DE1756081A1 - Hydraulischer Strahlantrieb fuer Schiffe,insbesondere Boote - Google Patents

Description

• Hydraulischer Strahlantrieb für Schiffe, insbesondere Boote

  Die grfindung betrifft einen hydraulischen Strahlantrieb für

  Schiffe, insbesondere doote.

  Grundsätzlich wird zwar bei allen hydrodynamischen

  eine Wassertasse beschleunigt und ein mehr oder

  weniger begrenzter Wasserstrahl erzeugt, Die Bezeichnung

  hydraulischer Strahlantrieb zum ..trieb von Schiffen, ins-

  besondere Booten, hat sich jedoch für diejenigen eingebürgert, bei denen die Wassermasse du@!#;:@,: r- ä@

  Schiffskörper läuft, wo ein in diesem Kanal liegendes j#mtr iebs-

  organ mit Energie angereichert wird und aus dem Kanalsystem

  als Wasserstrahl austritt. Der Wirkungsgrad derartiger hydrau-

  lischer Strahlantriebe ist zwar häufig geringer als der Wir-

  kungsgrad der Antriebe, bei denen ein außerhalb des Schiffs-

  körpers liegender Propeller die Wassermasse beschleunigt.

  Der hydraulische Strahlantrieb bietet jedoch eine geschützte

  Unterbringung des Antriebsorgans und ist daher insbesondere

  :ür Wasserfahrzeuge bei sehr flachen Gewässern besonders ge-

  eignet. :Bei Sportfahrzeugen ist auch die Tatsache von Bedeu-

  tung, daß bei Anordnung eines hydraulischen Strahlantriebes

  irgendwelche im Wasser schwimmenden Personen nicht durch einen

  außerhalb des Schiffskörpers liegenden Propeller verletzt

  werden können. Auch die Steuereigenschaften der hydraulischen

  Jtrahlantriebe sind besonders günstig, da der ganze Strahl durch.

  eine drehbare Düse geführt und unter Umständen auch zum Zwecke

  des Umsteuerne umgelenkt werden kann.

  Demgemäß ist die Erfindung insbesondere für der. hydraulischen

  Strahlantrieb von booten bestimmt, die sportlichen oder Erholungs-

  zwecken dienen, ohne daß die Erfindung auf derartige Boote be-

  schränkt ist.

  Insbesondere bezieht sich die 'Erfindung auf einen hydraulischen

  Strahlantrieb für Schiffe, insbesondere 1ioote, mit einer motorisch

  angetriebenen, in einem Düsenkörper angeordneten lzialpumpe, die

  das Wasser über eine in den Schiffsboden oder seiner rückwärtigen

  Verlängerung angeordnete, sich nach unten öffnende Eintrittsöffnung ,

  des Düsenkörpers ansaugt -i.;-:3 über eine Austrittsöffnung des Düsen

  körpers nach hinten ausstößt.

  Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen hydraulischen

  Strahlantrieb dieser Art zu verbessern und insbesondere den Raum-

  bedarf des Antriebes einschließlich den Motors zu verringern. In

  diesem Zusammenhangs soll auch durch die Erfindung die Laufruhe

  des Antriebsaggregate verbessert und der Nutzraum den Bootes

  erhöht werden.

  Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daB der als

  Rotationekolbenmaschine ausgebildete Antriebsaotor auf de= Düsen-

  sörper itwa senkrecht über der Eintrittsöffnung des Düsen-

  körFers gelagert ist. Man erreicht auf diese Weise ein kom-

  paktes Antriebsaggregat, das praktisch nicht länger baut als

  der -:::üsenkörper, in dem die Aaialpumpe mit nach unten gerich-

  tettn " , s"trittsöffnungen und der nach hinten gerichteten Aus-

  trittsöffnung angeordnet ist. Derartige itotationskolbenmaschi-

  nen bestehen praktisch nur aus einer oder mehr Zylinderscheiben,

  so daß also derartige Maschinen infolge Fortfalls einer von

  den Zy'4,ndern getrennten Kurbelwelle und einer Pleuelstange

  außerordentlich gedrungen bauen, was einerseits die Laufruhe

  ::öh° ?ind was vor allem die Möglichkeit schafft, daß der

  at,e@triv bsmotor auf dem Rasenkörper etwa senkrecht über

  @a-.ar@n -intz:_ttsöffnung gelagert werden kann, ohne die Stabili-

  t@ t d".. Q roo tes infolge zu hoher Lagerung des Schwerpunktes des

  A- ~:@rmetore zu verschlechtern und ohne über die Bordkante und

  das D-eu.K ue"°:@a-es hinausz;iragen.

  De-artige Rotationsko?benmaschinen als Antriebsmo@i-.-e sind insbesondere als im Viertakt arbeitende Kreiskolbenmaschinen bekannt geworden, ohne daß sich die Erfindung auf diese spezielle Art von Rotationskolbenmaschinen beschränkt, Im einzelnen sei beispielsweise auf die 1rDI-Zeitschrift 1960, Seite 293 -- 332 verwiesen, die ai.s Fachheft für Dreh- und Kreiskolbenmaschinen als iferbrenne::smotore herausgegeben ist.
• Eine bewzugte Ausfährungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle und die Welle des Rotationskolbenmotors parallel zueinander und etwa waagerecht angeordnet sind, und daß das rückwärtige Ende der Motorwelle über ein Drehzahlunterset,:"axipsgetriebe mit dem rückwärtigen, aus dem 1)i1senkörper herausgeführten Ende der Pumpenwelle in An- triebsverbindung steht. Man erreicht auf diese weise eine Konstruktion, bei der der Kanal des Düsenkörpers zwischen seiner Einlaß- und seiner Auslaßöffnung nur von der Pumpenwelle und ihrer Lagerung strömungstechnisch belastet ist, so daß sich eine günstige, mit verhältnismäßig geringen Verlusten arbeitende Strömung zwischen der EinlaB.. und der Auslaßöffhung des Düsenkörpere ergibt. Es kommt gerade bei derartigen hydraulischen Strahltriebwerken darauf an, diese zusätzlichen Verluste zwi- schen der Einlaß- und der Auslaßöffnung des .Düsenkörpers so gering wie möglich zu halten.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Unte rsetzungsge triebe als Treibriemenge triebe, Treibketten- getriebe, insbesondere als hollkettengetriebe, ausgeführt. Auch ein Zahnkettengetriebe hat sich als äußerst geeignet erwiesen. Man kann zwar das Untersetzungsgetriebe - im Bootsbau ist normalerweise nur ein Untersetzungegetriebe mit konstanter Drehzahluntersetzung, also kein Schaltgetriebe erforderlich .. grundsätzlich auch als Zahnradgetriebe oder als Keilriemen-Betriebe ausführen, ein Treibkettengetriebe, insbesondere in der Ausführung als Rollketten- oder Zahnkettengetriebe, ist aber für den vorliegenden Fall besonders geeignet, weil es mit verhältnismäßig geringem Platzbedarf die im allgemeinen große Leistung bei verhältnismäßig hoher Umfangsgeschwindigkeit übertragen kann. Die Untersetzung selbst braucht nur mäßig zu sein, da derartige Axialpumpen noch bei hohen Drehzahlen mit genügend hohem Wirkungsgrad ausgebildet werden können. Auch ein Kegelräderuntersetzungsgetriebe, das entweder als Reibrad- oder Zahnradgetriebe ausgebildet sein kann, läßt sich in vorteilhafter Weise zum Übertragen der Antriebskraft einsetzen, da sich ein solches Getriebe einfach und damit wirtschaftlich ausbilden läßt. Es empfiehlt sich schließlich, das Gehäuse des Motors unmittelbar, unter Umständen unter Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern, z.B. Gummiblöcken, auf dem IXisenkörper zu lagern. Wesentlich ist hier, daß diese Zehre praktisch darauf hinausläuft, daß der Zylinder selbst, also die scheibenförmige Zylindereinheit, unmittelbar auf dem TXisenkörper gelagert ist, so daß Kippmomente zwischen dem Dfisenkörper und der Zylinderscheibe der Rotationskolbenmaschine auf ein Mindestmaß beschränkt sind, Bei größeren Motoren kann die Zylinderscheibe starr mit dem Rotationskörper verbunden werden. Bei größeren Motoren ist es zweckmäßig, zwischen dem Düsenkörper und der: Gehäu:@e der Rotationakolbenmaschine Gummiblöcke zur Schwingu.ga-Dämp,plmg und -Isolierung anzuordnen, Es handelt sich hier insbesondere um sogenannte Gummifedern oder Gummi-Metall-Federelemente, bei denen der Gummi auf dem Metall fest aufvulkanisiert ist, Derartige Gummi- oder Gummi-Metall-Federn werden von den einzelnen Firmen unter der Bezeichnung Schwingmetall, Metallgummi, Ginetall, 3ilentblock usw. vertrieben.
• weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind an Hand der beiliegenden Abbildung erläutert, in der eine Ausführungsfora der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

  Fig. 1 einen Schnitt durch den hinteren Teil eines Bootes

  mit einen erfindungsgemäß ausgebildeten hydraulischen

  Strahlantrieb,

  Fig. 2 einen Schnitt ähnlich der Fig. 1 durch eine andere

  Ausführungsform der Erfindung,

  Fig. 3 eine Ansicht von oben auf den hydraulischen Antrieb

  der Fig. 2,

  Fig, 4 einen schematischen eilscänitt nach Linie IV-IV der

  Fig. 2,

  Fig. 5 eine Ansicht aus der ßtiene V-Y der Fig. 3 auf die

  Austrittsöffnung des Düsenkörpers,

  Fig. 6 einen Schnitt durch eine besondere Getriebeausbildung

  beim Strahlantrieb nach der Erfire.ung.

  In Pig. 1 ist im Schnitt der wintere Teil eines Bootes dar-

  gestellt, das allgemein das Bezugszeichen 1 trägt, 8s hat

  einen Boden 2, einen Heckspiegel 3 und ein Deck 4. In der

  hinteren Ecke des Booten zwischen seines Boden 2 und des

  Heckspiegel 3 ist ein Dosenkörper 5 befestigt, der auf nicht

  näher dargestellte Weise eine Eintritteöfthung 6 aufweist,

  die nach unten gerichtet ist und sich etwa in der Ebene des

  Bodens 2 befindet. In den Xsenkörper ist ein nach hinten

  gekrümmter Kanal 7 ausgebildet, der in einer Austrittsöffnung 8

  mündet. Innerhalb den Kanals 7 ist in den Ilirssalfrper eine

  etwa waagerecht verlaufende Puvipenwelle 9 gelagert, die zum

  Antrieb einer Azialpumpe 10 dient. Das hintere Iosger 11 der

  Pumpenwelle ist in der Wand des Dtinenkärpere 5 angeordnet.

  Das vordere Lager 12 ist mit Hilfe eines Lagerbockes innerhalb

  des Kanals '1 angeordnet,

  Unmittelcar auf dem azsenkörper 5 ist unter Zwischenfügung

  von =amr--.=- tetall-Elementen 13 eine als Antriebsmotor dienende

  .Hotatiorfei#.olbenmaschine gelagert, die allgemein das 3ezugs-

  zeehen 14 trägt, Sie weist im Ausführungsbeispiel zwei Zylin-

  derscheinen 15 auf, die zum Antrieb einer Welle 1b dienen,

  Zwischen den beiden Zylinderscheiben 15 ist auf übliche Weise

  eyne Kühlscheibe 17 vorgesehen. Der Anlasser der Maschine trägt

  jPbezugazeichen 19, der O1-Filter das Bezugszeichen 18 und

  eine @:rcn dem iviotor 14 angetriebene Wechselstrommaschine das

  @3t:ä:, äzeic::en 20.

  ib - sei. a vom .bootsinneren aus bedienbare Steuerstange 21

  ran: ein "I;tuerkopf 22 bedient werden, der drehbar an der Aus-

  des D(Äsenkörpers gelagert J4st. Die Drehbarkeit

  des Steuerkopfes ist vorgesehen, um durch Uu`:_enkung nies aus der

  Au_ rittsöfflrung ö austretenden Wasserstrahles das :,a:; t zu

  lenken Auf nicht näher dargestellte Weise kann ebenfalls,

  insbesondere mittels einer besonderen Umlenk- oder Umsteuerkappe

  der aus der Austrittsöffnung ö austretende Wasserstrahl zumin-

  dest zu einem erheblichen Teil nach vorn umgelenkt werden, um

  auf diese WP;ise das Boot umzusteuern. Das alles ist in zahlrei-

  chen Abwand' izigen bekannt und ist daher nicht näher dargestellt

  worden!

  Auf dem. hinteren nach außen tretenden Ende der Welle 16 des

  Antriebsmotors ist ein 7ettenrad 23 befestigt, das über eine

  Antreibkette 24, vorzugsweise eine Zahnkette, ein größeres

  Kettenrad 25 antreibt, das auf dem nach hinten austretenden Ende 26 der Pumpenwelle 9 befestigt ist. Dieses Kettenradgetriebe ist auf übliche Weise in einem abnehmbaren Kettengetriebegehäuse 27 vorgesehen.
• Der Vollständigkeithalber sei bemerkt, daß in dem Düsenkörper ein Kanal 28 vorgesehen ist, über den die Auspuffgase des Antriebsmotors unter Wasserkühlung nach hinten ausgestoßen werden, Nach vorn zu ist der den Antriebsmotor und den Düsenkörper aufnehmende Raum durch ein Schott 29 abgeschlossen, in dem Öffnungen 30 vorgesehen sind, durch die die von dem Motor angesaugte Verbrennungsluft hindurchtritt. Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß sich auf diese Weise eine äußerst gedrungene und praktisch erschütterungsfrei arbeitende Antriebeeinheit ergibt, die den dem Schiffseigner zur Verfügung stehenden Nutzraum des bo o te s nur in äußerst geringem 11iaß e beschränkt,

  Für den in Fig. 1 dargestellten Motor von verhältnismäßig

  großer Leistung ist auf nicht näher dargestellte Weise ein

  geschlossener Süßwasserkreislauf vorgesehen, Das Süßwasser

  dieses Süßwasserkreislaufes wird in einem Wärmeaustauscher

  mit Hilfe von Rohwasser, das auch Seewasser sein kann, rück-

  gekühlt.

  Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 5 ist eine luft-

  gekühlte notationskolbenmaschine benutzt worden. Im übrigen

  stimmt ihr Aufbau weitgehend mit dem Aufbau des Antriebs-

  aggregates der Fig. 1 überein, so daß für gliche oder einander

  entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen benutzt worden

  sind,

  Mittels eines in dem Gehäuseteil 31 angeordneten Gebläses wird die Kühlluft angesaugt und tritt aus den Kühlluftschlitzen 32 des Kühlluftaustrittsstutzens 33 aus. Als Anlasser dient ein Handanlasser 18, der über eine Umlenkrolle 34 und mittels eines

  in einem Griff 35 endenden Seiles 36 von Hand angerissen wird.

  wird

  Der Vergaser 37/mittels eines Bowdenzuges 36 und eines Dreh-

  griffen 39 ähnlich dem Vergaser eines Motorrades bedient. Das Gehäuse des Rotationskolbenmotors ist mit einem Flansch 40 unmittelbar auf der Oberseite des Düsenkörpers 5 befestigt. Über ein Gestänge 41, auf dem auch der Drehgashandgriff 39 gelagert ist, wird der Steuerkopf 22 gedreht, der zum Zwecke der Steuerung des .Bootes drehbar in der Austrittsöffnung 8 des Düsenkörpers 5 gelagert ist. Wie sich insbesondere aus Fig, 4 in Kombination mit Fig. 3 ergibt, ist an der Zylinderscheibe 15

  der Rotationskolbeemaschine dtr Au.apuff 42 befestigte der über

  eine 'Leitung 43 zu der Leitung 2d führt, üze bereIze er. Teil

  des Düsenkörpers 5 ist. Die Zeitung 2ö mündet ac@1@>t@ c:e

  Kanals 7, so daß der Auspuff durch Druckaufbau v@aerf-.:;,i,l fixt, Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der Drehkr atmlber-

  tragung von der als Antriebsmotor dienenden Rotationakolben-

  maschine zur Axialpumpe ist in Fig. 6 dargestellt. Mit der in

  Fig. 6 nicht dargestellten Rotationskolbenmaschine ist dabei

  ein Schwungrad 50 gekuppelt, das sich innerhalb einer Zentrier-

  glocke 51 befindet. Das Schwungrad 50 ist mit einer Welle 52

  verbunden, an deren von dem Schwungrad 50 abgelegenen Ende ein

  Kegelzahnrad 53 angeordnet ist. Die Welle 52 ist in Axial-

  Radial-Lagern 54 abgestützt, In dem Gehäuse 27 ist senkrecht

  zur Welle 52 eine weitere #elle 55 gelagert, welche an ihren

  beiden Enden mit Kegelzahnrädern 56 ausgerüstet ist. Die

  Lagerung der Welle 55 erfolgt in Axiallagern 57. Da da.3

  Kegelzahnrad 53 mit dem oberen Kegelzahnrad 56 det Wel?^ 55

  kämmt, werden Drehbewegungen der Schwungscheibe 50 nur die

  Welle 55 übertragen. Damit läuft auch das untere Kea t@lzahnrad 56

  um, das mit einem weiteren Kegelzahnrad 58 kämmt, das auf die

  Pumpenwelle 9 aufgeflanscht ist. Innerhalb des Gehäuses 27

  ist die Pumpenwelle 9 in Äxial-Radial-Lagern 54 geführt®

  Dieser Antrieb über Kegelzahnräder oder gegebenenfalls auch

  Kegelreibräder erweist sich als besonders praktisch und such

  wirtschaftlich.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1, Hydraulischer Strahlantrieb für Schiffe, insbesondere .3oote, mit einer motorisch angetriebenen, in einem Düsen- :rö°;@=@ angeordneten Axialpumpe, die das Wasser über eine i@ C?a Schiffsboden oder seiner rückwärtigen Verlängerung ,;i:`=t. s@dnete, sich nach unten öffnende Eintrittsöffnung des @@..r .rpers ansaugt und über eine Austrittsöffnung des nach hinten ausstößt, dadz;rcn gekennzeichnet, aß r als Rotationskolbenmaschine ausgebiluetp ntriebs- motor auf :iem ?OUsenkörper etwa senkrecht über der Ein- trittsöffnung des Düsenkörpers gelagert ist. Hydraulischer Strahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Pumpenwelle und die Welle des Rotationskolbenmotors parallel zueinander und etwa waage- recht angerrdne t sind, und daB das rückwärtige Ende der Motorwege über ein Drehzahluntersetzungsgetriebe mit dem rückwärtigen, aus dem Düsenkörper herausgeführten Ende der Pumpenwelle in Antriebsverbindung steht. 3, Hydraulischer Strahlantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe als Treibriemengetriebe, Treibkettengetriebe, insbesondere als Rollke ttenge triebe, susge fährt ist. 4, Hydraulischer Strahlantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe als Zahn- kettengetriebe ausgeführt ist, 5, Hydraulischer Strahlantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe als gegelräderantrieb ausgebildet ist (Fig. 6). 6. Hydraulischer Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Motors unmittelbar, unter Umständen unter Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern, z.i3. Gummiblöcken, auf dem Düsenkörper gelagert ist.