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Hydraulische Triebanordnung. Die Erfindung betrifft eine hydraulische
Triebanordnung für Fahrzeuge, deren Bewegung durch die Reaktion des durch mehrere
Austrittsöffnungen gepreßten Wassers bewirkt wird.
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Bis jetzt wurden zu diesem Zweck die Wasserstrahlen im allgemeinen
parallel mit der Bewegungsrichtung des Schiffes geführt. Bei dieser Anordnung besteht
jedoch er Nachteil, daß Wasserteilchen - auf Grund der niedrigen Viskosität des
Wassers - sich vom Umfang des Wasserstrahles schon in dem Augenblick losreißen,
wo dieser die Ausflußröhre verläßt. Die Teilchen verlassen dadurch ihre aussprüngliche
Richtungslinie und suchen seitwärts dahin auszuweichen, wo der Druck am kleinsten
ist. Hierdurch wird die effektive Druckfläche des Strahles verringert.
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LTtn den 'giinstigsten Wirkungsgrad des gesamten Wasserstrahles zu
erhalten, gilt es, die größtmögliche Druckfläche desselben nutzbar zu machen unter
Berücksichtigung des Grundsatzes, daß das Wasser einem gegebenen Druck schneller
an einer kleinen Fläche als an einer größeren Fläche nachgibt.
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Demzufolge besteht die Erfindung darin, daß die Triebstrahlen, die
aus einem in mehrere Ausflußrohre unterteilten Mundstück austreten, in einer Kegelfläche
verlaufen, deren Spitze außerhalb des Mundstückes liegt, so daß die Wasserstrahlen
in eine Spitze zusammengeführtwerden und einen Kegel bilden. Auch in diesem Falle
wird jeder einzelne Strahl in stillstehendes Wasser hinausgeführt und zeigt dieselbe
Neigung zur Streuung mit daraus folgender Verringerung der effektiven Druckfläche.
Die Streuung wird aber hier wesentlich gehemmt, indem das vom Strahl durchströmte
Wasser seine Bewegung in einem größeren oder kleineren Winkel zur Richtungslinie
des Strahles erhält. Die Strahlen werden weiter während ihrer Ausströinung eine
kleinere kegelförmige Wassermenge umschließen, die auf Grund der Viskosität des
Wassers mitgezogen und verlängert wird, wodurch den Strahlen eine zur Bewegungsrichtung
des Schiffes mehr parallele Richtung beigebracht wird. Weil der genannte Wasserkegel
von den Strahlen mitgezogen wird, ruft er innerhalb der Strahlen einen niedrigeren
Druck hervor, so daß i Wasser von außen zwischen den Strahlen in i den Kegel hineinströmt.
Hierdurch erhält das den Kegel umschließende Wasser eine Neigung zum Einwärtsströmen
gegen die Längsachse des Kegels und bindet dadurch die Wasserpartikel, die sich
sonst losgerissen hätten. Die Neigung des Wassers zum Einwärtsströmen nimmt gegen
die Kegelspitze ab, in welcher die Strahlen sich zu einem ebenen Strom vereinigen
unter Aufnahme des vom inneren Kegel mitgerissenen Wassers.
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Weiter ist gemäß der Erfindung mit dem Mundstück eine Rotationspumpe
gekuppelt, deren Rotor derart geformt ist, daß das Wasser von der Spitze eines Kegels
gegen den Grundflächenumfang desselben geleitet wird. Die Pumpe ist so am Mundstück
angebracht, daß das Wasser von den Rotorschaufeln unmittelbar in die Ablaufrohre
hineingeleitet wird, so daß der Druck, der dem Wasser bei der Rotation von der Spitze
bis zum Grundflächenumfang des Kegels beigebracht wird, vollständig während der
Ausströmung ausgenutzt wird.
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Die Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i ist ein Längsschnitt durch das Mundstück mit der Pumpe.
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Abb.2 ist ein Längsschnitt durch den ,äußeren Teil einer Ausflußröhre.
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Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III der Abb. 2.
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Abb. 4 zeigt in Ansicht die Anordnung außen an einem Schiff.
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Abb. 5 zeigt dieselbe Anordnung innerhalb eines Schiffes montiert.
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In Abb. i besteht das Mundstück aus einem kegelförmigen Hohlkörper
i, der an seiner Grundfläche einen nach auswärts ragenden Flansch 2 aufweist. In
diesem ist eine zweckmäßige Anzahl Löcher 3 vorgesehen, welche in die Verteilerröhren
4. münden. Die Teile der letzteren, die dem Flansch am nächsten liegen, konvergieren,
so daß die Achsen der äußeren Enden der Röhren an einer Kegelfläche zu liegen kommen,
deren Spitze außerhalb des Mundstückes liegt. In vorliegendem Falle fällt die Kegelspitze
mit dem Punkt <d zusammen. Der Kegel i liegt somit zwischen den Röhren 4 und
hindert schädliche Wirbelbildungen. Die Löcher 3 im Flansch :2 haben nicht überall
denselben Durchmesser; an der Ausflußstelle des Wassers haben sie einen Durchmesser,
der dem inneren Durchmesser derRöhren4 entspricht, so daß keine scharfen Kanten
entstehen, die einer freien Durchstr ömung des Wassers hinderlich sein können. Aus
demselben Grund sind die Löcher 3 am Einfluß gut abgerundet. Um die konver- i
gierenden
Wasserstrahlen sich leicht der Parallelität mit der Bewegungsrichtung anpassen zu
lassen, sind die Enden der Röhren 4 nicht senkrecht auf ihren eigenen Achsen, sondern
senkrecht zur Triebrichtung abgeschnitten.
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Der Flansch 2 ist am Umfang mit Gewinde versehen und in einer als
Pumpenstator dienende Kapsel 5 eingeschraubt. Diese ist, um die Einströmung des
Wassers zu ermöglichen, an ihrem anderen Ende offen und trägt mittels des Armkreuzes
6 eine Nabe 7, in welcher eine Welle 8 gelagert, die mit der Triebmaschine (nicht
gezeigt) gekuppelt ist. Das Ende der Welle 8 ist mittels eines Lagers 9 in dem konischen
Hohlkörper i gelagert. Die Lager 7 und 9 können selbstverstündlich als Rollen- oder
Kugellager ausgebildet werden.
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In der Kapsel 5 ist auf der Welle 8 ein Rotor io befestigt, der eine
Anzahl Flügel oder Schaufeln i i von zweckmäßiger Form und Steigung aufweist. Die
Kapsel 5 und der Rotor io sind derart geformt, daß das Wasser wie von der Spitze
eines Kegels gegen dessen Grundflächenumfang geleitet wird, so daß das Wasser von
der Pumpe unmittelbar in die Löcher 3 und von da in die Röhren 4 geleitet wird und
den durch die Rotation und die Gleitbewegung längs der Kegelfläche des Rotors erhaltenen
Druck aufspeichert und ausnutzt.
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Um die Oberfläche der einzelnen Triebstrahlen zu vergrößern, sind
die Röhren 4 am Ausfluß mit inneren Rippen i2 (Abb.2, 3) versehen, so daß der Auslaufquerschnitt
kreuz- oder sternförmig wird und dadurch die Oberfläche der einzelnen Strahlen vergrößert
wird. Zweckmäßiger strecken sich diese Rippen etwas über die Ausflußenden der Röhren.
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Anstatt lose Röhren 4 am Mundstück zu befestigen, kann dieses mit
den Röhren in einem Stück geformt werden, so daß in demselben Kanäle gebildet werden,
die den Röhren entsprechen und denselben Verlauf wie. diese haben.
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Abb. a. zeigt, wie die Triebanordnung an einem Schiff sitzt. Die Welle
8 wird mit der Schiffsmaschinenwelle verbunden, und der Pumpenstator 5 wird mittels
Beschlägen 14 am Schiffsrumpf befestigt. Wenn die Welle 8 umläuft, saugt die Pumpe
.Wasser von vorn in die Kapsel 5 und drückt es durch die Röhren 4. hinaus.
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In Abb.5 ist die Einrichtung innerhalb eines Schiffes angebracht.
Der Pumpenstator 5 ist im Hintersteven 15 eingepaßt, so daß nur die Röhren 4 nach
außen ragen. -Mit den vorderen Ende des Stators 5 ist eine Einströmungsröhre 16
gekuppelt, die eine Stopfbüchse 17 für die Welle 8 trägt. Die Röhre 16 verläuft
so, daß sie den kleinstmöglichen Winkel mit der Längsachse des Schiffes bildet.
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Zur Steuerung des Schiffes ist in bekannter Weise ein um seine senkrechte
Mittelachse drehbares Ruder 18 angeordnet, welches auch dadurch für Rückwärtsgang
des Schiffes benutzt werden kann, daß es dann quer gestellt wird.
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Die Erfindung läßt sich auch für andere Zwecke ausnutzen, als hier
beschrieben.