DE2847134C2 - - Google Patents
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- DE2847134C2 DE2847134C2 DE2847134A DE2847134A DE2847134C2 DE 2847134 C2 DE2847134 C2 DE 2847134C2 DE 2847134 A DE2847134 A DE 2847134A DE 2847134 A DE2847134 A DE 2847134A DE 2847134 C2 DE2847134 C2 DE 2847134C2
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H11/00—Marine propulsion by water jets
- B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
- B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
- B63H11/107—Direction control of propulsive fluid
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Description
Die Erfindung betrifft eine Manövriereinrichtung für Wasser
fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Manövriereinrichtung dieser Art ist durch die DE-PS 69 347
bekannt und ermöglicht durch an den Seiten eines Bootes ange
ordnete Wasseraustritte ein Manövrieren, da der jeweils aus
tretende Wasserstrom einen entsprechenden Schub erzeugt.
Dabei ist es möglich, die Strömungsrichtung des jeweils aus
tretenden Wassers mit einem Drehschieber zu variieren, um
Schubdifferenzen zu erzeugen, oder es kann auch eine Steuerung
derart vorgesehen sein, daß ein Wasseraustritt auf nur einer
Seite des Wasserfahrzeugs erfolgt. Insbesondere ist es möglich,
die Wasseraustritte so auszurichten, daß sie einen Wasserstrahl
in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung erzeugen und somit zum
Antrieb des Wasserfahrzeugs beitragen oder diesen übernehmen.
Durch die DE-OS 22 05 763 ist es auch bekannt, die Wasser
ströme zu den Wasseraustritten ein- oder auszuschalten bzw.
zu regeln, was etwa einer Ruderbewegung zwischen einer äußersten
linken und einer äußersten rechten Stellung entspricht. Es wäre
jedoch auch bei einer Manövriereinrichtung der hier in Betracht
gezogenen Art mit regelbaren Wasseraustritten wünschenswert,
eine Proportionalsteuerung zu verwirklichen, denn auch ein
solches Manövrieren sollte in Verbindung mit einer automa
tischen Steuereinrichtung ermöglicht werden, bei der schnelle,
jedoch geringfügige Einstellungsänderungen durchgeführt werden.
Gleiches gilt auch für den Fall der Positionshaltung unter
wechselnden Einflüssen von Wind und Seegang.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Manövrier
einrichtung anzugeben, die die Proportionalsteuerung an den
Wasseraustritten ermöglicht und dadurch genauer als ein Ein/
Aus-System arbeitet, so daß entsprechend häufige Fehler ver
mieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Ge
genstand der Unteransprüche.
Durch die bei der Erfindung vorgesehenen Primärdüsen und se
kundären Düsenanordnungen in Verbindung mit den angegebenen
Querschnittsverhältnissen ist es möglich, die Leistung der
die Wasserströme erzeugenden Pumpe für unterschiedliche Dü
senkombinationen stets optimal zu halten. Dies ergibt sich
durch die Möglichkeit, je nach Speisung eines oder beider Was
seraustritte für den einen Wasseraustritt nur die Primärdüse
und für den anderen Wasseraustritt beispielsweise zusätzlich
die sekundäre Düsenanordnung auszunutzen. Wie noch gezeigt wird,
können dabei Austrittsquerschnitte jeweils so kombiniert werden,
daß sich von der die Wasserströme erzeugenden Pumpe aus ge
sehen immer derselbe Gesamt-Austrittsquerschnitt ergibt, so
daß kein Leistungsabfall der Pumpe zu befürchten ist. Damit
ist aber wiederum die Möglichkeit verbunden, in jedem Be
triebszustand der Manövriereinrichtung eine Drosselung der
verhältnismäßig starken Wasserströmung im Sinne einer Steue
rung der den Wasseraustritten zugeführten Wassermenge vorzu
nehmen, so daß die angestrebte Proportionalsteuerung möglich
wird. Bei mit wechselnden Betriebszuständen veränderlicher
Pumpenleistung könnte das Prinzip der Proportionalsteuerung
nicht verwirklicht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand
der Figuren beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Manövrierein
richtung in einem Boot,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Umlenkvorrichtung
in einer anderen Ausführungsform,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Umlenkvor
richtung,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Umlenk
vorrichtung,
Fig. 5 und 6 schematische Draufsichten auf Teile eines
Hauptventils zur Aufteilung des Wasserstroms
auf zwei Wasseraustritte,
Fig. 7 eine Seitenansicht des Hauptventils in Rich
tung des Wassereintritts gesehen,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Ma
növriereinrichtung mit ersten und zweiten
Wasseraustritten,
Fig. 9 und 10 eine schematische Darstellung des in Fig. 8
gezeigten Systems mit sekundären Düsen,
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung der Kon
struktion entsprechend dem in Fig. 9 und 10
gezeigten Prinzip,
Fig. 12 eine vergrößerte perspektivische Darstellung
einer Umlenkvorrichtung in der Einrichtung
nach Fig. 11 und
Fig. 13A, 13B und 13C Draufsichten auf die Umlenkvorrichtung mit
sekundären Düsen nach Fig. 12 für drei ver
schiedene Betriebsstellungen.
Fig. 1 zeigt eine Manövriereinrichtung 10 im Rumpf eines Bootes
12. Diese Einrichtung umfaßt eine Antriebsmaschine 14 im Heck
teil des Bootes, die in erster Linie den Hauptvorschub des
Bootes erzeugt, wozu eine Schraube 16 oder eine Wasserstrahl
vorrichtung vorgesehen sein kann. Die Antriebsmaschine ist mit
einer Hydraulikpumpe 18 verbunden, die Hydraulikflüssigkeit
durch zwei Hydraulikleitungen 20 und 22 pumpt. In der Hydrau
likleitung 22 ist ein Kühler 24 angeordnet. Die Hydraulik
flüssigkeit wird durch einen Hydraulikmotor 26 gepumpt, der
im Bug des Bootsrumpfes angeordnet ist. Der Hydraulikmotor
26 treibt eine Wasserpumpe 28 hoher Leistung, deren Ausgang
mit einer Umlenkvorrichtung 32 verbunden ist. Die Umlenkvorrichtung 32
ist mit einer Backbordleitung 34 und einer Steuerbordleitung
36 verbunden, die zur jeweiligen Bugseite führt. Dem System
wird Wasser durch eine Eintrittsvorrichtung 38 zugeführt, und
dieses Wasser tritt als Strahl aus einer oder beiden Wasser
strahldüsen 34 n und 36 n aus, die an den Enden der Leitungen 34
und 36 vorgesehen sind. Das austretende Wasser kann den Bug
jeweils zur Seite verlagern, wodurch das Boot gedreht wird
oder andere Manöver durchgeführt werden können. Diese Art der
Steuerung ist zusätzlich zu der konventionellen Steuerung mit
einem Ruder 39 vorgesehen, das mittels einer Betätigungs
vorrichtung oder einem Rad 40 von der Steuerbrücke 42 aus be
tätigt werden kann. Im Gegensatz zum dargestellten Ausführungs
beispiel können anstelle der Hauptantriebsmaschine zum Antrieb
der Manövriereinrichtung auch Hilfsmaschinen verwendet werden,
die beispielsweise auch der Elektrizitätserzeugung dienen.
Die Umlenkvorrichtung 32 steuert den Wasserstrom zwischen der
Backbordleitung 34 und der Steuerbordleitung 36 beispielsweise
mit einer Umlenkklappenvorrichtung 44. Diese wird durch einen
Motor 46 angetrieben, der in zwei Richtungen drehbar ist. Der
Motor 46 wird über elektrische Leitungen 48 gesteuert, die
über einen Schalter 50 mit einer Stromquelle 52 verbunden sind.
Der Schalter 50 kann zur Ausschaltung des Motors in einer
neutralen Stellung sein oder mit jeweils einem von zwei Kontak
ten 54 und 56 den Motor 46 zur Drehung in der einen bzw. an
deren Richtung und damit zur Schwenkung der Umlenkklappe 206, Fig. 4, der
Umlenkklappenvorrichtung 44 einschalten. Die Schwenkposition der Umlenk
klappe 206 wird laufend mit einem Anzeigeinstru
ment 58 angezeigt. Dieses ist über eine Leitung 60 mit einem
Potentiometer 62 verbunden, welches auf der Welle der schwenk
baren Umlenkklappe 206 sitzt. Der Steuerschalter
50 und das Anzeigeinstrument 58 sind auf der Steuerbrücke 42
im hinteren Bootsteil angeordnet, so daß sie dem Steuermann
zugänglich sind. Dieser kann das Ruder 39 und die Umlenk
klappe 206 in Extremstellungen bringen. Da diese
beiden Steuermöglichkeiten am Bug bzw. am Heck vorgesehen
sind, kann das Boot ohne Drehung seitwärts bewegt oder auch
eine sehr scharfe Wende durchgeführt werden.
In Fig. 2 und 3 ist eine Vorrichtung zur Umlenkung des
Wassers dargestellt, das beispielsweise aus der Steuerbordlei
tung 36 austritt. Diese Vorrichtung enthält als sekundäre Düse eine Umlenk
düse 180, die das aus der Primärdüse 36 p austretende Wasser
nach rückwärts umlenkt, um einen Vorwärtsschub zu erzeugen.
Die Umlenkdüse 180 kann wahlweise aus der Arbeitsstellung, in Fig. 2 und 3
durchgezogen dargestellt, in eine Ruhestellung 180 A
gebracht werden, die gestrichelt dargestellt ist. In dieser
Ruhestellung ist sie nicht mehr mit der Primärdüse 36 p
verbunden, so daß das Wasser seitlich austritt und einen seit
lichen Schub auf das Boot ausübt. Die Umlenkdüse 180 liegt
in einer Aussparung 182 in der Bootsseite, so daß sie dadurch
geschützt ist. Die Aussparung hat einen tiefen vorderen Teil
nahe der Primärdüse 36 p und hat nach rückwärts eine ab
nehmende Tiefe. Ein Antriebsmechanismus 184 dient zur Bewegung
der Umlenkdüse 180
zwischen Arbeits- und Ruhestellung.
Die Umlenkdüse 180 hat die Form eines Rohrs, das über ca. 75°
gebogen ist. In der Arbeitsstellung ändert die Düse 180 die
Richtung des Wasserstroms, so daß ein
nur sehr geringer Leistungsverlust beim Durchgang durch die
Düse 180 auftritt. Wenn die Düse 180 in der Ruhestellung 180 A
ist, in der sie nicht mit der Primärdüse 36 p verbunden ist,
so tritt der Wasserstrom direkt aus der Primärdüse 36 p aus,
ohne daß ein Leistungsverlust durch die Düse 180 erzeugt wird.
Die Möglichkeit eines Festsetzens der Düse 180 ist minimal,
da keine Drehverbindung vorhanden ist, an der die Düse um ihre
eigene Achse gedreht wird.
In dem Antriebsmechanis
mus 184 sind Schwenkverbindungen vorgesehen, jedoch sind diese
einfacher und haben einen kleineren Durchmesser, wodurch hier
ein Festsetzen weniger wahrscheinlich ist.
Der Antriebsmechanismus 184 zur Schwenkung der Umlenkdüse 180
enthält einen elektrischen Getriebemotor 186, der eine Stange
188 vorwärts und rückwärts zieht. Das vordere Ende der Stange
188 ist schwenkbar mit einem Ende zweier Arme 190 gekoppelt,
deren andere Enden an einer Achse 192 befestigt sind, die
wiederum über Arme 194 mit der Umlenkdüse 180 verbunden ist.
Die Achse 192 ist in einer Lagerung 196 schwenkbar, die an
dem Bootskörper befestigt ist. Wenn der Antriebsmotor 186
die Stange 188 vorwärts in Richtung des Pfeils F bewegt, so
wird die Umlenkdüse 180 in die Ruhestellung 180 A gebracht.
Wird die Stange 188 wieder zurückbewegt, wird die Düse 180 in
die Arbeitsstellung gebracht.
Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Umlenk
klappenvorrichtung 44 zur Steuerung des Wasserstroms von
der Wasserpumpe durch die Backbord- und die Steuerbordleitung.
Die Umlenkklappenvorrichtung 44 hat ein Gehäuse 200 mit einem
Eintrittskanal 201, der mit dem Pumpenaustritt 30 verbunden
ist. Ferner sind zwei Austrittskanäle 203 und 204 vorgesehen,
die mit der jeweiligen Backbord- bzw. Steuerbordleitung 34
bzw. 36 verbunden sind. Das Gehäuse 200 enthält eine mittlere
kreisrunde Kammer 205, in der eine keilförmige Umlenkklappe
206 angeordnet ist. Zum Verschluß der Kammer 205 dienen eine
Deckplatte 209 und eine Bodenplatte 207.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Umlenkklappe 206 um ihre
Mitte 206 A gedreht werden kann. Hier ist eine abgeschrägte
Öffnung vorgesehen, in die eine Welle (nicht dargestellt) zur
Drehung der Umlenkklappe 206 eingesetzt ist. Die Umlenkklappe
206 hat zwei nach innen gekrümmte Seitenflächen 208 A und 208 B,
die schräg nach außen verlaufen, sowie eine nach außen ge
krümmte Rückseite 208 C.
Da die Positionierungsachse der Umlenkklappe im Gegensatz zu
bekannten Vorrichtungen in deren Mitte und nicht an der Seite
angeordnet ist und da ferner die Seitenflächen gekrümmt und
nicht flach ausgeführt sind, wird die zur Bewegung der Umlenk
klappe in eine vorgegebene Position gegen die durch die Wasser
strömung ausgeübten Kräfte erforderliche Leistung wesentlich
verringert. Betrachtet man eine derartige Umlenkklappe als
einen an einem Schwenkpunkt gelagerten Hebel, so ist bei bis
herigen Vorrichtungen dieser Art der Schwenkpunkt an einem
Ende vorgesehen, und die der Schwenkung entgegenstehende Kraft
wirkt dann unter einem Abstand in Richtung zum anderen
Ende der Klappe ein. Durch Verlagerung des Schwenkpunktes
zur Mitte der Klappe und durch Krümmung der Klappenflächen
wirken die Kräfte, gegen die die Klappe bewegt werden muß,
in variabler Größe auf ihre beiden Seiten ein, wenn die
Klappe gedreht wird. Deshalb ist der Abstand der Kraftein
wirkung zum Drehpunkt wesentlich verringert, jedoch wirkt
auch eine Kraft auf der anderen Seite des Schwenkpunktes ein,
die gleichfalls der Kraft entgegenwirkt, gegen die die Klappe
gedreht werden muß. Durch die resultierende Verringerung der
von dem Einstellmotor aufzubringenden Leistung ergibt sich
eine entsprechende Verringerung der Größe und der Kosten für
den Einstellmotor.
In Fig. 5, 6 und 7 sind zwei Draufsichten und eine Seiten
ansicht einer konstruktiven Ausführung 210 für die Umlenkvorrichtung
32 (Fig. 1) dargestellt. Eine Eintrittsleitung 211 ver
bindet diese Anordnung mit dem Pumpenaustritt 30. Die Aus
trittsleitungen 212 und 214 führen zu der Backbordleitung 34
bzw. der Steuerbordleitung 36. In jeder Austrittsleitung ist
ein Ventil 216 bzw. 218 vorgesehen, das jeweils eine schwenk
bare Drosselklappe 220 bzw. 222 aufweist. Beide Drosselklappen
220 und 222 werden über eine Antriebskette 224 gleichzeitig
betätigt.
Ein Motor 226, der analog dem Motor 46 (Fig. 1) gesteuert
werden kann, treibt ein Kettenrad 228. Die Kette 224
wird durch das Kettenrad 228 angetrieben und ist um drei
weitere Kettenräder geführt, nämlich ein leerlaufendes Kettenrad
230 und zwei Betätigungskettenräder 232 und 234 für die Drossel
klappen 220 und 222
Fig. 5 zeigt derartige Stellungen der beiden Drosselklappen 220
und 222, daß die Steuerbordleitung geöffnet und die Backbord
leitung geschlossen ist. Fig. 6 zeigt eine halb geöffnete
Stellung der beiden Drosselklappen 220 und 222. Die Drossel
klappen 220 und 222 können alle Positionen zwischen ihrer
jeweiligen Öffnungs- und Schließstellung einnehmen, wobei
im Grenzfall entweder die Steuerbordleitung geöffnet und die
Backbordleitung geschlossen oder die Backbordleitung geöffnet
und die Steuerbordleitung geschlossen ist.
Die Vorteile der Umlenkvorrichtung 210 nach Fig. 5, 6
und 7 gegenüber bisherigen Systemen bestehen darin, daß eine
genauere Steuerung der Manövriereinrichtung möglich ist. Es
ist eine proportionale Steuerung der beiden Wasserströme und
damit ein proportionales Manövrieren möglich. Die meisten
Manövriereinrichtungen dieser Art sind so aufgebaut, daß
die Wasserströme ein- oder ausgeschaltet werden, da sie
nur zur Links- oder Rechtsverlagerung eines Bootes ausge
nutzt werden. Das System nach der Erfindung ermöglicht jedoch
eine echte Steuerung des Bootsbuges, für die ein Proportional
schub erforderlich ist. Die Ein/Aus-Systeme erzeugen eine
Wirkung, die mit dem Schwenken eines Ruders aus der äußersten
linken in die äußerste rechte Stellung vergleichbar ist, wo
durch eine Übersteuerung verursacht werden kann.
Wenn die Manövriereinrichtung durch eine Selbststeueranlage
gesteuert werden soll, so muß das System schnelle
und kleine Änderungen durchführen können, wie es mit der Er
findung möglich ist, da das Boot andernfalls einen falschen
Kurs fährt. Dies gilt nach dann, wenn die Manövriereinrichtung
zur Positionshaltung benutzt wird, bei der der Einfluß
von Wind und Seegang einen starken Schub auf der einen Seite
und einen geringeren Schub auf der anderen Seite erfordert,
um einen vorgegebenen Kurs und eine vorgegebene Position zu
halten.
Die Proportionalsteuerung in Verbindung mit der Umlenkdüsen
anordnung oder der Umlenkklappenanordnung ermöglicht eine
genaue Positionshaltung, bei der auch sehr kleine Kursein
stellungen erforderlich sind. Diese können in vielen Fällen
nur durch eine Kombination eines Rückwärtsschubs auf einer
Seite und eines Seitenschubs auf der anderen Seite verwirklicht
werden.
Wurde bei Manövriereinrichtungen bekannter Art eine gewisse
Proportionalsteuerung bei der Seitenverlagerung erforderlich,
so mußte der Steuermann eine Umlenkklappenvorrichtung ein
stellen und die Pumpenleistung verändern. Dadurch wird die Be
dienung kompliziert, da der Steuermann außerdem die Antriebs
maschine einstellen muß. Ferner ist eine steuerbare Pumpe
teurer als eine Pumpe mit Konstantdrehzahl, wie sie für eine
Manövriereinrichtung nach der Erfindung ausreicht.
Die verschiedenen beschriebenen Manövriereinrichtungen arbei
ten derart, daß ein Wasserstrom bestimmter Masse einer
Geschwindigkeitsänderung unterzogen wird. Diese Geschwindig
keitsänderung oder Beschleunigung tritt in der jeweiligen
Düse auf, beispielsweise in der Düse 36 n in Fig. 1 oder
in der Düse 36 p in Fig. 2. Der aus der
Düse austretende Strahl kann vorwärts, rückwärts oder seitlich gerichtet
sein. So wird ein Schub erzeugt, der
eine Bewegung des Buges in einer Richtung ent
gegengesetzt zur Richtung des austretenden Strahls mit sich
bringt.
Die Pumpe 28, die den Wasserstrom erzeugt, sollte in den
verschiedenen Betriebsarten vorzugsweise an einem fest einge
stellten Leistungspunkt betrieben werden, um eine maximale
Schubwirkung zu erzeugen. Einige diese Einstellung beein
flussende Faktoren sind die Pumpenleistung, die Dreh
zahl und der von der Pumpe her gesehene effektive Düsenaus
trittsquerschnitt. Gemäß einem vorzugsweisen Ausführungsbei
spiel der Erfindung ist das System so aufgebaut, daß die
Pumpe nahe ihrem optimalen Leistungspunkt arbeitet, wenn das
Umlenkventil 32 (Fig. 1) bzw. 210 (Fig. 5, 6, 7) so positioniert
ist, daß ein Austritt vollständig geöffnet und der andere
vollständig geschlossen ist. Dieser Zustand erzeugt einen vollen
Strahl durch eine Düse mit bestimmtem Austrittsquerschnitt
und damit eine maximale Schubwirkung. Wenn das Umlenkventil (im
folgenden auch Hauptventil genannt) die neutrale Stellung ein
nimmt, so wird der Strom beiden Austritten zugeführt, und
die Pumpe arbeitet auf einen effektiven Austrittsquerschnitt,
der gleich der Summe der beiden Düsenaustrittsquerschnitte ist.
Tritt dieser neutrale Zustand ein, so fällt der Pumpenbetriebs
punkt auf der Leistungskurve ab, gleichzeitig fällt der Druck
im System ab, und der mit der Pumpe erzeugte Gesamtschub wird
verringert. Diese Verringerung ist nicht problematisch, wenn
der Schub lediglich seitlich erforderlich ist, um die Posi
tion des Bootes zu halten. Befindet sich das Hauptventil je
doch in der neutralen Stellung, in der das Wasser beiden Aus
tritten zuzuführen ist, um einen Vorwärts- oder Rückwärts
schub zu erzeugen, so bedeutet die Schubverringerung einen
schwerwiegenden Nachteil.
Um die vorstehend beschriebene Schubverringerung in der neutra
len Stellung des Hauptventils zu vermeiden, wenn ein Vorwärts-
oder Rückwärtsschub erzeugt werden soll, wird der Wasserstrom
durch jeden Austritt mit nachfolgenden Düsen umgelenkt,
die einen effektiven Austrittsquerschnitt erzeugen, der einen
Betrieb der Pumpe an ihrem optimalen Leistungspunkt ermöglicht.
Bei dem in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der
Umlenkventilanordnung ist jedem Austritt eine primäre Düse
36 p und eine sekundäre Düse 180 zugeordnet. Wenn der Aus
trittsquerschnitt der primären Steuerborddüse A 1, Fig. 8, und der Aus
trittsquerschnitt der primären Backborddüse A 2, Fig. 8, ist, so ergibt
sich bei neutraler Stellung des Hauptventils und Ruhestellung
der sekundären Düsen 180 von der Pumpe aus gesehen ein effektiver
Austrittsquerschnitt A 1 + A 2 oder, da beide Austrittsquerschnitte
übereinstimmen, ein effektiver Austrittsquerschnitt 2 A 1. Wie
bereits ausgeführt, erzeugt das System einen maximalen Schub,
wenn ein Austritt voll geöffnet, der andere voll geschlossen
ist, d. h. wenn der effektive Austrittsquerschnitt A 1 ist.
Gemäß der Erfindung sind die sekundären Düsen 180 zur Erzeu
gung eines effektiven Austrittsquerschnitts A 1 bei neutraler
Stellung des Hauptventils und Vorwärts- oder Rückwärtsschub
so gewählt, daß sie einen Austrittsquerschnitt A 1/2, Fig. 9, erzeugen.
Bei neutraler Stellung des Hauptventils und Betriebsstellung
beider sekundärer Düsen 180 ergibt sich also von der Pumpe
aus gesehen ein effektiver Austrittsquerschnitt A 1. Deshalb
kann die Pumpe dann einen maximalen Schub erzeugen.
In Fig. 8 ist schematisch ein Manövriersystem dargestellt,
das einen ersten und einen zweiten Wasseraustritt 300 und 302 auf
weist, der jeweils zu einer Düse 304 bzw. 306 führt. Die
Düsen 304 und 306 haben gleiche Austrittsquer
schnitte A 1 und A 2. Ein Hauptventil mit schwenkbar gelagerten
Klappen 308 und 310, wie sie zuvor in Verbindung mit Fig. 5,
6 und 7 beschrieben wurden, ist in den Wasseraustritten 300 und 302
vorgesehen und bemißt den Wasserstrom von der Eintrittsleitung
312 zu den Primärdüsen 304 und 306.
Ist die Klappe 308 geschlossen und die Klappe 310 geöffnet,
so tritt der Strom aus der Leitung 312 durch die Primärdüse
306 aus, und die Pumpe arbeitet auf einen effektiven Aus
trittsquerschnitt A 2, was bedeutet, daß maximaler Schub in
beschriebener Weise erzeugt wird und das Boot nach Backbord
versetzt wird. Eine dazu entgegengesetzte Einstellung der
Klappen 308 und 310 erzeugt maximalen Schub in entgegenge
setzter Richtung, wodurch das Boot nach Steuerbord versetzt
wird.
Fig. 9 zeigt schematisch das in Fig. 8 gezeigte System mit
sekundären Düsen 314 und 316, die so angeordnet sind, daß sie
den Wasserstrom aus den primären Düsen 304 und 306 aufnehmen
und diesen nach rückwärts umlenken. Ferner sind sekundäre Düsen
315 und 317 vorgesehen, die den Strom aus den primären
Düsen 304 und 306 aufnehmen und diesen nach vorwärts umlenken.
Die sekundären Düsen 314 und 315 sind mit der primären Düse
304 über einen Strömungskanal 318 verbunden. Ähnlich sind die
sekundären Düsen 316 und 317 mit der primären Düse 306 über
einen Strömungskanal 320 verbunden. Die Strömungskanäle 318 und
320 enthalten jeweils schwenkbare Klappen 322 und 324, die
in einer ersten Stellung (in Fig. 9 gezeigt) den Wasserstrom
von der jeweiligen primären Düse den sekundären Düsen 314 und
316 zuführen und in einer zweiten Stellung (in Fig. 10 gezeigt)
den Strom von der jeweiligen primären Düse direkt zur Seite
austreten lassen.
Gemäß der Erfindung haben die sekundären Düsen 314 und 315 je
weils Austrittsquerschnitte A 1/2 und die sekundären Düsen 316
und 317 jeweils Austrittsquerschnitte A 2/2. Sind beide Haupt
ventile 308 und 310 geöffnet und die Klappen 322 und 324 so
eingestellt, daß der Strom durch die sekundären Düsen
314 und 316 austritt, so ergibt sich von der Pumpe aus ge
sehen ein effektiver Austrittsquerschnitt A 1/2 + A 2/2 = A 1
(wenn A 1 = A 2). Somit liefert die Pumpe maximalen Schub zum
Antrieb des Bootes in Vorwärtsrichtung. Sind die Klappen 322
und 324 so eingestellt, daß der Strom durch die sekundären
Düsen 315 und 317 austritt, so ergibt sich für die Pumpe
gleichfalls ein effektiver Austrittsquerschnitt A 1, wodurch
die Pumpe maximalen Schub erzeugt und das Boot in Rückwärts
richtung angetrieben wird.
Fig. 10 zeigt eine Klappenstellung, bei der die Pumpe maximalen
Schub erzeugt und das Boot nach Steuerbord bewegt wird. Eine
entgegengesetzte Einstellung der Klappen 308, 310, 322 und 324
bewirkt eine Bewegung des Bootes nach Backbord.
In Fig. 11, 12 und 13 ist eine vorzugsweise Anordnung 340
eines Umlenkventils und von Sekundärdüsen dargestellt. Die
Anordnung 340 umfaßt ein Gehäuse mit oberen und unteren Wänden
342 und 344 und Seitenwänden 346 und 348. Die Wände 342,
344, 346 und 348 sind mit einem Flansch 350 verbunden, der
im Betrieb an einen Flansch 352 angeschlossen ist, der den
Austritt beispielsweise der Primärdüse 306 bildet. Das Gehäuse
bildet eine Kammer mit einer Eintrittsöffnung 356, die mit dem
Austritt der Primärdüse verbunden ist. Ferner ist eine Austrittsordnung
360 des Gehäuses vorgesehen, die mit dem umgebenden
Wasser verbunden ist. Eine Umlenkklappe 364 ist in dem
Gehäuse zwischen den Wänden 342 und 344 auf einer Achse 366
schwenkbar angeordnet.
Die Umlenkklappe 364 ist wahlweise in die in Fig. 13A, 13B
und 13C gezeigten Stellungen bewegbar. Fig. 13A zeigt die
Umlenkklappe 364 in einer neutralen Stellung, in der der
Wasserstrom aus der Primärdüse 306 seitlich direkt in
das umgebende Wasser geleitet wird, wodurch ein Seitenschub
erzeugt wird. Fig. 13B zeigt die Umlenkklappe 364 in einer
Stellung, in der der Wasserstrom aus der Primärdüse 306
in Vorwärtsrichtung umgelenkt wird, wodurch das Boot rückwärts
geschoben wird. Fig. 13C zeigt die Umlenkklappe 364 in einer
Stellung, in der der Wasserstrom von der Primärdüse in
Rückwärtsrichtung umgelenkt wird, wodurch das Boot vorwärts
geschoben wird.
In den in Fig. 13B und 13C gezeigten Stellungen der Umlenkklappe
364 wird der Wasserstrom von der Primärdüse 306
durch die sekundären Düsen geleitet, bevor er in das Wasser
austritt. Wie bereits ausgeführt, ist es günstig, wenn die
sekundären Düsen einen Austrittsquerschnitt haben, der im
wesentlichen dem halben Austrittsquerschnitt der Primärdüse
entspricht. Die Sekundärdüsen sind in der Anordnung 340 durch
die Umlenkklappe 364 in Verbindung mit festen Flächen des
Gehäuses gebildet. Die Sekundärdüse zum Umlenken des Wassers
in Vorwärtsrichtung, die der Sekundärdüse 317 nach Fig. 10
entspricht, ist durch eine obere und eine untere Schrägfläche
370 gebildet, die einander gegenüberliegend an den Innenwänden
342 und 344 angeordnet sind. Die Schrägflächen sind aufeinander
zu geneigt und bilden zusammen mit der Seitenwand 346 und der
Umlenkklappe 364 eine Düse. Dichtungsstreifen 372 sind einander
gegenüberliegend an den Innenflächen der Wände 342 und 344
nahe den Schrägflächen 370 vorgesehen und bilden eine Abdich
tung gegen die Unterkante der Umlenkklappe 364, so daß ein
Wasseraustritt verhindert ist. Ähnlich ist ein Dichtungsstrei
fen 374 zwischen den Wänden 342 und 344 so befestigt, daß er
auf die Vorderkante der Umlenkklappe 364 einwirkt.
Die sekundäre Düse zur Umlenkung der Wasserströmung nach rück
wärts, die im wesentlichen der sekundären Düse 316 nach Fig. 10
entspricht, ist zwischen der Umlenkklappe 364 und der Seiten
wand 348 gebildet. Schrägflächen 376 bilden zusammen mit der
Umlenkklappe 364 und der Seitenwand 348 die rückwärts gerich
tete Düse. Dichtungsstreifen 378 an den Innenflächen der Wände
342 und 344 dienen nahe den Schrägflächen 376 zur Abdichtung
gegenüber der Unterkante der Umlenkklappe 364. Ähnlich ist
ein vertikaler Dichtungsstreifen 380 entsprechend dem bereits
beschriebenen Dichtungsstreifen 374 vorgesehen, der an den
Schrägflächen 376 zwischen den Wänden 342 und 344 angeordnet
ist.
Wenn die Umlenkklappe 364 in die in Fig. 13B gezeigte Stellung
gebracht wird, so liegt ihre Außenkante an dem Dichtungsstreifen
374 und ihre Innenkante an der Kante 390 der Wand 348 an. Wenn
die Umlenkklappe 364 in die in Fig. 13C gezeigte Stellung ge
bracht wird, so liegt ihre Außenkante an dem Dichtungsstreifen
380 und ihre Innenkante an der Kante 392 der Seitenwand 346
an. Die Innenkante und die Außenkante der Umlenkklappe 364
sind so ausgebildet, daß sie eine Abdichtung an dem jeweiligen
Dichtungsstreifen und der Gehäusekante bewirken. Die jeweiligen
Kanten der Umlenkklappe 364 sind aufeinander schräg zulaufend
ausgebildet, so daß sie den entsprechend schräg ausgeführten
Flächen der Dichtungsstreifen und der Gehäusekanten angepaßt
sind.
Durch die Erfindung wird ein neuartiges Manövriersystem ge
schaffen, das eine genaue Steuerung, eine Positionshaltung
sowie den Einsatz einer Selbststeueranlage ermöglicht,
wobei gleichzeitig die Kosten für die erforderliche Wasser
pumpe und die Ventilsteuerungen verringert sind.
Claims (4)
1. Manövriereinrichtung für Wasserfahrzeuge, mit einer Wasser
aufnehmenden und einen Wasserstrom durch am Fahrzeugkör
per beiderseits seitlich angeordnete düsenförmige Wasser
austritte erzeugenden Pumpe, wobei die Strömungsrichtung
am jeweiligen Wasseraustritt von seitlich nach längs ver
änderbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Umlenkvorrichtung (308, 310) zum wahlweisen Lenken des Wasserstroms zu nur einer oder beiden Seiten hin vorgesehen ist,
daß die Wasseraustritte (300, 302) jeweils eine etwa quer zur Fahrzeuglängsachse gerichtete Primärdüse (304, 306) mit einem ersten Austrittsquerschnitt (A 1, A 2) und eine sekundäre Düsenanordnung (314, 315; 316, 317) mit minde stens einem Austrittsquerschnitt (A 1/2; A 2/2) aufweist, der etwa dem halben ersten Austrittsquerschnitt (A 1, A 2) entspricht,
daß jeweils eine zweite Umlenkvorrichtung (322, 324) zum Lenken des Wasserstroms allein durch die Primärdüse (304, 306) oder zusätzlich durch den Austrittsquerschnitt (A 1/2, A 2/2) der sekundären Düsenanordnung (314, 315; 316, 317) vorgesehen ist, und
daß die Umlenkvorrichtungen (308, 310; 322, 324) im Sin ne eines von der Pumpe (28) aus gesehen stets gleichen Aus trittsquerschnitts (A 1, A 2) steuerbar sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Umlenkvorrichtung (308, 310) zum wahlweisen Lenken des Wasserstroms zu nur einer oder beiden Seiten hin vorgesehen ist,
daß die Wasseraustritte (300, 302) jeweils eine etwa quer zur Fahrzeuglängsachse gerichtete Primärdüse (304, 306) mit einem ersten Austrittsquerschnitt (A 1, A 2) und eine sekundäre Düsenanordnung (314, 315; 316, 317) mit minde stens einem Austrittsquerschnitt (A 1/2; A 2/2) aufweist, der etwa dem halben ersten Austrittsquerschnitt (A 1, A 2) entspricht,
daß jeweils eine zweite Umlenkvorrichtung (322, 324) zum Lenken des Wasserstroms allein durch die Primärdüse (304, 306) oder zusätzlich durch den Austrittsquerschnitt (A 1/2, A 2/2) der sekundären Düsenanordnung (314, 315; 316, 317) vorgesehen ist, und
daß die Umlenkvorrichtungen (308, 310; 322, 324) im Sin ne eines von der Pumpe (28) aus gesehen stets gleichen Aus trittsquerschnitts (A 1, A 2) steuerbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß jede sekundäre Düsenanordnung eine erste und
eine zweite sekundäre Düse (314, 315; 316, 317) umfaßt und
daß die ersten sekundären Düsen (315, 317) in Vorwärtsrich
tung und die zweiten sekundären Düsen (314, 316) in Rück
wärtsrichtung des Wasserfahrzeugs ausgerichtet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß jede sekundäre Düsenanordnung eine sekundäre
Düse (180) aufweist, die um mindestens 45° gekrümmt ist und mit der zweiten Umlenkvorrichtung (184)
wahlweise der Primärdüse (36 p) nachschaltbar ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Umlenkvorrichtung
einen in einer kreisrunden Kammer (205) angeordneten, etwa
keilförmigen Ventilkörper (206) aufweist, der um seinen
Mittelpunkt drehbar ist, dessen Keilflächen (208 A, 208B)
konkav gerundet sind und dessen Rückseite (208 C) an der In
nenwand der kreisrunden Kammer (205) anliegt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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