DE102015100501B4

DE102015100501B4 - Underwater Propulsion Unit

Info

Publication number: DE102015100501B4
Application number: DE102015100501.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Walpurgis
Original assignee: Cayago Tec GmbH
Current assignee: Cayago Tec GmbH
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2023-05-17
Anticipated expiration: 2035-01-15
Also published as: DE102015100501A1; WO2016113262A1

Abstract

Unterwasser-Antriebs-Einheit für eine Schwimm- und Tauchhilfe (10), wobei der Unterwasser-Antriebs-Einheit zumindest ein Propeller (150), ein Elektromotor (30) mit einem Motorgehäuse (40) und ein Steuergerät zugeordnet sind, wobei zumindest ein Teil der Unterwasser-Antriebs-Einheit in zumindest einem mit Wasser flutbaren Raum in einem Rumpf (11) der Schwimm- und Tauchhilfe angeordnet ist, wobei der Unterwasser-Antriebs-Einheit eine Motorwelle (50) zugeordnet ist, welche die Antriebskraft des Elektromotors (30) auf den Propeller (150) überträgt, und wobei die Motorwelle (50) zumindest bereichsweise von einem Außenrohr (60) umgeben ist, wobei das Außenrohr (60) gegenüber dem flutbaren Raum derart abgedichtet ist, dass zwischen dem Außenrohr (60) und der Motorwelle (50) ein gegenüber dem flutbaren Raum hin abgedichteter Raum (67) gebildet ist, wobei das Außenrohr (60) an seinem dem Elektromotor (30) zugewandten Ende einen Formadapter-Anschlussbereich (62) aufweist, der radial von einem Formadapter (70) umschlossen und gehalten ist, wobei zwischen dem Formadapter (70) und dem Formadapter-Anschlussbereich (62) zumindest ein Dichtelement (130, 131) vorgesehen ist, wobei der Formadapter (70) abgedichtet an das Motorgehäuse (40) des Elektromotors (30) montiert ist, wobei die Motorwelle (50) aus dem Außenrohr (60) in das Motorgehäuse (40) geführt und mit einem Rotor (32) des Elektromotors (30) verbunden ist.Underwater drive unit for a swimming and diving aid (10), wherein the underwater drive unit is assigned at least one propeller (150), an electric motor (30) with a motor housing (40) and a control unit, with at least one part the underwater drive unit is arranged in at least one space that can be flooded with water in a hull (11) of the swimming and diving aid, with the underwater drive unit being assigned a motor shaft (50) which generates the driving force of the electric motor (30) to the propeller (150), and wherein the motor shaft (50) is at least partially surrounded by an outer tube (60), the outer tube (60) being sealed off from the floodable space in such a way that between the outer tube (60) and the motor shaft (50) a space (67) that is sealed off from the floodable space is formed, with the outer tube (60) having a mold adapter connection area (62) at its end facing the electric motor (30), which is surrounded radially by a mold adapter (70). and is held, at least one sealing element (130, 131) being provided between the mold adapter (70) and the mold adapter connection area (62), the mold adapter (70) being mounted in a sealed manner on the motor housing (40) of the electric motor (30). , wherein the motor shaft (50) is guided out of the outer tube (60) into the motor housing (40) and is connected to a rotor (32) of the electric motor (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Antriebs-Einheit für eine Schwimm- und TauchhilfeThe invention relates to an underwater drive unit for a swimming and diving aid

Derartige Schwimm- und Tauchhilfen sind aus der DE 10 2004 049 615 B4 bekannt. Sie weisen eine Griffanordnung auf, an der sich ein Benutzer festhalten kann, während er mit einem Teilbereich seines Oberkörpers oberseitig auf dem Rumpf des Wasserfahrzeuges aufliegt. Innerhalb des Rumpfes ist ein Strömungskanal angeordnet, in dem ein Propeller untergebracht ist. Der Propeller wird von einem Elektromotor angetrieben, der über Akkumulatoren mit Strom versorgt wird. Dazu ist der Propeller über eine Antriebswelle mit dem Elektromotor verbunden. Der Elektromotor ist in einem Aufnahmegehäuse, welches bis zum Propeller geführt ist, gehalten. Die Antriebswelle ist über eine Dichtkassette aus dem Aufnahmegehäuse zu dem Propeller geführt. Das somit wasserdicht ausgeführte Aufnahmegehäuse mit dem Elektromotor kann in einem von Wasser umfluteten Raum im Rumpf der Schwimm- und Tauchhilfe angeordnet sein und so seine Verlustwärme an das vorbeiströmende Wasser abgeben. Dazu ist es vorgesehen, dass der Propeller, der Elektromotor und ein zugehöriges Steuergerät als Unterwasser-Antriebs-Einheit ausgebildet und in dem Strömungskanal angeordnet sind.Such swimming and diving aids are from DE 10 2004 049 615 B4 known. They have a handle arrangement that a user can hold on to while resting a part of his upper body on the upper side of the hull of the watercraft. A flow channel is arranged within the hull, in which a propeller is housed. The propeller is driven by an electric motor that is powered by accumulators. For this purpose, the propeller is connected to the electric motor via a drive shaft. The electric motor is held in a receiving housing, which runs up to the propeller. The drive shaft is guided from the receiving housing to the propeller via a sealing cassette. The receptacle housing with the electric motor, which is thus watertight, can be arranged in a space surrounded by water in the hull of the swimming and diving aid and can thus give off its heat loss to the water flowing past. For this purpose, it is provided that the propeller, the electric motor and an associated control device are designed as an underwater propulsion unit and are arranged in the flow channel.

Bei einer solchen Anordnung stehen den Vorteilen der kompakten Bauweise und dem durch die Kühlung erreichten guten Wirkungsgrad der Nachteil entgegen, dass der Elektromotor in dem Strömungskanal angeordnet ist und damit die Strömung des Wassers nicht unerheblich beeinflusst. Der Strömungskanal muss daher ausreichend groß dimensioniert werden, um die Abschattung, die durch den Elektromotor bewirkt wird, zu kompensieren. Hierdurch wird die Baugröße der Schwimm- und Tauchhilfe beeinflusst.With such an arrangement, the advantages of the compact construction and the good efficiency achieved by the cooling are offset by the disadvantage that the electric motor is arranged in the flow channel and thus has a not inconsiderable influence on the flow of the water. The flow channel must therefore be dimensioned sufficiently large to compensate for the shading caused by the electric motor. This influences the size of the swimming and diving aid.

In der DE 10 2013 100 544 A1 ist daher ein Wasserfahrzeug vorgeschlagen, bei dem ein Propeller in einem Strömungskanal angeordnet ist. In einem Rumpf des Wasserfahrzeugs ist ein Flutungsraum vorgesehen, der im Schwimm- und Tauchbetrieb über Wasserdurchtrittsöffnungen mit Wasser gefüllt wird. Der Elektromotor und zugehörige Akkumulatoren sind in dem Flutungsraum angeordnet und werden so effizient gekühlt, ohne die Strömung in dem Strömungskanal zu beeinträchtigen. Die Energieübertragung von dem Elektromotor zu dem Propeller erfolgt über eine in einem Hüllrohr geführte Antriebswelle, welche aus dem Flutungsraum in den Strömungskanal geführt ist. Der Elektromotor ist somit aus dem Strömungsbereich des Strömungskanals herausgenommen, wird aber dennoch durch den wärmeleitenden Kontakt zu dem Wasser in dem Flutungsraum gekühlt.In the DE 10 2013 100 544 A1 a watercraft is therefore proposed in which a propeller is arranged in a flow channel. A flooding space is provided in a hull of the watercraft, which is filled with water via water passage openings during swimming and diving operations. The electric motor and associated accumulators are arranged in the flooding space and are thus efficiently cooled without impairing the flow in the flow channel. The energy is transmitted from the electric motor to the propeller via a drive shaft which is guided in a casing tube and is guided from the flooding chamber into the flow channel. The electric motor is thus removed from the flow area of the flow channel, but is nevertheless cooled by the thermally conductive contact with the water in the flooding space.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass Wasser in das Hüllrohr eindringen kann und die Antriebswelle somit im Wasser läuft. Dies führt zu Energieverlusten und erschwert die Lagerung der Antriebwelle. Die Abdichtung des Motorgehäuses erfolgt beispielsweise, wie aus der DE 10 2004 049 615 B4 bekannt, durch eine Dichtkassette im Anschluss an den Elektromotor.The disadvantage of this arrangement is that water can penetrate the cladding tube and the drive shaft thus runs in the water. This leads to energy losses and complicates the storage of the drive shaft. The motor housing is sealed, for example, as shown in FIG DE 10 2004 049 615 B4 known, through a sealing cassette in connection with the electric motor.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Gewichtszunahme des Wasserfahrzeugs durch die erforderliche, verlängerte Antriebswelle, was insbesondere den Transport des Sportgeräts außerhalb des Wassers stark beeinträchtig. Die erhöhte Massenträgheit der Antriebswelle beeinflusst die Dynamik des Antriebs, was durch einen entsprechend leistungsstärkeren Elektromotor unter dem Nachteil eines erhöhten Energieverbrauchs ausgeglichen werden muss. Ein weiterer Nachteil entsteht durch die ungenügende Steifigkeit der aus Metall gefertigten Antriebswelle. Sie muss daher entsprechend stark und damit schwer ausgeführt werden. Weiterhin führt die geringe Steifigkeit zu Schwingungen der Antriebswelle. Diese übertragen sich auf das gesamte Wasserfahrzeug und beeinträchtigen damit den Fahrkomfort.A further disadvantage results from the increase in weight of the watercraft due to the required, lengthened drive shaft, which in particular greatly impairs the transport of the sports equipment outside of the water. The increased mass inertia of the drive shaft influences the dynamics of the drive, which has to be compensated for by a correspondingly more powerful electric motor, with the disadvantage of increased energy consumption. Another disadvantage is the insufficient rigidity of the metal drive shaft. It must therefore be carried out correspondingly strong and therefore heavy. Furthermore, the low rigidity leads to vibrations in the drive shaft. These are transmitted to the entire watercraft and thus impair the driving comfort.

KR 10 2012 0 034 887 A und KR 10- 1209563 B1 offenbaren jeweils ein Wasserfahrzeug mit einem Antrieb der einen Elektromotor aufweist. Der Rotor und der Stator des Elektromotors sind in räumlich getrennten Kammern untergebracht. KR 10 2012 0 034 887 A and KR 10-1209563 B1 each disclose a watercraft with a drive that has an electric motor. The rotor and the stator of the electric motor are housed in separate chambers.

Dieser Aufbau des Elektromotors eignet sich nicht für eine effiziente Energieübertragung auf dem gebotenen Bauraum.This design of the electric motor is not suitable for efficient energy transmission in the available space.

FR 2 575 435 A1 offenbart eine Tauchilfe mit einem Elektromotor. Der Elektromotor treibt über ein Getriebe eine Welle an. An der Welle ist ein Propeller befestigt. FR 2 575 435 A1 discloses a diving aid with an electric motor. The electric motor drives a shaft via a gearbox. A propeller is attached to the shaft.

DE 195 38 360 C1 beschreibt eine Kardanwelle, DE 10 2012 205 392 A1 ein Lenksystem und JP S63- 199 914 A und JP H03- 223 513 A jeweils eine Welle für einen Propeller. DE 10 2007 026 453 A1 offenbart ein Wagenradprofil für Achsen und Wellen und DE 10 2005 008 015 A1 eine Getriebewelle für ein Kraftfahrzeug. DE 195 38 360 C1 describes a cardan shaft, DE 10 2012 205 392 A1 a steering system and JP S63- 199 914 A and JP H03- 223 513 A one shaft for each propeller. DE 10 2007 026 453 A1 discloses a wagon wheel profile for axles and shafts and DE 10 2005 008 015 A1 a transmission shaft for a motor vehicle.

Aus DE 1 204 551 A ist ein Schiff mit einer Schwanzwelle bekannt und DE 195 11 850 A1 offenbart ein Unterwasserfahrzeug.Out of DE 1 204 551 A is a ship with a tail shaft known and DE 195 11 850 A1 reveals an underwater vehicle.

DE 20 2011 101 568 U1 und DE 102 56 974 A1 zeigen Elektromotoren DE 20 2011 101 568 U1 and DE 102 56 974 A1 show electric motors

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Unterwasser-Antriebs-Einheit für eine Schwimm- und Tauchhilfe bereitzustellen, welche bei einer hohen Fahrdynamik geringe Energieverluste aufweist und welche bei einer hohen mechanischen Belastbarkeit eine effiziente Kraftübertragung bietet.It is an object of the invention to provide an underwater drive unit for a swimming and diving aid, which at a high Fahrdy namik has low energy losses and which offers efficient power transmission with high mechanical resilience.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Schwimm- und Tauchhilfe gemäß Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is achieved with a swimming and diving aid according to claim 1.

Die Motorwelle ist somit innerhalb des abgedichteten Raums nicht von Wasser umspült. Reibungsverluste zwischen der Motorwelle und dem Wasser können so vermieden werden. Dies gilt insbesondere bei einem kleinen Abstand zwischen der Motorwelle und dem umgebenden Außenrohr. Starke Verwirbelungen, wie sie sich bei einem wassergefüllten Außenrohr zwischen der Motorwelle und dem Außenrohr ergeben, können vermieden werden. Dadurch können Schwingungen der Motorwelle vermieden werden. Dies ist insbesondere bei Motorwellen mit geringem Durchmesser und geringere Biegesteifigkeit vorteilhaft.The motor shaft is therefore not surrounded by water within the sealed space. Friction losses between the motor shaft and the water can thus be avoided. This is especially true when there is a small distance between the motor shaft and the surrounding outer tube. Strong turbulence, which occurs between the motor shaft and the outer tube when the outer tube is filled with water, can be avoided. As a result, vibrations of the motor shaft can be avoided. This is particularly advantageous for motor shafts with a small diameter and lower flexural rigidity.

Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Motorwelle innerhalb des abgedichteten Raums um ihre Mittellängsachse drehbar gegen das Außenrohr gelagert ist und/oder dass innerhalb des abgedichteten Raums zwischen der Motorwelle und dem Außenrohr und/oder zwischen einer axialen Verlängerung der Motorwelle und dem Außenrohr zumindest ein Lager angeordnet ist. Die Lager müssen so nicht gesondert abgedichtet werden, wodurch die Herstellkosten für die Unterwasser-Antriebs-Einheit deutlich reduziert werden können. Die Lager können innerhalb des abgedichteten Raums beliebig positioniert werden. Bei einer so ermöglichten, beispielsweise mehrfachen Lagerung der Motorwelle auf ihrem Übertragungsweg von dem Elektromotor zu dem Propeller kann der Durchmesser der Motorwelle reduziert werden, da ein Verbiegen der Motorwelle durch die mehrfache Lagerung vermieden wird. Damit können das Gewicht der Motorwelle und damit der Schwimm- und Tauchhilfe und die träge Masse der Motorwelle deutlich reduziert werden, was für die Anwendung als ein tragbares Wassersportgerät große Vorteile darstellt.According to a particularly preferred embodiment variant of the invention, it can be provided that the motor shaft is mounted within the sealed space so that it can rotate about its central longitudinal axis against the outer tube and/or that within the sealed space between the motor shaft and the outer tube and/or between an axial extension of the Motor shaft and the outer tube is arranged at least one bearing. In this way, the bearings do not have to be sealed separately, as a result of which the manufacturing costs for the underwater drive unit can be significantly reduced. The bearings can be positioned anywhere within the sealed space. If the motor shaft is supported in this way, for example multiple times, on its transmission path from the electric motor to the propeller, the diameter of the motor shaft can be reduced since bending of the motor shaft is avoided as a result of the multiple supports. This allows the weight of the motor shaft and thus the swimming and diving aid and the inertial mass of the motor shaft to be significantly reduced, which represents great advantages for use as a portable water sports device.

Eine Motorwelle mit einer vergleichsweise geringen Biegesteifigkeit kann dann verwendet werden, wenn die Motorwelle in dem Außenrohr innerhalb des abgedichteten Raums in einem dem Propeller zugewandten Endbereich um ihre Mittellängsachse drehbar gelagert ist. Die Motorwelle ist damit in dem Bereich, in dem durch auf den Propeller einwirkende Kräfte die stärksten Querkräfte auf die Motorwelle übertragen werden, gelagert und dadurch in ihrer Position gehalten.A motor shaft with a comparatively low flexural rigidity can be used when the motor shaft is mounted rotatably about its central longitudinal axis in the outer tube within the sealed space in an end region facing the propeller. The motor shaft is thus supported in the area in which the strongest lateral forces are transmitted to the motor shaft due to forces acting on the propeller and is thereby held in its position.

Eine einfache und kostengünstige Abdichtung des abgedichteten Raums zwischen der Motorwelle und dem Außenrohr kann dadurch erreicht werden, dass zwischen der Motorwelle und dem Außenrohr und/oder zwischen einer axialen Verlängerung der Motorwelle und dem Außenrohr zumindest ein Radialwellendichtring angeordnet ist. Der Radialwellendichtring ermöglicht eine gute und dauerbeständige Abdichtung zwischen dem ortsfest angeordneten Außenrohr und der sich drehenden Motorwelle. A simple and inexpensive sealing of the sealed space between the motor shaft and the outer tube can be achieved in that at least one radial shaft sealing ring is arranged between the motor shaft and the outer tube and/or between an axial extension of the motor shaft and the outer tube. The radial shaft sealing ring enables a good and durable seal between the stationary outer tube and the rotating motor shaft.

Eine gleichzeitige Abdichtung sowohl des abgedichteten Raums zwischen der Motorwelle und dem Außenrohr wie auch des Innenraums des Elektromotors kann dadurch erreicht werden, dass das Außenrohr mit seinem dem Elektromotor zugewandten Ende mittelbar oder unmittelbar mit dem Motorgehäuse des Elektromotors dicht verbunden ist. Die Abdichtung erfolgt einfach, kostengünstig und dauerbeständig zwischen dem nicht beweglichen Außenrohr und dem Motorgehäuse, eine Abdichtung zu der sich drehenden Motorwelle ist in diesem Bereich nicht mehr erforderlich.Simultaneous sealing of both the sealed space between the motor shaft and the outer tube and the interior of the electric motor can be achieved in that the outer tube is directly or indirectly connected tightly to the motor housing of the electric motor with its end facing the electric motor. The seal is simple, inexpensive and durable between the non-moving outer tube and the motor housing; a seal to the rotating motor shaft is no longer required in this area.

Entsprechend einer Variante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Außenrohr an seinem dem Elektromotor zugewandten Ende einen Formadapter-Anschlussbereich aufweist, der radial von einem Formadapter umschlossen und gehalten ist, dass zwischen dem Formadapter und dem Formadapter-Anschlussbereich zumindest ein Dichtelement vorgesehen ist und dass der Formadapter abgedichtet an das Motorgehäuse des Elektromotors montiert ist. Der Formadapter stellt somit eine abgedichtete Verbindung sowohl zu dem Motorgehäuse wie auch zu dem Außenrohr her. Dadurch sind sowohl der Raum zwischen der Motorwelle und dem Außenrohr wie auch das Innere des Motorgehäuses gegenüber dem umgebenden Wasser abgedichtet. Gleichzeitig umgreift der Formadapter das Außenrohr über den axial ausgedehnten Formadapter-Anschlussbereich. Das Außenrohr ist somit seitlich geführt, wobei durch die axial ausgedehnte Führung ein Wegknicken des Außenrohres auch bei seitlich auf das Außenrohr einwirkenden Querkräften vermieden wird.According to one variant of the invention, it can be provided that the outer tube has a mold adapter connection area at its end facing the electric motor, which is surrounded and held radially by a mold adapter, that at least one sealing element is provided between the mold adapter and the mold adapter connection area, and that the mold adapter is mounted sealed to the motor housing of the electric motor. The mold adapter thus creates a sealed connection both to the motor housing and to the outer tube. As a result, both the space between the motor shaft and the outer tube and the interior of the motor housing are sealed against the surrounding water. At the same time, the form adapter encompasses the outer tube via the axially extended form adapter connection area. The outer tube is thus guided laterally, with the axially extended guide preventing the outer tube from buckling even in the event of transverse forces acting laterally on the outer tube.

Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Motorwelle aus dem Außenrohr in das Motorgehäuse geführt und mit einem Rotor des Elektromotors verbunden ist.According to the invention, the motor shaft is guided out of the outer tube into the motor housing and is connected to a rotor of the electric motor.

Die Motorwelle ist somit direkt aus dem abgedichteten Raum in das Motorgehäuse eingeführt, zusätzliche Dichtungsmaßnahmen gegenüber der rotierenden Motorwelle können vermieden werden. Die Verbindung des Rotors mit der Motorwelle ermöglicht eine effiziente Kraftübertragung.The motor shaft is thus introduced directly from the sealed space into the motor housing, additional sealing measures against the rotating motor shaft can be avoided. The connection of the rotor to the motor shaft enables efficient power transmission.

Vorteilhafter Weise kann es zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass die Motorwelle mit dem Rotor verklebt ist. Dabei bietet das Kleben den Vorteil einer einfach herstellbaren, dauerhaften Verbindung bei gleichzeitig geringem Eigengewicht.Advantageously, it can be additionally or alternatively provided that the motor shaft glued to the rotor. Gluing offers the advantage of an easy-to-manufacture, permanent connection with a low dead weight at the same time.

Durch den bereits mit der Motorwelle verbundenen Rotor kann die Unterwasser-Antriebs-Einheit einfach montiert werden, da beispielsweise der Rotor zusammen mit der Motorwelle in das Motorgehäuse eingeführt werden kann.With the rotor already connected to the motor shaft, the underwater propulsion unit can be installed easily, since the rotor can be inserted into the motor housing together with the motor shaft, for example.

Eine beidseitige Lagerung der Motorwelle kann dadurch ermöglicht werden, dass die Motorwelle mittelbar oder unmittelbar gegenüber dem Motorgehäuse gelagert ist. Durch eine beidseitige Lagerung wird erreicht, dass sich die Motorwelle bei Belastung nicht oder nur gering verbiegt und dass die Motorwelle nicht schwingt. Es können daher Motorwellen mit einer geringeren Biegesteifigkeit eingesetzt werden, beispielsweise Motorwellen mit einem geringeren Durchmesser und daher mit einem geringeren Gewicht. Die Lagerung gegenüber dem Motorgehäuse führt zu einer belastbaren radialen Führung des verwendeten Lagers.Bearing of the motor shaft on both sides can be made possible by the fact that the motor shaft is mounted directly or indirectly with respect to the motor housing. Bearing on both sides ensures that the motor shaft does not or only slightly bend under load and that the motor shaft does not vibrate. Motor shafts with a lower flexural rigidity can therefore be used, for example motor shafts with a smaller diameter and therefore with a lower weight. The storage opposite the motor housing leads to a resilient radial guidance of the bearing used.

Das Gewicht der Motorwelle kann dadurch ohne wesentliche Stabilitätsverluste verringert werden, dass die Motorwelle als Hohlwelle ausgeführt ist. Die Schwimm- und Tauchhilfe wird dadurch leichter und besser tragbar.The weight of the motor shaft can be reduced without significant loss of stability because the motor shaft is designed as a hollow shaft. This makes the swimming and diving aid lighter and more portable.

Eine deutliche Gewichtsreduzierung kann dadurch erreicht werden, dass die Motorwelle aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) gebildet ist. Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe weisen gegenüber bekannten Motorwellen aus Metall eine deutlich geringere Dichte bei einer gleichzeitig sehr hohen Steifigkeit auf. Daher kann zur Übertragung einer vorgesehenen Antriebsleistung von dem Motor auf den Propeller eine leichtere Motorwelle verwendet werden. Die Schwimm- und Tauchhilfe kann so außerhalb des Wassers leichter getragen werden. Die durch die geringere Masse bewirkte geringere Trägheit der Motorwelle führt zu einer erhöhten Dynamik der Schwimm- und Tauchhilfe bei gleicher, von dem Motor bereitgestellter Leistung, was für den Einsatz der Schwimm- und Tauchhilfe als Wassersportgerät einen wesentlichen Vorteil darstellt. Dies gilt insbesondere, da die installierbare Leistung des verwendeten Motors und die Speicherfähigkeit des zugehörigen Energiespeichers bei einem tragbaren Wassersportgerät eng begrenzt sind. Die aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellte Motorwelle weist eine vergleichsweise raue Oberfläche auf. Da die Motorwelle in dem abgedichteten Raum und damit nicht in Wasser läuft, führt die raue Oberfläche jedoch nicht zu erhöhten Reibungsverlusten. Durch eine beidseitige Lagerung kann auch eine aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellte Motorwelle dünn und damit mit einer vergleichsweise geringen Biegesteifigkeit ausgeführt und verwendet werden.A significant weight reduction can be achieved in that the motor shaft is made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Carbon fiber reinforced plastics are significantly less dense than known motor shafts made of metal while at the same time being very rigid. Therefore, a lighter motor shaft can be used to transmit an intended drive power from the motor to the propeller. This makes it easier to carry the swimming and diving aid out of the water. The lower inertia of the motor shaft caused by the lower mass leads to increased dynamics of the swimming and diving aid with the same power provided by the motor, which is a significant advantage for using the swimming and diving aid as water sports equipment. This applies in particular since the power that can be installed of the motor used and the storage capacity of the associated energy store are very limited in portable water sports equipment. The motor shaft made of carbon fiber reinforced plastic has a comparatively rough surface. Since the motor shaft runs in the sealed space and therefore not in water, the rough surface does not lead to increased friction losses. A motor shaft made of carbon-fiber-reinforced plastic can be designed and used thinly and thus with a comparatively low flexural rigidity due to a bearing on both sides.

Eine Erhöhung der Steifigkeit der Motorwelle kann dadurch erreicht werden, dass die Motorwelle in radialer Abfolge zumindest zwei Schichten aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff aufweist und/oder dass die Kohlenstofffasern einer der Schichten, insbesondere der weiter außen liegenden Schicht, im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung der Motorwelle ausgerichtet sind, und/oder dass die Kohlenstofffasern einer der Schichten, insbesondere der weiter außen liegenden Schicht, im Wesentlichen quer zur Richtung der Längserstreckung der Motorwelle ausgerichtet sind. Dabei bewirken in Richtung der Längserstreckung ausgerichtete Kohlenstofffasern eine Erhöhung der Zug- und Biegesteifigkeit der Antriebswelle, während durch quer zur Richtung der Längserstreckung ausgerichtete Kohlenstofffasern eine Erhöhung der Torsionssteifigkeit der Antriebswelle erreicht wird. Vorzugsweise werden zur Erhöhung der Steifigkeit hochmodulige Kohlenstofffasern mit einem Elastizitätsmodul von möglichst größer 400.000 N/mm² eingesetzt. Weiterhin kann durch geeignete Ausrichtung der Kohlenstofffasern das Ausdehnungsverhalten der Motorwelle an das Ausdehnungsverhalten benachbarter Bauteile angepasst werden. So kann das Ausdehnungsverhalten beispielsweise an das des Außenrohres oder der verwendeten Lager angepasst werden.An increase in the rigidity of the motor shaft can be achieved in that the motor shaft has at least two layers of carbon fiber reinforced plastic in a radial sequence and/or in that the carbon fibers of one of the layers, in particular the layer lying further to the outside, are aligned essentially in the direction of the longitudinal extension of the motor shaft and/or that the carbon fibers of one of the layers, in particular the layer lying further on the outside, are aligned essentially transversely to the direction of the longitudinal extension of the motor shaft. In this case, carbon fibers aligned in the direction of the longitudinal extension cause an increase in the tensile and flexural rigidity of the drive shaft, while carbon fibers aligned transversely to the direction of the longitudinal extension increase the torsional rigidity of the drive shaft. High-modulus carbon fibers with a modulus of elasticity of as much as possible greater than 400,000 N/mm ² are preferably used to increase the rigidity. Furthermore, the expansion behavior of the motor shaft can be adapted to the expansion behavior of neighboring components by suitably aligning the carbon fibers. For example, the expansion behavior can be adapted to that of the outer tube or the bearings used.

Zur Vermeidung oder zumindest Reduzierung von Kerbspannungen, wie sie beispielsweise an Rissenden von makroskopischen oder mikroskopischen Rissen an der Oberfläche des kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffes auftreten können, kann es vorgesehen sein, dass zumindest ein Abschnitt der aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellten Motorwelle eine durch ein Drehverfahren oder ein Schleifverfahren oder ein Polierverfahren hergestellte Oberfläche aufweist. Durch die genannten Nachbearbeitungsschritte kann weiterhin eine sehr genaue, rotationssymmetrische zylindrische Struktur der Motorwelle erreicht werden, was zu einem gut ausgewuchteten Rundlauf der Motorwelle führt. Weiterhin lassen sich damit passgenaue Ankoppelstellen zur Anbringung von Lagern herstellen.In order to avoid or at least reduce notch stresses, such as can occur, for example, at the ends of macroscopic or microscopic cracks on the surface of the carbon fiber reinforced plastic, it can be provided that at least one section of the motor shaft made of carbon fiber reinforced plastic has a rotating process or a grinding process or surface produced by a polishing process. Furthermore, a very precise, rotationally symmetrical, cylindrical structure of the motor shaft can be achieved by the post-processing steps mentioned, which leads to a well-balanced concentricity of the motor shaft. Furthermore, it can be used to produce precisely fitting coupling points for attaching bearings.

Die Druckbelastbarkeit von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen ist geringer als die von Stahl. Um dennoch hohe Kräfte auf die Motorwelle übertragen zu können, ohne diese zu beschädigen, kann es vorgesehen sein, dass in Bereichen, in denen äußere Kräfte auf die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellte Motorwelle übertragen werden, Kraft-Übertragungselemente aus Metall angeordnet sind und/oder dass die Kraft-Übertragungselemente mit der Motorwelle verbunden sind, insbesondere dass die Kraft-Übertragungselemente mit der Motorwelle verklebt sind. Die zu übertragenden oder abzufangenden Kräfte werden durch die Verstärkungselemente auf eine größere Fläche der Motorwelle übertragen. Dadurch wird die Flächenpressung reduziert.The compressive strength of carbon fiber reinforced plastics is lower than that of steel. However, in order to be able to transmit high forces to the motor shaft without damaging it, it can be provided that in areas in which external forces are transmitted to the motor shaft made of carbon fiber reinforced plastic, force transmission elements made of metal are arranged and/or that the power transmission elements are connected to the motor shaft are, in particular that the power transmission elements are glued to the motor shaft. The forces to be transmitted or absorbed are transmitted to a larger area of the motor shaft by the reinforcement elements. This reduces the surface pressure.

Während des Betriebs der Schwimm- und Tauchhilfe werden in den Bereichen, in denen die Motorwelle gelagert ist, permanent Kräfte auf diese übertragen. Weiterhin können Relativbewegungen zwischen der Motorwelle und einem vorgesehenen Lager auftreten, was zu einem Abrieb des kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs führt. Um die einwirkenden Kräfte auf eine große Fläche zu verteilen und einen verstärkten Abrieb der Motorwelle zu vermeiden kann es vorgesehen sein, dass in zumindest einem Lagerbereich der aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellten Motorwelle, in dem die Motorwelle um ihre Mittellängsachse drehbar lagerbar ist, umlaufend zu der Motorwelle ein Kraft-Übertragungselement aus Metall angeordnet ist und/oder dass das Kraft-Übertragungselement mit der Motorwelle verbunden ist, insbesondere dass das Kraft-Übertragungselement mit der Motorwelle verklebt ist. Durch die feste Verbindung bzw. die Klebung werden Relativbewegungen zwischen dem Kraft-Übertragungselement und der Motorwelle und somit ein Abrieb der Motorwelle vermieden.During the operation of the swimming and diving aid, forces are permanently transferred to the areas in which the motor shaft is mounted. Furthermore, relative movements can occur between the motor shaft and a bearing provided, which leads to abrasion of the carbon fiber reinforced plastic. In order to distribute the acting forces over a large area and to avoid increased abrasion of the motor shaft, it can be provided that in at least one bearing area of the motor shaft made of carbon fiber reinforced plastic, in which the motor shaft can be mounted so that it can rotate about its central longitudinal axis, circumferential to the motor shaft a force transmission element made of metal is arranged and/or that the force transmission element is connected to the motor shaft, in particular that the force transmission element is glued to the motor shaft. The fixed connection or adhesion prevents relative movements between the force transmission element and the motor shaft and thus abrasion of the motor shaft.

Eine sichere Montage des Propellers kann dadurch erreicht werden, dass die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellte Motorwelle ein Kraft-Übertragungselement zur Aufnahme des Propellers aufweist und/oder dass das Kraft-Übertragungselement zur Aufnahme des Propellers endseitig an die Motorwelle angebracht ist. Das aus Metall gefertigte Kraft-Übertragungselement ermöglicht eine hohe Kraftübertragung auf den Propeller und damit schnell wechselnde Belastungen, beispielsweise während Beschleunigungsphasen der Schwimm- und Tauchhilfe. Der Propeller kann zum Beispiel durch eine Montageschraube schnell und einfach wechselbar mit dem Kraft-Übertragungselement verbunden werden.A secure assembly of the propeller can be achieved in that the motor shaft made of carbon fiber reinforced plastic has a power transmission element for accommodating the propeller and/or that the power transmission element for accommodating the propeller is attached to the end of the motor shaft. The power transmission element made of metal enables high power transmission to the propeller and thus rapidly changing loads, for example during acceleration phases of the swimming and diving aid. The propeller can, for example, be connected to the power transmission element in a quick and easy-to-remove manner using a mounting screw.

Entsprechend einer Erfindungsvariante kann eine sichere Befestigung des Propellers an der Motorwelle dadurch erreicht werden, dass ein Wellenstumpf als Kraft-Übertragungselement mit einem Befestigungsabschnitt in einer endseitig und axial verlaufend in die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellte Motorwelle eingebrachten Wellenstumpfaufnahme festgelegt ist und dass der Wellenstumpf einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Propellers aufweist und/oder dass der Wellenstumpf einen Lager- und Abdichtbereich zur Lagerung der Motorwelle und/oder zur Abdichtung aufweist. Der Wellenstumpf kann somit mehrere Aufgaben übernehmen, nämlich die Befestigung des Propellers, die Aufnahme eines Lagers sowie die Abdichtung des abgedichteten Raums zwischen der Motorwelle und dem Außenrohr. Dabei erfolgt die Lagerung der Motorwelle weit in ihrem dem Propeller zugewandten Endbereich, wodurch ein Verbiegen der Motorwelle bei über den Propeller einwirkenden Querkräften sicher vermieden werden kann.According to a variant of the invention, the propeller can be securely fastened to the motor shaft in that a shaft stub is fixed as a force-transmitting element with a fastening section in a stub shaft mount that is introduced at the end and running axially into the motor shaft made of carbon fiber reinforced plastic, and that the stub shaft has a fastening section for Has attachment of the propeller and / or that the stub shaft has a bearing and sealing area for mounting the motor shaft and / or for sealing. The stub shaft can thus take on several tasks, namely fastening the propeller, accommodating a bearing and sealing the sealed space between the motor shaft and the outer tube. In this case, the motor shaft is mounted far in its end region facing the propeller, as a result of which bending of the motor shaft in the event of transverse forces acting via the propeller can be reliably avoided.

Um die Motorwelle auszuwuchten und damit einen exakten Rundlauf der Motorwelle zu erreichen kann es vorgesehen sein, dass zumindest eine Wuchtscheibe aus Metall mit einer axialen Bohrung auf die Motorwelle aufgesteckt und mit dieser verbunden, insbesondere verklebt, ist. Die Motorwelle kann durch radial in die Wuchtscheibe eingebrachte Bohrungen ausgewuchtet werden. Die Wuchtscheibe ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, gefertigt.In order to balance the motor shaft and thus achieve precise concentricity of the motor shaft, it can be provided that at least one metal balancing disk with an axial bore is placed on the motor shaft and connected to it, in particular glued. The motor shaft can be balanced by drilling radially into the balancing disk. The balancing disc is preferably made of metal, in particular aluminum.

Dabei kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass an der Wuchtscheibe ein Lagersitz angeformt ist. Der Lagersitz deckt einen Lagerbereich der Motorwelle ab. Ein Lager, mit welchem die Motorwelle gelagert ist, kann auf dem Lagersitz montiert werden. Der Lagersitz bildet somit ein Kraft-Übertragungselement. Durch das kombinierte Bauteil können sowohl die von dem Lager als auch von der Wuchtscheibe auf die Motorwelle eingebrachten Kräfte auf eine große Fläche verteilt werden, wodurch die Flächenpressung der Motorwelle reduziert wird. Die kombinierte Bauform verringert weiterhin die Herstellkosten gegenüber einer getrennten Ausführung der Wuchtscheibe und des Kraft-Übertragungselements im Lagerbereich.It can advantageously be provided that a bearing seat is formed on the balancing disk. The bearing seat covers a bearing area of the motor shaft. A bearing with which the motor shaft is mounted can be mounted on the bearing seat. The bearing seat thus forms a force transmission element. The combined component means that the forces exerted on the motor shaft by both the bearing and the balancing disk can be distributed over a large area, which reduces the surface pressure of the motor shaft. The combined design also reduces the manufacturing costs compared to a separate design of the balancing disc and the force transmission element in the bearing area.

Der Rundlauf der Motorwelle kann dadurch verbessert werden, dass an einem äußeren Ende der Motorwelle oder an einem äußeren Ende einer Verlängerung der Motorwelle ein Scheibenmagnet derart angebracht ist, dass seine Mittellängsachse auf der Mittellängsachse der Motorwelle liegt und/oder dass an dem Motorgehäuse gegenüberliegend zu dem Scheibenmagnet ein Rotorlagesensor angeordnet ist. Der Scheibenmagnet dient als Geber für einen Rotorlagesensor.The concentricity of the motor shaft can be improved by attaching a disk magnet to an outer end of the motor shaft or to an outer end of an extension of the motor shaft in such a way that its central longitudinal axis lies on the central longitudinal axis of the motor shaft and/or that it is mounted on the motor housing opposite to the Disc magnet, a rotor position sensor is arranged. The disc magnet serves as a transmitter for a rotor position sensor.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 in perspektivischer Seitenansicht von hinten eine Schwimm- und Tauchhilfe,
2 einen Teil einer Unterwasser-Antriebs-Einheit mit einem Elektromotor,
3 den in 2 gezeigten Teil der Unterwasser-Antriebs-Einheit in einer Schnittdarstellung,
4 den in 3 gezeigten Elektromotor in einer vergrößerten Schnittdarstellung,
5 einen in 3 gezeigten Propellerabschnitt in einer vergrößerten Schnittdarstellung,
6 die in 1 gezeigte Schwimm- und Tauchhilfe in einer seitlichen Schnittdarstellung,
7 einen in 6 gezeigten Ausschnitt der Schwimm- und Tauchhilfe im Bereich des Elektromotors und
8 einen in 6 gezeigten Ausschnitt der Schwimm- und Tauchhilfe im Bereich ihres Hecks.

The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawings. Show it:

1 in a perspective side view from behind a swimming and diving aid,
2 part of an underwater propulsion unit with an electric motor,
3 the in 2 shown part of the underwater propulsion unit in a sectional view,
4 the in 3 shown electric motor in an enlarged sectional view,
5 one in 3 propeller section shown in an enlarged sectional view,
6 in the 1 shown swimming and diving aid in a lateral sectional view,
7 one in 6 shown section of the swimming and diving aid in the area of the electric motor and
8th one in 6 section of the swimming and diving aid shown in the rear area.

1 zeigt in perspektivischer Seitenansicht von hinten eine Schwimm- und Tauchhilfe 10. Die Schwimm- und Tauchhilfe 10 weist einen Rumpf 11 auf. Der Rumpf 10 ist aus einem Oberteil 11.6 und einem Unterteil 11.4 zusammengesetzt. Das Oberteil 11.6 ist mit zwei Haltegriffen 16 ausgerüstet, die beidseitig des Rumpfes 11 angeordnet sind. An diesen Haltegriffen 16 kann sich ein Benutzer festhalten und die Schwimm- und Tauchhilfe 10 mit an den Haltegriffen 16 angebrachten Bedienelementen 16.1 steuern. Insbesondere kann hier die Motorleistung der Schwimm- und Tauchhilfe 10 variiert werden. Der Benutzer, der sich an den Haltegriffen 16 festhält, liegt mit seinem Oberkörper auf einer Auflagefläche 11.3 im Bereich hinter einem Display 13 auf dem Oberteil 11.6 auf. An der Auflagefläche 11.3 ist eine Halterung 11.7 zur Befestigung eines Gurtsystems angebracht, mit dem sich der Benutzer an der Schwimm- und Tauchhilfe 10 angurten kann. Vor der Auflagefläche 11.3 ist ein Verschluss 12.1 für eine dahinter liegende, in 6 gezeigte Ladebuchse 12 angeordnet. Über die Ladebuchse 12 können in dem Rumpf 11 enthaltene Akkumulatoren aufgeladen werden. 1 shows a swimming and diving aid 10 in a perspective side view from behind. The swimming and diving aid 10 has a torso 11 . The hull 10 is composed of an upper part 11.6 and a lower part 11.4. The upper part 11.6 is equipped with two handles 16 which are arranged on both sides of the body 11. A user can hold on to these handles 16 and control the swimming and diving aid 10 with operating elements 16.1 attached to the handles 16. In particular, the motor power of the swimming and diving aid 10 can be varied here. The user who is holding on to the handles 16 lies with his upper body on a support surface 11.3 in the area behind a display 13 on the upper part 11.6. A holder 11.7 for attaching a belt system is attached to the support surface 11.3, with which the user can strap himself to the swimming and diving aid 10. In front of the bearing surface 11.3 is a closure 12.1 for an in 6 charging socket 12 shown arranged. Batteries contained in the fuselage 11 can be charged via the charging socket 12 .

Seitlich am Rumpf 11 sind Tragegriffe 11.2 angeordnet, an denen die Schwimm- und Tauchhilfe 10 außerhalb des Wassers getragen werden kann.Carrying handles 11.2 are arranged on the side of the hull 11, on which the swimming and diving aid 10 can be carried outside of the water.

In Fahrtrichtung vor dem Display 13 und zwischen den beiden Haltegriffen 16 ist eine abnehmbare Abdeckhaube 14 an dem Rumpf 11 befestigt. Die Abdeckhaube 14 überdeckt einen nicht gezeigten Montagebereich der Schwimm- und Tauchhilfe 10. Seitlich sind Entlüftungsöffnungen 15.1 in der Abdeckhaube 15 vorgesehen, welche mit einem in dem Rumpf 11 vorgesehenen und in 6 gezeigten Flutungsraum 19 verbunden sind.In the direction of travel in front of the display 13 and between the two handles 16, a removable cover 14 is attached to the fuselage 11. The cover hood 14 covers an assembly area, not shown, of the swimming and diving aid 10. Vent openings 15.1 are provided in the cover hood 15 on the side, which are provided with a device provided in the hull 11 and in 6 shown flooding chamber 19 are connected.

Im Bereich des Bugs 11.1 sind Wassereintrittsöffnungen 15.2 vorgesehen, durch welche Wasser in den Flutungsraum 19 einströmen kann. Der Flutungsraum 19 kann dazu über die Entlüftungsöffnungen 15.1 der Abdeckhaube 14 entlüftet werden. Durch den mit Wasser gefüllten Flutungsraum 19 wird der Auftrieb der Schwimm- und Tauchhilfe 10 so eingestellt, dass eine vorgegebene Auftriebskraft erhalten bleibt, so dass sowohl ein Schwimm- wie auch ein Tauchbetrieb möglich ist. An dem Heck 11.5 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 sind durch Lamellen abgedeckte Wasseraustrittsöffnungen 15.3 angebracht, die ebenfalls mit dem Flutungsraum 19 in Verbindung stehen. Der Flutungsraum 19 wird, sobald die Schwimm- und Tauchhilfe 10 in das Wasser gesetzt wird, mit Wasser geflutet, das durch die Wassereintrittsöffnungen 15.2 und Wasseraustrittsöffnungen 15.3 eindringt. Sobald die Schwimm- und Tauchhilfe 10 in den Fahrbetrieb übergeht, wird in dem Flutungsraum 19 eine Strömung erzeugt. Dabei tritt das Wasser durch die Wassereintrittsöffnungen 15.2 in den Flutungsraum 19 ein. Es durchströmt den Flutungsraum 19 und umspült dabei in dem Flutungsraum 19 gehaltene elektrische Baueinheiten, wie beispielsweise einen in 2 gezeigten Elektromotor 30 zum Antrieb der Schwimm- und Tauchhilfe 10 oder die zugehörigen Akkumulatoren. Dabei nimmt das Wasser die Verlustleistung der elektrischen Baueinheiten auf und kühlt diese. Nach Durchströmen des Flutungsraums 19 verlässt das Wasser diesen durch die Wasseraustrittsöffnungen 15.3, die symmetrisch beidseitig eines Strahlaustritts 17 eines Strömungskanals 18 angeordnet sind. In dem Strömungskanal 18 ist endseitig ein Stator 160 angeordnet, welcher einer Rotation des durch den Strömungskanal 18 strömenden Wassers entgegenwirkt, so dass das Wasser aus dem Strömungskanal 18 möglichst rotationsfrei ausströmt. Die Rotationsenergie des Wassers wird dabei in eine lineare Bewegungsenergie umgewandelt und dient damit dem Antrieb der Schwimm- und Tauchhilfe 10.In the area of the bow 11.1, water inlet openings 15.2 are provided, through which water can flow into the flooding space 19. For this purpose, the flooding chamber 19 can be vented via the venting openings 15.1 of the covering hood 14. The buoyancy of the swimming and diving aid 10 is adjusted by the flooding chamber 19 filled with water in such a way that a predetermined buoyancy force is maintained, so that both swimming and diving operations are possible. At the rear 11.5 of the swimming and diving aid 10 there are water outlet openings 15.3 covered by slats, which are also connected to the flooding chamber 19. As soon as the swimming and diving aid 10 is placed in the water, the flooding space 19 is flooded with water which penetrates through the water inlet openings 15.2 and water outlet openings 15.3. As soon as the swimming and diving aid 10 switches to driving mode, a flow is generated in the flooding chamber 19 . The water enters the flooding chamber 19 through the water inlet openings 15.2. It flows through the flooding chamber 19 and washes around electrical components held in the flooding chamber 19, such as a 2 shown electric motor 30 for driving the swimming and diving aid 10 or the associated batteries. The water absorbs the power loss of the electrical components and cools them. After flowing through the flooding chamber 19, the water leaves it through the water outlet openings 15.3, which are arranged symmetrically on both sides of a jet outlet 17 of a flow channel 18. A stator 160 is arranged at the end of the flow channel 18 and counteracts a rotation of the water flowing through the flow channel 18 so that the water flows out of the flow channel 18 with as little rotation as possible. The rotational energy of the water is converted into linear kinetic energy and is thus used to drive the swimming and diving aid 10.

2 zeigt einen Teil einer Unterwasser-Antriebs-Einheit der Schwimm- und Tauchhilfe 10 mit einem Elektromotor 30. 2 shows part of an underwater drive unit of the swimming and diving aid 10 with an electric motor 30.

Der Elektromotor 30 ist von einem Motorgehäuse 40 umgeben, welches endseitig einen Anschlussbereich 41 aufweist. Auf der Seite des Anschlussbereichs 41 sind Anschlusskabel 33 aus dem Motorgehäuse 40 geführt. Gegenüberliegend zum Anschlussbereich 41 ist ein Formadapter 70 mittels Zylinderkopfschrauben 74 mit dem Motorgehäuse 40 verbunden. In dem Formadapter 70 ist ein Außenrohr 60 aufgenommen, welches eine in 3 gezeigte Motorwelle 50 umschließt. Auf der dem Elektromotor 30 gegenüberliegenden Seite endet das Außenrohr 60 in einem Propellerabschnitt 100, in dem ein Wellenstumpf 110 angeordnet ist.The electric motor 30 is surrounded by a motor housing 40 which has a connection area 41 at the end. Connection cables 33 are led out of the motor housing 40 on the side of the connection area 41 . Opposite the connection area 41 , a mold adapter 70 is connected to the motor housing 40 by means of cylinder head screws 74 . An outer tube 60 is accommodated in the mold adapter 70, which has an in 3 motor shaft 50 shown encloses. On the side opposite the electric motor 30, the outer tube 60 ends in a propeller section 100, in which a stub shaft 110 is arranged.

Der Wellenstumpf 110 dient der Montage eines in 6 gezeigten Propellers 150 zum Antrieb der Schwimm- und Tauchhilfe 10. An dem Anschlussbereich 41 des Elektromotors 30 kann ein ebenfalls in 6 dargestelltes Elektronikgehäuse 120 angeschlossen werden, welches ein nicht dargestelltes Steuergerät zur Ansteuerung des Elektromotors 30 aufweist. Das Motorgehäuse 40 bildet zusammen mit dem Formadapter 70, dem Außenrohr 60 und dem angeschlossenen Elektronikgehäuse 120 eine wasserdichte Baueinheit, welche mit Hilfe der Zylinderkopfschrauben 74 innerhalb wasserdurchfluteter Bereiche des Rumpfes 11 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 befestigt werden kann.The stub shaft 110 is used to mount an in 6 shown propeller 150 for driving the swimming and diving aid 10. At the connection area 41 of the electric motor 30 can also in 6 shown electronics housing 120 can be connected, which has a control unit, not shown, for controlling the electric motor 30 . The motor housing 40 forms together men with the form of adapter 70, the outer tube 60 and the connected electronics housing 120, a waterproof unit, which can be attached using the cylinder head screws 74 within water-flooded areas of the hull 11 of the swimming and diving aid 10.

3 zeigt den in 2 gezeigten Teil der Unterwasser-Antriebs-Einheit in einer Schnittdarstellung. Gleiche Bauteile sind dabei wie zu 2 eingeführt bezeichnet. 3 shows the in 2 shown part of the underwater propulsion unit in a sectional view. The same components are included as to 2 called introduced.

Innerhalb des Außenrohres 60 ist die Antriebswelle 50 aufgenommen. Dabei ist insbesondere ein Mittelabschnitt 51 der Antriebswelle 50 innerhalb des Außenrohres 60 angeordnet. Ein Rotor 32 ist an einem Rotorabschnitt 53 der Motorwelle 50 befestigt, wie dies näher in 4, welche den in 3 mit IV gekennzeichneten Ausschnitt darstellt, gezeigt ist. Gegenüberliegend ist der Wellenstumpf 110 an einem zweiten Aufnahmeabschnitt 56 der Motorwelle 50 befestigt. Ein zugehöriger Ausschnitt V der Darstellung ist vergrößert in 5 gezeigt.The drive shaft 50 is accommodated within the outer tube 60 . In this case, in particular, a central section 51 of the drive shaft 50 is arranged inside the outer tube 60 . A rotor 32 is fixed to a rotor portion 53 of the motor shaft 50 as shown in more detail in FIG 4 , which the in 3 section marked IV is shown. On the opposite side, the stub shaft 110 is attached to a second receiving section 56 of the motor shaft 50 . An associated section V of the illustration is enlarged in 5 shown.

Die Motorwelle 50 ist aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt. Sie überträgt die von dem Elektromotor 30 erzeugte Antriebskraft auf den Wellenstumpf 110 und den an dem Wellenstumpf 110 montierten, in 6 gezeigten Propeller 150.The motor shaft 50 is made from a carbon fiber reinforced plastic (CFRP). It transmits the driving force generated by the electric motor 30 to the stub shaft 110 and to the stub shaft 110 mounted in 6 shown propeller 150.

CFK bietet gegenüber herkömmlich zur Herstellung von Motorwellen 50 verwendeten Materialien, wie beispielsweise Stahl, den Vorteil eines deutlich reduzierten Gewichts bei gleichzeitig sehr hoher Steifigkeit. Dies ist für die dargestellte Schwimm- und Tauchhilfe 10 von sehr großer Bedeutung, da diese außerhalb des Wassers möglichst leicht tragbar sein muss. Das Gewicht wird durch die Ausführung der Motorwelle 50 als Hohlwelle noch weiter reduziert, ohne die Belastbarkeit der Motorwelle 50 wesentlich zu verringern. Im Vergleich zu Stahl neigt eine aus CFK hergestellte Motorwelle 50 deutlich weniger zu Schwingungen, was zu einem verbesserten Rundlauf und zu einer geringeren Geräuschentwicklung führt. Weiterhin führen das geringere Gewicht und die reduzierte Schwingung zu einer Reduzierung der Belastung der Lager, mit welchen die Motorwelle 50 um ihre Mittellängsachse drehbar gelagert ist, wodurch der Verschleiß der Lager reduziert und damit deren Standzeit erhöht wird. Die träge Masse der Motorwelle 50 aus CFK ist gegenüber einer Motorwelle 50 aus Stahl deutlich reduziert, wodurch sich eine höhere Dynamik bei gewünschten Änderungen der Drehzahl der Motorwelle 50 und damit des Propellers 150 ergibt. Gleichzeitig sinkt der Energieverbrauch zum Beschleunigen der Motorwelle 50 mit dem Propeller 150, was zu einer Verlängerung der Betriebsdauer der durch Akkumulatoren mit Energie versorgen Schwimm- und Tauchhilfe 10 führt.Compared to materials conventionally used to produce motor shafts 50, such as steel, CFRP offers the advantage of a significantly reduced weight combined with very high rigidity. This is of very great importance for the swimming and diving aid 10 shown, since it must be as easy to carry as possible outside of the water. The weight is further reduced by designing the motor shaft 50 as a hollow shaft, without significantly reducing the load capacity of the motor shaft 50. Compared to steel, a motor shaft 50 made of CFRP tends to oscillate significantly less, which leads to improved concentricity and lower noise development. Furthermore, the lower weight and the reduced vibration lead to a reduction in the load on the bearings with which the motor shaft 50 is rotatably mounted about its central longitudinal axis, as a result of which the wear on the bearings is reduced and their service life is therefore increased. The inertial mass of the motor shaft 50 made of CFRP is significantly reduced compared to a motor shaft 50 made of steel, which results in greater dynamics when the speed of the motor shaft 50 and thus the propeller 150 changes as desired. At the same time, the energy consumption for accelerating the motor shaft 50 with the propeller 150 decreases, which leads to an increase in the service life of the swimming and diving aid 10 that is supplied with energy by accumulators.

Um die Steifigkeit der Motorwelle 50 zu erhöhen ist sie mehrschichtig aufgebaut. Einer inneren Schicht, in der Kohlenstofffasermatten mit unterschiedlicher Orientierung der Kohlenstofffasern innerhalb der Kunststoffmatrix angeordnet sind, folgte eine Schicht mit ausgerichteten Kohlenstofffasern. Diese sind vorzugsweise als hochmodulige Kohlenstofffasern, welche in Faserrichtung einen sehr hohen E-Modul von beispielsweise >400.000N/mm² aufweisen, ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die hochmoduligen Kohlenstofffasern im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung der Motorwelle 50 ausgerichtet, um so die Zugfestigkeit und Biegesteifigkeit der Motorwelle 50 zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch eine CFK-Schicht mit quer zur Längserstreckung der Motorwelle 50 angeordneten hochmoduligen Kohlenstofffasern vorgesehen sein. In dieser Anordnung erhöhen die zusätzlichen Kohlenstofffasern die Torsionssteifigkeit der Motorwelle 50.In order to increase the rigidity of the motor shaft 50, it has a multi-layer structure. An inner layer, in which carbon fiber mats with different orientations of the carbon fibers are arranged within the plastic matrix, was followed by a layer with aligned carbon fibers. These are preferably designed as high-modulus carbon fibers which have a very high modulus of elasticity of, for example, >400,000 N/mm ² in the direction of the fibers. In the present exemplary embodiment, the high-modulus carbon fibers are aligned essentially in the longitudinal direction of the motor shaft 50 in order to increase the tensile strength and flexural rigidity of the motor shaft 50 in this way. Alternatively or additionally, a CFRP layer with high-modulus carbon fibers arranged transversely to the longitudinal extent of the motor shaft 50 can also be provided. In this arrangement, the additional carbon fibers increase the torsional rigidity of the motor shaft 50.

Die Oberfläche der Motorwelle 50 ist bereichsweise überdreht, geschliffen oder poliert. Durch diese Nachbehandlungsschritte wird eine exakte rotationssymmetrische Kontur der Motorwelle 50 erhalten, was zu einem guten Rundlauf führt. Risse in der Oberfläche werden entfernt und damit Kerbspannungen, welche sich bei mechanischer Belastung an den Rissenden ausbilden, vermieden oder zumindest reduziert. Dadurch sinkt die Bruchwahrscheinlichkeit der Motorwelle 50 und ihre Belastbarkeit steigt. Um zu vermeiden, dass die Kohlenstofffasern bei der Nachbearbeitung verletzt werden, weist die Motorwelle außen eine abschließende Kunststoffschicht auf, welche keine Kohlenstofffasern enthält.The surface of the motor shaft 50 is overturned, ground or polished in certain areas. An exact, rotationally symmetrical contour of the motor shaft 50 is obtained as a result of these post-treatment steps, which leads to good concentricity. Cracks in the surface are removed, thereby avoiding or at least reducing notch stresses that develop at the ends of the cracks under mechanical stress. This reduces the probability of the motor shaft 50 breaking and its load-bearing capacity increases. In order to avoid damaging the carbon fibers during post-processing, the motor shaft has a final plastic layer on the outside that does not contain any carbon fibers.

Zwischen der Motorwelle 50 und dem Außenrohr 60 ist ein abgedichteter Raum 67 ausgebildet, in den von außen kein Wasser eindringt. Dadurch werden die Reibung zwischen der Motorwelle 50 und Wasser und damit Energieverluste vermieden. Weiterhin ist die Motorwelle 50 keinen seitlich einwirkenden Querkräften von vorbeiströmendem Wasser ausgesetzt. Dadurch werden die Lager der Motorwelle 50 weniger belastet. Weiterhin wird die Motorwelle 50 nicht durch von vorbeiströmendem Wasser übertragenen Querkräften verbogen, was sich in einem verbesserten und schwingungsfreien Rundlauf der Motorwelle 50 auswirkt und wodurch der Propeller 150 in seiner Position innerhalb des Strömungskanals 18 gehalten ist.A sealed space 67 is formed between the motor shaft 50 and the outer tube 60, into which water does not enter from the outside. This avoids friction between the motor shaft 50 and water and thus energy losses. Furthermore, the motor shaft 50 is not exposed to laterally acting transverse forces from water flowing past. As a result, the bearings of the motor shaft 50 are less loaded. Furthermore, the motor shaft 50 is not bent by transverse forces transmitted by water flowing past, which results in an improved and vibration-free concentricity of the motor shaft 50 and as a result of which the propeller 150 is held in its position within the flow channel 18 .

4 zeigt den in 3 gezeigten Elektromotor 30 in einer vergrößerten Schnittdarstellung. 4 shows the in 3 shown electric motor 30 in an enlarged sectional view.

Die Motorwelle 50 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ist aus dem Außenrohr 60 heraus in das Innere des Motorgehäuses 40 geführt. Ihr Durchmesser reduziert sich stufenartig im Bereich des Übergangs in das Motorgehäuse 40. Auf einen dadurch gebildeten Festlagerbereich 52 der Motorwelle 50 ist eine vordere Wuchtscheibe 82 mit einem angeformten Lagersitz 82.1 so weit aufgeschoben, dass sie an der gebildeten Stufe der Motorwelle 50 anliegt. Die vordere Wuchtscheibe 82 und der Lagersitz 82.1 sind mit der Motorwelle 50 durch Kleben stoffschlüssig verbunden. Auf der Innenfläche des Lagersitzes 82.1 und der Wuchtscheibe 82 sind dazu Klebstoffeintiefungen 82.2 mit definierter Tiefe vorgesehen, in die der Klebstoff in einer durch die Klebstoffeintiefungen 82.2 vorgegebenen, optimierten Klebstoffdicke eingebracht ist.The motor shaft 50 made of carbon fiber reinforced plastic is guided out of the outer tube 60 into the interior of the motor housing 40 . Its diameter reduces in steps in the area of the transition to the motor housing 40. A front balancing disc 82 with a molded bearing seat 82.1 is pushed onto a fixed bearing area 52 of the motor shaft 50 formed as a result, so that it rests against the step formed on the motor shaft 50. The front balancing disc 82 and the bearing seat 82.1 are bonded to the motor shaft 50 by gluing. For this purpose, adhesive indentations 82.2 with a defined depth are provided on the inner surface of the bearing seat 82.1 and the balancing disk 82, into which the adhesive is introduced in an optimized adhesive thickness predetermined by the adhesive indentations 82.2.

Im Anschluss an den Festlagerbereich 52 ist der Durchmesser der Motorwelle 50 noch einmal stufenförmig verjüngt. Die Motorwelle 50 bildet hier ihren Rotorabschnitt 53 aus. Der Rotor 32 des Elektromotors 30 ist auf den Rotorabschnitt 53 aufgesteckt und mit diesem verklebt. Zur Ausbildung einer optimalen Klebstoffdicke sind in die Oberfläche des Rotorabschnitts 53 Klebefugen 54 eingebracht. Der Rotor 32 ist dreiteilig ausbildet, so dass der Elektromotor 30 durch Verändern der Anzahl der installierten Rotorteile in unterschiedlichen Leistungsstufen ausgeführt werden kann. Umlaufend zu dem Rotor 32 ist ein Stator 31 des Elektromotors 30 vorgesehen. Der Stator 31 ist mit einer Vergussmasse in dem Motorgehäuse 40 eingegossen und so thermisch mit dem Motorgehäuse 40 gekoppelt. Die Verlustwärme des Elektromotors 30 kann dadurch gut an das Motorgehäuse 40 abgegeben werden.Following the fixed bearing area 52, the diameter of the motor shaft 50 tapers again in steps. The motor shaft 50 forms its rotor section 53 here. The rotor 32 of the electric motor 30 is slipped onto the rotor section 53 and glued to it. In order to form an optimal adhesive thickness, adhesive joints 54 are introduced into the surface of the rotor section 53 . The rotor 32 is designed in three parts, so that the electric motor 30 can be designed in different power levels by changing the number of installed rotor parts. A stator 31 of the electric motor 30 is provided around the rotor 32 . The stator 31 is cast in the motor housing 40 with a casting compound and is thus thermally coupled to the motor housing 40 . The heat loss from the electric motor 30 can thus be easily dissipated to the motor housing 40 .

Endseitig weist die Motorwelle 50 einen ersten Aufnahmeabschnitt 55 auf, in dem eine Wuchtscheibenaufnahme 55.1 in Form einer axial angeordneten Bohrung eingebracht ist. Die Wuchtscheibenaufnahme 55.1 weist einen größeren Durchmesser als der innere Durchmesser der als Hohlwelle ausgeführten Motorwelle 50 auf. In der Wuchtscheibenaufnahme 55.1 ist eine hintere Wuchtscheibe 83 mit einem axial angeformten Zapfen 83.1 gehalten. Der Durchmesser des Zapfens 83.1 ist passgenau zu dem Durchmesser der Wuchtscheibenaufnahme 55.1 ausgelegt, so dass auch bei hohen Umdrehungen der Motorwelle 50 die hintere Wuchtscheibe 83 sicher geführt ist. Der Zapfen 83.1 ist in die Wuchtscheibenaufnahme 55.1 eingeklebt. Dazu weist der Zapfen 83.1 umlaufende Kleberillen 83.2 auf, welche die Ausbildung einer optimalen Klebstoffdicke bewirken. Auf der dem Zapfen 83.1 gegenüberliegenden Seite der hinteren Wuchtscheibe 83 ist ein axial angeordneter Lagerstutzen 83.3 angeformt.At the end, the motor shaft 50 has a first receiving section 55, in which a balancing disk receptacle 55.1 is introduced in the form of an axially arranged bore. The balancing disk receptacle 55.1 has a larger diameter than the inner diameter of the motor shaft 50, which is designed as a hollow shaft. A rear balancing disk 83 with an axially formed pin 83.1 is held in the balancing disk receptacle 55.1. The diameter of the pin 83.1 is designed to match the diameter of the balancing disk receptacle 55.1 so that the rear balancing disk 83 is guided securely even at high speeds of the motor shaft 50. The pin 83.1 is glued into the balancing disc mount 55.1. For this purpose, the pin 83.1 has circumferential adhesive grooves 83.2, which bring about the formation of an optimal adhesive thickness. On the side of the rear balancing disk 83 opposite the journal 83.1, an axially arranged bearing socket 83.3 is formed.

Der Elektromotor 30 ist mit dem zylinderförmigen Motorgehäuse 40 eingehaust. Zu seinem dem Formadapter 70 zugewandten Ende knickt der äußere Mantel des Motorgehäuses 40 in einen radial zur Motorwelle 50 hin ausgerichteten Montagebereich 42 ab. Der Montagebereich 42 bildet eine Adapterauflage 42.1, an der der Formadapter 70 flächig anliegt. Der Montagebereich 42 geht in einen beabstandet zum Festlagerbereich 52 der Motorwelle 50 angeordneten, zum Innenraum des Motorgehäuses 40 hin ausgerichteten Lagerbereich 43 über. Der Lagerbereich 43 bildet eine zylindrische Innenfläche, die zu dem Lagersitz 82.1 der vorderen Wuchtscheibe 82 hin ausgerichtet ist. An seinem dem Innenraum des Motorgehäuses 40 zugewandten Ende weist der Lagerbereich 43 einen Vorsprung 43.1 auf, der radial zur vorderen Wuchtscheibe 82 hin ausgerichtet ist.The electric motor 30 is housed in the cylindrical motor housing 40 . At its end facing the mold adapter 70 , the outer jacket of the motor housing 40 bends into a mounting area 42 oriented radially toward the motor shaft 50 . The mounting area 42 forms an adapter support 42.1, on which the mold adapter 70 lies flat. The assembly area 42 transitions into a bearing area 43 which is arranged at a distance from the fixed bearing area 52 of the motor shaft 50 and is oriented toward the interior of the motor housing 40 . The bearing area 43 forms a cylindrical inner surface which is aligned with the bearing seat 82.1 of the front balancing disk 82. At its end facing the interior of the motor housing 40, the bearing area 43 has a projection 43.1, which is aligned radially toward the front balancing disk 82.

Der Formadapter 70 weist die zylindrisch ausgeführte Rohraufnahme 71 auf, in die das Außenrohr 60 bis zu einem an das Außenrohr 60 umlaufend angeformten Außensteg 61 eingeschoben ist. Das Außenrohr 60 ist somit mit einem Formadapter-Anschlussbereich 62 in der Rohraufnahme 71 des Formadapters 70 über einen sich axial erstreckenden Bereich gehalten, so dass auch stärkere auf das Außenrohr 60 einwirkende Querkräfte abgefangen werden können. Der Formadapter-Anschlussbereich 62 ist mit der Rohraufnahme 71 verklebt. Zur Ausbildung einer gleichmäßigen Klebstoffschicht in einer geeigneten Dicke sind umlaufend in die äußere Oberfläche des Formadapter-Anschlussbereichs 62 Klebekerben 62.1 angeordnet, in welchen der Klebstoff angesammelt ist. In Richtung zum Motorgehäuse 40 hin weitet sich der Formadapter 70 auf und bildet den umlaufenden Montagering 72 aus, der zum Motorgehäuse 40 hin eine radial verlaufende innere Montagefläche 72.2 und von dem Motorgehäuse 40 abgewandt eine radial verlaufende äußere Montagefläche 72.1 aufweist. Nach außen schließt der umlaufende Montagering 72 mit dem Montagebereich 42 des Motorgehäuses 40 ab. Der Formadapter 70 ist mit den Zylinderschrauben 74 derart an das Motorgehäuse 40 geschraubt, dass die innere Montagefläche 72.2 des Montagerings 72 flächig an der Adapterauflage 42.1 des Montagebereichs 42 anliegt. In die innere Montagefläche 72.2 ist eine umlaufende Nut eingearbeitet, in welcher ein dritter Dichtring 132 eingesetzt ist. Beim Anschrauben des Formadapters 70 legt sich der dritte Dichtring 132 an die Adapterauflage 42.1 an und dichtet so den inneren Bereich des Motorgehäuses 40 sowie den abgedichteten Raum 67 zwischen der Motorwelle 50 und dem Außenrohr 60 ab. Die äußere Montagefläche 72.1 dient der Montage der Antriebseinheit an den Rumpf 11 der Schwimm- und Tauchhilfe 10. Zum Motorgehäuse 40 hin weist der Formadapter 70 einen an den Montagering 72 anschließenden Klemmbereich 73 auf. Der Klemmbereich 73 greift in den von dem Montagebereich 42 des Motorgehäuses 40 gebildeten Innenraum ein und liegt mit seiner äußeren Oberfläche umlaufend an dem Montagebereich 42 an. Zwischen dem Klemmbereich 73 und dem Montagebereich 42 ist ein vierter Dichtring 133 in einer den Klemmbereich 73 außen umlaufenden Nut als weitere, in Reihe zu dem dritten Dichtring 132 angeordnete Abdichtung vorgesehen. Der Klemmbereich 73 weist einen geringfügig kleineren Innendurchmesser als die Rohraufnahme 71 auf, so dass auch der Außendurchmesser des Formadapter-Anschlussbereichs 62 des Außenrohrs 60 im Abschnitt des Klemmbereichs 73 einen Dichtungsbereich 63 mit einem kleineren Außendurchmesser aufzeigt. Zwischen dem Klemmbereich 73 und dem Dichtungsbereich 63 sind nacheinander ein erster Dichtring 130 und ein zweiter Dichtring 131 in jeweils einer den Formadapter-Anschlussbereich 62 umlaufenden Dichtringaufnahme 63.1 angeordnet, welche einen Wassereintritt zwischen dem Formadapter 70 und dem Außenrohr 60 verhindern.The mold adapter 70 has the cylindrically designed tube receptacle 71 into which the outer tube 60 is pushed up to an outer web 61 formed circumferentially on the outer tube 60 . The outer pipe 60 is thus held with a form adapter connection area 62 in the pipe receptacle 71 of the form adapter 70 over an axially extending area, so that stronger transverse forces acting on the outer pipe 60 can also be absorbed. The mold adapter connection area 62 is glued to the tube receptacle 71 . In order to form a uniform layer of adhesive of a suitable thickness, adhesive notches 62.1, in which the adhesive is collected, are arranged circumferentially in the outer surface of the mold adapter connection area 62. The mold adapter 70 widens in the direction of the motor housing 40 and forms the peripheral mounting ring 72, which has a radially running inner mounting surface 72.2 facing the motor housing 40 and a radially running outer mounting surface 72.1 facing away from the motor housing 40. On the outside, the peripheral mounting ring 72 terminates with the mounting area 42 of the motor housing 40 . The mold adapter 70 is screwed to the motor housing 40 with the socket head screws 74 in such a way that the inner mounting surface 72.2 of the mounting ring 72 lies flat against the adapter support 42.1 of the mounting area 42. A circumferential groove is worked into the inner mounting surface 72.2, in which a third sealing ring 132 is inserted. When the mold adapter 70 is screwed on, the third sealing ring 132 rests against the adapter support 42.1 and thus seals the inner area of the motor housing 40 and the sealed space 67 between the motor shaft 50 and the outer tube 60. The outer mounting surface 72.1 is used to mount the drive unit on the hull 11 of the swimming and diving aid 10. The shaped adapter 70 has a clamping area 73 adjoining the mounting ring 72 towards the motor housing 40. The clamping area 73 grips into the interior space formed by the mounting area 42 of the motor housing 40 and rests with its outer surface on the mounting area 42 all around. A fourth sealing ring 133 is provided between the clamping area 73 and the mounting area 42 in a groove surrounding the clamping area 73 on the outside as a further seal arranged in series with the third sealing ring 132 . The clamping area 73 has a slightly smaller inside diameter than the pipe receptacle 71, so that the outside diameter of the mold adapter connection area 62 of the outer pipe 60 also has a sealing area 63 with a smaller outside diameter in the section of the clamping area 73. Between the clamping area 73 and the sealing area 63, a first sealing ring 130 and a second sealing ring 131 are arranged one after the other in a sealing ring receptacle 63.1 surrounding the mold adapter connection area 62, which prevent water from entering between the mold adapter 70 and the outer pipe 60.

Zwischen der zylindrischen Innenfläche des Lagerbereichs 43 des Motorgehäuses 40 und dem Lagersitz 82.1 der vorderen Wuchtscheibe 82 ist ein zweireihiges Rillenkugellager 80 angeordnet. Dabei liegt der Außenring des zweireihigen Rillenkugellagers 80 an dem Lagerbereich 43 und der Innenring an dem Lagersitz 82.1 an. Zum Innenraum des Motorgehäuses 40 liegt der Außenring des zweireihigen Rillenkugellagers 80 an dem Vorsprung 43.1 des Lagerbereichs 43 an, während der Innenring an einem Absatz der vorderen Wuchtscheibe 82 anliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Innenring durch einen ersten Sicherungsring 81 gehalten, der in einer umlaufenden Nut im Lagersitz 82.1 festgelegt ist. Der Außenring des zweireihigen Rillenkugellagers 80 stößt auf dieser Seite gegen eine Abschlussfläche des Klemmbereichs 73 des Formadapters 70. Das zweireihige Rillenkugellager 80 ist somit entsprechend einem Festlager beidseitig in axialer Richtung gehalten.A double-row grooved ball bearing 80 is arranged between the cylindrical inner surface of the bearing area 43 of the motor housing 40 and the bearing seat 82.1 of the front balancing disk 82. The outer ring of the double-row deep groove ball bearing 80 rests on the bearing area 43 and the inner ring on the bearing seat 82.1. Toward the interior of the motor housing 40, the outer ring of the double-row grooved ball bearing 80 rests against the projection 43.1 of the bearing area 43, while the inner ring rests against a shoulder on the front balancing disk 82. On the opposite side, the inner ring is held by a first retaining ring 81, which is fixed in a circumferential groove in the bearing seat 82.1. The outer ring of the double-row deep groove ball bearing 80 abuts on this side against an end surface of the clamping area 73 of the mold adapter 70. The double-row deep groove ball bearing 80 is thus held in the axial direction on both sides, corresponding to a fixed bearing.

An dem dem Formadapter 70 abgewandten Ende weist das Motorgehäuse 40 den Anschlussbereich 41 auf. Der Anschlussbereich 41 ist durch drei umlaufende Stege 41.1, 41.2, 41.3 gebildet, welche drei Rillen 41.4, 41.5, 41.6 voneinander trennen. In axialer Ausrichtung ist das Motorgehäuse 40 auf der dem Formadapter 70 abgewandten Stirnfläche durch eine Gehäuseöffnung 44 geöffnet.The motor housing 40 has the connection area 41 on the end facing away from the mold adapter 70 . The connection area 41 is formed by three circumferential webs 41.1, 41.2, 41.3, which separate three grooves 41.4, 41.5, 41.6 from one another. In the axial alignment, the motor housing 40 is open through a housing opening 44 on the end face facing away from the mold adapter 70 .

Der äußere Bereich der Gehäuseöffnung 44 ist durch einen scheibenförmigen Aufnahmeschild 90 abgedeckt. Der Aufnahmeschild 90 ist radial ausgerichtet und schließt außen mit dem Motorgehäuse 40 ab. Der Aufnahmeschild 90 ist auf seiner dem Innenraum des Motorgehäuses 40 zugewandten Seite mit der Vergussmasse, die den Stator 31 trägt, fixiert. Radial nach innen gerichtet bildet der Aufnahmeschild 90 eine kreisförmige Aufnahme für einen Lagerschild 91. Der Lagerschild 91 ist ebenfalls kreisförmig und in axialer Richtung stufenförmig ins Innere des Motorgehäuses 40 verlaufend ausgebildet. Er bildet in seinem inneren Bereich einen axial ausgerichteten Lageransatz 91.1 aus, welcher radial beabstandet dem Lagerstutzen 83.3 der hinteren Wuchtscheibe 83 gegenübersteht. Zwischen dem Lageransatz 91.1 und dem Lagerstutzen 83.3 ist ein Wärmeausgleichslager 84 als einreihiges Rillenkugellager vorgesehen. Der Innenring des Wärmeausgleichslagers 84 ist auf der einen Seite durch die hintere Wuchtscheibe 83 und auf der gegenüberliegenden Seite durch einen zweiten Sicherungsring 84.1 axial gehalten. Dazu ist der zweite Sicherungsring 84.1 in eine umlaufende Nut des Lagerstutzens 83.3 eingeklemmt.The outer area of the housing opening 44 is covered by a disk-shaped receiving shield 90 . The receiving plate 90 is aligned radially and ends with the motor housing 40 on the outside. The receiving plate 90 is fixed on its side facing the interior of the motor housing 40 with the casting compound that carries the stator 31 . Directed radially inwards, the mounting plate 90 forms a circular mounting for a bearing plate 91. The bearing plate 91 is also circular and is designed to run in steps in the axial direction into the interior of the motor housing 40. In its inner region, it forms an axially aligned bearing shoulder 91.1, which is radially spaced opposite the bearing socket 83.3 of the rear balancing disk 83. A heat equalization bearing 84 is provided as a single-row deep groove ball bearing between the bearing shoulder 91.1 and the bearing support 83.3. The inner ring of the heat equalization bearing 84 is held axially on one side by the rear balancing disc 83 and on the opposite side by a second retaining ring 84.1. For this purpose, the second locking ring 84.1 is clamped in a circumferential groove of the bearing support 83.3.

Ein Scheibenmagnet 93.1 ist in eine axial angeordnete Aufnahme des Lagerstutzens 83.3 der hinteren Wuchtscheibe 83 eingelassen.A disk magnet 93.1 is let into an axially arranged receptacle of the bearing stub 83.3 of the rear balancing disk 83.

Auf der Seite der Anschlusskabel 33 ist das Motorgehäuse 40 von einer Abdeckung 92 abgeschlossen. Die Abdeckung 92 liegt an dem Lagerschild 91 an und weist Durchbrüche zur Durchführung der Anschlusskabel 33 auf. An der Abdeckung 92 ist mit geeigneten Befestigungsmitteln ein Rotorlagesensor 93 angeordnet, der gegenüber dem Scheibenmagnet 93.1 positioniert ist.The motor housing 40 is closed off by a cover 92 on the side of the connection cable 33 . The cover 92 rests against the end shield 91 and has openings for the connection cable 33 to pass through. A rotor position sensor 93, which is positioned opposite the disc magnet 93.1, is arranged on the cover 92 with suitable fastening means.

Die vordere Wuchtscheibe 82 mit dem angeformten Lagersitz 82.1, der Rotor 32 sowie die hintere Wuchtscheibe 83 mit ihrem Zapfen 83.1 sind mit der aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellten Motorwelle 50 verklebt. Durch die vorgesehenen Klebstoffeintiefungen 82.2, Klebefugen 54 und Kleberillen wird eine optimale Klebstoffdicke erreicht, um eine feste Verbindung zwischen den Bauteilen und der Motorwelle 50 zu erreichen, so dass auch hohe Kräfte übertragen werden können.The front balancing disc 82 with the molded bearing seat 82.1, the rotor 32 and the rear balancing disc 83 with its journal 83.1 are glued to the motor shaft 50 made of carbon fiber reinforced plastic. The adhesive depressions 82.2, adhesive joints 54 and adhesive grooves provided mean that an optimal adhesive thickness is achieved in order to achieve a firm connection between the components and the motor shaft 50, so that high forces can also be transmitted.

Die Motorwelle 50 ist im Bereich des Elektromotors 30 zweifach gelagert. Dabei ist das vordere zweireihige Rillenkugellager 80 als Festlager und das hintere Wärmeausgleichslager 84 als Loslager ausgeführt, so dass unterschiedliche Materialausdehnungen bei Temperaturwechsel ausgeglichen werden können. Ein ausreichender axialer Längenausgleich ist bei der vorgesehenen Motorwelle 50 aus CFK besonders wichtig, da kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe einen von Metallen abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der stark von der Orientierung der Kohlenstofffasern abhängt.The motor shaft 50 is supported twice in the area of the electric motor 30 . The front two-row deep groove ball bearing 80 is designed as a fixed bearing and the rear heat equalization bearing 84 as a floating bearing, so that different material expansions can be compensated for with temperature changes. Sufficient axial length compensation is particularly important for the CFK motor shaft 50 provided, since carbon fiber reinforced plastics have a coefficient of thermal expansion that differs from that of metals and depends heavily on the orientation of the carbon fibers.

Die beiden Wuchtscheiben 82, 83 mit dem angeformten Lagersitz 82.1 beziehungsweise Lagerstutzen 83.3 sind aus Metall, im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Aluminium gefertigt. Die Innenringe des zweireihigen Rillenkugellagers 80 und des Wärmeausgleichlagers 84 liegen daher nicht unmittelbar auf dem faserverstärkten Kunststoffmaterial der Motorwelle 50, sondern auf mit der Motorwelle 50 verbundenen Kraft-Übertragungselementen aus Metall, wie sie durch den Lagersitz 82.1 und den Lagerstutzen 83.3 gebildet sind, auf. Durch diese Kraft-Übertragungselemente werden die von den Lagern auf die Motorwelle 50 übertragenen Kräfte auf eine größere Fläche verteilt, so dass der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff der Motorwelle 50 nicht durch eine lokal zu hohe Flächenpressung zerstört wird. Weiterhin wird ein erhöhter Abrieb der Motorwelle durch eine Relativbewegung zwischen der Motorwelle und den Innenringen vermieden. Der Lagersitz 82.1 der vorderen Wuchtscheibe 82 stellt ein Kraft-Übertragungselement dar, das umlaufend zur Motorwelle 50 angeordnet ist, während der Lagerstutzen 83.3 der hinteren Wuchtscheibe 83 ein Kraft-Übertragungselement darstellt, das als endseitige axiale Verlängerung der Motorwelle 50 ausgeführt ist. Die Motorwelle 50 kann durch Bohrungen, welche radial von außen in die Wuchtscheiben 82, 83 eingebracht werden, ausgewuchtet werden.The two balancing disks 82, 83 with the integrally formed bearing seat 82.1 or bearing support 83.3 are made of metal, in the present exemplary embodiment made of aluminum. the inside The rings of the double-row deep groove ball bearing 80 and the heat equalization bearing 84 therefore do not lie directly on the fiber-reinforced plastic material of the motor shaft 50, but rather on metal force transmission elements connected to the motor shaft 50, as formed by the bearing seat 82.1 and the bearing support 83.3. These force transmission elements distribute the forces transmitted from the bearings to the motor shaft 50 over a larger area, so that the carbon fiber reinforced plastic of the motor shaft 50 is not destroyed by locally excessive surface pressure. Furthermore, increased abrasion of the motor shaft due to a relative movement between the motor shaft and the inner rings is avoided. The bearing seat 82.1 of the front balancing disc 82 represents a force-transmitting element that is arranged circumferentially to the motor shaft 50, while the bearing stub 83.3 of the rear balancing disc 83 represents a force-transmitting element that is designed as an end-side axial extension of the motor shaft 50. The motor shaft 50 can be balanced through bores which are made in the balancing disks 82, 83 radially from the outside.

Der Formadapter 70 übernimmt mehrere Aufgaben. Er dient der seitlichen und axialen Festlegung des Außenrohres 60. Weiterhin dichtet er im Zusammenspiel mit den vorgesehenen Dichtringen 130, 131, 132, 133 den Innenraum des Motorgehäuses 40, den Bereich des zweireihigen Rillenkugellagers 80 sowie den abgedichteten Raum 67 zwischen dem Außenrohr 60 und der Motorwelle 50 gegenüber eindringendem Wasser ab. Die Lagerung der Motorwelle 50 in einem trockenen Bereich reduziert die Anforderungen an das verwendete zweireihige Rillenkugellager 80, da dieses nicht gesondert abgedichtet werden muss. Der Formadapter 70 stellt weiterhin die äußere Montagefläche 72.2 bereit, mit der die Antriebseinheit an den Rumpf 11 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 montiert werden kann. Zusätzlich dient der Formadapter 70 der axialen Festlegung des zweireihigen Rillenkugellagers 80.The mold adapter 70 performs several tasks. It serves to fix the outer tube 60 laterally and axially. Furthermore, in conjunction with the sealing rings 130, 131, 132, 133 provided, it seals the interior of the motor housing 40, the area of the double-row deep groove ball bearing 80 and the sealed space 67 between the outer tube 60 and the Motor shaft 50 against ingress of water. The storage of the motor shaft 50 in a dry area reduces the demands on the double-row deep groove ball bearing 80 used, since this does not have to be sealed separately. The mold adapter 70 also provides the outer mounting surface 72.2, with which the drive unit can be mounted on the hull 11 of the swimming and diving aid 10. In addition, the form adapter 70 is used to axially fix the double-row deep groove ball bearing 80.

Das Motorgehäuse 40 ist aus Metall und im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt. In seinem dem Flanschadapter 70 zugewandten Bereich bietet es die Adapterauflage 42.1 zur abgedichteten Montage des Flanschadapters 70 sowie den Lagerbereich für das zweireihige Rillenkugellager 80. Das Motorgehäuse 40 wird dabei in einem Fertigungsprozess hergestellt, so dass die genannten Funktionen kostengünstig umgesetzt werden können.The motor housing 40 is made of metal and is essentially cylindrical. In its area facing the flange adapter 70, it offers the adapter support 42.1 for the sealed assembly of the flange adapter 70 as well as the storage area for the double-row deep groove ball bearing 80. The motor housing 40 is manufactured in a manufacturing process so that the functions mentioned can be implemented cost-effectively.

Der Anschlussbereich 41 dient der wasserdichten Verbindung mit einem Elektronikgehäuse 120, wie dies zu 7 beschrieben ist. Durch das Elektronikgehäuse 120 ist auch die von dem Formadapter 70 abgewandte Gehäuseöffnung 44 des Elektromotors 30 wasserdicht verschlossen, so dass der gesamte Elektromotor 30 in einen wasserdurchfluteten Raum der Schwimm- und Tauchhilfe 10 angeordnet und damit effizient gekühlt werden kann.The connection area 41 is used for watertight connection to an electronics housing 120, such as this 7 is described. The electronics housing 120 also seals the housing opening 44 of the electric motor 30 facing away from the mold adapter 70 in a watertight manner, so that the entire electric motor 30 can be arranged in a water-flooded space of the swimming and diving aid 10 and can thus be efficiently cooled.

Der Stator 31 ist über eine Vergussmasse mit dem Motorgehäuse 30 verbunden, während der Rotor 32 fest mit der Motorwelle 50 verbunden ist. Zusammen mit der beschriebenen Lagerung der Motorwelle 50 ergibt sich so eine kompakte Bauweise für einen Elektromotor 30 mit einer hohen Antriebsleistung und einem guten, schwingungsarmen Rundlauf. Der Rundlauf wird weiterhin durch den vorgesehenen Rotorlagesensor 93 mit dem Scheibenmagnet 93.1 als Geber verbessert, indem der Rotorlagesensor 93 das sich in dem Elektromotor ausbildende Magnetfeld regelt und den Rotor 32 und den Stator 31 in eine gewünschte Zuordnung einstellt.The stator 31 is connected to the motor housing 30 via a casting compound, while the rotor 32 is firmly connected to the motor shaft 50 . Together with the described mounting of the motor shaft 50, this results in a compact design for an electric motor 30 with a high drive power and good, low-vibration concentricity. The concentricity is further improved by the rotor position sensor 93 provided with the disk magnet 93.1 as a transmitter, in that the rotor position sensor 93 regulates the magnetic field that forms in the electric motor and adjusts the rotor 32 and the stator 31 to a desired assignment.

Der Aufnahmeschild 90 ist durch die Vergussmasse, in welcher der Stator 31 eingebettet ist, sicher festgelegt, so dass auch die nachfolgenden, mit dem Aufnahmeschild 90 mittelbar oder unmittelbar verbundenen Bauelemente positionsgenau gehalten sind. Die Anschlusskabel 33 dienen der elektrischen Verbindung des Elektromotors 30 und des Rotorlagesensors 93 mit einem in dem Elektronikgehäuse 120 gehaltenen Steuergerät.The mounting plate 90 is securely fixed by the casting compound in which the stator 31 is embedded, so that the following components, which are directly or indirectly connected to the mounting plate 90, are also held in a precise position. The connecting cables 33 are used to electrically connect the electric motor 30 and the rotor position sensor 93 to a control unit held in the electronics housing 120 .

Zur Montage der Anordnung werden zunächst die vordere Wuchtscheibe 82, der Rotor 32 und die hintere Wuchtscheibe 83, in welcher der Scheibenmagnet 93.1 eingeklebt ist, mit der Motorwelle 50 verklebt. Der Stator 31 wird zusammen mit dem Aufnahmeschild 90 mit Hilfe der Vergussmasse mit dem Motorgehäuse 40 verbunden. Der Lagerschild 91, das Wärmeausgleichslager 84, der Rotorlagesensor 93 und die Abdeckung 92 werden montiert, wobei die Anschlusskabel 33 rückseitig herausgeführt werden. Der erste und der zweite Dichtring 130, 131 werden in die Dichtringaufnahmen 63.1 des Außenrohrs 60 eingelegt und das Außenrohr 60 wird in die Rohraufnahme 71 des Formadapters 70 eingeklebt. Anschließend wird die Motorwelle 50 von der Seite des Anschlussbereichs 41 für das Elektronikgehäuse 120 in das Motorgehäuse 40 eingeführt und das zweireihige Rillenkugellager 80 auf den Lagersitz 82.1 geschoben. Nachdem das zweireihige Rillenkugellager 80 mit dem ersten Sicherungsring 81 festgelegt wurde wird das Außenrohr 60 über die Motorwelle 50 geschoben und der Formadapter 70, nachdem der dritte und der vierte Dichtringe 132, 133 eingesetzt wurden, mit Hilfe der Zylinderkopfschrauben 74 am Motorgehäuse 40 festgeschraubt. Es entsteht so eine kompakte Baueinheit aus Elektromotor 30 mit angeschlossener Motorwelle 50 und Außenrohr 60, die einfach in dem Rumpf 11 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 zu montieren ist.To assemble the arrangement, the front balancing disc 82, the rotor 32 and the rear balancing disc 83, in which the disc magnet 93.1 is glued, are first glued to the motor shaft 50. The stator 31 is connected to the motor housing 40 together with the mounting shield 90 with the aid of the casting compound. The end shield 91, the heat equalization bearing 84, the rotor position sensor 93 and the cover 92 are mounted, with the connecting cables 33 being routed out at the rear. The first and the second sealing ring 130, 131 are placed in the sealing ring mounts 63.1 of the outer tube 60 and the outer tube 60 is glued into the tube mount 71 of the mold adapter 70. The motor shaft 50 is then inserted into the motor housing 40 from the side of the connection area 41 for the electronics housing 120 and the double-row deep groove ball bearing 80 is pushed onto the bearing seat 82.1. After the double-row deep groove ball bearing 80 has been secured with the first retaining ring 81, the outer tube 60 is pushed over the motor shaft 50 and the mold adapter 70, after the third and fourth sealing rings 132, 133 have been inserted, is screwed tight to the motor housing 40 using the cylinder head screws 74. The result is a compact unit consisting of an electric motor 30 with a connected motor shaft 50 and an outer tube 60 that is easy to mount in the hull 11 of the swimming and diving aid 10 .

5 zeigt einen in 3 gezeigten Propellerabschnitt V in einer vergrößerten Schnittdarstellung. 5 shows an in 3 shown propeller section V in an enlarged sectional view.

Die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellte Motorwelle 50 ist innerhalb des Außenrohres 60 geführt. Im Bereich ihres endseitigen zweiten Aufnahmeabschnitts 56 ist eine Wellenstumpfaufnahme 56.1 als axiale Bohrung mit einem im Vergleich zum Innendurchmesser der als Hohlwelle ausgeführten Motorwelle 50 größeren Durchmesser eingebracht. Der aus Aluminium bestehende Wellenstumpf 110 ist mit ist mit einem Befestigungsabschnitt 117 in die Wellenstumpfaufnahme 56.1 eingeführt und eingeklebt. Zur Ausbildung einer gleichmäßigen Klebstoffdicke sind in dem Befestigungsabschnitt 117 des Wellenstumpfes 110 umlaufende Klebstoffeintiefungen 118 eingearbeitet, in welchen sich der Klebstoff in einer durch die Tiefe der Klebstoffeintiefungen 118 vorgegebenen Dicke sammelt. Zur Gewichtseinsparung ist in den Befestigungsabschnitt 117 eine axiale vordere Bohrung 116 eingebracht.The motor shaft 50 made of carbon fiber reinforced plastic is guided inside the outer tube 60 . In the area of its end-side second receiving section 56, a shaft stub receptacle 56.1 is introduced as an axial bore with a larger diameter than the inside diameter of the motor shaft 50 designed as a hollow shaft. The stub shaft 110 made of aluminum is inserted and glued with a fastening section 117 into the stub shaft receptacle 56.1. Circumferential adhesive depressions 118 are worked into the fastening section 117 of the shaft end 110 in order to form a uniform adhesive thickness, in which depressions the adhesive collects in a thickness predetermined by the depth of the adhesive depressions 118 . An axial front bore 116 is introduced into the fastening section 117 in order to save weight.

Im Anschluss an den Befestigungsabschnitt 117 weist der Wellenstumpf 110 einen umlaufenden, radial ausgerichteten Bund 115 auf, der zur Motorwelle 50 hin durch einen als radial verlaufende Fläche ausgebildeten Wellenanschlag 115.2 und gegenüberliegend durch einen ebenfalls als radial verlaufende Fläche ausgebildeten Lageranschlag 115.1 begrenzt ist. Der Wellenanschlag 115.2 liegt umlaufend zu der Wellenstumpfaufnahme 56.1 an dem zweiten Aufnahmeabschnitt 56 der Motorwelle 50 an. Durch den Wellenanschlag 115.2 ist somit die Einbautiefe des Befestigungsabschnitts 117 in die Wellenstumpfaufnahme 56.1 festgelegt.Following the fastening section 117, the stub shaft 110 has an encircling, radially aligned collar 115 which is delimited towards the motor shaft 50 by a shaft stop 115.2 designed as a radially running surface and opposite by a bearing stop 115.1 also designed as a radially running surface. The shaft stop 115.2 rests on the second receiving section 56 of the motor shaft 50 all the way around to the shaft end receptacle 56.1. The installation depth of the fastening section 117 in the stub shaft receptacle 56.1 is thus fixed by the shaft stop 115.2.

Dem Bund 115 schließt sich ein Lager- und Abdichtbereich 114 des Wellenstumpfes 110 mit einer zylindrischen Außenkontur an, der innerhalb des Außenrohres 60 angeordnet ist. Mit dem Abschluss des Außenrohres 60 geht der Wellenstumpf 110 in eine Propelleraufnahme 112 über. Von Seiten der Propelleraufnahme 112 ist eine axial verlaufende, hintere Bohrung 113 in den Wellenstumpf 110 eingebracht, die ausgehend von ihrer Öffnung ein Innengewinde 111 zur Montage des in 6 gezeigten Propellers 150 aufweist.The collar 115 is followed by a bearing and sealing area 114 of the stub shaft 110 with a cylindrical outer contour, which is arranged inside the outer tube 60 . When the outer tube 60 ends, the stub shaft 110 merges into a propeller mount 112 . On the side of the propeller mount 112, an axially running, rear bore 113 is made in the stub shaft 110, which, starting from its opening, has an internal thread 111 for mounting the in 6 shown propeller 150 has.

Das Außenrohr 60 umschließt die Motorwelle 50 sowie den Lager- und Abdichtbereich 114 des Wellenstumpfes 110 bis hin zu der Propelleraufnahme 112, die aus dem Außenrohr 60 ragt. Im Bereich einer Rohrverstärkung 64, welche einen Teil des Lager- und Abdichtbereichs 114 umschließt, steigt die Wandstärke des Außenrohres 60 an. Anschließend ist die Wandstärke an einem Übergang der Rohrverstärkung 64 zu einem Zentrierabschnitt 65 stufenförmig reduziert. Der stufenförmige Übergang bildet einen zum Ende des Außenrohres 60 hin ausgerichteten Anschlag 64.1. Der Zentrierabschnitt 65 dient der Aufnahme eines Zentriersterns 140, wie dies zu 8 gezeigt ist. Der Zentrierstern 140 ist mit dem Zentrierabschnitt 140 verklebt. Zur Ausbildung einer geeignet dicken Klebstoffschicht sind umlaufende Klebstofffugen 66 an dem Zentrierabschnitt 140 vorgesehen. Der Zentrierstern 140 kann so bis zu dem Anschlag 64.1 auf den Zentrierabschnitt 140 aufgeschoben und mit diesem verklebt werden.The outer tube 60 encloses the motor shaft 50 and the bearing and sealing area 114 of the stub shaft 110 up to the propeller mount 112 which protrudes from the outer tube 60 . In the area of a pipe reinforcement 64, which encloses part of the bearing and sealing area 114, the wall thickness of the outer pipe 60 increases. The wall thickness is then reduced in steps at a transition from the pipe reinforcement 64 to a centering section 65 . The stepped transition forms a stop 64.1 aligned towards the end of the outer tube 60. The centering portion 65 is used to hold a centering star 140, as to 8th is shown. The centering star 140 is glued to the centering section 140 . Circumferential adhesive joints 66 are provided on the centering section 140 in order to form a suitably thick adhesive layer. The centering star 140 can thus be pushed onto the centering section 140 up to the stop 64.1 and glued to it.

Die Motorwelle 50 ist im Lager- und Abdichtbereich 114 des Wellenstumpfes 110 gelagert. Dazu ist ein Rillenkugellager 105 zwischen dem Außenrohr 60 und dem Lager- und Abdichtbereich 114 angeordnet. Der Innenring des Rillenkugellagers 105 liegt an dem durch den Bund 115 gebildeten Lageranschlag 115.1 an und ist somit axial in Richtung zur Motorwelle 50 festgelegt. In die entgegengesetzte Richtung liegt der Außenring des Rillenkugellagers 105 an einer Wellenfeder 104 an, die gegenüberliegend durch einen vierten Sicherungsring 104.1 axial gehalten ist. Die Wellenfeder 104 ist als Flachdraht-Wellenfeder und damit platzsparend ausgeführt. Sie ermöglicht dem Rillenkugellager 105 eine axiale Bewegung, so dass unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen der Motorwelle 50 und dem Außenrohr 60 ausgeglichen werden können. Dem vierten Sicherungsring 104.1 folgt ein zweiter Distanzring 103.2, welcher einen zweiten Radialwellendichtring 102.2 beabstandet zu dem vierten Sicherungsring 104.1 festlegt. Beabstandet durch einen ersten Distanzring 103.1 ist ein erster Radialwellendichtring 102.1 zwischen dem Außenrohr 60 und dem Lager- und Abdichtbereich 114 des Wellenstumpfes 110 angeordnet. Dem ersten Radialwellendichtring 102.1 folgen zwei benachbart angeordnete Filzringe 101.3, 101.4, welche von einem mit einem Filzringträger-Deckel 101.5 abgeschlossenen Filzringträger 101.2 derart gehalten sind, dass sie an dem Lager- und Abdichtbereich 114 anliegen. Gegenüberliegend zu dem zweiten Filzring 101.4 liegt der Filzringträger-Deckel 101.5 an dem ersten Radialwellendichtring 102.1 an und legt diesen damit axial fest. Der Filzringträger 101.2 ist zum Ende des Außenrohres 60 hin durch einen dritten Sicherungsring 101.1, welcher in einer umlaufenden Nut des Außenrohres 60 festgeklemmt ist, gehalten.The motor shaft 50 is mounted in the bearing and sealing area 114 of the stub shaft 110 . For this purpose, a grooved ball bearing 105 is arranged between the outer tube 60 and the bearing and sealing area 114 . The inner ring of the deep groove ball bearing 105 rests against the bearing stop 115.1 formed by the collar 115 and is thus fixed axially in the direction of the motor shaft 50. In the opposite direction, the outer ring of the deep groove ball bearing 105 bears against a wave spring 104, which is held axially opposite by a fourth retaining ring 104.1. The wave spring 104 is designed as a flat-wire wave spring and is therefore space-saving. It enables the deep groove ball bearing 105 to move axially, so that different thermal expansions between the motor shaft 50 and the outer tube 60 can be compensated. The fourth locking ring 104.1 is followed by a second spacer ring 103.2, which defines a second radial shaft sealing ring 102.2 at a distance from the fourth locking ring 104.1. Spaced by a first spacer ring 103.1, a first radial shaft sealing ring 102.1 is arranged between the outer tube 60 and the bearing and sealing area 114 of the stub shaft 110. The first radial shaft sealing ring 102.1 is followed by two adjacently arranged felt rings 101.3, 101.4, which are held by a felt ring carrier 101.2, which is closed off with a felt ring carrier cover 101.5, in such a way that they bear against the bearing and sealing area 114. Opposite the second felt ring 101.4, the felt ring carrier cover 101.5 rests against the first radial shaft sealing ring 102.1 and thus fixes it axially. The felt ring carrier 101.2 is held towards the end of the outer tube 60 by a third retaining ring 101.1, which is clamped in a circumferential groove of the outer tube 60.

Durch das Rillenkugellager 105 ist die Motorwelle 50 an ihrem dem Propeller 150 zugewandten Ende gelagert. Zusammen mit dem in 4 gezeigten zweireihigen Rillenkugellager 80 ist die Motorwelle 50 somit auf ihrem Übertragungsweg von dem Elektromotor 30 zu dem Propeller 150 jeweils endseitig gelagert. Dadurch kann ein Verbiegen der Motorwelle 50 oder ein Schwingen der Motorwelle mit dem montierten Propeller 150 sicher vermieden werden.The end of the motor shaft 50 facing the propeller 150 is supported by the grooved ball bearing 105 . along with the in 4 In the two-row deep groove ball bearing 80 shown, the motor shaft 50 is thus supported at each end on its transmission path from the electric motor 30 to the propeller 150 . As a result, bending of the motor shaft 50 or vibration of the motor shaft with the propeller 150 mounted can be reliably avoided.

Durch die beiden Radialwellendichtringe 102.1, 102.2 und die Filzringe 101.3, 101.4 ist der Bereich des Rillenkugellagers 105 sowie der Raum 67 zwischen der Motorwelle 50 und dem Außenrohr 60 gegen eindringendes Wasser und eindringenden Schmutz abgedichtet.The two radial shaft sealing rings 102.1, 102.2 and the felt rings 101.3, 101.4 seal the area of the grooved ball bearing 105 and the space 67 between the motor shaft 50 and the outer tube 60 against the ingress of water and dirt.

Die propellerseitige Lagerung und Abdichtung der Motorwelle 50 erfolgt auf dem Lager- und Abdichtbereich 114 des aus Aluminium hergestellten Wellenstumpfes 110 als axialer Verlängerung der Motorwelle 50. Der Wellenstumpf stellt ein Kraft-Übertragungselement dar, mit dem die von dem Rillenkugellager 105 eingebrachten Führungskräfte auf die Motorwelle 50 übertragen werden. Die Lagerung der Motorwelle 50 und die Abdichtung des abgedichteten Raums 67 erfolgt somit nicht direkt auf der druck- und abriebempfindlichen Motorwelle 50 aus kohlestofffaserverstärktem Kunststoff, sondern auf einem entsprechend dauerbeständigen Metallbauteil.The bearing and sealing of the motor shaft 50 on the propeller side is carried out on the bearing and sealing area 114 of the shaft stub 110 made of aluminum as an axial extension of the motor shaft 50. The shaft stub represents a power transmission element with which the executive forces introduced by the grooved ball bearing 105 are applied to the motor shaft 50 to be transferred. The mounting of the motor shaft 50 and the sealing of the sealed space 67 is thus not carried out directly on the pressure-sensitive and abrasion-sensitive motor shaft 50 made of carbon fiber reinforced plastic, but on a correspondingly durable metal component.

6 zeigt die in 1 gezeigte Schwimm- und Tauchhilfe 10 in einer seitlichen Schnittdarstellung. Für gleiche Bauteile sind dabei die gleichen Bezeichner verwendet. 6 shows the in 1 shown swimming and diving aid 10 in a lateral sectional view. The same identifiers are used for the same components.

Der Rumpf 11 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 ist aus einem Unterteil 11.4 und einem Oberteil 11.6 gebildet. Innerhalb des Rumpfes 11 ist eine Unterwasser-Antriebs-Einheit angeordnet. Der Unterwasser-Antriebs-Einheit sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Elektromotor 30, ein Elektronikgehäuse 120 mit einem nicht dargestellten Steuergerät, die aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff hergestellte Motorwelle 50 mit dem umgebenden Außenrohr 50, der Zentrierstern 140 und der Propeller 150 zugeordnet.The hull 11 of the swimming and diving aid 10 is formed from a lower part 11.4 and an upper part 11.6. An underwater propulsion unit is arranged inside the hull 11 . In the present exemplary embodiment, the underwater drive unit is assigned the electric motor 30, an electronics housing 120 with a control unit (not shown), the motor shaft 50 made of carbon-fibre-reinforced plastic with the surrounding outer tube 50, the centering star 140 and the propeller 150.

Das Elektronikgehäuse 120 ist durch zwei Gehäusehälften 121 gebildet und kann durch Entnahme einer Gehäusehälfte 121 geöffnet werden. In der gewählten Schnittzeichnung ist lediglich die backbordseitige erste Gehäusehälfte 121 dargestellt. Eine nicht dargestellte zweite Gehäusehälfte liegt wasserdicht mit einer umlaufenden zweiten Schließfläche auf einer Schließfläche 121.1 der ersten Gehäusehälfte 121 auf. Dazu ist zwischen den beiden Schließflächen 121.1 eine nicht dargestellte Dichtung vorgesehen. Dem Elektronikgehäuse 120 ist über einen Öffnungsabschnitt 122, der eine Öffnung 122.1 des Elektronikgehäuses 120 umschließt, ein die Öffnung 122.1 nachfolgend umschließender Abdichtabschnitt 123 zugeordnet, wie dies näher in 7, welche den mit VII bezeichneten Ausschnitt vergrößert darstellt, gezeigt ist. Das Elektronikgehäuse 120 wechselt zum Abdichtabschnitt 123 hin von einer flachen zu einer zylindrischen Bauform. Mit diesem zylindrisch geformten Abdichtabschnitt 123 ist das Elektronikgehäuse 120 auf den endseitig an dem ebenfalls zylindrischen Motorgehäuse 30 vorgesehenen Anschlussbereich 41 aufgesteckt. Dadurch ist das Elektronikgehäuse 120 wasserdicht mit dem Motorgehäuse 30 verbunden.Electronics housing 120 is formed by two housing halves 121 and can be opened by removing one housing half 121 . Only the first housing half 121 on the port side is shown in the selected sectional drawing. A second housing half, not shown, lies watertight with a circumferential second closing surface on a closing surface 121.1 of the first housing half 121. For this purpose, a seal (not shown) is provided between the two closing surfaces 121.1. A sealing section 123, which subsequently encloses the opening 122.1, is assigned to the electronics housing 120 via an opening section 122, which encloses an opening 122.1 in the electronics housing 120, as is described in more detail in FIG 7 , which enlarges the section labeled VII. The electronics housing 120 changes towards the sealing section 123 from a flat to a cylindrical configuration. With this cylindrically shaped sealing section 123, the electronics housing 120 is plugged onto the connection area 41 provided at the end on the motor housing 30, which is also cylindrical. As a result, the electronics housing 120 is connected to the motor housing 30 in a watertight manner.

Das Elektronikgehäuse 120 ist mit Hilfe eines Montagewinkels 124 und zugehörigen Befestigungselementen 124.1 in dem Flutungsraum 19 gehalten. Der Flutungsraum 19 weist Flutungsöffnungen 19.1 auf, durch die Wasser in den Flutungsraum 19 einfließen kann. Auch der Elektromotor 30 ist innerhalb des Flutungsraums 19 angeordnet. Der Elektromotor 30 ist an dem Rumpf 11 befestigt.The electronics housing 120 is held in the flooding chamber 19 with the aid of a mounting bracket 124 and associated fastening elements 124.1. The flooding chamber 19 has flooding openings 19.1 through which water can flow into the flooding chamber 19. The electric motor 30 is also arranged within the flooding space 19 . The electric motor 30 is fixed to the fuselage 11 .

Die Motorwelle 50 ist innerhalb des Außenrohres 60 von dem Elektromotor 30 in den Strömungskanal 18 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 geführt. Der Strömungskanal 18 erstreckt sich von einer Einströmöffnung 18.4 an der Unterseite der Schwimm- und Tauchhilfe 10 bis zum Strahlaustritt 17 an deren Heck 11.5. Er kann einstückig in dem Rumpf 11 ausgeformt sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Strömungskanal 18 von einer Oberschale und einer Unterschale gebildet, die mittels geeigneter Befestigungsmittel miteinander verbunden sind. Im Bereich der Einströmöffnung 18.4 ist ein Leitelement 18.1 vorgesehen, an dem das Wasser vorbeiströmt und das eine untere Auflage der Schwimm- und Tauchhilfe 10 bildet.The motor shaft 50 is guided within the outer tube 60 from the electric motor 30 into the flow channel 18 of the swimming and diving aid 10 . The flow channel 18 extends from an inflow opening 18.4 on the underside of the swimming and diving aid 10 to the jet outlet 17 at the rear 11.5. It can be integrally formed in the hull 11 . In the present exemplary embodiment, the flow channel 18 is formed by an upper shell and a lower shell, which are connected to one another by means of suitable fastening means. In the area of the inflow opening 18.4, a guide element 18.1 is provided, past which the water flows and which forms a lower support of the swimming and diving aid 10.

Das Außenrohr 60 ist endseitig mit Hilfe des aus Kunststoff gefertigten Zentriersterns 140 innerhalb des Strömungskanals 18 gehalten. Der Propeller 150 ist auf dem Wellenstumpf 110 montiert, wie dies deutlicher in 8, welche den mit VIII bezeichneten Ausschnitt vergrößert darstellt, gezeigt ist. Im Anschluss ist der Stator 160 in dem Strömungskanal 18 befestigt.The outer tube 60 is held at the end within the flow channel 18 with the aid of the centering star 140 made of plastic. The propeller 150 is mounted on the stub shaft 110, as shown more clearly in FIG 8th , which shows the section labeled VIII enlarged. The stator 160 is then fastened in the flow channel 18 .

Durch den abgedichteten, steckbaren Verbund des Elektronikgehäuses 120 mit dem Motorgehäuse 30, dem abgedichteten Anschluss des Außenrohres 60 an dem Motorgehäuse 30, wie dies zu 4 beschrieben ist, sowie die propellerseitige Abdichtung zwischen dem Außenrohr 60 und der Motorwelle 50, wie dies in 5 gezeigt ist, entsteht eine vollständig eingekapselte Unterwasser-Antriebs-Einheit. Diese kann in mit Wasser flutbare Bereiche innerhalb des Rumpfes 10 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 angeordnet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Elektromotor 30 und die in dem Elektronikgehäuse 120 angeordnete Steuerungseinheit in dem Flutungsraum 19 angeordnet, während das Außenrohr 60 mit der Motorwelle 50 in dem Strömungskanal 18 angeordnet ist. Der Flutungsraum 19 wird beim Eintauchen der Schwimm- und Tauchhilfe 10 durch die Flutungsöffnungen 19.1 und die Wassereintritts- und -austrittsöffnungen 15.2, 15.3 mit Wasser geflutet, wobei die verdrängte Luft über die Entlüftungsöffnungen 15.1 entweicht, wie dies in 1 gezeigt ist. Bewegt sich die Schwimm- und Tauchhilfe 10 durch das Wasser, entsteht eine Strömung innerhalb des Flutungsraums 19, wobei das Wasser in die am Bug 11.1 befindlichen Wassereintrittsöffnungen 15.2 einströmt und durch die am Heck 11.5 angeordneten Wasseraustrittsöffnungen 15.3 wieder ausströmt. Der Elektromotor 30 und das Steuergerät sind so durch das vorbeiströmende Wasser effizient gekühlt. Verlustwärme kann schnell abgeführt werden, so dass ein Elektromotor 30 und ein zugehöriges Steuergerät mit einer sehr hohen Leistung installiert werden können.Through the sealed, pluggable composite of the electronics housing 120 with the motor housing 30, the sealed connection of the outer tube 60 to the motor housing 30, as to 4 is described, as well as the propeller-side seal between the outer tube 60 and the motor shaft 50, as in 5 shown, a fully encapsulated underwater propulsion unit results. This can be arranged in areas within the hull 10 of the swimming and diving aid 10 that can be flooded with water. In the present exemplary embodiment, the electric motor 30 and the control unit arranged in the electronics housing 120 are arranged in the flooding chamber 19 , while the outer tube 60 with the motor shaft 50 is arranged in the flow channel 18 . The flooding space 19 is flooded with water when the swimming and diving aid 10 is immersed through the flooding openings 19.1 and the water inlet and outlet openings 15.2, 15.3, with the displaced air being vented through the vent openings 15.1 escapes like this in 1 is shown. If the swimming and diving aid 10 moves through the water, a flow occurs within the flooding chamber 19, with the water flowing into the water inlet openings 15.2 located at the bow 11.1 and flowing out again through the water outlet openings 15.3 located at the rear 11.5. The electric motor 30 and the control device are thus efficiently cooled by the water flowing past. Loss of heat can be dissipated quickly, so that an electric motor 30 and an associated control device can be installed with a very high performance.

Der Elektromotor 30 treibt über die Motorwelle 50 den Propeller 150 an. Dieser erzeugt einen Wasserstrom innerhalb des Strömungskanals 18 von der Einströmöffnung 18.4 zu dem Strahlaustritt 17, wodurch die Schwimm- und Tauchhilfe 10 angetrieben wird. Der Zentrierstern 140 fixiert die Position des Außenrohres 60 endseitig, so dass sich das Außenrohr 60 und die darin gelagerte Motorwelle 50 auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des in dem Strömungskanal 18 fließenden Wassers nicht verbiegt oder schwingt. Es wird so eine Unterwasser-Antriebs-Einheit erhalten, welche eine hohe Laufruhe aufweist.The electric motor 30 drives the propeller 150 via the motor shaft 50 . This generates a flow of water within the flow channel 18 from the inflow opening 18.4 to the jet outlet 17, as a result of which the swimming and diving aid 10 is driven. The centering star 140 fixes the position of the outer tube 60 at the end, so that the outer tube 60 and the motor shaft 50 mounted therein do not bend or vibrate even at high flow speeds of the water flowing in the flow channel 18 . In this way, an underwater propulsion unit is obtained which runs very smoothly.

7 zeigt einen in 6 gezeigten Ausschnitt VII der Schwimm- und Tauchhilfe 10 im Bereich des Elektromotors 30. 7 shows an in 6 Section VII of the swimming and diving aid 10 shown in the area of the electric motor 30.

Das Elektronikgehäuse 120 ist mit seinem Abdichtabschnitt 123 auf den Anschlussbereich 41 des Motorgehäuses 40 aufgesteckt. In den Rillen 41.4, 41.5, 41.6 des Anschlussbereichs 41 ist jeweils ein Dichtring 134, 135, 136 gehalten. Die Rillen 41.4, 41.5, 41.6 und damit die Dichtringe 134, 135, 136 sind umlaufend zum Motorgehäuse 40 und quer zur Aufsteckrichtung des Elektronikgehäuses 120 ausgerichtet. Der Abdichtabschnitt 123 des Elektronikgehäuses 120 ist so dimensioniert, dass er das Motorgehäuse 40 im Anschlussbereich 41 derart umgreift, dass die Dichtringe 134, 135, 136 zwischen den Rillen 41.4, 41.5, 41.6 und dem Abdichtabschnitt 123 eingeklemmt sind und somit die Innenbereiche des Elektronikgehäuses 120 und des Motorgehäuses 40 gegenüber dem umgebenden Flutungsraum 19 abdichten. Der dem Formadapter 70 abgewandte axiale Abschluss des Motorgehäuses 40 mit den Durchlässen für die Anschlusskabel 33 kann so offen und wasserdurchlässig ausgeführt werden. Die steckbare Verbindung zwischen dem Motorgehäuse 40 und dem Elektronikgehäuse 120 ermöglicht eine einfache und schnelle Montage sowie einen einfachen Zugang im Servicefall. Zur Montage werden zunächst die Dichtringe 134, 135, 136 in die Rillen 41.4, 41.5, 41.6 eingelegt. Anschließend werden die Anschlusskabel 33 mit dem Elektromotor 30 und dem Steuergerät verbunden. Danach werden die Gehäusehälften 121 des Elektronikgehäuses 120 geschlossen und das Elektronikgehäuse 120 wird mit seinem Abdichtabschnitt 123 auf den Anschlussbereich 41 geschoben.The electronics housing 120 is plugged onto the connection area 41 of the motor housing 40 with its sealing section 123 . A sealing ring 134, 135, 136 is held in each of the grooves 41.4, 41.5, 41.6 of the connection area 41. The grooves 41.4, 41.5, 41.6 and thus the sealing rings 134, 135, 136 are aligned circumferentially to the motor housing 40 and transversely to the direction in which the electronics housing 120 is attached. The sealing section 123 of the electronics housing 120 is dimensioned such that it encompasses the motor housing 40 in the connection area 41 in such a way that the sealing rings 134, 135, 136 are clamped between the grooves 41.4, 41.5, 41.6 and the sealing section 123 and thus the interior areas of the electronics housing 120 and the motor housing 40 against the surrounding flooding space 19 seal. The axial termination of the motor housing 40 facing away from the mold adapter 70 with the openings for the connection cables 33 can thus be designed to be open and water-permeable. The pluggable connection between the motor housing 40 and the electronics housing 120 enables simple and quick installation and easy access for servicing. For assembly, the sealing rings 134, 135, 136 are first inserted into the grooves 41.4, 41.5, 41.6. The connecting cables 33 are then connected to the electric motor 30 and the control unit. The housing halves 121 of the electronics housing 120 are then closed and the electronics housing 120 is pushed onto the connection area 41 with its sealing section 123 .

Der Elektromotor 40 ist über einen Montagewinkel 34 mit dem Rumpf 11 der Schwimm- und Tauchhilfe 10 verbunden. Dazu ist der Montagewinkel 34 mit einem Schenkel mit geeigneten Befestigungselementen 34.2 an den Rumpf 11 montiert. Ein abgewinkelter Schenkel 34.1 weist einen Durchbruch auf, durch den der Formadapter 70 geführt ist. Der Formadapter 70 liegt mit seiner äußeren Montagefläche 72.1 umlaufend am Rand des Durchbruchs des abgewinkelten Schenkels 34.1 an. Umlaufend zu dem Durchbruch weist der abgewinkelte Schenkel 34.1 Bohrungen auf, durch welche die Zylinderkopfschrauben 74 geführt sind. Die Zylinderkopfschrauben 74 verbinden somit den Montagewinkel 34, den Formadapter 70 und das Motorgehäuse 40. An einer Position am Umfang des Durchbruchs ist keine der ansonsten rotationssymmetrisch angeordneten Schraubverbindungen vorgesehen. Dadurch ist die radiale Montageposition des Elektromotors 30 eindeutig festgelegt.The electric motor 40 is connected to the hull 11 of the swimming and diving aid 10 via a mounting bracket 34 . For this purpose, the mounting bracket 34 is mounted on the fuselage 11 with one leg using suitable fastening elements 34.2. An angled leg 34.1 has an opening through which the mold adapter 70 is guided. The form adapter 70 rests with its outer mounting surface 72.1 all around the edge of the opening of the angled leg 34.1. Circumferentially to the opening, the angled leg 34.1 has bores through which the cylinder head screws 74 are guided. The cylinder head screws 74 thus connect the mounting bracket 34, the form adapter 70 and the motor housing 40. None of the otherwise rotationally symmetrically arranged screw connections is provided at a position on the circumference of the opening. As a result, the radial mounting position of the electric motor 30 is clearly defined.

8 zeigt einen in 6 gezeigten Ausschnitt VIII der Schwimm- und Tauchhilfe 10 im Bereich ihres Hecks 11.5 im montierten Zustand. 8th shows an in 6 Section VIII of the swimming and diving aid 10 shown in the area of its rear 11.5 in the assembled state.

Der Strömungskanal 18 ist durch eine Strömungskanalwandung 18.2, welche sich in eine Ober- und eine Unterschale aufteilt, umschlossen. Der Stator 140 ist mit einer Montagehülse 143 auf den Zentrierabschnitt 65 des Außenrohres 60 bis zu dem in 5 gezeigten Anschlag 64.1 aufgeschoben und mit dem Zentrierabschnitt 65 verklebt. An der Montagehülse 143 angeformte Zentrierflügel 141 sind zur Strömungskanalwandung 18.2 geführt und an dieser festgelegt. Die Zentrierflügel 141 weisen an ihrem äußeren Ende jeweils eine Rastnase 142 auf, welche in entsprechende Rastaufnahmen 18.3 in der Strömungskanalwandung 18.2 eingreifen. Der Zentrierstern 140 hält somit das Außenrohr 60 und damit die Motorwelle 40 in ihrer Position innerhalb des Strömungskanals 18. Dabei sind die Zentrierflügel 141 in Strömungsrichtung des Wassers derart geformt, dass sie einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweisen.The flow channel 18 is enclosed by a flow channel wall 18.2, which is divided into an upper and a lower shell. The stator 140 is fitted with a mounting sleeve 143 on the centering section 65 of the outer tube 60 up to the in 5 shown stop 64.1 and glued to the centering section 65. Centering vanes 141 formed on the mounting sleeve 143 are guided to the flow channel wall 18.2 and fixed to it. The centering vanes 141 each have a locking lug 142 at their outer end, which engage in corresponding locking receptacles 18.3 in the flow channel wall 18.2. The centering star 140 thus holds the outer tube 60 and thus the motor shaft 40 in their position within the flow channel 18. The centering vanes 141 are shaped in the flow direction of the water in such a way that they have the lowest possible flow resistance.

Der Propeller 150 ist aus einem Basiskörper 152 und daran angeformten Propellerflügeln 151 gebildet. Der Propeller 150 ist mit dem Basiskörper 152 auf die in 5 gezeigte Propelleraufnahme 112 des Wellenstumpfes 110 aufgesteckt und mit dieser durch eine Montageschraube 153 verbunden. Dazu ist die Montageschraube 153 durch eine axial verlaufende Bohrung des Basiskörpers 152 geführt und in die mit dem Innengewinde 111 versehene hintere Bohrung 113 des Wellenstumpfes 110 eingeschraubt. Der Propeller 150 ist somit fest, jedoch leicht montierbar mit der Motorwelle verbunden. Durch die Lagerung des Außenrohres 60 durch den Zentrierstern 140 hält der Propeller 150 seine exakte Position in dem Strömungskanal 18 auch bei starker seitlicher Belastung durch vorbeiströmendes Wasser.The propeller 150 is formed from a base body 152 and propeller blades 151 formed thereon. The propeller 150 is connected to the base body 152 on the in 5 shown propeller receptacle 112 of the stub shaft 110 and connected to it by a mounting screw 153. For this purpose, the mounting screw 153 is passed through an axially running bore in the base body 152 and inserted into the rear bore 113 of the shaft end 110 provided with the internal thread 111 screws. The propeller 150 is thus firmly connected to the motor shaft, but is easily mountable. Due to the fact that the outer tube 60 is supported by the centering star 140, the propeller 150 keeps its exact position in the flow channel 18 even when there is a strong lateral load from water flowing past.

Im Anschluss an den Propeller 150 ist der Stator 160 mit Statorflügeln 161 nicht drehbar an der Strömungskanalwandung 18.2 festgelegt. Die Statorflügel 161 sind an einen zentralen Träger 162 angeformt, der in axialer Verlängerung des Basiskörpers 152 des Propellers 150 und damit strömungstechnisch günstig angeordnet ist. Die Statorflügel 161 weisen zum Propeller 150 hin abgewinkelte Bereiche 161.1 auf. Diese sind so ausgerichtet, dass sie den durch den Propeller 150 bewirkten Drall des ausgestoßenen Wassers geraderichten, so dass die Rotationsenergie des Wassers in eine geradlinige Bewegungsenergie umgewandelt und damit dem Antrieb der Schwimm- und Tauchhilfe 10 zugeführt wird.Following the propeller 150, the stator 160 with stator blades 161 is fixed non-rotatably on the flow channel wall 18.2. The stator blades 161 are formed on a central support 162 which is arranged in the axial extension of the base body 152 of the propeller 150 and is therefore favorable in terms of flow technology. The stator blades 161 have areas 161.1 that are angled toward the propeller 150. These are aligned in such a way that they straighten the swirl of the ejected water caused by the propeller 150 so that the rotational energy of the water is converted into rectilinear kinetic energy and is thus fed to the drive of the swimming and diving aid 10 .

BezugszeichenlisteReference List

1010: Schwimm- und TauchhilfeSwimming and diving aid
1111: Rumpfhull
11.111.1: Bugbow
11.211.2: Tragegriffcarrying handle
11.311.3: Auflageflächebearing surface
11.411.4: Unterteillower part
11.511.5: HeckRear
11.611.6: Oberteiltop
11.711.7: Halterung (für Gurtsystem)Bracket (for belt system)
1212: Ladebuchsecharging socket
12.112.1: Verschluss (Ladebuchse)shutter (charging socket)
1313: Displayscreen
1414: Abdeckhaubecover hood
15.115.1: Entlüftungsöffnungvent hole
15.215.2: Wassereintrittsöffnungwater inlet opening
15.315.3: Wasseraustrittsöffnungwater outlet opening
1616: Haltegriffgrab handle
16.116.1: Bedienelementcontrol element
1717: Strahlaustrittjet exit
1818: Strömungskanalflow channel
18.118.1: Leitelementguiding element
18.218.2: Strömungskanalwandungflow channel wall
18.318.3: Rastaufnahmensnap shots
18.418.4: Einströmöffnunginflow opening
1919: Flutungsraumflooding room
19.119.1: Flutungsöffnungen flood vents
3030: Elektromotorelectric motor
3131: Statorstator
3232: Rotorrotor
3333: Anschlusskabelconnection cable
3434: Montagewinkelmounting bracket
34.134.1: abgewinkelter Schenkelangled thigh
34.234.2: Befestigungselement fastener
4040: Motorgehäusemotor housing
4141: Anschlussbereichconnection area
41.141.1: erster Stegfirst jetty
41.241.2: zweiter Stegsecond jetty
41.341.3: dritter Stegthird jetty
41.441.4: erste Rillefirst groove
41.541.5: zweite Rillesecond groove
41.641.6: dritte Rillethird groove
4242: Montagebereichassembly area
42.142.1: Adapterauflageadapter pad
4343: Lagerbereichstorage area
43.143.1: Vorsprunghead Start
4444: Gehäuseöffnung case opening
5050: Motorwellemotor shaft
5151: Mittelabschnittmiddle section
5252: Festlagerbereichfixed storage area
5353: Rotorabschnittrotor section
5454: Klebefugenglue joints
5555: erster Aufnahmeabschnittfirst recording section
55.155.1: Wuchtscheibenaufnahmebalancing disc mount
5656: zweiter Aufnahmeabschnittsecond recording section
56.156.1: Wellenstumpfaufnahme stub shaft mount
6060: Außenrohrouter tube
6161: Außenstegouter bar
6262: Formadapter-AnschlussbereichMold adapter connection area
62.162.1: Klebekerbenadhesive notches
6363: Dichtungsbereichsealing area
63.163.1: Dichtringaufnahmensealing ring mounts
6464: Rohrverstärkungpipe reinforcement
64.164.1: Anschlagattack
6565: Zentrierabschnitt für den ZentriersternCentering section for the centering star
6666: Klebstofffugenglue joints
6767: abgedichteter Raum sealed room
7070: Formadaptermold adapter
7171: Rohraufnahmetube intake
7272: Montageringmounting ring
72.172.1: äußere Montageflächeouter mounting surface
72.272.2: innere Montageflächeinner mounting surface
7373: Klemmbereichclamping area
7474: Zylinderkopfschrauben cylinder head bolts
8080: zweireihiges Rillenkugellagerdouble row deep groove ball bearing
8181: erster Sicherungsringfirst locking ring
8282: vordere Wuchtscheibefront balancing disc
82.182.1: Lagersitzbearing seat
82.282.2: Klebstoffeintiefungenadhesive indentations
8383: hintere Wuchtscheiberear balancing disc
83.183.1: Zapfencones
83.283.2: Kleberillenadhesive grooves
83.383.3: Lagerstutzenbearing support
8484: Wärmeausgleichslagerthermal equalization bearing
84.184.1: zweiter Sicherungsring second locking ring
9090: Aufnahmeschildadmission sign
9191: Lagerschildbearing shield
91.191.1: Lageransatzbearing approach
9292: Abdeckungcover
9393: Rotorlagesensorrotor position sensor
93.193.1: Scheibenmagnet disc magnet
100100: Propellerabschnittpropeller section
101.1101.1: dritter Sicherungsringthird locking ring
101.2101.2: Filzringträgerfelt ring bearer
101.3101.3: erster Filzringfirst felt ring
101.4101.4: zweiter Filzringsecond felt ring
101.5101.5: Filzringträger-DeckelFelt ring carrier lid
102.1102.1: erster Radialwellendichtringfirst radial shaft seal
102.2102.2: zweiter Radialwellendichtringsecond radial shaft seal
103.1103.1: erster Distanzringfirst spacer ring
103.2103.2: zweiter Distanzringsecond spacer ring
104104: Wellenfederwave spring
104.1104.1: vierter Sicherungsringfourth locking ring
105105: Rillenkugellager deep groove ball bearing
110110: Wellenstumpfstub shaft
111111: Innengewindeinner thread
112112: Propelleraufnahmepropeller mount
113113: hintere Bohrungrear hole
114114: Lager- und AbdichtbereichStorage and sealing area
115115: BundFederation
115.1115.1: Lageranschlagbearing stop
115.2115.2: Wellenanschlagshaft stop
116116: vordere Bohrungfront hole
117117: Befestigungsabschnittattachment section
118118: Klebstoffeintiefungen adhesive indentations
120120: Elektronikgehäuseelectronics housing
121121: erste Gehäusehälftefirst half of the case
121.1121.1: Schließflächeclosing surface
122122: Öffnungsabschnittopening section
122.1122.1: Öffnungopening
123123: Abdichtabschnittsealing section
124124: Montagewinkelmounting bracket
124.1124.1: Befestigungselement fastener
130130: erster Dichtringfirst sealing ring
131131: zweiter Dichtringsecond sealing ring
132132: dritter Dichtringthird sealing ring
133133: vierter Dichtringfourth sealing ring
134134: fünfter Dichtringfifth sealing ring
135135: sechster Dichtringsixth sealing ring
136136: siebter Dichtring seventh sealing ring
140140: Zentriersterncentering star
141141: Zentrierflügelcentering vane
142142: Rastnasendetents
143143: Montagehülse Assembly sleeve
150150: Propellerpropeller
151151: Propellerflügelpropeller blades
152152: Basiskörperbase body
153153: Montageschraube mounting screw
160160: Statorstator
161161: Statorflügelstator blades
161.1161.1: abgewinkelter Bereichangled area
162162: Trägercarrier

Claims

Underwater drive unit for a swimming and diving aid (10), the underwater drive unit being assigned at least one propeller (150), an electric motor (30) with a motor housing (40) and a control unit, at least one part the underwater drive unit is arranged in at least one space that can be flooded with water in a hull (11) of the swimming and diving aid, with the underwater drive unit being assigned a motor shaft (50) which generates the drive force of the electric motor (30) to the propeller (150), and wherein the motor shaft (50) is at least partially surrounded by an outer tube (60), the outer tube (60) being sealed off from the floodable space in such a way that between the outer tube (60) and the motor shaft (50) a space (67) that is sealed off from the floodable space is formed, the outer tube (60) having a mold adapter connection area (62) at its end facing the electric motor (30), which is surrounded radially by a mold adapter (70). and is held, at least one sealing element (130, 131) being provided between the mold adapter (70) and the mold adapter connection region (62), the mold adapter (70) being mounted in a sealed manner on the motor housing (40) of the electric motor (30). , wherein the motor shaft (50) is guided out of the outer tube (60) into the motor housing (40) and is connected to a rotor (32) of the electric motor (30).

Underwater propulsion unit after claim 1 , characterized in that the motor shaft (50) within the sealed space (67) is mounted rotatably about its central longitudinal axis against the outer tube (60) and/or that within the sealed space (67) between the motor shaft (50) and the outer tube ( 60) and/or at least one bearing is arranged between an axial extension of the motor shaft (50) and the outer tube (60).

Underwater propulsion unit after claim 2 , characterized in that the motor shaft (50) in the outer tube (60) within the sealed space in an end region facing the propeller (150) is rotatably mounted about its central longitudinal axis.

Underwater propulsion unit according to any of Claims 1 until 3 , characterized in that at least one radial shaft sealing ring (102.1, 102.2) is arranged between the motor shaft (50) and the outer tube (60) and/or between an axial extension of the motor shaft (50) and the outer tube (60).

Underwater propulsion unit according to any of Claims 1 until 4 , characterized in that the motor shaft (50) is glued to the rotor (32).

Underwater propulsion unit according to any of Claims 1 until 5 characterized in that the motor shaft (50) is mounted directly or indirectly opposite the motor housing (40).

Motor shaft (50) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the motor shaft (50) is designed as a hollow shaft.

Underwater propulsion unit according to any of Claims 1 until 7 , characterized in that the motor shaft (50) is formed from a carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

Underwater propulsion unit after claim 8 , characterized in that the motor shaft (50) has at least two layers of carbon fiber reinforced plastic in a radial sequence and/or that the carbon fibers of one of the layers, in particular the layer lying further to the outside, are aligned essentially in the direction of the longitudinal extension of the motor shaft (50). , and/or that the carbon fibers of one of the layers, in particular the layer lying further on the outside, are aligned essentially transversely to the direction of the longitudinal extension of the motor shaft (50).

Underwater propulsion unit according to any of Claims 8 or 9 , characterized in that at least a portion of the motor shaft (50) made of carbon fiber reinforced plastic has a surface made by a turning process or a grinding process or a polishing process.

Underwater propulsion unit according to any of Claims 8 until 10 , characterized in that in areas in which external forces are transmitted to the motor shaft (50) made of carbon fiber reinforced plastic, metal force transmission elements are arranged and/or that the force transmission elements are connected to the motor shaft (50), in particular that the power transmission elements are glued to the motor shaft (50).

Underwater propulsion unit after claim 11 , characterized in that in at least one bearing area (52) of the motor shaft (50) made of carbon fiber reinforced plastic, in which the motor shaft (50) can be mounted rotatably about its central longitudinal axis, a force transmission element made of metal is arranged circumferentially to the motor shaft (50). is and / or that the power transmission element with the motor shaft (50) is connected, in particular that the power transmission element is glued to the motor shaft (50).

Underwater propulsion unit after claim 11 or 12 , characterized in that the motor shaft (50) made of carbon fiber reinforced plastic has a power transmission element for receiving the propeller (150) and/or that the power transmission element for receiving the propeller (150) is attached to the end of the motor shaft (50). .

Underwater propulsion unit according to any of Claims 11 until 13 , characterized in that a stub shaft (110) is fixed as a force transmission element with a fastening section (117) in a stub shaft receptacle (56.1) introduced at the end and running axially in the motor shaft (50) made of carbon fiber reinforced plastic, and in that the stub shaft (110) has a fastening section for fastening the propeller (150) and/or that the stub shaft (110) has a bearing and sealing area (114) for bearing the motor shaft (50) and/or for sealing.

Underwater propulsion unit according to any of Claims 1 until 14 , characterized in that at least one metal balancing disc (82, 83) with an axial bore is placed on the motor shaft (50) and connected to it, in particular glued.

Underwater propulsion unit after claim 15 , characterized in that a bearing seat (82.1) is formed on the balancing disk (82, 83).

Underwater propulsion unit according to any of Claims 1 until 16 , characterized in that a disk magnet (93.1) is attached to an outer end of the motor shaft (50) or to an outer end of an extension of the motor shaft (50) in such a way that its central longitudinal axis lies on the central longitudinal axis of the motor shaft (50) and/or that a rotor position sensor (93) is arranged on the motor housing (40) opposite the disc magnet (93.1).