DE2359371B2 - Wasserstrahl-antriebseinheit fuer wasserfahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wasserstrahl-Antriebseinheit für Wasserfahrzeuge, die eine den Strahlgenerator und dessen Antriebsmotor umfassende, im Bootskörper befestigbare Einbau-Einheit bildet, wobei der Motor auf dem Gehäuse des Strahlgenerators angeordnet ist.

Bei strahlgetriebenen Wasserfahrzeugen ergibt sich der Vorschub als Reaktion auf einen Wasserstrahl, der von einer Pumpe mit einer Schraube erzeugt wird. Sie ist im Inneren eines Kanals angeordnet, dessen Einlaß durch eine Öffnung im unteren Teil des Schiffskörpers gebildet wird. Der Kanal ist ein Teil eines speziellen, normalerweise als Gußteil ausgeführten Gehäuses, das gleichzeitig die Lagerung für die Welle des Rotors bildet. Üblicherweise ist die Antriebseinheit am Körper des Wasserfahrzeugs unabhängig von dem die notwendige Antriebskraft für die Pumpe liefernden Motor befestigt.

Die Kopplung zwischen dieser Antriebseinheit und dem unabhängig am Schiffskörper gehaltenen Motor wird üblicherweise durch eine Gelenkübertragung erreicht, die eine gewisse Verschiebung zwischen der Motorwelle und der Welle des Rotors erlaubt und zur Verminderung der Schwingungsübertragung auf den Schiffskörper gleichzeitig dem Motor ein gewisses Maß an Bewegungsfreiheit läßt.

Der Einbau des Motors, des Antriebs (Rotor) und der entsprechenden Gelenkverbindung in ein Wasserfahrzeug muß so erfolgen, daß diese nicht zu stark von der Position abweichen, in der die Welle des Motors und des Antriebs in einer Linie liegen. Da dieser Einbau in vielen Fällen von mechanisch ungeübten Personen durchgeführt wird, ist er problematisch und führt zu Zeitverlusten. Außerdem steigen die Kosten des Einbaus unter Umständen beträchtlich. Wenn die Gelenkübertragung durch eine einzige Kupplung ersetzt werden soll, dann werden die Schwierigkeiten einer Ausrichtung der Bauteile noch größer. Dazu kommen noch die Schwierigkeiten, die sich daraus ergeben, daß große Rohre für die Abgase und für das Motorkühlwasser eingebaut werden müssen, wobei diese Rohre durch den Schiffskörper führen.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist es bei Wasserfahrzeugen mit Propellerantrieb bereits bekannt (GB-PS 12 26 358), den gesamten aus Motor, Übertragungselementen und Propeller bestehenden Antrieb als Einheit auszubilden, die als solche relativ leicht in den Bootskörper ein- und aus diesem wieder ausgebaut werden kann. Allerdings ergeben sich bei Propellerantrieben andere Probleme als bei Wasserstrahlantrieben.

Auch bei solchen ist es bereits bekannt (FR-PS 13 21564), die notwendigen Antriebselemente, d.h. Motor. Turbinenrad, Strahlgehäuse usw. als Einheit auszubilden, die bereits außerhalb des Wasserfahrzeugs zusammengebaut und justiert werden kann. Es ergibt sich dabei aber die Schwierigkeit, daß der Motor auf dem Strahlgehäuse starr befestigt ist, so daß dieser im Betrieb die Schwingungen ungedämpft über das ebenfalls starr mit dem Bootskörper verbundene Strahlgehäuse auf das Wasserfahrzeug überträgt. Es ist zwar bei Wasserfahrzeugen allgemein bekannt (Motortechnische Zeitschrift Heft 7, 1963, S. 228), den Motor am Bootskörper elastisch zu lagern, wodurch auch eine Dämpfung der Schallübertragung auf den Bootskörper erreicht wird, eine derartige Lagerung ist bei einer kompakten Antriebseinheit, wie sie zur Erleichterung des Aus- und Einbaus angestrebt wird, jedoch nicht ohne weiteres ausführbar.

Ferner ist bei allen bekannten Antriebseinheiten nicht für eine ausreichende Schalldämpfung der Abgase Sorge getragen. Dies führt zusammen mit der im allgemeinen gar nicht oder unzureichend vorgesehenen Dämpfung der Schwingungsübertragung vom Motor auf den Bootskörper zu einer erheblichen Geräuschentwicklung und zu großer mechanischer Beanspruchung der Lager.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und eine Wasserstrahl-Antriebseinheit für Wasserfahrzeuge der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die möglichst rasch und problemlos eingebaut werden kann und die im Betrieb eine niedrige Schwingungsübertragung auf den Bootskörper garantiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Strahlgenerators als einstükkiges Gußteil ausgebildet ist, das eine Auflagebasis zur elastischen Lagerung des Verbrennungsmotors, sowie in Reihe liegende Schalldämpfer-Kammern der Abgasleitung aufweist, von denen die erste Kammer mit der Motorauspuffleitung verbunden ist und die letzte Kammer einen vorstehenden Ansatz mit einer Gasaustrittsöffnung bildet, welche sich im eingebauten Zustand der Einbau-Einheit etwa am unteren hinteren Ende des Bootskörpers befindet.

Die in dieser Weise gebildete Einheit kann an jedem Wasserfahrzeug genauso leicht wie ein Außenbordmotor oder ein Heckantrieb befestigt werden, ohne daß

komplizierte Einbauarbeiten nötig sind. Im Heck des Schiffskörpers muß lediglich eine spezielle öffnung von regelmäßiger Form angebracht werden, an die der Flansch der Antriebseinheit z. B. durch Nieten befestigt werden kann. Durch die besondere Anordnung des Ansatzes bleibt die Gasaustrittsöffnung während der normalen Vorwärtsbewegung des Wasserfahrzeugs oberhalb des Wasserspiegels, wie dies im allgemeinen für alle Abgasleitungen von motorgetriebenen Wasserfahrzeugen üblich ist, um so einen eventuellen Rückstau oder störende Blasenbildung des Gases im Wasser auszuschalten. Die Anordnung hat aber zusätzlich den Vorteil, wie experimentell gezeigt worden ist, die von den Abgasen erzeugten Geräusche beträchtlich zu reduzieren. Dies liegt daran, daß der Abgasstrom gegen »5 die Wasserwand gelenkt wird, die dur^h die Vertiefung der Heckwelle gebildet wird. Diese Wasserwand kann Schallwellen absorbieren und reflektieren.

Um die Länge der gesamten Anordnung klein zu halten, ist vorgesehen, daß der Verbrennungsmotor über zwei annähernd in der durch seinen Schwerpunkt senkrecht laufenden Ebene liegende elastische Auflager auf der Auflagebasis ruht und die Motorwelle mit der Welle des Strahlgenerators über eine elastische Kupplung verbunden ist.

Was die Kühlung des Motors betrifft, so wird diese durch Wasser erreicht, das direkt vom Antrieb durch spezielle Leitungen in den Motor geleitet wird. Dazu können eine in Strömungsrichtung nach dem Strömungsgenerator und vor einem Leitelement aus dem Strömungskanal abzweigende Leitung sowie eine in den ersten Teil der Motorauspuffleitung zurückfließende Leitung vorgesehen sein.

Die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer teilweise geschnittenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der F i g. 1 und

F i g. 3 eine Heckansicht eines Bootskörpers mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, umfaßt der Körper des Antriebs vor allen Dingen ein Gehäuse 1 und die Lager 2 eines als Rotor ausgebildeten Strahlgenerators 3. Das Gehäuse 1 ist nach vorn verlängert und bildet so eine Auflagebasis 4 für Auflager 5 des Verbrennungsmotors 6. Außerdem ist das Gehäuse 1 mit einer Reihe untereinander in Verbindung stehender Schalldämpferkammern 7 und 8 versehen, die einerseits mit einer Auspuffleitung 9 des Motors und andererseits durch eine Gasaustrittsöffnung 10 mit der Umgebung verbunden sind. Die Gasaustrittsöffnung 10 ist am Ende eines speziellen, eine Kammer 11 umfassenden Ansatzes angeordnet. Dieser Ansatz befindet sich am hinteren unteren Ende des Antriebs in einer Linie mit dem Bootskörper 12 des Fahrzeugs. An diesem Bootskörper ist der Antrieb selbst, oder vielmehr die gesamte Antriebseinheit befestigt.

F i g. 1 zeigt auch die Ausbildung der freien Oberfläche LL des Wassers hinter dem Wasserfahrzeug während der Vorwärtsbewegung. Dabei wird die relative Position der Gasaustrittsöffnung 10 und die Richtung des Geschwindigkeitsvektors des austretenden Abgasstroms sowie der Schallwellenausbreitung klar. Es zeigt sich, daß der Austritt der Abgase in dem Bereich der von der Heckwelle gebildeten Vertiefung erfolgt, wo diese Vertiefung von einem erhöhten Niveau h begrenzt wird. Wie bereits ausgeführt, ist es aus diesen Gründen verständlich und auch praktisch durch Versuche belegt worden, daß der Lärm der Abgase wegen der Absorption und der Reflexion der Schallwellen durch die flüssige Oberfläche beträchtlich gedämpft wird.

Die Befestigung der beschriebenen Antriebseinheit auf dem Wasserfahrzeug erfolgt lediglich durch einen Flansch 13 und spezielle Schrauben 14, die den Flansch 13 unter Zwischenlegung eines Dichtmaterials mit der Heckpartie 15 des Schiffskörpers verbinden.

Der Motor 6 schließlich wird vorn Gehäuse 1 des Antriebs durch die Auflager 5 und eine Kupplung 16 zwischen einer Motorwelle 17 und einer Rotorwelle 18 gehalten. Die Auflager 5 und die Kupplung 16 sind elastisch verformbar, um so die Schwingungsübertragung zu dämpfen.

In F i g. 1 ist außerdem schematisch die Leitung für das Motorkühlwasser dargestellt. Das Kühlwasser wird durch eine Leitung 19 in Ausströmrichtung vor einem die Strömung ausrichtenden Leitelement 20 aus dem Strömungskanal entnommen und nach Kühlung des Motors 6 durch eine weitere Leitung 21 in den ersten Teil der Motorauspuffleitung 9 abgegeben.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, jede Art von Motor zu verwenden, z. B. einen Explosionsmotor, einen Benzinmotor, einen Dieselmotor, eine Turbine usw. Es können auch mehrere beliebig geformte Wasserstrahlen für den Antrieb gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wasserstrahl-Antriebseinheit für Wasserfahrzeuge, die eine den Sirahlgenerator und dessen Antriebsmotor umfassende, im Bootskörper befestigbare Einbau-Einheit bildet, wobei der Motor auf dem Gehäuse des Strahlgenerators angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) des Strahlgenerators (3) als einstückiges Gußteil ausgebildet ist, das eine Auflagebasis (4) zur elastischen Lagerung des Verbrennungsmotors (6), sowie in Reihe liegende Schalldämpfer-Kammern (7, 8, 11) der Abgasleitung aufweist, von denen die erste Kammer (7) mit der Motorauspuffleitung (9) verbunden ist und die letzte Kammer (11) einen vorstehenden Ansatz mit einer Gasaustrittsöffnung (10) bildet, welche sich im eingebauten Zustand der Einbau-Einheit etwa am unteren hinteren Ende des Bootskörpers (12) befindet.

2. Wasserstrahl-Antriebseinheit nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (6) über zwei annähernd in der durch seinen Schwerpunkt laufenden senkrechten Ebene liegende elastische Auflager (5) auf der Auflagebasis (4) ruht und die Motorwelle (17) mit der Welle (18) des Strahlgenerators (3) über eine elastische Kupplung (16) verbunden ist.

3. Wasserstrahl-Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung des Verbrennungsmotors (6) eine in Strömungsrichtung nach dem Strömungsgenerator (3) und vor einem Leitelement (20) aus dem Strömungskanal abzweigende Leitung (19) sowie eine in den ersten Teil der Motorauspuffleitung (9) zurückführende Leitung (21) vorgesehen sind.