DE2620770C3

DE2620770C3 - Berührungsschutz für die von einem Motor angetriebene Schraube eines Boots

Info

Publication number: DE2620770C3
Application number: DE2620770A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: John 8228 Freilassing GmbH
Current assignee: John 8228 Freilassing GmbH
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1979-06-21
Also published as: JPS52137893A; FR2351004B1; IT1082812B; US4106425A; DE2620770B2; DE2620770A1; FR2351004A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Berührungsschutz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (US-Patentschrift 2473603) wird die innerhalb des

jo Durchströmungsgehäuses angeordnete Schraube vor einer Berührung mit Steinen u. dgl. geschützt. Bei der bekannten Anordnung sind vier ungleichmäßig über den Umfang verteilte Speichen als Verbindungsmittel zwischen dem Durchströmungsgehäuse und dem tor-

J5 pedoförmigen Gehäuse vorhanden. Der Abstand dieser Speichen untereinander in Umfangsrichtung einerseits und in axialer Richtung von der Schraube andererseits kann einen Zugriff vom Ende des Durchströmungsgehäuses zur Schraube nicht verhindern.

Am anderen Ende besitzt das bekannte Durchströmungsgehäuse eine Verengung in Form einer Venturidüse. Das Durchströmungsgehäuse ist zwischen dieser Verengung und seinem anderen Ende im wesentlichen glockenförmig ohne einen ausgesprochen zylindrischen Abschnitt ausgebildet. Die Verhinderung des Zugriffs der Schraube durch das verengte Ende dieses Durchströmungsgehäuses wäre nur bei einem solchen Durchmesser dieser Verengung möglich, der den Wirkungsgrad der bekannten Anordnung erheblich herabsetzen würde. Das bedeutet, daß die bekannte Anordnung zwar die Schraube zu schützen veimag, jedoch von keiner Seite des Durchströmungsgehäuses einen zuverlässigen Schutz vor einer Berührung der Schraube etwa durch eine Kinderhand od. dgl. bietet.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 269000 ist ein Schraubenantrieb für Boote bekannt, bei dem die Schraube von einem Düsenring umgeben ist. Dieser Düsenring bietet von keiner seiner beiden Seiten einen Berührungsschutz.

Aus der US-Patentschrift 2983246 ist ein Berührungsschutz für die von einem Motor angetriebene Schraube eines Bootes bekannt, Der Berührungsschutz besteht aus einem die Schraube ringförmig um-

gebenden Streifen, welcher drei Rippen trägt, die die Schraube in der Art eines Käfigs umschließen. Dieser bekannte Berührungsschutz mag zwar die Berührung der Schraube mit einem großflächigen Gegenstand

verhindern, er kann aber nicht ausschließen, daß beispielsweise spielende Kinder durch den Käfig in den Bereich der Schraube hineingreifen. In diesem Fall wirkt sich der unmittelbar an die Schraube angrenzende Käfig sogar nachteilig aus, da die Schraube in Verbindung mit den feststehenden Rippen des Käfigs einen Messer- oder Schereffekt ausübt.

Es gibt Boote, die sich in Gewässern bewegen, in denen gebadet wird, so daß bei einer frei zugänglichen Schraube ihres Antriebsmotors die Gefahr einer Verletzung besteht, wenn eine badende Person absichtlich oder unabsichtlich mit der umlaufenden Schraube in Berührung kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Berührungsschutz der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß die Schraube nach allen Seiten gegenüber winer Berührung, auch einer gewollten Berührung etwa seitens spielender Kinder, zuverlässig abgeschirmt ist, ohne daß dadurch der Wirkungsgrad des Antriebs wesentlich beeinträchtigt würde.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß d-.irch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Soweit bei dem voranstehend erörterten Stand der Technik Speichen vorhanden sind, dienen sie ausschließlich für die Halterung des die Schraube lagernden torpedoförmigen Gehäuses innerhalb eines Durchströmungsgehäuses bzw. eines Düsenrings. Im Gegensatz dazu dienen die Speichen bei der Erfindung ausschließlich dem Berührungsschutz und stehen mit dem torpedoförmigen Gehäuse in keinerlei Verbindung. Dabei sind so viele Speichen vorgesehen, daß auch Kinderhände nicht zwischen den Speichen hindurch zur Schraube greifen können. Auf der anderen Seite des Durchströmungsgehäuses wird der Berührungsschutz erfindungsgemäß durch den Ringkanal zwischen dem torpedoförmigen Gehäuse und dem umgebenden Durchströmungsgehäuse dadurch erzielt, daß die Weite und die Länge des Ringkanals so aufeinander abgestimmt sind, daß ein Durchgreifen unmöglich wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß einerseits die Schraube nach allen Seiten gegen eine Berührung durch eine badende Person abgedeckt ist, während andererseits der Wirkungsgrad der Schraube nicht wesentlich beeinträchtigt wird Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für alle denkbaren Motorarten zum Antrieb der Schraube. Es kann sich sowohl um Außenbordmotoren als auch um Innenbordmotoren handeln, und es können Motoren sein, bei denen die Schraube nicht koaxial zur Motorwelle liegt, sondern über ein Umlenkgetriebe, z. B. im torpedoförmigen Gehäuse mit dem Motor verbunden ist.

Da die Speichen keinerlei Tragfunktion haben, können sie ausschließlich hinsichtlich ihrer Schutzfunktion und zusätzlich unter strömungsmechanischen Aspekten auspehildet werden. Dabei sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, daß sich die sternförmig radial angeordneten Speichen in Form von Speichenplatten in axialer Richtung vom Hinterende des Durehstfömungsgehäuses ausgehend durch einen Teil von dessen hinterem Zylinderabschnitt erstrecken und auf ihrer der Schraube zugewandten Seite entgegen der Umlaufrichtung der Schraube aus ihrer jeweiligen Radialebene herausgekrümmt sind, Die so ausgebildeten Speichenplatten bewirken in besonderer Weise eine Beruhigung der Strömung in axialer Richtung, was sich für den Schub und damit den Wirkungsgrad als günstig erwiesen hat.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das Durdiströmungsgehäuse so gestaltet, daß keine wesentlichen Änderungen des Durchflußquerschnitts auftreten. Auch dies trägt dazu bei, trotz vollständi-• gern Berührungsschutz eine bestimmte Antriebsleistung des Motors in einen möglichst großen Schub umzuwandeln.

Die Unteransprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispie! erläutert. Es zeigt Fig. 1 schematisch die Montage eines batteriebetriebenen, mit dem erfindungsgemäßen Berührungsschutz versehenen Außenbordmotors an einem Schlauchboot,

Fig. 2 eine maßstäbliche Seitenansicht des mit einem torpedoförmigen Gehäuse versehenen Motors, Fig. 3 eine maßstäbliche Seitenansicht des erfindungsgemäßen DurchströmungsgehüMses, das im Bereich des hinteren Zylinderabschnitis zum Teil aufgebrochen ist, wobei die Lage des Moiors und der Schraube in montiertem Zustand gestrichelt angedeutet sind,

Fig. 4 eine maßstäbliche Ansicht des mit dem erfindungsgemäßen Durchströmungsgehäuse versehenen Außenbordmotors von hinten, und

Fig. 5 schematisch eine Versuchsanordnung, mit der der Wirkungsgrad des Außenbordmotors einrial mit und einmal ohne Durchströmungsgehäuse verglichen wurde.

Fig. 1 zeigt schematisch die Verwendung des erfindungsgemäßen Berührungsschutzes in Form des Durchströmungsgehäuses 1 auf einen elektrisch betriebenen Außenbordmotor 2 mit einem torpedoförmigen Gehäuse, der mittels einer Aufhängestange 3 an einer üblichen Motorhalterung 4 eines Schlauchboots 5 befestigt ist. Im Hinterende des Durchströmungsgehäuses 1 sind sternförmig, in radialen Ebenen liegende Speichenplatten 6 angeordnet, die eine Berührung mit der etwa in der Mitte des Durchströmungsgehäuses 1 liegenden Schraube des Motors 2 verhindern.

Die äußere Form des Motors 2 ist im einzelnen aus Fig. 2 erkennbar. Danach besitzt der Motor ein torpedoförmiges Gehäuse 7, mit in Strömungsrichtung gesehen einem Vorderteil Ta, das sich nach vorn verjüngt, einem Mittelteil Tb, im wesentlichen konstanten Durchmessers, und einem Hinterteil Tc, das sich nach hinten verjüngt. Das Vorderteil Ta besitzt die

so axiale Länge /,, das Mittelteil die axiale Länge I₂ und das Hinterteil die axiale Länge l_}. Aus einem zylindrischen Bund 8 am Hinterteil Tc des Motorgehäuses tri't d·^ Welle 9 aus, die die Schraube 10 trägt. Um den Antriebsteil des Motors in sein Gehäuse 7 einsetzen zu können, ist dieses längs der Trennlinie zwischen dem Mittelteil und dem Hinterteil in zwei Stücke unterteilt, die mittels nicht dargestellter Schrauben in Verstärkungsrippen H verbindbar sind. Über einen zylindrischen Bund 12 ist die Aufhängestange 3 mit

so dem Motorgehäuse 7 verbunden. Eine Fahne 13 am Motorgehäuse 7 kann der Befestigung des Dürchströmungsgehäuses 1 am Motor 2 dienen,

Anhand von Fig. 3 wird nun das erfindungsgemäße Strömungsgehäuse 1 erläutert. Das in Strömungsrich-

tung (in der Zeichnung von links nach rechts) vorn liegende Vorderende des Durchströmungsgehäuses 1 besitzt einen Durchmesser d_r An das Vorderende schließt sich ein Trompetenabschnitt la an, der sich

zu einem vorderen zylindrischen Abschnitt Ib wie eine Trompetenöffnung verjüngt. Der vordere Zylinderabschnitt Ib besitzt einen konstanten Durchmeser dy An den vorderen Zylinderabschnitt Ib schließt sich ein konischer Abschnitt Ic an, der den vorderen Zylinderabschnitt mit einem hinteren Zylinderabschnitt Id verbindet. Der hintere Zylinderabschnitt Id des DürchströrrtUngsgehäuses 1 besitzt den Durchmesser d₄, der kleiner als der Durchmesser d_i das vorderen Zylinderabschnitts Ib ist. Der Trompetenabschnitt la besitzt die axiale Länge /₄, der vordere Zylinderabschnitt 1 b die axiale Länge I₅, der konische Abschnitt Ic die axiale Länge /₆ und der hintere Zylindcrabschnitt \d die axiale Länge I₁. Vom Hinterende des Durchströmungsgehäuses, d. h. von dem in der Zeichnung rechts liegenden Ende erstrecken sich die Speichenplatten 6 sternförmig in radialen Ebenen über eine axiale Länge /„. Vorzugsweise sind die Speichenplatten 6 an ihrer der Schraube 10 zugewandten Seite entgegen der Umlaufrichtung der Schraube aus ihrer radialen Ebene heraus gebogen. Dies ist aus den Fig. 3 und 4 deutlich erkennbar. Ein Einschnitt 14 an einer Stelle der Wand des Durchströmungsgehäuses 1, der zu dessen Vorderseite hin geöffnet ist, ist für die Durchführung der Aufhängestange 3 des Motors 1 vorgesehen.

In Fig. 3 ist die Lage des Außenbordmotors 2 in seiner Schraube 10 gestrichelt angedeutet Man erkennt daraus insbesondere, daß der sich verjüngende Hinterteil des Motorgehäuses innerhalb des konischen Abschnitts Ic des Durchströmungsgehäuses liegt, während das Motorgehäuse im Bereich des vorderen Zylinderabschnitts \b des Durchströmungsgehäuses im wesentlichen auch einen konstanten Durchmesser besitzt. Die Schraube 10 liegt im vorderen Teil des hinteren Zylinderabschnitts \d vor den Speicherplatten 6. Durch entsprechende Anpassung der Durchmesser rfjund rf₄ aneinander und an den Durchmesser d_t des Motorgehäuses ist es möglich zu erreichen, daß der Durchflußquerschnitt im Bereich des vorderen Zylinderabschnitts Ib etwa gleich groß wie der im hinteren Zylinderabschnitt Ii/ ist. Im Hinblick auf die Sicherheils- und Schubfunktion ist es günstig, daß die Schraube 10 etwa in der axialen Mitte des Durchströmungsgehäuses 1 liegt.

Fig. 4 zeigt die Ansicht des im Durchströmungsgehäuse 1 montierten Motors 2 von hinten. Man erkennt aus dieser Darstellung, daß insgesamt sieben Speichenplatten 6 vorhanden sind, die sich entgegen der Strömungsrichtung zunächst in radialen Ebenen befinden, und dann vor der Schraube 10 entgegen deren Umlaufrichtung aus der jeweiligen radialen Ebene herausgebogen sind. Da die Schraube zwei Schraubenblätter aufweist, ist eine ungerade Anzahl von Speichenplatten besonders günstig. Dies bedeutet nämlich, daß immer nur ein Schraubenblatt zur Zeit voll in den Wasserstrom eingreift, während das andere gerade in ihn ein- bzw. aus ihm austritt. Dadurch wird ein sehr ruhiger und lastausgeglichener Lauf des Antriebs erreicht. Eine gerade Anzahl von Speichenplatten würde bei zwei Schraubenblättern nickartige Bewegungen hervorrufen, da immer beide Schraubenblätter synchron in den vollen Wasserstrom ein- bzw. aus ihm austreten würden. Das Durchströmungsgehäuse 1 ist mittels im einzelnen nicht dargestellter Schrauben an der Fahne 13 und an Verbindangsstükken 15, von denen nur eines teilweise gezeigt ist, befestigt. Im übrigen ist die Darstellung in Fi g. 4 aufgrund der Beschreibung der vorangegangenen Figuren aus sich selbst verständlich, so daß keine weiteren Erläuterungen erforderlich sind. Die Versorgungsleitung für den Antriebsteil im Motorgehäuse 7 verläuft entweder durch die Aufhängestange 3 hindurch oder auf andere Weise radial aus dem Motorgehäuse heraus. Bei einer realisierten Ausführungsform der anhand der Fig. 2 bis 4 beschriebenen Erfindung wurden folgende Maße verwendet (alle Maße in Millimetern):

¹C-

80
70
45
20
35
35

d, -

d\-

130

90

175

140

120

Die Längen des Durchströmungsgehäuses sind in erster Linie danach bemessen, daß die Schraube von beiden Rändern des Durchströmungsgehäuses einen Abstand von ca. 80-90 mm hat.

Die Fig. 2 bis 4 sind unter Berücksichtigung dieser Maße maßstäblich gezeichnet, so daß auch andere, Voranstehend nicht genannte, aber aus den Figuren entp^hmbare Maße die bei der realisierten Ausführungsform verwendeten Maße sind.

Die Ausführungsform mit den genannten Maßen wurde mit Hilfe der in Fig. 5 schematisch dargestellten Versuchsanordnung getestet. Es wurde einmal der Motor 2 ohne Durchströmungsgehäuse und das an-

jo dere Mal mit Durchströmungsgehäuse getestet. Die beiden Testergebnisse wurden dann verglichen. In der schematischen Zeichnung von Fig. 5 ist der Versuch für den Motor 2 ohne Durchströmungsgehäuse dargestellt. Der Motor 2 wurde in ein mit Wasser gefülltes Becken mit rechteckigem Umriß gebracht. Die Strömungsrichtung lag dabei parallel zu einer Längsseite des rechteckigen Beckens. Über einen in Fig. 5 bezeichneten »Drehpunkt« war die Aufhängestange 3 des Motors mit Hilfe einer Klemmanordnung 16 an einem ortsfesten Winkel 17 angebracht. Oberhalb des Drehpunktes war die Aufhängestange über eine Federwaage 18 mit einem ortsfesten Punkt 19 verbunden. Der elektrische Motor wurde mit Hilfe einer konstanten Gleichspannung von 12 V betrieben, und es wurde zur Ermittlung der verbrauchten Leistung mit Hilfe eines Amperemeters der Strom gemessen.

Bei dieser Versuchsanordnung stellt die Anzeige

der Federwaage 18 bei laufendem Motor 2 ein Maß für den von der Schraube 10 entwickelten Staub dar.

so Setzt man die Federwaagenanzeige ins Verhältnis zur vom Motor aufgenommenen elektrischen Leistung (Anzeige des Amperemeters multipliziert mit der Spannung von 12 V), so ergibt sich ein Maß für den Wirkungsgrad.

Der Vergleich der beiden Tests, einmal für den Motor 2 allein und zum anderen für den Motor 2 zusammen mit dem Durchströmungsgehäuse 1, ergab, daß der Wirkungsgrad, d. h. der auf die Batterieabgabeleistung bezogene Schub in beiden Fällen gleich war.

Der Absolutwert des Schubes war bei Verwendung des Durchströmungsgehäuses etwas geringer als ohne Durchströmungsgehäuse. Dies bedeutet, daß man mit dem berührungsgeschützten Antriebsaggregat zwar etwas langsamer fährt, aber die gleiche Strecke im Wasser zurücklegen kann.

Die Erfindung wurde an einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines elektrisch betriebenen Außenbordmotors 2 erläutert. Die Erfindung ist je-

doch nicht auf die Anwendung bei diesem Elektromo^ tor beschränkt, sondern eignet sich auch beispiels^ weise für Weiter oben am Boot sitzende Benzin* oder Elektromotoren, wobei nur erforderlich istj daß ein Umlenkgetriebe den dann zunächst radial liegenden Antrieb in den für die Schraube erforderlichen axialen AntrijJfs umwandelt. Ein solches Ümienkgetriebe könnte oeispielsweise in einem Gehäuse untergebracht werden, das dem Gehäuse 7 des Motors 2 ähnlich ist. Schließlich ist die Erfindung auch anwendbar bei Innenbördmotöreiij die eine äri einer langen Welle sitzende außer Bord im Wasser liegende Schraube

aufweisen. Insgesamt eignet sich die Erfindung für alle im Wasser rotierende Antriebsschrauben oder Drehelemente, weiche im Bereich von badenden, schwimmenden oder irgendwie im SVasser beschäftigten

■> Menschen betrieben werden. Mit der Erfindung werden auch Unfälle vermieden, die bislang beim Anwerfen und In- oder Außerbetriebsctzen derartiger Motoren auftreten konnten. Das Gehäuse 7 Und das Durchströmungsgehäuse 1 bestehen vorzugsweise aus

lö Kunststoff; sie können jedoch, je nach Belastungsart und Größe, aus allen Wasser-öder seewasserbestäridigen Materialien hergestellt sein;

Hierzu 3 Blatt Zcichrfungen

Claims

nc nn ( f υ Patentansprüche:

1. Berührungsschutz für die von einem Motor angetriebene Schraube eines Bootes, weiche von einer Welle am Ende eines torpedoförmigen Gehäuses getragen wird, umfassend ein die Schraube und einen Teil des anschließenden torpedoförmigen Gehäuses aufnehmendes Durchströmungsgehäuse, welches an seinem einen Ende radiale Speicher besitzt und zwischen seiner Innenwand und der Außenwand des torpedoförmigen Gehäuses einen Ringkanal bildet, dadurch ge kennzeichne t, daß die Speichen (6) an dem dem Ringkanal entgegengesetzten Ende des Durchströmungsgehäuses (1) angeordnet sind, daß der Abstand zwischen je zwei benachbarten Speichen in Umfangsrichtung ausreichend gering ist, um ein Durchgreifen, von diesem Ende des Durchströmungsgehäuses zur Schraube zu verhindern, und daß die Abmessungen des Ringkanals, so gewählt sind, daß der Ringkanal ein Durchgreifen vom anderen Ende des Durchströmungsgehäuses zur Schraube verhindert.

2. Berührungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durcuströmungsgehäuse (1) in Strömungsrichtung von einem Vorderende ausgehend sich zunächst in einem Trompetenabschnitt (la) trompeteniörmig verjüngt und dann in einen vorderen Zylinderabschnitt (Ib) eines ersten Durchnu-ssers (J₃) übergeht, daß sich an den vorderen Zylinderabsohnitt in konischer Abschnitt (Ic) anschließt vnd den vorderen Zylinderabschnitt mit einem hinteren üylinderabschnitt (l*l^F) verbindet, dessen (zweiter) Durchmesser (dj) kleiner als der erste Durchmesser ist und der bis zum Hinterende des Durchströmungsgehäuses reicht, daß sich ein hinterer verjüngender Teil (7c) der. torpedoförmigen Gehäuses (7) etwa im Bereich des konischen Abschnitts des Durchströmungsgehäuses befindet, während die Schraube in dessen hinteren Zylinderabschnitt reicht, und daß die Speichen (6) im hinteren Zylinderabschnitt des Duirchströmungsgehäuses zwischen der Stelle, an der sich die Schraube befindet und dem Hinterende sternförmig angeordnet sind.

i. Berührungsschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Durchmesser (d₃) und der zweite Durchmesser (J₄) so aufeinander und auf den Durchmesser (α¹,) des Gehäuses (7) abgestimmt sind, daß der Durchflußquerschnitt innerhalb des vorderen Zylinderabschnittes (lh) im wesentlichen gleich groß wie der im hinteren Zylinderabschnitt (Id) ist.

4. Berührungsschutz nach einem der Ansprüchi: 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Speichen (6) in axialer Richtung vom Hinterende des Durchströmungsgehäuses ausgehend durch einen Teil des hinteren Zylinderabschnittes (IcQ erstrecken und auf ihrei: der Schraube (10) zugewandten Seite entgegen der UmlaüfrichtUng der Schraube aus ihrer jeweiligen Radialebene herausgekrümmt sind.

5. Berührungsschutz nach einem der Ansprüche 2 bis A₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Speichen (6) ein nicht-ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Schraubenblätter der Schraube (10) ist.

6. Berührungsschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Speichen (6) bei zwei Schraubenblättern 7 beträgt.

7. Berührungsschutz nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser (J₁) des torpedoförmigen Gehäuses (7) zum ersten Durchmesser (d₃) und dieser zum zweiten Durchmesser (d_A) im V-xhältnis 9:14:12 stehen.

8. Berührungsschutz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d₂) des Durchströmungsgehäuses (1) am Vorderende zum ersten Durchmesser (J₃) im Verhältnis 17,5:14 steht, daß die axialen Längen (I₄, I₅, I₆, I₇) von Trompetenabschnitt (la), vorderem Zylinderabschnitt (Ib), konischem Abschnitt (Ic) und hinterem Zylinderabschnitt (Id) im Verhältnis 2:3,5:3,5:13 stehen und daß die axiale Länge (I₈) der Speichen (6) zu der des hinteren Zylinderabschnitts im Verhältnis 9:13 steht.