DE2233971A1 - Steuervorrichtung fuer wasserfahrzeuge mit reaktionsantrieb durch wasserstrahl - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. W. Jabbusch Patentanwalt

29 Oldenburg

Elisabethstraße 6

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Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Firma Westdeutsche v/erkzeugmaschinen Gm"bH, 40 18 Langenfeld I, Max-Planck-Ring 28

Steuervorrichtung für Wasserfahrzeuge mit Reaktionsantrieb durch Wasserstrahl

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Wasserfahrzeuge, die durch einen Wasserstrahl angetrieben werden, der durch schwenkbare Ablenkflächen seitlieh ablenkbar und durch eine um eine horizontale Achse hinter die Ablenkflächen schwenkbare Wendeklappe nach vorn UDilenkbar ist.

Es sind schon Steuervorrichtungen der vorbezeichneten Gattung bekannt. Bei eine'r dieser Vorrichtungen ' ist der aus der Austrittsöffnung austretende Wasserstrahl durch parallel zueinander angeordnete Steuerflächen seitlich ablenkbar. Die Steuerflächen sind zwischen der Austrittsöffnung und der »»endeklappe angeordnet. Zur Durchführung der Schwenkbewegungen weist jede der Steuerflächen eine separate Ruderspindel auf. Die Ruderspindeln sind in einen Getriebekasten geführt, durch den die gleichsinnig Drehbewegung der Ruderspin- " dein bewirkt wird.

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Der Erfindung liegt'die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der vorbezeichneten Gattung zu schaffen, deren Konstruktion kostengünstig und betriebssicher ist, der-n Betätigung einfach ist undbei der der ./irkungsgrao der Umlenkung verbessert ist.

Diese Aufgabe ist erfinjäunersgem 'ä dacurch gelöst worden, daß die Ablenkflachen die Seitenflächen einer öteuerdltse sind, äaa die bteuerdüse die Ausstoßöffnung ν rlängert und die Üandoereiche der Ausstofiöffnung überlappt ,und daß die SteuerdLise um ' eine lotrechte Achse schv/enkbar ist.

Die oteuerdü.se bildet ein in sich geschlossenes Gehäuse, das um die lotrechte Achse schwenkbar ist. Dadurch ist cer bei der bekannten Vorrichtung vorhandene aufwendige Antrieb von einzelnen oteuerflachen, die auch nocn genau parallel gehalten werden müssen, 'vermieden, ^n der Steuerd'.ise können Bov/-denzüge angeordnet werden, mit denen die Schv/enkbevvegungen zur Ablenkung des Wasserstrahles durchgeführt werden können. An Stelle der Bowdenzüge können selbstverständlich auch entsprechende Gestänge oder dergleichen vorgesehen werden. Diese Betätigungseinrichtungen ersetzen konstruktiv aufwendige-

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Getriebe oder dergleichen und "beeinflussen somit die Betriebssicherheit der Steuervorrichtung im positiven Sinne.

Nach einer «Weiterbildung ist die SteuercLüse an der Unterseite bis auf eine Leitwandung, mit der-'sie die Ausstoßöffnung überlappt, offen. Durch diese Ausbildung werden Strömungsverluste bei der, "Umlenkung des Wasserstrahles durch ~die niedergenchwenkte vVendeklappe, bei Rückwärtsfahrt der '.Vasserfahrzeuge, vermindert. Der ^egen die Wendeklappe prallende Wasserstrahl wird nach dem Austritt .aus der ausstoßöffnung in seinen ober-en Schichten von der oteuerdüse noch geführt, während er im unteren offenen Teil der Steuerdüse bereits durch das sich teilweise vor der Platte stauende .'/asser nach unten abgelenkt wird. Durch diese verhältnismäßig weiche Umlenkung sind die Abprallverluste des Wasserstrahles an der ','/endeklappe herabgesetzt, wodurch der Wirkungsgrad des Antriebes bei •Rückwärtsfahrt verbessert ist. , ' -

Nach einer anderen- Weiterbildung weist die Unterseite der Ausstoßöffnung einen. Ausschnitt auf, der in einem Abstand von der Leitwandung überlappt wird und somit einen überströmkanal ausbildet. Der von der <ven-

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deklappe umgelenkte Wasserstrahl kann zum Teil durch. diesen Überströmkanal nach vorn gelenkt werden, wo- . durch ein größeres Wasservolumen zum fieaktionsantrieb genutzt werden kann. Das die Ausstoßöffnung umgebende Gehäuse der Antriebseinrichtung stellt dabei kein wesentliches Strömungshindernis für den umgelenkten Wasserstrahl dar, weil dieser durch den Überströmkanal in einem flächen Winkel nach vorne durch das Gehäuse geführtwerden kann. Der Winkel des nach vorn umgelenkten Wasserstrahles zur Wasseroberfläche ist kleiner und der Parallen zur Wasseroberflache angenähert, wodurch der Wirkungsgrad des -Strahlantriebes bei Rückwärtsfahrt verbessert wird.

Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades der Steuervorrichtung ist an jeder seitlichen Wandung der •"■usstoßöffnung mindestens eine, in den Überlappungsbereich der Steuerdüse hineinragende Dichtungsrippe angeordnet. Die Dichtungsrippe ist besonders bei seitlich geschwenkter Steuerdüse zur Ablenkung des Wasserstrahles vorteilhaft, da sie wie eine an sich bekannte Labyrinthdichtung wirkt und das gesamte •Wasserstrahlvolumen zwingt, der durch die geschwenkte Steuerdüse vorgeschriebenen Strömungsrichtung zu folgen. Nach einer weiteren Weiterbildung- sind zwischen

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Ausstoßöffnungsoberseite und öteuerdüsendeckflache wechselseitig zusammenwirkende Dichtungselemente angeordnet. Die Dichtungselemente sind als einander benachbarte über den Radius der Schwenkbewegung verlaufende Nase und Wulst ausgebildet. Gleichartige Dichtungselemente sind auch zwischen öteuerdüsendeckfIa-. ehe und oberen Randäbschnitt der ivendekläppe angeordnet. Steuerdüse und wendeklappe sind bewegliche Teile der Steuervorrichtung, die in ihren einander überlappenden Randbereichen ein gewisses Spiel für die berührungsfreie Bewegung gegeneinander aufweisen müssen» Die für dieses Spiel erforderlichen Spalten und Zwischenräume werden durch die Dichtungselemente vorteilhaft gegen Strömungsverluste des Wasserstrahles abgedichtet, so daß der durch die St.euerdüse gelenkte Wasserstrahl in seiner Gesamtheit für den Reaktionsantrieb der Wasserfahrzeuge benutzbar ist.

Nach einer anderen Weiterbildung ist die Steuervorrichtung so ausgebildet, daß die Wendeklappe in vienderichtung verlaufend gekrümmt ist und daß die Klappenflache quer zur Krümmung wellenförmig gewölbte, in Schwenkrichtung parallel zueinander verlaufende Leitabschnitte aufweist. Vorzugsweise ist die Klappenfläche mit drei zueinander parallel verlaufenden

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Leitabschnitten versehen. Bei niedergescruT-enkter wendeklappe lie;;t der mittlere Leitabschnitt vor der Steuerdüse. Bei geradeaus gerichteter Rückwärtsfahrt be wirkt der wellenförmig gewölbte mittlere Zeitabschnitt eine Bündelung des Wasserstrahles, was für den .virkungsgrad der Antriebsvorrichtung von Vorteil ist. Die seitlichen Leitabschnitte treten bei dor -rückwärtsfahrt erst in Funktion, v/enn die ^teverdüse den ./asserstrahl seitlich ablenkt und er somit auf diese Leitabschnitce prallt. Die Krümmung der Klappem'lache und die ..ölbung der Leitabsphnitte ist 'dabei vorzugsweise so gev/ ilt, da,i ein .Linimum an Strömungsverlusten bei der Umlenkung nach vorn auftritt.

Nach einer weiteren .Weiterbildung sind in dem mittleren Leitabschnitt der jvendeklappe den aufprallenden ./asserstrahl führende, gebogene Leitrippen angeordnet. Diese bewirken eine vorteilhafte Bündelung des ./ässers-crahles, der somit auch in seinen Randbereichen in der ^wünschten Umlenkrichtung geführt wird. Die seitlichen Leitabschnitte können ebenfalls als in sich geschlossene Ablenkkänäle ausgebildet sein, deren Abströmöffnungen in den seitlich verbreiterten Schwenkarmen der v/endeklappe angeordnet sind. Diese Ausbildung der seitlichen Leitabschnitte hat den Vorteil, daß der V/asserstrahl auch

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'bei Rückwärtsfahrt mit seitlicher Ablenkung durch, die Steuerdüse als gebündelter Strahl zum Antrieb des Wasserfahrzeuges für -kurvenförmige Rückwärtsfahrt nutzbar ist, .

Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt» Es zeigen:

Jig. 1 eine Seitenansicht der Steuervorrichtung

mit wendeklappe im Längsschnitt,'

Fig. 2 die Steuervorrichtung gemäß Fig 1 im Längsschnitt, von oben gesehen,

Fig. 3 die Steuervorrichtung gemäß Jig. 1, jedoch mit einer anderen Ausführung der Wendeklappe, und

S¹Xg. 4 einen Längsschnitt durch die Steuervorrichtung gemäß Fig. 3, von oben gesehen.

' Wie in Fig. A dargestellt, besteht die Antriebseinrichtung aus dem Wasserführungsschacht 1, in dem die welle 2 mit dem Propeller 3 angeordnet ist. In Strömungsrichtung gesehen, verjüngt sich der WasserführungssoJiacht auf' den kleineren Querschnitt des Abströmkanales 4, mit der Ausstoßöffnung 5· Die Ausstoßöffnung ist an der Unterseite des Abströmkanal·^, wie dargestellt, bis an au-

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Ben an den Abströmkanal gegossene Erhebungen 6 zur Aufnahme der Schwenkachsen 7 für die Steuerdüse 8 zurückgezogen. Die Ausstoßöffnungsoberseite 9 weist eine Fase 10 auf, die zusammen mit einem an der Unterseite der Steuerdüsendeckflache 11 befindlichen Wulst 12 als Dichtungs wirkt. Die Steuerdüsendeckflache verbindet die zwischen Ausstoßöffnung 5 und Klappenfläche 13 der Wendeklappe 14 angeordneten Ablenkflächen· 15 (siehe auch Fig. 2). Die Wendeklappe 14 ist in hochgeschwenkter Stellung dargestellt. Am Ende der Steuerdüsendeckflache 11 befindet sich die Nase 10·, über die 4^er Klappenanschlag I7 mit Wulst 12 greift, wenn die Wendeklappe niedergeschwenkt ist. An der- Unterseite ist die Steuerdüse offen. Zwischen den seitlichen Ablenkflächen 15 (Fig. 2) ist eine gebogene Leitwand 19 angeordnet, an deren einer Seite mittig ein Lagerauge 20 für die untere Schwenkachse' 7 angeordnet ist. Zwischen der zurückgezogenen Unterseite der Ausstoßöffnung 5 und der Leitwand 19 ist ein Überströmkanal 21 ausgebildet.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie die Steuerdüse 8 die Ausstoßöffnung 5 des Abströmkanals 4 überlappt. Zwischen den ausgewölbten Überlappungsbereichen der SteuerdL.se un den Außenseiten des Abströmkanals sind am Abströmkanalgehäuse befestigte Dichtungsrippen 22 angeordnet. Durch Drehung der Steuerdüse 8 um die Schwenkachse 7

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kann sie zum Beispiel in die dargestellte Stellung gebracht werden. .

Die itfendeklappe 14 ist mit den Schwenkarmen 23 und dem Schwenklager 24 seitlich am Gehäuse des Wasserführungsschachtes 1 angelenkt. Die Klappenfläche 13 ist quer zur Strömungsrichtung wellenförmig ausgesogen, so daß in Schwenkrichtung parallel zueinander verlaufende Leitabschnitte 25 entstehen.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausbildung der Wandeklappe 14. In Strömungsrichtung sin in einem Abstand von der Klappenfläche 13 des mittleren Leitabschnittes 25 a gewölbte Leitrippen 26 zur besseren Wasserführung angeordnet. Die Diehtungselemente zwischen Steuerdüsendeckfläche 11 und Ausstoßöffnungsoberseite 9 sind mit Wulst 12* und N_ase 10' bezeichnet. Die Dichtungselemente zwischen dieser Ausfuhrungsform der Wendeklappe 14 und der Steuerdüsendeckfläche 11 sind wie in Fig. 1.bereits beschrieben ausgebildet und bezeichnet.

Wie in Fig. 4 dargestellt, bilden die Leitrippen 26 im mittleren Leitabschnitt 25a der Wendeklappe Strömungskanäle, durch die das Wasser bei Rückwärtsfahrt, das heißt gerader Stellung der Steuerdüse 8, strömt. Die seitlichen Leitabschnitte 25b der Wendeklappe 14

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sind zu in sich geschlossenen, durch .Vandungen begrenzten Ablenkkanälen 27 ausgebildet, deren Abströmöffnungen 28 in den verbreitert ausgeführten Schwenkarmen der V/endeklappe angeordnet sind. Die Üteuerdüse 8 ist in geschwenkter Stellung zur seitlichen Ablenkung des Wasserstrahles- dargestellt.· Der Wasserstrahl tritt durch die Absurömöffnungen 28 der seitlichen Leitabschnitte 25b und zum Teil durch die otrömungskanäle des mittleren Leitabschnittes 25a der ..endeklappe aus.

Es wird hervorgehoben, daß die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist und daß andere mögliche Ausführungen im Bereich der Erfindung liegen.

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Claims (1)

1. '...;■ 223397 T

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   ■"•nsorüche:

   ( ^jJ Steuervorriclitung für W ass erfahrzeuge, die durch einen Wasserstrahl angetrieben werden, der durch schwenkbare Ablenkflächen seitlich ablenkbar und durch eine um eine horizontale Achse hinter die ■ti-blenkflächen schwenkbare v'/endeklappe nach vorn umlenkbar ist, ι
   dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkflächen (15)' die Seitenflächen einer Steuerdüse (S) sind, daß' die Steuerdüse (8) die Ausstoßöffnung (5) verlängert und die Randbereiche der Aüsstoßöffnung überlappt, und daß die Steuerdüse um. eine lotrechte Schwenkachse (7) schwenkbar ist.

   2_. Steuervorrichtung nach -Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Steuerdüse (8) bis auf eine Leitwandung (19)» mit der sie die Unterseite der Ausstoitäffnung (5) überlappt, offen ist.

   2_c_ Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Ausstoßöffnung (5) einen Ausschnitt aufweist und daß zwischen Ausschnitt und Leitwandung (19) ein Überströmkanal .(21) ausgebildet ist.

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   4-.' Steuervorrichtung nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder seitlichen .wandung der -"-usstoßöffnung (5) mindestens eine, in den l/ber läpp ungsber eich der Steuerdüse (8) hineinragende Dichtungsrippe (22) angeordnet ist.

   _. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ausstoßöffnungsoberseite (9) und Steuerdüsendeckflache (11) wechselseitig zusammenwirkende Dicht'ungselemente (10, 12) angeordnet sind.

   6_j_ Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad rch gekennzeichnet, daß zwischen Steuerdüsendeckflache (11) und oberem Randbereich der "endeklappe (14-) wechselseitig zusammenv/irkende Sichtungselemente (10¹, 12') angeordnet sind.

   2»_ Steuervorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente (10, 10", 12, 12') als einander benachbarte, über den Hadius der ochwenkbewegung verlaufende Nase (10, 10') und Wulst (12, 12') ausgebildet sind.

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   8. steuervorrichtung nach einem der vorhergehen-_Lden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wendeklappe (14) in Schwenkrichtung verlaufend gekrümmt ist, und daß die Elappenflache (13) quer zur Krümmung wellenförmig gewölbte, in Schwenkrichtung parallel zueinander verlaufende Leitabschnitte (25) aufweist.

   o Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,- dadurch gekennzeichnet, daß der vor die Steuerdüse (8) schwenkbare Leitabschnitt (25) der V/endeklappe (14) in Strömungsrichtung des "Wasserstrahls gebogenen Leitrippen (26) aufweist, und daß die seitlichen Leitabschnitte (25) als in sich geschlossene Ablenkkanäle (27) ausgebildet sind, deren Absbrömöffnun/_;:en (28) in Ten verbreiterten Schwenk armen (23) angeordnet sind.

   10. Eine Vorrichtung wie vorbeschrieben und in den Zeichnungen dargestellt.

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