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Abströmkanal für den Wasserstrahl-Reaktions-
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antrieb eines Wasserfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf einen
Abströmkanal für den Wasserstrahl-Reaktionsantrieb eines Wasserfahrzeuges mit einer
Kreiselpumpe zur Beschleunigung des am Bootsboden anzusaugenden und am Heck auszustoßenden
Wassers und mit einer um eine senkrechte Achse schwenkbaren Steuerdüse zur Beeinflussung
des auszustoßenden Wasserstrahles für die Kurvenfahrt.
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Aus der DU-OS 2 233 971 ist ein solcher Abströmkanal bekannt, der
ein kegelmantelförmiges und ein zylindermantelförmiges Teil aufweist, um den ringförmigen
Wasserkanal der Kreiselpumpe auf den kleineren durch zwei Platten begrenzten Querschnitt
der Steuerdüse zu überführen. Dem zylindermantelförmigen Teil des Abströmkanals
ist die horizontal schwenkbare Steuerdüse nachgeordnet, deren Abmaße kleiner als
der äußere Durchmesser des Abströmkanals ist und die mit einem kugelschalenförmigen
Ansatz den zylindermantelförmigen Teil des Abströmkanals umfasst. Auf
der
Außenmantelfläche des zylindermantelförmigeni5teZl-s -sind unterschiedlich hohe
Dichtrippen angeordnet, um Druck- oder Strömungsverluste zwischen der schwenkbaren
Steuerdüse und der Austrittsöffnung des Abströmkanals zu vermeiden. Der Steuerdüse
ist schließlich eine um eine vertikale Achse schwenkbare sogenannte Wendeklappe
zugeordnet, um den aus der Steuerdüse austretenden Wasserstrahl für die Rückwärtsfahrt
des Bootes umlenken zu können.
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Eine solche Anordnung baut relativ lang, da die einzelnen Bauteile
wie Abströmkanal, Düse, Steuereinheit und Umlenkeinheit nacheinander angeordnet
sind. Dies verursacht wegen der großen benetzten Oberfläche und infolge der plötzlichen
Querschnittserweiterungen zwischen Abströmkanal und Steuerdüse sowie zwischen Steuerdüse
und Wendeklappe entsprechende Wirbelbildungen und damit erhebliche Strömungsverluste.
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Der Erfindung liegtdie Aufgabe zugrunde, einen Abströmkanal für einen
Wasserstrahl-Re aktions antrieb für Boote zu schaffen, der leichter und kürzer als
bisher und mit einer kontinuierlichen Querschnittsveränderung in der Beschleunigungszone
ausgebildet ist, und der es ermöglicht, dem Wasserstrahl bereits vor dem Eintritt
in die Steuerdüse die gewünschte Strömungsrichtung zu erteilen.
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Ausgehend von einem Abströmkanal der eingangs genannten Art ist diese
Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß er als schwenkbare Eugelschale ausgebildet
ist, deren Schwenkachse im Bereich der Nabe der Kreiselpumpe liegt, wobei sowohl
der Ubergang vom ringförmigen Pumpenquerschnitt in den kreisförmigen Querschnitt
der Steuerdüse als auch die für die Beschleunigung der Strömung erforderliche-Querschnittsverminderung
durch die Eugelschale und die Nabe erzielt wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Kugelschale
aus teleskopartig gegeneinander verschiebbar gelagerten Kugelschalenabschnitten,
von denen der Kugelschalenabschnitt mit dem größten Durchmesser mit dem Pumpengehäuse
und der mit dem kleinsten Durchmesser mit der Steuerdüse fest verbunden ist.
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Um möglichst kleine Totzonen und kleine Dichtflächen im Abströmkanal
zu haben ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der freibewegliche Abströmkanal
durch je eine an einander gegenüberliegenden Außenseiten der Kugelschale angeordnete
Kulissen begrenzt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein derartig ausgebildeter Abströmkanal ermöglicht eine extrem kurze
Bauweise ohne plötzliche Querschnittsänderungen für den Wasserstrahl in der Beschleunigungszone
bei kleinstem Raumbedarf. Dementsprechend gering ist auch sein Strömungswiderstand
und sein Gewicht. Die teleskopartig ineinandergreifenden Kugelschalen sind leicht
abzudichten und gut beweglich und geben der Wasserströmung entsprechend ihrer Einstellung
die jeweils gewünschte Strömungsrichtung. Zusammen mit der unmittelbar befestigten
Steuerdüse ergibt dies eine einfache aber wirkungsvolle Steuereinheit, mit der sowohl
die Vorwärts- als auch die Rückwärtsfahrt des Bootes feinfühlig steuerbar ist. Schließlich
bedarf ein solcher Abströmkanal wenig Wartung und Pflege und ist infolge der überaus
einfachen Raumform leicht herstellbar.
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Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsb eispiele s beschrieben.
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Es zeigen Figur 1 eine Parallelprojektion einer Steuereinheit für
einen Wasserstrahl-Re aktions antrieb mit einem Abströmkanal gemäß der Erfindung,
Figur 2 einen Querschnitt durch den Abströmkanal in nicht ausgeschwenkter Stellung,
Figur 3 einen Querschnitt durch den Abströmkanal gemäß Figur 2 in der ausgeschwenkten
Stellung und Figur 4 in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit des Abströmkanals
gemäß Figur 2.
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Einer hier nur teilweise dargestellten motorgetriebenen Kreiselpumpe
mit einem Stator 54 und einem Rotor 55 zum Ansaugen und Beschleunigen von Wasser
für einen Wasserstrahl-Reaktionsantrieb eines nicht dargestellten Bootes ist ein
Abströmkanal zugeordnet, der, wie Figur 2 zeigt, eine bewegliche aus einzelnen Kugelschalenabschnitten
101, 102 und 103 bestehende Kugelschale 10 ist.
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Der Kugelschalenabschnitt 103 ist mit einer stromab sich kegelförmig
verjüngenden Wasseraustrittsöffnung 15 fest verbunden, die Teil einer in Figur 1
dargestellten Steuervorrichtung S ist. Die Steuervorrichtung besteht aus einem
kastenförmigen
Gehäuse 1, in dem zwei Steuerklappen 11 und 12 um Drehzapfen 13 und 14 gegensinnig
schwenkbar gelagert sind. Mit Hilfe dieser Steuerklappen kann die Wasseraustrittsöffnung
15 ganz oder teilweise verschlossen und der austretende Wasserstrahl für die Rückwärtsfahrt
umgelenkt werden. Hierzu sind die Steuerklappen als Zylindermantelabschnitte ausgebildet,
die von sektorförmigen Wangen 16 gehalten werden. Das Gehäuse 1 weist ferner zwei
Traversen 20 und 21 auf, an denen Lageraugen 22 und 23 vorgesehen sind, mittels
denen das Gehäuse über Lagerschrauben 35 am Gehäuse 24 der Pumpe um eine senkrechte
Achse schwenkbar gelagert ist. An den Drehzapfen 13 und 14 sind Hebel 25 und 26
angelenkt, an denen Federn 27 und 28 angreifen, welche das Bestreben haben, die
Steuerklappen in der LangsamSahrt-Stellung zu halten. Über an den ibeln angreifenden
Bowdenzüge 29 und 30 können die Steuerklappen in jede gewünschte Zwischenstellung
überführt und gehalten werden.
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Der Kugelschalenabschnitt 101 ist mit dem bereits erwshnten Pumpengehäuse
24 fest verbunden. Zwischen den genannten Kugelschalenabschnitten 101 und 103 ist
der Kugelschalensbschnitt 102 angeordnet, der über je eine Schraube 40 mit je einer
Kulisse 41 und 46 fest verbunden ist, die in Bezug auf Figur 2 einander gegenüberliegend
oben und unten angeordnet sind. Über Stift-Schlitzverbindungen 42, 43 bzw. 44, 45,
ist åede Kulisse mit dem äußeren und dem inneren Eugelschalenabschnitt 101 und 102
verbunden. Über die Kulissen 41 und 46 wird daher der mittlere Kugelschalenabschnitt
102 bei einer Bewegung des mit der Wasseraustrittsöffnung 15 fest verbundenen Kugelschalenabschnittes
103, also beim Schwenken der Steuervorrichtung S mitgenommen. Bei der in Figur 2
dargestellten Geradeaus-Stellung der Steuervorrichtung S sind die einzelnen Kugelschalenabschnitt
der Eugelschale 10 nach Art eines Teleskops in ihrer teilweise
eingefahrenen
Stellung. Wird nun die Steuereinheit, wie in Figur 3 dargestellt, um die Lagerzapfen
35, beispielsweise nach rechts verschwenkt, so schieben sich die Eugelschalenabschnitte
auf der rechten Seite vollständig ineinander, während sie auf der linken Seite vollständig
auseinandergezogen sind.
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Beim Schwenken der Steuervorrichtung S in die entgegengesetzte Richtung
nehmen die Kugelschalenabschnitte 101 bis 103 die entsprechenden Zwischen- und Endstellungen
nach der anderen Schwenkseite ein.
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Die Kugelschalenabschnitte 102 und 103 weisen an ihrer Außenmantelfläche
Vorsprünge 48 und 49 auf., die jeweils mit einer Nut 50 zur Aufnahme von Dichtringen
51 versehen sind. Der Kugelschalenabschnitt 103 weist darüberhinaus eine weitere
Nut 52 zur Aufnahme eines weiteren Dichtringes 51 auf. Die Kugelschalenabschnitte
sind daher in jeder Stellung gegenüber der äußeren Atmosphäre abgedichtet.
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Der durch die Kugelschalenabschnitte gebildete Abströmkanal der Pumpe
kann also bereits eine den beschleunigten Wasserstrahl umlenkende Raumform einnehmen,
so daß die nachgeschaltete Wasseraustrittsöffnung 15 für die Kurvenfahrt keine wesentliche
strahlbeeinflussende Funktion mehr ausübt. Da der Drehpunkt, nämlich die Lagerzapfen
35, im Bereich der Nabe der Pumpe, also des dem Rotor 55 nachgeschalteten Stator
54 liegt, weist die eine Beschleunigungsstrecke zwischen Pumpe und Düse bildende
Anordnung eine außerordentlich kurze und gewichtsparende Baulänge ohne Totzonen
auf, so daß sich ein außerordentlich guter Wirkungsgrad für die Strahlumlenkung
ergibt.
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-Patentansprüche-