DE1531725C - Hydrodynamischer Strahlantrieb für Wasserfahrzeuge - Google Patents

Description

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wird und so in je einer festen Schubdüse endet, wobei richtung eintretende Stauwasser zunächst durch die in zwischen diesen beiden äußeren Druckkanälen ein in- Offenstellung befindlichen Durchlaßkanäle 6 der innerer Druckkanal ensteht, welcher durch die beiden neren Durchlaßwände 4 in den aufzufüllenden inneschwenkbaren inneren Durchlaßwände, die beiden ren Druckkanal 41. Bei der gleichen Bewegung des Zwischenwände sowie die axial verschiebbare Schub- 5 Arbeitskolbens 30 werden die äußeren Durchlaßdüse und die führenden Wände, deren Verlängerung wände 4' — deren Durchlaßkanäle 6' durch die Vendie feststehende Schubdüse ist, gebildet wird, wobei tilklappenS' geschlossen sind— unter Verkleinerung die äußeren Durchlaßwände auf Grund ihrer der zu den äußeren Druckkanälen 36 und 36' gehö-Schwenkbewegung bei geschlossenen bzw. gedrossel- renden Pumpenräume durch die inneren Durchlaßten Durchlässen in die äußeren Druckkanäle und die io wände 4 über die Verbindungsgelenke 37 und 38 nach schwenkbaren inneren Durchlaßwände in den inneren außen gedrückt, wodurch das zu beschleunigende Druckkanal fördern. Wasser unter Bildung eines Schubstrahls durch die

Der Antrieb des hydraulischen Kolben-Zylinder- Schubdüsen 46 und 46' ausgestoßen wird.

Aggregates erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Bei einer Bewegung des Arbeitskolbens in Rich-

doppelt wirkende Kolbenpumpe, deren Pumpen- 15 tung zur Einlaßdüse 2 hin werden die inneren Durch-

Zylinder-Arbeitsräume durch je eine Leitung mit je laßwände 4 — deren Durchlaßkanäle 6 von den Ven-

einem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Aggregates tilklappen5 geschlossen sind— durch ihre Abstüt-

verbunden sind. zung auf den äußeren Durchlaßwänden 4' und den

In den Zeichnungen sind die zürn Verständnis des Verbindungsgelenken 37 und 38 unter Verkleinerung Anmeldungsgegenstandes erforderlichen grundlegen- 20 des zum inneren Druckkanal 41 gehörenden Pumpenden technischen Merkmale bei einem Ausführungs- raumes derart betätigt, daß das Wasser unter Strahlbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Erfindung ist bildung durch die inneren Durchlaßwände und die nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zwischenwände 39, 40 und die Verbindungsgelenke

Fig. 1 zeigt einen Strahlantrieb gemäß der Erfin- 42, 43 durch die in den führenden Wänden 44 und 44'

dung; 25 axial verschiebbare Schubdüse 45 und die feste

F i g. 2 zeigt eine Teilansicht im Schnitt. Schubdüse 50 in Pfeilrichtung ausgestoßen wird.

In F i g. 1 ist eine Ausführungsform dargestellt, Das hydraulische Kolben-Zylinder-Aggregat 28 ist wonach vier mit in einer Richtung rückschlagventilar- an eine Kolbenpumpe angeschlossen, von der das tig drosselbaren Durchlässen versehene Wände, nach- Druckmittel nach Art eines hydraulischen Stößels hinstehend als Durchlaßwände bezeichnet, und zwar zwei 30 und hergeschoben und der Arbeitskolben 30 doppeltinnere und zwei äußere solcher Durchlaßwände mit wirkend, d. h. auf seinen beiden Kolbenboden wechvom Wasserdruck gesteuerten Klappenventilen oder selseitig beaufschlagt wird.

Bordadüsen im Inneren des Schubrohres 1 vorgesehen Die im Zylinder 29 des Kolben-Zylindersind. Die beiden inneren Durchlaßwände 4 weisen an Aggregates 28 auf den Arbeitskolben 30 ausgeübte einem Ende ein scharnierartiges gemeinsames 35 Kraft wird mittelbar oder unmittelbar über z.B. Verbindungsgelenk 27 auf, das in der Längsebene des Ku.pplungsgelenke (nicht dargestellt) auf die Durch-Schubrohres 1 axial verschiebbar angeordnet ist. Zu- laßwände durch eine Kolbenstange 47 übertragen. Die diesem Zweck ist ein hydraulisches Kolben-Zylinder- für die Bewegung des Arbeitskolbens 30 erforderliche Aggregat 28 vorgesehen, in dessen Zylinder 29 ein Kraft wird durch eine Kolbenpumpe erzeugt, die z. B. doppelseitig beaufschlagbarer Arbeitskolben 30 vor- 40 über einen Kurbeltrieb antreibbar ist und einen Pumgesehen ist, der in den beiden Arbeitsräumen wechsel- penzylinder aufweist, der einen Pumpenkolben aufweise von einer Hochdruckflüssigkeit beaufschlagt nimmt. Der Pumpenzylinder weist Leitungen auf, die wird. mit den Arbeitsräumen des Zylinders derart in Ver-

Mit ihrem dem Verbindungsgelenk 27 abgekehrten bindung stehen, daß der im Zylinder befindliche Ar-Enden sind die inneren Durchlaßwände 4 an dem 45 beitskolben 30 in der bereits beschriebenen Weiseeinen Ende der äußeren Durchlaßwände 4' angelenkt, doppeltwirkend beaufschlagbar ist.
die ihrerseits mit ihren anderen Enden schwenkbar in In F i g. 2 ist schließlich noch in Teilansicht eine je einem scharnierartigen Gelenk 32 und 33.ruhen, mit Bordadüsen6 versehene Durchlaßwand4 dargewelche an den seitlichen Wänden 34 und 35 des Schub- stellt, deren Durchlaßkanäle 6" auf der Einströmseite rohres 1 befestigt sind. Die Verbindungsgelenke, 50 bei 57 strömungsgünstig mit niedrigem Durchflußweiche die inneren und die äußeren Durchlaßwände 4 widerstand ausgebildet sind, während die schärfkanti- und 4' miteinander verbinden, sind mit 37 bzw. 38 be- gen Ausströmmündungen 58 der Kanäle 6" einen verzeichnet. An diesen scharnierartigen Verbindungs- gleichsweisen hohen Widerstand gegen eine unergelenken 37 und 38 sind die jeweiligen Enden von wünschte Rückströmung aufweisen. Diese rückZwischenwänden 39 und 40 angeordnet, die den 55 schlagventilartige Ausbildung einer hydrodynamisch Druckraum in zwei äußere Druckkanäle 36 und 36' wirkenden Durchflußdrosselung ist vorstehend mit und in einen inneren Druckkanal 41 unterteilen und Bordadüse bezeichnet worden,
deren jeweilige andere Enden mit je einem scharnier- Bei dem erfindungsgemäßen Strahlantrieb wird artigen Verbindungsgelenk 42 bzw. 43 versehen sind. eine stoßweise Massenbeschleunigung in den Tot-An letzteren ist eine in führenden Wänden 44 und 44' 60 punktanlagen mit entsprechenden Belastungen der beaxial verschiebbare Schubdüse 45 angeordnet. Die wegten Triebwerkteile durch die niedrige Frequenz führenden Wände 44 und 44' teilen den Ausstoßbe- des Antriebs mit Sicherheit vermieden,
reich des Schubrohres 1 in zwei äußere Schubdüsen 46 Der erfindungsgemäße Strahlantrieb findet insbe- und 46' und eine innere Schubdüse 50. sondere dann Anwendung, wenn entweder extrem

Die Arbeitsweise dieser erfindungsgemäßen Aus- 65 große Wassermengen mit niedriger Geschwindigkeit

führungsform ist folgende: beschleunigt werden müssen, damit bei niedriger

Bei einer Bewegung des Arbeitskolbens 30 in Fahrgeschwindigkeit noch ein guter Strahlwirkungs-

Richtung zur Schubdüse 50 bin strömt das in Pfeil- grad erreicht wird, oder aber dann, wenn aus Einbau-

gründen eine extrem flache Bauart mit einem Antrieb der vorgeschlagenen Art mittels hin und her verschiebbarer Hochdruck-Flüssigkeitsmedien in Betracht kommen.

Das es sich indessen bei dem Strahlantrieb nach der Erfindung im wesentlichen um einen auf dem Verdrängerprinzip beruhenden Pumpvorgang handelt, ist auch die einstufige Erzeugung höherer Schubstrahlgeschwindigkeiten gegeben, so daß auch Wasserfahrzeuge, die eine vergleichsweise höhere Fahrgeschwindigkeit erreichen sollen, mit dem vorgeschlagenem Strahlantrieb ausgerüstet werden können.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydrodynamischer Strahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit einem Schubrohr rechteckigen Querschnitts, in dem eine gegenläufig arbeitende Pumpe mit Klappenventilen in den Verdrängerelementen koaxial angeordnet ist, wobei das geförderte Wasser teils durch eine innere, mit den Verdrängerelementen gekuppelte und axial verschiebbare Düse und ein diese umschließendes äußeres Düsensystem am Ende des Schubrohres ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als Verdrängerelemente vier mit in einer Richtung rückschlagventilartig drosselbaren Durchlässen versehene Wände, nachstehend als Durchlaßwände bezeichnet, und zwar zwei innere (4) und zwei äußere (4') solcher Durchlaßwände mit vom Wasserdruck gesteuerten Klappenventilen oder Bordadüsen (6, 6', 6") aufweist, von denen die beiden inneren Durchlaßwände (4) an einem wie ein Kreuzkopf wirkenden scharnierartigen gemeinsamen Verbindungsgelenk (27) schwenkbar sind, welches in an sich bekannter Weise von einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben (3Φ) eines hydraulischen' Kolben-Zylinder-Aggregates (28) in Richtung der Längsachse des Schubrohres (1) hin- und herbewegt wird, und daß die inneren Durchlaßwände (4) in Richtung des Schubstrahles über scharnierartige Verbindungsgelenke (37, 38) jeweils mit den äußeren Durchlaßwänden (4') verbunden sind, welche ihrerseits in an den seitlichen Schubrohrwänden (34, 35) fest angeordneten scharnierartigen Gelenken (32, 33) schwenkbar sind und über die Verbindungsgelenke (37, 38) Zwischenwände (39, 40) halten, an deren hinteren scharnierartigen Verbindungsgelenken (42, 43) eine in einer Führung (44,44') axial verschiebbare Schubdüse (45) angeschlossen ist, wodurch zwei äußere bzw. seitliche Druckkanäle (36, 36') mit rechteckigem Querschnitt entstehen, von welchen jeder durch die seitlichen äußeren Begrenzungswände (34, 35) des Schubrohres, die schwenkbaren äußeren Durchlaßwände (4'), die an diesen angelenkten Zwischenwände (39,40), die Wände der axial beweglichen Schubdüse (45) sowie durch die sie führenden Wände (44, 44') und die hinteren Teile (46, 46') der Schubrohrwandungen begrenzt wird und so in je einer festen Schubdüse (50', 50") endet, wobei zwischen diesen beiden äußeren Druckkanälen (36, 36') ein· innerer Druckkanal (41) entsteht, welcher durch die beiden schwenkbaren inneren Durchlaßwände (4), die beiden Zwischenwände (39, 40) sowie die axial verschiebbare Schubdüse (45) und die führenden Wände (44, 44'), deren Verlängerung die feststehende Schubdüse (50) ist, gebildet wird, und wobei die äußeren Durchlaßwände (4') auf Grund ihrer Schwenkbewegung bei geschlossenen bzw. gedrosselten Durchlässen in die äußeren Druckkanäle {36, 36') und die schwenkbaren inneren Durchlaßwände (4) in den inneren Druckkanal (41) fördern.

   Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Strahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit einem Schubrohr rechteckigen Querschnitts, in dem eine gegenläufig arbeitende Pumpe mit Klappventilen in den Verdrängerelementen koaxial angeordnet ist, wobei das geförderte Wasser teils durch eine innere, mit den Verdrängerelementen gekuppelte und axial verschiebbare Düse und ein diese umschließendes äußeres Düsensystem am Ende des Schubrohres ausgestoßen wird.

   Für langsame Wasserfahrzeuge ist zur Erzeugung

   ίο des Vortriebs die Beschleunigung großer Wassermassen mit niedriger Strahlgeschwindigkeit erforderlich, damit die Propulsion mit einem guten Strahlwirkungsgrad erfolgt.

   Hydrodynamische Strahlantriebe mit Strömungspumpen und Schraubenpropeller erfüllen diese Aufgabe in den Fällen, in denen das Fahrwasser eine genügende Tiefe besitzt, die ein störungsfreies Arbeiten dieser umlaufenden Vortriebselemente mit großer Leistung bei entsprechend großen Durchmessern gewährleistet. Wenn aber langsame Wasserfahrzeuge und Schwimmkörper in seichten Gewässern operieren müssen, können Vortriebselemente mit großem Durchmesser wegen der Gefahr einer Bodenberührung und Beschädigung der Fahrrinne nicht mehr verwendet werden.

   Auch Strahlantriebe mit Verdränger- und Kolbenpumpen, insbesondere auch solche mit rechteckigem Querschnitt, in dem eine gegenläufige Pumpe mit Klappenventilen arbeitet, erfüllen wegen ihres begrenzten und ungleichmäßigen Massendurchsatzes und wegen des niedrigen Strahlwirkungsgrades nicht die Forderungen, die an einen Strahlantrieb mit optimaler Baugröße und optimalem Wirkungsgrad gestellt werden müssen.

   Für die Fortbewegung von langsamen Wasserfahrzeugen in flachen Gewässern muß daher ein neues Vortriebselement geschaffen werden.

   Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Pumpe als Verdrängungselemente vier mit in einer Richtung rückschlagventilartig drosselbaren Durchlässen versehene Wände, nachstehende als Durchlaßwände bezeichnet, und zwar zwei innere und zwei äußere solcher Durchlaßwände mit vom Wasserdruck gesteuerten Klappenventilen oder Bordadüsen aufweist, von denen die beiden inneren Durchlaßwände an einem wie ein Kreuzkopf wirkenden scharnierartigen gemeinsamen Verbindungsgelenk schwenkbar sind, welches in an sich bekannter Weise von einem doppelseitig beaufschlagten Arbeitskolben eines hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregates in Richtung der Längsachse des Schubrohres hin- und herbewegt wird, und daß die inneren Durchlaßwände in Richtung des Schubstrahles über scharnierartige Verbindungsgelenke jeweils mit den äußeren Durchlaßwänden verbunden sind, welche ihrerseits in an den seitlichen Schubrohrwänden fest angeordneten scharnierartigen Gelenken schwenkbar sind und über die Verbindungsgelenke Zwischenwände halten, an deren hinteren scharnierartigen Verbindungsgelenken eine in einer Führung axial verschiebbare Schubdüse angeschlossen ist, wodurch zwei äußere bzw. seitliche Druckkanäle mit rechteckigem Querschnitt entstehen, von welchen jeder durch die seitlichen äußeren Begrenzungswände des Schubrohrcs, die schwenkbaren äußeren Durchlaßwände, die an diesen angelenkten Zwischenwände, die Wände der axial beweglichen Schubdüse sowie durch die sie führenden Wände und die hinteren Teile der Schubrohrwandungen begrenzt