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Die Erfindung betrifft eine regelbare Abgasleitvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen regelbaren Abgasleitvorrichtung, wie sie insbesondere aber nicht ausschließlich in Bootsantrieben verwendet wird.
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Bei Bootsantrieben ist dabei zwischen solchen mit einem Außenbordmotor, einem Innenbordantrieb und einem sogenannten Stern-Drive zu unterscheiden. Ein Außenbordmotor zeichnet sich dabei dadurch aus, dass Motor, Getriebe und Propeller in einer gemeinsamen konstruktiven Einheit angeordnet sind. Die Anbringung des Außenbordmotors erfolgt in der Regel an einem Heckspiegel des Bootskörpers. Häufig sind Außenbordmotoren lösbar an einem Boot angebracht, so dass diese leicht montiert beziehungsweise demontiert werden können. Der Außenbordmotor kann zum Zwecke einer Fahrtrichtungssteuerung des Bootes um eine annähernd vertikal stehende Steuerachse verschwenkt werden. Dagegen sind bei einem Innenbordantrieb sowohl der Motor (Innenbordmotor), als auch das Getriebe innerhalb des Bootskörpers angeordnet, während der Antrieb, beispielsweise in Form des Propellers außerhalb des Bootskörpers angeordnet ist. In der Regel handelt es sich hierbei um einen sogenannten starren Antrieb, das bedeutet, dass für eine Fahrtrichtungssteuerung des Bootes eine zusätzliche Ruderanlage erforderlich ist. Ein Stern-Drive stellt eine Kombination eines Innenbordmotors mit einem Außenbordantrieb dar. Dies bedeutet, dass eine Trennung zwischen Motor und Antrieb gegeben ist. Dabei ist der Motor innerhalb des Bootskörpers angeordnet, während der Antrieb, inklusive des Getriebes, außerhalb des Bootskörpers angeordnet ist. Der Außenbordantrieb ist zum Zwecke der Fahrtrichtungssteuerung um eine annähernd vertikal stehende Steuerachse verschwenkbar. Durch das Verschwenken des Antriebs erfolgt eine Verschwenkung der Propellerwelle, wodurch der von dem oder den rotierenden Propellern erzeugte Schubvektor seine Richtung verändert, wodurch sich die Fahrtrichtung des Bootes ändert.
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Die
DE 102013213434 A1 der Anmelderin zeigt einen Bootsantrieb in Form eines Stern-Drives. Dabei verbindet ein Abgaskanal einen Verbrennungsmotor mit einer ersten Abgasentlastungsöffnung und einem Abgasauslass. Im Betrieb wird ein erster Teil der Abgase durch die erste Abgasentlastungsöffnung und ein zweiter Anteil der Abgase durch den Abgasauslass abgeführt. Darüber hinaus sind Mittel zum Einstellen des ersten Anteils der Abgase und des zweiten Anteils der Abgase vorgesehen. Bei dem Mittel zum Einstellen des ersten Anteils der Abgase und der zweiten Anteils der Abgase handelt es sich um ein Einstellblech, welches verschiebbar in dem Abgaskanal angeordnet ist, wodurch das Einstellblech in verschiedenen Positionen eingestellt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch den Stand der Technik bekannten Mittel zum Einstellen der Anteile der Abgase hinsichtlich der Verstellmöglichkeiten zu optimieren und gleichzeitig eine Verstellung der Einstellmittel auch während des Betriebs, beispielsweise eines Bootsantriebs, zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer regelbaren Abgasleitvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den abhängigen Patenansprüchen, sowie aus den nebengeordneten Patentansprüchen hervor.
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Die vorliegende Erfindung betrifft demnach eine regelbare Abgasleitvorrichtung mit einem Leitmittel und einem Aktuator. Die Abgasleitvorrichtung ist in einem Abgaskanal angeordnet, welcher eine Abgasquelle mit einem ersten Abgasauslass und einem zweiten Abgasauslass verbindet. Dabei ist der erste Abgasauslass oberhalb einer Wasseroberfläche angeordnet und der zweite Abgasauslass ist unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet. Vereinzelt können je nach Fahrbetrieb des Boots beide Abgasauslässe, in der Regel jedoch nur kurzzeitig, unterhalb beziehungsweise beide Abgasauslässe oberhalb der Wasserfläche angeordnet sein. Beispielsweise kann dies bei starkem Beschleunigen des Boots oder bei dem passieren hohen Wellengangs gegeben sein. Insbesondere bei hohem Wellengang können bei der Einfahrt in ein Wellental beide Abgasauslässe oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet sein, während bei der Ausfahrt aus einem Wellental beide Abgasauslässe unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet sein können. Das Leitmittel ist schwenkbar gelagert und mit Hilfe des Aktuators um eine Schwenkachse schwenkbar. Hierdurch sind in Abhängigkeit der Stellung des Leitmittels Anteile der durch einen Durchlass zu dem ersten Abgasauslass geleiteten Abgase und Anteile der durch einen Durchlass zu dem zweiten Abgasauslass geleiteten Abgase veränderbar.
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Bei dem Leitmittel handelt es sich dabei um ein Bauteil beziehungsweise eine Vorrichtung, durch welche insbesondere ein Abgasstrom in eine bestimmte Richtung geleitet werden kann. Insbesondere kann, wie hier vorliegend, eine Aufteilung des Abgasstroms erfolgen. Gegenständlich kann durch das Leitmittel auch ein Verschließen eines oder mehrerer Durchlässe erfolgen.
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Das Leitmittel kann beispielsweise in einer einfachen Ausführungsform als Klappe, ähnlich einer Drosselklappe, ausgeführt sein. Dabei kann es sich um ein einfaches Blech handeln, jedoch sind auch weitere Ausführungen, insbesondere mit anderen Werkstoffen oder beliebigen Konturen/Geometrien, denkbar. In bevorzugter Weise erfolgt durch den Aktuator eine Umsetzung elektrischer Signale in eine mechanische Bewegung (Rotation, Translation) oder eine andere physikalische Größe (zum Beispiel Druck). Insbesondere gewährleistet der Aktuator die Verstellung des Leitmittels. Neben der Umsetzung von elektrischen Signalen kann darüber hinaus auch eine Umsetzung von pneumatischen oder hydraulischen Signalen in eine Bewegung erfolgen. Auch ist ein manuell betätigter Mechanismus als Aktuator denkbar, beispielsweise erfolgt dann eine Verstellung des Leitmittels anhand eines Handrads oder mittels eines manuell betätigten (Hebel-)Mechanismus. Der Aktuator und das Leitmittel sind somit miteinander wirkverbunden. Der Aktuator kann weiter in Form eines Linearaktuators, einer Gewindestange, einer Seilzugvorrichtung oder in Form eines Zahnradantriebs ausgeführt sein.
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Die Abgasquelle ist dadurch charakterisiert, dass diese Abgase erzeugt, insbesondere durch die Verbrennung von Treibstoff. In bevorzugter Weise handelt es sich hierbei um einen Verbrennungsmotor zum Antrieb beispielsweise einer Propellerwelle beziehungsweise des Bootes. Darüber hinaus kann es sich bei der Abgasquelle aber auch um einen separaten Stromerzeuger oder beispielsweise um ein Heizelement, insbesondere für ein Boot, handeln. Ein Abgasauslass beschreibt ein freies Ende des Abgaskanals, durch das die Abgase von der Abgasquelle in die Umwelt (Luft, Wasser) gelangen. Die Anordnung von Abgasauslässen oberhalb der Wasseroberfläche hat zum Vorteil, dass ein geringer Abgasgegendruck auf die Abgasquelle einwirkt. Dies hat in vorteilhafte Weise einen höheren Wirkungsgrad der Abgasquelle zur Folge, was sich beispielsweise in einer höheren bereitgestellten Leistung oder in einer optimaleren Verbrennung beziehungsweise geringerem Verbrauch äußert. Gleichzeitig führt der geringe Abgasgegendruck zu einer reduzierten Materialbeanspruchung der Bauteile der Abgasquelle. Im Gegensatz dazu führt ein unterhalb der Wasseroberfläche angeordneter Abgasauslass dazu, dass die Abgase der Abgasquelle in das Wasser eingeleitet werden. Dies hat unter anderem vorteilhaft zur Folge, dass die Abgase direkt heruntergekühlt werden, das heißt, dass eine Reduzierung des Wärmeeintrags auf das Boot erfolgt. Gleichzeitig werden durch den Verbrennungsprozess des Abgasquelle entstehende Geräusche gedämpft, das heißt, dass eine Reduzierung der Geräuschemissionen erfolgt. Auch erfolgt eine Reduzierung auftretender Gerüche beziehungsweise Rauche. Insgesamt trägt ein unterhalb der Wasseroberfläche angeordneter Abgasauslass zu einer Erhöhung des Komforts an Bord eines Bootes während des Betriebs einer Abgasquelle bei. Insbesondere bei dem Betrieb einer Abgasquelle an Bord eines Bootes in einem Hafen können somit störende Emissionen (Lärm, Abgase) effektiv reduziert werden.
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Unter schwenkbar ist nachfolgend zu verstehen, dass das Ausführen einer Rotationsbewegung um eine Schwenkachse möglich ist. Dies bedeutet, dass alle weiteren Freiheitsgrade blockiert sind, insbesondere ist keine translatorische Bewegung des Leitmittels vorgesehen.
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Unter den Anteilen der Abgase ist zu verstehen, dass ein von der Abgasquelle erzeugter Gesamtabgasstrom durch das Leitmittel aufgeteilt, beziehungsweise zu Anteilen zu dem ersten Abgasauslass und/oder dem zweiten Abgasauslass geleitet werden. Dabei können in der erfindungsgemäßen regelbaren Abgasleitvorrichtung die genannten Anteile Werte zwischen 0% und 100% annehmen, wobei ein Anteil von 0% bedeutet, dass das Leitmittel derart positioniert ist, dass keine Abgase zu dem dazugehörigen Abgasauslass geleitet werden. Dem gegenüber bedeutet ein Anteil von 100%, dass durch das Leitmittel die gesamten Abgase der Abgasquelle zu dem dazugehörigen Abgasauslass geleitet werden.
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Bei dem Abgas handelt es sich in der Regel um ein Abgasgemisch, in welchem neben den gasförmigen Verbrennungsprodukten auch feste Bestandteile wie zum Beispiel Ruß, aber auch flüssige Bestandteile wie zum Beispiel Kühlwasser in verschiedenen Mischungsverhältnissen vorhanden sein können. Gerade bei Bootsantrieben ist es üblich, Kühlwasser zum Kühlen der Abgase in den Abgaskanal einzuleiten.
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Durch die erfindungsgemäße regelbare Abgasleitvorrichtung kann somit je nach Anforderung eine optimierte Leitung der Abgase erfolgen. In besonderem Maße ermöglicht die erfindungsgemäße regelbare Abgasleitvorrichtung gerade bei Test- oder Erprobungsfahrten eine Anpassung der Leitung der Abgase an verschiedenste Umgebungsbedingungen. Insbesondere können so verschiedenen Testszenarien problemlos durchgeführt werden. Auch ist es denkbar, eine Steuerungsvorrichtung für die regelbare Abgasleitvorrichtung vorzusehen, welche entsprechend vorgegebener Parameter eine Anpassung der Stellung des Leitmittels in einem Fahrbetrieb vornehmen kann.
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Bevorzugt ist in Abhängigkeit von der Stellung des Leitmittels der Durchlass zwischen Abgaskanal und erstem Abgasauslass durch das Leitmittel verschließbar. Hierzu wird das Leitmittel derart verschwenkt, dass das Leitmittel den Durchlass verschließt. Hierfür kann das Leitmittel entweder dieselbe Kontur wie der Durchlass, oder eine überlappende Kontur aufweisen. Im Bereich des Durchlasses können darüber hinaus Dichtmittel vorgesehen werden, welche den Durchlass zu dem Leitmittel weiter abdichten. Alternativ oder in Ergänzung dazu können auch Dichtmittel an den Leitmitteln vorgesehen sein. Als Dichtmittel können separate Dichtungen verwendet werden. Alternativ ist es auch denkbar, entweder im Bereich des Durchlasses und/oder an dem Leitmittel Dichtmittel, beispielsweise durch chemische Prozesse, aufzubringen.
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Ein Durchlass beschreibt hierbei eine Öffnung zwischen zwei Bauteilen oder zwischen zwei Bereichen eines Bauteils (hier zwischen Abgaskanal und Auslass), durch welche zum Beispiel Abgase strömen können. Dabei kann der Durchlass den gleichen Querschnitt wie der Abgaskanal aufweisen, jedoch sind auch kleinere oder größere Querschnitte denkbar. Unter verschließbar ist insbesondere zu verstehen, dass bei verschlossenem Durchlass Abgase und andere Medien (zum Beispiel Wasser) nicht durch den Durchlass strömen können. Insbesondere ist unter verschließbar in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass ein verschlossener Zustand wieder lösbar ist, das heißt, dass ein verschlossener Durchlass auch wieder geöffnet werden kann.
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Weiter bevorzugt ist in Abhängigkeit von der Stellung des Leitmittels der Durchlass zwischen Abgaskanal und zweiten Abgasauslass durch das Leitmittel verschließbar.
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Verschließbar bedeutet darüber hinaus, dass der Durchlass nur teilweise oder vollständig verschließbar ist. Durch ein teilweises Verschließen erfolgt eine Reduzierung der Durchlassmenge der Abgase und anderen Medien, wodurch im Vergleich zu einem vollständig geöffneten Durchlass weniger Abgase und andere Medien durch den Durchlass strömen können.
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Bevorzugt ist der Aktuator in die Schwenkachse des Leitmittels integriert. Dies bedeutet, dass der Aktuator und die Schwenkachse miteinander verbunden beziehungsweise wirkverbunden sind. Hierunter ist zu verstehen, dass eine Schwenkbewegung des Leitmittels über die Schwenkachse in das Leitmittel eingeleitet wird. Beispielsweise kann dies durch die Verwendung eines Walzenmotors erreicht werden. Darüber hinaus sind auch andere Lösungen denkbar, insbesondere solche, bei denen die Schwenkachse direkt angetrieben wird. Auch ein indirekter Antrieb der Schwenkachse mittels eines Riementriebs oder einer Verzahnung ist denkbar.
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Weiter bevorzugt weist das Leitmittel zwei Flanken auf, welche eine V-förmige Kontur bilden. Die beiden Flanken sind bevorzugt im Bereich der Schwenkachse miteinander verbunden und um diese schwenkbar gelagert. Besonders bevorzugt beträgt ein Winkel zwischen den Flanken des Leitmittels mit der V-förmigen Kontur 90°. Jedoch sind auch weitere Ausführungsformen mit davon abweichenden Winkel zwischen den Flanken denkbar. Weiter bevorzugt ist das Leitmittel mit der V-förmigen Kontur derart verschwenkbar, dass in einer ersten Endposition der Durchlass zu dem ersten Abgasauslass verschlossen ist. In einer zweiten Endposition ist das Leitmittel mit der V-förmigen Kontur derart verschwenkt, dass der Durchlass zu dem zweiten Abgasauslass verschlossen ist. Darüber hinaus ist das Leitmittel mit der V-förmigen Kontur derart verschwenkbar, dass gleichzeitig beide Durchlässe von dem Leitmittel verschlossen sind. Darüber hinaus sind auch Schwenkpositionen realisierbar, in denen Anteile der Abgase zu dem ersten Abgasauslass und zu dem zweiten Abgasauslass veränderbar sind.
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Miteinander verbunden bedeutet in Bezug auf die eine V-förmige Kontur bildenden zwei Flanken, dass diese miteinander verschraubt, verschweißt, verklebt, geklemmt, genietet oder in sonstiger Weise lösbar oder nicht lösbar zusammengefügt sind. Alternativ ist auch eine einstückige Bauweise des Leitmittels mit V-förmiger Kontur denkbar.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist das Leitmittel eine Anker-förmige Kontur mit einem Schaft und Armen auf, wobei das Leitmittel mit Anker-förmiger Kontur an einem freien Ende des Schafts schwenkbar gelagert ist. Dabei sind die Arme der Anker-förmigen Kontur des Leitmittels an dem, dem freien Ende des Schafts gegenüberliegenden Ende angeordnet. Durch die Arme des Leitmittels mit Anker-förmiger Kontur werden die Durchlässe in Abhängigkeit von der Stellung des Leitmittels jeweils teilweise oder vollständig verschlossen.
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Weiter bevorzugt sind in Abhängigkeit von der Stellung des Leitmittels gleichzeitig der Durchlass zwischen Abgaskanal und erstem Abgasauslass, sowie der Durchlass zwischen Abgaskanal und zweitem Abgasauslass durch das Leitmittel verschließbar. Das Verschließen beider Durchlässe hat in vorteilhafter Weise zur Folge, dass der Abgaskanal nach außen verschlossen ist. Dies bedeutet, dass weder Abgase von der Abgasquelle durch die Durchlässe nach außen gelangen können, noch dass Flüssigkeiten, Gase oder sonstige Stoffe, Gegenstände und Kleintiere von außen in den Abgaskanal gelangen können. Insbesondere wenn das Boot über einen längeren Zeitraum nicht betrieben wird, wird hierdurch effektiv vermieden, dass der Abgaskanal und damit auch die Abgasquelle Witterungseinflüssen von innen ausgesetzt sind. In besonderer Weise wird hierdurch auch verhindert, dass während eines Transports des Bootes oder während einer Überwinterung des Bootes an Land Schmutz und/oder Kleintiere in den Abgaskanal gelangen. Funktional ist es dem gleichzeitigen Verschließen beider Durchlässe durch das Leitmittel gleichzusetzen, wenn durch das Leitmittel der Abgaskanal in einem Bereich zwischen Abgasquelle und den Durchlässen verschlossen wird.
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Weiter bevorzugt ist die Schwenkachse orthogonal zu einer Ebene angeordnet, welche durch die beiden Durchlässe aufgespannt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen regelbaren Abgasleitvorrichtung vorgestellt. Demnach erfolgt je nach Anforderung eine Verstellung des Leitmittels hinsichtlich einer Optimierung der Leistungsausbeute der Abgasquelle oder einer Reduzierung von Emissionen. Unter einer Anforderung ist dabei insbesondere eine Fahranforderung zu verstehen, beispielsweise der Wechsel in einen Fahrmodus. Insbesondere ist hierunter ein Wechsel zwischen vor- oder rückwärtigen Fahrbetrieb zu verstehen. Auch ein Beschleunigungs- oder Bremsvorgang kann dabei neben einem Betrieb im Stillstand/Leerlauf eine Anforderung darstellen. Unter einer Verstellung des Leitmittels ist erfindungsgemäß ein Verschwenken des Leitmittels zu verstehen.
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Eine Optimierung der Leistungsausbeute wird in vorteilhafter Weise beispielsweise dadurch erzielt, dass die Abgasquelle mit einem möglichst geringen Abgasgegendruck betrieben wird. Eine Reduzierung von Emissionen kann in vorteilhafter Weise beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die Abgase der Abgasquelle durch den sich unter der Wasseroberfläche befindenden zweiten Abgasauslass geleitet werden, wodurch einerseits Geräusche reduziert werden, andererseits die Abgase direkt in das Wasser eingeleitet werden, wodurch sie an Bord des Bootes in reduziertem Umfang wahrnehmbar sind.
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Weiter bevorzugt wird das Leitmittel während eines Rückwärtsfahrbetriebs durch den Aktuator in eine Stellung verbracht, in welcher der Durchlass von dem Abgaskanal zu dem zweiten Abgasauslass durch das Leitmittel verschlossen ist. Rückwärtsfahrbetrieb und rückwärtiger Fahrbetrieb sind dabei gleichbedeutend. Einen Rückwärtsfahrbetrieb zeichnet dabei in besonderer Weise aus, dass Wasser einerseits durch die Fahrbewegung des Bootes und andererseits durch die beispielsweise durch einen Propeller erzeugte Strömung durch den zweiten Abgasauslass in Richtung der Abgasquelle gedrückt wird. Durch das zumindest teilweise Verschließen des Durchlasses von dem Abgaskanal zu dem zweiten Abgasauslass wird somit in vorteilhafter Weise verhindert, dass bei einem Rückwärtsfahrbetrieb ungewollt Wasser in den Abgaskanal oder die Abgasquelle eindringen kann.
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Weiter bevorzugt wird das Leitmittel bei ausgeschalteter Abgasquelle durch den Aktuator in eine Stellung verbracht, in der sowohl der Durchlass von dem Abgaskanal zu dem ersten Abgasauslass als auch der Durchlass von dem Abgaskanal zu dem zweiten Abgasauslass verschlossen ist. Insbesondere hat dies vorteilhaft zur Folge, dass weder Schmutz, noch Wasser in den Abgaskanal oder die Abgasquelle eindringen können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bootsantrieb wenigstens einen im Inneren eines Schiffskörpers angeordneten Verbrennungsmotor als Abgasquelle, eine außerhalb des Schiffskörpers angeordnete Antriebseinheit und einen Abgaskanal mit einer regelbaren Abgasleitvorrichtung. Die Antriebseinheit kann dabei beispielsweise auch ein Getriebe, eine Propellerwelle und einen Lenk-/Schwenkmechanismus umfassen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung;
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2: in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung;
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3: in einer schematischen Darstellung eine dritte Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung;
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4: in einer schematischen Darstellung eine vierte Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung;
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5: in einer schematischen Darstellung ein Bootsantrieb mit einer regelbaren Abgasleitvorrichtung.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen regelbaren Abgasleitvorrichtung 1. Insbesondere sind den nachfolgenden schematischen Darstellungen keine Maßstäbe beziehungsweise Größenverhältnisse der einzelnen Bauteile/Merkmale zueinander entnehmbar.
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Eine hier nicht gezeigte Abgasquelle 5, beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors 16, erzeugt während des Betriebs Abgase, welche von der nicht gezeigten Abgasquelle 5 durch einen Abgaskanal 4 zu einem ersten Abgasauslass 6 und einem zweiten Abgasauslass 7 geleitet werden. Dabei gelangen die Abgase von dem Abgaskanal 4 durch einen Durchlass 10 zu dem ersten Abgasauslass 6 und durch einen Durchlass 11 zu dem zweiten Abgasauslass 7.
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In dem Abgaskanal 4 ist in einem Bereich nahe der Durchlässe 10, 11 ein Leitmittel 2 angeordnet. Das Leitmittel 2 ist dabei um eine Schwenkachse 9 schwenkbar, was insbesondere durch Bewegungsrichtungspfeile 19 angedeutet wird. Die Schwenkachse 9 ist dabei so angeordnet, dass diese in der in 1 gezeigten Darstellung orthogonal aus der zweidimensionalen Bildfläche herausragt. Das Leitmittel 2 ist in der hier gezeigten Ausführungsform beispielsweise als einfaches Blech beziehungsweise als Klappe ausgeführt.
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In 1 ist eine Position des Leitmittels 2 dargestellt, in welcher Anteile der Abgase der Abgasquelle 5 sowohl durch den Durchlass 11 zu dem zweiten Abgasauslass 7, als auch durch den Durchlass 10 zu dem ersten Abgasauslass 6 gelangen können. Weiter ist das Leitmittel 2 derart schwenkbar, dass das Leitmittel 2 mit einem freien Ende derart an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt, dass der Durchlass 11 durch das Leitmittel 2 verschlossen ist. Diese Position des Leitmittels 2 ist anhand der gestrichelten Linie mit dem Bezugszeichen 2' dargestellt. Vorliegend erfolgt das Verschließen des Durchlasses 11 durch ein Verschwenken beziehungsweise eine Drehbewegung des Leitmittels 2 um die Schwenkachse 9 im Uhrzeigersinn. Das Leitmittel 2 ist über die Verschlussposition 2' hinaus weiter im Uhrzeigersinn verschwenkbar. Beispielsweise kann das Leitmittel 2 derart im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, dass das Leitmittel nicht nur mit dem freien Ende, sondern flächig zur Anlage an dem Abgaskanal 4 kommt. Soweit das Leitmittel 2 flächig an dem Abgaskanal 4 anliegt, sind die beiden Durchlässe 10, 11 vollständig geöffnet.
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Ausgehend von der zuerst beschriebenen Position des Leitmittels 2 (Abgase der Abgasquelle 5 gelangen anteilig durch beide Durchlässe 10, 11) ist das Leitmittel entgegen des Uhrzeigersinns derart um die Schwenkachse 9 verschwenkbar, dass es mit dem freien Ende an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt, wodurch der Durchlass 10 verschlossen ist. Diese Anordnung wird durch die Verschlussposition 2'' mittels einer gestrichelten Linie dargestellt. Darüber hinaus ist das Leitmittel 2 derart weiter gegen den Uhrzeigersinn verschwenkbar, dass es flächig an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt, Auch in diesem Fall sind die beiden Durchlässe 10, 11 vollständig geöffnet. Die beiden Anordnungen, in denen das Leitmittel 2 flächig an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt, beschränken den Verschwenkradius des Leitmittels 2 um die Schwenkachse 9. Zwischen diesen Beschränkungen sind beliebige Verschwenkpositionen des Leitmittels 2 realisierbar.
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In der vorliegenden Darstellung der 1 ist der Aktuator 3 in die Schwenkachse 9 integriert. In alternativen Ausführungen kann beispielsweise ein linearer Aktuator 3 vorgesehen sein, welcher über einen Hebelmechanismus ein Verschwenken des Leitmittels 2 um die Schwenkachse 9 gewährleistet. Auch sind weitere, darüber hinaus gehende Ausführungen von Aktuatoren 3 denkbar, welche geeignet sind, das Leitmittel 2 um die Schwenkachse 9 zu verschwenken. In bevorzugter Weise ist der erste Abgasauslass 6 oberhalb einer Wasseroberfläche 8 angeordnet, während der zweite Abgasauslass 7 unterhalb einer solchen angeordnet ist. In 1 wird die Wasseroberfläche 8 jedoch nicht gezeigt.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung 1. Dabei unterscheidet sich die hier gezeigte Ausführungsform zu der in 1 beschriebenen Ausführungsform dahingehend, dass das Leitmittel 2 vorliegende eine V-förmige Kontur aufweist. Diese kann beispielsweise durch zwei Bleche oder zwei Klappen realisiert werden, welche im Bereich der Schwenkachse 9 miteinander verbunden sind. In der hier gezeigten Ausführungsform stehen die zwei Bleche beziehungsweise zwei Klappen des Leitmittels 2 in einem Winkel von 90° zueinander. Je nach Ausführung und Anordnung sind jedoch auch andere Winkel denkbar.
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Das Leitmittel 2 befindet sich in der in 2 gezeigten Darstellung in einer Position, in welcher Abgase von der nicht gezeigten Abgasquelle 5 durch den Abgaskanal 4 sowohl anteilig zu dem ersten Abgasauslass 6, als auch anteilig zu dem zweiten Abgasauslass 7 gelangen können. Das Leitmittel 2 ist um die Schwenkachse 9 schwenkbar beziehungsweise drehbar angeordnet, was durch die Bewegungsrichtungspfeile 19 angedeutet wird. Durch eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn ist das Leitmittel 2 derart verschwenkbar, dass dessen freie Enden jeweils an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommen, wodurch sowohl der Durchlass 10, als auch der Durchlass 11 verschlossen sind. Das Leitmittel 2 ist darüber hinaus im Uhrzeigersinn derart weiter um die Schwenkachse 9 schwenkbar, dass es mit einem Teil der V-förmigen Kontur flächig zur Anlage an dem Abgaskanal 4 kommt und gleichzeitig mit dem verbleibenden freien Ende mit dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt. In diesem Zustand ist der Durchlass 11 vollständig verschlossen, während der Durchlass 10 vollständig geöffnet ist. Dahingegen ist das Leitmittel 2 um die Schwenkachse 9 entgegen des Uhrzeigersinns derart verschwenkbar, dass es ebenfalls mit einem Teil der V-förmigen Kontur flächig an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt, während es mit dem verbleibenden freien Ende des Leitmittels 2 an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt. In diesem Zustand ist der Durchlass 10 vollständig verschlossen, wohingegen der Durchlass 11 vollständig geöffnet ist. Je nach Schwenkbewegung sind zwischen den gerade beschriebenen Stellungen auch jegliche Zwischenstellungen denkbar.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung 1. Dabei weist das Leitmittel 2 vorliegend eine Anker-förmige Kontur auf. Zur besseren Veranschaulichung ist das Leitmittel 2 mittels gestrichelter Linien dargestellt. Die Anker-förmige Kontur des Leitmittels 2 setzt sich dabei aus einem Schaft 12 und zwei Armen 13 zusammen. An einem freien Ende des Schafts 12, welches dem Ende des Schafts 12 mit den Armen 13 gegenüber liegt, ist das Leitmittel 2 um die Schwenkachse 9 schwenkbar, was durch die Bewegungsrichtungspfeile 19 angedeutet ist. Dabei sind die Durchlässe 10, 11 durch die Arme 13 je nach Positionierung des Leitmittels 2 vollständig geöffnet, teilweise oder vollständig verschlossen. Die in 3 gezeigte Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung 1 unterscheidet sich maßgeblich zu den zuvor gezeigten Ausführungsformen dahingehend, dass die Schwenkachse 9 nicht wie zuvor beschrieben in einem Bereich der Durchlässe 10, 11, sondern diesem Bereich gegenüberliegend in dem Abgaskanal 4 angeordnet ist.
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Der Verschwenkbereich des Leitmittels 2 beziehungsweise die dafür erforderliche Drehbewegung um die Schwenkachse 9 wird beidseitig, das heißt im Uhrzeigersinn beziehungsweise entgegen des Uhrzeigersinns dadurch begrenzt, dass das Leitmittel 2 jeweils mit einem der Arme 13 an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt. Bei einem Verschwenken des Leitmittels 2 im Uhrzeigersinn bis zu genannter Begrenzung ist der Durchlass 10 durch das Leitmittel 2, beziehungsweise einen der Arme 13 vollständig verschlossen. Bei einer Verschwenkung des Leitmittels 2 entgegen des Uhrzeigersinns bis zu gerade beschriebener Begrenzung ist der Abgaskanal 4 verschlossen, während die Durchlässe 10, 11 vollständig geöffnet sind. Dazwischen sind beliebige Positionen wählbar, bei denen sowohl der Abgaskanal 4, als auch die Durchlässe 10, 11 durch das Leitmittel 2 vollständig oder teilweise geöffnet beziehungsweise verschlossen sind.
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In der in 3 gezeigten Ausführungsform weist der Abgaskanal 4 im Bereich der Durchlässe 10, 11 eine fast kreisförmige Kontur auf. Die fast kreisförmige Kontur des Abgaskanals 4 weist annähernd den selben Radius auf wie ein Kreisbogen, welcher durch die Arme 3 des Leitmittels 2 mit Anker-förmiger Kontur gebildet wird. Durch die fast kreisförmige Kontur des Abgaskanals 4 ist gewährleistet, dass das Anker-förmige Leitmittel 2 an dem Abgaskanal 4 entlang der fast kreisförmigen Kontur entlanggeführt werden kann, wodurch das Leitmittel 2 mit der Anker-förmigen Kontur in dem Abgaskanal 4 um die Schwenkachse 9 schwenkbar ist. Dabei wird der Radius der kreisförmigen Kontur des Abgaskanals 4 durch die Länge des Schafts 12 des Leitmittels 2 bestimmt.
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4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine vierte Ausführungsform der regelbaren Abgasleitvorrichtung 1. Dabei weist das Leitmittel 2 wie schon zuvor in 3 beschrieben eine Anker-förmige Kontur auf. Im Gegensatz zu der in 3 beschriebenen Ausführungsform ist die Schwenkachse 9, wie schon zuvor in 1 und 2 beschrieben, in einem Bereich nahe der Durchlässe 10, 11 angeordnet. Dadurch ist das Leitmittel 2 um die Schwenkachse 9 derart verschwenkbar, dass der Abgaskanal 4 in Richtung der nicht gezeigten Abgasquelle 5 verschließbar ist, während die Durchlässe 10, 11 geöffnet sind. Eine Schwenkbewegung des Leitmittels 2 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 9 wird dadurch begrenzt, dass ein freies Ende von einem der Arme 13 des Anker-förmigen Leitmittels 2 an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt. In diesem Fall ist der Durchlass 11 vollständig verschlossen. Eine Schwenkbewegung des Leitmittels 2 entgegen des Uhrzeigersinns um die Schwenkachse 9 wird dadurch begrenzt, dass ebenfalls ein freies Ende von einem der Arme 13 des Anker-förmigen Leitmittels 2 an dem Abgaskanal 4 zur Anlage kommt. In diesem Fall ist der Durchlass 10 vollständig verschlossen.
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5 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Bootsantrieb 14 mit einer regelbaren Abgasleitvorrichtung 1. Dabei ist die Abgasquelle 5 in Form eines Verbrennungsmotors 16 innerhalb eines Bootskörpers 15 angeordnet. In dem Bereich eines Heckspiegels 21 des Bootes beziehungsweise des Bootskörpers 15 ist eine Antriebseinheit 17 angeordnet. Durch den Heckspiegel 21 werden sowohl der Abgaskanal 4, als auch eine Welle zur Übertragung einer Drehbewegung von der Abgasquelle 5 zu einer Propellerwelle 18 durchgeführt. Die Antriebseinheit 17 ist dabei in bevorzugter Weise um eine Hochachse schwenkbar an dem Heckspiegel 21 angebracht.
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Während des Betriebs der Abgasquelle 5 beziehungsweise des Verbrennungsmotors 16 werden die entstehenden Abgase durch den Abgaskanal 4 abgeführt. Durch eine Kühlwasserzuführung 20 können die Abgase dabei bereits innerhalb des Abgaskanals 4 heruntergekühlt werden. Dies führt in der Regel dazu, dass durch den Abgaskanal 4 nicht nur Abgase, sondern vielmehr ein Abgasgemisch aus Abgasen und Kühlwasser abgeleitet wird. In einem Bereich zwischen dem Heckspiegel 21 des Bootes und der Propellerwelle 18 ist die regelbare Abgasleitvorrichtung 1 angeordnet. Vorliegend ist das Leitmittel 2 als einfache Klappe beziehungsweise als Blech ausgeführt. Darüber hinaus zeigt 5 einen Aktuator 3, insbesondere einen Linearaktuator, welcher auf einer Seite mit dem Heckspiegel 21 des Bootes und auf einer anderen Seite mit dem Leitmittel 2 verbunden ist. Alternativ kann der Aktuator 3 auch auf einer dem Heckspiegel 21 zugewandten Seite des ersten Abgasauslasses 6 angebracht sein. Durch Betätigen des Aktuators 3 wird eine Linearbewegung in eine Schwenkbewegung des Leitmittels 2 um die Schwenkachse 9 umgewandelt. Je nach Betätigung des Aktuators 3 ist entweder der Durchlass 10 oder der Durchlass 11 vollständig verschlossen, oder es wird eine Zwischenstellung des Leitmittels 2 eingenommen. Je nach Positionierung des Leitmittels 2 sind Anteile der Abgase, welche durch den ersten Abgasauslass 6 oder den zweiten Abgasauslass 7 geleitet werden, veränderbar. 5 zeigt weiter, dass der erste Abgasauslass 6 oberhalb einer Wasseroberfläche 8 angeordnet ist, während der zweite Abgasauslass 7 unterhalb eben dieser Wasseroberfläche 8 angeordnet ist.
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Eine regelbare Abgasleitvorrichtung 1, wie vorliegend in 5 beschrieben, kann auch in anderen Bootsantrieben 14 vorgesehen werden, beispielsweise auch bei einem sogenannten Außenbordmotor.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Regelbare Abgasleitvorrichtung
- 2
- Leitmittel
- 2', 2''
- Verschlussposition Leitmittel 2
- 3
- Aktuator
- 4
- Abgaskanal
- 5
- Abgasquelle
- 6
- Erster Abgasauslass
- 7
- Zweiter Abgasauslass
- 8
- Wasseroberfläche
- 9
- Schwenkachse
- 10, 11
- Durchlass
- 12
- Schaft
- 13
- Arm
- 14
- Bootsantrieb
- 15
- Bootskörper
- 16
- Verbrennungsmotor
- 17
- Antriebseinheit
- 18
- Propellerwelle
- 19
- Bewegungsrichtungspfeile
- 20
- Kühlwasserzuführung
- 21
- Heckspiegel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013213434 A1 [0003]
