DE3040508A1 - Variable geometry paddle propulsion system - has single drive to central wheel linked to paddle mountings by gear trains - Google Patents

Variable geometry paddle propulsion system - has single drive to central wheel linked to paddle mountings by gear trains

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DE3040508A1 DE19803040508 DE3040508A DE3040508A1 DE 3040508 A1 DE3040508 A1 DE 3040508A1 DE 19803040508 DE19803040508 DE 19803040508 DE 3040508 A DE3040508 A DE 3040508A DE 3040508 A1 DE3040508 A1 DE 3040508A1
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Abstract

The paddles are symmetrical and can be set in either direction. They are mounted on rotating supports and describe one revolution for every revolution of the main wheel. Two or more paddles are mounted on the main wheel and are linked to a central drive wheel by gear trains. A single belt drive drives the central wheel. The paddle drive operates in water or air, with parallel drives powered by a single linking shaft. The drag factor of the return stroke is minimised and the power factor is greater than for fixed wheels of the same size.

Description

Beschreibung des Trabantendurers.Description of the Trabantender.

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine (Strömungsmaschine), welche dem Schaufelrad eines Raddampfers ähnelt. im Gegensatz zu diesem kann das Trabantenruder innerhalb eines gasförmigen - oder flüssigen Mediums Vortrieb erzeugen und dieser ist bei Gleiche haltung der Drehrichtung der Räder, Ruderarme und Ruder umlenkbar.The invention relates to a work machine (flow machine), which resembles the paddle wheel of a paddle steamer. in contrast to this, the satellite rudder can generate propulsion within a gaseous or liquid medium and this is deflectable with the same attitude of the direction of rotation of the wheels, rudder arms and rudder.

2 Grundtypen des Aufbaues bieten sich an. Das Innenruder 3 Typ I und das Außenruder - Typ II. Beide den bestehen aus einem Radpaar. Peim Innenruder sind die Ruder (Schaufeln) beidseitig zwischen den Rädern gelagert, der Antrieb und die Steuerung der Räder, Ruderarme und Ruder außerhalb. Beim Außenruder sind die Ruder nur einseitig gelagert und stehen nach außen, Antrieb und Steuerung befinden sich zwischen den Rädern. Im Gegensatz zu Typ I können bei diesem die Ruder beider Räder getrennt gesteuert werden. Die Anzahl der Ruder.te Radpaares tTyp I), bzw. Je Rades (Typ II) beträgt 2 oder mehr. Durch entsprechende Anordnungen und Drehungen beschreiben die Ruder värend einer Umdrehung der Räder eine Plugbahn, die dem Erdtrabanten wärend eines Jahres nahe kommt. (Drehung um die eigene Achse, Umkreisung der Erde und mit dieser um die Sonne). Die Ruder sind dabei immer so gesteuert, daß nur in eine Richtung Vortrieb erzeugt wird.There are 2 basic types of structure. The inner rudder 3 type I and the outer rudder - Type II. Both consist of a pair of wheels. Peim inside rudders are the oars (blades) mounted on both sides between the wheels, the drive and the Control of the wheels, rudder arms and oars outside. The rudder is on the outer rudder only supported on one side and facing outwards, drive and control are located between the wheels. In contrast to Type I, the rudder of both wheels can be used with this one controlled separately. The number of oars, th pair of wheels tType I), or per wheel (Type II) is 2 or more. Describe using appropriate arrangements and rotations the oars värend one turn of the wheels a plug orbit, while the earth's satellite one year comes close. (Rotation around its own axis, circling the earth and with this around the sun). The rudders are always steered in such a way that only in one direction Propulsion is generated.

Anwendungrgebiete ähnlich der Luft- und Schiffsschraube.Applications similar to propellers and propellers.

Erfinduñgszveck: Durch den radialen Antrieb dieser Strömungsmaschine ergibt sich eine Erweiterung des Anwendungsbereiches für aero- und hydrodynamische Antriebe gegenüber axial getriebenen. Insbesondere können durch dieses Antriebssystei höhere ßtandschtlbe gegenüber Propellern mit gleichem Querschnitt und gleicher Leistung erreicht werden.Purpose of the invention: Due to the radial drive of this flow machine there is an expansion of the area of application for aero- and hydrodynamic Drives versus axially driven ones. In particular, through this drive system higher performance compared to propellers with the same cross-section and the same performance can be achieved.

Bestandteil eines Trabantenruders mit 3 Außenruderpaaren sind: Rahmengestell, Antrieb, Ruderräder und Steuerung.Components of a satellite rudder with 3 pairs of outer rudders are: frame, Drive, rudder wheels and steering.

Das Rahmengestell enthält Befestigungsdglichkeiten für Motor, Lagerung und Steuerung.The frame contains mounting options for the engine and storage and control.

Der Antrieb besteht aus Motor mit Kettenrad, Antriebskette, Zentralantriebsrad (Kettenrad) und Antriebswelle (Zentralachse).The drive consists of a motor with a chain wheel, a drive chain and a central drive wheel (Chain wheel) and drive shaft (central axis).

Die Ruderräder bestehen aus 2 Radnaben mit Je 3 angesetzten Radarmen (verwindungssteif'e Speichen). Lager für 2 Radarmzwischenräder 1 Ruderarmstirnrad und 1 angesetzte Ruderarmachse je Radars. 3 Ruderarme mit Lager und Ruderachse je Ruderrad und insgesast-6 Rudern.The rudder wheels consist of 2 wheel hubs with 3 wheel arms each (torsion-resistant spokes). Bearings for 2 idler gears 1 rudder arm spur gear and 1 attached rudder arm axis per radar. 3 rudder arms with bearings and rudder axis each Rowing wheel and a total of 6 oars.

Die Steuerung beinhaltet 2 Steuerhebel mit Steuerrädern (Kettenräder) und Steuerketten. 2 Zentralstirnräder (Sonnenräder) mit Flansch und Zentrdsteuerräder (Kettenräder).The control includes 2 control levers with steering wheels (chain wheels) and timing chains. 2 central spur gears (sun gears) with flange and central control gears (Sprockets).

6 x 2 Radarmzwischenrader (Stirnräder) und 6 Ruderarmstirnräder (Planetenräder) nit Flansch. Je 6 Radarmkettenräder, Ruderarmketten und Ruderkettenräder (Trabantenräder).6 x 2 idler arm gears (spur gears) and 6 rudder arm spur gears (planetary gears) with flange. 6 wheel arm sprockets each, rudder arm chains and rudder chain wheels (satellite wheels).

Wirkungsweise des Trabantenruders.How the satellite rudder works.

Die Antriebswelle ist im Rahmengestell zweifach gelagert. Etwa auf der Mitte der Welle sitzt das Zentralantriebsrad. An beiden Wellenenden sind die Radnaben der Ruderrader aufgesteckt. Die Zentralstirnräder sitzen auf der Antriebswelle gelagert inmitten der Radarme. Durch je einen Flansch sind sie mit den Zentralsteuerrädern verschraubt, welche zwischen den Radarmen und den Antriebswellenlagern sitzen. Über die Steuerketten werden die Zentral steuerräder und somit die Zentralstirnräder von den Steuerrädern aus angetrieben. Steuerhebel und Steuerräder sind gekoppelt. Wenn keine Änderung der Vortriebsrichtung vorgenommen wird, stehen Steuerhebel, Steuerräder, Steuerketten, Zentralsteuerräder und Zentralstirnräder still. Durch die Drehung der Ruderräder rollen sich die ebenfalls inmitten der Radarme kelagerten Ruderarmstirnräder über die Radarmzwischenräder an den stehenden Zentralstirnrädern ab. Die Ruderarmstirnräder sind durch je einen Flansch mach außen mit den Ruderarmen verbunden und auf den Ruderarmachsen gelagert.The drive shaft has two bearings in the frame. About on the central drive wheel sits in the middle of the shaft. At both ends of the shaft there are The wheel hubs of the rowing wheels are attached. The central spur gears sit on the drive shaft stored in the middle of the support arms. They are each connected to the central steering wheels through a flange screwed, which sit between the wheel arms and the drive shaft bearings. Above the timing chains become the central timing gears and thus the central spur gears driven by the steering wheels. The control lever and control wheels are linked. If the direction of advance is not changed, the control levers are Steering wheels, timing chains, central timing wheels and central spur gears still. By The rotation of the rudder wheels also roll themselves in the middle of the wheel arms Rudder arm spur gears via the idler arm gears on the stationary central spur gears away. The rudder arm spur gears are each made by a flange on the outside with the rudder arms connected and stored on the rudder arm axles.

Außerhalb der Ruderarue.sind auf den Ruderarmachsen die Radarmkettenräder aufgesteckt. Die Ruderkettenräder sind mit den Rudern verschraubt und rollen sich über die Ruderarmkettendurch die Rotation der Ruderarme an den Radarmkettenrädern ab. Die Ruder sind ähnlich den Pedal einer Tretkurbel in der Mitte auf den Ruderachsen gelagert. Sie sind quatratisch und die beiden Flächen zur Lagermatte gleichmäßig gewölbt.Outside the rudder arue, the wheel arm sprockets are on the rudder arm axles attached. The oar sprockets are bolted to the oars and roll via the rudder arm chains by the rotation of the rudder arms on the wheel arm sprockets away. The oars are similar to the pedal of a crank in the middle on the oar axles stored. They are square and the two surfaces to the storage mat are even arched.

Das t!bersetzungsverhältnis von Zentralstirnräder über die Radarmzwischenräder : Ruderarmstirnräder beträgt 1 : 1 . Das ergibt bei einer Umdrehungszahl der Antriebswelle von n = 1 und den Zentralstirnrädern von n - 0, eine entsprechende für die Ruderarmstirn räder von n - 2 . Die Radarmkettenrädersind durch die Ruderarmachsen mit den Radarmen starr verbunden, d. h., n Antriebswelle -n Radardkettenrider. Das übersetzungsterhältnis von Radarmkettenräder : Ruderkettenräder ist 1 : 1,5 . So ergibt dies ein Umdrehungszahlverhältnis von n Antriebswelle : n Ruder von 1 : 0,5 Insgesamt gesehen machen wärend einer Umdrehung der Ruderarmachsen um die Antriebswelle, die Ruderachsen zwei Umdrehungen um die Ruderarmachsen und die Ruder eine halbe Drehung um die Ruderachsen.The transmission ratio of the central spur gears via the idler arm gears : Rudder arm spur gears is 1: 1. This results in one revolution of the drive shaft of n = 1 and the central spur gears of n - 0, a corresponding one for the rudder arm front wheels from n - 2. The wheel arm sprockets are connected to the wheel arms through the rudder arm axles rigidly connected, d. i.e., n drive shaft -n radar chain rider. The translation ratio of wheel arm sprockets: Rudder sprockets is 1: 1.5. So this gives a speed ratio of n drive shaft: n rudder of 1: 0.5 Overall, do while one Rotation of the rudder arm axles around the drive shaft, the rudder axles two rotations around the rudder arm axes and the oars a half turn around the rudder axes.

Die Radarme sitzen auf den Radnaben in einem Winkel von 120 Grad zueinander. Die Ruderarme und Ruder stehen wärend ihrer Umläufe stets im gleichen Winkel zueinander und zwar die Ruderarme in einem von 120 - und die Ruder von 60 Grad. Dies bedeutet, daß bei ruhendem Steuerhebel alle Ruderarme und Ruder bei erreichen eines Fixpuziktes ihrer Umlaufbahn um die Antriebswelle, stets den gleichen Winkel zur Vortriebsrichtung einnehmen.The wheel arms sit on the wheel hubs at an angle of 120 degrees to each other. The rudder arms and rudders are always at the same angle to each other during their revolutions namely the rudder arms in one of 120 degrees - and the rudder of 60 degrees. This means, that with the control lever at rest, all rudder arms and rudders when reaching a fixed target their orbit around the drive shaft, always the same angle to the propulsion direction take in.

Im Gegensatz zur Kreisbahn der Ruderarmachsen um die Antrieb welle, beschreiben die Ruderachsen eine Kreisbahn um die Ruderarmachsen und somit eine exzentrische Bahn um die Antriebswelle.In contrast to the circular path of the rudder arm axes around the drive shaft, the rudder axes describe a circular path around the rudder arm axes and thus a eccentric path around the drive shaft.

Ähnlich der Abweichung von der Kreislinie der Ruderachsen verhält es sich mit der Winkel und Umlaufgeschwindigkeit. Beide Geschwindigkeiten erreichen wärend eines Umlauf es einmal ihren Minimal- und Maximalwert, Sie sind aikleinsten, je mehr sich die Ruderachsen innerhalb der Kreislinie der Ruderarmachsen der Antriebswelle genähert haben, also wenn Radar.und Ruderarm eine Linie bilden und der Ruderarm nach innen zeigt. Beide Geschwindigkeiten sind am größten, je mehr sich die Ruderachsen außerhalb der Peripherie der Ruderarmachsen von der Antriebswelle entfernt haben. An diesem Punkt bilden Radarm, Ruderarm und Ruder eine Linie, wobei der Ruderarm nach außen zeigt.Behaves similarly to the deviation from the circular line of the rudder axes it is with the angle and speed of rotation. Reach both speeds during a cycle it has its minimum and maximum value, you are the smallest, the closer the rudder axes are within the circular line of the rudder arm axes drive shaft have approached, i.e. when the radar and rudder arm form a line and the rudder arm pointing inwards. Both speeds are greatest, the closer the rudder axes are removed from the drive shaft outside the periphery of the rudder arm axles. At this point the wheel arm, rudder arm and rudder form a line, with the rudder arm facing outwards.

Die Schubentwicklung wärenides Umlaufes der Ruder um alle drei Achsen ist am größten, wenn die Ruder quer zur lntriebsrichtung ihrer Achsen stehen und die Winkel- und Umlaufgeschwindigkeit derer am größten sind. Bei gestrecktem Winkel der Ruder zur Antriebsrichtung ihrer Achsen ist der Schub bedeutungslos. Die Rotation der Ruderachsen um die Ruderarmachsen verhindert in den Bereichen einer Umdrehung eine Verzerrung der Schubrichtung, in der die Ruder etwa 45 - bzw. 135 Grad zur Vortriebsrichtung stehen. Der Abstand zwischen Ruderachsen und Ruderarmachsen beträgt 1/2 von den Ruderarmachsen zur Zentralachse (Antriebswelle).The development of thrust would be the rotation of the rudders around all three axes is greatest when the rudders are perpendicular to the propulsion direction of their axes and the angular and rotational speed of which are the greatest. With a straight angle the rudder to the drive direction of their axes, the thrust is meaningless. The rotation the rudder axles around the rudder arm axles prevents one turn in the areas a distortion of the thrust direction, in which the rudder about 45 - or 135 degrees to the Direction of advance. The distance between the rudder axes and the rudder arm axes is 1/2 from the rudder arm axes to the central axis (drive shaft).

Die Vortriebsrichtung wird über die Steuerhebel, Steuerräder, Steuerketten, Zentralsteuerräder und Zentralstirnräder, durch Drehung &rer, geändert. Eine Drehung der Zentralstirnräder um eine bestimmte Gradzahl bringt eine Änderung der Vortriebsrichtung um die gleiche Gradzahl, Das Verhalten der Ruder zur Vortriebsrichtung ist etwa über 2/3 ihrer Umlauf strecke oder etwa 3/4 der Drehung der Antriebswelle neutral, d, h. die Strömung liegt an. Die restliche Drehung der Antriebswelle um 90 Grad verursacht einen Ausschlag der Ruder um etwa 120 Grad ihrer Umlauf strecke. In diesen Abschnitt stehen die Ruder nahezu gleichbleibend in einem Winkel von 90 Grad zur Vortriebsrichtung und erzeugen den Vortrieb.The direction of advance is determined by the control levers, control wheels, control chains, Central timing gears and central spur gears, changed by turning & rer. One Rotation of the central spur gears by a certain number of degrees brings about a change in the Propulsion direction by the same number of degrees, The behavior of the rudders in relation to the propulsion direction is about 2/3 of their circulation distance or about 3/4 of the rotation of the drive shaft neutral, i.e. the current is on. The rest of the rotation of the drive shaft 90 degrees causes the oars to deflect by around 120 degrees of their orbital range. In this section the oars are almost constantly at an angle of 90 Degree to the direction of advance and generate the advance.

Claims (5)

PãeñtanspeWcher 1. Daß rabantenruder dient zum Erzeugen eines Vortriebes in gasförmigen oder flüssigen Medien und ist d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß 2 - 4 Ruder (Schaufeln) um eine Zentralachse (Antriebswelle) und 2 weitere parallel zur Zentralachse liegende Achsen radial angetrieben und gesteuert werden. PãeñtanspeWcher 1. The rabanten rudder is used to generate propulsion in gaseous or liquid media and is d a d u r c h e -k e n n z e i c h n e t that 2 - 4 rudders (blades) around a central axis (drive shaft) and 2 further axles lying parallel to the central axis are radially driven and controlled will. 2. Anordnung und Abstände der Achsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ruder um die Ruderachsen -, die Ruderachsen um die Ruderrxachsen - und.die Ruderarmachsen um die Zentralachse drehen. Der Abstand zwischen Ruderachsen und Ruderarmachsen beträgt 1/2 von den Ruderarmachsen zur Zentralachse.2. Arrangement and spacing of the axes according to claim 1, characterized in that that the oars are around the oar axles -, the oar axles around the oar axles - and. rotate the rudder arm axes around the central axis. The distance between rudder axes and rudder arm axes is 1/2 of the rudder arm axes to the central axis. 3. Anzahl und Richtung der Umdrehungen nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umdrehung der Ruderarmachsen um die Zentralachse, zwei Umdrehungen der Ruderachsen um die Ruderarmachsen und 1/2 Drehung der Ruder um die Ruderachsen entspricht.3. Number and direction of the revolutions according to claim 1 and 2, characterized characterized in that one revolution of the rudder arm axes about the central axis, two Revolutions of the rudder axles around the rudder arm axles and 1/2 turn of the rudder around the Corresponds to rudder axes. Die Drehrichtung ist um alle Achsen gleich. Dies wird dadurch gewährleistet, daß sich ein entsprechend übersetztes und angeordnetes Rädergetriebe an dem stehenden Zentralstirnrad abrollt.The direction of rotation is the same around all axes. This is guaranteed by that there is a correspondingly translated and arranged gear train on the stationary one Central spur gear rolls off. 4. Einteilung und Einstellung der Radarme, Ruderarme und Ruder nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von 2 -, 3 - oder 4 Rudern je Rad, die Radarme in einem Winkel von 180-, 120 - oder 90 Grad von den Radnaben ausgehen. Die Ruderarme stehen entsprechend 0-, 120 - oder 180 Grad (bei 4 Ruder in Reihenfolge) zueinander Bei den Rudern beträgt der entsprechende Winkel zueinander 90 -, 60 - oder 45 Grad (in Reihenfolge) Aus dem Drehzahl- und Einstellungsverhältnis resultiert, daß eine Umdrehung Jeden Ruders um die Zentralachse eine Konstellation ergibt, wo Radarm, Ruderarm und Ruder eine Linie bilden, wobei der Ruderarm nach außen zeigt. (Maximaler Schub) 4. Classification and adjustment of the wheel arms, rudder arms and rudders Claim 1 - 3, characterized in that with an arrangement of 2, 3 or 4 oars per wheel, the wheel arms at an angle of 180, 120 or 90 degrees from the wheel hubs go out. The rudder arms are at 0, 120 or 180 degrees (with 4 rudders in order) to each other For the oars, the corresponding angle to each other is 90, 60 or 45 degrees (in sequence) From the speed and setting ratio the result is that one revolution of each rudder around the central axis is a constellation shows where the wheel arm, rudder arm and rudder form a line, with the rudder arm following outside shows. (Maximum thrust) 5. Umlenkung des Vortriebes bei Gleichbehaltung aller Drehrichtungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung des Zentralstirnrades um eine bestimmte Gradsahl, eine Änderung der Vortriebsrichtung um die gleiche Gradzahl erreicht wird.5. Redirection of the advance while keeping everyone the same Directions of rotation according to Claim 3, characterized in that when the central spur gear rotates by a certain number of degrees, a change in the direction of advance by the same number of degrees is achieved.
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