EP2305557A2 - Blade wheel with pivoting blades and method for the positioning of the blades - Google Patents

Blade wheel with pivoting blades and method for the positioning of the blades Download PDF

Info

Publication number
EP2305557A2
EP2305557A2 EP10401129A EP10401129A EP2305557A2 EP 2305557 A2 EP2305557 A2 EP 2305557A2 EP 10401129 A EP10401129 A EP 10401129A EP 10401129 A EP10401129 A EP 10401129A EP 2305557 A2 EP2305557 A2 EP 2305557A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blades
water
blade
paddle wheel
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10401129A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2305557A3 (en
Inventor
Friedhelm Nescholta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102009026382A external-priority patent/DE102009026382A1/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2305557A2 publication Critical patent/EP2305557A2/en
Publication of EP2305557A3 publication Critical patent/EP2305557A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/04—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction
    • B63H1/06—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades
    • B63H1/08—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment

Definitions

  • Paddle wheel with rotating blades as a propulsion device for inland vessels and method for the position of the rotating blades.
  • Paddle wheels with moving blades are known in various designs.
  • the DE 3544881 C2 also describes a water wheel with movable blades and rotatably mounted guide ring, in which the blades are held by double crank gear in a vertical position.
  • the DE 434768 shows a paddle wheel, wherein the blade is rotatably mounted below the center and can move up between two fixed stops. By twisting arise when emerging from the water more favorable angles of attack, which lead to improved efficiency.
  • the DE 709253 relates to a vertical axis paddle wheel with paddle adjustable blades.
  • a vertical axis paddle wheel is also from the DE 709253 known, wherein actuators control the blade position.
  • the US 5,297,933 discloses a paddle wheel in which the position of the blades is connected by blades Weights are carried out.
  • the invention has for its object to provide a paddle wheel, which ensures that the blades according to the respective phase occupy an optimal hydrodynamic conditions position.
  • the blades press water when immersing down and lift water on the water line when emerging.
  • the blades can yield against the advancing direction.
  • the blades are at an angle of> 90 degrees to the water surface in the propulsion direction.
  • the paddle wheels can thus be built smaller with the same power. At the same time, the paddle wheels can be efficiently operated thereby and due to the better drainage behavior with higher rotational speeds, which further increases the drive power.
  • Claim 2 shows an alternative to claim 1 embodiment, which is that the blades are brought into a rearwardly inclined position during immersion and emergence. In between, the blades take the optimal vertical position for propulsion.
  • This solution with continuous blade guidance does not provide the free swinging back as in claim 1.
  • the continuous guidance of the blades should come as close as possible to self-adjusting blade angle according to claim 1.
  • the braking losses during entry and emergence are reduced and the mechanical components for free swinging back can be omitted. Due to the steady guidance resulting from the free swinging of the blades impact noises are avoided.
  • the blades are brought into a relation to the circumferential line of the blade wheel tangential position and form in this area a nearly closed cylinder jacket.
  • the tangential position prevents water droplets located on the blades or air contained in the blade wheel from being accelerated by centrifugal forces and thus lost as drive energy for the blade wheel.
  • the pressure conditions within the blade wheel can be specifically influenced.
  • the space requirement of the paddle wheel is reduced.
  • the movement of the blades can be realized so that the blades are always acted upon by the same side or mutually.
  • the blade shaft When alternately applied, the blade shaft must be in the middle of the blade. With a full bucket wheel revolution, the blade shafts, including blades, perform only half a turn.
  • Claim 4 describes the characteristics of a paddle wheel according to method claim 1
  • claim 5 describes the characteristics of a paddle wheel according to claim 2
  • claim 6 the features of a paddle wheel according to claim 3.
  • the paddle wheel is characterized in that the rotatably mounted blades are provided by an adjusting lever, wherein the adjusting lever with the guide element on a relative to the paddle wheel fixed guide rail is guided.
  • the shape of the guide rail (s) provides the motion program for controlling the position of the blades.
  • the movement program is to be understood as meaning that the position, ie the angle of the blades depending on the actual position on the paddle wheel, during immersion, in the area of complete immersion, during emergence and in the return phase is specified outside the water.
  • the blade levers may, for example, be connected directly to the blade or via a shaft. In this case, the adjusting lever can be aligned as the blade or at an angle to the blade connected to this. Due to the shape of the guide rails, it is possible to realize free movement programs for the blade position.
  • guide rails are arranged on one side, the opposite side or on both sides of the guide element. It is possible to limit the mobility of the blades in one direction by a one-sided guide rail and release in the other direction (stop). By arranged on both sides of the guide lever guide rails, the exact position of the guide lever and thus the blade can be specified. The distances between the two guide rails allow a corresponding play of the blades proportional to the distance of the guide rails.
  • a guide roller has e.g. compared to a guide pin on the advantage that friction and wear are less.
  • the guide element is a rotatably connected to the adjusting lever and biased by a spring rocker, wherein at the ends of the rocker respectively guide rollers are arranged.
  • the bias is achieved that one guide roller on one of the guide rails and the other guide roller rolls on the other guide rail with each pressure along.
  • the guide rails can be made with a distance from each other and thus a clamping of the guide rollers can be safely avoided without it due to the game can come to any reciprocation with appropriate noise.
  • the guide rails are displaceable in or out of the sphere of action of the guide elements.
  • the displaceability of the guide rails or individual sections of guide rails makes it possible to change the movement program.
  • the reverse drive rail sections are moved into the sphere of action of the guide elements and thus a corresponding limit for the reverse drive can be established.
  • individual rail sections can be moved for possibly adapted to corresponding operating conditions blade positions.
  • stop elements are connected to the adjusting levers, wherein the blades abut against the stop elements. This prevents that the force, in particular in the work area, must be completely transmitted by the blade shafts.
  • the paddle wheel can be made lighter in weight.
  • the stop elements are pivotable, so that they can be pivoted in or out of the effective range of the blades. This obstruction by the Schaufelradwangen can be avoided.
  • the control of the attacks can be done by an existing or additional guide rail.
  • the blades and other parts with water contact on a hydrophobic surface, which ensures rapid drainage of the water, thereby preventing the efficiency-reducing entrainment of water.
  • the height of the paddle wheel with respect to the hull is variable. This offers the possibility to optimize the immersion depth of the blades depending on the draft due to the loading condition of the ship. At the same time it is possible to reduce the depth of immersion of the impeller to navigate the waters at low water, albeit not with the optimum Schaufelradativianae anyway.
  • the height adjustment is easily realized by a crank-like pivot shaft.
  • FIG. 1 the paddle wheel 3 is shown in side view.
  • the blades 1a to 1f are rotatably mounted above the center with a blade shaft 9 on the two Schaufelradwangen 4 of the blade wheel 3.
  • the blade shaft 9 may be arranged in each case in the middle of the blades 1.
  • all blade embodiments, such as curved or aerodynamic come next to the flat blades 1 shown shaped, in question.
  • the blades 1a to 1f may be angled or provided with weights in the upper region.
  • the paddle wheel 3 rotates about the paddlewheel shaft 10.
  • the letters af at the reference numerals indicate the position of the paddles 1 in the individual phases of paddlewheel rotation.
  • the position of the blades 1a to 1f corresponds to claims 1 to 4.
  • the blade 1a dips approximately perpendicularly into the water 2, for example a river. The following description is based on the direction of rotation DR.
  • the horizontal component of the blade speed is less than the relative speed of the blade wheel 3 with respect to the water 2, so that the blade 1b is moved by the water 2, see arrow, and an angle A to the water surface of> 90 degrees occupies.
  • the blade 1c but aligns quickly perpendicular to the water surface WL, being limited by the actuator in the direction of advance to 90 degrees.
  • the blades 1e After the blades 1e have emerged completely out of the water 2, they move into a tangential position relative to the blade wheel 3. By this position, the space requirement of the blade wheel 3 is reduced. At the same time energy losses are avoided, which would otherwise be transferred by centrifugal forces on water residues or the air. It is de facto a centrifugal pumping or fan effect of the blade wheel 3 is suppressed.
  • the blade 1f to 1a preferably rotates inwards by about 110 degrees, see arrow, so that it again assumes an approximately vertical position to the water surface WL immediately before immersion.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the adjusting device for the blades 1a to 1f, consisting of adjusting levers 5a, 5b with guide elements 6 and guide rails 7a to 7d.
  • the blade 1b, 1c, 1d can assume an angle A greater than or equal to 90 degrees to the water surface WL in the advancing direction VR.
  • the blades 1a to 1f are rotatably supported by blade shafts 9 in the Schaufelradwangen 4.
  • the blades 1c to 1e are connected to adjusting levers 5a, 5b, each having a guide roller 6.
  • the levers 5a, 5b and thus the blades 1a to 1f are aligned by guide rails 7a to 7d fixed with respect to the N-wheel 3.
  • the effective levers 5a are arranged in the working area (in the water 2) approximately at right angles to the blade 1c.
  • the guide rail 7a may be attached directly or indirectly to the hull.
  • the angle A of the blade position can be greater than or equal to 90 degrees be limited.
  • the guide rail 7b can be omitted so that only a one-sided guide rail 7a is present.
  • the blades 1b, 1c, 1d can yield against the advancing direction VR.
  • the guide rail 7a can be optimally positioned according to the force and at the same time a good and verklemmungsbind leadership of the guide elements 6 along the guide rail 7a guaranteed.
  • the design of the guide elements 6 as guide rollers 6 reduces friction, wear, noise and improves the clamp-free guide along the guide rails 7a to 7d so in addition.
  • the shorter guide rail 7b prevents the buckets 1c from yielding against the advancing direction VR, since this is only relevant when the blades 1b and 1d are submerged and extinguished. The fact that a yielding of the blades 1c is prevented, a reverse drive against the advancing direction VR is possible. It may be advantageous, the guide rail 7b slidably, for example, perpendicular to the drawing plane to execute, so that they are needed in the Range of action of the guide lever 5 is displaced. In the area of the emergence of the blade 1d, a second adjusting lever 5b, which is arranged here in the direction of the blade 1d, becomes effective.
  • the force effect can be better absorbed by a positioning lever 5b positioned in the direction of the bucket 1d and guide rail 7c, 7d correspondingly arranged thereon.
  • Both the right-angle lever 5a and arranged in the direction of the blades 1a to 1f adjusting lever 5b can be realized as a unit.
  • the guide rails 7a, 7b with the associated operating area levers 5a from the guide rails 7c, 7d with the outside water control levers 5b, and e.g. to arrange on different sides of the N-wheel 3.
  • the blades 1e assume a tangential position, so that they form a cylinder jacket in this area.
  • the guide elements or guide rollers 6 guide rails 7c, 7d are arranged on both sides, which realize a tangential positive guidance of the blade 1e.
  • the guide rails 7c, 7d are shaped accordingly.
  • the Here effective lever 5b can also be arranged in the blade direction to the opposite shown. Then the guide rails 7c, 7d would be correspondingly different.
  • the outer guide rail 7d allows a retraction of the actuating lever 5a immediately before the immersion of the blade 1b, so that the blade 1b can follow the flow due to the low horizontal speed and does not have a braking effect.
  • levers 5a, 5b can be arranged as a structural unit as well as on different sides of the N-wheel 3.
  • the arrangement of the adjusting lever 5a, 5b and the guide rails 7 shows a possible embodiment. Other, possibly better arrangements based on this principle are not excluded.
  • FIG. 3 shows a paddle wheel 3 in the side view, which rotates about the Schaufelradwelle 10, wherein the Schaufelradhyroid 4 hold the blade shafts 9 with the rotatable blades 1.
  • the blades 1 are mutually applied here. Therefore, the approximately 90 degree rotation before immersion of the blade (1f in FIG. 1 ) accounted for.
  • the blades 1a, b and 1d When immersed, the blades 1a, b and 1d move at an angle A of> 90 degrees Water surface WL to the rear, since here the horizontal component of the blade movement does not serve for propulsion, but would have a braking effect.
  • the movement of the blades 1a, b and 1d to the rear can again passively be effected by the adjusting flow conditions or actively by the adjusting lever with guide element 6 and guide rails 7 (not shown).
  • the paddle wheel 3 can dip slightly deeper into the water 2.
  • the blade shafts 9 are arranged here in the middle of the blades 1. For a trouble-free mutual application of the blades 1 is possible.
  • FIG. 4 shows the paddle wheel FIG. 3 with the blades 1c in the region of the propulsion and the associated control device from adjusting levers 5a, guide rollers 6 and guide rails 7.
  • the lever 5a active in this area are arranged at right angles to the blade 1c on both sides.
  • the mutual arrangement allows a symmetrical structure and thus the possibility that the blades 1c are acted upon alternately from both sides.
  • the guide rails 7a, which run on both sides of the guide rollers 6, have a circular arc-like shape, wherein the guide rails 7a intersect in the middle. This arrangement guarantees the vertical position of the blades 1c during the propulsion phase.
  • the blades are 1 e above the waterline WL, they are in an approximately tangential position to the periphery of the impeller 3rd brought.
  • the two levers 5b are aligned approximately like the blades 1e.
  • the guide rails 7b have a circular segment path.
  • the levers 5a are rotated to the adjusting levers 5b by about 90. Consequently, the adjusting levers 5a and 5b and correspondingly the guide rails 7a, 7b must be arranged in different planes. This can be realized, for example, by arranging both sides of the blade wheel 3.
  • the continuous guidance of the blades 1a, b, 1d in these phases should be the self-adjusting position of the blades 1a, b, 1d in FIG FIG. 1 and FIG. 2 get as close as possible. Likewise, combinations of the blade control are off FIG. 2 and FIG. 4 realizable.
  • FIG. 5 shows the paddle wheel 3 from behind.
  • the blades 1c to 1e are held by blade shafts 9 in the blade cheeks 4, which are in turn connected to the Schaufelradwelle 10 and driven by them.
  • the blades 1c to 1e are shown differently patterned for clarity and partially obscure. In the upper area, the blades 1e snugly engage the blade wheel 3. In the lower area, the more or less vertical blades 1c, 1d are shown.
  • the adjusting lever 5, not shown, with guide element / guide roller 6 and guide rails 7 are located in a control box 11 so that they are better protected against contamination.
  • the control box 11 is preferably optimized in terms of flow.
  • control boxes 11 can be arranged on both sides.
  • the control box 11 may be integrated into the hull.
  • the passages of the blade shafts 9 through the control box 11, etc. should be sealed with shaft seals (not shown) to prevent ingress of water.
  • a pump (not shown) in the control box 11 penetrating water can be removed.
  • the wear on guide elements, levers and guide rails can be significantly reduced.
  • FIG. 6 is again a lever 5 with guide rollers 6a, 6b shown as a detail in the area of the emergence of the blade 1d.
  • the blade 1d is located behind the Schaufelradwange 4, in which it is mounted with the blade shaft 9.
  • the adjusting lever 5 combines in itself the right angle to the blade 1d and arranged in the blade direction lever 5. Accordingly, two guide rollers 6a, 6b are arranged. Here is the arranged in the direction of the blade 1d lever 5b FIG. 2 arranged opposite this and is here by the guide roller 6 b effective.
  • the stop 8 ensures that in the work area, in the water, in which the power transmission is large, the force not only by the Shovel shaft 9 must be transmitted.
  • the stop 8 must therefore either pass past the Schaufelradwange 4 or be arranged on the inside of the Schaufelradwange 4. Outside the work area, the stop 8 can be moved by existing or additional guide rails accordingly from the blade area.
  • FIG. 7 and FIG. 8 show a lever 5 with two rotatably connected and loaded with a spring 12 rocker 13, on which the guide rollers 6 are arranged.
  • the spring 12 here a torsionsbelastete coil spring
  • the two guide rollers 6 are pressed against the two opposite guide rails 7.
  • the pressure of the guide rollers 6 rattling noises can be avoided.
  • the distance of the guide rails 7 can be realized larger and thus jamming a single guide roller 6 can be safely avoided. Due to the greater distance of the guide rails 7, the game of blades is greater.
  • a guide roller 6 is fixedly connected to the adjusting lever 5 and the other guide roller 6 resiliently, for example, with a rocker or a clamping lever 13 attached to the lever 5.
  • a guide roller 6 is rigid and the other presses resiliently against the guide rail 7, whereby the same advantages, as described above, are achieved.
  • the adjusting lever 5 As in the water usually at right angles to the blade 1d arranged adjusting lever 5 is effective with guide roller 6a, the adjusting lever 5 here has a corresponding advantageous triangular shape for the transmission. It can be deduced that, as far as appropriate, further guide rollers 6 can be arranged on the adjusting lever 5. Similarly, the guide roller 6b relative to the blade shaft 9 opposite (top) to be positioned. The guide rollers 6 and guide rails 7a, 7c can be arranged in different planes in order to avoid false guides.
  • the guide rails 7a, 7c may have a third dimension, e.g. into or out of the plane of the drawing, e.g. is usable for the control of the stop 11.
  • the blade positions can be changed over the circumference.
  • the paddle wheel 3 is also for the use of hydroelectric power, the media transport and possibly other applications in question.
  • the paddle wheel 3 When anchored or moored at the dock ship, the paddle wheel 3 with a corresponding Generator coupled as a ship mill to be used for energy production.
  • the motor drive e.g. Electric motors or internal combustion engines, in each case via the Schaufelradwelle 10.
  • a motor assembly possibly with gear in the hub area, preferably as an electric hub motor, the blade wheel 3 reduces the space requirement in the watercraft.
  • it is also particularly easy to change the height of the paddle wheel in relation to the hull. With the adaptation of the height, an optimal insertion depth of the blades can always be achieved with a changed loading state of the ship.
  • the hub motor is easily accessible and quickly exchangeable in case of damage.
  • a torque limiter e.g. is provided by a corresponding slip clutch. This prevents the bucket wheel from being damaged by flotsam.
  • the electric power consumption of the motor can be monitored and possibly limited.
  • the torque limitation by e.g. Slip or detent coupling may additionally or alternatively be provided for each blade.
  • the paddle wheel can continue to operate, even if individual blades fail because they are blocked, for example.
  • the paddle wheel or the paddle wheels can be arranged very different, z. B. at the bow, stern, bottom or side flanks of the ship or partially below the waterline WL, wherein the Schaufelradwellen can assume a horizontal, vertical or oblique position to the water surface.
  • the paddle wheels 3 can also protrude partially only with the blades relevant for the propulsion from the hull.
  • the control box can also be arranged above the waterline.
  • an activatable rake can be arranged before the paddle wheel 3. If necessary, the rake is left in front of the impeller in the water and leads the flotsam laterally past the impeller 3.
  • the computing bars are arranged horizontally and obliquely to the direction of travel. The activation of the rake can be done automatically and / or by hand.
  • the blade positions can also be realized by electric motor actuators.
  • a pedal drive is possible.
  • buoyancy bodies for example, the rudder by a design as a hollow body made of aluminum. By boosting the draft of the ship can be reduced.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

The method involves bringing the paddles (1a-1f) in a position perpendicular to the water surface (WL) by a positioning device directly by immersing into the water. The paddles are engaged adjacent to a position with an angle (A) larger or equal to 90 degrees with respect to the water surface in drive direction. The actual angle results from flow conditions at the paddles. An independent claim is also included for a paddle wheel with an electric motor.

Description

Schaufelrad mit drehbaren Schaufeln als Antriebsorgan für Binnenschiffe und Verfahren zur Stellung der drehbaren Schaufeln.Paddle wheel with rotating blades as a propulsion device for inland vessels and method for the position of the rotating blades.

Schaufelräder mit beweglichen Schaufeln sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.Paddle wheels with moving blades are known in various designs.

Als Weiterentwicklung des Wasserrades mit starren Schaufeln wurden die Wasserräder mit beweglichen Schaufeln entwickelt.As a further development of the water wheel with rigid blades, the water wheels were developed with moving blades.

So ist aus der DE 20209800 U1 ein Schaufelradantrieb bekannt, bei dem die Schaufeln durch ein zentrales Hebelgestänge verschwenkt werden können, um bei ausschließlichem Schiffsschraubenantrieb den Strömungswiderstand durch das Wasserrad zu reduzieren.So is out of the DE 20209800 U1 a paddle wheel known, in which the blades can be pivoted by a central lever linkage to reduce the flow resistance through the waterwheel in exclusive propeller drive.

In der DE 20200397 U1 wird ein Wasserrad gezeigt, an dem die an Radarmen befestigten Schaufeln über Radarmgelenke und exzentrisch gelagertem Ring drehbar sind.In the DE 20200397 U1 a water wheel is shown, on which the radar-mounted blades are rotatable via Radarmgelenke and eccentrically mounted ring.

Die DE 3544881 C2 beschreibt gleichfalls ein Wasserrad mit beweglichen Schaufeln und drehbar gelagertem Führungsring, bei dem die Schaufeln durch Doppelkurbelgetriebe in senkrechter Position gehalten werden.The DE 3544881 C2 also describes a water wheel with movable blades and rotatably mounted guide ring, in which the blades are held by double crank gear in a vertical position.

In der DE 3040508 C2 wird ein Schaufelradantrieb gezeigt, bei dem die Schaufeln am Umfang des Schaufelrades in unterschiedliche Positionen zum Schaufelrad gebracht werden. Dies erfolgt durch mehrere an den Radarmen angeordneten Stirnrädern.In the DE 3040508 C2 a Schaufelradantrieb is shown in which the blades placed on the circumference of the impeller in different positions to the impeller become. This is done by several arranged on the Radarmen spur gears.

Aus der DE 911816 ist ein Schaufelrad mit verstellbaren Schaufeln bekannt, bei dem die starr verbundenen Teile miteinander verschweißt sind.From the DE 911816 a paddle wheel with adjustable blades is known in which the rigidly connected parts are welded together.

In der DE 460 676 wird ein Schaufelrad mit Vertikalachse und verdrehbaren tragflächenförmigen Schaufeln gezeigt. Dabei werden einerseits die Schaufeln durch Anschläge gehalten. Andererseits geht aus der Anmeldung nicht hervor, wie die die Anschläge haltenden Hebel geführt werden.In the DE 460 676 a paddle wheel with vertical axis and rotatable airfoil-shaped blades is shown. On the one hand the blades are held by stops. On the other hand, it is not clear from the application how the stops holding the levers are guided.

Die DE 434768 zeigt ein Schaufelrad, bei dem die Schaufel unterhalb der Mitte drehbar gelagert ist und sich oben zwischen zwei festen Anschlägen bewegen kann. Durch die Verdrehung stellen sich beim Auftauchen aus dem Wasser günstigere Anstellwinkel ein, die zu einem verbesserten Wirkungsgrad führen.The DE 434768 shows a paddle wheel, wherein the blade is rotatably mounted below the center and can move up between two fixed stops. By twisting arise when emerging from the water more favorable angles of attack, which lead to improved efficiency.

Die DE 709253 betrifft ein Vertikalachs-Schaufelrad mit durch Gestänge verstellbare Schaufeln.The DE 709253 relates to a vertical axis paddle wheel with paddle adjustable blades.

Ein Vertikalachs-Schaufelrad ist ebenso aus der DE 709253 bekannt, wobei Stellmotoren die Schaufelstellung steuern.A vertical axis paddle wheel is also from the DE 709253 known, wherein actuators control the blade position.

In der DE 340898 erfolgt die kontinuierliche Schaufelverstellung durch einen Excenter.In the DE 340898 the continuous blade adjustment is done by an eccentric.

Die US 5,297,933 offenbart ein Schaufelrad, bei dem die Stellung der Schaufeln durch mit den Schaufeln verbundenen Gewichten erfolgt.The US 5,297,933 discloses a paddle wheel in which the position of the blades is connected by blades Weights are carried out.

Diese bekannten Lösungen führen teilweise zu einer Verbesserung der Schaufelräder, sind jedoch nicht oder nur sehr eingeschränkt in der Lage, die Schaufeln so einzustellen, dass das Schaufelrad den hydrodynamischen und sonstigen Anforderungen gerecht wird und somit einen hohen Wirkungsgrad erzielen kann. Darüber hinaus erfordern die bekannten Schaufelstellvorrichtungen einen teilweise enormen Aufwand.These known solutions sometimes lead to an improvement of the paddle wheels, but are not or only very limited able to adjust the blades so that the paddle wheel is the hydrodynamic and other requirements and thus can achieve high efficiency. In addition, the known blade adjusting devices require a sometimes enormous effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaufelrad zu schaffen, das dafür sorgt, dass die Schaufeln entsprechend der jeweiligen Phase eine den hydrodynamischen Bedingungen optimale Stellung einnehmen. Insbesondere soll vermieden werden, dass die Schaufeln beim Eintauchen Wasser nach unten drücken und beim Auftauchen Wasser über die Wasserlinie heraus heben. Zugleich soll verhindert werden, dass die Schaufeln unmittelbar nach dem Eintauchen und vor dem Auftauchen aus dem Wasser, bedingt durch die dann geringe horizontale Geschwindigkeitskomponente der Schaufeln, eine Abbremsung des Schiffes bewirken. Die Schaufeln können entgegen der Vortriebsrichtung nachgeben. Wenn die relative Strömungsgeschwindigkeit des Wassers größer als die Horizontalgeschwindigkeitskomponente der Schaufeln ist, stellen sich die Schaufeln mit einem Winkel von >90 Grad zur Wasseroberfläche in Vortriebsrichtung ein.The invention has for its object to provide a paddle wheel, which ensures that the blades according to the respective phase occupy an optimal hydrodynamic conditions position. In particular, it should be avoided that the blades press water when immersing down and lift water on the water line when emerging. At the same time to prevent the blades immediately after immersion and before emerging from the water, caused by the then low horizontal velocity component of the blades, a deceleration of the ship. The blades can yield against the advancing direction. When the relative flow velocity of the water is greater than the horizontal velocity component of the blades, the blades are at an angle of> 90 degrees to the water surface in the propulsion direction.

Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass eine Abbremsung des Schaufelrades verhindert wird. Aus diesem Vorteil resultiert ein höherer Wirkungsgrad des Schaufelrades. Diese Funktion ist unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Flusses und der Drehzahl des Schaufelrades gegeben. Damit können derartige Schaufelräder auch tiefer ins Wasser eintauchen und haben damit eine größere wirksame Schaufelfläche.With the invention is achieved in the specified application that a deceleration of the blade wheel is prevented. This advantage results in a higher Efficiency of the paddle wheel. This function is independent of the flow velocity of the flow and the speed of the paddle wheel. Thus, such paddle wheels can also dive deeper into the water and thus have a larger effective blade area.

Die Schaufelräder können somit bei gleicher Leistung kleiner gebaut werden. Zugleich können die Schaufelräder dadurch und durch das bessere Ablaufverhalten mit höheren Drehzahlen effizient betrieben werden, was die Antriebsleistung weiter erhöht.The paddle wheels can thus be built smaller with the same power. At the same time, the paddle wheels can be efficiently operated thereby and due to the better drainage behavior with higher rotational speeds, which further increases the drive power.

Anspruch 2 zeigt eine zu Anspruch 1 alternative Ausgestaltung, die darin besteht, dass die Schaufeln beim Eintauchen und beim Auftauchen in eine nach hinten geneigte Position gebracht werden. Dazwischen nehmen die Schaufeln die zum Vortrieb optimale senkrechte Stellung ein. Diese Lösung mit stetiger Schaufelführung sieht das Freischwingen nach hinten wie in Anspruch 1 nicht vor. Die stetige Führung der Schaufeln soll dem sich von selbst einstellenden Schaufelwinkel gemäß Anspruch 1 möglichst nahe kommen. Die Bremsverluste beim Ein- und Auftauchen werden reduziert und die mechanischen Komponenten für das Freischwingen nach hinten können entfallen. Durch die stetige Führung werden die aus dem Freischwingen der Schaufeln resultierenden Anschlaggeräusche vermieden.Claim 2 shows an alternative to claim 1 embodiment, which is that the blades are brought into a rearwardly inclined position during immersion and emergence. In between, the blades take the optimal vertical position for propulsion. This solution with continuous blade guidance does not provide the free swinging back as in claim 1. The continuous guidance of the blades should come as close as possible to self-adjusting blade angle according to claim 1. The braking losses during entry and emergence are reduced and the mechanical components for free swinging back can be omitted. Due to the steady guidance resulting from the free swinging of the blades impact noises are avoided.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zur Stellung der Schaufeln und des Schaufelrades mit drehbaren Schaufeln ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the method for positioning the blades and the blade wheel with rotatable blades resulting from the dependent claims.

Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 3 werden die Schaufeln in eine bezogen auf die Umfangslinie des Schaufelrades tangentiale Stellung gebracht und bilden in diesem Bereich einen nahezu geschlossenen Zylindermantel. Durch die tangentiale Stellung wird verhindert, dass an den Schaufeln befindliche Wassertropfen bzw. im Schaufelrad befindliche Luft durch Fliehkräfte beschleunigt werden und diese somit als Antriebsenergie für das Schaufelrad verloren gehen. Durch geringe Veränderung der Stellung der Schaufeln in diesem Bereich können gezielt die Druckverhältnisse innerhalb des Schaufelrades beeinflusst werden. Zugleich wird der Platzbedarf des Schaufelrades verringert.According to the embodiment according to claim 3, the blades are brought into a relation to the circumferential line of the blade wheel tangential position and form in this area a nearly closed cylinder jacket. The tangential position prevents water droplets located on the blades or air contained in the blade wheel from being accelerated by centrifugal forces and thus lost as drive energy for the blade wheel. By slightly changing the position of the blades in this area, the pressure conditions within the blade wheel can be specifically influenced. At the same time the space requirement of the paddle wheel is reduced.

Der Bewegungsablauf der Schaufeln kann so realisiert werden, dass die Schaufeln immer von derselben Seite oder aber wechselseitig beaufschlagt werden. Bei wechselseitiger Beaufschlagung muss sich die Schaufelwelle in der Mitte der Schaufel befinden. Bei einer vollen Schaufelradumdrehung führen die Schaufelwellen einschließlich Schaufeln nur eine halbe Umdrehung aus.The movement of the blades can be realized so that the blades are always acted upon by the same side or mutually. When alternately applied, the blade shaft must be in the middle of the blade. With a full bucket wheel revolution, the blade shafts, including blades, perform only half a turn.

Nebenanspruch 4 beschreibt die Merkmale eines Schaufelrades gemäß Verfahrensanspruch 1, Anspruch 5 beschreibt die Merkmale eines Schaufelrades gemäß Anspruch 2 und Anspruch 6 die Merkmale eines Schaufelrades gemäß Anspruch 3.Claim 4 describes the characteristics of a paddle wheel according to method claim 1, claim 5 describes the characteristics of a paddle wheel according to claim 2 and claim 6, the features of a paddle wheel according to claim 3.

In Nebenanspruch 7 ist das Schaufelrad dadurch gekennzeichnet, dass die drehbar gelagerten Schaufeln durch einen Stellhebel gestellt werden, wobei der Stellhebel mit dem Führungselement an einer gegenüber dem Schaufelrad feststehenden Führungsschiene geführt wird. Die Form der Führungsschiene(n) gibt dabei das Bewegungsprogramm zur Steuerung der Stellung der Schaufeln vor. Damit kommt zur Steuerung der Schaufelstellung das Prinzip eines Kurvengetriebes mit Kurvenscheibe (Führungsschienen) und Rollhebel (Stellhebel mit Führungselement) zur Anwendung. Unter dem Bewegungsprogramm soll verstanden werden, dass die Stellung, also der Winkel der Schaufeln in Abhängigkeit von der tatsächlichen Position am Schaufelrad, beim Eintauchen, im Bereich des vollständigen Eintauchens, beim Auftauchen und in der Rückführphase außerhalb des Wassers vorgegeben wird. Die Schaufelhebel können z.B. direkt mit der Schaufel oder über eine Welle verbunden sein. Dabei kann der Stellhebel so wie die Schaufel ausgerichtet oder auch in einem Winkel zur Schaufel mit dieser verbunden sein. Durch die Formgebung der Führungsschienen ist es möglich, freie Bewegungsprogramme für die Schaufelstellung zu realisieren.In dependent claim 7, the paddle wheel is characterized in that the rotatably mounted blades are provided by an adjusting lever, wherein the adjusting lever with the guide element on a relative to the paddle wheel fixed guide rail is guided. The shape of the guide rail (s) provides the motion program for controlling the position of the blades. In order to control the blade position, the principle of a cam mechanism with cam (guide rails) and roller lever (lever with guide element) is used. The movement program is to be understood as meaning that the position, ie the angle of the blades depending on the actual position on the paddle wheel, during immersion, in the area of complete immersion, during emergence and in the return phase is specified outside the water. The blade levers may, for example, be connected directly to the blade or via a shaft. In this case, the adjusting lever can be aligned as the blade or at an angle to the blade connected to this. Due to the shape of the guide rails, it is possible to realize free movement programs for the blade position.

Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 8 sind Führungsschienen auf einer Seite, der dazu gegenüberliegenden Seite bzw. auf beiden Seiten des Führungselementes angeordnet. Dabei ist es möglich, durch eine einseitige Führungsschiene die Beweglichkeit der Schaufeln in einer Richtung zu begrenzen und in der anderen Richtung freizugeben (Anschlag). Durch beidseitig des Führungshebels angeordnete Führungsschienen kann die exakte Stellung des Führungshebels und damit der Schaufel vorgegeben werden. Die Abstände beider Führungsschienen ermöglichen ein entsprechendes Spiel der Schaufeln proportional zum Abstand der Führungsschienen.According to the embodiment according to claim 8 guide rails are arranged on one side, the opposite side or on both sides of the guide element. It is possible to limit the mobility of the blades in one direction by a one-sided guide rail and release in the other direction (stop). By arranged on both sides of the guide lever guide rails, the exact position of the guide lever and thus the blade can be specified. The distances between the two guide rails allow a corresponding play of the blades proportional to the distance of the guide rails.

Mit Weiterbildung nach Anspruch 9 ist das Führungselement eine Führungsrolle. Eine Führungsrolle weist z.B. gegenüber einem Führungsstift den Vorteil auf, dass Reibung und Verschleiß geringer sind.With development according to claim 9, the guide element is a leadership role. A guide roller has e.g. compared to a guide pin on the advantage that friction and wear are less.

Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 10 ist das Führungselement eine drehbar mit dem Stellhebel verbundene und mit einer Feder vorgespannte Wippe, wobei an den Enden der Wippe jeweils Führungsrollen angeordnet sind. Durch die Vorspannung wird erreicht, dass eine Führungsrolle an einer der Führungsschienen und die andere Führungsrolle an der anderen Führungsschiene jeweils mit Andruck entlang rollt. Dadurch können die Führungsschienen mit einem Abstand zueinander ausgeführt werden und damit ein Klemmen der Führungsrollen sicher vermieden werden, ohne das es aufgrund des Spiels zu beliebigen Hin- und Herbewegungen mit entsprechender Geräuschentwicklung kommen kann.According to the embodiment according to claim 10, the guide element is a rotatably connected to the adjusting lever and biased by a spring rocker, wherein at the ends of the rocker respectively guide rollers are arranged. By the bias is achieved that one guide roller on one of the guide rails and the other guide roller rolls on the other guide rail with each pressure along. As a result, the guide rails can be made with a distance from each other and thus a clamping of the guide rollers can be safely avoided without it due to the game can come to any reciprocation with appropriate noise.

Mit Weiterbildung nach Anspruch 11 sind die Führungsschienen in oder aus dem Wirkungsbereich der Führungselemente verschiebbar. Die Verschiebbarkeit der Führungsschienen bzw. einzelner Abschnitte von Führungsschienen ermöglicht es, das Bewegungsprogramm zu ändern. So können beispielsweise für die Rückwärtsfahrt Schienenabschnitte in den Wirkungsbereich der Führungselemente bewegt werden und somit eine entsprechende Begrenzung für die Rückwärtsfahrt eingerichtet werden. Weiterhin können einzelne Schienenabschnitte für möglicherweise an entsprechende Betriebsbedingungen angepasste Schaufelpositionen verschoben werden.With development according to claim 11, the guide rails are displaceable in or out of the sphere of action of the guide elements. The displaceability of the guide rails or individual sections of guide rails makes it possible to change the movement program. Thus, for example, for the reverse drive rail sections are moved into the sphere of action of the guide elements and thus a corresponding limit for the reverse drive can be established. Furthermore, individual rail sections can be moved for possibly adapted to corresponding operating conditions blade positions.

Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 12 sind mit den Stellhebeln Anschlagelemente verbunden, wobei die Schaufeln an die Anschlagelemente anschlagen. Damit wird verhindert, dass die Kraft, insbesondere im Arbeitsbereich, vollständig durch die Schaufelwellen übertragen werden muss. Somit kann das Schaufelrad mit geringerem Gewicht ausgeführt werden.According to the embodiment according to claim 12 stop elements are connected to the adjusting levers, wherein the blades abut against the stop elements. This prevents that the force, in particular in the work area, must be completely transmitted by the blade shafts. Thus, the paddle wheel can be made lighter in weight.

Gemäß Weiterbildung nach Anspruch 13 sind die Anschlagelemente schwenkbar, so dass sie aus dem Wirkungsbereich der Schaufeln hinein- bzw. herausgeschwenkt werden können. Damit kann eine Behinderung durch die Schaufelradwangen vermieden werden. Die Steuerung der Anschläge kann durch eine vorhandene bzw. zusätzliche Führungsschiene erfolgen.According to a further development according to claim 13, the stop elements are pivotable, so that they can be pivoted in or out of the effective range of the blades. This obstruction by the Schaufelradwangen can be avoided. The control of the attacks can be done by an existing or additional guide rail.

Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 14 weisen die Schaufeln und andere Teile mit Wasserkontakt eine hydrophobe Oberfläche auf, die ein schnelles Ablaufen des Wassers gewährleistet und dadurch das den Wirkungsgrad mindernde Mitreißen von Wasser verhindert.According to the embodiment according to claim 14, the blades and other parts with water contact on a hydrophobic surface, which ensures rapid drainage of the water, thereby preventing the efficiency-reducing entrainment of water.

Entsprechend der Weiterbildung nach Anspruch 15 ist die Höhe des Schaufelrades bezüglich des Schiffsrumpfs veränderbar. Das bietet die Möglichkeit, die Eintauchtiefe der Schaufeln in Abhängigkeit vom Tiefgang aufgrund des Beladungszustandes des Schiffes zu optimieren. Zugleich ist es möglich, die Eintauchtiefe des Schaufelrades zu verringern, um bei Niedrigwasser die Gewässer trotzdem, wenn auch nicht mit der optimale Schaufelradtiefe, befahren zu können. Die Höhenverstellbarkeit ist einfach durch eine kurbelartige Schwenkwelle realisierbar.According to the embodiment according to claim 15, the height of the paddle wheel with respect to the hull is variable. This offers the possibility to optimize the immersion depth of the blades depending on the draft due to the loading condition of the ship. At the same time it is possible to reduce the depth of immersion of the impeller to navigate the waters at low water, albeit not with the optimum Schaufelradtiefe anyway. The height adjustment is easily realized by a crank-like pivot shaft.

Anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 die Seitenansicht des Schaufelrades mit über dem Umfang verteilten Schaufeln in prinziphafter Darstellung,
  • Fig. 2 das Schaufelrad mit Stellhebeln und Führungsschienen nach Fig. 1,
  • Fig. 3 Schaufelrad mit über dem Umfang verteilten Schaufeln in einer anderen Ausführung,
  • Fig. 4 das Schaufelrad mit Stellhebeln und Führungsschienen nach Fig. 3
  • Fig. 5 das Schaufelrad von hinten,
  • Fig. 6 das Detail Stellhebel,
  • Fig. 7 ein Stellhebel mit Wippe in der Seitenansicht und
  • Fig. 8 ein Stellhebel mit Wippe in der Draufsicht.
Nachfolgend werden das Schaufelrad 3 mit drehbaren Schaufeln 1a bis 1f und das Verfahren zur Stellung der drehbaren Schaufeln 1a bis 1f detaillierter beschrieben. Als Kennzeichen gegenüber der bisherigen Schaufelräder wird den erfindungsgemäßen Schaufelrädern 3 mit drehbaren Schaufeln 1a bis 1f die Bezeichnung N-Rad zugeordnet.With reference to drawings and embodiments, the invention will be explained in more detail below. Show it:
  • Fig. 1 the side view of the paddle wheel with distributed over the circumference blades in a schematic representation,
  • Fig. 2 the paddle wheel with levers and guide rails after Fig. 1 .
  • Fig. 3 Paddle wheel with circumferentially distributed blades in another embodiment,
  • Fig. 4 the paddle wheel with levers and guide rails after Fig. 3
  • Fig. 5 the paddle wheel from behind,
  • Fig. 6 the detail lever,
  • Fig. 7 a lever with rocker in the side view and
  • Fig. 8 a lever with rocker in the plan view.
Hereinafter, the bucket wheel 3 having rotary blades 1a to 1f and the method for setting the rotary blades 1a to 1f will be described in more detail. As a characteristic opposite to the previous paddle wheels, the designation N wheel is assigned to the paddle wheels 3 according to the invention with rotatable blades 1a to 1f.

In Figur 1 ist das Schaufelrad 3 in der Seitenansicht dargestellt. Die Schaufeln 1a bis 1f sind oberhalb der Mitte mit einer Schaufelwelle 9 an den beiden Schaufelradwangen 4 des Schaufelrades 3 drehbar befestigt. Ebenso kann die Schaufelwelle 9 jeweils in der Mitte der Schaufeln 1 angeordnet sein. Als Schaufeln 1a bis 1f kommen neben den gezeigten ebenen Schaufeln 1 alle Schaufelausführungen, wie z.B. gewölbte oder aerodynamisch geformte, infrage. Um den Schwerpunkt der außermittig mit dem Schaufelrad 3 verbundenen Schaufeln 1a bis 1f zu verschieben, können die Schaufeln 1a bis 1f im oberen Bereich abgewinkelt oder mit Gewichten versehen sein. Das Schaufelrad 3 dreht sich um die Schaufelradwelle 10. Die Buchstaben a-f bei den Bezugszeichen kennzeichnen die Position der Schaufeln 1 in den einzelnen Phasen der Schaufelraddrehung. Die Stellung der Schaufeln 1a bis 1f entspricht den Ansprüchen 1 bis 4. Die Schaufel 1a taucht etwa senkrecht in das Wasser 2, z.B. eines Flusses, ein. Die folgende Beschreibung orientiert sich an der Drehrichtung DR. Unmittelbar nach dem Eintauchen ist die Horizontalkomponente der Schaufelgeschwindigkeit kleiner als die Relativgeschwindigkeit des Schaufelrades 3 im Bezug zum Wasser 2, so dass die Schaufel 1b durch das Wasser 2 mitbewegt wird, siehe Pfeil, und einen Winkel A zur Wasseroberfläche von >90 Grad einnimmt. Die Schaufel 1c richtet sich aber schnell senkrecht zur Wasseroberfläche WL aus, wobei sie durch die Stellvorrichtung in Vortriebsrichtung auf 90 Grad begrenzt wird. In diesem Bereich wird die Antriebsleistung des Schaufelrades 3 auf das Wasser 2 übertragen. Kurz vor dem völligen Auftauchen verringert sich die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit des Schaufelrades 3, so dass sich wieder ein Winkel A der Schaufel 1d größer 90 Grad einstellt und somit verhindert wird, dass die Schaufeln 1d bremsend wirken. Die relative Strömung des Wassers 2 bewirkt ein Nachgeben der Schaufel 1d. Durch die nahezu gleiche Geschwindigkeit von Wasser 2 und Schaufel 1d wird wirkungsvoll ein Herausschleudern von Wasser auch bei höheren Drehzahlen verhindert. Die ansonsten durch das Herausschleudern von Wasser 2 resultierenden Energieverluste werden vermieden. Die verbleibende geringe Wassermenge läuft schnell ab. Durch eine hydrophobe Ausführung der Oberfläche der Schaufeln 1a bis 1f kann das Ablaufen des Wassers noch verbessert werden. Nachdem die Schaufeln 1e ganz aus dem Wasser 2 aufgetaucht sind, bewegen sie sich in eine Tangentialstellung bezogen auf das Schaufelrad 3. Durch diese Stellung wird der Platzbedarf des Schaufelrades 3 verringert. Zugleich werden Energieverluste vermieden, die ansonsten durch Fliehkräfte auf Wasserreste oder die Luft übertragen würden. Es wird de facto eine Kreiselpump- bzw. Lüfterwirkung des Schaufelrades 3 unterbunden.
Möglichst kurz vor dem Eintauchen dreht sich die Schaufel 1f zu 1a vorzugsweise nach innen um ca. 110 Grad, siehe Pfeil, so dass sie unmittelbar vor dem Eintauchen wieder eine etwa senkrechte Stellung zur Wasseroberfläche WL einnimmt.In FIG. 1 the paddle wheel 3 is shown in side view. The blades 1a to 1f are rotatably mounted above the center with a blade shaft 9 on the two Schaufelradwangen 4 of the blade wheel 3. Likewise, the blade shaft 9 may be arranged in each case in the middle of the blades 1. As blades 1a to 1f, all blade embodiments, such as curved or aerodynamic, come next to the flat blades 1 shown shaped, in question. In order to shift the center of gravity of the vanes 1a to 1f connected eccentrically with the blade wheel 3, the blades 1a to 1f may be angled or provided with weights in the upper region. The paddle wheel 3 rotates about the paddlewheel shaft 10. The letters af at the reference numerals indicate the position of the paddles 1 in the individual phases of paddlewheel rotation. The position of the blades 1a to 1f corresponds to claims 1 to 4. The blade 1a dips approximately perpendicularly into the water 2, for example a river. The following description is based on the direction of rotation DR. Immediately after immersion, the horizontal component of the blade speed is less than the relative speed of the blade wheel 3 with respect to the water 2, so that the blade 1b is moved by the water 2, see arrow, and an angle A to the water surface of> 90 degrees occupies. The blade 1c but aligns quickly perpendicular to the water surface WL, being limited by the actuator in the direction of advance to 90 degrees. In this area, the drive power of the paddle wheel 3 is transmitted to the water 2. Shortly before the complete emergence, the horizontal component of the speed of the blade wheel 3 decreases, so that again an angle A of the blade 1d is set greater than 90 degrees and thus the blades 1d are prevented from braking. The relative flow of the water 2 causes a yielding of the blade 1d. Due to the almost same speed of water 2 and blade 1d effectively ejection of water is prevented even at higher speeds. Otherwise by the Throwing out of water 2 resulting energy losses are avoided. The remaining small amount of water runs off quickly. By a hydrophobic design of the surface of the blades 1a to 1f, the drainage of the water can be further improved. After the blades 1e have emerged completely out of the water 2, they move into a tangential position relative to the blade wheel 3. By this position, the space requirement of the blade wheel 3 is reduced. At the same time energy losses are avoided, which would otherwise be transferred by centrifugal forces on water residues or the air. It is de facto a centrifugal pumping or fan effect of the blade wheel 3 is suppressed.
If possible shortly before immersion, the blade 1f to 1a preferably rotates inwards by about 110 degrees, see arrow, so that it again assumes an approximately vertical position to the water surface WL immediately before immersion.

Die Darstellung von Figur 2 geht aus Figur 1 hervor und zeigt eine Ausführung der Stellvorrichtung für die Schaufeln 1a bis 1f, bestehend aus Stellhebeln 5a, 5b mit Führungselementen 6 und Führungsschienen 7a bis 7d.The representation of FIG. 2 comes from FIG. 1 and shows an embodiment of the adjusting device for the blades 1a to 1f, consisting of adjusting levers 5a, 5b with guide elements 6 and guide rails 7a to 7d.

Vom Eintauchen bis zum Auftauchen kann die Schaufel 1b, 1c, 1d einen Winkel A größer-gleich 90 Grad zur Wasseroberfläche WL in Vortriebsrichtung VR einnehmen. Die Schaufeln 1a bis 1f sind durch Schaufelwellen 9 in den Schaufelradwangen 4 drehbar gelagert. Die Schaufeln 1c bis 1e sind mit Stellhebel 5a, 5b verbunden, die jeweils eine Führungsrolle 6 besitzen. Die Stellhebel 5a, 5b und damit die Schaufeln 1a bis 1f werden von im Bezug zum N-Rad 3 feststehenden Führungsschienen 7a bis 7d ausgerichtet. Die wirksamen Stellhebel 5a sind im Arbeitsbereich (im Wasser 2) etwa im rechten Winkel zur Schaufel 1c angeordnet. Die Führungsschiene 7a kann direkt oder indirekt am Schiffsrumpf befestigt sein. Durch die entsprechende Positionierung der Führungsschiene 7a kann der Winkel A der Schaufelstellung auf größer-gleich 90 Grad
begrenzt werden. Gegebenenfalls kann die Führungsschiene 7b weggelassen werden so, dass nur eine einseitige Führungsschiene 7a vorhanden ist. In diesem Fall können die Schaufeln 1b, 1c, 1d entgegen der Vortriebsrichtung VR nachgeben. Durch die zu den Schaufeln 1b, 1c etwa rechtwinklig angeordneten Stellhebel 5a kann die Führungsschiene 7a entsprechend der Kraftwirkung optimal positioniert und zugleich eine gute und verklemmungsfreie Führung der Führungselemente 6 entlang der Führungsschiene 7a gewährleistet werden. Die Ausführung der Führungselemente 6 als Führungsrollen 6 verringert Reibung, Verschleiß, Geräusche und verbessert die verklemmungsfreie Führung entlang der Führungsschienen 7a bis 7d so zusätzlich.From immersion to surfacing, the blade 1b, 1c, 1d can assume an angle A greater than or equal to 90 degrees to the water surface WL in the advancing direction VR. The blades 1a to 1f are rotatably supported by blade shafts 9 in the Schaufelradwangen 4. The blades 1c to 1e are connected to adjusting levers 5a, 5b, each having a guide roller 6. The levers 5a, 5b and thus the blades 1a to 1f are aligned by guide rails 7a to 7d fixed with respect to the N-wheel 3. The effective levers 5a are arranged in the working area (in the water 2) approximately at right angles to the blade 1c. The guide rail 7a may be attached directly or indirectly to the hull. By the corresponding positioning of the guide rail 7a, the angle A of the blade position can be greater than or equal to 90 degrees
be limited. Optionally, the guide rail 7b can be omitted so that only a one-sided guide rail 7a is present. In this case, the blades 1b, 1c, 1d can yield against the advancing direction VR. By means of the blades 1b, 1c arranged approximately at right angles lever 5a, the guide rail 7a can be optimally positioned according to the force and at the same time a good and verklemmungsfreie leadership of the guide elements 6 along the guide rail 7a guaranteed. The design of the guide elements 6 as guide rollers 6 reduces friction, wear, noise and improves the clamp-free guide along the guide rails 7a to 7d so in addition.

Die kürzere Führungsschiene 7b verhindert das Nachgeben der Schaufeln 1c entgegen der Vortriebsrichtung VR, da dies nur beim Eintauchen und Austauchen der Schaufeln 1b und 1d relevant ist. Dadurch dass ein Nachgeben der Schaufeln 1c verhindert wird, ist eine Rückwärtsfahrt entgegen der Vortriebsrichtung VR möglich. Es kann vorteilhaft sein, die Führungsschiene 7b verschiebbar, z.B. senkrecht zur zeichnungsebene, auszuführen, so dass sie bei Bedarf in den Wirkungsbereich der Führungshebel 5 verschiebbar ist.
Im Bereich des Auftauchens der Schaufel 1d wird ein hier dargestellter, in Richtung der Schaufel 1d angeordneter zweiter Stellhebel 5b wirksam. Da die Schaufel 1d hier eine zum Schaufelradumfang nahezu tangentiale Position einnimmt, kann die Kraftwirkung besser durch einen in Richtung der Schaufel 1d positionierten Stellhebel 5b und dazu entsprechend angeordnete Führungsschiene 7c, 7d aufgenommen werden. Sowohl die rechtwinklig angeordneten Stellhebel 5a als auch die in Richtung der Schaufeln 1a bis 1f angeordneten Stellhebel 5b können als eine Baueinheit realisiert sein.The shorter guide rail 7b prevents the buckets 1c from yielding against the advancing direction VR, since this is only relevant when the blades 1b and 1d are submerged and extinguished. The fact that a yielding of the blades 1c is prevented, a reverse drive against the advancing direction VR is possible. It may be advantageous, the guide rail 7b slidably, for example, perpendicular to the drawing plane to execute, so that they are needed in the Range of action of the guide lever 5 is displaced.
In the area of the emergence of the blade 1d, a second adjusting lever 5b, which is arranged here in the direction of the blade 1d, becomes effective. Since the blade 1d here assumes a position that is almost tangential to the bucket wheel circumference, the force effect can be better absorbed by a positioning lever 5b positioned in the direction of the bucket 1d and guide rail 7c, 7d correspondingly arranged thereon. Both the right-angle lever 5a and arranged in the direction of the blades 1a to 1f adjusting lever 5b can be realized as a unit.

Ebenso ist es möglich, die Führungsschienen 7a, 7b mit den zugehörigen Stellhebeln 5a für den Arbeitsbereich von den Führungsschienen 7c, 7d mit den Stellhebeln 5b für den Bereich außerhalb des Wassers 2 räumlich zu trennen und z.B. an verschiedenen Seiten des N-Rades 3 anzuordnen. Nach dem Auftauchen nehmen die Schaufeln 1e eine tangentiale Position ein, so dass sie in diesem Bereich einen Zylindermantel bilden. Hierzu sind beidseitig der Führungselemente bzw. Führungsrollen 6 Führungsschienen 7c, 7d angeordnet, die eine tangentiale Zwangsführung der Schaufel 1e realisieren.Likewise, it is possible to spatially separate the guide rails 7a, 7b with the associated operating area levers 5a from the guide rails 7c, 7d with the outside water control levers 5b, and e.g. to arrange on different sides of the N-wheel 3. After surfacing, the blades 1e assume a tangential position, so that they form a cylinder jacket in this area. For this purpose, the guide elements or guide rollers 6 guide rails 7c, 7d are arranged on both sides, which realize a tangential positive guidance of the blade 1e.

Um die Schaufel 1f wieder in die Ausgangsposition 1a zu bringen, muss diese zurückgedreht werden. Dies kann unmittelbar nach dem Auftauchen, nicht dargestellt, oder, wie hier gezeigt, vor dem Eintauchen durch eine Drehung um ca. 110 Grad erfolgen. Die Führungsschienen 7c, 7d sind entsprechend geformt. Hier soll angemerkt werden, dass die hier wirksamen Stellhebel 5b in Schaufelrichtung auch zu den gezeigten gegenüberliegend angeordnet sein können. Dann würden die Führungsschienen 7c, 7d entsprechend anders verlaufen. Nach dem Drehen der Schaufel 1f nimmt diese beim Eintauchen wieder eine etwa senkrechte Position 1a ein. Die äußere Führungsschiene 7d ermöglicht unmittelbar vor dem Eintauchen der Schaufel 1b ein Zurückweichen des Stellhebels 5a, damit die Schaufel 1b aufgrund der geringen Horizontalgeschwindigkeit der Strömung folgen kann und nicht bremsend wirkt. Nachfolgend wird wieder der rechtwinklig angeordnete Stellhebel 5a wirksam. Bis auf die Schaufelposition 1d sind zur Übersichtlichkeit nur die jeweils wirksamen Stellhebel 5a, 5b dargestellt. Die Stellhebel 5a, 5b können als Baueinheit ebenso wie auch auf verschiedenen Seiten des N-Rades 3 angeordnet sein.To bring the bucket 1f back to the starting position 1a, it must be turned back. This can be done immediately after emergence, not shown, or, as shown here, prior to immersion by rotation about 110 degrees. The guide rails 7c, 7d are shaped accordingly. Here it should be noted that the Here effective lever 5b can also be arranged in the blade direction to the opposite shown. Then the guide rails 7c, 7d would be correspondingly different. After turning the blade 1 f takes this when immersed again an approximately vertical position 1 a. The outer guide rail 7d allows a retraction of the actuating lever 5a immediately before the immersion of the blade 1b, so that the blade 1b can follow the flow due to the low horizontal speed and does not have a braking effect. Subsequently, the right angle arranged lever 5a is effective again. Except for the blade position 1d, only the respective actuating levers 5a, 5b are shown for clarity. The levers 5a, 5b can be arranged as a structural unit as well as on different sides of the N-wheel 3.

Die Anordnung der Stellhebel 5a, 5b und der Führungsschienen 7 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel. Andere, möglicherweise bessere Anordnungen, die auf diesem Prinzip basieren, werden damit nicht ausgeschlossen.The arrangement of the adjusting lever 5a, 5b and the guide rails 7 shows a possible embodiment. Other, possibly better arrangements based on this principle are not excluded.

Die Figur 3 zeigt ein Schaufelrad 3 in der Seitenansicht, das sich um die Schaufelradwelle 10 dreht, wobei die Schaufelradwangen 4 die Schaufelwellen 9 mit den drehbaren Schaufeln 1 halten. Im Unterschied zu Figur 1 werden die Schaufeln 1 hier wechselseitig beaufschlagt. Daher kann die ca. 90 Grad-Drehung vor dem Eintauchen der Schaufel (1f in Figur 1) entfallen.The FIG. 3 shows a paddle wheel 3 in the side view, which rotates about the Schaufelradwelle 10, wherein the Schaufelradfangen 4 hold the blade shafts 9 with the rotatable blades 1. In contrast to FIG. 1 the blades 1 are mutually applied here. Therefore, the approximately 90 degree rotation before immersion of the blade (1f in FIG. 1 ) accounted for.

Beim Eintauchen bzw. Auftauchen bewegen sich die Schaufeln 1a,b und 1d in einem Winkel A > 90 Grad zur
Wasseroberfläche WL nach hinten, da hier die Horizontalkomponente der Schaufelbewegung nicht zum Vortrieb dient, sondern bremsend wirken würde. Die Bewegung der Schaufeln 1a,b und 1d nach hinten kann wiederum passiv durch die sich einstellenden Strömungsverhältnisse oder aktiv durch die Stellhebel mit Führungselement 6 und Führungsschienen 7 (nicht dargestellt) erfolgen.
Bei dieser Ausführung kann das Schaufelrad 3 etwas tiefer in das Wasser 2 eintauchen. Die Schaufelwellen 9 sind hier in der Mitte der Schaufeln 1 angeordnet. Damit ist eine problemlose wechselseitige Beaufschlagung der Schaufeln 1 möglich.When immersed, the blades 1a, b and 1d move at an angle A of> 90 degrees
Water surface WL to the rear, since here the horizontal component of the blade movement does not serve for propulsion, but would have a braking effect. The movement of the blades 1a, b and 1d to the rear can again passively be effected by the adjusting flow conditions or actively by the adjusting lever with guide element 6 and guide rails 7 (not shown).
In this embodiment, the paddle wheel 3 can dip slightly deeper into the water 2. The blade shafts 9 are arranged here in the middle of the blades 1. For a trouble-free mutual application of the blades 1 is possible.

Figur 4 zeigt das Schaufelrad aus Figur 3 mit den Schaufeln 1c im Bereich des Vortriebs und der dazugehörigen Steuereinrichtung aus Stellhebeln 5a, Führungsrollen 6 und Führungsschienen 7. Die in diesem Bereich wirksamen Stellhebel 5a sind etwa im rechten Winkel zur Schaufel 1c beiderseits angeordnet. Die beiderseitige Anordnung ermöglicht eine symmetrischen Aufbau und damit die Möglichkeit, dass die Schaufeln 1c abwechselnd von beiden Seiten beaufschlagt werden. Die Führungsschienen 7a, die beiderseits der Führungsrollen 6 verlaufen, haben eine kreisbogenartige Form, wobei sich die Führungsschienen 7a in der Mitte kreuzen. Diese Anordnung garantiert die senkrechte Stellung der Schaufeln 1c während der Vortriebsphase. FIG. 4 shows the paddle wheel FIG. 3 with the blades 1c in the region of the propulsion and the associated control device from adjusting levers 5a, guide rollers 6 and guide rails 7. The lever 5a active in this area are arranged at right angles to the blade 1c on both sides. The mutual arrangement allows a symmetrical structure and thus the possibility that the blades 1c are acted upon alternately from both sides. The guide rails 7a, which run on both sides of the guide rollers 6, have a circular arc-like shape, wherein the guide rails 7a intersect in the middle. This arrangement guarantees the vertical position of the blades 1c during the propulsion phase.

In der Phase, in der sich die Schaufeln 1e oberhalb der Wasserlinie WL befinden, werden sie in eine annähernd tangentiale Stellung zum Umfang des Schaufelrades 3 gebracht. Hier sind die beiden Stellhebel 5b etwa wie die Schaufeln 1e ausgerichtet. Die Führungsschienen 7b haben eine Kreissegmentbahn. Die Stellhebel 5a sind zu den Stellhebeln 5b um etwa 90 verdreht. Demzufolge müssen die Stellhebel 5a und 5b und entsprechend die Führungsschienen 7a, 7b in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein. Das kann z.B. durch Anordnung beiderseits des Schaufelrades 3 realisiert werden.In the phase in which the blades are 1 e above the waterline WL, they are in an approximately tangential position to the periphery of the impeller 3rd brought. Here, the two levers 5b are aligned approximately like the blades 1e. The guide rails 7b have a circular segment path. The levers 5a are rotated to the adjusting levers 5b by about 90. Consequently, the adjusting levers 5a and 5b and correspondingly the guide rails 7a, 7b must be arranged in different planes. This can be realized, for example, by arranging both sides of the blade wheel 3.

Beim Eintauchen und Auftauchen der Schaufeln 1a,b, 1d werden diese durch die Führungsschienen 7b in eine etwa 30 bis 45 Grad nach hinten geneigte Stellung gebracht. Damit wird die Bremswirkung der Schaufeln 1a,b, 1d in diesen Phasen verringert.Upon immersion and emergence of the blades 1a, b, 1d they are brought by the guide rails 7b in an approximately 30 to 45 degrees backward inclined position. Thus, the braking effect of the blades 1a, b, 1d is reduced in these phases.

Die stetige Führung der Schaufeln 1a,b, 1d in diesen Phasen sollte der sich von selbst einstellenden Stellung der Schaufeln 1a,b, 1d in Figur 1 und Figur 2 möglichst nahe kommen. Ebenso sind Kombinationen der Schaufelsteuerung aus Figur 2 und Figur 4 realisierbar.The continuous guidance of the blades 1a, b, 1d in these phases should be the self-adjusting position of the blades 1a, b, 1d in FIG FIG. 1 and FIG. 2 get as close as possible. Likewise, combinations of the blade control are off FIG. 2 and FIG. 4 realizable.

Figur 5 zeigt das Schaufelrad 3 von hinten. Die Schaufeln 1c bis 1e werden über Schaufelwellen 9 in den Schaufelwangen 4 gehalten, die wiederum mit der Schaufelradwelle 10 verbunden sind und durch diese angetrieben werden. Die Schaufeln 1c bis 1e sind zur Verdeutlichung unterschiedlich gemustert dargestellt und verdecken sich teilweise. Im oberen Bereich schmiegen sich die Schaufeln 1e tangential an das Schaufelrad 3 an. Im unteren Bereich sind die mehr oder weniger senkrechten Schaufeln 1c, 1d dargestellt. FIG. 5 shows the paddle wheel 3 from behind. The blades 1c to 1e are held by blade shafts 9 in the blade cheeks 4, which are in turn connected to the Schaufelradwelle 10 and driven by them. The blades 1c to 1e are shown differently patterned for clarity and partially obscure. In the upper area, the blades 1e snugly engage the blade wheel 3. In the lower area, the more or less vertical blades 1c, 1d are shown.

Die nicht dargestellten Stellhebel 5 mit Führungselement/ Führungsrolle 6 und Führungsschienen 7 befinden sich in einem Steuerkasten 11. Damit sind sie besser vor Verunreinigung geschützt. Der Steuerkasten 11 ist vorzugsweise strömungstechnisch optimiert. Bei breiten Schaufelrädern 3 können an beiden Seiten Steuerkästen 11 angeordnet sein. Der Steuerkasten 11 kann in den Schiffsrumpf integriert sein. Die Durchführungen der Schaufelwellen 9 durch den Steuerkasten 11 etc. sollen mit Wellendichtungen (nicht dargestellt) abgedichtet sein, um ein Eindringen von Wasser zu verhindern. Zusätzlich kann mit einer Pumpe (nicht dargestellt) in den Steuerkasten 11 eindringendes Wasser entfernt werden. Damit kann der Verschleiß bei Führungselementen, Stellhebeln und Führungsschienen deutlich reduziert werden.The adjusting lever 5, not shown, with guide element / guide roller 6 and guide rails 7 are located in a control box 11 so that they are better protected against contamination. The control box 11 is preferably optimized in terms of flow. For wide paddle wheels 3 control boxes 11 can be arranged on both sides. The control box 11 may be integrated into the hull. The passages of the blade shafts 9 through the control box 11, etc. should be sealed with shaft seals (not shown) to prevent ingress of water. In addition, with a pump (not shown) in the control box 11 penetrating water can be removed. Thus, the wear on guide elements, levers and guide rails can be significantly reduced.

In Figur 6 ist noch einmal ein Stellhebel 5 mit Führungsrollen 6a, 6b als Detail im Bereich des Auftauchens der Schaufel 1d gezeigt. Die Schaufel 1d befindet sich hinter der Schaufelradwange 4, in der sie mit der Schaufelwelle 9 gelagert ist. Der Stellhebel 5 vereinigt in sich den rechtwinklig zur Schaufel 1d und den in Schaufelrichtung angeordneten Stellhebel 5. Entsprechend sind zwei Führungsrollen 6a, 6b angeordnet. Hier ist der in Richtung der Schaufel 1d angeordnete Stellhebel 5b aus Figur 2 diesem gegenüberliegend angeordnet und wird hier durch die Führungsrolle 6b wirksam. Zusätzlich befindet sich ein Anschlag 8 am Stellhebel 5. Der Anschlag 8 sorgt dafür, dass im Arbeitsbereich, im Wasser, in dem die Kraftübertragung groß ist, die Kraft nicht allein durch die Schaufelwelle 9 übertragen werden muss. Der Anschlag 8 muss demzufolge entweder an der Schaufelradwange 4 vorbeiführen oder auf der Innenseite der Schaufelradwange 4 angeordnet sein. Außerhalb des Arbeitsbereiches kann der Anschlag 8 durch vorhandene oder zusätzliche Führungsschienen entsprechend aus dem Schaufelbereich bewegt werden.In FIG. 6 is again a lever 5 with guide rollers 6a, 6b shown as a detail in the area of the emergence of the blade 1d. The blade 1d is located behind the Schaufelradwange 4, in which it is mounted with the blade shaft 9. The adjusting lever 5 combines in itself the right angle to the blade 1d and arranged in the blade direction lever 5. Accordingly, two guide rollers 6a, 6b are arranged. Here is the arranged in the direction of the blade 1d lever 5b FIG. 2 arranged opposite this and is here by the guide roller 6 b effective. In addition, there is a stop 8 on the lever 5. The stop 8 ensures that in the work area, in the water, in which the power transmission is large, the force not only by the Shovel shaft 9 must be transmitted. The stop 8 must therefore either pass past the Schaufelradwange 4 or be arranged on the inside of the Schaufelradwange 4. Outside the work area, the stop 8 can be moved by existing or additional guide rails accordingly from the blade area.

Figur 7 und Figur 8 zeigen einen Stellhebel 5 mit zwei damit drehbar verbundenen und mit einer Feder 12 belasteten Wippe 13, an der die Führungsrollen 6 angeordnet sind. Durch die Feder 12, hier eine torsionsbelastete Schraubenfeder, werden die beiden Führungsrollen 6 gegen die beiden, sich gegenüberliegenden Führungsschienen 7 gedrückt. Durch den Andruck der Führungsrollen 6 können Klappergeräusche vermieden werden. Zugleich kann damit der Abstand der Führungsschienen 7 größer realisiert werden und damit ein Verklemmen einer einzelnen Führungsrolle 6 sicher vermieden werden. Durch den größeren Abstand der Führungsschienen 7 ist das Spiel der Schaufeln größer. In einer anderen nicht dargestellten Ausführung ist eine Führungsrolle 6 fest mit dem Stellhebel 5 verbunden und die andere Führungsrolle 6 federnd z.B. mit einer Wippe bzw. einem Spannhebel 13 am Stellhebel 5 befestigt. Damit ist eine Führungsrolle 6 starr und die andere drückt federnd an die Führungsschiene 7 womit die gleichen Vorteile, wie oben beschrieben, erzielt werden. FIG. 7 and FIG. 8 show a lever 5 with two rotatably connected and loaded with a spring 12 rocker 13, on which the guide rollers 6 are arranged. By the spring 12, here a torsionsbelastete coil spring, the two guide rollers 6 are pressed against the two opposite guide rails 7. By the pressure of the guide rollers 6 rattling noises can be avoided. At the same time so that the distance of the guide rails 7 can be realized larger and thus jamming a single guide roller 6 can be safely avoided. Due to the greater distance of the guide rails 7, the game of blades is greater. In another embodiment, not shown, a guide roller 6 is fixedly connected to the adjusting lever 5 and the other guide roller 6 resiliently, for example, with a rocker or a clamping lever 13 attached to the lever 5. Thus, a guide roller 6 is rigid and the other presses resiliently against the guide rail 7, whereby the same advantages, as described above, are achieved.

Gleichfalls möglich ist eine Ausführung bei der die Anschläge in der Richtung ohne Kraftübertragung klappbar und/oder durch Federn rückstellbar ausgeführt sind. Da im Wasser in der Regel der rechtwinklig zur Schaufel 1d angeordnete Stellhebel 5 mit Führungsrolle 6a wirksam ist, hat der Stellhebel 5 hier eine für die Kraftübertragung entsprechende vorteilhafte Dreiecksform. Daraus kann abgeleitet werden, dass, soweit zweckmäßig, weitere Führungsrollen 6 am Stellhebel 5 angeordnet sein können. Ebenso kann die Führungsrolle 6b bezogen auf die Schaufelwelle 9 gegenüberliegend (oben) positioniert sein. Die Führungsrollen 6 und Führungsschienen 7a, 7c können in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, um falsche Führungen zu vermeiden.Likewise possible is an embodiment in which the attacks in the direction without power transmission are hinged and / or designed recoverable by springs. As in the water usually at right angles to the blade 1d arranged adjusting lever 5 is effective with guide roller 6a, the adjusting lever 5 here has a corresponding advantageous triangular shape for the transmission. It can be deduced that, as far as appropriate, further guide rollers 6 can be arranged on the adjusting lever 5. Similarly, the guide roller 6b relative to the blade shaft 9 opposite (top) to be positioned. The guide rollers 6 and guide rails 7a, 7c can be arranged in different planes in order to avoid false guides.

Die Führungsschienen 7a, 7c können eine dritte Dimension, z.B. in die Zeichnungsebene heraus bzw. hinein, aufweisen, die z.B. für die Steuerung des Anschlags 11 nutzbar ist.The guide rails 7a, 7c may have a third dimension, e.g. into or out of the plane of the drawing, e.g. is usable for the control of the stop 11.

Durch Verschiebung der Führungsschienen innerhalb der Schaufelradwangenebene als auch senkrecht dazu können die Schaufelstellungen über den Umfang verändert werden. Insbesondere ist so durch eine zusätzlich in den Wirkungsbereich der Führungsrollen 6 gebrachte Führungsschiene, nicht dargestellt, die ein Nachschwenken verhindern, beispielsweise eine Rückwärtsfahrt möglich. Durch verschiebbare bzw. in den Bereich der Führungselemente 6 bzw. Führungsrollen 6 hinein bzw. heraus verschiebbare Führungsschienen 7 können unterschiedliche und variable Bewegungsprogramme der Schaufelstellungen über den Schaufelradumfang realisiert werden. Insofern kommt das Schaufelrad 3 auch für die Wasserkraftnutzung, den Medientransport und ggf. weitere Anwendungen infrage. Bei verankertem bzw. an der Anlegestelle festgemachtem Schiff kann das Schaufelrad 3 entsprechend mit einem Generator gekoppelt als Schiffsmühle zur Energieerzeugung genutzt werden.By shifting the guide rails within the Schaufelradwangenebene and perpendicular thereto, the blade positions can be changed over the circumference. In particular, as shown by an additionally brought into the sphere of action of the guide rollers 6 guide rail, not shown, which prevent post pivoting, for example, a reverse drive possible. By displaceable or in the region of the guide elements 6 and guide rollers 6 in or out sliding guide rails 7 different and variable motion programs of the blade positions can be realized on the Schaufelradumfang. In this respect, the paddle wheel 3 is also for the use of hydroelectric power, the media transport and possibly other applications in question. When anchored or moored at the dock ship, the paddle wheel 3 with a corresponding Generator coupled as a ship mill to be used for energy production.

Der motorische Antrieb, z.B. Elektromotoren oder Verbrennungsmotoren, erfolgt jeweils über die Schaufelradwelle 10. Eine Motoranordnung, ggf. mit Getriebe, im Nabenbereich, vorzugsweise als elektrischer Nabenmotor, des Schaufelrades 3 verringert den Platzbedarf im Wasserfahrzeug. In diesem Zusammenhang kann auch besonders einfach die Höhe des Schaufelrades in Bezug zum Schiffsrumpf verändert werden. Mit der Anpassung der Höhe ist bei verändertem Beladungszustand des Schiffes immer eine optimale Eintauchtiefe der Schaufeln realisierbar. Zugleich ist der Nabenmotor gut zugänglich und im Schadensfall schnell austauschbar.The motor drive, e.g. Electric motors or internal combustion engines, in each case via the Schaufelradwelle 10. A motor assembly, possibly with gear in the hub area, preferably as an electric hub motor, the blade wheel 3 reduces the space requirement in the watercraft. In this context, it is also particularly easy to change the height of the paddle wheel in relation to the hull. With the adaptation of the height, an optimal insertion depth of the blades can always be achieved with a changed loading state of the ship. At the same time, the hub motor is easily accessible and quickly exchangeable in case of damage.

Für die Praxis ist es von Vorteil, wenn im oder am Antrieb eine Drehmomentbegrenzung, z.B. durch eine entsprechende Rutschkupplung, vorgesehen ist. Damit wird verhindert, dass das Schaufelrad durch Treibgut Schaden nimmt. Bei Ausführung mit Elektromotorantrieb kann die elektrische Leistungsaufnahme des Motors überwacht und ggf. begrenzt werden. Die Drehmomentbegrenzung durch z.B. Rutsch- oder Rastkupplung kann zusätzlich oder alternativ auch für jede Schaufel vorgesehen sein. Damit kann das Schaufelrad weiter betrieben werden, auch wenn einzelne Schaufeln ausfallen, weil sie beispielsweise blockiert sind.In practice, it is advantageous if in or on the drive a torque limiter, e.g. is provided by a corresponding slip clutch. This prevents the bucket wheel from being damaged by flotsam. In the version with electric motor drive, the electric power consumption of the motor can be monitored and possibly limited. The torque limitation by e.g. Slip or detent coupling may additionally or alternatively be provided for each blade. Thus, the paddle wheel can continue to operate, even if individual blades fail because they are blocked, for example.

Das Schaufelrad bzw. die Schaufelräder können unterschiedlichst angeordnet sein, z. B. am Bug, Heck, Boden bzw. seitlichen Flanken des Schiffes ganz oder teilweise unterhalb der Wasserlinie WL, wobei die Schaufelradwellen dabei eine waagerechte, senkrechte oder schräge Position zur Wasseroberfläche einnehmen können. Dabei können die Schaufelräder 3 auch teilweise nur mit den für den Vortrieb relevanten Schaufeln aus dem Schiffsrumpf herausragen. Damit sind beispielsweise an den seitlichen Flanken des Schiffsrumpfes angeordnete Schaufelräder 3 mit vertikalen Schaufelradwellen ausführbar, wobei jeweils nur der Teil des Schaufelrades 3 mit den vortriebsrelevanten Schaufeln aus dem Schiffsrumpf herausragt und der andere Teil des Schaufelrades in den Schiffsrumpf integriert ist. Bei dieser Ausführung kann der Steuerkasten auch oberhalb der Wasserlinie angeordnet sein.The paddle wheel or the paddle wheels can be arranged very different, z. B. at the bow, stern, bottom or side flanks of the ship or partially below the waterline WL, wherein the Schaufelradwellen can assume a horizontal, vertical or oblique position to the water surface. In this case, the paddle wheels 3 can also protrude partially only with the blades relevant for the propulsion from the hull. Thus, arranged on the lateral flanks of the ship's hull paddle wheels 3 with vertical Schaufelradwellen executable, in each case only the part of the paddle wheel 3 protrudes with the propulsion-relevant blades from the hull and the other part of the paddle wheel is integrated into the hull. In this embodiment, the control box can also be arranged above the waterline.

Vor dem Schaufelrad 3 kann ein aktivierbarer Rechen angeordnet sein. Im Bedarfsfall wird der Rechen vor dem Schaufelrad in das Wasser gelassen und führt das Treibgut seitlich am Schaufelrad 3 vorbei. Dazu sind die Rechenstäbe horizontal und schräg zur Fahrtrichtung angeordnet. Die Aktivierung des Rechens kann automatisch und/oder von Hand erfolgen.Before the paddle wheel 3, an activatable rake can be arranged. If necessary, the rake is left in front of the impeller in the water and leads the flotsam laterally past the impeller 3. For this purpose, the computing bars are arranged horizontally and obliquely to the direction of travel. The activation of the rake can be done automatically and / or by hand.

Die Schaufelstellungen können ebenso durch elektromotorische Stellantriebe realisiert werden.
Für kleinere Boote ist z.B. auch ein Pedalantrieb möglich.The blade positions can also be realized by electric motor actuators.
For smaller boats, for example, a pedal drive is possible.

Von Vorteil kann auch die Anordnung eines oder mehrerer Auftriebskörper sein, z.B. das Steuerruder durch eine Ausführung als Hohlkörper aus Aluminium. Durch den Auftrieb kann der Tiefgang des Schiffes verringert werden.Of advantage may also be the arrangement of one or more buoyancy bodies, for example, the rudder by a design as a hollow body made of aluminum. By boosting the draft of the ship can be reduced.

Zusammenstellung der BezugszeichenCompilation of the reference numerals

1a bis 1f -1a to 1f -
Schaufel, SchaufelpositionenShovel, bucket positions
2 -2 -
Wasserwater
3 -3 -
Schaufelrad, N-RadPaddle wheel, N-wheel
4 -4 -
SchaufelradwangeSchaufelradwange
5 -5 -
Stellhebellever
5a, 5b -5a, 5b -
Stellhebellever
6 -6 -
Führungselement, FührungsrolleGuide element, guide roller
6a, 6b -6a, 6b -
Führungselement, FührungsrolleGuide element, guide roller
7 -7 -
Führungsschienenguide rails
7a bis 7d -7a to 7d -
Führungsschienenguide rails
8 -8th -
Anschlag, AnschlagelementeStop, stop elements
9 -9 -
Schaufelwellepaddle shaft
10 -10 -
Schaufelradwellebucket wheel
11 -11 -
Steuerkastencontrol box
12 -12 -
Federfeather
13 -13 -
Wippe, SpannhebelRocker, clamping lever
WL -WL -
Wasseroberfläche, WasserlinieWater surface, waterline
A -A -
Winkel zwischen Schaufel und Wasseroberfläche in VortriebsrichtungAngle between blade and water surface in the direction of advance
VR -VR -
Vortriebsrichtungdrive direction
DR -DR -
Drehrichtungdirection of rotation

Claims (15)

Verfahren zur Stellung von drehbaren Schaufeln an einem Schaufelrad,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1a) durch eine Stellvorrichtung unmittelbar beim Eintauchen in das Wasser (2) in eine zur Wasseroberfläche (WL) etwa senkrechte Stellung gebracht werden und die Schaufeln (1b, 1c, 1d) anschließend eine Stellung mit einem Winkel (A) größer oder gleich 90 Grad bezogen auf die Wasseroberfläche (WL) in Vortriebsrichtung (VR) einnehmen können, wobei sich der tatsächliche Winkel (A) aus den jeweiligen Strömungsverhältnissen an der Schaufel (1b, 1c, 1d) ergibt.Method for positioning rotatable blades on a paddle wheel,
characterized,
in that the blades (1a) are brought into a position approximately perpendicular to the water surface (WL) by an adjusting device immediately upon submersion in the water (2), and the blades (1b, 1c, 1d) subsequently assume a position at an angle (A) greater or equal to 90 degrees with respect to the water surface (WL) in the direction of advancement (VR), the actual angle (A) resulting from the respective flow conditions at the blade (1b, 1c, 1d). Verfahren zur Stellung von drehbaren Schaufeln an einem Schaufelrad,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1a, 1b) durch eine Stellvorrichtung unmittelbar vor dem Eintauchen in das Wasser (2) in eine zur Wasseroberfläche (WL) schräg nach hinten geneigte Stellung gebracht werden, die Schaufeln (1c) anschließend in eine senkrechte Stellung bezogen auf die Wasseroberfläche (WL) gebracht werden und die Schaufeln (1d) beim Auftauchen aus dem Wasser in eine etwa 45 Grad nach hinten geneigte Stellung gebracht werden.Method for positioning rotatable blades on a paddle wheel,
characterized,
in that the blades (1a, 1b) are brought into a position inclined obliquely backwards to the water surface (WL) by an adjusting device immediately before immersion in the water (2), the blades (1c) then being in a vertical position relative to the water surface (WL) are brought and the blades (1d) are brought when emerging from the water in an approximately 45 degrees backward inclined position. Verfahren zur Stellung von drehbaren Schaufeln an einem Schaufelrad nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1e) nach dem Austauchen aus dem Wasser (2) durch die Stellvorrichtung, bestehend aus Führungsschienen (7) und an den Schaufeln (1a bis 1f) befestigten Stellhebeln (5) in eine, bezogen auf die Umfangslinie des Schaufelrades (3) tangentiale Stellung bewegt werden.Method for positioning rotary blades on a blade wheel according to claim 1 or 2,
characterized,
that the blades (1e) after dipping out of the water (2) by the adjusting device, consisting of guide rails (7) and on the blades (1a to 1f) fixed adjusting levers (5) in a, relative to the circumferential line of the blade wheel (3) tangential position are moved. Schaufelrad mit drehbaren Schaufeln,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1a) mittels einer Stellvorrichtung, bestehend aus Führungsschienen (7) und an den Schaufeln (1a bis 1f) befestigten Stellhebeln (5) unmittelbar beim Eintauchen in das Wasser (2) in eine etwa senkrechte Stellung zur Wasseroberfläche (WL) bringbar sind und durch die Schaufeln (1b, 1c, 1d) nach dem Eintauchen ins Wasser (2) eine Position mit einem Winkel (A) größer oder gleich 90 Grad, bezogen auf die Wasseroberfläche (WL) in Vortriebsrichtung (VR) einnehmbar ist, wobei sich der tatsächliche Winkel (A) jeweils aus den Strömungsverhältnissen an der Schaufel (1b, 1c, 1d) ergibt.Paddle wheel with rotating blades,
characterized,
that the blades (1a) by means of an adjusting device, consisting of guide rails (7) and on the blades (1a to 1f) attached adjusting levers (5) immediately upon immersion in the water (2) in an approximately vertical position to the water surface (WL) brought are and by the blades (1b, 1c, 1d) after immersion in the water (2) a position at an angle (A) greater than or equal to 90 degrees, based on the water surface (WL) in the forward direction (VR) is ingestible, wherein the actual angle (A) results in each case from the flow conditions at the blade (1b, 1c, 1d). Schaufelrad mit drehbaren Schaufeln,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1a, 1b) mittels einer Stellvorrichtung, bestehend aus Führungsschienen (7) und an den Schaufeln (1a bis 1f) befestigten Stellhebeln (5) unmittelbar beim Eintauchen in das Wasser (2) in eine etwa senkrechte Stellung zur Wasseroberfläche (WL) bringbar sind, nachfolgend die Schaufeln (1c) in eine senkrechte Stellung bringbar sind und die Schaufeln (1d) beim Auftauchen aus dem Wasser in eine nach hinten geneigte Stellung bringbar sind.Paddle wheel with rotating blades,
characterized,
that the blades (1a, 1b) by means of an adjusting device consisting of guide rails (7) and on the blades (1a to 1f) attached adjusting levers (5) immediately upon immersion in the water (2) in an approximately vertical position to the water surface (WL ) can be brought, subsequently the blades (1c) can be brought into a vertical position and the blades (1d) when emerging from the water in a rearwardly inclined position can be brought. Schaufelrad nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1e) nach dem Austauchen aus dem Wasser (2) durch die Stellvorrichtung in eine, bezogen auf den Umfang des Schaufelrades (3), tangentiale Position bringbar sind und die Schaufeln (1f) vor dem Eintauchen ins Wasser (2) so gedreht werden, dass sie in die Ausgangsposition (1a) bringbar sind.Paddle wheel according to claim 4 or 5,
characterized,
in that the blades (1e) can be brought into a tangential position with respect to the circumference of the blade wheel (3) after the escape from the water (2) by the adjusting device and the blades (1f) are immersed in water (2) before being immersed be rotated so that they can be brought into the starting position (1 a). Schaufelrad mit drehbaren Schaufeln,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1a bis 1f) jeweils durch mindestens einen in der Schaufelradwange (4) des Schaufelrades (3) drehbar gelagerten Stellhebel (5a, 5b) stellbar sind, wobei der Stellhebel (5a, 5b) jeweils mittels Führungselement (6) an mindestens einer gegenüber dem Schaufelrad (3) feststehenden Führungsschiene (7a bis 7d) führbar ist und die Form der Führungsschienen (7a bis 7d) das Bewegungsprogramm zu Steuerung der Stellung der Schaufeln (1a bis 1f) vorgibt.Paddle wheel with rotating blades,
characterized,
in that the blades (1a to 1f) can each be adjusted by at least one adjusting lever (5a, 5b) rotatably mounted in the blade wheel cheek (4) of the blade wheel (3), wherein the adjusting lever (5a, 5b) in each case by means of guide element (6) at least a guide rail (7a to 7d) fixed relative to the blade wheel (3) can be guided and the shape of the guide rails (7a to 7d) defines the movement program for controlling the position of the blades (1a to 1f). Schaufelrad nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungsschienen (7) auf einer Seite, der dazu gegenüberliegenden Seite oder auf beiden Seiten des Führungselementes (6) angeordnet sind.Paddle wheel according to claim 7,
characterized,
in that the guide rails (7) are arranged on one side, on the opposite side or on both sides of the guide element (6). Schaufelrad nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungselement (6) eine Führungsrolle (6) ist.Paddle wheel according to claim 7 and 8,
characterized,
that the guide element (6) is a guide roller (6). Schaufelrad nach Anspruch 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungselement (6) eine mit dem Stellhebel (5) drehbar verbundene und mit einer Feder (12) vorgespannte Wippe (13) ist, an deren Enden jeweils Führungsrollen (6) angeordnet sind.Paddle wheel according to claim 7 to 9,
characterized,
in that the guide element (6) is a rocker (13) which is rotatably connected to the adjusting lever (5) and is prestressed by a spring (12), at the ends of which guide rollers (6) are arranged. Schaufelrad nach Anspruch 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungsschienen (7a bis 7d) in oder aus dem Wirkungsbereich der Führungselemente (6) verschiebbar sind.Paddle wheel according to claim 7 to 10,
characterized,
that the guide rails (7a to 7d) in or out of the effective area of the guide elements (6) are displaceable. Schaufelrad nach Anspruch 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit den Stellhebeln (5a, 5b) Anschlagelemente (8) verbunden sind und die Schaufeln (1) an die Anschlagelemente (8) anschlagen.Paddle wheel according to claim 7 to 11,
characterized,
that with the adjusting levers (5a, 5b) stop elements (8) are connected and the blades (1) abut against the stop elements (8). Schaufelrad nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlagelemente (8) schwenkbar sind und das Schwenken durch eine zusätzliche oder vorhandene Führungsschiene (7a bis 7d) steuerbar ist.Paddle wheel according to claim 12,
characterized,
that the stop elements (8) are pivotally and pivoting by an additional or existing guide rail (7a to 7d) controllable. Schaufelrad nach Anspruch 4 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaufeln (1a bis 1f) und andere Teile mit Wasserkontakt eine hydrophobe Oberfläche aufweisen.Paddle wheel according to claim 4 to 13,
characterized,
that the blades (1a to 1f) and other parts in contact with water have a hydrophobic surface. Schaufelrad nach Anspruch 4 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe des Schaufelrades (3) bezüglich des Schiffsrumpfs veränderbar ist.Paddle wheel according to claim 4 to 14,
characterized,
that the height of the blade wheel (3) with respect to the hull changeable.
EP10401129A 2009-08-14 2010-08-09 Blade wheel with pivoting blades and method for the positioning of the blades Withdrawn EP2305557A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009026382A DE102009026382A1 (en) 2009-07-17 2009-08-14 Method for positioning of rotating paddles on paddle wheel, involves bringing paddles in position perpendicular to water surface by positioning device directly by immersing into water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2305557A2 true EP2305557A2 (en) 2011-04-06
EP2305557A3 EP2305557A3 (en) 2012-12-19

Family

ID=43532983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10401129A Withdrawn EP2305557A3 (en) 2009-08-14 2010-08-09 Blade wheel with pivoting blades and method for the positioning of the blades

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP2305557A3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015107557A1 (en) 2014-01-14 2015-07-23 Fulvio Soldaini Water wheel

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE340898C (en) * 1920-01-13 1921-09-21 Johann Goldmann Paddle wheel with moving blades
DE722084C (en) * 1937-02-10 1942-06-30 Hermann Heinrich Paddle propeller
US3126061A (en) * 1964-03-24 Feathered paddle mechanism with guided eccentric
US5195872A (en) * 1990-07-09 1993-03-23 Morgan Bruce S Paddlewheel apparatus
US20040087224A1 (en) * 2002-01-14 2004-05-06 Hart David Paul Waterpillar

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3126061A (en) * 1964-03-24 Feathered paddle mechanism with guided eccentric
DE340898C (en) * 1920-01-13 1921-09-21 Johann Goldmann Paddle wheel with moving blades
DE722084C (en) * 1937-02-10 1942-06-30 Hermann Heinrich Paddle propeller
US5195872A (en) * 1990-07-09 1993-03-23 Morgan Bruce S Paddlewheel apparatus
US20040087224A1 (en) * 2002-01-14 2004-05-06 Hart David Paul Waterpillar

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015107557A1 (en) 2014-01-14 2015-07-23 Fulvio Soldaini Water wheel

Also Published As

Publication number Publication date
EP2305557A3 (en) 2012-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009040471B4 (en) Mechanically propelled ship propulsor with high efficiency
DE102007013293B3 (en) Underwater power station i.e. free-standing power station, operating method, involves fastening turbine to joint connection by spacer element, and causing torque for making pivoting movement by driving turbine using machine in motor mode
WO2007079973A1 (en) Device and system for producing regenerative and renewable hydraulic energy
EP1979228A1 (en) Water craft with a buoyancy body
DE102012013159A1 (en) Turbomachine for conveying large amounts of fluid
DE102009026382A1 (en) Method for positioning of rotating paddles on paddle wheel, involves bringing paddles in position perpendicular to water surface by positioning device directly by immersing into water
DE2432516C3 (en) Marine propeller with collapsible blades, in particular for boats
EP2871356B1 (en) Actuating device for the impeller blades of a turbine
DE3123287C2 (en) Wind propulsion for ships
DE102006052584B4 (en) Oscillating wing for energy conversion
EP2305557A2 (en) Blade wheel with pivoting blades and method for the positioning of the blades
DE69011343T2 (en) DRIVE DEVICE FOR WATER VEHICLES.
EP3094859B1 (en) Device for reversing the blades for an impeller wheel in a tidal power plant
EP3168136B1 (en) Constant-speed variable-pitch voith-schneider omni-directional propeller
DE102015105249B3 (en) Rotor and method for adjusting a blade pitch of a rotor blade on the rotor
WO2016059118A1 (en) Linear hydroelectric power plant
DE2701914A1 (en) DEVICE FOR GENERATING A PUSH FORCE
DE102010053268A1 (en) Triton unit for converting energy of water waves, particularly ocean waves, into rotational energy and in sequence for generating electrical energy, has plotter, vertical, circular curved gear rack and two gear wheels
DE102011014086B4 (en) HLS compact waterwheel
DE10251388B4 (en) Rotor of a wind turbine
EP4173943B1 (en) Catamaran with fin propulsion
DE202005004406U1 (en) Drive system for motor-assisted yacht has vertical upright telescopic shaft in yacht stern
AT501924A1 (en) WIND DRIVE FOR BOATS, SURFBOARDS AND KITE SURFERS
DE8106981U1 (en) PADDLE WHEEL WITH DRIVE FOR PROCESSING WATER VEHICLES
DE102006037182A1 (en) Device e.g. for converting flow energy of flowing water in rotary motion, has rotational axle rotated by driver with wheel provided on axle and further rotates with rotation axle in parallel with drive gear

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B63H 1/08 20060101AFI20121113BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20130301