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BEZEICHNUNG: Strahlrohrantrieb für Wasserfahrzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Strahlrohrantrieb
mit darin eingebautem Impeller ftlr Wasserfahrzeuge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Relativlage eines solchen
hydraulischen Strahlrohrantriebes gegenüber einem damit anzutreibenden Wasserfahrzeug
rasch und auf möglichst einfache Weise durch eine Verstellbewegung veränder-.
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bar zu machenpdass der Strahlrohrantrieb aus seiner Betriebslage,
die er zum Antreiben des Wasserfahrzeugs einnimmt, in mindestens eine Ruhelage gebracht
werden kann, bei der er keinerlei Vergrösserung des durch die Form des Schiffskörpers
bestimmten Wasserwiderstandes verursacht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Strahlrohr
mit dem eingebauten Impeller eine mit dem innerhalb des Körpers des Wasserfahrzeuges
montierten Antriebsmotor durch eine leicht lösbare Wellenkupplung verbundene, mit
einem Schwenklager versehene und aus ihrer Betriebslage in eine erste Ruhelage innerhalb
des Schiffslängsprofils einschwenkbare Einheit bildet.
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Ein Strahlrohrantrieb mit diesen Merkmalen bietet Vorteile für viele
Arten von Wasserfahrzeugen. Er eignet sich beispielsweise besonders als Hilfsantrieb
für ein Segelboot. Bei einem solchen verursachen die bisher gebräuchlichen Hilfsantriebe
mit Propeller in ihrem Ruhezustand während des Segelns einen
merklichen
zusätzlichen Wasserwiderstand. Ein hydraulischer Strahlrohrantrieb hat gegenüber
einem Propellerantrieb allgemein den Vorteil, dass er während seines Betriebes durch
Fremdkörper im Wasser und insbesondere durch Schilf in seichtem Gewässer kaum behindert
werden kann und dass eine Verletzung von Lebewesen durch ihn ausgeschlossen ist.
Darüber hinaus wird durch die Erfindung erreicht, dass durch das Einschwenken'der
Strahlrohreinheit in die Ruhelage alle über das Schiffslängsprofil vorstehenden,
zu dem Antrieb gehörenden Teile im Schiffskörper verschwinden.
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Die schwenkbare Einheit kann sich bei ihrer Ruhelage in einer muldenartigen
Ausnehmung des Schiffskörpers befinden, die bei in sie eingeschwenkter Einheit durch
eine ein- oder mehrteilige, im aeschlossenen Zustand der Aussenfläche des Schiffskörpers
angepasste Abdeckung verschliessbar ist. Das Innere einer solchen Ausnehmung kann
vom Schiffsinnern aus über eine Orfnung, die durch eine spritzwasserdichte Abdeckung
verschliessbar ist, zugänglich sein.
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Für manche Arten von Wasserfahrzeugen kann die erwähnte Ruhelage als
Inspektions- oder Liegeplatzstellung der Strahlrohreinheit dienen. In anderen Fällen,
besonders beispielsweise wenn das Fahrzeug ein Segelboot ist, kann es von Vorteil
sein, die Einheit aus ihrer Betriebslage auch über ihre Ruhelage in der muldenartigen
Ausnehmung hinaus in eine besondere Inspektions- oder Liegeplatzstellung schwenkbar
zu machen.
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Um die Verstellung der Strahlrohreinheit zwischen Betriebslage und
Ruhelage rasch, sicher und ohne zusätzliche Montagearbeiten ausschliesslich durch
die Schwenkbewegung bewirken zu können, ist eine besondere Ausbildung der leicht
lösbaren Wellenkupplung zwischen der in dem Schiffskörper im wesentlichen lagenunveränderlich
eingebauten Antriebswelle und der in der schwenkbaren Einheit eingebauten Impellerwelle
besonders vorteilhaft: Eine solche Wellenkupplung kann aus einem hohlzylindrischen
Kupplungsteil, der einen Kranz sich auf einem Teil ihrer Länge zu ihrem freien Ende
hin verjüngender, durch axiale Ausschnitte in seiner Stirnseite gebildeter Klauen
aufweist, und einem zweiten, im eingekuppelten Zustand in den hohlzylindrischen
Kupplungsteil eingreifenden Kupplungsteil in Form eines Wellenstumpfes mit radial
davon abstehenden, je zwischen zwei benachbarte Klauen einführbaren Bolzenenden
bestehen.
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Die in dem Schiffskörper in im wesentlichen unveränderlicher Lage
eingebaute Antriebswelle, die naturgemäss vom Antriebsmotor ausgehenden Schwingungen
unterworfen ist, muss wasserdicht durch die Schiffswand hindurchgeführt sein. Andererseits
muss eine genaue Ausrichtung der Motorwelle mit der Impellerwelle bei der Betriebslage
der Strahlrohreinheit, bei der die Wellenkupplung eingerückt ist, gewährleistet
sein. Dies wird dadurch erreicht, dass die Antriebswelle eine Schiffswanddurchführung
durchsetzt, die aus einem mit einer kreisrunden,
mit einer Dichtung
ausgerüsteten Wellendurchführungsöffnung versehenen Wandeinsatzstück mit vorzugsweise
kreisrunder Umfangskontur besteht, die, von ringförmigen Teilen aus abdichtendem
und zugleich schwingungsdämpfendem Material eingefasst, mittels Haltebolzen und
ringförmigen Druckplatten in einer Öffnung mit entsprechender Umfangskontur der
Schiffswand befestigt ist. Die eine der beiden Druckplatten trägt das Schwenklager
der Strahlrohreinheit, während die andere starr mit dem elastisch im Schiffskörper
gelagerten Motorgehäuse verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass Motor- und Strahlrohreinheit
im gekuppelten Zustand ihrer Wellen zwangsläufig genau miteinander ausgerichtet
sind und eine starre, gemeinsam schwingungsfähige und mit dem Schiffskörper schwingungsdämpfend
verbundene Einheit bilden. Die als Einfassung des Wandeinsatzstückes der Schiffswanddurchführung
für die Antriebswelle dienenden ringförmigen Teile aus abdichtendem und zugleich
schwingungsdämpfendem Material können beispielsweise aus einer Hülse und zwei Ringscheiben
bestehen, die miteinander einen zusammengesetzten ringförmigen Körper von U-förmigem
Querchnitt bilden.
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Eine besonders vorteilhafte weitere Auagestaltung der schwenkbaren
Strahlrohreinheit besteht darin, dass in dieser zugleich auch ein am Strahlrohrausgang
angeordnetes, als Strahllenker dienendes, mit seiner Drehachse die Strahlachse quer
durchsetzendes Ruderblatt enthalten ist. Ein solches ergibt
in
der Betriebs lage der schwenkbaren Einheit eine sehr einfache, auch bei Langsamfahrt
des Wasserfahrzeugs wirksame, Kursstabilität gewährleistende Steuerungsmöglichkeit,
kann aber im Bedarfsfall zusammen mit der übrigen Strahlrohreinheit und aus den
gleichen Gründen sowie mit den gleichen Vorteilen wie diese in eine Ruhelage geschwenkt
werden, bei der es innerhalb des Schiffslängsprofils verschwindet und ggf. von oben
her zum Zweck der Inspektion und Wartung zugänglich ist. Ein solches mit seiner
Drehachse die Strahlachse quer durchsetzendes Ruderblatt kann im Betriebe zugleich,
wenn der untere Teil seiner einen Flachseite mit einer zur Umlenkung nach unten
und hinten des auf diese Flachseite treffenden Strahles dienenden Leitfläche versehen
oder als solche ausgebildet sein. Zur Sicherung und Verbesserung dieser Wirkung
kann an dem Ausgang des schwenkbaren Strahlrohrs ein dessen Fortsetzung bildendes
kastenartiges Strahlführungsgehäuse angebracht sein, das den austretenden Strahl
oben und an beiden Seiten begrenzt und dessen Querschnitt der Kontur des zu seiner
die Strahlachse durchsetzenden Drehachse symmetrischen Ruderblattes angepasst ist.
Bei Querstellung des Ruderblattes erfolgt dann die Umlenkung des Strahles zwangsläufig
nach unten und hinten. Eine ähnliche Wirkung lässt sich auch mit Hilfe einer um
eine waagerechte Achse schwenkbaren, von beiderseits des Strahlführungsgehäuses
gelagerten Armen getragenen Klappe erreichen, die sich bei normalem Betrieb des
Strahlrohrs in einer Lage ausserhalb der Strahlbahn befindet, aber zwecks Umlenkung
des
Strahls als eine Abschlusswand des Strahlfuhrungsgehäuses in
die Bahn des aus dem Strahlrohr austretenden Strahls geschwenkt wird.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert: Es zeigen Fig. 1 einen hydraulischen Strahlrohrantrieb gemäss der
Erfindung im Längsschnitt, angebaut an einem Wasserfahrzeug wie z.B. einem Sportboot,
das eine ebene senkrechte Heckwand aufweist; Fig. 2 den Anbau eines hydraulischen
Strahlrohrantriebs gemäss der Erfindung, beispielsweise an einer senkrechten Heckwand
(Schottwand) in einer Nische am Heck eines Schlauchbootes; Fig. 3 den Anbau eines
Strahlrohrantriebs gemäss der Erfindung an dem senkrechten Wandungsteil einer am
Heck eines Rundspantbootes (z.B. Rettungsbootes) vorgesehenen Mulde oder Ausnehmung
des Bootskörpers; Fig. 4 die Anordnung eines Strahlrohrantriebes gemäss der Erfindung
an dem senkrechten Wandungsteil einer Mulde im Schiffskörper eines Segelbootes;
Fig. 5 die Einzeldarstellung der leicht lösbaren Wellenkupplung eines Strahlrohrantriebs
gemäss der Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Ebene VI-VI
von Fig. 1 und Fig. 7 die Draufsicht auf die Ebene VII-VII von Fig. 1.
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Fig. 8 zeigt eine Ausführung als schwenkbares Bugstrahlruder.
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1 ist der Tunnel des hydraulischen Strahlrohrantriebs, 2 der darin
eingebaute Impeller, 3 die Impellerwelle. 4 ist die Motorwelle. 5 der Motorblock
des Antriebsmotors, der auf elastischen Lagerungen 6, beispielsweise aus Metallgummi,in
dem Schiffskörper des Wasserfahrzeugs schwingungsdämpfend gelagert ist. Das Wasserfahrzeug
ist in Fig. 1 beispielsweise ein Sportboot 21 mit senkrechter Heckwand 22. Der Körper
des Tunnelrohrs 1,in dessen Eingangsöffnung Leitflächen 7 angeordnet sind, ist einstückig
mit dem Gehäuse 8 der Impellerwelle 3 verbunden, an dessen vorderem Ende sich eine
Flanschplatte 9, vgl. auch Fig. 6, befindet. Die Flanschplatte 9 trägt an ihrem
oberen Ende eine Lagerhülse 10 für die Achse 11 des Schwenklagers, die auch die
beiden Lagerösen 12, 12' am oberen Ende der Druckplatte 13 durchsetzt.
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Mittels der die schwenkbare Strahlrohreinheit 15 tragenden Druckplatte
13, einer zweiten Druckplatte 14, die mit dem Motorblock 5 verschraubt ist und Haltebolzen
15'wird ein kreisrundes Wandeinsatzstück 16 in einer öffnung 17 mit entsprechender
Umfangskontur des Schiffswandteiles 22 festgehalten. Die Öffnung 17 ist von ringförmigen
Teil 18, 19, 20 aus abdichtendem und zugleich schwingungsdämpfenden Material eingefasst,
die miteinander einen zusammengesetzten ringförmigen
Körper von
U-förmigem Querschnitt bilden. Durch diesen schwingungsdämpfenden Dichtungskörper
wird in Verbindung mit der Lagerung 6 des Motorblockes 5 erreicht, dass nur eine
stark gedämpfte Übertragung von den umlaufenden Teilen des Motors und der Strahlrohreinheit
herrührender Schwingungen auf den Schiffskörper stattfinden kann.
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Die Impellerwelle 3 ist mit der Motorwelle 4 durch eine leicht lösbare
Kupplung 28 verbunden. Hierzu weist das freie Ende der hohlzylindrischen, in dem
Schiffskörper im wesentlichen lagenunveränderlich eingebauten Antriebswelle 4 einen
Kranz von Klauen 29 auf, die auf einem Teil. ihrer Länge Verjungungen 23 zu ihrem
freien Ende hin aufweisen und durch axiale Ausschnitte 24 in dem stirnseitigen Ende
der Hohlwelle 4 gebildet sind. Der andere Kupplungsteil am Ende der Impellerwelle
3 besteht aus radial von letzterer abstehenden, je zwischen zwei benachbarte Klauen
21 einführbaren Enden eines Bolzens 25 (vgl. Fig. 5).
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In der schwenkbaren Strahlrohreinheit 15 ist am Ausgang des Strahlrohres
1 ein als Strahllenker dienendes, mit seiner Drehachse 31 die Strahlachse quer durchsetzendes
Ruderblatt 30 (vgl. auch Fig. 7) enthalten. Der untere Teil der einen Flachseite
dieses Ruderblattes ist mit einer Leitfläche 32 versehen oder als solche ausgebildet,
die bei quergestelltem Ruderblatt zur Umlenkung des darauf treffenden Strahles dient.
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An dem Ausgang des schwenkbaren Strahlrohrs 1 ist ein dessen
Fortsetzung
bildendes kastenartiges Strahlführungsgehäuse 33 angebracht. Dieses begrenzt den
austretenden Strahl oben und an beiden Seiten. Sein Querschnitt ist der Kontur des
zu seiner die Strahlachse durchsetzenden Drehachse symmetrischen Ruderblattes 30
angepasst, wie besonders Fig. 7 erkennen lässt, so dass bei Querstellung des Ruderblattes
die Umlenkung des Strahles zwangsläufig nach unten und hinten erfolgt. Durch das
die Strahlachse durchsetzende Ruderblatt wird die Manövrierfähigkeit des Wasserfahrzeugs,
auch bei langsamer Fahrt, erheblich verbessert. Durch die Umlenkung des Strahles
mittels der Leitfläche 32 lässt sich auch eine gute Manövrierfähigkeit bei Rückwärtsfahrt,
z.B. im Hafen, erreichen. 34 ist eine biegsame Welle fUr die Achse 31 des Ruderblattes.
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Um den schwenkbaren hydraulischen Strahlrohrantrieb serienmassig mit
einheitlichen Abmessungen fertigen und ihn etwa unterschiedlichen Körperformen von
Wasserfahrzeugen gut anpassen zu können, kann die schwenkbare Strahlrohreinheit
15 mit einem besonderen, das vordere Ende des Strahlrohreinganges bildenden, einen
stetigen Übergang zu dem benachbarten Teil der Aussenfläche des jeweiligen Schiffskörpers
bildenden Anpaßstück 35 versehen sein.
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Fig. 2 zeigt den Anbau des neuen schwenkbaren hydraulischen Strahlrohrantriebes
an einem Schlauchboot 40, und zwar in einer
an dessen Heck befindlichen
Nische von U-förmigem Grundriss, wobei die Wandeinsatzplatte 16 in einer Ausnehmung
von entsprechender Kontur eines Schiffswandteiles (Schottwand) 41 gehalten ist.
Mit gestrichelten Linien ist die Umrisskontur der Strahlrohreinheit 15 im angehobenen
Zustand bei quergestelltem Ruderblatt 30 dargesfllt.
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Fig. 3 zeigt die Anordnung der schwenkbaren hydraulischen Strahlrohreinheit
an dem Heck eines Rundspantbootes (Rettungsbootes). Auch hier ist die Einheit 15
im hochgeklappten Zustand mit gestrichelten Linien dargestellt. Der Schiffskörper
50 weist am Heck eine Nische 51 auf, die durch eine Schottwand 52 begrenzt ist,
welche die schwenkbare Strahlrohreinheit 15 trägt. Die Nische 51 ist nach oben durch
einen hochklappbaren Teil 53 der Schiffswand begrenzt, der gleichfalls ein Schwenklager
an der Schottwand 52 hat.
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Fig. 4 zeigt den Anbau der schwenkbaren hydraulischen Strahlrohreinheit
15 an dem Schiffskörper 60 eines Segelbootes.
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61 ist der Kiel, 62 das Ruder des Segelbootes. Beim Segeln wird die
Einheit 15 in eine in einer Mulde 63 im Schiffskörper befindliche gestrichelt dargestellte
Ruhelage geschwenkt. Die Mulde kann durch eine ein- oder mehrteilige, im geschlossenen
Zustand der Aussenfläche des Schiffskörpers 60 angepasste Abdeckung 64 verschliessbar
sein, um den geringstmöglichen Wasserwiderstand zu gewährleisten. Die Mulde 63 ist
vom Schiffs innern aus über eine öffnung, die durch eine
spritzwasserdichte
Abdeckung 65 verschliessbar ist, zugänglich. Wird diese geöffnet, so kann die Einheit
15 über die erstgenannte Ruhelage in der Mulde hinaus noch in eine zweite, ebenfalls
gestrichelt dargestellte Ruhelage geschwenkt werden, die eine Inspektions- oder
Liegeplatzstellung darstellt. Eine die Mulde 63 begrenzende Schottwand 66 dient
wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen zum Tragen und Halten der schwenkbaren
Strahlrohreinheit 15.
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Fig. 8 zeigt eine Aus führungs form als Bugstrahlruder. Der hydraulische
Strahlrohrantrieb ist hier in einer Nische 72 in der Nähe des Schiffsbuges 70 angeordnet.
Er ist mit einem allseitig beweglichen Wellengelenk 71 als Schwenklager versehen,
dessen Schwenkpunkt in der Achse der Impellerwelle 3 und der Motorwelle 4 liegt.
Die Strahlrohreinheit 15 ist nicht nur in einer senkrechten Ebene, sondern auch
seitlich schwenkbar. Gegenüber den bisher bekannten Bugstrahlrudern hat diese Ausführungsform
beachtliche Vorteile: Im eingefahrenen Zustand der Strahlrohreinheit verursacht
diese keine Erhöhung des Wasserwiderstandes des Schiffes. Der Schub lässt sich rasch
und einfach von einer Schiffsseite auf die andere verlegen. Der gleiche Strahlrohrantrieb
ist auch für den Vortrieb des Schiffes nutzbar. Der Schub ist mit dem Ruderblatt
30 mit Leitflächen 32 fein regulierbar, so dass keine merklichen Pendelamplituden
des Schiffes auftreten.
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Daher kann als Motor 5 ein preiswerter E-Motor verwendet werden.
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L e e r s e i t e