DE102010005556A1

DE102010005556A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines steuerbaren Schubstrahles für Wasserfahrzeuge

Info

Publication number: DE102010005556A1
Application number: DE201010005556
Authority: DE
Inventors: Martin 42855 Röhrig
Original assignee: Muellerundroehrig GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Dipl-Designer Martin Roehrig 42855 Remscheid Dipl-Designer Jochen Mueller 45359 Essen); MUELLERUNDROEHRIG GbR VERTRETUNGSBERECHTIGTE GESELLSCHAFTER DIPL DESIGNER MARTIN ROEHRIG; Muellerundrohrig GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Dipl-Designer Martin Rohrig 42855 Remscheid Dipl-Designer Jochen Mueller 45359 Essen) 45257
Current assignee: Muellerundroehrig GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Dipl-Designer Martin Roehrig 42855 Remscheid Dipl-Designer Jochen Mueller 45359 Essen); MUELLERUNDROEHRIG GbR VERTRETUNGSBERECHTIGTE GESELLSCHAFTER DIPL DESIGNER MARTIN ROEHRIG; Muellerundrohrig GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Dipl-Designer Martin Rohrig 42855 Remscheid Dipl-Designer Jochen Mueller 45359 Essen) 45257
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines steuerbaren Schubstrahles als Manövrierhilfe von Wasserfahrzeugen zur Montage unterhalb der Wasserlinie von Schiffen. Vorrichtung als kompakte Einheit nach einem Mantelstromprinzip konstruiert, bei dem konzentrische Strömungskanäle mit teiloffenen Durchgängen strömungstechnisch kommunizieren. Der innere mit der Ausströmdüse verbundene Strömungskanal ist 360° drehbar, um den Druckwasserstrahl in beliebige Richtungen lenken zu können. Da die Einheit ohne Getriebe oder Kraftumlenkungen auskommen kann, kann die gesamte Anlage Gewicht und Einbauraum einsparen. Das Wasser strömt durch den äußeren Ringspalt im Saugbereich ein, gelangt durch die offenen Teilbereiche in das drehbare Strahlrohres in die Verdichterkammer der Pumpe, wird dort von einem geeigneten Propeller beschleunigt im Strahlrohr rechtwinkelig umgelenkt und herausgepresst. Da Strahlrohr und Düse konstruktiv und kraftschlüssig verbunden sind, wird durch die Drehung dieser Einheit die Schubrichtung verändert. Der Einbau mittels Flanschplatte im Schiffsboden erfolgt flächenbündig, so dass mit Ausnahme der Ausströmdüse (5) keine Elemente als Strömungshindernis im Wasser stehen. Die Montage kann ohne exakte Ausrichtung auf die Schiffsachsen an nahezu jeder geeigneten Position erfolgen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit aus Motor und Wasserpumpe zur Montage unterhalb der Wasserlinie von Schiffen.
Derartige Antriebe und Manövrierhilfen sind unter anderem als sogenannte Strahlruder bekannt, welche meist quer zur Fahrtrichtung im Schiffsrumpf montiert sind. Als Antriebe dienen in der Sportschifffahrt zumeist Elektromotoren, für leistungsfähigere Anlagen im gewerblichen Einsatz auch Verbrennungskraftmaschinen. Die Antriebsleistung wird dabei über Winkelgetriebe auf weitgehend konventionelle Propeller übertragen.
Weitere Ausführungen solcher Manövrierhilfen beschreiben Anlagen mit zentraler Pumpe und zu- und abschaltbaren Ausströmöffnungen, die an beliebiger Stelle des Schiffsrumpfes angeordnet werden können.
Alle bekannten Systeme haben spezifische Nachteile. Bei den in der überwiegenden Zahl der Anwendungen eingesetzten Querstrahlrudern führt der im Bugbereich des Schiffes eingebaute Kanal zu einer Schwächung der an dieser Stelle sensiblen Struktur der Außenhaut. Insbesondere der nachträgliche Einbau der Anlage kann durch die großen Querschnitte der Öffnungen zu Problemen der Festigkeit führen. Ein weiterer Mangel an dieser Technik ist die Beeinflussung des Strömungsverhaltens mit dem Nachteil von Verwirbelungen und damit verbundener Zunahme des Strömungswiderstandes. Ein weiterer Nachteil dieser Technik ist, das bei Einbau knapp unter der Wasserlinie Luft angesaugt werden kann, was zu Leistungsverlusten und erhöhten Geräuschemissionen führt.
Hiermit lassen sich systembedingt lediglich Antriebskräfte in einer Achse, meist quer zur Mittschiffsrichtung erzeugen.
In der Berufs- und Freizeitschifffahrt werden zunehmend sog. Pod-Anlagen als Hauptantriebe eingesetzt, welche mittels drehbarer Antriebsgondeln und entsprechender Steuereinheiten ein Manövrieren in alle Richtungen ermöglichen. Nachteilig an dieser Art von Manövrierhilfen ist die aufwändige Motor- und Getriebesteuerung mittels elektrischer Steuergeräte, sowie die problematischen Hebelverhältnisse zwischen Schiffslänge und Abstand der Antriebseinheiten zueinander, was zu deutlich erhöhtem Leistungsbedarf führt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die genannten Nachteile der bisherigen Systeme zu beheben und eine Antriebseinheit vorzuschlagen, die als kompakte Einheit ohne strukturgefährdende Durchbrüche einen Steuerschub in alle Richtungen erzeugt.
Beschreibung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
1 Querschnitt Antriebseinheit mit Direktantrieb
2 Querschnitt Antriebseinheit mit seitlich, achsenversetzt angeordnetem Motor
Die Antriebseinheit ist nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung als kompakte Einheit nach einem Mantelstromprinzip konstruiert, bei dem konzentrische Strömungskanäle mit teiloffenen Durchgängen (3) wassertechnisch kommunizieren. Der innere mit der Ausströmdüse (5) verbundene Druckbereich ist 360° drehbar gelagert, um den Druckwasserstrahl in beliebige Richtungen einer Ebene lenken zu können. Da die Einheit ohne Getriebe oder Kraftumlenkungen auskommt, kann die gesamte Anlage Gewicht und Einbauraum einsparen.
Das Wasser strömt durch den äußeren Ringspalt (1) im Saugbereich (2) ein, gelangt durch die offenen Teilbereiche (3) des drehbaren Strahlrohres (11), wird dort von einem geeigneten Propeller (4) beschleunigt im Strahlrohr (11) rechtwinkelig umgelenkt und herausgepresst. Da Strahlrohr (11) und Steuerdüsenauslass (5) konstruktiv und kraftschlüssig verbunden sind, wird durch die Drehung dieser Einheit die Schubrichtung verändert.
Durch die konstruktive Ausgestaltung der Verstellung bzw. Drehung diesen Strahlrohres (11) sind unbegrenzte Drehungen möglich.
Die zur konstruktiven Verbindung von äußerem Gehäuse (12) und innerer Hülse (13) notwendigen Stege (10) verhindern das Eindringen von Fremdkörpern, welche zur Beschädigung des Pumpmechanismusses führen können.
Der Einbau mittels Flanschplatte im Schiffsboden erfolgt flächenbündig, so dass mit Ausnahme der Ausströmdüse (5) keine Elemente als Strömungshindernis im Wasser stehen. Die Montage kann ohne exakte Ausrichtung auf die Schiffsachsen an nahezu jeder geeigneten Position erfolgen.
Durch die steuerungstechnische Verbindung mehrerer Antriebseinheiten können auch komplizierte Manöver wie das Halten einer bestimmten Position gegen Winddruck und Strömung, ggf auch mit GPS Unterstützung realisiert werden. Auch sind automatisierte „Einparkvorgänge” wie im KFZ-Bereich denkbar.

Claims

Antriebseinheit mit konstruktiv integriertem Wasserzuführungssystem (1–3) als Wasserstrahlpumpe mit mindestens einer um 360° drehbaren Steuerdüse (5).
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (2) der Strahlpumpe als ringförmiger Spalt (1) ausgebildet ist und in ihrem Innenraum den drehbaren Steuerdüsenauslass (5 + 11) aufnimmt.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb (9) und Propeller (4) in der gleichen Achse wie der Ringspalt (1) angeordnet sind.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb (9) und Propeller (4) mittel geeigneter Kraftumlenkung achsenversetzt ausgeführt werden kann.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung von einem Elektromotor (9) erzeugt wird.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung von einem Hydraulikmotor (9) umgesetzt wird.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung von einer Verbrennungskraftmaschine (9) erzeugt wird.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebseinheiten mittels einer Steuerelektronik in ihren Wirkungen koordiniert werden können.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdüse (5) den Wasserstrom der Pumpe etwa rechtwinkelig umlenkt und so ausgeformt ist, dass sie in Parkstellung wenig Strömungswiderstand verursacht.
Antriebseinheit nach Ansprüchen 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdüse (5) so ausgeformt ist, dass sie den Sektor des Ringspaltes (1), der in Strömungsrichtung liegt, verdeckt, um einen nachteiligen Druckausgleich zwischen Saug- und Druckseite zu verhindern.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) als einteilige Konstruktion aus einem geeigneten geeigneten Material so gestaltet ist, dass außer der Antriebswelle (6) und einer Steuervorrichtung (7 + 8) keinerlei Öffnungen zum Schiffsinneren bestehen durch die Wasser eindringen kann.