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Wasserstrahlantrieb zum Antreiben und Lenken von Schiffen, insbesondere
solcher mit geringem Tiefgang Mit herkömmlichen Schiffsantriebsorganen lassen sich
untiefe Gewässer schlecht befahren, weil sie meist einen zu großen Tiefgang erfordern
und zudem leicht verletzbar sind.
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Der Erfindungsgegenstand strebt die Verwendbarkeit auch bei nur geringer
Wassertiefe, völlige Unverletzbarkeit selbst bei Grundberührung und eine sehr gute
Manövrierfähigkeit an.
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Es sind Wasserstrahlantriebe bekannt, die einige Merkmale des Erfindungsgegenstandes,
beispielsweise die Propellerpumpe mit lotrechter Welle, den waagerechten Ausstoßkanal
von rechteckigem Querschnitt und das Doppel- bzw. Mehrflächenruder zur Strahlab-
und -umlenkung in ähnlicher Ausführung aufweisen. Bei einer dieser Ausbildungen
sind Pumpe, Ausstoßkanal und Steurungseinrichtung außerhalb des Schiffskörpers angebracht.
Eine andere saugt das Wasser durch eine Radialpumpe an und lenkt den Strahl mittels
zweier außerhalb des Schiffskörpers angebrachter Ruderflächen, die in der Horizontale
oben und unten zusätzliche Leitflächen aufweisen.
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Bei einer weiteren Ausbildung befindet sich die Umlenkvorrichtung
wiederum in einem waagerechten Ausstoßkanal von rechteckigem Querschnitt im Schiffskörper.
Sie weist feste Leitflächen im Ausstoßkanal und schwenkbare ruderartige Umlenkflächen
an der Austrittsöffnung des Ausstoßkanals auf. Die ruderartigen Umlenkflächen haben
ihre Drehachse aber nicht in der Mitte und sind nicht endlos drehbar.
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Die Erfindung betrifft einen Wasserstrahlantrieb zum Antreiben und
Lenken von Schiffen, insbesondere solcher mit geringem Tiefgang, mit einer in einer
Öffnung des Schiffbodens fliegend angeordneten Propellerpumpe mit lotrechter Welle
und besteht darin, daß das Wasser in einen waagerechten Ausstoßkanal von an sich
bekanntem, rechteckigen Querschnitt gefördert wird, in dessen hinterem Teil zwei
miteinander gekuppelte, gleichsinnig und endlos um eine in ihrer Mitte liegende
Achse drehbare, rechteckige Ruderflächen angeordnet sind, die so breit wie der Ausstoßkanal
sind und bei Vorwärtsfahrt das letzte Stück der Seitenwände desselben bilden, und
daß im Abstand etwa der halben Austrittskanalbreite seitlich des vorderen Teils
jeder Ruderfläche etwa in Fahrtrichtung eine feste Leitflosse so angeordnet ist,
daß bei Drehung der Ruderflächen um 90° der Ausstoßkanal nach hinten abgeschlossen
ist und auf jeder Schiffsseite zwischen der Vorderkante der Leitflosse und dem Ende
der festen seit- ; lichen Begrenzung des Ausstoßkanals sowie zwischen der durch
den Schiffskörper gebildeten Decke und der Bodenplatte des Ausstoßkanals eine Austrittsöffnung
für einen nach schräg vorn gerichteten und in je einer seitlichen Ausnehmung des
Schiffskörpers geführten Wasserstrahl entsteht. Nach einem anderen Erfindungsgedanken
ist eine Drehung der Ruderflächen durch eine doppelt so große Drehung der Ruderflächensteuerwelle-
bewirkbar. Nach weiteren Erfindungsgedanken kann die Propellerpumpe an einer ohne
Docken des Schiffes losnehmbaren Deckplatte befestigt werden. Auch die Ruderflächen
können an Deckplatten, die ohne Docken des Schiffes losnehmbar sind, befestigt werden.
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Gegenüber den bekannten Wasserstrahlantrieben ergeben sich durch die
Erfindung folgende Vorteile: Die Propellerpumpe ist weniger empfindlich gegen Treibgut.
Eine Radialpumpe hat sich verjüngende Kanalquerschnitte, in welche sich grobes Treibgut
leicht festklemmen kann.
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Hinter und am Ende des Schiffskörpers frei angeordnete Strahlumlenkungseinrichtungen
bleiben der Möglichkeit einer Bodenberührung ausgesetzt. Nach der Erfindung befindet
sich dagegen die gesamte Umlenk- bzw. Runderanlage, d. h. die Ruderflächen, im Schiffskörper.
Die Strahlumlenkung erfolgt in dem starren, nach unten und oben geschützten Ausstoßkanal
und damit noch im Schiffskörper selbst. Die Bodenplatte, die den unteren Teil des
Ausstoßkanals bildet, ist gleichzeitig die natürliche Verlängerung des Schiffsbodens.
Damit ist die Ruderanlage geschützt, und es entstehen keine zusätzlichen Widerstände.
Der
Wasserstrahlantrieb nach der Erfindung vermeidet bei Vorausfahrt im Gegensatz zu
einigen bekannten Ausbildungen mit Strahlumlenkungseinrichtung den sonst durch die
Ruderflächen entstehenden Formwiderstand und reduziert gleichzeitig den nicht zu
vermeidenden Reibungswiderstand auf ein Minimum. Dies ist ein Vorteil im Gegensatz
zu der bekannten, in einem rechteckigen Kanal gelegenen Umlenkvorrichtung mit mehreren
festen Leitflächen und schwenkbaren ruderartigen Umlenkflächen. Deren Leit- und
Umlenkflächen, die mitten im Propellerstrahl stehen, wirken wie ein Rechen und halten
alle festen Gegenstände auf. Da eine Reinigung nicht möglich ist, wird sich der
Kanal sehr leicht zusetzen. Nach der Erfindung dagegen sind die Ruderflächen seitlich
des Strahles angeordnet, so daß dieser Nachteil vermieden wird. Auch liegt bei dieser
bekannten Umlenkvorrichtung die Drehachse der Ruderflächen vor dem Flächenschwerpunkt,
während sie nach der Erfindung in der Mitte der Ruderfläche angeordnet ist und daher
durch den Flächenschwerpunkt geht. Dadurch sind alle Kräfte, die auf die Ruderfläche
wirken, stets im Gleichgewicht.
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Mit den endlos drehbaren Ruderflächen lassen sich alle nur denkbaren
Manöver mit viel geringerem Zeit-und Kraftaufwand fahren. Der Wasserstrahl kann
fast um 180° umgelenkt werden, was eine einwandfreie Rückwärtsfahrt ohne Seitenschub,
wenn auch mit einem gewissen Wirkungsgradverlust, ermöglicht. Bei einigen der bekannten
Strahlum- und -ablenkvorrichtungen wird lediglich bei Hartruder, also großem Seitenschub,
als Nebenwirkung ein geringer Achterausschub erzeugt. Dagegen kann ein Schiff mit
dem Antrieb nach der Erfindung mit fast der vollen Pumpenleistung entsprechendem
Schub und ohne Seitenschub achteraus fahren und mit geringer Ruderflächenbetätigung
jede gewünschte Kurskorrektur durchführen.
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An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes
erläutert. F i g.1 zeigt einen Wasserstrahlantrieb nach der Erfindung im Aufriß,
F i g. 2 eine schematische Ansicht im Schnitt A-A der F i g. 1; die F i g. 3 bis
6 zeigen im Grundriß die Ruderflächenstellungen für Vorausfahrt, Ruder St. B., Rückwärtsfahrt
und Rückwärtsfahrt mit Ruder St. B.
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Im Schiffsboden befindet sich die Einlauföffnung 3, die durch einen
Gitterrost gegen Eindringen von groben Fremdkörpern geschützt werden kann. Die unmittelbar
über der Einlauföffnung 3 liegende Propellerpumpe 1 mit lotrechter Welle 2 fördert
das Wasser in den Ausstoßkanal 4. Der Antrieb der Propellerpumpe 1 kann unter anderem
über ein Winkelgetriebe erfolgen, das zugleich die möglicherweise erforderliche
Untersetzung liefert.
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Die Lenkung des Wasserstrahls erfolgt durch rechteckige Ruderflächen
6. Diese Ruderflächen bilden bei Vorausfahrt den hinteren Teil der Seitenflächen
5 des Ausstoßkanals 4. Die Ruderflächen 6 werden von ihren in ihrer Mitte angebrachten
Ruderschäften stets gleichsinnig zueinander bewegt und sind um ihre eigene Achse
endlos drehbar. Bei Querstellung der Ruderflächen 6 wird dem Wasserstrahl der Austritt
nach achtern verwehrt. Er teilt sich nach beiden Seiten und wird mittels der Leitflossen
7 in zwei nach vorn gerichtete Auftrittsöffnungen 10 in je eine seitliche nach vorn
verlaufende Ausnehmung des Schiffskörpers 8 gefördert, die leicht nach auswärts
gerichtet ist. Die diese Wasserstrahlen umlenkenden Wände bestehen aus den Leitflossen
7, den Ruderflächen 6, der festen seitlichen Begrenzung des Ausstoßkanals 5, dem
Schiffskörper 8 als seitliche und obere Begrenzung der Ausnehmung und der Bodenplatte
9. F i g. 5 zeigt, wie der in zwei Arme geteilte Wasserstrahl dem Schiff kursgenauen
Achterausschub verleiht. Jede Zwischenstellung der Ruderflächen 6 zwischen geradeaus
und quer, beispielsweise F i g. 4 und 6, ergibt eine entsprechende Ruderwirkung.
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Die für die gekuppelten Ruderflächen 6 erforderliche Stellkraft ist
sehr gering, weil alle Kräfte bei jedem Ruderwinkel ausgeglichen sind. Die Ruderflächen
berühren sich bei Querlage in der lotrechten Mittelebene durch den Strahl. so daß
eine strömungshindernde Mittelstütze überflüssig ist.
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Die Leitflossen 7 dienen als Stützen für die Bodenplatte 9, die ihrerseits
wiederum die gesamte Ruderanlage einschließlich der Leitflossen vor Grundberührung
schützt.
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Die Untersetzung der Drehung der Steuerwelle 13 zu der der Ruderflächenschäfte
ergibt bei einem Verhältnis von 2 : 1, daß zur Drehung der Ruderflächen um 90° zwecks
Rückwärtsfahrt die Ruderflächer.-steuerwelle 13 um 180`= gedreht werden muß und
umgekehrt, was sehr sinnfällig ist.
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Die Propellerpumpe und die gesamte Ruderanlage sind jeweils an Deckplatten
11. bzw. 12 befestigt, mit denen sich nach oben, d. h. ohne Docken
des Schiffes, herausgenommen werden können.