AT510993B1 - Wasserfahrzeug - Google Patents

Abstract

Wasserfahrzeug (1) mit einem Rumpf (2) und einem Propeller (11), dessen Welle (13) am Heck (4) des Rumpfes (2) in einer Verstelleinrichtung (9) höhenverstellbar gelagert ist, wobei die Welle (13) unter dem Rumpf (2) bis zu einer Rumpfdurchführung (15) und durch diese hindurch zu einem Antrieb (17) im Rumpf verläuft, wobei die Welle (13) ein einziges Kardangelenk (25) unter dem Rumpf (2) im Bereich der Rumpfdurchführung (15) aufweist, und wobei die Verstelleinrichtung (9) durch ein nicht-parallelogrammartiges Gelenkviereck (27 - 30) gebildet ist, das auf seiner einen Seite (27) am Rumpf (2) befestigt ist und auf seiner gegenüberliegenden anderen Seite (28) das Radiallager (31) trägt, wobei die kinematische Drehachse der genannten anderen Seite (28) bezüglich des Rumpfes (2) in der Nähe des Kardangelenks (25) der Propellerwelle (13) liegt.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit einem Rumpf und einemPropeller, dessen Welle am Heck des Rumpfes in einer Verstelleinrichtung höhenverstellbargelagert ist, wobei die Welle unter dem Rumpf bis zu einer Rumpfdurchführung und durch diesehindurch zu einem Antrieb im Rumpf verläuft, und wobei die Welle ein einziges Kardangelenkunter dem Rumpf im Bereich der Rumpfdurchführung aufweist.

[0002] Derartige Verstelleinrichtungen sind aus EP 1 422 136 A2, der US 5 791 954 A oder derUS 7 500 892 B1 bekannt und werden in Wasserfahrzeugen dazu verwendet, um den Propeller- meist kombiniert als Propeller- und Rudereinheit - in flachem Wasser beziehungsweise inUntiefen sowie für Transport und Lagerung anzuheben und dadurch vor Beschädigung zuschützen. Bei den bekannten Konstruktionen geht bei einer solchen Verstellung entweder dieManövrierbarkeit des Wasserfahrzeugs verloren oder es sind aufwändige Gelenkkonstruktionenfür den Propellerantrieb erforderlich.

[0003] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Wasserfahrzeug mit einer Propellerverstelleinrich¬tung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau die Manövrierbarkeit des Wasserfahrzeugs sowohlin seichten Gewässern als auch im Normalbetrieb gewährleistet.

[0004] Dieses Ziel wird mit einem Wasserfahrzeug der einleitend genannten Art erreicht, dassich gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, dass die Verstelleinrichtung durch ein nichtpa¬rallelogrammartiges Gelenkviereck gebildet ist, das auf seiner einen Seite am Rumpf befestigtist und auf seiner gegenüberliegenden anderen Seite das Radiallager trägt, wobei die kinemati¬sche Drehachse der genannten anderen Seite bezüglich des Rumpfes in der Nähe des Kar¬dangelenks der Propellerwelle liegt.

[0005] Durch die Anordnung des einzigen Kardangelenks knapp vor oder in der Durchführungzum Rumpfinneren ergibt sich ein sehr geringer Winkelausschlag der Welle bei der Höhenver¬stellung des Propellers. Damit wird die Lagerung der Welle in der Verstelleinrichtung wesentlichvereinfacht, weil diese nur ein geringes Winkelspiel aufnehmen muss. Ohne dass dazu einzweites Kardangelenk in der Verstelleinrichtung erforderlich wäre, verändert sich der Anstell¬winkel des Propellers gegenüber der Wasseroberfläche nur geringfügig bei seiner Höhenver¬stellung, was insbesondere auch in seiner angehobenen Stellung einen guten Wirkungsgradund damit volle Manövrierbarkeit in Flachwasser gewährleistet. Gegenüber herkömmlichenAußenbordmotoren weist die Erfindung den weiteren Vorteil der höheren Flexibilität bei derWahl der Antriebsart auf, da unterschiedlichste Arten von Antrieben wie Verbrennungskraftmo¬toren, Elektromotoren und/oder Muskelkraftantriebe innenbords mit der Welle gekuppelt werdenkönnen.

[0006] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Verstelleinrichtung als nicht-parallelo¬grammartiges Gelenkviereck wird eine Schwenklagerung für die Propellerwelle erzielt, bei dersich der Durchtrittswinkel und die Axiallage der Propellerwelle in ihrem Radiallager am Gelenk¬viereck bei Betätigung der Verstelleinrichtung nur sehr geringfügig ändern, was die Lagerrei¬bung minimiert und den Lageraufbau vereinfacht. Wenn die Verstelleinrichtung auch ein Ruder¬blatt lagert, wie später noch ausführlicher erörtert wird, ergibt sich durch die erfindungsgemäßeGelenkviereck-Schwenklagerung auch eine nur sehr geringe Änderung des Anströmwinkelszwischen Propeller und Ruderblatt bei der Höhenverstellung.

[0007] Bevorzugt ist die Welle in der Verstelleinrichtung in einem Radiallager axialverschieblichgelagert. Dadurch wird die Höhenverstellung der Verstelleinrichtung von der Schwenkbewe¬gung der Propellenwelle um ihr Kardangelenk entkoppelt, d.h. bei der Verstellung der Verstel¬leinrichtung werden axiale Kräfte in der Propellerwelle sowie im gesamten Antriebsstrang ver¬mieden.

[0008] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Radiallager über einKugelgelenk an der Verstelleinrichtung abgestützt. Dadurch kann eine allfällig noch verbleiben¬de Veränderung des Winkels zwischen Propellerwelle und Radiallager bei Betätigung der Ver-

Stelleinrichtung ausgeglichen und das Radiallager in jeder Position spannungsfrei betriebenwerden. Besonders günstig ist es, wenn dabei das Radiallager direkt im Kugelabschnitt desKugelgelenks ausgebildet ist, wodurch Bauteile gespart und die Komplexität der Gesamtanord¬nung reduziert werden kann.

[0009] Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung weist die Verstelleinrichtungeine Riemenscheibe bzw. -teilscheibe für den Angriff eines Zugriemens auf. Durch die Verwen¬dung eines Zugriemens kann sich die Verstelleinrichtung mit dem Propeller, der Welle und demoptionalen Ruder beim Auflaufen des Wasserfahrzeugs im Flachwasser frei nach oben bewe¬gen, was Beschädigungen hintanhält. Der Einsatz einer Riemenscheibe bzw. -teilscheibe er¬möglicht dabei eine besonders gleichmäßige, feinfühlige Bedienung der Verstelleinrichtung.Eine bevorzugte Ausgestaltung der Riemenscheibe bzw. -teilscheibe mit einer von der Kreis¬form bzw. Teilkreisform abweichenden Freiform ermöglicht das gezielte Steuern des Kraftver¬laufs beim Betätigen der Verstelleinrichtung.

[0010] Vorteilhafterweise lagert die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung auch ein dem Propel¬ler nachgeordnetes Ruderblatt. Dadurch bewegt sich das Ruderblatt mit dem Propeller mit,sodass die Steuerbarkeit des Wasserfahrzeugs unabhängig von der Position der Verstellein¬richtung erhalten bleibt.

[0011] Vorzugsweise ist das Ruderblatt auf der genannten anderen Seite des Gelenkvierecksgelagert und über ein Gestänge angelenkt, welches an der genannten einen Seite des Ge¬lenkvierecks ein Gelenk aufweist. Dadurch können die Bewegungen des Gelenkvierecks inBezug auf die Steuerung des Ruders weitestgehend ausgeglichen werden und haben keinensignifikanten Einfluss auf die Stellung des Ruderblatts.

[0012] Bevorzugt ist das Gelenk ein Kugel- oder Kreuzgelenk, was eine besonders einfacheund stabile Konstruktion ergibt.

[0013] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigeschlossenen Zeichnungendargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: [0014] Fig. 1 ein Wasserfahrzeug gemäß der Erfindung in einer Perspektivan¬ sicht von oben; [0015] Fig. 2 eine teilweise Untersicht des Wasserfahrzeugs von Fig. 1; [0016] die Fig. 3 und Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch das Wasserfahrzeug von

Fig. 1 mit seiner Propeller- und Rudereinheit in zwei verschiede¬nen Betriebsstellungen; [0017] Fig. 5 die Verstelleinrichtung für die Propeller- und Rudereinheit in einer

Perspektivansicht; [0018] Fig. 6 die Verstelleinrichtung von Fig. 5 in einer schematischen Schnitt¬ ansicht in zwei verschiedenen Betriebsstellungen; und [0019] Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Radiallager der Verstelleinrichtung der Fig. 5 und 6.

[0020] Gemäß den Fig. 1 und 2 weist ein Wasserfahrzeug 1 einen Rumpf 2 mit einem Bug 3,einem Fleck 4 und einem Deck 5 auf. Bei dem Wasserfahrzeug 1 kann es sich um ein Sport¬oder Freizeitgerät (Tretboot, Pedalo usw.), ein Einsatzwasserfahrzeug, ein Kleinwasserfahrzeugfür den Personentransport (Wassertaxi) od.dgl. handeln.

[0021] Der Rumpf 2 kann als wannenförmiger Einrumpf oder als Mehrrumpf in der Art einesKatamaran- oder Trimaranrumpfes ausgeführt sein. Das Deck 5 kann über eine oder mehrereAusnehmungen, Vertiefungen und/oder Erhöhungen zur Aufnahme bzw. Verankerung von Ein-und/oder Aufbauten (nicht dargestellt) verfügen, z.B. eine wannenförmige Vertiefung 6 im Mit¬telbereich als Cockpit bzw. Plicht, eine - auch den Rumpf 2 durchbrechende - Aussparung 6' imBugbereich für ein Trampolin, Sockeln 6" für die Verankerung von Passagiersitzen und Auf¬nahmen 6"' im Heckbereich für Treibstofftanks oder elektrische Akkumulatoren.

[0022] In einer heckseitigen Ausnehmung 7 des Rumpfes 2 und seines Decks 5 ist eine Propel¬ler- und Rudereinheit 8 angeordnet, welche über eine Verstelleinrichtung 9 höhenverstellbar aneinem Spiegel 10 des Hecks 4 befestigt ist. Die Propeller- und Rudereinheit 8 umfaßt einenPropeller 11 und ein seitensteuerbares Ruderblatt 12. Wie in Fig. 2 ersichtlich, verläuft diePropellerwelle 13 vom Propeller 11 über den Rumpf 2 in einer - den Rumpf 2 katamaranartigteilenden - Ausnehmung 14 bis zu einer Rumpfdurchführung 15 und durch diese hindurch biszu einem Antrieb 16 (Fig. 3, 4) im Inneren des Rumpfes 2. Der Antrieb 16 ist beispielsweise ineiner Ausformung 17 des Decks 5 aufgenommen.

[0023] Der Antrieb 16 kann von beliebiger in der Technik bekannter Art sein, z.B. ein Muskel¬kraft-, Elektro- oder Verbrennungsmotorantrieb oder auch eine beliebige Kombination dieserAntriebsarten. Vorzugsweise ist der Antrieb 16 ein Hybridantrieb aus einem Muskelkraft-Antriebsteil (vergleichbar einem Tretboot oder Pedalo), wobei die Vertiefung 6 der PedaleriePlatz bietet, und einem Elektromotor-Antriebsteil, der in der Ausformung 17 aufgenommen ist.Ein Wahlhebel 18 kann zur Auswahl und Steuerung der verfügbaren Antriebsvarianten dienen.

[0024] Für die Betätigung der Verstelleinrichtung 9 zur Höhenverstellung der Propeller- undRudereinheit 8 sowie die Seitensteuerung des Ruderblatts 12 ist eine kombinierte Einhebel-Steuervorrichtung 19 vorgesehen. Die Steuervorrichtungen 19 verschwenkt über einen erstenTrieb in Form eines Zugriemens die Verstelleinrichtung 9 zwecks Höhenverstellung der Propel¬ler- und Rudereinheit 8 und steuert weiters über einen zweiten Trieb in Form eines Gestänges21 das Ruderblatt 12.

[0025] Zur Betätigung des ersten Triebes 20 kann die Steuervorrichtung 19 eine von einemHebel 22 verschwenkbare Riemenscheibe oder -teilscheibe 23 und zur Betätigung des Gestän¬ges einen vom selben Hebel 22 verdrehbaren Lenker 24 aufweisen; selbstverständlich könntedie Betätigung der Triebe 20, 21 auch auf jede andere geeignete Weise erfolgen, z.B. über zweiverschiedene voneinander getrennte Betätigungseinrichtungen. Auch könnten der Zugriemen20 durch ein geeignetes Gestänge und/oder das Gestänge 21 durch einen doppelten gegenläu¬fig ausgeführten Riementrieb ersetzt werden.

[0026] Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ist die Propellenwelle 13 zur Akkomodierung der Höhen¬verstellbewegung 9 im Bereich der Rumpfdurchführung 15 - bevorzugt knapp außerhalb dersel¬ben - mit einem Kardangelenk 25 ausgestattet, um das sie zwischen einer abgesenkten Stel¬lung (Fig. 3) und einer angehobenen Stellung (Fig. 4) verschwenkt werden kann. Das Kardan¬gelenk kann mit einer elastischen Muffe 26 (Fig. 2) geschützt werden.

[0027] Fig. 5 zeigt die Verstelleinrichtung 9 im Detail. Die Verstelleinrichtung 9 ist in Form einesGelenkvierecks aufgebaut, dessen eine, am Rumpf 2 befestigte Seite durch einen Beschlag 27zur Montage am Spiegel 10 und dessen gegenüberliegende andere Seite durch einen Lager¬träger 28 gebildet ist, die über obere und untere Doppelhebel 29, 30 gelenkig miteinander ver¬bunden sind. Die Doppelhebel 29, 30 könnten in einer funktionsgleichen anderen Weise, z.B.als einfache Hebel, ausgeführt sein. Bei ausreichender Festigkeit des Rumpfes 2 bzw. Spiegels10 kann der Beschlag 27 entfallen und die Doppelhebel 29, 30 können direkt am Heck 4 bzw.dessen Spiegel 10 angelenkt sein.

[0028] Der Lagerträger 28 trägt ein Radiallager 31 für das hintere, propellerseitige Ende derPropellerwelle 13. Ferner ist am Lagerträger 28 das Ruderblatt 12 - dem Propeller 11 nachge¬ordnet - gelagert.

[0029] Das Gelenkviereck 27 - 30 hat bevorzugt - obwohl in vereinfachten Ausführungen nichtzwingend - einen nicht-parallelogrammartigen Aufbau, und zwar so, dass die kinematischeDrehachse des Lagerträgers 28 bezüglich des Beschlags 27 und des Rumpfes 2 bei seinerSchwenkbewegung (Fig. 3, 4; Fig. 6) in der Nähe des Kardangelenks 25 liegt. Der Lagerträger28 schwenkt damit annähernd um denselben Drehpunkt wie die Propellerwelle 13. In der Folgesind das Winkelspiel und die Axialverschiebung, welche die Propellerwelle 13 in Bezug auf dasRadiallager 31 bei der Höhenverstellung der Propeller- und Rudereinheit 8 vollführen, gering, imIdealfall Null oder zumindest vernachlässigbar.

[0030] In einer ersten Ausführungsform wird das Gelenkviereck 27 - 30 bevorzugt so dimensio¬niert, dass bei der Höhenverstellung das Winkelspiel der Propellerwelle 13 im Radiallager 31minimiert ist. In einer alternativen Ausführungsform kann das Gelenkviereck 27 - 30 so aufge¬baut sein, dass die axiale Verschiebung der Propellerwelle 13 im Radiallager 31 minimal ist,wenn die Verstelleinrichtung 9 betätigt wird. Eine weitere alternative Ausführungsform stellt einGelenkviereck 27 - 30 in Form eines Parallelogramms dar, wodurch der Anstellwinkel des Ru¬derblatts 12 bei der Höhenverstellung der Verstelleinrichtung 9 gegenüber dem Rumpf 2 unver¬ändert bleibt. Eine Mischform der genannten Ausführungsvarianten ist ebenfalls denkbar.

[0031] Um bei den genannten Varianten eine allfällige Axialverschiebung aufzunehmen, ist diePropellerwelle 13 im Radiallager bevorzugt axialverschieblich gelagert. Und um ein allfälligesWinkelspiel aufzunehmen, wird das Radiallager 31 bevorzugt über ein Kugelgelenk 32 amLagerträger 28 der Verstelleinrichtung 9 gelagert. Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Gestaltung einersolchen Kugelgelenklagerung im Detail. Das Radiallager 31 ist hier direkt im Kugelabschnitt 33des Kugelgelenks 32 ausgebildet, dessen ringförmige „Pfanne" 34 am Lagerträger 28 sitzt.

[0032] Für die Betätigung der Verstelleinrichtung 9 von der Steuervorrichtung 19 über denersten Trieb, den Zugriemen 20, dient eine Riemenscheibe bzw. -teilscheibe 35, die mit derDrehachse des oberen Doppelhebels 29 drehfest verbunden ist. Durch entsprechende Gestal¬tung des Umfangs der Riemen(teil)scheibe 35 mit einer von der (Teil-)Kreisform abweichendenFreiform kann die Kraft/Weg- bzw. Kraft/Winkel-Kennlinie des Triebes 20 bzw. der Höhenver¬stellung der Steuervorrichtung 19 eingestellt werden. In einer vereinfachten Ausführung könnteanstelle der Riemen(teil)scheibe 35 auch nur ein einfacher Hebel für den Angriff des erstenTriebes 20, z.B. wenn dieser ein Gestänge ist, vorgesehen werden.

[0033] Die Steuerung des Ruderblatts 12 über den zweiten Trieb, das Gestänge 21, erfolgt z.B.an einem vom Ruderblatt 12 auskragenden Lenker 36, an dem das Gestänge 21 angreift. ZumAusgleich der Höhenbewegung der Propeller- und Rudereinheit 8 bei der Verstellung der Ver¬stelleinrichtung 9 ist das Gestänge 21 an der Seite des Beschlags 27 mit einem Gelenk 37versehen. Das Gelenk 37 ist insbesondere ein Kugel- oder Kreuzgelenk (Kardangelenk). Wennanstelle eines Lenkgestänges 21 z.B. eine Seilzuglenkung verwendet wird, könnten derenSeilzüge um den Beschlag 27 umgelenkt werden.

[0034] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondernumfaßt alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüchefallen.

Claims (9)

1. Patentansprüche 1. Wasserfahrzeug mit einem Rumpf und einem Propeller, dessen Welle am Heck des Rump¬fes in einer Verstelleinrichtung höhenverstellbar gelagert ist, wobei die Welle unter demRumpf bis zu einer Rumpfdurchführung und durch diese hindurch zu einem Antrieb imRumpf verläuft, und wobei die Welle ein einziges Kardangelenk unter dem Rumpf im Be¬reich der Rumpfdurchführung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrich¬tung (9) durch ein nicht-parallelogrammartiges Gelenkviereck (27 - 30) gebildet ist, das aufseiner einen Seite (27) am Rumpf (2) befestigt ist und auf seiner gegenüberliegenden an¬deren Seite (28) das Radiallager (31) trägt, wobei die kinematische Drehachse der genann¬ten anderen Seite (28) bezüglich des Rumpfes (2) in der Nähe des Kardangelenks (25) derPropellerwelle (13) liegt.
2. 2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) in derVerstelleinrichtung (9) in einem Radiallager (31) axialverschieblich gelagert ist.
3. 3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (31)über ein Kugelgelenk (32) an der Verstelleinrichtung (9) abgestützt ist.
4. 4. Wasserfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (31)im Kugelabschnitt (33) des Kugelgelenks (32) ausgebildet ist.
5. 5. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieVerstelleinrichtung (9) eine Riemenscheibe oder -teilscheibe (35) für den Angriff eines Zu¬griemens (20) aufweist.
6. 6. Wasserfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibeoder -teilscheibe (35) eine von der Kreisform bzw. Teilkreisform abweichende Freiform hat.
7. 7. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieVerstelleinrichtung (9) auch ein dem Propeller (11) nachgeordnetes Ruderblatt (12) lagert.
8. 8. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ruderblatt (12)auf der genannten anderen Seite (28) des Gelenkvierecks (27 - 30) gelagert und über einGestänge (21, 36) angelenkt ist, welches an der genannten einen Seite (27) des Ge¬lenkvierecks (27 - 30) ein Gelenk (37) aufweist.
9. 9. Wasserfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (37) einKugel- oder Kreuzgelenk ist. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen