Hydraulischer Strahlantrieb für Wasserfahrzeuge Die Erfindung betrifft
eine weitere Ausbildung des hydraulischen Strahlantriebes nach dem Hauptpatent 958
003, bei dem zwei gegenläufige Kolben eines doppelt wirkenden Freikolbenmotors mit
zwei doppelt wirkenden düsenförmigen Pumpenkolben starr verbunden sind und zusammen
zwei gegenläufige Schwingkolbensysteme darstellen, die in einem Strömungskörper
angeordnet sind. Das Wasser strömt dabei unter dem Einfluß des Staudruckes vorn.
in den Strömungskörper ein, wird dann abwechselnd in die einzelnen Pumpenräume eingeleitet
und schließlich durch die Düsen ausgestoßen. Bei dem Strahlantrieb nach dem Hauptpatent
sind als Einlaßeinrichtungen Ventile vorgesehen. Derartige Ventile haben aber Nachteile
hinsichtlich Strömungsverlauf und Betätigungsmöglichkeit.Hydraulic jet propulsion for watercraft The invention relates to
a further development of the hydraulic jet propulsion according to the main patent 958
003, in which two counter-rotating pistons of a double-acting free-piston engine with
two double-acting nozzle-shaped pump pistons are rigidly connected and together
represent two reciprocating piston systems in a flow body
are arranged. The water flows under the influence of the dynamic pressure at the front.
into the flow body, is then introduced alternately into the individual pump chambers
and finally ejected through the nozzles. With the jet propulsion according to the main patent
valves are provided as inlet devices. However, such valves have disadvantages
with regard to the course of the flow and the possibility of actuation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen,
die die Wassermassen in der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit unter optimalen
strömungstechnischen Verhältnissen in die einzelnen Pumpenräume steuert, billig
in der Herstellung und einfach und ohne besondere Schwierigkeit betätigbar ist.
Die erfindungsgemäße Steuerung ist gekennzeichnet durch mindestens eine axial angeordnete
Ringführung, die zusammen mit der Außenwand des Strömungskörpers und der Wand des
Motorzylinders bzw. des Pumpenzylinders zu den verschiedenen Pumpenräumen führende
Ringkanäle bildet, und durch eine Einrichtung, die abwechselnd im Gleichlauf mit
den Pumpenkolben die einzelnen Ringkanäle freigibt bzw. absperrt. Als Absperreinrichtung
dient erfindungsgemäß ein Ringschiebersystem, das aus einem feststehenden, mit Durchlaßöffnungen
versehenen Leitring und einem drehbaren, ebenfalls mit Durchlaßöffnungen versehenen
Ringschieber besteht, dessen Durchlaßöffnungen so angeordnet sind, daß sie jeweils
nur den Zugang zum gewünschten Ringkanal freigeben. Weitere Einzelheiten der Erfindung
werden an zwei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung erläutert. Es bedeutet
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den Strahlantrieb, Fig. 2 einen Schnitt
gemäß der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der
Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt
gemäß der Linie V-V der Fig. 1; Fig. 6, 7, 8 entsprechen den Fig. 1, 2, 3 und stellen
eine andere Ausführungsform dar.The invention is based on the object of creating a device
which the water masses in the short time available under optimal
Controlled flow conditions in the individual pump rooms, cheap
in the production and can be operated easily and without particular difficulty.
The control according to the invention is characterized by at least one axially arranged
Ring guide, which together with the outer wall of the flow body and the wall of the
Motor cylinder or the pump cylinder leading to the various pump chambers
Forms ring channels, and by a device that alternates in synchronism with
the pump piston releases or shuts off the individual ring channels. As a shut-off device
According to the invention, a ring slide system is used, which consists of a fixed, with passage openings
provided guide ring and a rotatable, also provided with passage openings
Ring slide consists, the passage openings are arranged so that they each
only enable access to the desired ring channel. Further details of the invention
are explained using two exemplary embodiments with reference to the drawing. It means
Fig. 1 is a schematic longitudinal section through the jet propulsion, Fig. 2 is a section
according to the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows a section along the line III-III of the
Fig. 1, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV of Fig. 1, Fig. 5 shows a section
according to the line V-V of Fig. 1; Figs. 6, 7, 8 correspond to Figs. 1, 2, 3 and represent
represents another embodiment.
Bei beiden Ausführungsbeispielen besteht der Strahlantrieb aus einem
doppelt wirkenden Freikolbenmotor 1 mit zwei gegenläufigen Kolben, die durch entsprechend
ausgebildete Kolbenstangen mit den düsenförmigen Pumpenkolben 3, 4 starr verbunden
sind, welche in dem Pumpenzylinder 2 laufen. Der Strömungskörper 5 umgibt den Motor
1 und die Pumpe 2, wobei der Motor mit Strömungshauben 1 a und 1 b versehen ist.
Das vordere Ende 5 a des Strömungskörpers und die Motorhaube 1 a bilden den Staudruckraum
6, während das hintere düsenförmige Ende 5 a des Strömungskörpers 5 zusammen
mit dem Pumpenkolben 4 den Pumpenraum 7 bildet. Der Pumpenkolben 3 bildet zusammen
mit dem Pumpenkolben 4 den Pumpenraum 8 und zusammen mit der Motorhaube 1 b den
Pumpenraum 9. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) ist eine Ringführung 10
vorgesehen, die mit der Wandung 5 des Strömungskörpers den Ringkanal 11 und mit
der Wandung des Motors 1 bzw. 1 b den Ringkanal 12 bildet. Der Ringkanal 11 führt
unmittelbar in den mittleren Pumpenraum 8, der Ringkanal 12 zum vorderen Pumpenraum
9. Da aber der Pumpenraum 9 zusammen mit dem Pumpenraum 7 im gleichen Arbeitstakt
arbeitet, müssen beide Pumpenräume gleichzeitig beaufschlagt werden. Zu diesem Zweck
sind Zwischenkanäle 13 angeordnet, die vom Ringkanal 12 zum Pumpenraum 7 führen.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 6) sind zwei Ringführungen 10a und 10 b angeordnet,
die die drei Ringkanäle 12 a, 11 und 12 b bilden, die unmittelbar zu den Pumpenräumen
7, 8 und 9 führen. Als abwechselnd wirkende Einlaß-bzw. Absperreinrichtung dient
in beiden Fällen ein Ringschiebersystem, bestehend aus dem feststehenden Leitring
14 und dem drehbaren Ringschieber 15, die
unmittelbar vor der oder
den Ringführungen 10 angeordnet sind. Der Leitring 14 und der Ringschieber 15 besitzen
Durchlaßöffnungen 14a, 15a und Stege 14b, 15b, die konzentrisch angeordnet
sind und einander abwechseln. Wenn, wie im ersten Beispiel, nur eine Ringführung
10 angeordnet ist, so daß zwei Ringkanäle entstehen, sind auch im Ringschieber 15
zwei konzentrische Reihen 15a 1, 15a2 bzw. 15b1, 15b2 angeordnet, wobei die
eine Reihe gegenüber der anderen um eine halbe Teilung versetzt ist. Wenn mehr als
zwei Ringkanäle gebildet werden, so wird der Ringschieber in ebenso viele konzentrische
Reihen unterteilt, beim zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 6 und 8) also in drei
Reihen mit den Durchlaßöffnungen 15 a 1, 15 a 2 und 15 a 3 bzw. den Stegen 15 b
1, 15 b 2 und 15 b 3. Die Reihe 15 a 1, 15 b 1 ist in diesem Fall dem Ringkanal
12 a und dem Pumpenraum 7, die Reihe 15 a 2, 15 b 2 dem Ringkanal 11 und dem Pumpenraum
8 und schließlich die Reihe 15 a 3, 15 b 3 dem Ringkanal 12 b und dem Pumpenraum
9 zugeordnet. Da die Pumpenräume 7 und 9 im gleichen Takt arbeiten, sind die Reihen
15 a 1, 15 b 1 und 15 a. 3, 15 b 3 radial gleich angeordnet, während die mittlere
Reihe 15a2, 15b2 um eine halbe Teilung gegenüber den anderen Reihen versetzt ist.
Die Querschnitte der Durchlaßöffnungen sind so bemessen, daß bei jedem Takt ungefähr
gleich viel Wassermasse durchströmt. Die Summe der Querschnitte 15a l und 15a3 entspricht
also ungefähr dem Gesamtquerschnitt von 15 a 2.In both exemplary embodiments, the jet propulsion consists of a double-acting free-piston engine 1 with two opposing pistons which are rigidly connected to the nozzle-shaped pump pistons 3, 4, which run in the pump cylinder 2, by appropriately designed piston rods. The flow body 5 surrounds the motor 1 and the pump 2, the motor being provided with flow hoods 1 a and 1 b. The front end 5 a of the flow body and the engine hood 1 a form the back pressure chamber 6, while the rear nozzle-shaped end 5 a of the flow body 5 together with the pump piston 4 forms the pump chamber 7. The pump piston 3, together with the pump piston 4, forms the pump chamber 8 and, together with the engine hood 1b, the pump chamber 9. In the first embodiment (FIG the wall of the motor 1 or 1 b forms the annular channel 12. The ring channel 11 leads directly into the central pump chamber 8, the ring channel 12 to the front pump chamber 9. However, since the pump chamber 9 works together with the pump chamber 7 in the same working cycle, both pump chambers must be acted upon at the same time. For this purpose, intermediate channels 13 are arranged which lead from the annular channel 12 to the pump chamber 7. In the second embodiment (FIG. 6), two ring guides 10a and 10b are arranged, which form the three ring channels 12a, 11 and 12b, which lead directly to the pump chambers 7, 8 and 9. As alternately acting inlet or. In both cases, the shut-off device is a ring slide system consisting of the stationary guide ring 14 and the rotatable ring slide 15, which are arranged directly in front of the ring guide or guides 10. The guide ring 14 and the annular slide 15 have passage openings 14a, 15a and webs 14 b, 15 b, which are disposed concentrically and alternate with each other. If, as in the first example, only one ring guide 10 is arranged, so that two ring channels are formed, two concentric rows 15a 1, 15a2 or 15b1, 15b2 are also arranged in the ring slide 15, one row being half a pitch relative to the other is offset. If more than two ring channels are formed, the ring slide is divided into as many concentric rows, in the second embodiment (Fig. 6 and 8) so in three rows with the passage openings 15 a 1, 15 a 2 and 15 a 3 or the Web 15 b 1, 15 b 2 and 15 b 3. The row 15 a 1, 15 b 1 is in this case the ring channel 12 a and the pump chamber 7, the row 15 a 2, 15 b 2 is the ring channel 11 and the pump chamber 8 and finally the row 15 a 3, 15 b 3 assigned to the annular channel 12 b and the pump chamber 9. Since the pump chambers 7 and 9 work in the same cycle, the rows 15 a 1, 15 b 1 and 15 a. 3, 15 b 3 arranged radially identically, while the middle row 15a2, 15b2 is offset by half a division with respect to the other rows. The cross-sections of the passage openings are dimensioned so that approximately the same amount of water flows through with each cycle. The sum of the cross sections 15a 1 and 15a3 thus corresponds approximately to the total cross section of 15 a 2.
Die Wirkungsweise ist folgende: Es sei angenommen, daß die Motorkolben
gegeneinander und die Pumpenkolben 3 und 4 in Pfeilrichtung voneinander sich wegbewegen.
Dabei wird das in den Pumpenräumen 7 und 9 befindliche Wasser nach hinten ausgestoßen.
Der Ringschieber 15 steht dabei so, daß durch die Stege 15 b 2 der Durchgang zum
Ringkanal 12 und damit zu den Pumpenräumen 9 und 7 abgesperrt ist (Fig. 5).The mode of operation is as follows: It is assumed that the engine pistons
against each other and the pump pistons 3 and 4 move away from each other in the direction of the arrow.
The water in the pump chambers 7 and 9 is ejected to the rear.
The ring slide 15 is so that through the webs 15 b 2 of the passage to
Ring channel 12 and thus to the pump chambers 9 and 7 is blocked (Fig. 5).
Dagegen ist der Durchgang zum Ringkanal 11 frei, so daß das Wasser
in den Pumpenraum 8 einströmen kann (Fig. 4). Bei Totpunktlage der Kolben wird der
Ringschieber um eine halbe Teilung gedreht. Damit wird der Durchgang zum Ringkanal
11 abgesperrt und dafür der zum Ringkanal 12 freigegeben, so daß nunmehr das: Wasser
in den Pumpenraum 9 und über die Zwischenkanäle 13 in den Pumpenraum 7 einströmen
kann, während es gleichzeitig aus dem Pumpenraum 8 nach hinten ausgestoßen wird.
Sobald wiederum die Totpunktlage erreicht ist, wird der Ringschieber 15 entweder
in die ursprüngliche Lage zurückgedreht oder um eine halbe Drehung weitergedreht.
Die Wirkungsweise beim zweiten Ausführungsbeispiel ist ähnlich, nur daß an Stelle
des einen Ringkanals 12 mit den Zwischenkanälen 13 die beiden Ringkanäle 12 a und
12 b treten.In contrast, the passage to the annular channel 11 is free, so that the water
can flow into the pump chamber 8 (Fig. 4). When the pistons are in the dead center position, the
Ring slide rotated by half a division. This turns the passage into a ring canal
11 shut off and released for the ring channel 12, so that now the: water
Flow into the pump chamber 9 and through the intermediate channels 13 into the pump chamber 7
can, while at the same time it is ejected from the pump chamber 8 to the rear.
As soon as the dead center position is reached, the ring slide 15 is either
turned back to the original position or turned a half turn.
The operation of the second embodiment is similar, only that in place
of the one ring channel 12 with the intermediate channels 13, the two ring channels 12 a and
12 b kick.