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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft einen motorischen Propellerantrieb für ein Wasserfahrzeug.
Ein solcher motorischer Propellerantrieb kann im Bug- oder auch Heckbereich
eines beispielsweise Motorbootes vorhanden sein. Der motorische
Propellerantrieb kann dabei die Hauptantriebseinrichtung darstellen;
es ist allerdings auch möglich,
einen solchen motorischen Propellerantrieb als einen alternativen
motorischen Propellerantrieb oder auch als Hilfsantrieb beispielsweise
bei einem Segelboot vorzusehen.
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STAND DER TECHNIK
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Die
Propellerwelle eines üblichen
motorischen Antriebes eines Wasserfahrzeuges wie beispielsweise
eines Motorbootes kann leicht geneigt oder parallel zur Wasseroberfläche eines
Gewässers,
in dem das Wasserfahrzeug schwimmend vorhanden ist, ausgerichtet
sein. Eine solche Propellerwelle ist in aller Regel starr am Schiffsrumpf
befestigt und wirkt mit einem im Abstand zum Propeller angeordneten
Ruderblatt zusammen. Je nach Drehrichtung eines an der Propellerwelle
drehbar angeordneten Propellers (Schiffsschraube) kann das betreffende
Wasserfahrzeug vorwärts
oder rückwärts durchs Wasser
bewegt werden. Durch entsprechendes Verstellen des Ruderblattes
kann das Wasserfahrzeug dabei seine Fahrtrichtung ändern.
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Darüber hinaus
sind beispielsweise bei großen
Wasserfahrzeugen wie Kreuzfahrtschiffen Propellerantriebe bekannt,
bei denen ihre Propellerwelle um eine vertikale Achse in beiden
Richtungen verdreht werden kann. Ein solcher Propellerantrieb kann dadurch
nicht nur zur Fortbewegung sondern auch zur Änderung der Fahrtrichtung des
betreffenden Wasserfahrzeuges verwendet werden. Bei großen, auch
zum Transport von Personen geeigneten Fähren können solche Propellerantriebe
im Bugbereich und im Heckbereich des betreffenden Schiffes vorhanden
sein.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend
von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, einen motorischen Propellerantrieb für ein Wasserfahrzeug
anzugeben, der insbesondere auch bei kleineren, in der Sportschifffahrt
verwendeten Motorbooten wirtschaftlich sinnvoll eingesetzt werden kann.
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Diese
Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs gegeben. Sinnvolle
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von sich an den Hauptanspruch
anschließenden
weiteren Ansprüchen.
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Der
erfindungsgemäße motorische
Propellerantrieb zeichnet sich dadurch aus, dass einerseits seine
Propellerwelle um eine Achse verdrehbar ist, die im Ruhezustand
des Fahrzeuges etwa senkrecht zur Wasseroberfläche ausgerichtet ist. Andererseits kann
diese Propellerwelle mit ihrem Propeller in den Innenraum des Wasserfahrzeuges
hineinbewegt und aus demselben herausbewegt werden. Dieser Propellerantrieb
kann also außerhalb
des Rumpfes des Wasserfahrzeuges vorhanden sein oder nicht. Sofern die
Propellerwelle mit ihrem Propeller nicht außerhalb des Rumpfes des Wasserfahrzeuges
vorhanden ist, kann sie für
den momentanen Antrieb des Wasserfahrzeuges nicht genutzt werden.
In diesem Falle kann, sofern vorhanden, ein im Stand der Technik
bekannter, beispielsweise eine starre Propellerwelle aufweisender
Schiffsmotor in an sich bekannter Weise zum Antrieb des Schiffes
verwendet werden. Im ausgefahrenen Zustand kann dann zum Antrieb
des Schiffes allerdings der erfindungsgemäße motorische Propellerantrieb
verwendet werden. Ein möglicherweise
am Motorboot vorhandener konventioneller motorischer Propellerantrieb
kann dann stillgelegt werden. Es kann also bei einem Motorboot,
das neben einem im Stand der Technik bekannten konventionellen Propellerantrieb
noch einen zusätzlichen
erfindungsgemäßen Propellerantrieb
besitzt, entweder der eine oder der andere Propellerantrieb zum
Bewegen des Motorbootes durch ein Gewässer benutzt werden. Es bietet
sich in diesem Zusammenhang an, bei konventionellen, sehr leistungsstarken
Schiffsantrieben in Fällen,
wo lediglich eine relativ geringe Marschfahrt gewünscht wird,
den konventionellen Hauptantrieb auszuschalten und lediglich den
erfindungsgemäßen zusätzlichen – und in
diesem Falle leistungsschwächeren – Propellerantrieb
einzusetzen.
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Gemäß einem
auch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Propellerwelle für den erfindungsgemäßen Propellerantrieb
längs der
senkrechten Achse, um die die Propellerwelle hin und her verschwenkbar
ist, hin- und herbewegt werden. Dabei kann die Propellerwelle zusammen
mit ihrem Antriebsmotor hin- und herbewegt werden.
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In
dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Propellerwelle
zwei gegenläufig
rotierbare Wellenstücke
mit jeweils einem Propeller auf. Die Rotationsachsen der beiden
Wellenstücke
liegen auf einer Achse. Die endseitig der Wellenstücke vorhandenen
beiden Propeller laufen regelmäßig in entgegengesetzter
Umdrehungsrichtung, so dass beide Propeller gleichzeitig, unabhängig von
der Stellung der Propellerwelle, angetrieben werden können. Im
vorliegenden Beispielsfall ist die Propellerwelle beziehungsweise
sind die beiden Wellenstücke über ein
Winkelgetriebe an einem Antriebsmotor ankoppelbar befestigt.
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Der
Antriebsmotor für
den erfindungsgemäßen Propellerantrieb
kann so in einem Gehäuse
untergebracht sein, dass bei der gemeinsamen Bewegung des Gehäuses zusammen
mit der Propellerwelle kein Wasser in den Innenraum eines Gehäuses eindringen
kann. Die Propellerwelle kann dabei außerhalb des Gehäuses vorhanden
sein.
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Es
hat sich herausgestellt, dass das Gehäuse topfartig, ohne Deckel
beziehungsweise ohne wasserdichten Deckel, ausgebildet sein kann.
Den Boden des Gehäuses
durchstößt dabei
die Abtriebswelle des Antriebsmotors, an dessen unterem Ende das
Winkelgetriebe mit den Propellerwellen befestigt ist. Das Gehäuse kann
längs eines
offenen Schachtes hin- und herbewegt werden. In dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel
fällt die Schachtachse
mit derjenigen Achse, um die die Propellerwelle hin und her gedreht
werden kann, zusammen.
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Unterhalb
der Propellerwelle, und damit ebenfalls außerhalb des Schiffsrumpfes,
ist zumindest ein Ruderblatt angeordnet, das in Richtung der Achse,
um die die Propellerwelle gedreht werden kann, einen vorbestimmten
festen Abstand aufweist.
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Auch
im eingefahrenen Zustand des Gehäuses
und damit auch des erfindungsgemäßen motorischen
Propellerantriebes ist das zumindest eine Ruderblatt außerhalb
des Rumpfes vorhanden. Das eine oder die mehreren Ruderblätter können dann beispielsweise
mit dem konventionellen Propellerantrieb zusammenwirken, wie dies
im Stand der Technik bei konventionellen Schiffsschraubenantrieben an
sich bekannt ist.
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Gemäß dem ebenfalls
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Propellerwelle mit
ihrem zumindest einen Propeller innerhalb eines Tunnels vorhanden.
Unterhalb des Tunnels ist dann das zumindest eine Ruderblatt fest
angebracht. Der Tunnel selber ist ebenfalls an dem Gehäuse befestigt,
das in Richtung der Achse, längs
der die Propellerwelle mit ihrem Propeller hin und her verstellbar
ist, bewegbar ist, und kann zusammen mit dem Gehäuse in den Innenraum des Wasserfahrzeuges
hineinbewegt werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den in den Ansprüchen ferner
angegebenen Merkmalen sowie dem nachstehenden Ausführungsbeispiel
zu entnehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigen:
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1 die
Untersicht auf ein sowohl mit einem konventionellen motorischen
als auch mit einem erfindungsgemäßen motorischen
Propellerantrieb ausgestattetes Motorboot,
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2 einen
teilweisen Längsschnitt
durch das Motorboot nach 1, mit dem erfindungsgemäßen Propellerantrieb
in seiner eingefahrener Stellung,
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3 eine
Darstellung ähnlich
der von 2, mit ausgefahrenem motorischen
Propellerantrieb nach der Erfindung,
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4 eine
Darstellung ähnlich
der von 3, mit gegenüber 3 um 90
Grad verdrehtem motorischen Propellerantrieb nach der Erfindung,
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5 einen
teilweisen Querschnitt durch das Motorboot nach 1,
mit eingefahrenem Propellerantrieb nach der Erfindung,
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6 einen
teilweisen Querschnitt durch das Motorboot nach 1,
mit gegenüber 5 ausgefahrenem
Propellerantrieb nach der Erfindung,
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7 einen
teilweisen Längsschnitt
durch das Motorboot nach 1, mit eingefahrenem Propellerantrieb
nach der Erfindung und
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8 eine
Darstellung ähnlich
der von 7, mit ausgefahrenem Propellerantrieb
nach der Erfindung.
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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In 1 ist
die Unterseite des Schiffsrumpfes 12 eines Motorbootes 10 zu
erkennen. Das Motorboot 10 schwimmt in einem Wasser, was
durch die gestrichelte Wasserlinie 14 angedeutet werden
soll. Das Motorboot 10 soll sich in Vorwärtsfahrt
durch das Wasser bewegen, was durch einen Pfeil 16 verdeutlicht
wird.
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Die
Fortbewegung des Motorbootes 10 erfolgt mit einem konventionellen
motorischen Propellerantrieb. Von diesem konventionellen Propellerantrieb
ist seine Propellerwelle 18 mit seinem endseitig angeschlossenen
Propeller 20 (Schiffsschraube) zu erkennen. Im vorliegenden
Beispielsfall befindett sich die Propellerwelle 18 und
der Propeller 20 in einem konkav ausgewölbten Kielbereich 22.
Dieses eine Art Gewölbe
für die
Propellerwelle 18 und den Propeller 20 darstellende
Unterschiff endet fließend
in einem im Vorderbereich des Motorbootes 10 ausgeformten V-förmigen Kielbereich 24.
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Im
Abstand zum Propeller 20 ist hinter demselben ein erfinderischer
motorischer Propellerantrieb 30 vorhanden, von dem in 3 seine
zwei Ruderblätter 32, 34 zu
erkennen sind. In 2 ist dieser erfindungsgemäße Propellerantrieb 30 in
einer gegenüber 1 vergrößerten Teilschnitt-Darstellung dargestellt.
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Der
erfindungsgemäße motorische
Propellerantrieb 30 besitzt einen im vorliegenden Beispielsfall
Elektromotor 35. Dieser befindet sich in einem Gehäuse 37.
Dieses Gehäuse 37 besitzt
einen kreiszylindrischen Mantel 36, der unten durch einen
dementsprechend kreisförmigen
Boden 38 verschlossen ist. Oben ist dieses Gehäuse 37 offen.
Der Boden 38 wird von der Abtriebswelle des Elektromotors 35 durchstoßen, die
in einem unterhalb des Bodens 38 vorhandenen Winkelgetriebe 40 endet.
An dem Winkelgetriebe 40 sind zwei Wellenstücke 42, 44 drehfest
angeschlossen. Diese Wellenstücke
tragen jeweils einen Propeller 46 beziehungsweise 48.
Die beiden Winkelstücke 42, 44 und
damit die beiden Propeller 46, 48 drehen sich
gegenläufig.
Dadurch können
durch den Elektromotor 35 beide Propeller gleichzeitig
benutzt werden. Dabei drehen sich die einzelnen Propeller 46, 48 in
die eine oder die andere Umdrehungsrichtung, je nach dem, ob das
Motorboot 10 vorwärts
oder rückwärts fahren
soll.
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Das
Gehäuse 37 lässt sich
innerhalb eines Außengehäuses 50 in
Richtung der Längsachse 52 des
Gehäuses 37 und
damit auch des Außengehäuses 50,
nach oben und unten verfahren (Doppelpfeil 39 in 2).
Das Gehäuse 37 ist
damit gleichsam eine Fahrstuhlkabine, die in Richtung ihrer Längsachse 52 nach
oben und unten (39) verfahren werden kann. Bei dem Verfahren
des Gehäuses 37 wird auch
das an dem Motor 35 anhängende
Winkelgetriebe 40 mit den Propeller 46, 48 mit
nach oben und unten (39) verfahren. Das Außengehäuse 50 ist
daher entsprechend groß.
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Das
Winkelgetriebe 40 mit den beiden Propellern 46, 48 ist
in einem im Querschnitt kreisförmigen
Tunnel 60 untergebracht. Die Längsachse 62 dieses
Tunnels 60 fällt
mit der Längsachse
der Propellerwelle 64, auf der die beiden Propeller 46, 48 rotierbar
angebracht sind, zusammen. Dieser Tunnel 60, ist rechtwinklig
zur Längsachse 52 des
Gehäuses 37 ausgerichtet.
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Gemäß 2 ist
das Winkelgetriebe 40 so ausgerichtet, dass die beiden
Propeller 46, 48 in Richtung des Pfeils 16 und
damit in Längsrichtung des
Motorbootes 10 wirken können.
Der Tunnel 60 ist also endseitig offen. In der in 2 dargestellten
Situation sind die Propeller 46, 48 wirkungslos,
was den unmittelbaren Antrieb des Motorbootes 10 betrifft,
denn die Propellerwelle 64 mit den beiden Propellern 46, 48 befindet
sich im Innenraum des Motorbootes 10 und damit – bezogen
auf die 2 – oberhalb des konkaven Kielbereiches 22 und
damit nicht außerhalb
des Schiffsrumpfes 12 sondern innerhalb des Schiffsrumpfes 12.
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Aus
dem Schiffsrumpf 12 ragen bei der Darstellung gemäß 2 lediglich
die beiden Ruderblätter 32, 34 nach
unten aus dem konkaven Kielbereich 22 heraus. Die beiden
Ruderblätter 32, 34 können in dieser
Stellung des Gehäuses 37 nur
mit dem Propeller 20 der Propellerwelle 18 (1)
zusammenwirken und stellen damit die Ruderanlage für den konventionellen
motorischen Propellerantrieb dar. Der Elektromotor 35 ist
bei dieser Antriebsvariante für das
Motorboot 10 außer
Betrieb.
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Im
Gegensatz zur 2 ist bei der Darstellung gemäß 3 das
Gehäuse 37 längs der
Achse 52 nach unten verfahren und zwar in seine untere
extreme Stellung, in der der an dem Gehäuse 37 befestigte
Tunnel 60 außerhalb
des Schiffsrumpfes 12 vorhanden ist. Der Tunnel 60 mit
den beiden Propellern 46, 48 ist also unterhalb
des konkaven Kielbereiches 22 vorhanden. Der Antrieb für das Motorboot 10 wird in
diesem Falle ausschließlich über den
Elektromotor 35 hergestellt. Durch entsprechendes Antreiben
der Propellerwelle 64 kann das Motorboot 10 – bezogen auf
die Stellung der Propellerwelle 64 – in 3 nach vorwärts oder
rückwärts verfahren
werden. Das Winkelgetriebe 40 lässt sich zusammen mit der Propellerwelle 64 um
die Achse 52 hin und her verdrehen (Doppelpfeil 66).
Entsprechend der Rotationsstellung der Propellerwelle 64 bezogen
auf die Längsachse 52 kann
dann mit den Propellern 46, 48 auch eine Richtungsänderung
des Motorboote 10 bewirkt werden, wobei die unten an dem
Tunnel 60 anhängenden
beiden Ruderblätter 34, 32 zur
Richtungsänderung
nicht benötigt
werden.
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Eine
gegenüber 3 um
90 Grad verdrehte Ausrichtung der Propellerwelle 64 bezogen
auf die Längsachse 52 ist
in 4 dargestellt. Bezogen auf den eine Vorwärtsbewegung
darstellenden Pfeil 16 kann durch die 90 Grad verdrehte
Propellerwelle 64 eine Richtungsänderung nach Backbord oder
Steuerbord, je nach Umdrehungsrichtung der beiden Propeller 46, 48 hergestellt
werden.
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In 5 und 6 sind
zwei schematisierte Querschnitte durch den erfindungsgemäßen Propellerantrieb 30 dargestellt.
In 5 ist die in Längsrichtung
des Motorbootes 10 ausgerichtete Propellerwelle 64 innerhalb
des Schiffsrumpfes 12 und damit im Innenraum 70 des
Motorbootes 10 vorhanden. Die beiden Ruderblätter 32, 34 sind
immer unterhalb des konkaven Kielbereichs 22 des Schiffsrumpfes 12 vorhanden.
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In 6 ist
im Unterschied zur 5 die Propellerwelle 64 aus
dem Innenraum 70 des Motorbootes 10 an dem Innenraum 70 nach
unten herausgefahren vorhanden. In diesem Fall wird, wie vorstehend
im Zusammenhang mit 4 beschrieben, zum Vorwärts- und
Rückwärtsbewegen
des Motorbootes 10 sowie zum Ändern seiner Fahrtrichtung
lediglich der erfindungsgemäße Propellerantrieb 30 verwendet.
Seine beiden Ruderblätter 32, 34 wirken dabei
aktiv nicht mit. Der konventionelle Propellerantrieb, mit seiner
Propellerwelle 18 und dem Propeller 20 ist ausgeschaltet.
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Die 7 und 8 zeigen
im Gegensatz zu den 5 und 6 einen
entsprechenden Längsschnitt
durch die in 5 und 6 dargestellten
Stellungen des erfindungsgemäßen Propellerantriebes.
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Das
Gehäuse 37 ist
mit seinem Boden 38 so in dem Außengehäuse 50 vorhanden,
dass bei seiner Hoch- und Runterbewegung 39 längs der
Achse 52 kein Wasser in das Gehäuse 37 eindringen
kann. Das Gehäuse 37 kann
oben offen sein, da es sowohl im eingefahrenen als auch im ausgefahrenen
Zustand mit seinem oberen Rand 80 ausreichend weit oberhalb
der Wasserlinie 14 vorhanden ist.
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Der
erfindungsgemäße Propellerantrieb kann
in seinem ausgefahrenen Zustand als alleiniger Schiffsantrieb benutzt
werden. Die Steuerwirkung der an ihm fest angebrachten Ruderblätter wird
dabei nicht benötigt.
Der erfindungsgemäße Propellerantrieb
kann auch einen alternativen Antrieb, neben einem am Schiff vorhandenen
konventionellen Antrieb, bilden. So kann er beispielsweise bei einer
Langsam-Fahrt, bei der eine relativ geringe Leistungsanforderung
nötig ist,
statt eines leistungsstärkeren konventionellen
Antriebs eingesetzt werden. Im eingefahrenen Zustand kann das an
einem im Heckbereich eines Schiffes vorhandenen erfindungsgemäßen Propellerantrieb
vorhandene Ruderblatt als wirksames Ruderblatt eines konventionellen
Propellerantriebes dienen.