BR112017015226B1 - Auxiliador de natação e de mergulho - Google Patents

Abstract

A invenção se relaciona a um auxiliador de natação e de mergulho com um casco do veículo no qual um usuário assenta ou suporta, com um canal de fluxo que é disposto no casco do veículo, e que acomoda um propulsor, acionado por um motor elétrico, com pás de hélices direcionadas radialmente externamente montadas em uma parte de base do propulsor, no qual o motor elétrico tem um estator de motor rigidamente disposto, e um rotor em rotação que é espacialmente atribuído ao estator de motor. Provisão é feita que o rotor do motor elétrico é acoplado diretamente ou indiretamente a pelo menos uma extremidade ex-terna de pelo menos uma pá de hélice, e que o estator de motor é circunferencialmente disposto ao redor do rotor pelo menos em seções. O arranjo do motor permite um acionamento dinâmico do auxiliador de natação e de mergulho.

Description

[0001] A invenção se relaciona a um auxiliador de natação e de mergulho com um casco do veículo no qual um usuário assenta ou suporta, com um canal de fluxo que é disposto no casco do veículo, e que acomoda um propulsor, acionado por um motor elétrico, com pás de hélices direcionadas radialmente externamente montadas em uma parte de base do propulsor, no qual o motor elétrico tem um estator de motor rigidamente disposto e um rotor em rotação que é espacialmente atribuído ao estator de motor.

[0002] Este tipo de auxiliador de natação e de mergulho é conhecido do DE 10 2004 049 615 B4. Eles têm um arranjo de pega alça que um usuário pode agarrar enquanto quer ele assenta com parte dele o corpo superior no lado superior no casco do veículo do veículo de água. Um canal de fluxo, em que um propulsor é acomodado, é disposto dentro do casco do veículo. O propulsor é acionado por um motor elétrico que é suprido com eletricidade, via acumuladores. Para esta proposta, o propulsor é conectado ao motor elétrico, via um eixo de acionamento. O motor elétrico é mantido em um alojamento de acomodação, que se prolonga até o propulsor. O eixo de acionamento é guiado, via um cassete de vedação fora do alojamento ao propulsor. O alojamento de acomodação, que é, desse modo, designado para ser estanque à água, pode ser disposto com o motor elétrico em uma câmara no casco do veículo do auxiliador de natação e de mergulho, que é inundado por água, e desse modo, descarrega o calor pedido para a passagem de escoamento de água. É provido para esta proposta que o propulsor, o motor elétrico, e um dispositivo de controle associado sejam projetados como uma unidade de acionamento submarina, e sejam dispostos no canal de fluxo.

[0003] Em tal arranjo, as desvantagens de desenho compacto e de boa eficiência alcançadas pelo resfriamento são opostas pelas desvantagens que o motor elétrico é disposto no canal de fluxo e, desse modo, substancialmente influencia o fluxo da água. Isto se aplica, em particular, á motores elétricos poderosos, que proporcionam um alto torque para rápida aceleração do auxiliador de natação e de mergulho, e deve transferir referido torque ao propulsor, via um eixo de acionamento, que tem um diâmetro comparativamente pequeno e, desse modo, um braço de alavanca curto na área de transmissão de força. O canal de fluxo deve, portanto, ser dimensionado suficientemente grande para compensar a observação causada pelo motor elétrico. As dimensões do auxiliador de natação e de mergulho são, desse modo, influenciadas.

[0004] Portanto, um veículo de água é proposto na DE 10 2013 100 544 A1 em que um propulsor é disposto em um canal de fluxo. Uma câmara de inundamento é provida em um casco do veículo do veículo de água, referida câmara sendo enchida com água durante operação de flutuação e de mergulho, via água através de aberturas. O motor elétrico e acumuladores associados são dispostos na câmara de inunda- mento, e são, desse modo, eficientemente resfriados sem impactar o fluxo no canal de fluxo. A transferência de energia a partir do motor elétrico para o propulsor é efetuada via um eixo de acionamento guiado em um tubo de jaqueta que é guiado para fora da câmara de inundamento no canal de fluxo. O motor elétrico é, desse modo, removido da área de fluxo do canal de fluxo; contido, ele é ainda resfriado pelo contato de condução de calor com a água na câmara de inundamento.

[0005] É desvantajoso neste arranjo que peso adicional do veículo de água causado pelo eixo de acionamento necessariamente prolongado impacte seriamente, em particular, o transporte do dispositivo de esporte fora da água. A inércia de massa aumentada do eixo de acionamento influencia a dinâmica do acionamento, que deve ser compensada por um motor elétrico correspondentemente mais poderoso, com a des-vantagem de consumo de energia aumentado. Uma desvantagem adicional ocorre devido a interferência, que reduz a eficiência, no fluxo no canal de fluxo devido ao eixo de acionamento guiado através do mesmo e pela interrupção da, de outro modo, parede lisa do canal de fluxo na área onde o eixo de acionamento é guiado no canal de fluxo.

[0006] É o objetivo da invenção proporcionar um auxiliador de nata ção e de mergulho que tenha um baixo peso morto em alto acionamento dinâmico.

[0007] O problema da invenção é solucionado em que o rotor do motor elétrico é acoplado diretamente ou indiretamente a pelo menos uma extremidade externa de pelo menos uma pá de hélice, e que o estator de motor é disposto circunferencialmente ao redor do rotor pelo menos em seções. O rotor, desse modo, se move em uma grande trajetória circular com uma distância comparavelmente grande com relação a seu eixo de rotação. Desse modo, um alto torque é alcançado que é transferido ao propulsor. Devido ao alto torque, mudanças rápidas na velocidade rotacional do propulsor podem ser alcançadas, que permite um alto acionamento dinâmico do auxiliador de natação e de mergulho.

[0008] Correspondentemente, pode ser provido em uma variante de concretização particularmente preferida da invenção que as extremidades externas de pelo menos uma parte das pás de hélices sejam conectadas à um anel de propulsor, e que o rotor seja disposto no anel de propulsor, e/ou que as extremidades externas de pelo menos uma parte das pás de hélices sejam conectadas a um alojamento de rotor anular, e que o rotor seja disposto no alojamento de rotor. A força de acionamento é, desse modo, transmitida, via múltiplas pás de hélices, por cujos meios a carga mecânica da pá de hélice individual é significante- mente reduzida. É, desse modo, possível transmitir forças de aciona- mento muito altas ao propulsor. As forças centrífugas do rotor são transferidas ao anel de propulsor, ou ao alojamento de rotor. Forças de tração que afetam as áreas diametricamente opostas do anel de propulsor, ou do alojamento de rotor, cancelam entre si, de modo que as pás de hélices não são submetidas à carga de tensão. Isto aumenta a expectativa de vida das pás de hélices. O anel de propulsor pode constituir uma base interna do alojamento de rotor. Quando um alojamento de rotor é usado, o rotor é protegido da água.

[0009] Uma produção simples e pouco custosa pode ser alcançada em que o anel de propulsor e/ou o alojamento de rotor é moldado como uma peça no propulsor. O propulsor pode, desse modo, ser manufaturado junto com o anel de propulsor, ou com o alojamento de rotor, em um processo de operação.

[0010] Um desenho simples e seguro do motor elétrico pode ser alcançado em que o rotor tem uma pluralidade de imãs permanentes dispostos na direção rotacional do rotor, e/ou que o estator de motor tem uma pluralidade de eletroímãs dispostos circunferenciais à trajetória circular na qual o rotor se move. Devido ao desenho do rotor com imãs permanentes, nenhuma eletricidade necessita ser transmitida ao rotor. Desse modo, um suprimento elétrico estanque à água para girar os componentes é eliminado. Um alto número de pares de polo é alcançado pelo uso de uma pluralidade de imãs permanentes e eletroímãs. Desse modo, um motor elétrico com um alto torque é obtido.

[0011] Pode ser vantajosamente provido que um estator de fluxo com pás do estator seja disposto à jusante do propulsor na direção de fluxo da água, que o estator de fluxo seja fixado diretamente ou indiretamente à parede do canal de fluxo, via as pás do estator, e/ou que um alojamento do estator para acomodar o estator de motor seja conectado diretamente ou indiretamente com as extremidades externas de pelo menos uma parte das pás do estator. As pás do estator são alinhadas de tal modo que uma conversão do movimento rotacional da água em um movimento linear ocorre. Por esta razão, a energia armazenada na rotação da água pode ser obtida para acionamento do auxiliador de natação e de mergulho. Pela montagem do estator de fluxo no canal de fluxo, ele está estacionariamente posicionado no canal de fluxo. Ele, desse modo, não muda sua posição mesmo em velocidade de fluxo altas da água no canal de fluxo. O estator é, de preferência, disposto cir- cunferencial à uma trajetória circular na qual o rotor se move. O estator é, desse modo, para ser estacionariamente disposto. Ambas requisições podem ser facilmente serem satisfeitas por um alojamento do estator conectado ao estator de fluxo.

[0012] Uma produção simples e pouco custosa pode ser alcançada em que o alojamento do estator do motor elétrico é moldado como uma peça no estator de fluxo. O estator de fluxo e o alojamento do estator do motor elétrico podem, desse modo, serem produzidos em um processo de operação.

[0013] Para alcançar um acionamento desejado do auxiliador de natação e de mergulho, um correspondente volume de água deve ser acelerado a uma velocidade suficiente. Uma seção transversal de fluxo suficientemente grande é necessária para isto. Para ser capaz de alcançar uma seção transversal de fluxo suficientemente grande, pode ser provido que o rotor e/ou o estator de motor sejam dispostos em um recesso lateral do canal de fluxo. O motor elétrico é, desse modo, disposto fora do fluxo principal da água guiado no canal de fluxo. A seção transversal do canal de fluxo pode, desse modo, ser reduzida em contraste a um desenho no qual o motor elétrico é disposto dentro do canal de fluxo. À medida que o canal de fluxo ocupa uma proporção substancial de um casco do veículo, o auxiliador de natação e de mergulho completo pode, desse modo, ser desenhado mais compactamente sem diminuição da energia de acionamento.

[0014] Uma montagem simples e robusta do propulsor pode ser alcançada pela fixação axialmente do propulsor em um eixo rotativamente montado disposto dentro do canal de fluxo.

[0015] Correspondente a uma concretização preferida da invenção, pode ser provido que o eixo seja desenhado como um eixo vazado, e/ou que o eixo seja manufaturado de um material plástico reforçado com fibra de carbono. Por implementação do eixo como um eixo vazado, uma redução de peso pode ser alcançada sem perdas substanciais na estabilidade e rigidez do eixo. Os materiais plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP) têm uma densidade significantemente mais baixa com uma rigidez simultaneamente muito alta com relação aos eixos produzidos de metal. Portanto, um eixo mais leve produzido de CFRP pode ser usado para montagem girável do propulsor, e para transferência de uma força de impulso a partir do propulsor para o casco do veículo do auxiliador de natação e de mergulho. O auxiliador de na-tação e de mergulho pode, desse modo, ser transportado mais facilmente para fora da água. A inércia mais baixa do eixo do motor causada pela massa inferior conduz a uma dinâmica aumentada do auxiliador de natação e de mergulho na mesma energia provida pelo motor elétrico, que representa uma vantagem essencial para o uso do auxiliador de natação e de mergulho como um dispositivo de esporte de água. Isto se aplica, em particular, visto que a saída instalável do motor elétrico usado, e a capacidade de armazenagem da armazenagem de energia associada é fortemente limitada em um dispositivo de esporte de água transportável.

[0016] Pode ser, de preferência, provido que um dispositivo de cen tralização com uma base e barras de centralização aplicadas no mesmo seja disposto à montante do propulsor na direção de fluxo da água que escoa no canal de fluxo, e que o dispositivo de centralização seja dire- tamente ou indiretamente fixado à parede do canal de fluxo, via as barras de centralização. O propulsor pode ser rotativamente fixado no dispositivo de centralização mantido estacionariamente. As barras de centralização são, desse modo, moldadas como aperfeiçoadas de tal nodo que elas proporcionam uma resistência de fluxo baixa para a passagem de escoamento de água.

[0017] Altas forças agem no propulsor, que também agem no propulsor transversal ao eixo de rotação devido á água que escoa turbulentamente no canal de fluxo. De modo a ser capaz de interceptar seguramente estas forças e ainda permitir uma rotação suave do propulsor, pode ser provido que um rolamento, em que o eixo é montado, seja respectivamente disposto no dispositivo de centralização e no estator de fluxo. Vibração e encurvamento do eixo são impedidos pela montagem de dois lados. Por esta via, a posição radial do propulsor é seguramente fixada. Isto permite a provisão de somente uma pequena folga entre o rotor e o estator montados radialmente fora do rotor. Devido a estas medidas, um motor elétrico com uma alta eficiência é obtido. Colisões entre o rotor e o estator, ou entre o alojamento de rotor e o alojamento do estator, podem ser seguramente impedidas.

[0018] De modo a ser capaz de permanentemente e suavemente montar o eixo, pode ser provido que um primeiro alojamento de rolamento é designado dentro da base do dispositivo de centralização, que o rolamento frontal seja mantido no primeiro alojamento de rolamento, e que o primeiro alojamento de rolamento seja estanque à água fechado com relação ao canal de fluxo com uma tampa de influxo removível. O rolamento frontal é, desse modo, protegido de umidade. No caso de manutenção necessária, o rolamento frontal pode ser facilmente alcançado por remoção da tampa de influxo.

[0019] Uma montagem permanente, suave, do eixo pode ser alcançada adicionalmente em que um alojamento de rolamento adicional é designado dentro da base do estator do estator de fluxo, que o rolamento traseiro é mantido no alojamento de rolamento adicional, e que o alojamento de rolamento adicional é estanque à água fechado com um anel de suporte de rolamento removível. O rolamento traseiro é, desse modo, protegido de umidade. No caso de manutenção necessária, o rolamento traseiro pode ser facilmente alcançado por remoção do anel de suporte do rolamento.

[0020] O auxiliador de natação e de mergulho funciona como um dispositivo de esporte de água. Para esta proposta, ele deve ser desenhado de modo que um usuário não possa se machucar no dispositivo. Para impedir um usuário de alcançar o propulsor em funcionamento, pode ser provido que uma proteção de contato com barras de proteção de contato moldadas na mesma seja disposta no lado do estator de fluxo voltado para o propulsor, que as barras de proteção de contato sejam diretamente ou indiretamente fixadas à parede do canal de fluxo, e que, de preferência, um corpo de base da proteção de contato seja conectado ao estator de fluxo. As barras de proteção de contato são, desse modo, desenhadas tal que elas influenciam o fluxo da água o menos possível; contudo, impede alcançar o canal de fluxo. Se o corpo de base da proteção de contato é conectado ao estator de fluxo, então este pode ser adicionalmente suportado com relação ao canal de fluxo. Isto conduz à uma estabilização adicional da posição do rolamento traseiro do eixo, e, desse modo, à posição radial do propulsor.

[0021] Correspondente a uma variante de concretização particularmente preferida da invenção, pode ser provido que uma unidade de aci-onamento submarina é formada pelo menos a partir do motor elétrico com o alojamento de rotor e o alojamento do estator, o dispositivo de centralização, a tampa de influxo, o estator de fluxo, e o propulsor com o eixo e os rolamentos. A unidade de acionamento submarina pode ser pré-montada como um módulo e instalada no canal de fluxo. Por este meio, a montagem do auxiliador de natação e de mergulho é significan- temente simplificada, que reduz os custos de produção.

[0022] A invenção será subsequentemente explanada em maiores detalhes baseada na concretização representada nos desenhos. Conforme mostrado em:

[0023] A Figura 1 é um auxiliador de natação e de mergulho em uma vista em perspectiva lateral a partir da traseira,

[0024] A Figura 2 é o auxiliador de natação e de mergulho mostrado na Figura 1 em uma vista em perspectiva de baixo,

[0025] A Figura 3 é o auxiliador de natação e de mergulho em uma vista em corte lateral na área de um canal de fluxo representado como aberto,

[0026] A Figura 4 é o auxiliador de natação e de mergulho em uma vista em corte lateral com uma unidade de acionamento submarina do mesmo modo representada em seção transversal,

[0027] A Figura 5 é um corte da vista em corte mostrada na Figura 4 na área de um propulsor,

[0028] A Figura 6 é um corte da vista em corte mostrada na Figura 4 em uma área do rolamento frontal, e

[0029] A Figura 7 é uma seção da vista em corte mostrada na Figura 4 em uma área de rolamento traseiro.

[0030] A Figura 1 mostra um auxiliador de natação e de mergulho 10 em uma vista em perspectiva lateral a partir da traseira. O auxiliador de natação e de mergulho 10 tem um casco do veículo 11. O casco do veículo11 é combinado de uma parte superior 11.6 e uma parte inferior 11.4. A parte inferior 11.6 é equipada com duas pegas alças 16 que são dispostas nos dois lados do casco do veículo 11. Um usuário pode pegar nestas pegas alças 16 e controlar o auxiliador de natação e de mergulho 10 usando elementos de operação 16.1 fixados às pegas alças 16. Em particular, a descarga do motor do auxiliador de natação e de mergulho 10 pode ser variada aqui. O usuário, que segura nas pegas alças 16, assenta com seu corpo superior na parte superior 11.6 em uma superfície de contato 11.3 na área atrás de um mostrador 13. Um retentor 11.7 é fixado à superfície de contato 11.3 para fixação de um sistema de correia, por meio do qual o usuário pode se fixar pela correia no auxiliador de natação e de mergulho 10. Uma tampa 12 para uma tomada de carregamento, mostrada assentando atrás da mesma, é disposta em frente da superfície de contato 11.3. Os acumuladores contidos no casco do veículo 11 podem ser carregados, via a tomada de carregamento.

[0031] Pegas Alças de transporte 11.2 são dispostas nos lados do casco do veículo 11, por meio das quais o auxiliador de natação e de mergulho 10 pode ser transportado para fora da água.

[0032] Uma tampa protetora removível 14 é fixada no casco do veículo 11 à montante do mostrador 13 e entre os as duas pegas alças 16 na direção de deslocamento. A tampa protetora 14 sobrepõe uma seção de montagem (não mostrada) do auxiliador de natação e de mergulho 10. As aberturas de ventilação 15.1 são providas lateralmente na tampa protetora 15, que são conectadas a uma câmara de inundamento 17, provida no casco do veículo 11 e mostrada na Figura 3.

[0033] As aberturas de entrada de água 15.2 são providas na área da proa 11.1 através da qual a água pode escoar na câmara de inunda- mento 17. A câmara de inundamento 17 pode, para esta proposta, ser ventilada, via abertura de ventilação 15.1 da tampa protetora 14. A flu- tuabilidade do auxiliador de natação e de mergulho 10 é ajustada pela câmara de inundamento 17 enchida com água, tal que a flutuabilidade pré-determinada seja mantida, de modo que ambas a operação de flutuação e de mergulho sejam possíveis. As aberturas de descarga de água15.3, cobertas por ripas, são dispostas na popa 11.5 do auxiliador de natação e de mergulho 10, e, do mesmo modo, se conectam à câmara de inundamento 17. A câmara de inundamento 17 é inundada com água, que penetra através das aberturas de entrada de água 15.2 e aberturas de descarga de água 15.3 logo que o auxiliador de natação e de mergulho 10 seja colocado na água. Logo que o auxiliador de natação e de mergulho 10 se transiciona no modo de deslocamento, um fluxo é gerado na câmara de inundamento 17. A água, desse modo, entra na câmara de inundamento 17 através das aberturas de entrada de água 15.2. Ela escoa através da câmara de inundamento 17 e, desse modo, jateia os componentes elétricos mantidos na câmara de inunda- mento 17, por exemplo, acumuladores necessários para acionamento do auxiliador de natação e de mergulho 10. A água, desse modo, aceita a energia dissipada dos componentes elétricos e os resfria. Após esco-amento através da câmara de inundamento 17, a água deixa a mesma através das aberturas de descarga de água 15.3, que são dispostas simetricamente nos dois lados de uma descarga de jato 26 de um canal de fluxo 20. Uma proteção de contato 70 é disposta no lado terminal no canal de fluxo 20, e impede os usurários de alcançarem o canal de fluxo 20.

[0034] A Figura 2 mostra o auxiliador de natação e de mergulho 10 mostrado na Figura 1 em uma vista em perspectiva de baixo.

[0035] As aberturas de entrada de água, mostradas na Figura 1, são visíveis na proa 11.1 do casco do veículo 11. Aberturas de inundamento laterais 17.1 são providas nos lados na parte inferior 11.4 do casco do veículo 11. Aberturas de inundamento inferiores laterais 17.2 são introduzidas na área frontal da parte inferior 11.4, e são cobertas por nervuras moldadas no casco do veículo11. Uma abertura de influxo esquerda e direita 21.1, 21.2 do canal de fluxo 20 são dispostas no centro da parte inferior 11.4. Aberturas de influxo 21.1, 21.2 são separadas entre si por um elemento de guia 22.1. Barras protetoras 22.2, 22.3 são dispostas na área das aberturas de entrada 21.1, 21.2.

[0036] As aberturas de inundamento 17.1, 17.2 são, similares às aberturas de entrada de água 15.2, conectadas à câmara de inunda- mento 17 mostrada na Figura 3. Se o auxiliador de natação e de mergulho 10 é colocado na água, a água escoa através das aberturas de inundamento 17.1, 17.2, e as aberturas de entrada de água 15.2 na câmara de inundamento 17 e, desse modo, ajusta a boia desejada do auxiliador de natação e de mergulho 10. Se o auxiliador de natação e de mergulho 10 é removido da água, a água pode descarregar da câmara de inundamento 17 através das aberturas de inundamento 17.1, 17.2, e das aberturas de entrada de água 15.2 fora da câmara de inundamento 17, pelo que significa que o auxiliador de natação e de mergulho 10 perde peso significante e, é desse modo, facilmente transportável.

[0037] A água é succionada através das aberturas de entrada 21.1, 21.2 por um propulsor 50, mostrado na Figura 3, e disposto no canal de fluxo 20, e acelerada através do canal de fluxo 20 para a descarga de jato 26 mostrada na Figura 1. A propulsão para o auxiliador de natação e de mergulho é, desse modo, efetuada. O elemento de guia 22.1 e as barras de guia 22.2, 22.3 impedem objeto estranho grande de ser suc- cionado, ou que o usuário alcance o propulsor 50 operando. Em adição, o elemento de guia 22.1 e as nervuras dispostas na frente do mesmo têm um efeito de estabilização no modo de deslocamento do auxiliador de natação e de mergulho 10.

[0038] A Figura 3 mostra o auxiliador de natação e de mergulho 10 em uma vista em corte lateral na área de canal de fluxo 20 representada como aberta. A superfície de corte, desse modo, se desloca para a direita e paralela a um plano longitudinal central do auxiliador de natação e de mergulho 10 na direção de deslocamento.

[0039] O canal de fluxo 20 é guiado no interior do casco do veículo 11 em uma curva a partir do lado inferior da popa do auxiliador de natação e de mergulho 10. O canal de fluxo 20 é formado na direção de deslocamento em direção às aberturas de influxo 21.1, 21.2 por um meio invólucro de canal de fluxo frontal esquerdo 23 e um meio invólucro de canal de fluxo frontal direito 24. Meios invólucros de canal de fluxo 23, 24 são unidos precisamente entre si, e conectados por meio de elementos de ligação. Uma seção de canal frontal é, desse modo, formada com uma superfície lisa. Uma parte de câmara de inundamento 17, que também parcialmente circunda o espaço ao redor do canal de fluxo 20 na área traseira do auxiliador de natação e de mergulho 10, é mostrada em frente do canal de fluxo 20 na direção de deslocamento.

[0040] Uma unidade de acionamento submarina, compreendendo um propulsor 50 com um motor elétrico 110 designado, um dispositivo de centralização 40, disposto à montante do propulsor 50 na direção de fluxo, com uma tampa de influxo 30 montada no dispositivo de centralização 40 em uma maneira tamponada, um estator de fluxo 60 disposto à jusante do propulsor 50 na direção de fluxo, e a subsequente proteção de contato 70 com uma tampa terminal 80 fixada, é disposta no canal de fluxo 20.

[0041] A proteção de contato 70 é disposta em uma área de um tubo de descarga de jato 25. O tubo de descarga de jato 25 é disposto à jusante do estator de fluxo 60 na direção de fluxo. Ele forma o canal de fluxo 20 entre o estator de fluxo 60 e a descarga de jato 26.

[0042] Um anel de retenção 19 e um anel de conexão 18 circunfe-renciais à descarga de jato 26 formam a conexão do tubo de descarga de jato 25 ao casco do veículo 11.

[0043] O propulsor 50 tem uma parte de base 52 nas quais as pás de hélices que se projetam radialmente externamente 54 são moldadas. As pás de hélices 54 são alinhadas obliquamente à parte de base 52, de modo que, em uma rotação correta do propulsor 50 na presente concretização, elas succionam água das aberturas de influxo 21.1, 21.2, e a descarregam da descarga de jato 26.

[0044] O propulsor de acionamento 50, um rotor 112 de motor elé trico 110 é conectado a este. O rotor 112 é diretamente acoplado às extremidades externas das pás de hélices 54 do propulsor 50 para esta proposta. Durante uma rotação do propulsor 50, o rotor 112 se moves em uma trajetória circular ao redor do propulsor 50. Um estator de motor 111 do motor elétrico 110 é disposto circunferencial a esta trajetória circular.

[0045] A força de acionamento é gerada entre o estator de motor 111 e o rotor 112. A transferência força de acionamento ao propulsor 50 é efetuada nas extremidades das pás de hélices 54 pelo rotor 112. A transmissão de força é, desse modo, efetuada em um raio maior, no qual um alto torque ocorre. Por implicação, mudanças de velocidade rotacional muito rápidas do propulsor 50, e, desse modo, mudanças de velocidade do auxiliador de natação e de mergulho 10, são realizadas a uma dada saída do motor elétrico 110.

[0046] O estator de motor 111 e rotor 112 são dispostos ao lado da seção transversal do canal de fluxo do canal de fluxo 20, que é determinada pelos meios de invólucro de canal de fluxo 23, 24, o diâmetro externo da trajetória circular das pás de hélices, e tubo de descarga de jato 25. Desse modo, o motor elétrico 110 não assenta na área do fluxo principal da água acelerada no canal de fluxo 20, e, desse modo, não impacta negativamente a seção transversal de fluxo disponível, e, desse modo, o fluxo da água. O canal de fluxo 20 pode, desse modo, ser designado, no caso de um fluxo de volume idêntico através do canal de fluxo 20, com um diâmetro menor em comparação a um arranjo em que o motor elétrico 110 que age convencionalmente em um eixo de acionamento é provido no canal de fluxo 20. Por estes meios, o desenho completo do auxiliador de natação e de mergulho 10 pode ser configurado mais compactamente.

[0047] O dispositivo de centralização 40 tem uma base aperfeiçoada 41, a qual as barras de centralização 42 são conectadas, que são alinhadas radialmente para fora, referidas barras de centralização sendo, do mesmo modo, designadas em uma forma aperfeiçoada. O dispositivo de centralização 40 é fixado a meios invólucros de canal de fluxo 23, 24 usando barras de centralização 42. A tampa de influxo 30 é montada na base 41 do contorno do dispositivo de centralização 40 para a direção de fluxo. A tampa de influxo 30, do mesmo modo, tem uma superfície de influxo aperfeiçoada 31 que transiciona gradualmente à superfície da base 41. O diâmetro de base 41 é adaptado em direção ao propulsor 50 para o diâmetro da parte de base 52 do propulsor 50. Devido a esta forma da tampa de influxo 30, a base 41 do dispositivo de centralização 40, e parte de base 52 do propulsor 50, uma resistência de fluxo baixa é alcançada para o escoamento de água através do canal de fluxo 20.

[0048] O estator de fluxo 60 tem uma base do estator 61 na qual as pás do estator radialmente externamente direcionadas 65, são dispostas. As pás do estator 65 são diretamente conectadas em um lado terminal ao canal de fluxo 20. O estator de fluxo 60 é, desse modo, disposto estacionariamente no canal de fluxo 20.

[0049] As pás do estator 65 são designadas como curvadas ao longo da direção de fluxo da água. As extremidades das pás do estator 65 voltadas para o propulsor 50 são curvadas a um contorno de ângulo pré-determinado à direção de rotação do propulsor 50. Em contraste, as extremidades das pás do estator 65 voltadas para o propulsor 50 se prolongam aproximadamente paralelas ao eixo de rotação do propulsor 50. A água deixa o propulsor 50 em uma trajetória espiralada. Devido à forma das pás do estator 65, o estator de fluxo 60 age contra a rotação da água que escoa através do canal de fluxo 18, de modo que a água escoa virtualmente livre de rotação à jusante do estator de fluxo 60 para a descarga de jato 26. A energia rotacional da água é, desse modo, convertida em movimento linear e, desse modo, funciona para acionar o auxiliador de natação e de mergulho 10.

[0050] O diâmetro de base do estator 61, de preferência, corres ponde pelo menos aproximadamente ao diâmetro da parte de base 52 do propulsor 50. Desse modo, uma resistência de fluxo mais baixa é alcançada na transição da água do propulsor 50 para o estator de fluxo 60.

[0051] A proteção de contato 70 é conectada ao tubo de descarga de jato 25 do canal de fluxo 20, via barras de proteção de contato radialmente dispostas 72. A proteção de contato 70 é, desse modo, posicionada estacionariamente no canal de fluxo 20. As barras de proteção de contato 72 são designadas como aperfeiçoadas. Elas são conectadas em suas extremidades internas ao corpo de base 71 da proteção de contato 70. O corpo de base 71 tem um contorno aperfeiçoado. O diâmetro do corpo de base 71 em direção ao estator de fluxo 60 corresponde pelo menos aproximadamente ao diâmetro da base do estator 61 do estator de fluxo 60. Desse modo, uma resistência de fluxo mais baixa é alcançada na transição da água do estator de fluxo 60 para a proteção de contato 70. O diâmetro do corpo de base 71 se afila em direção à descarga de jato 26. A superfície externa, desse modo, de preferência, segue a uma distância o curso da superfície do tubo de descarga de jato 25. A distância entre as superfícies do corpo de base 71 e tubo de descarga de jato 25 delimita a seção transversal de fluxo da passagem de escoamento de água. A seção transversal de fluxo é selecionada pela forma do corpo de base 71 e do tubo de descarga de jato 25, tal que um fluxo de volume mais alto é permitido por uma seção transversal suficientemente grande; contudo, uma alta velocidade de fluxo da água em direção à descarga de jato 26 é simultaneamente imposta por uma seção transversal menor possível.

[0052] O corpo de base 71 de proteção de contato 70 é terminado no lado terminal pela tampa terminal 80. Uma abertura da tampa 81 é introduzida na tampa terminal 80. A água do corpo de base 71, designado como um corpo vazado, pode sair através da abertura da tampa 81.

[0053] A Figura 4 mostra o auxiliador de natação e de mergulho 10 em uma vista em corte lateral com uma unidade de acionamento submarina do mesmo modo representada em corte transversal.

[0054] Em contraste à representação mostrada na Figura 3, a superfície de corte na Figura 4 corre ao longo de um plano longitudinal central do auxiliador de natação e de mergulho, de modo que os componentes da unidade de acionamento submarina são também mostrados em corte.

[0055] O propulsor 50 é fixado a um eixo 90, conforme isto é descrito em maiores detalhes na Figura 5. Um primeiro alojamento de rolamento 45 é fixado ao dispositivo de centralização 40. O eixo 90 é rotativamente montado no primeiro alojamento de rolamento 45. Isto é mostrado em detalhe na Figura 6. Um segundo alojamento do rolamento 63 é fixado ao estator de fluxo 60. O eixo 90 é rotatativamente montado no segundo alojamento do rolamento 63. O segundo alojamento do rolamento é mostrado ampliado na Figura 7.

[0056] O corpo de base 71 de proteção de contato 70 é designado como um corpo vazado. A água pode escoar dentro e fora do corpo de base 71 através da abertura da tampa 81 da tampa terminal 80, que é, do mesmo modo, designada como um corpo vazado.

[0057] O meio invólucro de canal de fluxo frontal esquerdo 23, con forme representado, tem um perfil de junta esquerdo 23.1, bem como ilhós de montagem 23.2 ao longo do plano longitudinal central do canal de fluxo 20. O meio invólucro de canal de fluxo frontal direito 24, conforme mostrado na Figura 3, é fixado com sua borda fixa no perfil de guia esquerdo 23.1, e os dois meios invólucros de canal de fluxo 24 são rigidamente conectados por meios de fixação adequados, de preferência, com parafusos guiados através dos ilhós de montagem 23.2. Um material de vedação pode ser inserido no perfil de junta esquerdo 23.1.

[0058] A Figura 5 mostra uma seção da representação em corte, mostrada na Figura 4, na área do propulsor 50.

[0059] O eixo 90 é implementado como um eixo vazado. O eixo 90 é vantajosamente manufaturado de um plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP). O eixo é dividido em uma área central 91, uma seção do eixo rolamento frontal 93 alinha o contador para a direção de fluxo da água, e uma seção de rolamento do eixo traseiro 94 diametricamente te oposta à seção do eixo do rolamento frontal 93.

[0060] O eixo 90 é montado na seção do eixo do rolamento frontal 93 usando um rolamento frontal 101. O rolamento frontal 101 é designado como um rolamento de esfera angular. O rolamento frontal 101 é mantido por uma porca de trava 100 dentro do primeiro alojamento de rolamento 45 do dispositivo de centralização 40, conforme é descrito em maiores detalhes em referência à Figura 6.

[0061] O eixo 90 é montado na seção de rolamento do eixo traseiro 94 usando um rolamento traseiro 104. O rolamento traseiro 104 é designado como um rolamento de esfera ranhurado.

[0062] O propulsor é fixado ao eixo 90 usando um cilindro interno 51 na área central 91 do eixo 90. O cilindro interno 51 é, de preferência, colado ao eixo 90. Os suportes do propulsor 53 são moldados no cilindro interno 51. Os suportes do propulsor 53 são alinhados na parte transversal a e na parte paralela ao eixo longitudinal central do eixo 90. Os suportes do propulsor 53 são conectados às suas extremidade externas à parte de base 52 do propulsor 50. Os suportes do propulsor são, de preferência, moldados como uma peça na parte de base 52. Os suportes do propulsor 53, desse modo, formam uma conexão rígida entre o cilindro interno 51 e a parte de base 52 do propulsor 50. Uma área de cubo é designada como uma cavidade entre o cilindro interno 51 e a parte de base 52. A área de cubo é dividida por suportes do propulsor 53, alinhados transversais ao eixo longitudinal central do eixo 90, em uma câmara frontal voltada para o dispositivo de centralização 40, e uma câmara traseira voltada para o estator de fluxo 60. Passagens (não mostradas) são introduzidas nestes suportes do propulsor de operação transversal 53. Quando o propulsor 50 está girando, água é transportada através das passagens a partir da câmara frontal para a câmara traseira.

[0063] Um ressalto interno de conexão frontal 52.1 é formado na parte de base 52 em sua borda voltada para o dispositivo de centralização 40, e um ressalto interno de conexão traseiro 52.2 é formado na borda diametricamente oposta. As pás de hélices 54 são fixadas na circunferência externa da parte de base 52. As pás de hélices 54 são, de preferência, moldadas como uma peça na parte de base 52. As pás de hélices 54 são conectadas em suas extremidades externas, via uma área de conexão 54.1 a um anel de propulsor 55 a uma distância circun- ferencial à parte de base 52. O anel do propulsor 55 é, desse modo, dispostas rotacionalmente simetricamente ao redor do eixo de rotação do eixo 90. Uma parede frontal do alojamento de rotor 56 é moldada direcionada radialmente para fora no anel do propulsor 55. O cilindro interno 51, suportes do propulsor 53, parte de base 52, pás de hélices 54, anel de propulsor 55, e parede frontal do alojamento de rotor 56, são, de preferência, produzidos como uma peça.

[0064] A base do estator 61 do estator de fluxo 60 é conectada ao segundo alojamento do rolamento 63, via um elemento de ligação 62. Na concretização mostrada, o elemento de ligação 62 é designado como forma de funil. O elemento de ligação 62 tem aberturas atraves- santes (não mostradas) através das quais água pode escapar da câmara traseira da área de cubo na câmara interna da parte de base 71 da proteção de contato 70. Um ressalto externo de conexão frontal 61.1 é formado na base do estator 61 alinhado em direção ao propulsor 50. O ressalto externo de conexão frontal 61.1 se sobrepõe a uma leve distância do ressalto interno de conexão traseiro da parte de base 52 do propulsor 50. Para esta proposta, a base do estator 61 tem pelo menos aproximadamente o mesmo diâmetro externo como parte de base 52 do propulsor 50. Um ressalto externo de conexão traseiro 61.2 é moldado na base do estator 61 diametricamente oposto ao ressalto externo de conexão frontal 61.1. As pás do estator 65 são fixadas à base do estator 61. As pás do estator 65 são, desse modo, de preferência, moldadas como uma peça à base do estator 61. As pás do estator 65 são alinhadas radialmente à base do estator 61, conforme isto já é representado na Figura 3. As pás do estator 65 são conectadas em suas extremidades externas à um anel externo do estator 66. O anel externo do estator 66 é disposto circunferencial ao eixo de rotação do propulsor 50. O anel externo do estator 66 termina com uma borda voltada para o propulsor 50 a uma curta distância na fronte da borda do anel de propulsor 55. Uma parede do alojamento traseira 67 é moldada na superfície externa do anel externo do estator 66. O corte na representação mostrada opera através de uma área reforçada de parede do alojamento 67 na qual um furo rosqueado 67.1 é introduzido para acomodação de um parafuso 116. Tais áreas reforçadas com furos rosqueados 67.1 são providas espaçadas à parte ao longo da parede do alojamento 67. A parede do alojamento 67 é designada como parede delgada. Uma tampa do alojamento 68, que sobrepõe o anel de propulsor 55 a uma distância radial, é moldada na parede do alojamento 67. Receptáculos rosqueados 68.1 para recebimento de parafusos 116 são introduzidos na face frontal da tampa do alojamento 68.

[0065] O segundo alojamento do rolamento 63, elemento de ligação 62, base do estator 61, pás do estator 65, anel externo do estator 66, parede do alojamento traseira 67, e tampa do alojamento 68, são, de preferência, designados como uma peça.

[0066] O tubo de descarga de jato 25 é fixado na parede do aloja mento 67 por meio de parafusos 116. Um flange radialmente alinhado 25.1 é moldado no tubo de descarga 25 para esta proposta, em que os furos para condução dos parafusos 116 são introduzidos exatamente nos furos rosqueados 67.1 da parede do alojamento 67.

[0067] O corpo de base 71 de proteção de contato 70 tem uma area de conexão de estator em forma de degrau 71.1 incorporada em sua extremidade voltada para o estator de fluxo 60. A área de conexão do estator 71.1 é inserida no ressalto externo de conexão traseiro 61.2 da base do estator 61, de modo que uma conexão de plugue circunferencial é criada. Um quarto anel de vedação 123 é provido entre a área de conexão do estator 71.1 e o ressalto externo de conexão traseiro 61.2. O quarto anel de vedação 123 veda o interior do corpo de base 71 do canal de fluxo 20.

[0068] O dispositivo de centralização 40 é disposto à montante do propulsor 50 na direção de fluxo. A base rotacionalmente simétrica 41 do dispositivo de centralização 40 tem o mesmo diâmetro externo em sua área de transição à parte de base 52 do propulsor 50 como parte de base 52. Isto conduz a uma baixa resistência de fluxo para a passagem de escoamento de água. O diâmetro externo da base 41 se afila ao longo de uma curva côncava em direção à tampa de influxo 30. A base 41 tem um ressalto de conexão 41.1 em direção ao propulsor 50. O ressalto de conexão 41.1 se sobrepõe a uma distância radial leve do ressalto interno de conexão traseiro 52.2 da parte de base 52 do propulsor 50. As barras de centralização 42 são fixadas radialmente alinhadas à base 41. As barras de centralização 42 são, desse modo, de preferência, moldadas na base 41 como uma peça. As barras de centrali- zação 42 são designadas como delgadas na extensão que opera tangencial à base 41. Elas, desse modo, se opõem à passagem de escoamento de água com uma baixa resistência de fluxo. As barras de centralização 42 se sobrepõem sobre metade do comprimento da base 41 em seu alinhamento axial. Sua borda frontal oposta à água de influxo se inclina a distância radial aumentada em direção à base na direção de fluxo da água. Esta medida também reduz a resistência de fluxo da passagem de escoamento de água. Um anel externo de centralização 43 é fixado nas extremidades externas das barras de centralização 42. O anel externo de centralização 43 é, de preferência, conectado às barras de centralização 42 como uma peça. Uma parede do alojamento frontal alinhada radialmente externamente 44 é fixada no anel externo de centralização 43, em particular, moldada como uma peça. A parede do alojamento frontal 44 se prolonga em seu diâmetro externo até a tampa do alojamento 68, e contata a face frontal de referida tampa do alojamento. Furos de montagem 44.1 são providos na parede do alojamento 44. Os furos de montagem 44.1 são dispostos congruentes a receptáculos ros- queados 68.1 da tampa do alojamento 68. A parede do alojamento 44 e tampa do alojamento 68 são rigidamente conectados usando parafusos 116 guiados através dos furos de montagem 44.1, e aparafusados nos receptáculos rosqueados 68.1.

[0069] Uma argola de detenção 43.1 é moldada na superfície ex terna do anel externo de centralização 43. A argola de detenção 43.1 é designada como uma esfera circunferencial moldada no anel externo de centralização 43 na presente concretização. Contudo, argolas de detenção hemisféricas 43.1 podem também serem providas espaçadas à parte ao redor do anel externo de centralização 43. O dispositivo de centralização 40 com seu anel externo de centralização 43 é inserido no canal de fluxo 20 formado pelos meios invólucros de canal de fluxo 23, 24. O anel externo de centralização 43 é, desse modo, inserido no canal de fluxo 20 até que os meios invólucros de canal de fluxo 23, 24 contatam a parede do alojamento frontal 44 em um lado terminal, ou são dispostos diretamente na fronte dos mesmos. Nesta posição, a argola de detenção 43.1 encaixa em um receptáculo de detenção circunferencial incorporado nos meios invólucros de canal de fluxo 23, 24. O dispositivo de centralização 40 é, desse modo, rigidamente ancorado no canal de fluxo 20.

[0070] O primeiro alojamento de rolamento 45, direcionado para dentro, é moldado na base 41 do dispositivo de centralização 40. O primeiro alojamento de rolamento 45 é fixado, via uma primeira área de vedação 45.1, à extremidade da base 41 direcionada oposta ao fluxo da água. O primeiro alojamento de rolamento 45 tem um contorno em forma de pote, no qual a conexão à base 41 é efetuada no aro do pote. O primeiro alojamento de rolamento 45 é disposto na cavidade formada pela base 41 alinhada na direção de fluxo da água. O espaço intermediário entre o primeiro alojamento de rolamento 45 e a base 41 é enchido por um composto de vedação 47. Desse modo, nenhuma água pode ser coletada nesta área. A tampa de influxo 30 é montada na base 41 na primeira área de vedação 45.1.

[0071] Um alojamento do motor 117 do motor elétrico 110 é formado pela tampa do alojamento 68, próxima à parede do alojamento 67 e parede do alojamento frontal 44. O alojamento do motor 117 é delimitado em direção ao canal de fluxo 20 pelo anel externo do estator 66, anel de propulsor 55, e anel externo de centralização 43. O alojamento do motor 117 é, desse modo, disposto radialmente fora da seção transversal de fluxo, pré-determinada pelo diâmetro de canal de fluxo 20, da água que escoa no canal de fluxo 20. A área radialmente externa do alojamento do motor 117 é separada por uma tampa do alojamento do estator 113.1. A área separada forma um alojamento do estator 113. O estator de motor 111 do motor elétrico 110 é disposto no alojamento do estator 113. O estator de motor 111 é formado de um número pré-determinado de ele- troímãs. Estes são dispostos em intervalos pré-determinados regulares ou irregulares 113 ao longo do alojamento do estator anular 113. Pelo menos uma espira 111.1 é atribuída a cada eletroímã. As cavidades do alojamento do estator 113 são, de preferência, vedadas com um composto de vedação. O estator de motor 111 é, desse modo, concretizado no composto de vedação.

[0072] Um alojamento de rotor 114 é formado no interior do aloja mento do motor 117 pelo anel de propulsor 55, parede frontal do alojamento de rotor 56, e um tampa do alojamento de rotor 114.1. A tampa do alojamento de rotor 114.1 é disposta radialmente espaçada para fora à parte do anel de propulsor 55. Em um lado, a tampa do alojamento de rotor 114.1 contata a parede frontal do alojamento de rotor 56. O rotor 112 do motor elétrico 110 é montado dentro do alojamento de rotor 114. O rotor 114 é formado por um número pré-determinado de imãs permanentes 112.1. Estes são dispostos em intervalos pré-determinados regulares ou irregulares 113 ao longo do alojamento de rotor anular 114. O rotor 114 e/ou imãs permanentes 112.1 são concretizados em um composto de vedação introduzido no alojamento de rotor 114. Desse modo, o rotor 114 e/ou imãs permanentes 112.1 são conectados ao alojamento de rotor 114. A tampa do alojamento de rotor 114.1 é, do mesmo modo, fixada com o composto de vedação. Uma folga de ar 115 é formada entre a tampa do alojamento do estator 113.1 e tampa do alojamento de rotor 114.1.

[0073] O motor elétrico 110 corresponde em desenho a um motor de anel ou a um motor de torque. O motor elétrico 110 é, desse modo, designado como um rotor interno. Desde que o rotor 112 é disposto a uma grande distância radial a partir do eixo de rotação do motor elétrico 110, um alto torque pode ser alcançado por este desenho, e é transferido ao propulsor 50. Além disso, o torque pode ser aumentado por um alto número de pares de polo com números correspondentes de eletro- ímãs e imãs permanentes 112.1. Desse modo, mudanças rápidas na velocidade rotacional do propulsor 50, e, desse modo, mudanças rápidas e dinâmicas na velocidade do auxiliador de natação e de mergulho 10, podem ser alcançadas.

[0074] O alojamento do motor 117 assenta, de preferência, fora da seção transversal de fluxo da água determinada pelo canal de fluxo 20 e o diâmetro de pás de hélices 54. Desse modo, a seção transversal de fluxo disponível não é reduzida pelo motor elétrico 110 com as vantagens já descritas.

[0075] O alojamento do motor 117 não é vedado com relação ao canal de fluxo 20. Uma folga é formada entre o anel de propulsor 55 e anel externo do estator 66, ou anel externo de centralização 43 respectivamente, através do qual a água pode fluir no alojamento do motor 117. O estator de motor 111 e rotor 112 são vedados no lado de dentro do alojamento do estator 113 ou alojamento de rotor 114 com relação à água de influxo. O calor perdido do motor elétrico 110 é eficientemente removido pela passagem de escoamento de água. Isto conduz a uma alta eficiência do motor elétrico 110. O estator de motor 111 e/ou rotor 112 são, em particular, protegidos de penetração de água pelo respectivamente provido composto de vedação. O composto de vedação, do mesmo modo, forma uma ponte térmica com boas propriedades condu- tivas de calor, de modo que o calor perdido do motor elétrico 110 pode ser eficientemente descarregado na água circundante.

[0076] O eixo 90 é vantajosamente montado em dois lados do propulsor 50. Desse modo, altas forças laterais, transferidas ao propulsor 50 pela passagem de escoamento de água, podem ser seguramente absorvidas. Um encurvamento de eixo 90 ou vibrações de eixo 90 e propulsor 50, podem ser impedidos. Desse modo, a folga de ar 115 formada entre o estator de motor 111 e rotor 112 pode ser constantemente mantida. Isto conduz a operação muito rápida. Além disso, a força de acionamento não é influenciada por larguras flutuantes da folga de ar 115. Uma colisão do alojamento de rotor 114 com alojamento do estator 113 é seguramente impedida.

[0077] Devido ao eixo 90 sendo designado como um eixo vazado, peso pode ser economizado sem influenciar substancialmente a rigidez do eixo 90. Um peso mais baixo é uma vantagem essencial para um dispositivo de esporte de água transportável similar ao presente auxiliador de natação e de mergulho. O peso é adicionalmente reduzido em que o eixo compreende um plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP).

[0078] CFRP oferece a vantagem de um peso significantemente re duzido a uma rigidez simultaneamente alta sobre materiais convencionais, por exemplo, aço, que são usados para produzir eixos 90. Em comparação ao aço, um eixo 90 produzido de CFRP tem tendência signifi- cantemente menor em direção à vibrações, que conduzem a uma operação concêntrica aperfeiçoada e ruído mais baixo. Em adição, o peso mais baixo e a vibração reduzida condizem a uma redução da carga nos rolamentos 101, 104, por meio dos quais o eixo 90 é montado para ser girável sobre seu eixo longitudinal central, por meio do qual o desgaste nos rolamentos 101, 104 é reduzido e, desse modo, sua vida útil é aumentada. A massa inercial do eixo 90 produzido de CFRP é significan- temente reduzida sobre um eixo 90 produzido de aço, por cujo meio uma dinâmica mais alta ocorre em mudanças desejadas da velocidade rotacional do eixo 90 e, desse modo, propulsor 50. Ao mesmo tempo, o consume de energia para o eixo de aceleração 90 com propulsor 50 diminui, que conduz a uma extensão do tempo de operação do auxiliador de natação e de mergulho 10 energizado por acumulador.

[0079] Para aumentar a rigidez do eixo 90, ele pode ser designado como de multicamada. Uma camada interna, em que esteiras de fibra de carbono são dispostas com orientações diferentes das fibras de carbono no interior da matriz plástica, é seguida por uma camada com fibras de carbono alinhadas. Estas são, de preferência, designadas como fibras de carbono de alto módulo que têm um alto módulo de elasticidade na direção da fibra, por exemplo, > 400.000 N/mm2. Na presente concretização, as fibras de carbono de alto modulo são essencialmente alinhadas na direção da extensão longitudinal do eixo 90 de modo a, desse modo, aumentar a rigidez e a resistência à flexão do eixo 90. Alternativamente ou adicionalmente, uma camada de CFRP com fibras de carbono de alto módulo dispostas transversais à extensão longitudinal do eixo 90 pode também ser provida. Neste arranjo, as fibras de carbono adicionais aumentam a resistência à torção do eixo 90.

[0080] A superfície do eixo 90 é decapada, desbastada, ou polida em seções. Devido à estas etapas de pós-produção, um contorno exato, rotacionalmente simétrico do eixo 90 é obtido, que conduz a boa operação concêntrica. As fraturas na superfície são removidas e, desse modo, estresses por entalhe, que formam cargas mecânicas nas extremidades da fratura, são impedidos, ou pelo menos reduzidos. A probabilidade de falha do eixo 90, desse modo, diminui e sua resistência aumenta. Para impedir as fibras de carbono de serem danificadas no pós-tratamento, o eixo tem uma camada plástica de acabamento externa, que não contém fibras de carbono.

[0081] Uma conexão rígida e durável é alcançada entre o cilindro interno 51 e a parte de base 52 do propulsor 50 devido aos suportes do propulsor 53 alinhados parcialmente transversais e parcialmente paralelos ao eixo longitudinal central do eixo 90.

[0082] O cilindro interno 51, suportes do propulsor 53, parte de base 52, pás de hélices 54, anel de propulsor 55, e parede frontal do alojamento de rotor 56, de preferência, representam um componente de peça. Este pode ser produzido, por exemplo, de material plástico. O propulsor 50 com os componentes associados pode, desse modo, ser produzido não custosamente em uma etapa de produção.

[0083] Alternativamente, o propulsor 50, com os componentes associados - cilindro interno 51, suportes do propulsor 53, parte de base 52, pás de hélices 54, anel de propulsor 55, e parede frontal do alojamento de rotor 56 - podem ser produzidos completamente ou parcialmente de metal.

[0084] O dispositivo de centralização 40 e estator de fluxo 60 são rigidamente conectados ao canal de fluxo 20. As posições dos frontal e segundo alojamentos do rolamento 45, 63, e, desse modo, a posição dos rolamentos 101, 104 do eixo 90 são, desse modo, rigidamente pré- determinados e fixados. Um posicionamento correto do propulsor 50 no interior do canal de fluxo 20 é, desse modo, assegurado. Devido à rígida conexão entre o dispositivo de centralização 40, propulsor 50, e estator de fluxo 60, bem como o alojamento do motor 117, formado nos mesmos e compreendendo um alojamento do estator 113 e alojamento de rotor 114, as partes móveis da unidade de acionamento submarina são rigidamente alinhadas opostas entre si. A influência de vibrações e choques, que ocorrem frequentemente na operação regular do auxiliador de natação e de mergulho 10, pode, desse modo, ser compensada. Em particular, pequenos espaçamentos l entre componentes móveis e fixos, podem ser proporcionados. Em particular, a folga de ar 115 entre o rotor 112 e o estator de motor 111 pode ser designada como estreita, que conduz a uma alta transmissão de força e a uma alta eficiência do motor elétrico 110.

[0085] A Figura 6 mostra uma seção da vista em corte mostrada na Figura 4 em uma área do rolamento frontal.

[0086] A área do rolamento frontal é circundada pelo primeiro aloja- mento de rolamento 45. O primeiro alojamento de rolamento 45 é moldado como uma peça na base 41 do dispositivo de centralização 40. Partindo-se da primeira área de vedação 45.1 alinhada em direção à tampa de influxo 30, uma seção de guia cilíndrica 45.3 se segue no espaço interno da base 41. Um suporte do rolamento frontal 46, com um diâmetro levemente reduzido com relação à seção cilíndrica 45.3, se conecta à seção cilíndrica 45.3. Uma segunda área de vedação 45.2 é formada por uma redução adicional subsequente do diâmetro do primeiro alojamento de rolamento 45. Uma primeira armação radialmente internamente direcionada 48 é moldada na segunda área de vedação 45.2.

[0087] O eixo 90 com sua seção do eixo de rolamento frontal 93 é inserido no primeiro alojamento de rolamento 45 a partir do lado da segunda área de vedação 45.2. Um propulsor stop 92, cujo cilindro interno 51 do propulsor 50 contata, é moldado circunferencial ao eixo 90. O diâmetro da seção do eixo de rolamento frontal 93 do eixo 90 é reduzido no lado terminal. Uma sede do rolamento 95 é fixada nesta seção de diâmetro reduzido. A sede do rolamento 95 é produzida de metal, e é conectada ao eixo 90 em particular por colagem. A sede do rolamento 95 tem um batente do rolamento 95.1 que se projeta para fora em direção ao eixo 90.

[0088] Um rolamento frontal 101 é empurrado na sede do rolamento 95. O rolamento frontal 101 é designado como um rolamento de esfera angular. Ele contata com seu anel interno no batente do rolamento 95.1 da sede do rolamento 95. O anel externo do rolamento frontal 101 com sua superfície externa contata o suporte do rolamento frontal 46 do primeiro alojamento de rolamento 45. O anel externo do rolamento frontal 101 é mantido pela porca de trava 100 que é fixada na seção cilíndrica do primeiro alojamento de rolamento 45. Parta esta proposta, o anel externo contata um primeiro rolamento contador do anel externo 101.1 moldado na porca de trava 100.

[0089] Uma área de vedação radial frontal 102 é formada na se gunda área de vedação 45.2 do primeiro alojamento de rolamento 45. Para esta proposta, um anel de vedação do eixo radial frontal 102.1 é disposto entre a segunda área de vedação 45.2 e a seção do eixo rolamento frontal 93 do eixo 90. O anel de vedação do eixo radial frontal 102.1 é mantido em direção ao propulsor 50 pela primeira armação internamente direcionada 48 do alojamento do rolamento 45. O anel de vedação do eixo radial frontal 102.1 é mantido diametricamente oposto por um primeiro anel de fixação 102.2. O primeiro anel de fixação 102.2 está preso em uma ranhura no primeiro alojamento de rolamento 45.

[0090] A tampa de influxo 30 tem uma peça de ligação 32 direcionada em direção ao alojamento do rolamento 45. Acomodações do anel de vedação 33 são incorporadas na peça de ligação 32. Anéis de vedação 120, 121 são inseridos nas acomodações do anel de vedação 33. A tampa de influxo 30 com peça de ligação 32 é inserida na primeira área de vedação 45.1 do dispositivo de centralização 40. Os anéis de vedação 120, 121, desse modo, impedem a água do canal de fluxo 20 de penetrar no espaço interno da tampa de influxo 30 e primeiro alojamento de rolamento 45.

[0091] O eixo 90 é montado para ser facilmente girável em sua seção de montagem do rolamento frontal 93, via rolamento frontal 101. O rolamento frontal 101 é fixamente mantido pela sede do rolamento 95 com o batente do rolamento 95.1, porca de trava 100 com primeiro rolamento contador do anel externo 100.1 e suporte do rolamento frontal 46. A porca de trava 100, desse modo, permite o papel de ser ajustado no qual o rolamento frontal 101 é axialmente mantido. A área de rolamento frontal 101 é vedada em direção ao eixo 90 pelo anel de vedação do eixo radial frontal. No lado da tampa de influxo 30, a vedação entre a primeira área de vedação 45.1 do dispositivo de centralização 40 e peça de ligação 32 da tampa de influxo 30 é efetuada pelos anéis de vedação 120, 121 dispostos nos mesmos. O rolamento frontal 101 é, desse modo, protegido de penetração por umidade. Em adição, as cavidades no eixo 90 e rolamento frontal 101 são enchidas com graxa e, desse modo, adicionalmente protegidas de umidade.

[0092] A força de reação da água é transferida via propulsor 50 ao eixo 90 pelo cilindro interno 51 do propulsor 50. O eixo 90 transfere esta força ao anel interno do rolamento frontal 101, via sede do rolamento 95. A força é transferida ao anel externo do rolamento frontal 101, via os rolamentos de esfera no lado interno do rolamento frontal 101, que é designado como um rolamento de esfera angular. De lá, a entrada de força para o dispositivo de centralização 40 é efetuada via porca de trava 100, e de lá para o canal de fluxo 20 e veículo 11 do auxiliador de natação e de mergulho 10.

[0093] A sede do rolamento 95, produzida de metal, impede a superfície do eixo 90, produzida de CFRP, de ser danificada pelas altas forças que são transferidas.

[0094] A Figura 7 mostra uma seção da vista em corte mostrada na Figura 4 em uma área de rolamento traseiro.

[0095] O segundo alojamento do rolamento 63 é moldado no elemento de ligação 62 do estator de fluxo 60. Partindo-se a partir da popa de faceamento terminal 11.5 do auxiliador de natação e de mergulho 10, o segundo alojamento do rolamento 63 é formado por uma quarta área de vedação 63.2, um suporte do rolamento traseiro 64, uma terceira área de vedação 63.2, e uma segunda armação 63.3.

[0096] A quarta área de vedação 63.2 e suporte do rolamento traseiro 64 formam uma área de segundo alojamento do rolamento 63 radialmente circunferencial ao eixo de rotação do eixo 90. A terceira área de vedação 63.1 é reduzida em diâmetro para esta proposta. A segunda armação 63.3 alinhada radialmente para dentro é moldada na extremidade da terceira área de vedação 63.1.

[0097] O eixo 90 é inserido com sua seção de rolamento do eixo traseiro 94 através da terceira área de vedação 63.1 no segundo alojamento do rolamento 63. Um anel de vedação de eixo radial traseiro 103.1 é disposto entre a terceira área de vedação 63.1 e eixo 90. O anel de vedação de eixo radial traseiro 103.1 é mantido em sua posição axial em direção ao propulsor 50 pela segunda armação que se projeta radialmente 63.3 do alojamento do rolamento 63, e diametricamente oposto por um segundo anel de fixação 106. Uma área de vedação do eixo traseiro 103 é formada pelo anel de vedação do eixo radial 103.1, eixo 90, e terceira área de vedação 63.1.

[0098] O rolamento traseiro 104 é disposto entre a seção de rola mento do eixo traseiro 94 e o suporte do rolamento traseiro 64 do segundo alojamento do rolamento 63. O rolamento traseiro 104 contata, desse modo, com sua seção de rolamento do eixo traseiro de anel interno 94, e com seu suporte do rolamento traseiro de anel externo 64. O rolamento traseiro 104 é designado como um rolamento de esfera ranhurado de fileira única. O rolamento traseiro 104 é mantido axialmente em direção à popa 11.5 do auxiliador de natação e de mergulho 10 por um anel de suporte do rolamento traseiro 105. Um segundo rolamento contador do anel externo 105.1 alinhado em direção ao rolamento traseiro 104 é moldado no anel de suporte do rolamento traseiro 105 para esta proposta. O anel externo do rolamento traseiro 104 contata seu rolamento contador do anel externo 105.1.

[0099] A circunferência externa do anel de suporte do rolamento traseiro 105 é formada por uma seção de posicionamento anular 105.2 que contata a superfície interna da quarta área de vedação 63.2 do segundo alojamento do rolamento 63. Dois anéis de vedação 124, 125 são dispostos entre a seção de posicionamento anular 105.2 e a quarta área de vedação 63.2. Os anéis de vedação 124, 125 são inseridos nas ranhuras, que são incorporadas na quarta área de vedação 63.2. O anel de suporte do rolamento traseiro 105 é inserido na quarta área de vedação 63.2. Um terceiro anel de fixação 107 é provido em conexão ao anel de suporte do rolamento traseiro 105. O anel de suporte do rolamento traseiro 105 é, desse modo, mantido, em sua posição.

[00100] A água é impedida de penetrar ao longo do eixo 90 no segundo alojamento do rolamento 63 pelo anel de vedação de eixo radial traseiro 103.1. O segundo alojamento do rolamento 63 é, do mesmo modo, vedado pelo anel de suporte do rolamento traseiro 105 e anéis de vedação circunferenciais 124, 125. O rolamento traseiro 104 é, desse modo, protegido de umidade. Em adição, as cavidades no eixo e na área de rolamento traseiro 104 são enchidas com graxa e, desse modo, adicionalmente protegida de umidade.Para montagem, o eixo 90 é inserido no segundo alojamento do rolamento 63, o anel de vedação de eixo radial traseiro 103.1 é montado e fixado usando um segundo anel de fixação 106. Finalmente, o rolamento traseiro 104 é montado, e o anel de suporte do rolamento traseiro é inserido. Inicialmente, o terceiro anel de fixação 107 é fixado na ranhura provida. A área do rolamento é, desse modo, mais fácil de montar. O rolamento traseiro 104 e anel de vedação de eixo radial traseiro 103.1 podem ser facilmente alcançados para proposta de manutenção devido ao anel de suporte do rolamento traseiro inserido 105.

Claims (13)

1. Auxiliador de natação e de mergulho (10) com um casco do veículo (11) e alças (16) em uma parte superior (11.6) do casco do veículo (11) as quais o usuário segura enquanto repousa com a parte superior de seu corpo na parte superior (11.6), com um canal de fluxo (20) que é disposto no casco do veículo (11), e que acomoda um propulsor (50), acionado por um motor elétrico (10), com pás de hélices direcionadas radialmente externamente (54) montadas em uma parte de base (52) do propulsor (50), no qual o motor elétrico (10) tem um estator de motor rigidamente disposto (111), e um rotor em rotação (112) que é espacialmente atribuído ao estator de motor (111), caracterizado pelo fato de que o rotor (112) do motor elétrico (10) é acoplado a pelo menos uma extremidade externa de pelo menos uma pá de hélice (54), o estator de motor (111) é circunferencialmente disposto pelo menos parcialmente ao redor do rotor (112), um estator de fluxo (60) com pás de estator (65) é disposto a jusante da hélice (50) na direção de fluxo da água, o estator de fluxo (60) é fixado à parede do canal de fluxo (20) através das pás do estator (65), e/ou um compartimento do estator (113) para receber o estator do motor (111) é conectado às extremidades externas de pelo menos parte das pás do estator (65), no lado do estator de fluxo (60) voltado em afastamento da hélice (50), uma proteção de contato (70), com barras de proteção de contato (72) formadas no mesmo, é disposta, as barras de proteção de contato (72) são fixadas à parede do canal de fluxo (20), e um corpo de base (71) da proteção de contato (70) é prefe-rencialmente conectado ao estator de fluxo (60).

2. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as extremidades externas de pelo menos uma parte das pás de hélices (54) são conectadas a um anel de propulsor (56), e que o rotor (112) é disposto no anel de propulsor (56), e/ou que as extremidades externas de pelo menos uma parte das pás de hélices (54) são conectadas a um alojamento de rotor anular (114), e que o rotor (112) é disposto no alojamento de rotor (114).

3. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o anel de propulsor (56) e/ou o alojamento de rotor (114) é moldado como uma peça no propulsor (50).

4. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o rotor (112) tem uma pluralidade de imãs permanentes (112.1) dispostos na direção rotacional do rotor (112), e/ou que o estator de motor (111) tem uma pluralidade de eletroímãs (111.1) dispostos cir- cunferenciais à trajetória circular na qual o rotor (112) se move.

5. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o alojamento do estator (113) do motor elétrico (110) é moldado como uma peça no estator de fluxo (60).

6. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,caracterizado pelo fato de que o rotor (112) e/ou o estator de motor (111) são dispostos em um recesso lateral do canal de fluxo (20).

7. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o propulsor (50) é axialmente fixado em um eixo rotativamente montado (90) disposto no interior do canal de fluxo (20).

8. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o eixo (90) é designado como um eixo vazado, e/ou o eixo (90) é produzido de um material plástico reforçado com fibra de carbono.

9. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de centralização (40) com uma base (41) e barras de centralização (42) aplicadas no mesmo é disposto à montante do propulsor (50) na direção de fluxo da água que escoa no canal de fluxo (20), e que o dispositivo de centralização (40) é diretamente ou indiretamente fixado à parede do canal de fluxo (20), via as barras de centralização (42).

10. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um rolamento (101, 104), em que o eixo (90) é montado, é respectivamente disposto no dispositivo de centralização (40) e no estator de fluxo (60).

11. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um primeiro alojamento de rolamento (45) é designado no interior da base (41) do dispositivo de centralização (40), que o rolamento frontal (101) é mantido no primeiro alojamento de rolamento (45), e que o primeiro alojamento de rolamento (45) é estanque à água fechado com relação ao canal de fluxo (20) com uma tampa de influxo removível (30).

12. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que um alojamento de rolamento adicional (63) é designado no interior da base do estator (61) do estator de fluxo (60), que o rolamento traseiro (101) é mantido no alojamento de rolamento adicional (63), e que o alojamento de rolamento adicional (63) é estanque à água fechado com um anel de suporte de rolamento removível (105).

13. Auxiliador de natação e de mergulho (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12,caracterizado pelo fato de que uma unidade de acionamento submarina é formada pelo menos a partir do motor elétrico (110) com o alojamento de rotor (114) e o alojamento do estator (113), o dispositivo de centralização (40), a tampa de influxo (30), o estator de fluxo (60), e o propulsor (50) com o eixo (90) e os rolamentos (101, 104).

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