DE19840078B4

DE19840078B4 - Verfahren zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19840078B4
Application number: DE1998140078
Authority: DE
Inventors: Dieter Pape
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: DE19840078A1

Abstract

Verfahren zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen, bei dem aus mindestens zwei relativ zum Wasserfahrzeug in vorgebbarer Ausrichtung angeordneten Mündungsöffnungen einer kraftschlüssig mit dem Wasserfahrzeug verbundenen Strahlquelle unterhalb des maximalen Freibords Wasserstrahlen derart in das das Wasserfahrzeug umgebende Wasser ausgestoßen werden, daß das Wasserfahrzeug einen meßbaren Schub in die der Strömungsrichtung jedes Wasserstrahls entgegengesetzte Richtung erfährt, wobei die Zufuhr des Wassers zu jeder Mündungsöffnung mittels einer Ventilanordnung derart gesteuert und geregelt wird, daß jeder nach Richtung und Betrag vorgebbare Schub unmittelbar nach einer mittels eines Schaltsignales bekannter Art erteilten Vorgabe durch Überlagerung der aus den einzelnen Mündungsöffnungen austretenden Wasserstrahlen realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnungen durch nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitende Düsenanordnungen (2–8) verwirklicht werden, deren zentrale Innendüse (42) mit einem unter hinreichend hohem Druck stehenden fluiden Medium aus einer zentralen Versorgungseinheit (9) auf dem Wasserfahrzeug (1) und deren koaxiale Außendüse (39) mit dem das Wasserfahrzeug (1) umgebenden Wasser beaufschlagt...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 7.

Ein solches Verfahren sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung sind aus der DE 28 47 134 C2 bekannt. Diese offenbart ein Wasserfahrzeug, bei dem mittels eines im Kielbereich ansetzenden Ansaugrohres und einer daran angeschlossenen Pumpe innerhalb des Wasserfahrzeugs ein Wasserstrahl erzeugt wird, der über eine Y-förmige Umlenkvorrichtung wahlweise oder auch gleichzeitig auf zwei Steuerwasserkanäle aufgegeben wird, die jeweils in einer von zwei symmetrisch zur Längsachse des Wasserfahrzeugs an dessen Außenseiten angeordneten Mündungsöffnungen unterhalb des maximalen Freibords des Wasserfahrzeugs enden. Die Umlenkeinrichtung ist derart ausgebildet, daß sie mittels eines vom Steuerstand des Wasserfahrzeugs aus ein- und ausschaltbaren Elektromotors und eines Kettentriebes eine – in einem anderen Ausführungsbeispiel auch zwei – Umlenkklappe(n) aus einer Extremstellung, in der nur der eine Steuerwasserkanal mit dem Wasserstrahl beaufschlagt wird, über jede denkbare Zwischenstellung in die andere Extremstellung, in der nur der andere Steuerwasserkanal mit dem Wasserstrahl beaufschlagt wird, verfährt und umgekehrt. Die Mündungsöffnungen sind derart ausgerichtet, daß der jeweils dort austretende Wasserstrahl primär senkrecht zur Längsachse des Wasserfahrzeugs ausgestoßen wird, so daß er unter der Voraussetzung, daß die Mündungsöffnungen vor oder hinter dem durch den Schwerpunkt des Wasserfahrzeugs verlaufenden Spantenriß angeordnet sind, ein Drehmoment um die horizontal durch den vorgenannten Schwerpunkt verlaufende Achse erzeugt, daß das Wasserfahrzeug dann nach Steuer- oder Backbord lenkt – sofern nicht aus beiden Mündungsöffnungen identische Wasserstrahlen ausgestoßen werden. Den Mündungsöffnungen sind jeweils zusätzliche Umlenkelemente zugeordnet, die mit separaten Antriebselementen, beispielsweise einem elektrischen Getriebemotor in Verbindung mit einem Hebelmechanismus, so einstellbar sind, daß sie die Wasserstrahlen beider Mündungsöffnungen unabhängig voneinander in eine Richtung parallel zur Längsachse des Wasserfahrzeugs in Ausrichtung auf den Heckbereich oder auch auf den Bugbereich des Wasserfahrzeugs umlenken können, um so auch eine Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt oder eine einseitige Verstärkung einer Lenkbewegung zu bewirken.

Ziel dieses Verfahrens und der zu seiner Durchführung offenbarten Vorrichtung war es, eine Proportionalsteuerung an den Wasseraustritten zu ermöglichen, die genauer als ein Ein/Aus-System arbeitet, so daß entsprechend häufige Fehler vermieden werden. Nach den detaillierten Ausführungen zu der erwünschten Proportionalsteuerung in der DE 28 47 134 C2 ist diese aber nur in dem Fall gegeben, daß entweder nur eine Mündungsöffnung einen nicht umgelenkten Wasserstrahl ausstößt oder aber beide Mündungsöffnungen gleichzeitig so von den zugehörigen Umlenkelementen abgedeckt sind, daß jede die Hälfte des ursprünglich erzeugten Wasserstrahles in die eine oder andere Richtung parallel zur Längsachse des Wasserfahrzeugs ausstößt. Nur dann ist nämlich die postulierte Voraussetzung erfüllt, daß die Pumpe mit konstanter Leistung stets auf den gleichen Austrittsquerschnitt arbeitet. In allen anderen Stellungen der Umlenkklappe(n) und Umlenkelemente, die für eine allseitige Proportionalsteuerung erforderlich wären, trifft dies jedoch nicht mehr zu. Abgesehen davon, daß die ständige Umschaltung von drei separat zu betätigenden Antriebselementen für die Umlenkklappe(n) und die Umlenkelemente einerseits einen erheblichen Aufwand an Konzentration und Zeit erfordern, was bei hochmotorisierten Yachten – jedenfalls dann, wenn auf deren normalen Schiffsantrieb beim Manövrieren, insbesondere in Hafenbecken, nicht gänzlich verzichtet werden kann – sehr rasch zu unerwünschten Situationen mit der Umgebung führt. Dieser Effekt ist dann letztendlich derselbe wie bei der Verwendung der – zumindest bei Yachten und ähnlichen Wasserfahrzeugen – häufig anzutreffenden Querstrahlsteuerung, die aus einem im jeweiligen Bugbereich des Wasserfahrzeugs unterhalb des maximalen Freibords angeordneten und senkrecht zur Längsachse des Wasserfahrzeugs ausgerichteten durchgehenden Steuerwasserkanal besteht, der mittig mit einem von Vor- auf Rücklauf und umgekehrt umschaltbaren Propellerantrieb versehen ist. Dabei sind sowohl deren Mündungsöffnungen als auch diejenigen der vorbesprochenen Anordnung mit Umlenkklappe(n) und Umlenkelementen normalerweise so groß, daß sie bei normaler Fahrt aufgrund von Wirbelbildungen eine durchaus merkliche Bremswirkung hervorrufen können.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, wie es in der US 3 675 611 beschrieben ist. Allerdings sagt diese Druckschrift nichts über etwaige Änderungsmöglichkeiten der dort beschriebenen Mündungsöffnungen. Insbesondere fehlt jedwede Angabe der Größenordnung der Durchmesser der jeweiligen Mündungsöffnungen.

Beschrieben werden mechanische Schalter zur Öffnung und Schließung von Düsenkombinationen. Weiterhin werden an den vorderen Düsenausgängen Klappen verwendet.

Dies gilt auch für einen Stand der Technik, wie er aus der US 3 492 965 bekannt ist. Diese aus dem Jahre 1970 stammende Druckschrift betrifft eine dreidimensionale Steuerung von Schiffen, insbesondere Yachten. Darüber hinaus weist die dort beschriebene Lösung den Nachteil auf, dass Teile der Mündungsöffnungen stets ausserhalb des eigentlichen Unterwassergehäuses angeordnet sind und damit beschädigungsgefährdet sind.

Schließlich wird noch auf die DE 32 34 954 A1 verwiesen. Hier ist die Vorrichtung zwar innerhalb eines Wasserfahrzeugs angeordnet, die aber mittels zweier separater Pumpen mit zwei Medien, hier Wasser und Luft, beaufschlagt werden und nur der Mischung dieser bereits unter Druck stehenden Medien dienen soll, nicht jedoch als eine Wasserstrahlpumpe entsprechende Düsenanordnung zur unmittelbaren Erzeugung eines Wasserstrahls aus dem das Wasserfahrzeug umgebenden Wasser. Die in dieser Druckschrift gezeigte Anordnung von mindestens zwei Zuleitungen an dem Schubrohr, das gemessen an seinem Durchmesser sehr lang ist und somit sehr weit in das Wasserfahrzeug hineinragen muss, dürfte schwerlich aus- und einfahrbar an der Aussenwand des Wasserfahrzeugs zu installieren sein.

Aus den vorgenannten Gründen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen und eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem bzw. der eine unmittelbare Beeinflussung der Bewegung von Wasserfahrzeugen, insbesondere von Yachten und großen Sportbooten, bei begrenzten Platzverhältnissen, insbesondere in Hafenbecken, erreichbar ist, wobei die entsprechende Vorrichtung einerseits leicht handhabbar ist und andererseits bei normaler Fahrt keine merkliche Beeinträchtigung der Geschwindigkeit verursacht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. der Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 7.

Es ist zwar aus der Druckschrift DE 27 32 223 bereits eine nach Art einer Wasserstrahlpumpe arbeitende Düsenanordnung bekannt, die jedoch ausserhalb des von ihr anzutreibenden bzw. zu steuernden Wasserfahrzeugs angeordnet ist und dies auch sein muss, da ihre zentrale Innendüse zum Ansaugen des das Wasserfahrzeug umgebenden Wassers zwecks Ausbildung eines hinreichend massereichen Wasserstrahls vorgesehen ist, während eine diese Innendüse umgebende schmale Ringdüse das mit hoher Geschwindigkeit austretende-fluide-Treibmittel ausstößt. Diese Vorrichtung kann jedoch nicht im Rumpf eines Wasserfahrzeugs angeordnet werden, da eine solche Düsenanordnung das benötigte Wasser aus der Umgebung des Wasserfahrzeugs zur Strahlerzeugung nur von ihrer Aussenseite ansaugen kann.

Darüber hinaus ist es aus der DE-Z: Yacht, 1993, H.17, S.28-31 bekannt, Querstrahlruder einzusetzen, sofern diese mit hydraulisch zu öffnenden und zu schließenden Klappen an der Aussenwand des jeweiligen Wasserfahrzeugs versehen werden. Das Ein- und Ausfahren von Vorschiffpropellern (damit auch letztlich von Düsenanordnungen) wird hier allerdings als nachteilige Abweichung vom an sich favorisierten Stand der Technik angesehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß an der Außenwand des Wasserfahrzeugs an mindestens zwei Positionen unterhalb des maximalen Freibords Wasserstrahlen in der Weise erzeugbar sind, daß dort nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitende Düsenanordnungen montiert werden, deren zentrale Innendüse mit einem unter hinreichend hohem Druck stehenden fluiden Medium aus einer zentralen Versorgungseinheit auf dem Wasserfahrzeug und deren koaxiale Außendüse mit dem das Wasserfahrzeug umgebenden Wasser beaufschlagt wird, wobei die Zufuhr des fluiden Mediums zu jeder Düsenanordnung mittels einer Ventilanordnung derart gesteuert und geregelt wird, daß jeder nach Richtung und Betrag vorgebbare Schub unmittelbar nach einer mittels eines Schaltsignales bekannter Art erteilten Vorgabe durch Überlagerung der aus den einzelnen Düsenanordnungen austretenden Steuerstrahlen aus fluidem Medium und Wasser realisiert wird, weil es damit ermöglicht wird, zu jedem Zeitpunkt mit nur geringfügiger Verzögerung gegenüber der Echtzeit jeden nach Richtung und Betrag erreichbaren Schub zu erzeugen, der zur Fortbewegung eines Wasserfahrzeugs in eine vorgegebene Richtung mit vorgegebener Geschwindigkeit gerade erforderlich ist, insbesondere beim An- und Ablegen in Hafenanlagen, beispielsweise in solchen für Yachten und/oder andere größere Sportboote. Dabei kann dies vorteilhafterweise sowohl dadurch erreicht werden, daß mehr als zwei der vorgenannten Düsenanordnungen verwendet werden, als auch dadurch, daß zwar nur zwei der vorgenannten Düsenanordnungen verwendet werden, gleichzeitig jedoch der sowieso vorhandene normale Schiffsantrieb in vorteilhafter Weise derart in das in Rede stehende Verfahren einbezogen wird, daß seine Steuerung und Regelung zeitweise mit derjenigen der Ventilanordnung zusammengeschaltet und von letzterer dominiert wird.

Das vorliegende Verfahren gestattet außerdem in vorteilhafter Weise eine erhebliche Platzersparnis bei der Installation der zu seiner Durchführung erforderlichen Vorrichtung, da anstelle eines das Wasserfahrzeug durchziehenden Systems von Steuerwasserkanälen merklichen Durchmessers mit weiteren Platzbedarf erfordernden mechanischen Umlerikmechanismen lediglich verhältnismäßig dünne, vorteilhafterweise jeweils an einem geeigneten Ort mit einem Servoventil bekannter Art versehene Druckleitungen, die auch aus flexiblem Material bestehen können, verlegt werden müssen, was insbesondere auch das Nachrüsten entsprechender Wasserfahrzeuge mit einem solchen Manövriersystem wesentlich erleichtert. Darüber hinaus erweist es sich als sehr vorteilhaft, daß die zentrale Innendüse jeder Düsenanordnung nur einen kleinen Durchmesser hat und der Abstand von dort bis zur Mündungsöffnung der Düsenordnung so kurz gehalten werden kann, daß der aus den in jeder Düsenanordnung erforderlichen Kanälen zur Zuführung von Wasser zu ihrer koaxialen Außendüse, dieser selbst und dem zwischen letzterer und der Mündungsöffnung gebildete Raum keine Wirbelbildung gestattet, die bei normaler Fahrt des Wasserfahrzeugs eine merkliche Bremswirkung verursacht. Der letztgenannte Effekt kann dabei vorteilhafterweise noch dadurch verbessert werden, daß die Düsenanordnungen im Ruhezustand oberflächenschlüssig mit der Außenwand des Wasserfahrzeugs in paßförmigen Vertiefungen dieser Außenwand gelagert und nur für den Zustand der Betriebsbereitschaft aus diesen ausgefahren werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch dann gegeben, wenn als fluides Medium ein unter hinreichend hohem Druck stehendes Gas oder Wasser verwendet wird, da sich einerseits ein solches Gas in einfacher Weise ohne größeren Platzbedarf in Form käuflicher Gasdruckflaschen im oder auf dem Wasserfahrzeug anordnen und sich andererseits ein Druckwasserbehälter ebenfalls ohne übermäßigen Platzbedarf auf oder an jedem Wasserfahrzeug, beispielsweise einer Yacht, montieren und mittels einer speziellen oder vorhandenen Pumpe jederzeit aus dem das Wasserfahrzeug umgebenden Wasser nachfüllen läßt, wobei sich gegebenenfalls auch eine der vorgenannten Gasdruckflaschen als Pufferspeicher für den Druckwasserspeicher verwenden läßt. Insbesondere gestattet die Verwendung eines solchen Druckspeichers in Verbindung mit der vorgenannten Ventilanordnung eine eindeutige Proportionalsteuerung des erforderlichen Schubes – unabhängig von der Zahl der verwendeten Düsenanordnungen und der jeweils zu einer Düsenanordnung gehörigen momentanen Ventilstellung.

Als vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens anzusehen, bei der jeweils mindestens eine Düsenanordnung im Bugbereich mit einer Ausrichtung in Vorwärts-Fahrtrichtung, an jeder Außenseite mit einer Ausrichtung senkrecht zur Längsachse des Wasserfahrzeugs sowie im Heckbereich mit einer Ausrichtung in Rückwärts-Fahrtrichtung angeordnet wird, weil es damit insbesondere im Falle hochmotorisierter Wasserfahrzeuge wie Yachten oder Sportbooten möglich ist, den normalen Schiffsantrieb, der für sensible Manövrierbewegungen unzureichend steuer- und regelbar ist, gänzlich auszuschalten und das Manövrieren allein mit den zur Durchführung des in Rede stehenden Verfahrens vorgeschlagenen Düsenanordnungen zu verifizieren.

Andererseits erweist es sich auch als sehr vorteilhaft, wenn das den jeweils erforderlichen Schub und die dazu notwendige Steuerung und Regelung der Ventilanordnung vorgebende Schaltsignal mittels eines proportional auf Dreh- und Kippbewegungen reagierenden Einhandhebels erzeugt wird, da sich der Schiffsführer damit voll auf den zur Verfügung stehenden Platz in der Umgebung seines Wasserfahrzeugs konzentrieren und jede Abweichung vom gewünschten Fahrverhalten des Wasserfahrzeugs unmit telbar mit einer einzigen Handbewegung korrigieren kann, insbesondere dann, wenn der Einhandhebel als Nachbildung eines Wasserfahrzeugs ausgebildet ist, deren Bewegung von diesem exakt nachvollzogen wird.

Als besonders vorteilhaft erweist sich auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, bei der die Außenwand des Wasserfahrzeugs an mindestens zwei Positionen unterhalb des maximalen Freibords mit nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitenden Düsenanordnungen versehen ist, deren zentrale Innendüse über ein im oder am Wasserfahrzeug verlegtes Leitungssystem mit einem unter hinreichend hohem Druck stehenden fluiden Medium aus einer zentralen Versorgungseinheit auf dem Wasserfahrzeug und deren koaxiale Außendüse über seitlich vom Außenraum des Wasserfahrzeugs in die Düsenanordnungen führende Kanäle mit dem das Wasserfahrzeug umgebenden Wasser beaufschlagbar ist, wobei die Zufuhr des fluiden Mediums zu jeder Düsenanordnung mittels einer Ventilanordnung derart steuer- und regelbar ist, daß jeder nach Richtung und Betrag vorgebbare Schub unmittelbar nach einer mittels eines Schaltsignales bekannter Art erteilten Vorgabe durch Überlagerung der aus den einzelnen Düsenanordnungen austretenden Steuerstrahlen aus fluidem Medium und Wasser erzeugt wird, weil es damit – wie bereits oben angedeutet – ermöglicht wird, mit nur geringfügiger Verzögerung gegenüber der Echtzeit jeden erforderlichen Schub zur momentan gewünschten Bewegung des Wasserfahrzeugs beim Manövrieren auf engem Raum, beispielsweise beim An- und Ablegen von Yachten oder großen Sportbooten in entsprechenden Hafenanlagen, zu erzeugen, wobei einerseits der Platzbedarf für die gesamte Vorrichtung auf und am Wasserfahrzeug sehr gering ist, so daß sich eine solche Vorrichtung auch in einfacher Weise nachrüsten läßt, und andererseits sowohl eine einfache Handhabung, die jeweils nur die Erzeugung eines einzelnen Schaltsignales für die gewünschte Schuberzeugung erfordert, als auch die Vermeidung einer Bremswirkung der Düsenanordnungen während der normalen Fahrt des Wasserfahrzeugs, bei der wegen des geringen Durchmessers der jeweiligen Innendüse keine bis in den Innen raum des Wasserfahrzeugs reichende Wirbelbildung auftreten kann, sichergestellt wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt auch dann vor, wenn die zentrale Versorgungseinheit für das fluide Medium eine Anordnung von einer oder mehreren Druckgasflaschen bekannter Art ist, da sich diese auf einfache Weise sowohl beschaffen als auch auf oder an dem Wasserfahrzeug ohne erheblichen Platzbedarf installieren lassen, wobei außerdem die erforderliche Steuerung und Regelung des an jede Düsenanordnung abzugebenden Druckes mittels einer entsprechenden Ventilanordnung einen bekannten und bewährten Stand der Technik darstellt, der ebenfalls ohne Schwierigkeiten einsetzbar ist. Der Einsatz solcher Druckgasflaschen als zentraler Versorgungseinheit für ein fluides Medium ist außerdem in vorteilhafter Weise auch besonders umweltfreundlich, wenn die Füllung der Druckgasflaschen ein Inertgas wie Stickstoff oder Helium ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist es dagegen als sehr vorteilhaft anzusehen, daß die zentrale Versorgungseinheit ein Druckwasserspeicher ist, insbesondere dann, wenn außerdem der Druckwasserspeicher zumindest zeitweise von einer auf dem Wasserfahrzeug angeordneten Pumpe mit unter ausreichend hohem Druck stehendem Wasser beaufschlagt wird, die dieses dem das Wasserfahrzeug umgebenden Wasser über eine Zuleitung bekannter Art entnimmt, da eine solche Vorrichtung von vornherein sehr umweltfreundlich arbeitet, als Arbeitsmedium das sowieso vorhandene Wasser aus der Umgebung des Wasserfahrzeugs verwendet und ebenfalls in bekannter Weise ohne übermäßigen Platzbedarf auf einem Wasserfahrzeug montierbar ist, wobei das Füllen bzw. Nachfüllen des Druckwasserspeichers zum sowohl zeitlich als auch energetisch günstigsten Zeitpunkt während oder außerhalb des Zeitraums des Manövrierens erfolgen kann.

Als vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der in Rede stehenden Vorrichtung anzusehen, bei der der Druckwasserspeicher zumindest während der Betriebsbereitschaft der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen mit einem als Puffer dienenden Druckgasspeicher verbunden ist, weil in diesem Falle das Füllen bzw. Nachfüllen des Druckwassertanks einerseits in keinem Falle während des Zeitraums des Manövrierens erfolgen muß, wo das Ansaugen des Wassers zur entsprechenden Pumpe möglicherweise einen störenden Einfluß auf das Manövrieren ausüben kann, und andererseits für das Füllen oder Nachfüllen des Druckwassertanks – insbesondere außerhalb des Zeitraums des Manövrierens – auch eine Pumpe geringerer Leistungsfähigkeit und damit geringeren Treibstoffverbrauchs ausreichend ist. Die vorgenannte Vorrichtung erweist sich dabei als besonders vorteilhaft, wenn der Druckgasspeicher eine Anordnung von einer oder mehreren Druckgasflaschen ist, deren Füllung aus einem Inertgas wie Stickstoff oder Helium besteht.

Als sehr vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusehen, bei der die Düsenanordungen in die Außenwand des Wasserfahrzeugs eingelassene Kolben-Zylinder-Anordnungen sind, deren Kolben im Ruhezustand der Vorrichtung oberflächenschlüssig mit der Außenwand des Wasserfahrzeugs in ihrem Zylinder ruhen und im Zustand der Betriebsbereitschaft pneumatisch oder hydraulisch gegen eine Rückstellkraft bekannter Art soweit in das das Wasserfahrzeug umgebende Wasser ausgefahren werden, daß ein oder mehrere in der Seitenwand jedes Kolbens befindliche Eingänge von Kanälen freigegeben werden, durch die die koaxiale Außendüse jeder nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe aufgebauten Düsenanordnung mit dem das Wasserfahrzeug umgebenden Wasser beaufschlagbar ist, weil dies insbesondere von vornherein sicherstellt, daß die Düsenanordnungen bei normaler Fahrt des Wasserfahrzeugs keinerlei Bremswirkung durch Wirbelbildung erzeugen können, selbst aber auch die meiste Zeit ihrer Lebensdauer – insbesondere während normaler Fahrt des Wasserfahrzeugs – vor Beschädigungen geschützt sind, die bei der Berührung unvorhergesehener Hindernisse entstehen könnten.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist auch dann gegeben, wenn das Ausfahren der Kolben mittels des für den Betrieb der Düsenanordnungen zur Strahlerzeugung verwendeten fluiden Mediums erfolgt, weil dies eine wesentliche Vereinfachung für die Konstruktion der gesamten Vorrichtung ergibt, insbesondere dann, wenn außerdem der Druck des fluiden Mediums zum Ausfahren der Düsenanordnungen gegenüber demjenigen zum Betrieb der Düsenanordnungen zur Strahlerzeugung auf einem konstanten Wert gehalten wird, der gegenüber dem Maximaldruck des fluiden Mediums reduziert ist, da es in diesem Falle genügt, jede der Kolben-Zylinder-Anordnungen bezüglich des Ausfahrens an eine einzige Niederdruck-(Ring)-Leitung anzuschließen, die über ein einzelnes Reduzierventil an den jeweiligen Druckmittelspeicher angeschlossen ist.

Bei weiteren Ausführungsformen der in Rede stehenden Vorrichtung ist es darüber hinaus als Vorteil anzusehen, daß die Verbindung zwischen dem Leitungssystem für das unter ausreichend hohem Druck stehende fluide Medium und jedem Kolben durch einen Abschnitt eines flexiblen Druckschlauches oder durch eine in Bewegungsrichtung des Kolbens betätigbare teleskopartige, mit einer oder mehreren Hochdruckdichtungen versehene Rohranordnung gebildet wird, weil dadurch in beiden Fällen auf einfache Weise sichergestellt wird, daß das erforderliche Nachfahren des Leitungssystems für das fluide Medium hinter der zentralen Innendüse jeder Düsenanordnung ohne merkliche Beeinträchtigung der Aus- und Einfahrbewegung jeder dieser Düsenanordnungen erfolgt und das unter Hochdruck stehende fluide Medium für die Innendüse jeder Düsenanordnung stets unabhängig von demjenigen für das Ausfahren derselben Düsenanordnung durch diese hindurchführbar ist.

Als vorteilhaft erweist sich weiterhin eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Rückstellkraft für jeden Kolben durch eine mechanische Federanordnung bekannter Art bewirkt wird, die im ausgefahrenen Zustand des Kolbens auf Zug- und/oder Druck belastet wird, weil dies ein beknnter und bewährter Stand der Technik ist, um die Ausgangslage einer pneumatisch oder hydraulisch betätigten Kolben-Zylinder-Anordnung mit einfachen Mitteln festzulegen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Vorrichtungen sind ebenfalls gegeben, wenn die als Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildeten Düsenanordnungen entweder aus gleitfähigem und nicht korrodierendem Metall oder einer entsprechenden Metallegierung oder aus einem stabilen, gleitfähigen und salzwasserresistenten Kunststoff bestehen, da auf diese Weise erreicht wird, daß die Düsenanordnungen über einen langen Zeitraum einsatzfähig bleiben und nicht festfressen oder verklemmen können.

Als vorteilhaft erweisen sich auch Ausführungsformen der in Rede stehenden Vorrichtung, bei denen das Aus- und Einfahren der Kolben automatisch mit der Inbetriebnahme bzw. dem Abschalten der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen oder durch Betätigung eines speziellen Schaltelementes vor der Inbetriebnahme der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen bzw. nach deren Abschaltung erfolgt, weil damit in jedem Falle sichergestellt wird, daß die Düsenanordnungen nur dann betriebsbereit sind, wenn sie auch tatsächlich ausgefahren sind, wobei es der Auswahl des Schiffseigners überlassen ist, ob er eine vollautomatische Ein- und Ausschaltung der Manövriervorrichtung oder eine solche vorzieht, die eine zusätzliche Sicherung in der Form aufweist, daß erst nach dem Ausfahren der Düsenanordnungen deren Beaufschlagung mit unter Hochdruck stehendem fluiden Medium und erst nach dem Abschluß der Beaufschlagung mit unter Hochdruck stehendem fluiden Medium das Einfahren der Düsenanordnungen möglich ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt auch dann vor, wenn sie mindestens eine Düsenanordnung im Bugbereich des Wasserfahrzeugs mit einer Ausrichtung in dessen Vorwärts-Fahrtrichtung, mindestens je eine Düsenanordnung an jeder Außenseite des Wasserfahrzeugs mit einer Ausrichtung senkrecht zu dessen Längsachse und mindestens eine Düsenanordnung im Heckbereich des Wasserfahrzeugs mit einer Ausrichtung in dessen Rückwärts-Fahrtrichtung aufweist, da mit einer solchen Anordnung jede erforderliche Manövrierbewegung auch dann durchführbar ist, wenn der normale Schiffsantrieb vor der Einleitung des jeweiligen Manövers außer Betrieb gesetzt worden ist – beispielsweise dann, wenn das Wasserfahrzeug so hochmotorisiert ist, daß eine sehr sensible Änderung der Antriebsleistung nur in Ausnahmefällen zu erreichen ist. Die vorgenannte Vorrichtung erweist sich dabei insbesondere im Hinblick auf rein seitliche Versetzungen des Wasserfahrzeugs als besonders vorteilhaft, wenn sie außerdem auf jeder Außenseite des Wasserfahrzeugs mindestens zwei in Abstand voneinander angeordnete Düsenanordnungen aufweist, die jeweils senkrecht zur Längsachse des Wasserfahrzeugs ausgerichtet sind.

Als vorteilhaft erweist es sich bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung auch, daß die Schaltsignale für die Vorgabe des jeweils erforderlichen Schubes und damit der Einstellung der Ventilanordnung mittels eines Schaltelementes in Form eines proportional auf Dreh- und Kippbewegungen reagierenden Einhandhebels erzeugt werden, weil dies dem Schiffsführer gestattet, sich beim Manövrieren seines Wasserfahrzeugs weitgehend auf das Beobachten der Umgebung seines Wasserfahrzeugs zu konzentrieren und jede festgestellte Abweichung von der vorgesehenen Bewegung des Wasserfahrzeugs unverzüglich mit einer geringfügigen Handbewegung korrigieren zu können. Dabei wird dieser Vorteil noch weiter unterstützt, wenn der Einhandhebel die Form eines Wasserfahrzeugs aufweist, dessen Drehung um eine vorgegebene Achse die Richtung und dessen Kippung gegen diese Achse den – positiven oder negativen – Betrag des gewünschten Schubes festlegt außerdem auch noch alle zur Betätigung der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen erforderlichen Schaltelemente auf einem tragbaren Fernbedienungsgerät angeordnet sind, das per Funk mit der im Steuerstand des Wasserfahrzeugs angeordneten Regel- und Steuereinheit für die Ventilanordnung und das Aus- und Einfahren der Düsenanordnungen verbunden ist.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der in Rede stehenden Vorrichtung liegt auch dann vor, wenn die Steuer- und Regeleinheit für den normalen Schiffsantrieb zeitweise derart mit derjenigen für die Ventilanordnung verbindbar ist, daß der Schiffsantrieb in die Steuerung und Regelung der Ventilanordnung und damit in die Betätigung der Düsenanordnungen integriert wird, weil dies insbesondere bei Wasserfahrzeugen, deren normaler Schiffsantrieb sehr sensibel steuer- und regelbar ist, gestattet, diesen Schiffsantrieb zumindest zeitweise in die Manövriervorrichtung einzubeziehen und so ein oder mehrere Düsenanordnungen einzusparen, was insbesondere bei kleineren Wasserfahrzeugen mit leistungsschwächeren Antrieben von Vorteil ist.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen:
1: Schnitt durch ein Wasserfahrzeug in Höhe einer Wasserlinie unterhalb seines maximalen Freibords einschließlich der Versorgungseinrichtungen zur Beaufschlagung seiner Düsenanordnungen mit einem fluiden Medium in schematischer Darstellung.
2a: Schnitt durch eine erfindungsgemäße aus- und einfahrbare Düsenanordnung im eingefahrenen Zustand in schematischer Darstellung und vergrößertem Maßstab gegenüber 1.
2b: Schnitt durch eine erfindungsgemäße aus- und einfahrbare Düsenanordnung im ausgefahrenen Zustand in schematischer Darstellung und vergrößertem Maßstab gegenüber 1.
1 zeigt einen Schnitt durch ein Wasserfahrzeug 1 in Höhe einer Wasserlinie unterhalb seines maximalen Freibords einschließlich der Versorgungseinrichtungen zur Beaufschlagung seiner Düsenanordnungen mit einem fluiden Medium in schematischer Darstellung, wobei in diesem Schnitt insgesamt 7 aus- und einfahrbare Düsenanordnungen 2 bis 8 (vgl. 2a und 2b) angeordnet sind. Jede dieser Düsenanordnungen 2 bis 8 wird zum einen von einer zentralen Versorgungs einheit 9 für ein fluides Medium über eine zentrale Steuer- und Regeleinheit 10 und ein Leitungssystem 11 mit einem unter ausreichend hohem Druck stehenden fluiden Medium beispielsweise einem inerten Gas wie Stickstoff oder Helium oder Wasser, zur Ausbildung eines in jeder Düsenanordnung 2 bis 8 nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe erzeugten Steuerstrahles aus fluidem Medium und das Wasserfahrzeug 1 umgebendem Wasser, der hier durch die symbolischen Pfeile 12 bis 18 gekennzeichnet ist, und zum anderen von derselben zentralen Versorgungseinheit 9 über eine auf einen vorgebbaren Wert einstellbare Druckmindereinheit 19, beispielsweise in Form eines ein- und ausschaltbaren Reduzierventils, und ein hier – aber nicht zwangsläufig – als Niederdruck-Ringleitung 20 ausgebildetes Zuleitungssystem mit demselben fluiden Medium zum Ausfahren der Düsenanordnungen 2 bis 8 in das das Wasserfahrzeug 1 umgebende Wasser beaufschlagt.
Die Anzahl von sieben Düsenanordnungen 2 bis 8 ist selbstverständlich nur beispielhaft, da sich bei Einbeziehung des normalen Schiffsantriebes in das in Rede stehende Manövrieren dieses grundsätzlich auch schon mit zwei im vorderen oder hinteren Bereich des Wasserfahrzeugs 1 symmetrisch zu dessen Längsachse angeordneten Düsenanordnungen der vorliegenden Art durchführen läßt, bei Ausschluß des normalen Schiffsantriebes dagegen zumindest mit drei asymmetrisch in der Ebene einer Wasserlinie unterhalb des maximalen Freibords abstrahlenden Düsenanordnungen. Mit größerer Anzahl läßt sich allerdings eine feinere Abstimmung des jeweils gewünschten Schubes erzielen – jedenfalls dann, wenn die zentrale Steuer- und Regeleinheit 10 jeweils nur ein Schaltsignal benötigt, um eine eindeutige Proportionalsteuerung für die Überlagerung der jeweiligen Steuerstrahlen 12 bis 18 zu erzielen. Dabei ist es ebenfalls nicht zwangsläufig, daß alle Düsenanordnungen 2 bis 8 in der Ebene einer einzigen Wasserlinie angeordnet sind, doch verhindert eine solche Anordnung vorteilhafterweise von vornherein das Entstehen zusätzlicher Drehmomente um den Schwerpunkt des Wasserfahrzeugs 1, die unerwünschte Roll- oder Stampfbewegungen des Wasserfahrzeugs 1 hervorrufen würden.
Die zentrale Versorgungseinheit 9 ist in jedem Fall ein Druckspeicher bekannter Art, beispielsweise eine Anordnung aus einer oder mehreren Druckgasflaschen käuflicher Art, die mit einem Inertgas wie Stickstoff oder Helium gefüllt sind, oder ein Druckwasserspeicher aus einem oder mehreren Druckwassertanks, die mittels einer speziellen oder auch bereits vorhandenen Pumpe und/oder Kompressor während und/oder außerhalb des Zeitraums des Manövrierens mit das Wasserfahrzeug 1 umgebendem Wasser gefüllt oder nachgefüllt werden oder neben der Füll- bzw. Nachfüllpumpe mit oder ohne nachgeschaltetem Kompressor mit einem als Puffer dienenden Druckgasspeicher, beispielsweise ebenfalls in Form einer Anordnung von einer oder mehreren Druckgasflaschen bekannter Art, verbunden sind.
Die zentrale Steuer- und Regeleinheit 10 kontrolliert im wesentlichen eine ihr nachgeschaltete oder auch integrierte Ventilanordnung 21 derart, daß diese zu jeder Zeit jeder Düsenanordnung 2 bis 8 genau die Menge von fluidem Medium pro Zeiteinheit zukommen läßt, die diese benötigt, um ihren jeweiligen Anteil an dem momentan insgesamt zu erzeugenden Schub durch Erzeugung eines entsprechenden Steuerstrahls 12 bis 18 aus fluidem Medium und das Wasserfahrzeug 1 umgebendem Wasser beizutragen. Dazu kann die Ventilanordnung 21 – wie hier dargestellt – in die zentrale Steuer- und Regeleinheit 10 integriert oder dieser in unmittelbarer Nachbarschaft nachgeschaltet und mit den Düsenanordnungen 2 bis 8 über ein Leitungssystem 11 verbunden sein, das aus lauter separaten Zuleitungen von der Ventilanordnung 21 zu den Düsenanordnungen 2 bis 8 aufgebaut ist, sie kann aber genausogut aus einzelnen, jeder Düsenanordnung 2 bis 8 separat vorgeschalteten Ventileinrichtungen, beispielsweise je einem Servoventil bekannter Art, aufgebaut sein, wobei jedes dieser Servoventile in einer kurzen Stichleitung angeordnet ist, die von einer von der zentralen Versorgungseinheit 9 direkt oder über einen Druckbegrenzer bekannter Art beaufschlagten Ringleitung oder einer oder wenigen entsprechenden Linienleitung(en) abzweigt. Selbstverständlich ist – je nach den speziellen Anforderungen – auch jede andere gleichwirkende Maßnahme oder Abwandlung der vorgenannten Ausführungen anwendbar.
Das Ausfahren der Düsenanordnungen 2 bis 8 in ihre jeweilige Betriebsstellung für das Manövrieren des Wasserfahrzeugs 1 erfolgt hier mit demselben fluiden Medium, das auch zur Erzeugung der Steuerstrahlen 12 bis 18 verwendet wird, über eine Niederdruck-Ringleitung 20, die ihrerseits über eine Druckmindereinheit 19 von der zentralen Versorgungseinheit 9 mit dem fluiden Medium beaufschlagt wird. Selbstverständlich kann anstelle dieser Niederdruck-Ringleitung 20 auch eine einzelne oder einige wenige Linienleitung(en) installiert werden oder ein von dem in Rede stehenden fluiden Medium völlig unabhängiger Aus- und Einfahrmechanismus, beispielsweise ein elektromagnetischer, elektrischer, mechanischer, elektromechanischer oder auch pneumatischer oder hydraulischer Mechanismus mit eigenem Medium, verwendet werden – abgesehen davon, daß in dem Fall, daß dauernd aus dem Rumpf des Wasserfahrzeugs 1 herausragende Düsenanordnungen 2 bis 8 keine wesentlichen Beeinträchtigungen der normalen Fahrt und auch keine Beschädigungen der Düsenanordnungen 2 bis 8 erwarten lassen, gänzlich auf einen Aus- und Einfahrmechanismus für die Düsenanordnungen 2 bis 8 verzichtet werden kann und diese ortsfest an der Außenseite des Wasserfahrzeugs 1 installiert werden können.
Eine detaillierte Darstellung sowohl des Aus- und Einfahrmechanismus der Düsenanordnungen 2 bis 8 als auch deren Wirkungsweise zur Erzeugung je eines ausgerichteten Steuerstrahles 12 bis 18 wird in den 2a und 2b gegeben.
Die Darstellung der zentralen Versorgungseinheit 9, der zentralen Steuer- und Regeleinheit 10 einschließlich der Ventilanordnungen 21, der Druckmindereinheit 19 sowie der Verbindungsleitungen 22, 23 zwischen zentraler Versorgungseinheit 9 und zentraler Steuer- und Regeleinheit 10 bzw. Ventilanordnung 21 sowie zwischen zentraler Versorgungseinheit 9 und Druckmindereinheit 19 mit unterschiedlich unterbrochenen Linien soll hier verdeutlichen, daß diese Bauelemente der in Rede stehenden Vor richtung keineswegs zwangsläufig mit den Düsenanordnungen 2 bis 8 in gleicher Ebene angeordnet sein müssen, sondern an beliebiger geeigneter Stelle auf oder am Wasserfahrzeug 1 installiert sein können. Auf eine explizite Darstellung des Signalgebers für die die zentrale Steuer- und Regeleinheit 10 betätigenden Schaltsignale wurde hier gänzlich verzichtet, da hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit vorausgesetzt ist, daß es sich dabei um einen proportional auf Dreh- und Kippbewegungen reagierenden Einhandhebel bekannter Art handelt, beispielsweise auch um einen solchen nach Art eines Trackballs, der sowohl unmittelbar auf einer zur zentralen Steuer- und Regeleinheit 10 gehörenden Schaltfläche als auch auf der Oberfläche einer Fernbedienung bekannter Art, die per Funk oder auch per Kabel mit der zentralen Steuer- und Regeleinheit 10 verbunden ist, angeordnet sein kann. Dabei kann der eigentliche Betätigungsgriff des Einhandhebels vorteilhafterweise als Wasserfahrzeug ausgebildet sein, dessen Bewegungen relativ zu seiner Unterlage unmittelbar von dem Wasserfahrzeug nachvollzogen werden.
Die vorgenannte Schaltfläche und/oder Oberfläche einer Fernbedienung kann außerdem auch noch ein oder zwei Schaltelement(e) bekannter Art aufweisen, durch das/die zunächst die Druckmindereinheit 19 derart betätigt wird, daß die Düsenanordnungen 2 bis 8 in ihre Betriebsstellung ausfahren, bevor die zentrale Steuer- und Regeleinheit 10 betätigbar ist, und andererseits die Druckmindereinheit 19 erst dann das Einfahren der Düsenanordnungen 2 bis 8 in ihre Ruhestellung veranlaßt, wenn die zentrale Steuer- und Regeleinheit 10 außer Betrieb genommen wurde. Die vorgenannten Schritte können selbstverständlich auch einzeln oder gemeinsam automatisch mit der In- bzw. Außerbetriebnahme der zentralen Steuer- und Regeleinheit 10 gekoppelt sein. Darüber hinaus kann die vorgenannte Schaltfläche und/oder Oberfläche einer Fernbedienung auch noch ein oder zwei Schaltelement(e) bekannter Art aufweisen, mittels dessen/derer die Steuer- und Regeleinheit des normalen Schiffsantriebes mit der zentralen Steuer- und Regeleinheit 10 derart koppel- bzw. entkoppelbar ist, daß erstere zumindest zeitweise von letzterer in ihre Aktionen einbezogen wird.
Die 2a und 2b zeigen jeweils einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße aus- und einfahrbare Düsenanordnung 2 bis 8 in schematischer Darstellung und vergrößertem Maßstab gegenüber 1, und zwar einmal im eingefahrenen Ruhezustand und einmal im ausgefahrenen Betriebszustand, beispielsweise die Düsenanordnung 5 aus 1. Diese Düsenanordnung 5 besteht aus einer in die Außenwand 30 des Wasserfahrzeugs 1 eingelassene Kolben-Zylinder-Anordnung 31 mit dem Kolben 32 und dem Zylinder 33.
Der Kolben 32 ist dabei in dem relativ zur Außenwand 30 des Wasserfahrzeugs 1 ortsfest montierten Zylinder 33 durch Zu- oder Abführung eines unter niedrigem Druck stehenden fluiden Mediums über eine mit der Niederdruck-Ringleitung 20 der 1 verbundene Stichleitung 36 in den bzw. aus dem unteren Bereich des Zylinders 33 gegen die Kräfte einer auf Druck beanspruchbaren Feder 34 und einer auf Zug beanspruchbaren Feder 35 derart verschiebbar, daß er im ausgefahrenen Zustand der 2b die Eingänge 37 von Kanälen freigibt, die zu einer koaxialen Außendüse 39 eines nach Art einer Wasserstrahlpumpe bzw. Venturi-Düse arbeitenden Düsensystems 40 führen und diese mit dem das Wasserfahrzeug 1 umgebenden Wasser verbinden, das hier durch die symbolischen Pfeile 41 gekennzeichnet ist. Die zentrale Innendüse 42 des Düsensystems 40 ist dagegen dauerhaft mit dem aus 1 bekannten Leitungssystem 11 verbunden und wird von diesem mit einem unter ausreichend hohem Druck stehenden fluiden Medium beaufschlagt, wobei dieses fluide Medium, das hier durch die symbolischen Pfeile 43 gekennzeichnet ist, gemäß 1 der Einfachheit halber – allerdings nicht zwangsläufig – aus derselben zentralen Versorgungseinheit 9 der 1 stammt wie dasjenige zur Bewegung des Kolbens 32, das hier durch den symbolischen Pfeil 44 gekennzeichnet ist.
Die dauerhafte Verbindung zwischen zentraler Innendüse 42 und Leitungssystem 11 kann auf jede dafür geeignete Weise bekannter Art hergestellt werden und ist hier der Auschauung halber in zwei unterschiedlichen Formen dargestellt, und zwar einmal in 2a als Teleskop-System 45 mit ineinanderfahrbaren Rohrab schnitten, die gegeneinander in bekannter und daher hier nicht explizit dargestellter Art und Weise mit einer oder mehreren Hochdruck-Dichtungen versehen sind, und zum anderen in 2b als Abschnitt eines flexiblen Druckschlauches 46, der sich im Ruhezustand des Kolbens 32 im Zylinder 33 gemäß 2a in der Ausnehmung 47 des Kolbens 32 zusammenfaltet.
Die hier gezeigte Möglichkeit einer Rückstellkraft für den Kolben 32 in die Ruhelage der 2a mittels zweier Federn 34, 35, die sich an kragenförmigen Widerlagern 48, 49 abstützen, deren eines (48) kraftschlüssig mit dem Zylinder 33 und deren anderes (49) kraftschlüssig mit dem Kolben 32 verbunden ist, wobei beide Widerlager 48, 49 an ihren jeweils freien Kanten auch noch mit einer speziellen Dichtung versehen sein können, bei geeigneter Materialauswahl, beispielsweise einem gleitfähigen und nicht korrodierendem Metall oder einer entsprechenden Metallegierung oder einem stabilen, gleitfähigen und salzwasser-resistenten Kunststoff, jedoch nicht sein müssen, stellt selbstverständlich ebenfalls nur beispielhaft eine der möglichen Ausführungen einer entsprechenden Rückstellkraft dar. Genausogut kann dafür nur eine der Federn 34, 35 genügen oder ein doppelt-beaufschlagbarer Kolben oder jede gleichwirkende andere Maßnahme zur Verwendung kommen. Ebenso ist hier mit der Stichleitung 36 gegenüber der 1 eine weitere Möglichkeit zur Beaufschlagung des Zylinders 33 mit einem unter niedrigem Druck stehenden fluiden Medium gezeigt, die selbstverständlich ebenfalls mit jeder aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahme verwirklicht werden kann.
Im übrigen erstreckt sich das vorliegende Patentbegehren selbstverständlich nicht allein auf das detailliert dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern auf alle Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen, die unter den Schutzumfang der Patentansprüche 1 und 7 fallen.

1: Wasserfahrzeug
2, ..., 8: Düsenanordnungen
9: zentrale Versorgungseinheit für fluides Medium
10: zentrale Steuer- und Regeleinheit
11: Leitungssystem
12, ..., 18: symbolische Pfeile für Steuerstrahlen
19: Druckmindereinheit
20: Niederdruck-Ringleitung
21: Ventilanordnung
22, 23: Verbindungsleitungen
30: Außenwand des Wasserfahrzeugs
31: Kolben-Zylinder-Anordnung
32: Kolben
33: Zylinder
34: Druckfeder
35: Zugfeder
36: Stichleitung
37: Eingänge
38: Kanäle
39: koaxiale Außendüse
40: Düsensystem
41: symbolische Pfeile für das Wasserfahrzeug umgebendes
: Wasser
42: zentrale Innendüse
43: symbolische Pfeile für unter ausreichend hohem Druck
: stehendes fluides Medium
44: symbolische Pfeile für unter niedrigem Druck ste
: hendes fluides Medium
45: Teleskop-System
46: Abschnitt eines flexiblen Druckschlauches
47: Ausnehmung
48, 49: kragenförmige Widerlager

Claims

Verfahren zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen, bei dem aus mindestens zwei relativ zum Wasserfahrzeug in vorgebbarer Ausrichtung angeordneten Mündungsöffnungen einer kraftschlüssig mit dem Wasserfahrzeug verbundenen Strahlquelle unterhalb des maximalen Freibords Wasserstrahlen derart in das das Wasserfahrzeug umgebende Wasser ausgestoßen werden, daß das Wasserfahrzeug einen meßbaren Schub in die der Strömungsrichtung jedes Wasserstrahls entgegengesetzte Richtung erfährt, wobei die Zufuhr des Wassers zu jeder Mündungsöffnung mittels einer Ventilanordnung derart gesteuert und geregelt wird, daß jeder nach Richtung und Betrag vorgebbare Schub unmittelbar nach einer mittels eines Schaltsignales bekannter Art erteilten Vorgabe durch Überlagerung der aus den einzelnen Mündungsöffnungen austretenden Wasserstrahlen realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnungen durch nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitende Düsenanordnungen (2–8) verwirklicht werden, deren zentrale Innendüse (42) mit einem unter hinreichend hohem Druck stehenden fluiden Medium aus einer zentralen Versorgungseinheit (9) auf dem Wasserfahrzeug (1) und deren koaxiale Außendüse (39) mit dem das Wasserfahrzeug (1) umgebenden Wasser beaufschlagt wird, wobei die Düsenanordnungen (2–8) im Ruhezustand oberflächenschlüssig mit der Außenwand (30) des Wasserfahrzeugs (1) in paßförmigen Vertiefungen dieser Außenwand (30) gelagert und nur für den Zustand der Betriebsbereitschaft aus diesen ausgefahren werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fluides Medium ein unter hinreichend hohem Druck stehendes Gas verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fluides Medium unter hinreichend hohem Druck stehendes Wasser verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens eine Düsenanordnung (2, 8) im Bugbereich mit einer Ausrichtung in Vorwärts-Fahrtrichtung, an jeder Außenseite mit einer Ausrichtung senkrecht zur Längsachse des Wasserfahrzeugs sowie im Heckbereich mit einer Ausrichtung in Rückwärts-Fahrtrichtung angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den jeweils erforderlichen Schub und die dazu notwendige Steuerung und Regelung der Ventilanordnung (21) vorgebende Schaltsignal mittels eines proportional auf Dreh- und Kippbewegungen reagierenden Einhandhebels erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung und Regelung des normalen Schiffsantriebs zeitweise mit derjenigen der Ventilanordnung (21) zusammengeschaltet und von letzterer dominiert wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die aus mindestens zwei an der Außenwand eines Wasserfahrzeugs mit einer relativ zu diesem vorgebbaren Ausrichtung angeordneten Mündungsöffnungen einer kraftschlüssig mit dem Wasserfahrzeug verbundenen Strahlquelle unterhalb des maximalen Freibords Wasserstrahlen derart in das das Wasserfahrzeug umgebende Wasser ausstoßen kann, daß das Wasserfahrzeug einen meßbaren Schub in die der Strömungsrichtung jedes Wasserstrahls entgegengesetzte Richtung erfährt, wobei die Zufuhr des Wassers zu jeder Mündungsöffnung mittels einer Ventilanordnung derart steuer- und regelbar ist, daß jeder nach Richtung und Betrag vorgebbare Schub unmittelbar nach einer mittels eines Schaltsignales bekannter Art erteilten Vorgabe durch Überlagerung der aus den einzelnen Mündungsöffnungen austretenden Wasserstrahlen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnungen nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitende Düsenanordnungen (2–8) sind, deren zentrale Innendüse (42) über ein im oder am Wasserfahrzeug (1) verlegtes Leitungssystem (11) mit einem unter hinreichend hohem Druck stehenden fluiden Medium aus einer zentralen Versorgungseinheit (9) auf dem Wasserfahrzeug (1) und deren koaxiale Außendüse (39) über seitlich vom Außenraum des Wasserfahrzeugs (1) in die Düsenanordnungen (2–8) führende Kanäle (38) mit dem das Wasserfahrzeug (1) umgebenden Wasser beaufschlagbar ist, wobei die Düsenanordungen (2–8) in die Außenwand (30) des Wasserfahrzeugs (1) eingelassene Kolben-Zylinder-Anordnungen (31) sind, deren Kolben (32) im Ruhezustand der Vorrichtung oberflächenschlüssig mit der Außenwand (30) des Wasserfahrzeugs (1) in ihrem Zylinder (33) ruhen und im Zustand der Betriebsbereitschaft pneumatisch oder hydraulisch gegen eine Rückstellkraft bekannter Art soweit in das das Wasserfahrzeug (1) umgebende Wasser ausgefahren werden, daß ein oder mehrere in der Seitenwand jedes Kolbens (32) befindliche Eingänge (37) von Kanälen (38) freigegeben werden, durch die die koaxiale Außendüse (39) jeder nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe aufgebauten Düsenanordnung (2–8) mit dem das Wasserfahrzeug (1) umgebenden Wasser beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Versorgungseinheit (9) für das fluide Medium eine Anordnung von einer oder mehreren Druckgasflaschen bekannter Art ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung der Druckgasflaschen ein Inertgas wie Stickstoff oder Helium ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Versorgungseinheit (9) ein Druckwasserspeicher ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwasserspeicher zumindest zeitweise von einer auf dem Wasserfahrzeug (1) angeordneten Pumpe mit unter ausreichend hohem Druck stehendem Wasser beaufschlagt wird, die dieses dem das Wasserfahrzeug (1) umgebenden Wasser über eine Zuleitung bekannter Art entnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwasserspeicher zumindest während der Betriebsbereitschaft der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen (1) mit einem als Puffer dienenden Druckgasspeicher verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasspeicher eine Anordnung von einer oder mehreren Druckgasflaschen ist, deren Füllung aus einem Inertgas wie Stickstoff oder Helium besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfahren der Kolben (32) mittels des für den Betrieb der Düsenanordnungen (2–8) zur Strahlerzeugung verwendeten fluiden Mediums erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des fluiden Mediums zum Ausfahren der Düsenanordnungen (2–8) gegenüber demjenigen zum Betrieb der Düsenanordnungen (2–8) zur Strahlerzeugung auf einem konstanten Wert gehalten wird, der gegenüber dem Maximaldruck des fluiden Mediums reduziert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Leitungssystem (11) für das unter ausreichend hohem Druck stehende fluide Medium und jedem Kolben (32) durch einen Abschnitt eines flexiblen Druckschlauches (46) gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Leitungssystem (11) für das unter ausreichend hohem Druck stehende fluide Medium und jedem Kolben (32) durch eine in Bewegungsrichtung des Kolbens (32) betätigbare teleskopartige, mit einer oder mehreren Hochdruckdichtungen versehene Rohranordnung (45) gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft für jeden Kolben (32) durch eine mechanische Federanordnung (34, 35) bekannter Art bewirkt wird, die im ausgefahrenen Zustand des Kolbens (32) auf Zug- und/oder Druck belastet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kolben-Zylinder-Anordnungen (31) ausgebildeten Düsenanordnungen (2–8) aus gleitfähigem und nicht korrodierendem Metall oder einer entsprechenden Metallegierung bestehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kolben-Zylinder-Anordnungen (31) ausgebildeten Düsenanordnungen (2–8) aus einem stabilen, gleitfähigen und salzwasser-resistenten Kunststoff bestehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus- und Einfahren der Kolben (32) automatisch mit der Inbetriebnahme bzw. dem Abschalten der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen (1) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus- und Einfahren der Kolben (32) durch Betätigung eines speziellen Schaltelementes vor der Inbetriebnahme der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen (1) bzw. nach deren Abschaltung erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Düsenanordnung (2, 8) im Bugbereich des Wasserfahrzeugs (1) mit einer Ausrichtung in dessen Vorwärts-Fahrtrichtung, mindestens je eine Düsenanordnung (3, 4; 6, 7) an jeder Außenseite des Wasserfahrzeugs (1) mit einer Ausrichtung senkrecht zu dessen Längsachse und mindestens eine Düsenanordnung (5) im Heckbereich des Wasserfahrzeugs (1) mit einer Ausrichtung in dessen Rückwärts-Fahrtrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf jeder Außenseite des Wasserfahrzeugs (1) mindestens zwei in Abstand voneinander angeordnete Düsena nordnungen (3, 4; 6, 7) aufweist, die jeweils senkrecht zur Längsachse des Wasserfahrzeugs (1) ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsignale für die Vorgabe des jeweils erforderlichen Schubes und damit der Einstellung der Ventilanordnung (21) mittels eines Schaltelementes in Form eines proportional auf Dreh- und Kippbewegungen reagierenden Einhandhebels erzeugt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Einhandhebel die Form eines Wasserfahrzeugs aufweist, dessen Drehung um eine vorgegebene Achse die Richtung und dessen Kippung gegen diese Achse den – positiven oder negativen – Betrag des gewünschten Schubes festlegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß alle zur Betätigung der Vorrichtung zum Manövrieren von Wasserfahrzeugen erforderlichen Schaltelemente auf einem tragbaren Fernbedienungsgerät angeordnet sind, das per Funk mit der im Steuerstand des Wasserfahrzeugs (1) angeordneten Regel- und Steuereinheit (10) für die Ventilanordnung (21) und das Aus- und Einfahren der Düsenanordnungen (2–8) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Regeleinheit für den normalen Schiffsantrieb zeitweise derart mit derjenigen für die Ventilanordnung (21) verbindbar ist, daß der Schiffsantrieb in die Steuerung und Regelung der Ventilanordnung (21) und damit in die Betätigung der Düsenanordnungen (2–8) integriert wird.