指示的和未编号的传动装置级与传动装置6的输出侧的传动装置输出轴或承载盘或承载轴26相互作用。鳍轴开口26也沿着枢转轴线s延伸，并且位于传动装置6的输出侧，与传动装置输入轴6的输入侧自由轴端24相对设置。
23.联轴器8用于将马达输出轴18连接到传动装置输入轴22。在这里示出的示例性实施例中，联轴器实施为金属波纹管联轴器。锥形夹紧装置以摩擦配合的方式将联轴器8连接到自由轴端24。经由径向外部轴向设置的凸缘28和合适的附接装置30，联轴器连接到马达输出轴18的环形端面32，特别是螺纹连接。
24.固定装置10用于将稳定鳍固定在枢转位置。在这里示出的示例性实施例中，固定装置10是带齿的保持制动器，并且示出为处于其锁定位置。
25.固定装置10在马达凸缘20的内部位于驱动马达4和传动装置6之间。它设置在传动装置输入轴22的轴段34的区域中，该轴段34邻近自由轴24，因此，从轴向看，直接邻近马达输出轴18。
26.固定装置10包括两个齿环36、38(第一齿环36、第二齿环38),这两个齿环彼此对准并且接合传动装置输入轴22。
27.第一齿环36可旋转地连接到传动装置输入轴22，并因此可旋转。在所示的示例性实施例中，用于联合旋转的连接通过榫槽连接40产生，其榫舌通过径向螺钉42拧到传动装置输入轴22上。在轴向方向上，第一齿环36通过弹簧环44位置固定在传动装置输入轴22的圆周凹槽中，抵靠其环形肩部45。
28.第二齿环38支撑在传动装置壳体侧。它被轴向可移动地支撑在另一个内部固定装置齿上，并且被弹簧力压入齿环36a的配对齿中。固定装置壳体通过螺钉46附接，螺钉46延伸穿过马达凸缘20的通孔50，使得马达凸缘20被夹紧在承载第二齿环38的基体和传动装置壳体48之间。
29.两个齿环36、38都具有多个径向向外、轴向延伸的齿36a、38a，这些齿彼此匹配并且可以彼此啮合。在所示的锁定位置，包括其齿36a、38a的齿环36、38处于可操作接合，从而稳定鳍被固定在枢转位置。齿环36、38的齿36a、38a优选地均匀分布，从而在每次锁定时设置多个齿。
30.固定装置10的锁定通过机械偏压或锁定力实现，该机械偏压或锁定力通过至少一
个未示出的压缩弹簧施加。多个压缩弹簧围绕枢转轴线s径向设置，轴向设置在基体中，并以朝向第一齿环36的轴向锁定力作用在第二齿环38上。
31.为了释放锁定，固定装置10包括至少一个未示出的电磁体，该电磁体位于基体中或基体上。当通电时，至少一个电磁体产生大于机械锁定力(压力-弹簧力)的轴向磁性释放力，使得随着电磁体的通电，第二齿环38克服锁定力被轴向推离第一齿环36，并且多重互锁被释放。
32.在这里所示的示例性实施例中，固定元件12具有两个功能。一方面，它用于将鳍轴2轴向固定在传动装置6的鳍轴容纳部26中。另一方面，它用于接收指示器49，优选为机械指针。
33.固定元件12沿着枢转轴线s延伸，并且在这里配置为旋转对称的杆。固定元件12被引导穿过马达输出轴18和传动装置输入轴22的纵向孔51。固定元件12的支撑通过轴承52、优选滚动元件轴承在传动装置输入轴22的自由轴端24的区域中的纵向孔51中实现，并且在拧入状态下通过鳍轴2实现。
34.固定元件12穿过设置在传动装置输入轴22和鳍轴容纳部26之间的插入件54，并且通过外螺纹端部突出，用于与鳍轴2的相应端面内螺纹孔57相互作用到鳍轴容纳部26中。通过固定元件12的径向轴环58实现可靠的螺纹连接，该径向轴环58轴向抵靠插入件54的端侧60，该端侧60背离接收的鳍轴2。
35.为了接收指示器元件49，固定元件12在其与外螺纹端部相对的端部上包括合适的容纳部62。指示器元件49例如是指针，其与角度指示器相互作用，允许稳定鳍的相应枢转角度被可视化。
36.公开了用于使稳定鳍绕其鳍轴轴线枢转的减摇鳍驱动装置，包括驱动马达和传动装置，其中用于将稳定鳍固定在枢转位置的固定装置直接作用在传动装置输入轴上，以及减摇鳍。
37.附图标记列表
38.1 驱动装置
39.2 鳍轴
40.4 驱动马达
41.6 传动装置
42.8 联轴器
43.10 固定装置
44.12 固定元件
45.14 定子
46.18转子轴/马达输出轴
47.20壳体/马达托架/马达凸缘
48.22 传动装置输入轴
49.24 自由轴端
50.26 鳍轴容纳部
51.27 锥形夹紧装置
52.28 凸缘
53.30 附接装置
54.32 环形端面
55.34 轴段
56.36第一齿环(可旋转齿环)
57.36齿
58.38第二齿环(不可旋转齿环)
59.38a 齿
60.40 榫槽连接
61.42 径向螺钉
62.44 弹簧圈
63.45 环形肩部
64.46 螺钉
65.48 传动装置壳体
66.49 指示器元件
67.50 孔
68.51 纵向孔
69.52 轴承
70.54 插入件
71.56 外螺纹端部
72.57 内螺纹孔
73.58 径向轴环
74.60 端侧
75.62 容纳部
76.f 鳍轴轴线
77.x 纵向轴线
78.s 枢转轴线