DE2167067B1 - Strahltriebwerk fuer ein Wasserfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Strahltriebwerk für ein Wasserfahrzeug der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuierten Art.

Aus der DE-AS 11 61 494 ist ein derartiges Strahltriebwerk bekannt, bei dem sämtliche Steuerungsfunktionen, d. h. Fahrtrichtungsumkehr, Seitensteuerung und Vorwärtssteuerung, mittels eines einzigen hinter dem Austrittsende des Düsengehäuses am Heckspiegel angebrachten Gehäuses bewerkstelligt werden. Ein entscheidender Nachteil dieses bekannten Strahltriebwerkes liegt in seinem aufwendigen und platzbeanspruchenden Aufbau des für alle Steuerfunktionen verantwortlichen Gehäuses sowie seiner schwierigen Bewegungssteuerung am Heckspiegel des Wasserfahrzeuges. Theoretisch läßt sich zwar das Gehäuse nach allen Seiten einwandfrei bewegen; in der Praxis sind die vom Wasserstrahl ausgeübten Kräfte jedoch so hoch, daß übliche Antriebs- oder Führungssysteme zu einer ruckartigen Bewegung des Gehäuses führen; dementsprechend grob ist auch die Reaktion des Wasserfahrzeuges auf diese Steuerbewegungen. In dem zwischen dem Austrittsende und dem Düsenendstück im Gehäuse liegenden Spaltbereich wird zusätzlich Umgebungswasser angesaugt bzw. Wasser aus dem Strahl hinausgedrückt. Dadurch ergibt sich eine Störung in der Grenzschicht des Strahls, die zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades bei Geradeausfahrt führt. Dazu kommt, daß in dem Gehäuse — ausgenommen bei Geradeausfahrt — der Strahl mehrfach umgelenkt werden muß, was den Wirkungsgrad weiter verschlechtert. Für Rückwärtsfahrt wird der Strahl nicht nur nach unten und vorne umgelenkt, wie dies eigentlich nur für den Schub nach rückwärts notwendig wäre, sondern zusätzlich dazu auch noch zur Seite um mindestens die Hälfte der lichten Weite der Austrittsöffnung des Düsengehäuses. Bei diesen mehrfachen Umlenkungen wird natürlich das Gehäuse vom Stahldruck extrem beansprucht, gleichzeitig geht ein Teil der Strahlenenergie durch diese Umlenkungen verloren. Ein weiterer Nachteil liegt in dem geschlossenen Gehäuse, das bei längeren Liegezeiten durch Verschmutzungen oder Bewuchs so verlegt wird, daß sich die Strömungsverhältnisse unkontrollierbar verschlechtern. Die Reinigung der Kanäle im Gehäuse macht jedoch dann einen vollständigen Abbau des Gehäuses erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahltriebwerk der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Schubumkehr einfach, wirksam und mit hohem Wirkungsgrad durchführbar ist und daß die Schubumkehreinrichtung aus einfachen und leicht zu betätigenden Teilen besteht.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Strahltriebwerk der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die Ausbildung der Strahlumlenkeinrichtung führt zu einem guten Wirkungsgrad, da für Rückwärtsfahrt der aus dem Düsenkörper austretende Strahl in einer Ebene ä nur nach unten umgelenkt wird. Die für die Umlenkung verantwortlichen Teile sind leicht, stabil und lassen sich besonders einfach abstützen und bewegen. Sie stören bei normaler Vorwärtsfahrt den austretenden Strahl überhaupt nicht, sie führen in der vollen Umkehrstellung jedoch den gesamten Strahl entgegengesetzt zur Vorwärtsfahrtrichtung. Der Strömungsweg in den Umlenkkanälen läßt sich besonders strömungsgünstig ausbilden, wodurch sich bei längeren Stillstandszeiten ansetzende Ablagerungen oder Verschmutzungen rasch ausgespült werden. Da die Strömungskanäle in der Passivstellung der Umlenkeinrichtung offen sind, läßt sich auch eine gründliche Reinigung ohne jegliche Demontage von Teilen durchführen. Auch bei geringer Pumpenleistung, d. h. einem energiearmen Strahl, kann die strömungsgünstig ausgebildete Umlenkeinrichtung für einen sanften Rückwärtsschub sorgen. Dadurch wird das Manövrieren unter schwierigen Verhältnissen vereinfacht. Jegliche seitliche Umlenkungen des Strahles im Bereich der Umlenkeinrichtung fallen weg.

Bei dem vorbeschriebenen Triebwerk ist es besonders g günstig, daß die Teile der Schubumkehreinrichtung " zueinander relativ einfach und leicht und schnell verstellbar sind, so daß sie ein Rückwärtsfahren bzw. Bremsen bzw. Manövrieren unter genau dosierbarer Steuerwirkung ermöglichen. Die Konstruktion und Konzeption des ganzen Strahltriebwerkes ergibt einen guten Wirkungsgrad für den von der Pumpeinrichtung ausgestoßenen Strahl infolge einer maximalen Wasseraufnahme, einem maximalen Wasserdurchsatz und

5"> geringer Turbulenz in sämtlichen angeströmten Triebwerksteilen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strahltriebwerkes ist im Unteranspruch 2 gekennzeichnet. Aus dieser Rollenführung resultieren auch bei mit großer Leistung betriebenem Strahltriebwerk niedrige Stellkräfte, die der Ansprechschnelligkeit und Empfindlichkeit förderlich sind. Außerdem sind Rollenführungen unempfindlicher gegen Verschmutzung und unvermeidbare Ablagerungen, als die üblicherweise

f)5 verwendeten Gleitführungen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Strahltriebwerks wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

ORIGINAL INSPECTED

F i g. 1 einen Teil eines mit einem Strahltriebwerk ausgerüsteten Wasserfahrzeuges,

Fig.2 einen Schnitt durch den vorderen Teil des Strahltriebwerkes nach F i g. 1,

Fig.3 eine Schnittansicht des hinteren Strahltriebwerkteils,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Rückansicht entlang der Linie 5-5 in F i g. 3,

Fig.5 eine vergrößerte Schnittansicht, gesehen in der Ebene 6-6 in F i g. 4,

Fig.6 einen Horizontalschnitt in der Ebene 7-7 in Fig. 3,

F i g. 7 einen Ausschnitt, gesehen in der Ebene 8-8, und

F i g. 8 einen Ausschnitt, gesehen in der Ebene 9-9 in Fig.4.

Durch eine öffnung 1 (Fig.2) im Boden des Wasserfahrzeuges tritt Wasser ein. Ein Einlaufkanal 3 ist leicht rückwärts und aufwärts geneigt ausgebildet. Ein Gehäuse 4 (F i g. 1) für den Wassereinlaßkanal endet in einem Flansch 5, der an einem Flansch 6 eines Pumpengehäuses 7 befestigt ist. Das Pumpengehäuse 7 enthält eine erste Pumpstufe 8 (F i g. 3) und eine zweite Pumpstufe 9. Beide Pumpstufen sind mit einer Antriebswelle 10 drehfest verbunden. Die Antriebswelle 10 wird von einem Getriebe T(F i g. 2) angetrieben, das von einem Motor Zi des Fahrzeugs getrieben wird. Das Getriebe That ein Gehäuse H. Zwischen diesem und der Antriebswelle 10 ist eine wasserdichte Gleitdichtung SS angeordnet. Eine ähnliche Dichtung ss ist zwischen der Welle 10 und einem Pumpengehäuse 31 vorgesehen (F ig. 3).

Jede dieser Dichtungen besitzt ein ortsfestes Tragelement 11, das am Gehäuse H befestigt ist. Das Tragelement 11 trägt unter Zwischenlage eines O-Dichtungsringes ein Dichtungselement 13, das z. B. aus Kohlenstoff besteht und ebengeschliffen ist. Mit dem Element 13 steht ein geschliffener Druckring, z. B. aus Wolframcarbid, in dichter Gleitberührung. Der Druckring ist mit einer Gummimanschette verklebt, die ein Metallring gegen die Welle 10 drückt. Beide werden von einer Feder 18 gegen das Dichtungselement 13 gedrückt, das sich an einem axial festgelegten Ring 20 abstützt. Zwischen der Welle 10 und einem Gehäuseteil

33 ist ein weiterer O-Dichtungsring 32 vorgesehen. Infolge dieser Dichtungsanordnung kann die Welle 10 den Wassereinlaßkanal durchsetzen, ohne daß zusätzliche Gehäuseteile, Hülsen oder dergleichen, zum Schutz erforderlich wären. An ihrem hinteren Ende ist die Welle in dem eine Kammer 31a des Pumpteiles 7 umschließenden Gehäuse 31 mit Wälzlagern 30 gelagert (F ig. 3).

Eine Hauptdüse N(F i g. 3) ist in einem Düsengehäuse

34 angeordnet, das im Vertikallängsschnitt allgemein kreisförmig ist. Die Düse N weist einen breiten Einlaßteil 35 auf, der sich nach hinten verengt und in einem allgemein schmaleren Austrittsteil 36 endet. Die obere Wandung 37 der Düse N ist konvex und abwärts und rückwärts gekrümmt. Die untere Wandung 38 der Düse N ist ebenfalls konvex, aber aufwärts und rückwärts gekrümmt. Seitenwände 40 und 41 in der Düse sind eben und vertikal. In einer vertikalen Ebene hat die Düse daher einen rechteckigen Querschnitt.

Die Düse N ist in F i g. 3 in der weitest geöffneten Stellung für den Durchlaß der größten Wassermenge dargestellt. Sie ist auf einer Welle 42 drehbar gelagert,

ι ο

die an einem Gabelarm 43 befestigt ist. Der Arm 43 wird mit Hilfe eines vom Steuermann bedienten, doppelt wirkenden hydraulischen Kolbentriebs 45 verschwenkt. Beim Verkürzen des Kolbentriebs 45 dreht sich die Düse entgegen dem Uhrzeiger, wobei der hintere Teil 36 der Düse teilweise vom oberen Teil des Düsengehäuses 34 abgedeckt wird. Aus der gezeichneten Stellung kann die Düse in eine Stellung verschwenkt werden, in der sie den Strömungsweg vollkommen abschließt.

Unabhängig von der Stellung der Düse wird diese hydraulisch stabilisiert, da der Druck des eintretenden Wassers stets gegen beide, in besonderer Form gekrümmte Wandungen 37 und 38 wirkt. Es ist ferner stets Wasserdruck in die Düse N umgebenden Kammern 48,49 im Düsengehäuse 34 vorhanden. Auch dieser Druck trägt zur hydraulischen Stabilisierung bzw. zum Druckausgleich bei. Die Düse kann somit leicht und genau gesteuert werden.

Vor der Düse N sind Seitensteuerventile Vi und V 2 angeordnet. Diese sind ständig dem vollen Wasserdruck ausgesetzt und befinden sich an gegenüberliegenden Seiten des Düsengehäuses 34 und erstrecken sich von diesem aus direkt seitwärts. Die Ventile Vi und V2 sind als Drosselklappen ausgebildet, die mittels doppeltwirkender Kolben triebe 51 bzw. 52 über einen Kurbelarm 50 derart betätigt werden, daß beim Schließen der einen Drosselklappe die andere geöffnet wird, so daß unter Druck stehendes Wasser zur einen oder anderen Seite gleitet und dadurch das Fahrzeug richtungsgesteuert wird.

Das Strahltriebwerk enthält ferner zum Bremsen oder Rückwärtsfahren eine Schubumkehrvorrichtung RM, Diese umfaßt seitwärts voneinander trennbare Teile 60 und 61, die entlang einer oberen Führung 63 und einer unteren Führung 64 seitwärts verschiebbar sind, und zwar unter dem Einfluß je eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 66 bzw. 67. Die Teile 60 und 61 bewegen sich gemeinsam einwärts oder auswärts. Sie können sich entweder direkt hinter dem Austrittsende der Düse befinden und mit dem vollen Düsenstrahl beaufschlagt werden (Schubumkehr), oder seitlich auswärts in einer Stellung stehen, in der sie von dem Strahl nicht beaufschlagt werden. Man kann die Teile 60 und 61 auch in eine Zwischenstellung in den Strahl hineinverstellen, so daß sie das Fahrzeug bremsen.

Die Teile 60 und 61 sind von U-förmiger Gestalt, wobei der eine Schenkel ihrer U-förmigen Kontur etwa in der Ausstoßrichtung der Düse N beginnt und der zweite Schenkel des U in bezug auf das Wasserfahrzeug nach vorne gerichtet ist und unter dem unter Wasser liegenden Teil des Fahrzeugs seinen Austritt aufweist. Beide Teile 60 und 61 tragen mehrere obere Rollen 73 und untere Rollen 74, die entsprechend in eine obere Führungsschiene 63 und in eine untere Führungsschiene 64 eingreifen und darin rollfähig abgestützt sind. Gemäß den F i g. 5 und 8 sind die Rollen gestaffelt bzw. versetzt angeordnet, d. h. es sind zwei Rollen 73a und 73b hinter einer dritten Rolle 73c angeordnet. Die auf die Teile 60, einwirkende Belastung wird also jeweils von zwei Rollen der aus drei Rollen bestehenden Gruppe aufgenommen, während die dritte Rolle 73c als Führungs- bzw. erforderlichenfalls als Lagerrolle wirkt. Diese versetzte Anordnung der Rollen ermöglicht ein einwandfreies Ausrichten der Teile und erleichtert den Zusammenbau.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Strahltriebwerk für ein Wasserfahrzeug mit einem Wassereinlaßgehäuse, aus dem eine Pumpeinrichtung Wasser ansaugt und unter Druck durch ein hinter der Pumpeinrichtung angeordnetes Düsengehäuse mit einer Düse preßt, ferner mit einer hinter der Düse angeordneten, mittels einer Antriebseinrichtung verstellbaren Strahlumlenkeinrichtung mit Umlenkkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkanäle in zwei beiderseits und hinter dem Austrittsende des Düsengehäuses (34) in horizontaler Richtung geradlinig und zueinander spiegelbildlich geführten Teilen (60, 61) ausgebildet sind, die an ihren einander zugewandten Seiten offen sind, und aus ihrer das Austrittsende freilassenden Stellung bis zur gegenseitigen Anlage ihrer offenen Seiten unter Ausbildung eines einzigen, entgegengesetzt zur Vorwärtsfahrtrichtung mündenden Umlenkkanals vor das Austrittsende horizontal verschiebbar angeordnet sind.

2. Strahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Teile (60,61) am Heckspiegel je eine obere horizontale Führungsschiene (63) und eine untere, horizontale Führungsschiene (64) vorgesehen sind, in die an den Teilen (60, 61) gelagerte Rollen (73,74) eingreifen, und daß als Antriebseinrichtungen doppeltwirkende Hydraulikzylinder (66,67) zum gegensinnigen Verschieben der Teile (60,61) dienen.