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Die
Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Schiff sowie ein Wasserfahrzeug.
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Schiffsantriebe
enthalten üblicherweise
eine Antriebsschraube, die über
eine Welle von einem Motor angetrieben wird. Die Schraube befindet
sich im Wasser und treibt das Schiff durch Drehen an. Meist sind
die Antriebsschrauben im Heckbereich des Schiffes angeordnet. Durch
Verstellen der Drehposition der Antriebsschraube relativ zu dem
Schiff oder von ebenfalls im Wasser angeordneten Rudern kann die
Fahrtrichtung des Schiffes verändert
werden.
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Um
die Manövrierfähigkeit
eines Schiffes zum Beispiel bei An- oder Ablegemanövern im
Hafen zu erhöhen;
finden Bugstrahlruder Anwendung. Diese enthalten einen unterhalb
der Wasserlinie und quer zur Schiffslängsachse angeordneten gerade durch
den Schiffsrumpf durchgehenden und sich über die gesamte Breite des
Schiffsrumpfes erstreckenden Kanal, in dem eine Antriebsschraube
angeord net ist. Je nach Drehrichtung der Antriebsschraube wird der
Schiffsbug in der einen oder der anderen Richtung quer zur Schiffs-Längsachse
angetrieben.
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Antriebe
für zum
Beispiel Segelschiffe werden nicht permanent zum Antreiben des Schiffs
benötigt,
zum Beispiel wenn das Schiff gesegelt wird. Die Antriebsschraube
wird dann nicht von dem Motor angetrieben. Um zu vermeiden, dass
sich die Schraube im Leerlauf mitdreht und über die Welle das Getriebe
antreibt und dieses möglicherweise überhitzt,
wird die Schraube üblicherweise
festgesetzt. Dadurch erhöht
die Schraube den Wasserwiderstand des Schiffes und reduziert dessen
Geschwindigkeit und Manövrierfähigkeit.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für ein Schiff,
der im nicht verwendeten Zustand den Wasserwiderstand des Schiffes
nicht erhöht,
sowie ein entsprechendes Wasserfahrzeug zu schaffen.
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Der
erfindungsgemäße Antrieb
ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1. Der Antrieb für ein Schiff
hat ein an dem Schiff montierbares Gehäuse mit einem offenen Ende
und ein aus dem offenen Ende ausfahrbares Schieberohr, wobei das
Schieberohr einen querlaufenden, gerade durchgehenden und sich über die
gesamte Breite des Schieberohrs erstreckenden Kanal aufweist, der
mindestens eine Antriebsschraube enthält, und wobei das Schieberohr
einen Boden aufweist, der im eingefahrenen Zustand des Schieberohrs
einen etwa bündigen
Abschluss mit der Schiffsaußenwand
ermöglicht.
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Durch
Ausfahren des Schieberohrs ragt der Bereich des Schieberohrs mit
dem durchgehenden Kanal aus dem Schiffsrumpf hervor. Der Kanal und die
in ihm enthaltene Antriebsschraube befinden sich dann im Wasser.
Durch Drehen der Antriebsschraube in dem wasserdurchströmten Kanal
des Schieberohrs wird ein Vortrieb erzeugt, der über das Schieberohr und das
an dem Schiff montierbare Gehäuse
auf das Schiff übertragbar
ist, um das Schiff anzutreiben.
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Wenn
der Antrieb nicht benötigt
wird, kann das Schieberohr in das Gehäuse eingefahren werden. Im
eingefahrenen Zustand ragt das Schieberohr nicht mehr aus dem Schiffsrumpf
hervor. Der Boden des Schieberohrs ermöglicht dann einen etwa bündigen Abschluss
mit der Schiffsaußenwand.
Der Wasserwiderstand des Schiffs ist dann reduziert und die Manövrierbarkeit
dadurch verbessert.
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Die
Antriebsschraube kann ein Innrenringpropeller mit innen auf einer
Hohlwelle angeordneten Propellerflügeln sein. Die Propellerflügel weisen
von der Hohlwelle in Richtung auf die Mittelachse des Kanals. Der
innerhalb des Kanals verfügbare
Platz ist durch keine zusätzlichen
Elemente unnötig
reduziert. Im Bereich der Mittelachse des Kanals ist zwischen den
Enden der Propellerflügel
eine Öffnung,
durch die unerwünschte,
von der Antriebsschraube angesogene Teile, wie zum Beispiel Seegras
oder Müll, hindurchströmen können, ohne
sich in der Antriebsschraube zu verfangen oder diese zu beschädigen.
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Der
Schiffsantrieb kann eine Einstellvorrichtung zum Verändern der
relativen Drehposition des Schieberohrs zu der Schiffs-Längsachse
aufweisen. Durch Verändern
dieser Drehposition ist das Schiff manövrierbar. Je nach Drehposition
der Antriebsschraube wird das Schiff in dieser Richtung angetrieben.
Die Manövrierfähigkeit
des Schiffes ist dadurch verbessert. Die Einstellvorrichtung kann
zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass das Schieberohr um etwa
180° oder
um mindestens 360° drehbar
ist.
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Die
Einstellvorrichtung kann ein Zahnradsegment haben, das in Eingriff
mit einem Elektromotor ist. Die Veränderung der Drehposition des
Schieberohrs ist dann vereinfacht.
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Der
Schiffsantrieb kann zum Ausfahren des Schieberohrs einen Hydraulikzylinder
aufweisen. Mit Hilfe des Hydraulikzylinders können die zum Ein- und Ausfahren
des Schieberohrs benötigten
Kräfte
auf technisch einfache Weise aufgebracht werden.
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Das
Schieberohr und die Einstellvorrichtung können Angriffselemente aufweisen,
die nur im ausgefahrenen Zustand des Schieberohrs aneinander greifen,
so dass die Drehposition des Schieberohrs nur im ausgefahrenen Zustand
veränderbar
ist.
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Das
Schieberohr kann umfangsmäßig verteilte
Stützelemente
zum Abstützen
des Schieberohrs an der Innenwand des Gehäuses aufweisen. Dadurch ist
das Schieberohr stabil in dem Gehäuse gelagert. Im ausgefahrenen
Zustand wirken auf das Schieberohr Hebelkräfte, die über die Stützelemente auf das Gehäuse übertragen
werden.
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Das
Gehäuse
kann Stützelemente
zum Abstützen
an dem Schiffsrumpf aufweisen. Dadurch ist eine stabile Befestigung
des Schiffsantriebs an dem Schiff ermöglicht. Die im ausgefahrenen
Zustand auf das Schieberohr wirkenden Hebelkräfte können dann von dem Gehäuse über die
Stützelemente
auf den Schiffsrumpf übertragen
werden. Die Stabilität
des Schiffsantriebs ist dadurch erhöht.
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Das
erfindungsgemäße Wasserfahrzeug
ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 9. Das Wasserfahrzeug
hat einen Antrieb gemäß obiger
Beschreibung. Das Wasserfahrzeug kann einen weiteren Antrieb gemäß obiger
Beschreibung haben, der im Bugbereich vorgesehen ist, während der
andere Antrieb im Heckbereich vorgesehen ist. Beide Antriebe können sowohl
als Hauptantrieb zum Fortbewegen des Schiffs als auch als Hilfsantrieb
zum Manövrieren
des Schiffs, beispielsweise im Hafen, dienen.
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Im
Heckbereich des Wasserfahrzeugs können genau zwei Antriebe gemäß obiger
Beschreibung vorgesehen sein. Dadurch ist die erreichbare Antriebskraft
erhöht.
Bei mehreren Antrieben können je
nach benötigter
Schubkraft sämtliche
Antriebe oder nur einer der Antriebe zum Antreiben des Schiffes
verwendet werden. Bei starkem Wind und/oder hohem Seegang könnte eine
benötigte
größere Antriebs kraft
durch Verwenden sämtlicher
Antriebe zur Verfügung
gestellt werden, während
bei günstigeren Wetter-
und Seeverhältnissen
eine geringere Antriebskraft ausreichen würde. Die nicht benötigten Antriebe
könnten
durch Einfahren der Schieberohre wahlweise deaktiviert werden, so
dass die Antriebe den Wasserwiderstand des Schiffs nicht erhöhen. Bei einem
Segelschiff könnte
der Schiffsantrieb als Hilfsantrieb beispielsweise zum Einhalten
des gewünschten
Kurses eingesetzt werden.
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Die
beiden Antriebe im Heckbereich des Schiffes können schräg zu einer vertikalen Längs-Mittel-Ebene
des Schiffs angeordnet sein, wobei die Neigungen in entgegengesetzte
Richtungen gleich sein können.
Der Abstand der beiden Schieberohre zueinander kann im unteren Bereich
größer sein
als im oberen Bereich. Bei einer Schräglage des Wasserfahrzeugs,
zum Beispiel durch den Winddruck in den Segeln eines Segelschiffs,
kann wahlweise der Antrieb zum Antreiben des Schiffes verwendet
werden, der aufgrund seiner Schräglage
tiefer unter die Wasseroberfläche
reicht.
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Im
Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1A eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Wasserfahrzeugs
in der Draufsicht,
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1B eine
Seitenansicht des Wasserfahrzeugs nach 1A,
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1C einen
Schnitt längs
der Linie C-C in 1B,
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2A eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Wasserfahrzeugs in
der Draufsicht,
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2B einen
Schnitt längs
der Linie B-B in 2A,
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3 einen
Querschnitt des Schiffsantriebs in eingefahrenem Zustand,
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4 einen
Schnitt längs
der Linie IV-IV in 3,
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5 einen
Schnitt längs
der Linie V-V in 3,
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6 einen
Schnitt längs
der Linie VI-VI in 3,
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7 den
Querschnitt des Antriebs nach 3 in ausgefahrenem
Zustand,
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8 einen
Schnitt längs
der Linie VIII-VIII in 7 und
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9 einen
Schnitt längs
der Linie IX-IX in 7.
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Das
Ausführungsbeispiel
in den 1A bis 1C zeigt
schematisch ein Schiff 10 mit einem Schwert 14,
einem Ruder 16 und einem Antrieb 12. Der Antrieb 12 ist
im Heckbereich auf der Längsachse
des Schiffs 10 angeordnet. Die schematische Darstellung
zeigt zur Vereinfachung lediglich das Schieberohr 18 des
Antriebs 12 sowie den Kanal 20 im unteren Ende
des Schieberohrs 18. Das Schieberohr 18 ist vertikal
in den Schiffsrumpf eingebaut und befindet sich im ausgefahrenen
Zustand, in dem ein unterer Teil des Schieberohrs 18, der
den Kanal 20 enthält, nach
unten aus dem Schiffsrumpf herausragt. Das Schieberohr 18 hat
eine langgestreckte zylindrische Form. Der Kanal 20 für die Antriebsschraube
ist zylindrisch und quer zu der Längsachse des Schieberohrs 18 angeordnet.
Der Kanal 20 erstreckt sich gerade durchgehend über die
gesamte Breite des Schieberohrs 18. Der Kanal 20 verläuft parallel
zu der Längsachse
des Schiffs 10.
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Das
Ausführungsbeispiel
in den 2A und 2B zeigt
schematisch ein Schiff 10 mit drei Antrieben 12a, 12b, 12c.
Die vereinfachte Darstellung zeigt von den Antrieben 12a bis 12c lediglich
jeweils die Schieberohre 18a, 18b, 18c und
die Kanäle 20a, 20b.
Die beiden Antriebe 12a und 12b sind im Heckbereich
des Schiffs nebeneinander und mit gleichem Abstand zu der Längsachse
des Schiffs 10 angeordnet. Der Antrieb 12c ist
im Bugbereich auf der Längsachse
des Schiffs 10 angeordnet. Das Schieberohr 18c des
Antriebs 12c ist vertikal angeordnet. Die beiden Schieberohre 18a und 18b der
Antriebe 12a und 12b sind schräg zu einer vertikalen Längs-Mittelebene
des Schiffs 10 angeordnet.
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2B zeigt,
dass die Neigungen der beiden Schieberohre 18a und 18b in
entgegengesetzte Richtungen gleich sind, wobei die Abstände der
beiden Schieberohre 18a und 18b im oberen Bereich der
Schieberohre geringer sind als im unteren Bereich. Beide Schieberohre 18a und 18b befinden
sich im ausgefahrenen Zustand, so dass die unteren Abschnitte der
Schieberohre 18a, 18b mit den Kanälen 20a, 20b aus
dem Schiffsrumpf herausragen. Je nach Schräglage des Schiffs 10,
die zum Beispiel durch seitlichen Winddruck in den Segeln eines
Segelschiffs hervorgerufen werden kann, ragt einer der beiden Antriebe 12a, 12b tiefer
unter die Wasseroberfläche
als der andere. Der durch die Schräglage des Schiffs 10 tiefer
herabragende Antrieb 12a bzw. 12b kann dann zum
Antreiben des Schiffs 10 verwendet werden. Der andere Antrieb 12b bzw. 12a kann dann
eingefahren werden. Je nach Seegang, Windverhältnissen oder von dem Schiff 10 transportierter Last,
können
zur Erhöhung
der Antriebskraft zusätzlich
die Antriebe 12b bzw. 12a und/oder 12c aktiviert werden.
Der Antrieb 12c kann zudem als Bugstrahlruder verwendet
werden, in dem er beispielsweise quer zur Längsachse des Schiffs 10 aktiviert
wird. Durch Verändern
der Drehposition einzelner oder mehrerer der Antriebe 12a bis 12c relativ
zu dem Schiff 10 ist das Schiff 10 manövrierbar.
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3 zeigt
den Antrieb 12 in eingefahrenem Zustand. Der Antrieb 12 enthält ein Gehäuse 22,
das in dem Gehäuse 22 enthaltene
Schieberohr 18, einen Hydrau likzylinder 24 zum
Ein- und Ausfahren des Schieberohrs 18 aus dem Gehäuse 22 und
eine Einstellvorrichtung 26 zum Verändern der relativen Drehposition
des Schieberohrs 18 zu dem Gehäuse 22 und zu dem
Schiff 10 im ausgefahrenen Zustand.
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Das
Gehäuse 22 hat
eine langgestreckte im Wesentlichen zylindrische Form mit einer
geschlossenen Stirnseite 28 und einer offenen Stirnseite 30. Das
Gehäuse
besteht aus einem oberen Gehäuseteil 22a und
einem unteren Gehäuseteil 22b,
die durch Befestigungsflansche 32, 34 fest miteinander
verbunden sind. Das Gehäuse 22 ist
fest mit dem Schiffsrumpf verschweißt. Der Schiffsrumpf hat am Boden
eine Außenwand 36 mit
einer kreisförmigen Öffnung 38,
deren Durchmesser dem Außendurchmesser
des Gehäuses 22 entspricht.
Der Außendurchmesser
des Gehäuses 22 beträgt etwa
60 cm. Die Länge
des unteren Gehäuseteils 22b und
die Länge
des Schieberohrs 18 betragen etwa 1,5 m.
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Das
Gehäuse 22 ist
vertikal und senkrecht zu der Außenwand 36 angeordnet
und teilweise in die Öffnung 38 eingeschoben,
so dass die offene Stirnseite 30 des Gehäuses 22 bündig mit
der Außenwand 36 abschließt. Im unteren
Bereich hat das Gehäuse 22 vier
außen
angeordnete und umfangsmäßig in gleichen
Abständen
verteilte Stützelemente 40. Die
Stützelemente 40 sind
senkrecht zu dem Gehäuse 22 und
senkrecht zu der Außenwand 36 angeordnete
Stützbleche,
sogenannte Knotenbleche. Die Stützbleche 40 liegen
innen an der Außenwand 36 an und
sind fest mit dem Gehäuse 22 und
der Außenwand 36 verschweißt.
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Das
Schieberohr 18 hat eine langgestreckte zylindrische Form
mit einem geschlossenen Deckel 42 und einem geschlossenen
Boden 44. Der Außendurchmesser
des Schieberohrs 18 ist etwas geringer als der Innendurchmesser
des Gehäuses 22,
so dass das Schieberohr 18 in das Gehäuse 22 hinein passt. Der
Außendurchmesser
des Schieberohrs 18 beträgt etwa 54 cm.
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3 zeigt
das Schieberohr 18 im in das Gehäuse 22 eingefahrenen
Zustand. Dabei verschließt der
Boden 44 im Wesentlichen die Öffnung 38 der Außenwand 36 derart,
dass der Boden 44 einen bündigen Abschluss mit der Schiffsaußenwand 36 schafft.
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Das
Schieberohr 18 wird außen
von drei Stützringen 46 zum
Abstützen
an der Innenseite des Gehäuses 22 umschlossen.
Mit Hilfe der Stützringe 46 wird
ein fester Sitz des Schieberohrs 18 in dem Gehäuse 22 geschaffen.
In dem in 7 gezeigten ausgefahrenen Zustand
des Schieberohrs 18 wird der in dem Gehäuse 22 verbleibende
Teil des Schieberohrs 18 mit den beiden oberen Stützringen 46 abgestützt und
somit ein fester Sitz des Schieberohrs 18 in dem Gehäuse 22 geschaffen.
Die im ausgefahrenen Zustand des Schieberohrs 18 auftretenden Hebelkräfte werden über die
beiden oberen Stützringe 46 auf
das Gehäuse 22 übertragen.
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Im
unteren Bereich hat das Schieberohr 18 einen horizontalen,
senkrecht zur Schieberohr-Längsachse
verlaufenden durchgehenden Kanal 20, der sich über die
gesamte Breite des Schieberohres 18 erstreckt. Der Kanal 20 wird
gebildet von einem geraden zylinderförmigen Rohr 60 mit
offenen Stirnseiten. Die offenen Stirnseiten des Kanals 20 bilden
einander gegenüberliegende Öffnungen 48, 50 in
der Mantelfläche
des Schieberohrs 18.
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Auf
halber Länge
des Kanals 20 ist die Antriebsschraube 52 angeordnet.
Die Antriebsschraube 52 ist ein Innenringpropeller, dessen
Propellerflügel 54 innen
auf einer Hohlwelle 56 angeordnet sind. Der Innenringpropeller
hat ein Gehäuse 58,
das an dem Rohr 60 befestigt ist.
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Auf
der geschlossenen Stirnseite 28 des Gehäuses 22 ist eine Grundplatte 62 des
Hydraulikzylinders 24 zur Befestigung des Hydraulikzylinders 24 befestigt.
Der Hydraulikzylinder 24 hat eine langgestreckte zylindrische
Form mit einem oberen Fluideinlassventil 64 zu einem oberen
Kolbenraum 65 und einem unteren Flui deinlassventil 66 zu
einem unteren Kolbenraum 67. Der Hydraulikzylinder 24 ist
derart vertikal angeordnet, dass seine Mittel-Längsachse parallel und fluchtend
zu der Mittel-Längsachse des
Gehäuses 22 ist.
Die beiden Stirnseiten des Hydraulikzylinders 24 sind verschlossen,
wobei die untere Stirnseite von der Grundplatte 62 verschlossen ist.
Der Hydraulikzylinder 24 enthält einen Kolben 68, an
dem ein langgestreckter Kolbenschaft 70 befestigt ist,
wobei der Durchmesser des Kolbenschafts 70 geringer ist
als der Durchmesser des Kolbens 68. Die Mittel-Längsachse
des Kolbenschafts 70 liegt auf der Mittel-Längsachse
des Hydraulikzylinders 24 und auf der Mittel-Längsachse
des Gehäuses 22.
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Der
Kolbenschaft 70 ist durch eine Öffnung 72 in der Grundplatte 62 und
der geschlossenen Gehäusestirnseite 28 aus
dem Hydraulikzylinder 24 in das Gehäuse 22 geführt. Der
Kolbenschaft 70 wird von der Öffnung 72 dichtend
umschlossen. Das dem Kolben 68 gegenüberliegende Ende des Kolbenschafts 70 ist
mit einem Befestigungselement 74 an der Außenseite
des Schieberohrdeckels 42 verschraubt. Dadurch wird eine
Bewegung des Kolbens 68 auf das Schieberohr 18 übertragen.
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Die
Einstellvorrichtung 26 zum Verändern der relativen Drehposition
des Schieberohrs 18 zu dem Gehäuse 22 enthält, wie
in den 4 und 8 gezeigt, eine Drehscheibe 76 mit
einem Zahnradsegment 78, Haltelemente 80 zum Halten
und Führen der
Drehscheibe 76, einen Elektromotor 82 mit einem Zahnrad 84 und
ein Angriffsrohr 86 mit Angriffselementen 88 zum Übertragen
der Drehbewegung der Drehscheibe 76 auf das Schieberohr 18.
Das Angriffsrohr 86 hat eine langgestreckte zylindrische Form
mit zwei offenen Stirnseiten und umschließt, wie in den 3 und 7 gezeigt,
das Befestigungselement 74 und einen Teil des Kolbenschafts 70.
Das Angriffsrohr 86 ist vertikal angeordnet und hat am
unteren Ende einen Kragen 90, der auf der Außenseite
des Schieberohrdeckels 42 durch Schweißen befestigt ist. Am oberen
Ende hat das Angriffsrohr 86 vier an der Außenseite
ausgebildete und umfangsmäßig in gleichen
Abständen
verteilte Angriffselemente 88. Die Angriffselemente 88 sind
finnenartige radiale Vorsprünge.
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Die
Drehscheibe 76 ist im Wesentlichen rund mit einer mittigen Öffnung 92 für das Angriffsrohr 86 und
die Angriffselemente 88. Die Form der Öffnung 92 entspricht
der Form des Außenumfangs
des Angriffsrohrs 86 in Höhe der Angriffselemente 88.
Die Öffnung 92 ist
rund mit einem etwas größeren Durchmesser
als der Außendurchmesser
des Angriffsrohrs 86 mit vier in jeweils gleichen Abständen angeordneten
Ausnehmungen 94 für
die Angriffselemente 88.
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Der äußere Rand
der Drehscheibe 76 wird von den oberhalb und unterhalb
der Drehscheibe 76 angeordneten Halteelementen 80 gehalten.
Die Halteelemente 80 sind jeweils an der Innenseite des
Gehäuses 22 ausgebildete
und nach innen vorstehende Ringe.
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An
den Halteelementen 80 ist ein Anschlagelement 96 zum
Begrenzen der Drehbewegung der Drehscheibe 76 angeordnet.
In der neutralen Ausgangsdrehposition der Drehscheibe 76 befindet
sich die Mitte des Zahnradsegments 78, auf der dem Anschlagelement 96 gegenüberliegenden
Seite, so dass der jeweils äußere Randzahn 98 des
Zahnradsegments 78 nach einer Vierteldrehung der Drehscheibe 76 das
Anschlagelement 96 berührt
und dadurch die Drehbewegung stoppt.
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Auf
der dem Anschlagelement 96 gegenüberliegenden Seite ist das
von dem Elektromotor 82 angetriebene Zahnrad 84 angeordnet.
Die Zähne
des Zahnrads 84 greifen in die Zähne des Zahnradsegments 78.
Der Elektromotor 82, an dessen angetriebener Welle das
Zahnrad 84 befestigt ist, ist an dem Gehäuse 22 befestigt.
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Durch
Lösen der
Befestigungsflansche 32, 34 kann das Schieberohr 18 zusammen
mit dem Hydraulikzylinder 24 und dem oberen Gehäuseteil 22a einfach
dem unteren Gehäuseteil 22b entnommen werden,
zum Beispiel zu Reparatur- oder Wartungszwecken. Da sich der Wasserstand
im Bereich des unteren Gehäuseteils 22b befindet,
kann das Schiff 10 zur Entnahme des Schieberohrs 18 im
Wasser verbleiben, ohne dass Wasser in den Schiffsrumpf eindringt.
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Im
Folgenden wird das Wirken der oben beschriebenen Teile und die Funktion
des Antriebs 12 beschrieben:
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Die 3 bis 6 zeigen
den Antrieb 12 im eingefahrenen Zustand. Der Druck im unteren
Kolbenraum 67 des Hydraulikzylinders 24 ist größer als der
Druck im oberen Kolbenraum 65. Dadurch sind der Kolben 68 und
der Kolbenschaft 70 in Richtung des Pfeiles in 3 nach
oben gedrückt.
Das mit dem Kolbenschaft 70 verbundene Schieberohr 18 ist vollständig in
das Gehäuse 22 eingefahren.
Der Boden 44 des Schieberohrs 18 schließt bündig mit
der Außenwand 36 des
Schiffsrumpfs ab. Eine Strömung des
Wassers entlang der Außenwand 36 im
Bereich der Öffnung 38 wird
dadurch praktisch nicht beeinflusst.
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Die 7 bis 9 zeigen
den Antrieb 12 im ausgefahrenen Zustand des Schieberohrs 18.
Der Druck des Fluids im oberen Kolbenraum 65 des Hydraulikzylinders 24 ist
größer als
im unteren Kolbenraum 67. Dadurch sind der Kolben 68 und
der Kolbenschaft 70 in Richtung des Pfeiles in 7 nach unten
gedrückt.
Das mit dem Kolbenschaft 70 verbundene Schieberohr 18 ist
um den Hub des Kolbens 68 aus dem Gehäuse 22 ausgefahren.
Der Kolbenhub ist so groß,
dass im ausgefahrenen Zustand der untere Bereich des Schieberohrs 18 mit
dem Kanal 20 vollständig
aus dem Schiffsrumpf hervor ragt. Der hervor ragende Teil des Schieberohrs 18 befindet sich
vollständig
im Wasser, so dass der Kanal 20 vollständig mit Wasser gefüllt ist.
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Durch
Drehen der Antriebsschraube 52 wird nach dem Rückstoßprinzip
eine Kraft in Längsrichtung
des Kanals 20 erzeugt. Diese Kraft wird über das
Schieberohr 18, die beiden oberen Stützringe 46 und das
Gehäuse 22 auf
den Schiffsrumpf übertragen
und treibt das Schiff 10 an.
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Im
ausgefahrenen Zustand des Schieberohrs 18 sind die Angriffselemente 88,
wie in 7 gezeigt, gegenüber dem in 3 gezeigten
Zustand soweit nach unten verschoben, dass die Angriffselemente 88 in
die Ausnehmungen 94 der Drehscheibe 76 greifen.
Dadurch ist eine Verbindung zwischen der Drehscheibe 76 und
dem Schieberohr 18 geschaffen, die eine Rotation der Drehscheibe 76 auf
das Schieberohr 18 überträgt. Eine
durch Aktivieren des Elektromotors 82 erzeugte Rotation
des Zahnrads 84 wird über
das Zahnradsegment 78 auf die Drehscheibe 76 und über die
Angriffselemente 88 und das Angriffsrohr 86 auf
das Schieberohr 18 übertragen.
Ein Drehen des Schieberohrs 18 ändert die Richtung der auf das
Schiff wirkenden Antriebskraft, die von der Antriebsschraube 52 erzeugt
wird. Die 7 bis 9 zeigen
das Schieberohr 18 in einer relativen Drehposition gegenüber dem
Gehäuse 22 von
etwa 45°.
Der Pfeil in 8 zeigt die Richtung, um die
das Schieberohr 18 aus seiner Neutralstellung heraus gedreht wurde.
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Die
Drehbewegung der Drehscheibe 76 ist durch Anschlagen der äußeren Randzähne des Zahnradsegments 78 an
das Anschlagselement 96 in beiden Drehrichtungen auf etwa
eine Vierteldrehung begrenzt. Mit einem vollständig um die Drehscheibe 76 umlaufenden
Zahnradsegment 78 und ohne das Anschlagelement 96 wäre die Drehung
des Schieberohrs 18 in beiden Richtungen unbegrenzt.
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Die
Länge des
Angriffsrohrs 86 und die Position der Angriffselemente 88 auf
dem Angriffsrohr 86 sind derart gewählt, dass die Angriffselemente 88 nur im
vollständig
ausgefahrenen Zustand des Schieberohrs 18 in die Ausnehmungen 94 in
der Drehscheibenöffnung 92 greifen
und eine rotatorische Kraft von dem Elektromotor 82 auf
das Schieberohr 18 übertragen.
Das Schieberohr 18 ist somit nur im vollständig ausgefahrenen
Zustand von dem Elektromotor 82 rotierbar. In dem in 3 gezeigten
eingefahrenen Zustand oder in einem nur teilweise ausgefahrenen
Zustand würde
die Drehscheibe 76 lediglich außen um das Angriffs rohr 86 rotieren,
ohne dass die Rotation auf das Angriffsrohr 86 übertragen
würde.
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Zur
Erhöhung
der Antriebskraft können
in dem Kanal 20 auch mehrere Antriebsschrauben 52 hintereinander
angeordnet sein. Bevorzugte Materialien zur Herstellung des Antriebs 12 bzw.
einzelner Bauteile davon ist V4A, Aluminium oder PE-Kohlefaser.