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B e 5 c h r e i b u n g
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Titel: Vorrichtung zur Fortbewegung von Booten durch menschliche Muskelkraft
Anazendungs- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fortgebiet: bewegung von
Booten durch menschliche Muskelkraft in der Bewegungsart des Ruderns -insbesondere
mit Rollsitz-, jedoch in Blickrichtung ("Vorwärtsrudern").
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Zweck: Sowohl wegen der großen Verkehrsdichte auf den befahrbaren
Gewässern als auch zur Nutzbarmachung schmalerer und gewundener Wasserläufe für
den Rudersport ist es erforderlich, daß erstens der Ruderer nicht mehr "rückwärts",
sondern in Blickrichtung rudert und daß zweitens der Bedarf an seitlichem Raum (Fahrwasserbreite)
ausschließlich durch die größte Breite des eigentlichen Bootskörpers bedingt wird.
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Stand der Es sind zwei Ausführungsarten von Ruderbooten in Technik:
Gebrauch, bei denen die Ruderer "rückwärts" sitzen, d.h. entgegen der Blickrichtung
rudern: a) Boote mit festen Ruderbänken (Duchten), bei denen die Dollen an oder
auf der Bordwand angebracht sind, und b) Boote mit Rollsitzen, bei denen die zum
Drehen des Ruderschaftes um seine Längsachse eingerichteten Dollen auf seitlich
über die Bordwand herausragenden Auslegern befestigt sind.
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Versuche zur Umkehr der Bewegung durch eine Art von Umkehrgetrieben
anstelle der Dollen haben sich offenbar nicht durchsetzen können.
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Kritik des Angesichts der derzeitigen und weiter anwachsen-Standes
der den Verkehrsdichte und der Geschwindigkeiten an-Technik: derer Fahrzeuge auf
den befahrbaren Gewässern ist die Fahrtrichtung des Bootes entgegen der Blickrichtung
des Ruderers ein schwerwiegender Nachteil, auch widerspricht die Rückwärtsbewegung
der menschlichen Natur und hält gewiß sehr viele Menschen von dieser gesundheitlich
besonders wertvollen Betätigung ab. Ein weiterer und ebenso großer Nachteil muß
in dem unverhältnismäßig großen Bedarf an Fahrwasserbreite erblickt werden.
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Die Manövrierfähigkeit herkömmlicher Ruderboote ist weitgehend eingeschränkt
oder sogar ganz aufgehoben, sobald dieser sehr breite seitliche Raum nicht verfügbar
ist, was gerade in schwierigen Verkehrs situationen als gefährlicher Nachteil gelten
muß.
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Der in Fortbewegung umgesetzte Nutzeffekt der Arbeit des Ruderers
ist bei herkömmlichen Ruderbooten durch eine Reihe von Faktoren stark beeinträchtigt,
weil ein Teil dieser Arbeit durch "schädliche", d.h. nicht dem Vortrieb dienende
Bewegungen verbraucht wird; Beispiele: a) Infolge der Kreisbahn-Bewegungen sowohl
der Ruderblätter als auch der Griffe um den Drehpunkt der Dollen ist die Arbeitsrichtung
nur etwa in der Mitte des einzelnen Durchzuges, wenn die Ruderstangen einen annähernd
rechten Winkel zur Längsachse des Bootes bilden, einigermaßen günstig; zu den Endstellungen
hin muß dagegen nicht nur das Wasser von den Ruderblättern in ungünstiger Richtung
verdrängt werden, sondern der Ruderer muß auch in ungünstigen Winkeln zu seiner
natürlichen Zugrichtung ziehen, wobei Hände und Unterarme ohne Nutzen verdreht werden.
Beim Dirigieren der Ruder zum richtigen Eintauchen der Blätter
zur
Einhaltung der richtigen Tauchtiefe während des ganzen Durchzuges und zum richtigen
Herausheben der Blätter wird-besonders bei seitlichem Wellengang- viel Arbeit verbraucht,
die ohne Nutzen für den Vortrieb ist. Beim sportlichen Rudern wird der -besonders
bei Gegenwind erhebliche- Luftwiderstand der Blätter beim Ausschwingen zwar dadurch
verringert, daß durch Drehen des Ruders um seine Längsachse um etwa 900 das Blatt
waagerecht gestellt wird, dafür erschwert aber das Drehen in den Handgelenken und
das Durchziehen in unnatürlicher Handhaltung die Arbeit zusätzlich, wobei noch zu
berücksichtigen ist, daß die Arbeit an waagerecht stehenden Griffen ohnehin schwerer
fällt als an senkrechten oder beliebig einstellbaren.
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Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebs-Vorrichtung
für Boote zu schaffen, die -auch bei sportlich vollwertiger Bewegungsweise mit Rollsitz
und dementsprechender Beinarbeitunter Vermeidung der wesentlichen Nachteile von
Ruderbooten herkömmlicher Bauart das Rudern in Blickrichtung ermöglicht, dabei den
Bedarf an Fahrwasserbreite weitgehend vermindert, den Nutzeffekt der Ruder arbeit
verbessert und zu einer natürlichen Haltung und Bewegung der Hände und Unterarme
beim Rudern führt.
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Lösung: Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die
-annähernd waagerecht und parallel zur Längsachse des Bootes-hin- und hergehenden
Bewegungen der Hände des Ruderers durch bekannte Maschinenelemente wie: Ketten und
Kettenräder (s. Abb. 1 u. 2) oder Schwingholm mit Freilauf (s. Abb. 3 u. 4) oder
Zugband mit Spule, Rückholfeder und Freilauf (s. Abb. 5 u. 6) in rotierende Bewegungen
umgewandelt und über ein Winkelgetriebe
und eine Welle auf einen
Heckpropeller ("Schraube") übertragen werden. Bei Verwendung eines Zugseiles mit
Spule, Rückholfeder und Freilauf kann das Winkelgetriebe entfallen (s. Abb. 7 u.
8).
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Weitere Aus- Bei Booten, die auf extrem flachen Gewässern begestaltung:
nutzt werden sollen, kann anstelle des Heckpropellers ein sog. Lamellenrad, wie
dieses von einigen Tretboot-Typen bekannt ist, eingebaut werden. Zwar ist hierbei
der Wirkungsgrad schlechter als beim Propeller, jedoch fällt das Winkelgetriebe
dann auch bei den drei erstgenannten Ausführungsarten fort.
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Erzielbare Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile be-Vorteile:
stehen darin, daß a) der Ruderer mit dem Blick in Fahrtrichtung sitzt und somit
die Verkehrssituation jederzeit überblickt, ohne sich umwenden zu müssen, b) der
bei Ruderbooten herkömmlicher Bauart -besonders bei Sportbooten mit Auslegerdollengroße
seitliche Raumbedarf für die Ruder (Riemen, Skulls) entfällt, so daß auch enge Fahrwasserstellen
mit Vortrieb und voller Manövrierfähigkeit durchfahren werden können, c) bisher
für den Ruder sport wegen zu geringer Breite oder wegen zu starken Gegenverkehrs
(u.a. Berufsschiffahrt) ungeeignete Gewässer befahren werden und auch alle Manöver,
z.B.
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in Schleusen, unabhängig von der seitlich verfügbaren Wasserfläche
ausgeführt werden können, d) die Arbeitsbewegungen der Hände geradlinig verlaufen,
so daß keine den Nutzeffekt vermindernden Kreisbogenbewegungen ausgeführt werden
müssen, sondern während der ganzen Durchzugslänge annähernd die gleiche Zugkraft
ausgeübt
werden kann, e) keine zusätzliche, nicht dem Vortrieb dienende Arbeit aufgewendet
werden muß, wie z.B.
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für die Einhaltung der richtigen Höhe oder Tiefe der Ruderblätter
-insbesondere bei seitlichem Wellengang-, für die seitliche Wasserbewegung am Anfang
und am Ende eines jeden Durchzuges, für die überwindung des zusätzlichen Luftwiderstandes
beim Zurückschwingen der Ruderblätter bzw. für das Drehen der Blätter um 900 vor
und nach jedem Durchzug, f) für das Rudern auf stärker bewegten Gewässern (Haffs,
großen Seen, Strommündungen) die Bord,-wände fest oder flexibel wasserdicht erhöht
werden können, da keine Durchlässe für Bewegungsorgane benötigt werden, und daß
g) bei den Ausführungsbeispielen gem. Abb. 1 bis 6 durch Einbau einer Kettenschaltung
der von Renn- und Sportfahrrädern bekannten Art das Übersetzungsverhältnis zwischen
Durchzugslänge und Umdrehungen des Propellers der Zugkraft des jeweiligen Ruderers
angepaßt werden kann.
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Beschreibung In den Abbildungen sind vier Ausführungsbeider Ausfüh-
spiele dargestellt, die im Folgenden beschrierungs-Bei- ben werden. Zu Abb. 1 und
2: An oder auf den spiele: Bordwänden befestigte Halterungen (n i c h t eingezeichnet)
tragen zwei Achsstummelpaare (1), die waagerecht und im rechten Winkel zur Längsachse
des Bootes stehen. Auf jedem Achsstummel läuft ein Kettenrad der aus dem Fahrradbau
bekannten Art (2); über je ein vorderes und ein hinteres Kettenrad läuft die entsprechende
endlose Kette, im Folgenden als "Zugkette" bezeichnet (3). Jedes der beiden hinteren
Kettenräder ist mit je einem weiteren
Kettenrad (4), das auf dem
selben Achsstummel läuft, starr gekuppelt. Jedes dieser letztgenannten Kettenräder
ist durch je eine weitere endlose Kette (5) mit je einem Kettenrad verbunden, das
fest auf je einem Ende der tiefer im Boot gelagerten Welle (6) sitzt. Diese waagerecht
im rechten Winkel zur Längsachse des Bootes eingebaute Welle synchronisiert zwangsläufig
die Zugketten (3), sie überträgt aber auch über ein drittes, fest auf der Welle
angebrachtes Kettenrad (7) und die entsprechende endlose Kette die Arbeit auf das
Winkelgetriebe (8), von dessen wegtreibendem hinteren Wellenstummel die Welle des
Heckpropellers (9) angetrieben wird.
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Die Zugketten sind durch eine Querstange (10) -im Folgenden als "Zugholm"
bezeichnet- so miteinander verbunden, daß die Enden des Zugholms an zwei einander
genau gegenüberliegenden Kettengliedern befestigt sind. Der Zugholm trägt an zwei
Stielen die Zuggriffe (11) für die Hände des Ruderers. Die mit diesen Zuggriffen
ausgeführten Bewegungen werden so auf den Heckpropeller übertragen, daß ohne Benutzung
eines Umkehrgetriebes auch abgestoppt oder rückwärts gefahren werden kann. Bei dieser
Ausführungsart kann durch Zwischenschaltung eines Freilaufs erreicht werden, daß
-etwa bei Benutzung durch Personen von sehr unterschiedlicher Körperlängedie Länge
des einzelnen Durchzuges beliebig gewählt werden kann; allerdings ist dann auch
der Einbau eines Umkehrgetriebes für das Abstoppen und die Rückwärtsfahrt nicht
zu umgehen.
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Zu Abb. 3 und 4: In der Bootsmitte vor dem Fußbrett ist ein Lager
für die Achse des Schwingholms (19) angebracht; mit dem Schwingholm fest verbunden
ist ein Zahnrad (12), das auf der selben Achse läuft. Im Eingriff mit diesem befindet
sich
ein zweites Zahnrad (13), das über einen Freilauf (14) seine Bewegung an ein Kettenrad
(15) weitergibt. Von diesem wird die Arbeit über eine Übersetzung aus Kettenrädern
und Ketten (16) auf das Winkelgetriebe (8) und von diesem auf die Welle (9) des
Heckpropellers übertragen. Für das Abstoppen und die Rückwärtsfahrt ist die Zwischenschaltung
eines Umkehrgetriebes (17) erforderlich.
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Bewegt der Ruderer über die Zugstange (18), deren vorderes Ende gelenkig
mit dem oberen Ende des Schwingholms (19) verbunden ist und deren hinteres Ende
an einem Querbalken die Zuggriffe trägt, den Schwingholm nach vorn, so tritt der
Freilauf in Funktion, beim Durchzug hingegen wird die Propellerwelle (9) angetrieben.
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Diese Ausführungsart erlaubt die Betätigung des Steuerruders mit den
Händen ohne Unterbrechung der Ruderarbeit, wenn die Verbindung zwischen Zugstange
(18) und Schwingholm als Kreuzgelenk ausgebildet wird; eine Drehung der Zugstange
um ihre Längsachse durch Heben des einen und Senken des anderen Zuggriffs kann dann
über bekannte Vorrichtungen wie Gestänge, Bowdenzüge, Seile usw.
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auf die Ruderpinne übertragen werden.
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Zu Abb. 5 und 6: Drei Führungsrollen (21, 22, 23) für ein Zugband
sind in der Bootsmitte so eingebaut, daß die oberste Rolle in der für die Hände
des Ruderers günstigsten Höhe liegt, während die beiden anderen das Zugband (25)
unter dem Fußbrett hindurch zu der unter dem Rollsitz befindlichen Spule mit Rückholfeder
und Freilauf (24) führen. Am oberen Ende des Bandes ist ein Querholm mit Zuggriffen
(20) befestigt. Bewegt der Ruderer die Hände nach vorn, so wird das Band durch die
Rückholfeder auf die Spule aufgerollt, wobei der Freilauf in Funktion tritt; zieht
hingegen
der Ruderer das Band nach hinten durch, so gibt die Spule
die Arbeit über die Kettenübersetzung (26) an das Winkelgetriebe (8) weiter, durch
das die Propellerwelle (9) angetrieben wird. Zum Abstoppen und Rückwärtsfahren ist
bei dieser Ausführung ein Umkehrgetriebe (17) erforderlich.
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Zu Abb. 7 und 8: An die Stelle des Zugbandes in der Ausführung nach
Abb. 5 und 6 tritt hier ein-Zugseil (31), das über die schräg und teilweise gelenkig
gelagerten Führungsrollen (27, 28) und über die waagerechte Rolle (29) auf die mit
Rückholfeder und Freilauf versehene Spule (30) läuft. Die Funktion entspricht der
zu Abb. ß und 6 beschriebenen, jedoch kann hier das Winkelgetriebe entfallen, weil
die Achse der Spule in der Verlängerung der Propellerwelle (9) verlaufen kann. Auf
ein Umkehrgetriebe (17) kann jedoch auch hier nicht verzichtet werden.
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Anmerkung betr. Lenkung: Soweit nicht eine Betätigung des Steuerruders
mit den Händen ohne Unterbrechung der Rudertätigkeit mit vertretbarem Konstruktionsaufwand
(wie bei Abb. 3 und 4) erreicht werden kann, ist eine Fußsteuerung in der von Sportflugzeugen
und Paddelbooten her bekannten Ausführung vorzusehen.