ES2712404T3 - Motor fueraborda - Google Patents

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ES2712404T3
ES2712404T3 ES15744664T ES15744664T ES2712404T3 ES 2712404 T3 ES2712404 T3 ES 2712404T3 ES 15744664 T ES15744664 T ES 15744664T ES 15744664 T ES15744664 T ES 15744664T ES 2712404 T3 ES2712404 T3 ES 2712404T3
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Head Michael Alan Beachy
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CAUDWELL MARINE Pty Ltd
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Abstract

Un motor fueraborda (10) que comprende una unidad superior (14) que se puede unir a la popa (12) de una embarcación y una unidad inferior (54) que está unida a la unidad superior (14); la unidad superior (14) y la unidad inferior (54) estando configuradas para pivotar juntas alrededor de un eje (20) de trimado que se extiende en uso transversalmente con respecto a un eje longitudinal (13) de la embarcación; la unidad superior (14) incluyendo un motor (28), un conjunto (26) de transmisión y un árbol (32) de accionamiento; y la unidad inferior (54) incluyendo un alojamiento (56) de unidad inferior que soporta un árbol (58) de hélice que está conectado para recibir la fuerza motriz del árbol (32) de accionamiento, estando soportado dicho árbol (58) de hélice en la carcasa (56) de unidad inferior para girar alrededor de un eje (60) de hélice; dicho alojamiento (56) de unidad inferior estando configurado para pivotar con respecto a la unidad superior (14) alrededor de un eje (34) de dirección que se extiende coaxialmente con el árbol (32) de accionamiento y caracterizado porque dicho eje (34) de dirección interseca el eje (60) de hélice en un ángulo obtuso (θ) entre 100 grados y 140 grados y además caracterizado porque el conjunto (26) de transmisión incluye un árbol (36) de entrada que está conectado para recibir la fuerza motriz del motor (28); un árbol (40) de embrague que está conectado para recibir la fuerza motriz del árbol (36) de entrada, extendiéndose dicho árbol (40) de embrague perpendicular al árbol (32) de accionamiento y que tiene una orientación proa a popa; un conjunto (42) de engranajes de pivote de engranajes cónicos para transferir la fuerza motriz desde el árbol (36) de entrada al árbol (40) de embrague; y un conjunto (44) de embrague configurado para transferir la fuerza motriz selectivamente desde el árbol (40) de embrague al árbol (32) de accionamiento.

Description

DESCRIPCION
Motor fueraborda
Campo de la invencion
Esta invencion se refiere a los accionamientos para propulsion de naves maritimas (embarcaciones). En particular, la invencion se refiere a motores fueraborda.
Antecedentes de la invencion
Un motor fueraborda convencional es una unidad autonoma que se puede instalar en el travesano de popa de una embarcacion y que incluye un motor, transmision y helice (o propulsion a chorro). Toda la unidad puede girar en relacion con el travesano de popa alrededor de un eje de direccion vertical, para controlar la direccion de empuje desde la helice, y as! dirigir la embarcacion. La unidad completa tambien se puede girar en relacion con el travesano de popa alrededor de un eje horizontal de trimado/inclinacion, para el trimado del angulo de ataque del empuje y/o para inclinar la unidad hacia arriba, por ejemplo, cuando no este en uso.
La configuracion convencional de un motor fueraborda incluye un motor en una parte superior (cabeza de potencia), tipicamente con un ciguenal vertical, aunque tambien se han usado ciguenales horizontales. Un arbol de accionamiento se extiende verticalmente desde el motor en una seccion media que tipicamente tambien aloja un escape. Una unidad inferior aloja una caja de engranajes, donde la potencia se transmite desde el arbol de accionamiento vertical a un eje de helice horizontal. La cabeza motriz, la seccion media y la unidad inferior estan unidas para formar una sola unidad que gira sobre el eje de direccion y el eje de trimado/inclinacion, como se describio anteriormente.
Las configuraciones de estos motores, que incluyen accesorios al travesano de popa de la embarcacion que permiten que todo el motor gire sobre su eje de direccion y sobre su eje de trimado/inclinacion, son complicadas, en parte debido a la multiplicidad de ejes de pivote y en parte porque todo el motor necesita pivotar alrededor de estos ejes, que pueden requerir grandes fuerzas en el caso de motores mas grandes y que requieren un espacio adecuado para que toda la unidad pivote. Para acomodar estos movimientos pivotantes, las unidades generalmente son soportadas bien detras del travesano de popa, pero la distancia entre la unidad y el travesano de popa proporciona un brazo de momenta y aumenta las fuerzas sobre el travesano de popa. Las fuerzas necesarias para hacer pivotar estas unidades, asi como las fuerzas ejercidas en el travesano de popa, limitan el uso de motores fueraborda a motores relativamente pequenos.
En muchos casos, las limitaciones mas estrictas de las emisiones de escape se aplican a los motores intraborda en lugar de a los motores fueraborda y el cumplimiento de las limitaciones de las emisiones aumenta los costes de fabricacion, lo que genera beneficios en los costes por el uso de motores fueraborda. Sin embargo, solo los motores mas pequenos se han usado convencionalmente en configuraciones fueraborda y el uso de motores mas grandes en motores fueraborda tiende a ser demasiado complejo, engorroso y/o costoso.
El diseno mas comun para las popas de las embarcaciones de motor de recreo modernas incluye un travesano de popa piano orientado verticalmente o muy inclinado ("desnivelado", es decir, en angulo hacia atras con un pequeno "angulo de travesano de popa" en relacion con la vertical). Si una configuracion de motor particular requiere una desviacion de un diseno de popa estandar ofrecido por un fabricante de cascos, la configuracion del motor solo se puede usar si el fabricante de cascos ofrece un diseno de popa alternative (que aumenta los costes de herramientas y/o fabricacion) o un casco estandar necesita modificarse despues de la fabricacion (tambien con un coste considerable y/o en detrimento de la calidad del casco). En consecuencia, existe una resistencia significativa a las configuraciones de motores maritimos que requieren una desviacion de los disenos convencionales de travesano de popa estandar.
Se ha divulgado un motor de popa en el documento WO 2012/168767, que usa una configuracion de accionamiento que es simple y compacta y puede acomodar motores en varias configuraciones que ahorran espacio, pero el motor usa un motor intraborda, que requiere el cumplimiento de estrictas limitaciones de emisiones. Ademas, el motor de popa requiere un angulo de travesano de popa no estandar de aproximadamente 45 grados. El motor de popa divulgada en el documento WO 2012/168767 tiene beneficios en el manejo y el rendimiento que resultan de un eje de direccion inclinado.
El documento US 5244888 divulga un motor fueraborda con un motor que solo se inclina hacia arriba y hacia abajo, y solo una unidad de propulsion inferior es pivotada sobre un eje de direccion. El ciguenal del motor, un arbol de accionamiento y el eje de direccion son todos coaxiales y verticales.
El documento DE 19900003 divulga un motor fueraborda que comprende una unidad de accionamiento que esta montada en una plataforma de bano a popa y una unidad de popa que esta montada de forma pivotante detras de la unidad de accionamiento. La direccion se ve afectada al girar la unidad de popa sobre un eje substancialmente vertical que es coaxial con el arbol de accionamiento de la helice.
La presente invencion busca proporcionar un sistema de propulsion maritime que use un motor fueraborda, es relativamente simple y rentable, se puede instalar en un travesano de popa convencional, puede usar un motor relativamente grande, hace un uso efectivo del espacio y proporciona un buen manejo y rendimiento.
Sumario de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un motor fueraborda de acuerdo con las caracteristicas de la reivindicacion 1.
El conjunto de engranajes de pivote puede estar detras del conjunto del embrague.
El arbol de entrada puede extenderse en un angulo agudo con respecto al eje longitudinal de la embarcacion cuando el motor fueraborda esta en una orientacion de funcionamiento inclinada hacia abajo, por ejemplo, el arbol de entrada puede extenderse en un angulo de entre 20 grados y 70 grados o alrededor de 45 grados con respecto al eje longitudinal de la embarcacion.
El eje del arbol de embrague puede estar en un piano generalmente vertical que se extiende paralelo al eje longitudinal de la embarcacion.
Breve descripcion de los dibujos
Para una mejor comprension de la presente invencion, y para mostrar como se puede poner en practica, la invencion se describira ahora a modo de ejemplo no limitativo, con referenda a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una vista lateral de estribor de un motor fueraborda de acuerdo con la presente invencion, con su capo y algunas cubiertas retiradas, en su orientacion de funcionamiento normal inclinada hacia abajo;
la figura 2 es una vista isometrica de estribor de popa del motor fueraborda de la figura 1;
la figura 3 es una vista lateral de estribor del motor fueraborda de la figura 1, inclinada hacia arriba;
la figura 4 es una vista isometrica de estribor de popa del motor fueraborda inclinado hacia arriba de la figura 3; la figura 5 es una vista lateral de estribor del motor fueraborda de la figura 1, en un giro de babor;
la figura 6 es una vista isometrica de estribor de popa del motor fueraborda de la figura 5, en un giro de babor; la figura 7 es una vista posterior del motor fueraborda de la figura 1;
la figura 8 es una vista posterior del motor fueraborda de la figura 7 en un giro de babor;
la figura 9 es una vista isometrica de estribor de popa de los componentes del conjunto de transmision del motor fueraborda de la figura 1;
la figura 10 es una vista isometrica de estribor de popa de una unidad inferior del motor fueraborda de la figura 1, con cubiertas retiradas;
la figura 11 es una vista isometrica de babor de proa de la unidad inferior de la figura 10; y
la figura 12 es una vista isometrica de babor de proa de la unidad inferior de la figura 11 sin su unidad de alojamiento inferior.
Descripcion detallada de los dibujos
Con referenda a los dibujos, un motor fueraborda de acuerdo con la presente invencion se identifica generalmente con el numero de referencia 10.
El motor fueraborda 10 esta instalado en la popa de una embarcacion, por ejemplo, se puede unir a un travesano de popa 12 de la embarcacion y en el ejemplo, el travesano de popa esta desnivelado de manera convencional, por ejemplo, en un angulo de 10 grados con respecto a la vertical, aunque la invencion se puede usar con otros accesorios distintos a la popa de una embarcacion. El casco de la embarcacion no se muestra en los dibujos, pero el travesano de popa 12 esta orientado transversalmente con respecto al eje longitudinal 13 de la embarcacion. El motor fueraborda 10 incluye una unidad superior 14 que esta unida al travesano de popa 12 mediante un soporte 16 de montaje fijo que esta unido al travesano de popa y un soporte 18 de montaje giratorio que soporta la unidad superior 14. El soporte 18 de montaje giratorio sirve para el proposito de un soporte, pero tambien forma una parte unitaria con la carcasa de manivela del motor 28 y soporta la caja 24 de engranajes (a la que se hace referenda a continuacion). Los soportes de montaje fijos y giratorios pueden adoptar otras formas, siempre que se soporten el motor fueraborda en la popa de la embarcacion. El soporte 18 de montaje giratorio esta unido de manera pivotante al soporte 16 de montaje fijo, para pivotar alrededor de un eje 20 de trimado que se extiende en una direccion transversal con respecto al eje 13, es decir, generalmente paralelo a la parte superior del travesano de popa, en la realizacion ilustrada. En consecuencia, la unidad superior 14 (y, por lo tanto, tambien la unidad inferior, como se describira mas adelante) puede girar alrededor del eje 20 de trimado para el trimado y/o inclinacion del motor fueraborda 10 y esto puede ser accionado por un par de cilindros hidraulicos 22, u otros medios.
La unidad superior 14 incluye un motor 28, por ejemplo, un motor de combustion interna, que sirve como fuerza motriz para el motor fueraborda 10. La unidad superior 14 tambien incluye una caja 24 de engranajes que aloja un tren de accionamiento o un conjunto 26 de transmision (que se muestra en la figura 9) y un arbol 32 de accionamiento (que se muestra en lineas discontinuas en la figura 9) que se extiende desde el conjunto de transmision con su eje 34 de arbol de accionamiento en un angulo de aproximadamente 60 grados cuando el motor fueraborda 10 esta en su orientacion de funcionamiento normal inclinada hacia abajo.
El conjunto 26 de transmision (dentro de la caja 24 de engranajes) incluye un arbol 36 de entrada que recibe la fuerza motriz del motor 28. El arbol 36 de entrada se puede conectar al motor 28 por cualquier medio adecuado, preferiblemente coaxialmente con el eje 30 de manivela, pero en una realizacion preferida (y como se ilustra), el arbol de entrada se conecta coaxialmente con el ciguenal del motor. El arbol 36 de entrada (y, por lo tanto, tambien el eje 30 de manivela) forman un angulo agudo a con el eje longitudinal 13 de la embarcacion cuando el motor fueraborda 10 esta en su posicion normal, inclinada hacia abajo, u operativa, que se muestra en las figuras 1, 2 y 5-8. El angulo agudo a puede ser cualquier angulo agudo, aunque preferiblemente esta entre aproximadamente 20 grados y 70 grados, mas preferiblemente alrededor de 45 grados, como se muestra en la realizacion ilustrada. El angulo agudo a, es decir, la orientacion diagonal del eje 30 de manivela y el arbol 36 de entrada, permite que el motor 28 se soporte relativamente cerca del travesano de popa 12 (es decir, no muy lejos de la embarcacion), pero para evitar la invasion del motor en el casco de la embarcacion. El motor 28 funciona preferiblemente con un carter seco y/o con otras adaptaciones que le permiten funcionar con un eje de manivela inclinado de 45 grados, pero tambien con el eje de manivela mas cerca de la horizontal, si el motor esta inclinado hacia arriba.
El conjunto 26 de transmision incluye ademas un arbol 40 de embrague con su eje en un piano vertical que se extiende paralelo al eje longitudinal 13 de la embarcacion y con el eje del arbol de embrague que se extiende en un angulo de aproximadamente 30 grados con respecto a la horizontal (es decir, perpendicular al eje 34 del arbol de accionamiento). El arbol 40 de embrague tiene, por lo tanto, una orientacion en angulo proa a popa, pero pivota hacia arriba y hacia abajo sobre el eje 20 de trimado con el resto de la unidad superior 14. El arbol 40 de embrague recibe la fuerza motriz del arbol 36 de entrada a traves de un conjunto 42 de engranajes de pivote de engranajes conicos.
El conjunto 26 de transmision incluye ademas un conjunto 44 de embrague que esta configurado para transferir la fuerza motriz selectivamente desde el arbol 40 de embrague al arbol 32 de accionamiento. El conjunto 44 de embrague incluye un par de engranajes conicos que son soportados para girar alrededor del arbol 40 de embrague y el par de engranajes conicos incluye un engranaje directo 46 y un engranaje inverso 48. Un elemento 50 de embrague tambien es soportado en el arbol 40 de embrague, entre el par de engranajes conicos 46,48 y esta configurado para deslizarse selectiva y axialmente a lo largo del arbol de embrague, para conectar el engranaje directo o el engranaje inverso al arbol de embrague, para recibir la fuerza motriz del arbol de embrague. El engranaje directo 46 y el engranaje inverso 48 estan engranadas en lados opuestos con un engranaje conico accionado 52 en un extremo superior del arbol 32 de accionamiento, de modo que el arbol de accionamiento recibe la fuerza motriz del conjunto 44 de embrague a traves del engranaje directo o el engranaje inverso, dependiendo de cual sea aplicado por el elemento 50 de embrague.
El motor fueraborda 10 tambien incluye una unidad inferior 54 que esta unida a un extremo inferior de la unidad superior 14. La unidad inferior incluye una carcasa 56 de unidad inferior y el arbol 32 de accionamiento se extiende desde la unidad superior 14 a la carcasa de unidad inferior (preferiblemente a traves de una extension estriada), para proporcionar fuerza motriz a un arbol 58 de helice que es soportado en el alojamiento de unidad inferior para girar sobre su eje 60 de helice. El arbol 32 de accionamiento esta soportado coaxialmente dentro de una carcasa 33 de arbol de accionamiento cilindrica que esta unida a la carcasa 56 de unidad inferior y forma parte de la unidad inferior 54, aunque se muestra en la figura 9. El arbol 58 de helice sobresale a popa del alojamiento 56 de unidad inferior y puede llevar una helice 62 para la propulsion de la embarcacion. El arbol 58 de helice se extiende generalmente de manera horizontal (cuando el motor fueraborda 10 esta en su orientacion de funcionamiento normal y la unidad inferior 54 se extiende hasta el frente, es decir, no se gira) y la fuerza motriz se transfiere desde el arbol 32 de accionamiento al arbol de helice mediante un conjunto de engranajes de unidad inferior (no mostrado).
La unidad inferior 54 puede pivotar con respecto a la unidad superior 14 en las direcciones de direccion alrededor del eje del eje 34 de arbol de accionamiento, que por lo tanto tambien sirve como un eje de direccion. El movimiento pivotante de la unidad inferior 54 alrededor del eje 34 de direccion es accionado por un sistema de direccion que en la realizacion ilustrada incluye dos actuadores en forma de cilindros 64 de direccion hidraulicos que actuan entre la carcasa 33 de arbol de accionamiento (que esta conectada al alojamiento 56 de unidad inferior) u otra parte de la unidad inferior 54 y el soporte 18 de montaje giratorio, u otra parte de la unidad superior 14.
De este modo, en uso, el motor fueraborda 10 es trimado y/o inclinado mediante un movimiento pivotante de las unidades superior e inferior 14, 54, juntas, alrededor del eje 20 de trimado, como se describe anteriormente. Sin embargo, aparte de las operaciones de trimado ocasionales, mientras el motor fueraborda 10 esta en uso para impulsar la embarcacion, toda la unidad superior 14 permanece estacionaria con respecto a la embarcacion durante su uso (excluyendo los movimientos operatives internos del motor 28 y el conjunto 26 de transmision) y la unica parte que se mueve para dirigir la embarcacion es la unidad inferior relativamente pequena 54 que es pivotado sobre el eje de direccion 34, que coincide con el eje de arbol de accionamiento.
El arbol 32 de accionamiento tiene una orientacion en angulo o inclinada, con un angulo obtuso 9 formado entre el eje 34 de direccion y el eje 60 de helice. El angulo obtuso 9 esta preferiblemente entre 100 y 140 grados, mas preferiblemente alrededor de 120 grados, como se muestra en la realizacion ilustrada. Como se menciono anteriormente, la unidad inferior 54 esta configurada para pivotar con respecto a la unidad superior 14 alrededor del eje 34 de arbol de accionamiento (que tambien es el eje de direccion). Este movimiento pivotante cambia la orientacion del arbol 58 de helice a babor y estribor y, por lo tanto, dirige la embarcacion, sin interrumpir la posicion, el funcionamiento o la conexion mecanica entre el arbol 32 de accionamiento, el conjunto de engranajes de unidad inferior o el arbol de helice, y al mismo tiempo no requiere movimiento de la unidad superior 14. El funcionamiento de la direccion de la unidad inferior 54 se ilustra en las figuras 5, 6 y 8, que muestran el motor fueraborda 10 en un giro de babor.
La orientacion en angulo del eje 34 de accionamiento/direccion (a unos 60 grados con respecto a la horizontal) y el angulo obtuso 9 entre el eje de accionamiento/direccion y el eje 60 de helice tienen las ventajas de mejorar el rendimiento y el manejo de la embarcacion cuando gira, porque el eje 60 de helice es trimado efectivamente al girar, en virtud de su movimiento de direccion alrededor del eje de direccion no vertical. El efecto de trimado hacia abajo en el eje 60 de helice a partir de su movimiento de direccion, tambien evita o minimiza el empuje direccional experimentado con los motores fueraborda convencionales (con ejes de direccion verticales), cuando es trimado hacia arriba. La cavitacion y la aireacion tambien se reducen por el efecto de trimado hacia abajo del eje 34 de direccion en angulo. Ademas del manejo mejorado que resulta del eje 34 de direccion en angulo (y del angulo obtuso 9 ) , el eje de direccion en angulo tambien reduce el angulo por el cual el motor fueraborda 10 tiene que estar inclinado para levantar la unidad inferior 54, por ejemplo, para limpiar el agua. La inclinacion reducida que se requiere ademas ayuda a reducir la invasion del motor 28 en el casco de la embarcacion y reduce las variaciones en las orientaciones del eje de manivela con las que se requiere que el motor funcione.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. - Un motor fueraborda (10) que comprende una unidad superior (14) que se puede unir a la popa (12) de una embarcacion y una unidad inferior (54) que esta unida a la unidad superior (14); la unidad superior (14) y la unidad inferior (54) estando configuradas para pivotar juntas alrededor de un eje (20) de trimado que se extiende en uso transversalmente con respecto a un eje longitudinal (13) de la embarcacion; la unidad superior (14) incluyendo un motor (28), un conjunto (26) de transmision y un arbol (32) de accionamiento; y la unidad inferior (54) incluyendo un alojamiento (56) de unidad inferior que soporta un arbol (58) de helice que esta conectado para recibir la fuerza motriz del arbol (32) de accionamiento, estando soportado dicho arbol (58) de helice en la carcasa (56) de unidad inferior para girar alrededor de un eje (60) de helice;
dicho alojamiento (56) de unidad inferior estando configurado para pivotar con respecto a la unidad superior (14) alrededor de un eje (34) de direccion que se extiende coaxialmente con el arbol (32) de accionamiento y caracterizado porque dicho eje (34) de direccion interseca el eje (60) de helice en un angulo obtuso (9) entre 100 grados y 140 grados y ademas caracterizado porque el conjunto (26) de transmision incluye
un arbol (36) de entrada que esta conectado para recibir la fuerza motriz del motor (28);
un arbol (40) de embrague que esta conectado para recibir la fuerza motriz del arbol (36) de entrada, extendiendose dicho arbol (40) de embrague perpendicular al arbol (32) de accionamiento y que tiene una orientacion proa a popa; un conjunto (42) de engranajes de pivote de engranajes conicos para transferir la fuerza motriz desde el arbol (36) de entrada al arbol (40) de embrague; y
un conjunto (44) de embrague configurado para transferir la fuerza motriz selectivamente desde el arbol (40) de embrague al arbol (32) de accionamiento.
2. - Un motor fueraborda (10) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el eje (34) de direccion interseca el eje (60) de helice en un angulo de unos 120 grados.
3. - Un motor fueraborda (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el conjunto (42) de engranajes de pivote esta detras del conjunto (44) de embrague.
4. - Embarcacion, que comprende un motor fueraborda (10) que se instala en la popa (12) de la embarcacion, unido a un travesano de popa (12) de la embarcacion, dicha embarcacion teniendo un eje longitudinal (13), dicho travesano de popa (12) estando orientado transversalmente al eje longitudinal (13), caracterizado porque dicho motor fueraborda (10) esta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
5. - Embarcacion de acuerdo con la reivindicacion 4, en la que el arbol (36) de entrada de dicho motor fueraborda (10) se extiende coaxialmente con un eje (30) de manivela del motor (28) en un angulo agudo (a) con respecto al eje longitudinal (13) de la embarcacion cuando el motor fueraborda (10) esta en una orientacion de funcionamiento inclinada hacia abajo.
6. - Una embarcacion de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizada porque el arbol (36) de entrada de dicho motor fueraborda (10) se extiende en un angulo de entre 20 grados y 70 grados con respecto al eje longitudinal (13) de la embarcacion cuando el motor fueraborda (10) esta en la orientacion de funcionamiento inclinada hacia abajo.
7. - Una embarcacion de acuerdo con la reivindicacion 5 o reivindicacion 6, caracterizada porque el arbol (36) de entrada del motor fueraborda (10) se extiende en un angulo de aproximadamente 45 grados con respecto al eje longitudinal (13) de la embarcacion cuando el motor fueraborda (10) esta en la orientacion de funcionamiento inclinada hacia abajo.
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