DE2757454C3 - Wasserstrahlantrieb zum Antrieb und Steuern von insbesondere flachgehenden Wasserfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserstrahlantriebsvorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art.

Schiffe für flache Gewässer haben geringen Tiefgang und reagieren daher empfindlich auf Gewichts- und Verdrängungsveränderungen, insbesondere wenn zur Wasserführung der Antriebseinrichtung Kanäle oder Tunnel im Schiffskörper vorgesehen sind. Darüber hinaus sind solche Schiffe durch Grundberührung sehr gefährdet; sie sollen überdies seh·· manövrierfähig sein.

Eine Antriebseinrichtung für derartige Wasserfahrzeuge sollte daher gleichzeitig folgende Aufgaben erfüllen. Die Antriebseinrichtung muß insbesondere gegen Grundberührung geschützt eingebaut und wegen den häufig zu befahrenden engen Gewässern für kleine wendige Fahrzeuge geeignet sein. Sie muß also einen kleinen Raum einnehmen und geringes Gewicht haben. Wegen den zu befahrenden flachen Gewässern muß der Antrieb bei kleinstem Tiefgang selbstansaugend arbeiten und unempfindlich sein bei geringer Wassertiefe und Bodenfreiheit des Schiffes, insbesondere unempfindlich gegen Einströmen von Sand, Steinen, Eis und anderen Verunreinigungen. Die geforderte gute Manöverierfähigkeit wird am besten mit einem stufenlos rundum steuerbaren Schubstrahl gelöst.

Es ist bereits eine Wasserstrahlantriebsvorrichtung der eingangs genannten Art aus der FR-PS 58 362, Zusatz zu FR-PS 9 47 967 bekannt, bei der die Rotationsachse der Pumpe und die Schwenkachse des Krümmers außermittig angeordnet sind. Die Pumpe ist dabei aber außerhalb des Krümmers gelagert und die Strahlrichtung wird mit Klappen gesteuert.

Bei anderen bekannten Antriebsvorrichtungen ist die Pumpe im Krümmer mit koaxialen Achsen angeordnet. Diese Vorrichtungen kommen aber nicht der Forderung nach kleinem umbauten Raum, kleinem Gewicht und gutem Wirkungsgrad in optimaler Weise nach (siehe DE-AS 23 15 447).

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wasserstrahlantriebseinrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß sie ein kleines Gewicht, geringen Raumbedarf und einen guten Wirkungsgrad hat

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Wasserstrahlantriebsvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs genannten Merkmale aufweist.

Unter einer Pumpe wird dabei eine Propeller- oder

ίο Radialpumpe in axialer, halbaxialer oder radialer Bauweise verstanden. Unter Krümmer wird jede Vorrichtung verstanden, die einen Wasserstrahl aus einer Richtung in eine andere umlenkt, so z. B. auch ein Spiralgehäuse, das einen zur Pumpe axialen Strom in einen radialen Strom umlenkt.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet. Für schwere und robuüe Antriebsvorrichtungen kann eine Bauweise mit den Merkmalen des Anspruchs 2 günstig sein. Im Hinblick auf die erfindungsgemäß geneigte Pumpenachse kann eine Ausgestaltung nach den Merkmalen des Anspruchs 3 vorteilhaft sein.

Eine besonders leichte und daher vorteilhafte Bauweise ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs

Die Erfindung ist anhand der F i g. 1 und 2 erläutert.
F i g. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Strahlantriebseinrichtung nach der Erfindung mit einer Propellerpumpe;

ι» Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Kreiselpumpe.

In dem Schiffskörper 1 eines flachgehenden Wasserfahrzeugs ist ein Krümmer 2 um eine vertikale Schwenkachse 3 schwenkbar gelagert. Der Krümmer

ü besteht aus einem Ansaugrohr 31, das in ein Ausstoßrohr 6 übergeht. Das Ausstoßrohr kann als Düse ausgebildet sein. Zwischen Ansaug- und Ausstoßrohr ist eine Propellerpumpe 33 angeordnet, die am unteren Ende einer Propellerwelle 30 befestigt ist. Die Propellerwelle 30 und das Ansaugrohr 31 sind in die Ansaugrichtung und zur Schwenkachse 3 geneigt. Die Ansaugüffnung 9 des Ansaugrohrs kann noch zusätzlich in die Anströmrichtung gebogen sein. Das Ausstoßrohr ist schräg nach unten gerichtet, wodurch eine Antriebskomponente für das Schiff entsteht. Durch diese Anordnung ergibt sich ein kleiner umbauter Raum und ein geringerer Strömungswiderstand. Ferner entsteht durch den Sog des Propellers eine Antriebskomponente in Ansaugrichtung. Das Gehäuse 10 des Krümmers 2

■-,« ragt nicht unter den Schiffsboden 4 oder den Kiel heraus. Der Propeller der Propellerpumpe ist dicht über der Ansaugöffnung angeordnet. Die Ansaugöffnung kann durch ein nicht gezeichnetes Gitter abgedeckt sein, um den Eintritt von störenden Körpern zu verhindern.

γ, Das Gehäuse 10 des Krümmers 2 kann ganz oder teilweise aus schäumbaren Kunststoff bestehen, wodurch ein dichtes und sehr leichtes Gehäuse erzielt wird. Die Lagerung des Gehäuses ist schematisch mit einem Lager 11 angedeutet. Mit 12 ist eine Dichtung

Mi schematisch angedeutet, die mit einer zweiten Lagerung kombiniert sein kann.

Die Schwenkbewegung des Krümmers 2 bzw. seines Gehäuses 10 wird von einem Steuermotor 13 aus über ein Zahnrad- oder Schneckengetriebe oder ein sonstiges geeignetes Getriebe 14 angetrieben. Die Propellerpumpe 31 wird von einem Antriebsmotor 16 angetrieben, der im Schiffskörper gelagert ist. Vom Antriebsmotor aus wirkt der Antrieb gegebenenfalls über eine

Kupplung 17, eine Gelenkwelle 18, ein Kegelritzel 19 auf ein Kegelrad 20, das auf einer Übertragungswelle 21 sitzt, die in der Schwenkachse 3 des Krümmers 2 im Schiffskörper drehbar gelagert ist. Die Propellerwelle 30 ist mit der Übertragungswelle 21 mittels eines Kugelgelenks 32 oder eines Kegelradgetriebes oder einer Gelenkwelle oder einem anderen geeigneten Element gekuppelt Das Drehmoment kann auch dadurch übertragen werden, daß der Antriebsmotor 16 eine Pumpe oder Stromerzeuger antreibt und an der Propellerwelle 30 ein dazugehöriger hydraulischer oder elektrischer Motor angeordnet ist Dadurch kann sich eine sehr vorteilhafte Möglichkeit zur Verteilung des Motors und einer oder mehrerer Strahlantriebsvorrichtungen im Schiff ergeben.

Durch die Schräglage der Propellerwelle 30 wird die Rückwirkung des Propellerdrehmomentes auf den Steuerantrieb gemildert.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Propellerpumpe durch eine Kreiselpumpe 40 ersetzt ist, die mit geneigter Pumpenwelle 41 in dem Krümmer 2 so eingebaut ist, daß die Kreiselpumpe exzentrisch zur Schwenkachse liegt. Die Kreiselpumpe wird von dem Antriebsmotor 16 aus über die oben genannten Getriebeelemente und über eine zweite Gelenkwelle 42 angetrieben, die auch abweichend von F i g. 2 etwas im Sinne der Propellerwelle geneigt sein kann, um die Kn'ckwinkel der Kardangelenke oder Gleichlaufgelenke gleichmäßig zu verteilen. Die Ansaugöffnung 9 des Ansaugrohrs kann mit Leitschaufeln 43 oddgL versehen sein, um die Wasserführung zu erleichtern. Das Wasser wird von der Kreiselpumpe axial angesaugt und

lu in ein Spiralgehäuse 44 gefördert, das in das Ausstoßrohr 6 mündet. Das Ausstoßrohr ist wie in den vorherigen Beispielen so geneigt angeordnet daß sich für das Schiff eine Vortriebskomponenie ergibt. Auch ist das Ansaugrohr 5 so geneigt und gegebenenfalls gekrümmt, daß der Sog eine Vortriebskomponente für das Schiff ergibt. Bei allen beschriebenen Ausführungsformen ist das Gehäuse 10 des Krümmers so gestaltet und im Schiff eingebaut, daß es sich genau dem Ausschnitt des Schiffes anpaßt und mit dem Schiffsboden abschneidet. Dadurch wird der Widerstand und der Auftriebsverlust des Wasserfahrzeugs zu einem Minimum reduziert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wasserstrahlantriebseinrichtung zum Antrieb und Steuern von insbesondere flachgehenden Wasserfahrzeugen mit einer innerhalb des Schiffskörpers angeordneten Pumpe, die in einem um eine im wesentlichen vertikale Achse schwenkbaren Krümmer gelagert ist und das von ihr geförderte Wasser am Schiffsboden ansaugt und schräg nach unten ausstößt, wobei die Ansaug- und die Ausströmöffnung nicht unter den Boden oder den Kiel des Wasserfahrzeugs herausragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (30', 4Γ) der Pumpe (33,40) geneigt zur Schwenkachse (3) des Krümmers (2) angeordnet ist.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Pumpe antreibende Motor (16) im Schiffskörper gelagert ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der die Pumpe antreibende Motor am schwenkbaren Krümmer gelagert ist.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmer in einem ausgeschäumten Kunststoffgehäuse angeordnet ist.