DE10252406A1 - Marine vessel drive uses rudder moved laterally on vertical axis in duct to cause water flow to rear - Google Patents

Marine vessel drive uses rudder moved laterally on vertical axis in duct to cause water flow to rear Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/30—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
    • B63H1/36—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type swinging sideways, e.g. fishtail type

Abstract

The marine vessel propulsion drive has a rectangular duct under the water surface containing a vertical axis (2) moving to the left and right of the travel direction and carrying a rudder (3) movably fastened to it. The rudder has a smaller area (6) in front of the movement axis and a larger (7) behind it. The duct has sidewalls (5) to trap a water flow between it and the rudder and cause a rearward water movement.

Description

Ruderantriebsvorrichtung für WasserfahrzeugeRudder drive device for watercraft

Die Schiffsschraube ist die am meisten angewendete Antriebsart für Wasserfahrzeuge. Sie erzeugt durch ihre schnelle Rotation eine Wasserströmung die zum Antrieb von Wasserfahrzeugen genutzt wird. In ihrer Drehbewegung wird viel Weg zurück gelegt und verhältnismäßig wenig Wassermenge hoch beschleunigt.The propeller is the most Drive type used for Watercraft. Due to its rapid rotation, it creates a water flow is used to drive watercraft. In their rotation will be way back laid and relatively little Accelerated amount of water.

Die Vorrichtung zum Antrieb von Schiffen (Offenlegungsschrift DE 4323347 A1 , Anmeldung wurde am 02.04.96 zurückgenommen) unterscheidet sich im Wesentlichen gegenüber der neuen Ruderantriebsvorrichtung für Wasserfahrzeugen darin, daß die Platten im vorderen Tunnelbereich nicht an der Tunnelwand anliegen, um von der Gegenströmung erfaßt werden zu können, die sie auf die gegenüberliegende Tunnelwand transportiert. Durch den so entstandenen Zwischenraum, zwischen Platte und Tunnelwand, wird Wasser gegen die Fahrtrichtung des Schiffes heraus gedrückt und wirkt bremsend auf den Schiffsrumpf ein.The device for propelling ships (laid-open specification DE 4323347 A1 , Application was withdrawn on April 2, 1996) differs essentially from the new rudder drive device for watercraft in that the plates in the front tunnel area do not lie against the tunnel wall in order to be able to be caught by the countercurrent which transports them to the opposite tunnel wall. Through the space created between the plate and the tunnel wall, water is pressed out against the direction of travel of the ship and has a braking effect on the hull.

Darüber hinaus ist beim Anfahren des Schiffes noch keine Gegenströmung vorhanden, die notwendig ist die Klappen zu steuern.In addition, when starting no countercurrent of the ship available, which is necessary to control the flaps.

Zusätzlich muß eine Arretierung und dafür eine Steuerung installiert werden, weil die Klappen sich nicht selbst steuern.In addition, there must be a lock and a control for this installed because the flaps do not control themselves.

Bei Stillstand des Systems müssen die Platten diagonal im Tunnel stehen und es entsteht bei einem Schleppvorgang ein großer Wasserwiderstand.When the system is at a standstill, the Slabs are placed diagonally in the tunnel and it is created during a towing process a large Water resistance.

In Modellversuchen wurde die Funktionalität der neuen Ruderantriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge bewiesen. The functionality of the new one was tested in model tests Rudder drive device for Watercraft proved.

Der neue Ruderantrieb schließt bei jedem Bewegungszyklus durch ein Ruder, in einem sich unter der Wasseroberfläche befindlichen Rechteckrohr, Wasser in einem Raum ein, der nach hinten geöffnet ist und preßt es durch Weiterführen des Ruders nach hinten, aus der geöffneten Seite, heraus.The new rudder drive closes with every movement cycle by an oar, in an underwater surface Rectangular tube, water in a room that is open to the rear and presses it by continuing the rudder to the rear, from the open side.

Hierbei wird wenig Weg benötigt, wenig Energie verbraucht und eine große Wassermenge mit hohem Wasserdruck als Schub für Wasserfahrzeuge erzeugt.Little way is needed, little Energy consumed and a big one Amount of water generated with high water pressure as a thrust for watercraft.

Dieser Antrieb eignet sich vorwiegend für Wasserfahrzeuge die viel Schub benötigen und energiesparend fahren müssen.This drive is primarily suitable for watercraft that need a lot of thrust and have to drive in an energy-saving manner.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, in 1 (Phase 1–9) in ihrer Funktion, in 2 als Ansicht und in 3 in der Anordnung, genau erläutert.The invention is illustrated by the drawings in 1 (Phase 1-9) in their function, in 2 as a view and in 3 in the arrangement, explained in detail.

Der Antrieb für Wasserfahrzeuge besteht aus einem, im Querschnitt, rechteckigen Rohr, (1) das längst in Fahrtrichtung, zwischen 2, oder jeweils beidseitig eines Bootsrumpf oder davor, dahinter oder unter einem Bootsrumpf, unter der Wasseroberfläche angebracht ist, wobei die Rohröffnungen (10) sich vom und hinten zur Längsachse befinden.The drive for watercraft consists of a rectangular tube in cross section, ( 1 ) which has long been installed in the direction of travel, between two or both sides of a boat hull or in front of it, behind or under a boat hull, below the water surface, the pipe openings ( 10 ) are from and behind to the longitudinal axis.

Im ca. ersten Drittel des Rohres befindet sich eine senkrecht stehende, nach links und rechts bis an die linke und rechte Innenwand des Rohres (5), bewegliche Achse (2). Sie bewegt sich im rechten Winkel zur Längsachse des Rohres.In the first third of the tube there is a vertical one, to the left and right up to the left and right inner wall of the tube ( 5 ), movable axis ( 2 ). It moves at right angles to the longitudinal axis of the pipe.

An ihr ist beweglich ein Ruder (3) angebracht. Das Ruder entspricht in der Höhe der Innenhöhe des Rohres und in der Länge nicht ganz der Länge des Rechteckrohres.An oar is movable on it ( 3 ) appropriate. The rudder corresponds in height to the inner height of the tube and in length not quite to the length of the rectangular tube.

Es ist an der Achse (2) beweglich so angebracht, daß ein kürzeres Teil (6) des Ruders, in Fahrtrichtung, vor der Achse (2) liegt und ein längeres Teil (7) des Ruders hinter der Achse (2) liegt. Im, vor der Achse liegenden Teil des Rechteckrohres (1) sind an den senkrechten Rohrseitenwänden (5) Klappenventile (8) angebracht.It's on the axis ( 2 ) movably attached so that a shorter part ( 6 ) of the rudder, in the direction of travel, in front of the axis ( 2 ) and a longer part ( 7 ) of the rudder behind the axis ( 2 ) lies. In the part of the rectangular tube lying in front of the axis ( 1 ) are on the vertical pipe side walls ( 5 ) Butterfly valves ( 8th ) appropriate.

Das an der senkrecht stehenden Achse (2) beweglich angebrachte Ruder (3), bewegt sich, der Achse folgend, nach links und rechts. Es liegt jeweils am Ende einer Linksbewegung, parallel an der linken Innenwand (5) des Rechteckrohres an und am Ende einer Rechtsbewegung an der rechten Innenwand (5).That on the vertical axis ( 2 ) movably attached oars ( 3 ), moves left and right following the axis. It is at the end of a left-hand movement, parallel to the left inner wall ( 5 ) of the rectangular tube on and at the end of a right movement on the right inner wall ( 5 ).

Das Ruder (3) ist, aus der Mitte heraus nach vorne versetzt, beweglich auf der senkrecht stehenden Achse (2) angebracht dadurch ist vom so entstehenden Drehpunkt des Ruders (3) ausgesehen, das hintere Teil (7) des Ruders länger als das Vordere (6). Das längere Teil ist im Wasser träger als das Kürzere. Das hat zur Folge das bei einem Bewegungszyklus die senkrechte Vorderkante (4) des Ruders (3) zuerst eine senkrechte Rohrseitenwand (5) erreicht und somit das Rohr an der Vorderöffnung (10), einseitig verschließt. Das Wasser wird somit in einen dreieckigen, nach hinten geöffneten Raum eingeschlossen. Durch die Weiterführung der Bewegung wird nun das hintere, trägere Ruderteil (7) weiter an die, schon von der Vorderkante (4) des Ruders erreichte, Rohrseitenwand (5) gedrückt.The rudder ( 3 ), moved forward from the center, is movable on the vertical axis ( 2 ) is attached from the resulting pivot point of the rudder ( 3 ) the rear part ( 7 ) of the rudder longer than the front one ( 6 ). The longer part is slower in the water than the shorter one. As a result, the vertical front edge of a movement cycle ( 4 ) of the oar ( 3 ) first a vertical pipe side wall ( 5 ) reached and thus the pipe at the front opening ( 10 ), closed on one side. The water is thus enclosed in a triangular space that is open to the rear. By continuing the movement, the rear, slower rudder part ( 7 ) further to the, already from the front edge ( 4 ) of the rudder reached, pipe side wall ( 5 ) pressed.

Das sich zwischen Ruder (3) und Rohrseitenwand (5) befindende Wasser (9) wird nach hinten, aus der hinteren Rohröffnung (10) herausgepreßt. Dadurch entsteht Schub. Während der folgenden Bewegung wechselt das Ruder (3) auf die gegenüberliegende Rohrseitenwand (5) und der vorher beschriebene Vorgang wiederholt sich.That between oars ( 3 ) and pipe side wall ( 5 ) water ( 9 ) to the rear, from the rear pipe opening ( 10 ) pressed out. This creates thrust. During the following movement the rudder changes ( 3 ) on the opposite pipe side wall ( 5 ) and the process described above is repeated.

Durch das ständige Wechseln des Ruders, von der einen Rohrseitenwand (5) zur anderen, entsteht ein kontinuierlicher Schub, ohne das ein bremsender Widerstand entsteht.By constantly changing the rudder, from the one tube side wall ( 5 ) to the other, there is a continuous thrust without creating braking resistance.

Die im vor der Achse liegenden, an jeweils den Seitenwänden (5) des Rohres (1) angebrachten Klappenventile (8), verhindern ein Festsaugen des Ruders (3) an jeweils einer Rohrseitenwand (5).The in front of the axis, on the side walls ( 5 ) of the pipe ( 1 ) attached flap valves ( 8th ), prevent the rudder from sucking up ( 3 ) on each pipe side wall ( 5 ).

Claims (12)

Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem, unter der Wasseroberfläche befindenden, rechteckigen Rohr, eine senkrecht stehende Achse (2), sich im rechten Winkel zur Fahrtrichtung gesehen nach links und rechts bewegt, an der ein Ruder (3) beweglich befestigt ist, wobei der dadurch entstehende Drehpunkt des Ruders (3) sich aus der Mitte des selben befindet, so daß sich vom Drehpunkt aus gesehen ein kürzeres Ruderteil (6), in Fahrtrichtung gesehen, vor der Achse (2) befindet und ein längeres Ruderteil (7) hinter der Achse und somit das längere hintere Ruderteil (7), durch die seitliche Bewegung der Achse, später eine Rohrseitenwand (5) erreicht als die senkrechte Vorderkante (4) des Ruders (3) und dadurch sich im Grundriß eine dreieckige, nach hinten geöffnete, mit Wasser gefüllte Kammer entsteht, aus der, durch das nun folgende an die Seitenwand (5) Pressen des gesamten Ruders (3) das Wasser nach hinten heraus gepreßt wird, wobei sich dieser Vorgang bei jeder links und rechts Bewegung wiederholt und das durch diese ständig sich wiederholende Links- und Rechtsbewegung des Ruders (3), an der hinteren Wasseraustrittsöffnung (10) des Rechteckrohres (1) ein stark drückender, pulsierender Wasserstrom (9) entsteht, der als Vorschub und Antrieb von Wasserfahrzeugen dient.Drive device of watercraft, characterized in that in a rectangular tube located below the water surface, a vertical axis ( 2 ), moves left and right at right angles to the direction of travel, at which an oar ( 3 ) is movably attached, whereby the resulting pivot point of the rudder ( 3 ) is from the center of the same, so that a shorter rudder part is seen from the pivot point ( 6 ), seen in the direction of travel, in front of the axle ( 2 ) and a longer rudder section ( 7 ) behind the axle and thus the longer rear rudder part ( 7 ), due to the lateral movement of the axis, later a pipe side wall ( 5 ) reached as the vertical leading edge ( 4 ) of the oar ( 3 ) and this results in a triangular, open to the rear, filled with water in the floor plan, from which, by the following now to the side wall ( 5 ) Pressing the entire rudder ( 3 ) the water is squeezed out to the rear, this process being repeated with every left and right movement and the constantly repeating left and right movement of the rudder ( 3 ), at the rear water outlet opening ( 10 ) of the rectangular tube ( 1 ) a strongly oppressive, pulsating water flow ( 9 ) arises, which serves as a feed and drive for watercraft. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anpressen der senkrechten Vorderkante (4) des Ruders (3), an eine Seitenwand (5) des Rechteckrohres (1), ein bis auf eine geöffnete Seite, abgeschlossener Raum entsteht, aus dem das Wasser nur aus der hinteren, offenen Seite (10) heraus gepreßt wird.Drive device of watercraft according to one or more of the aforementioned claims, characterized in that after pressing on the vertical front edge ( 4 ) of the oar ( 3 ), on a side wall ( 5 ) of the rectangular tube ( 1 ), except for an open side, a closed space is created, from which the water is only pressed out of the rear, open side (10). Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Anpressen der senkrechten Vorderkante (4) des Ruders (3) an eine Rohrseitenwand (5), kein Wasser aus der vorderen Rohröffnung (10) herausgepreßt wird und somit kein Gegenschub, gegen die Fahrtrichtung, auf das Wasserfahrzeug einwirkt.Drive device of watercraft according to one or more of the aforementioned claims, characterized in that by pressing the vertical front edge ( 4 ) of the oar ( 3 ) on a pipe side wall ( 5 ), no water from the front pipe opening ( 10 ) is pressed out and thus no counter-thrust acts on the watercraft against the direction of travel. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die bewegliche Aufhängung des Ruders (3) und dadurch das daß vor dem Drehpunkt liegende Ruderteil (6) kürzer und das hinter dem Drehpunkt liegende Ruderteil (7) länger und träger ist, sich das Ruder selbst steuert und keine Steuervorrichtung benötigt.Drive device of watercraft according to one or more of the aforementioned claims, characterized in that the movable suspension of the rudder ( 3 ) and thereby the rudder part in front of the pivot point ( 6 ) shorter and the rudder part behind the pivot point ( 7 ) is longer and sluggish, the rudder controls itself and does not require a control device. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den, aus der Mitte versetzten Drehpunkt und die sich daraus ergebende ungleiche Ruderteilung in ein kürzeres (6) und ein längeres Ruderteil (7), die senkrechte Rudervorderkante (4) zuerst an eine Rohrseitenwand (5} gepreßt wird und danach die ganze Ruderfläche (3) folgt, bis zur Parallelstellung zur Seitenwand (5).Propulsion device for watercraft according to one or more of the aforementioned claims, characterized in that the pivot point offset from the center and the resulting uneven rudder division result in a shorter ( 6 ) and a longer rudder section ( 7 ), the vertical rudder leading edge ( 4 ) first on a pipe side wall ( 5 } is pressed and then the entire rudder surface ( 3 ) follows until parallel to the side wall ( 5 ). Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Rudervorderkante (4) des Ruders (3) automatisch und selbst steuernd an eine Rohrseitenwand (5) gepreßt und auch wieder zur gegenüberliegenden Rohrseitenwand (5) bewegt wird und somit für diesen Vorgang keine Gegenströmung notwendig ist, was zur Folge hat daß ein Anfahren eines Wasserfahrzeugs ohne Anschlepphilfe möglich ist.Drive device of watercraft according to one or more of the aforementioned claims, characterized in that the vertical rudder leading edge ( 4 ) of the oar ( 3 ) automatically and self-controlling on a pipe side wall ( 5 ) pressed and again to the opposite pipe side wall ( 5 ) is moved and therefore no counterflow is necessary for this process, which means that starting a watercraft is possible without a towing aid. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stillstand des Antriebs sich das senkrecht stehende Ruder (3), bei auftretender Gegenströmung selbständig gerade in die Strömung stellt und somit keinen Widerstand darstellt, da eine Diagonalstellung des Ruders (3) zum Anfahren des Antriebs nicht notwendig ist.Drive device of watercraft according to one or more of the aforementioned claims, characterized in that when the drive is at a standstill, the vertical rudder ( 3 ), in the event of a countercurrent, automatically sets itself straight into the flow and therefore does not represent any resistance, since a diagonal position of the rudder ( 3 ) is not necessary to start the drive. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Rechteckrohr (1), im Bereich vor der senkrecht stehenden Achse (2), an den Rohrseitenwänden (5) Klappenventile (8) angebracht sind, die bewirken, daß sich beim Wegziehen des an der Rohrseitenwand (5) anliegenden Ruders (3), sich dies leicht löst und nicht festsaugt.Drive device of watercraft according to one or more of the aforementioned claims, characterized in that in the rectangular tube ( 1 ), in the area in front of the vertical axis ( 2 ), on the pipe side walls ( 5 ) Butterfly valves ( 8th ) are attached, which have the effect that when the pipe wall ( 5 ) adjacent rudder ( 3 ), this easily comes off and does not suck up. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Antrieb zwischen 2 oder mehreren Bootskörpern (Katamaran), seitlich, vor, hinter und unter Bootskörpern, als einfache oder in Form mehrfacher Antriebseinheiten (Darstellung 1–4) installierbar und anwendbar ist, oder im Bootskörper integriert wird.Drive device of watercraft after a or more of the aforementioned claims, thereby characterized that this Drive between 2 or more hulls (catamaran), on the side, in front, behind and under hulls, as simple or in the form of multiple drive units (illustration 1–4) can be installed and is applicable, or is integrated into the hull. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Antriebseinheit schwenkbar installiert werden kann, wodurch es möglich ist ein Wasserfahrzeug anzutreiben und zu steuern.Drive device of watercraft after a or more of the aforementioned claims, thereby characterized that the entire drive unit can be pivotally installed, making it possible is to propel and control a watercraft. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Installation mehrerer Antriebseinheiten, zwischen oder seitlich von Bootskörpern, durch einseitiges Zu- und Abschalten der Antriebseinheit/en das Steuern eines Wasserfahrzeugs möglich ist.Drive device of watercraft after a or more of the aforementioned claims, thereby characterized by the installation of multiple drive units, between or to the side of The hulls of boats, by switching the drive unit (s) on and off Steering a watercraft possible is. Antriebsvorrichtung von Wasserfahrzeugen nach einem oder mehrerer vorgenannter Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für diesen Antrieb alle bekannten Motoren, z. B. Elektromotoren oder Verbrennungsmotoren verwendet werden können.Drive device of watercraft according to one or more of the preceding claims, characterized in that for this drive all known motors, for. B. electric motors or Ver internal combustion engines can be used.
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