DE3009671C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserstrahlantrieb, wie im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben.

Wasserstrahlantriebe dieser Art sind bekannt (DE-OS 27 57 454). Sie dienen zum Antrieb oder zum Antrieb und Steuern von Schif­ fen. Im letzten Fall kann der im Oberbegriff des Hauptanspru­ ches genannte Krümmer um eine im wesentlichen vertikale Achse schwenkbar sein. Die Schwenkachse des Krümmers und die Rota­ tionsachse der Pumpe können dabei koaxial oder exzentrisch zueinander angeordnet sein. Die Pumpenachse kann auch geneigt eingebaut sein (US-PS 30 98 464, DE-OS 27 57 454).

Bei den Antriebsvorrichtungen der genannten und ähnlicher Art legt sich der Wasserstrahl am Schiffsboden hinter dem Krümmer bzw. Pumpe an und reißt dabei große Mengen Wasser aus der Um­ gebung mit. Dieses hat einen Verlust des Schubes und ein Ab­ senken des Bootes zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden, d. h. dafür zu sorgen, daß sich der Strahl besser vom Schiffsboden ablöst und somit keine oder mindestens fast keine schädliche Wirkung ausübt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer Was­ serstrahl-Antriebsvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 aufweist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 2 auszugestal­ ten. Diese Ausbildung der Erfindung hat nämlich den Vorteil, daß bei schwenkbarem Krümmer die Luftzufuhrleistung oder der­ gleichen mit dem Ausstoßrohr umläuft. Dadurch wird vermieden, daß die Luft von der Pumpe oder dergleichen angesaugt werden kann. Insbesondere für den Betrieb in tieferem Wasser kann es zweckmäßig sein, gemäß Anspruch 3 als dem Wasserstrahl zuzufü­ gendes Gas das Abgas eines Motors zu verwenden, weil dann ohne besonderen Mehraufwand das Gas mit einem gewissen Druck dem Wasserstrahl überlagert wird.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt. Der Aus­ stoßwinkel des Wasserstrahles wird eingehalten, dadurch ent­ steht eine geringere Reibung am Schiffskörper; das hat ein Er­ höhen des Schubes zur Folge. Ferner wird erreicht, daß kein Wasser aus der Umgebung mitgerissen wird. Dadurch ergibt sich ein geringeres Absenken des Schiffes und eine kleinere Wellen­ bildung.

Es ist zwar bekannt, bei Wasserstrahl-Antriebsvorrichtungen, die zum Zwecke des Steuerns eines Wasserfahrzeuges schwenkbar sind, dem Wasserstrahl ein Gas in Form von Luft zuzusetzen (US-PS 36 24 737). Dabei liegt jedoch die Vorrichtung nicht im Rumpf des Wasserfahrzeuges, sondern ist an dessen Heck angeordnet. Außer­ dem wird das Wasser bei Normalfahrt horizontal ausgestoßen. Diese Maßnahme soll den Schub des austretenden Wasserstrahles bei lang­ samer Fahrt erhöhen und so auch bei langsamer Fahrt des Wasser­ fahrzeuges vollen Schub gewährleisten. Um das zu erreichen, ist das Auslaßrohr für den Wasserstrahl an seinem Ende von einem äußeren Rohr umgeben, und durch den Ringspalt zwischen Wasserstrahl­ auslaßrohr und äußerem Rohr wird die Luft geführt, die den Was­ serstrahl unmittelbar nach dem Verlassen des Wasserstrahlaus­ laßrohres umhüllt. Es liegen also wesentlich andere Verhältnisse als bei der Erfindung vor. Bei einer anderen bekannten, wieder­ um im Heck des Wasserfahrzeuges angeordneten Vorrichtung, wird hinter dem eigentlichen Ausstoßrohr für den Wasserstrahl aber noch innerhalb eines Außengehäuses dem Wasserstrahl das Abgas eines Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors zugeführt (US-PS 39 43 876). Es geschieht dies durch eine Öffnung an der Oberseite des Außengehäuses. Ersichtlich soll aber damit die Umweltbelastung durch die Motorabgase gering gehalten wer­ den, statt daß ein gezielter Einfluß auf den Wasserstrahl aus­ geübt werden soll. Auch aus dieser bekannten Lösung können keine Erkenntnisse für die Lösung der Aufgabe der vorstehenden Erfindung gewonnen werden.

Die Erfindung ist anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Wasserfahrzeug mit einem Strahl ohne die Erfindung und einem Strahl bei Verwendung der Erfindung.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Wasserstrahlantrieb nach der Erfindung im Schnitt.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, ebenfalls schematisch im Schnitt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Wasserfahrzeug 1 mit einer Wasserstrahl-Antriebsvorrichtung 2. Diese besteht im wesentli­ chen aus einem Krümmer 3, in dem eine Propellerpumpe 4 gelagert ist. Die Propellerpumpe 4 wird von einem Motor 5 aus über unten beschriebene Antriebselemente angetrieben. Der Krümmer ist um eine Schwenkachse 6 schwenkbar und dazu antreibbar gelagert. Die den Propeller der Propellerpumpe 4 tragende Propellerwelle 14 ist geneigt zur Schwenkachse 6 angeordnet. Das Ausstoßrohr 7 des Krümmers 3 ist schräg nach unten gerichtet. Durch den ausge­ stoßenen Wasserstrahl wird das Wasserfahrzeug 1 angetrieben und durch Schwenken des Krümmers 3 gesteuert. Ohne die Luftzufuhr gemäß der Erfindung wird der Wasserstrahl jedoch nicht schräg nach unten abge­ strahlt, sondern der Strahl legt sich, vgl. 8, an den Boden des Schiffskörpers an, wodurch sich die oben beschriebenen Nachteile ergeben. Mit der Luftzufuhr gemäß der Erfindung, die anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben ist, richtet sich der Was­ serstrahl schräg nach unten, vgl. 9.

Im folgenden wird die Wasserstrahl-Antriebsvorrichtung kürzer mit Antriebsvorrichtung bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Antriebsvorrichtung, bei der die Propeller­ pumpe 10 im Unterschied zur Anordnung nach Fig. 1 parallel aber exzentrisch zur Schwenkachse 6 des Krümmers 3 angeordnet ist. Die Propellerpumpe 10 wird vom Motor 5 angetrieben über eine Gelenkwelle 11, ein Kegelradgetriebe 12, ein Stirnradgetriebe 13 und eine Propellerwelle 14, auf der der Propeller der Pro­ pellerpumpe sitzt. Die Erfindung ist auch anwendbar für Ausfüh­ rungsformen, bei denen die Propellerwelle 14 koaxial zur Schwenk­ achse 6 gelagert ist. Der Krümmer 3 kann um die Achse 6 geschwenkt werden, indem er dafür von einem zweiten Motor 15 aus über ein Zahnradgetriebe 16 oder dergleichen angetrieben wird. Es ist eine geeignete Lagerung 17 und Dichtung 18 vorgesehen. Die Ele­ mente und die Prinzipien hierfür sind bekannt, sie sind daher nur schematisch dargestellt.

Die Propellerpumpe 10 saugt das Wasser durch das Ansaugrohr 19 an und stößt es durch das Ausstoßrohr 7 aus, je nach Stellung des Krümmers 3 nach einer gewünschten Richtung. Dabei legt sich ohne die Luftzufuhr gemäß der Erfindung der Strahl an den Boden des Schiffskörpers an, vgl. 8 in Fig. 1. Um das zu verhindern, ist im Gehäuse 20 eine Leitung 21 und im Krümmer 3 min­ destens eine Gasaustrittsöffnung 22 vorgesehen, deren dem Ausstoßrohr 7 zugekehrte Öffnung 22 im Bereich der oberen Krümmerwand, d. h. dem Teil der Krümmerwand liegt, der im überwiegenden Bereich seines Verlaufes vom Schiffsboden weiter entfernt ist als der ihm um 180° gegenüberliegende Bereich. Es ist so mindestens eine Lei­ tung gebildet, durch die Luft von außen in das Ausstoßrohr 7 ge­ langen kann. Der Spalt 23 zwischen dem Gehäuse 20 und dem Krümmer 3 wirkt als Ringnut, die dafür sorgt, daß in jeder Stellung des Krümmers 3 Luft durch die Gasaustrittsöffnungen 22 treten kann. Der besagte Spalt wird nach außen abgedichtet einerseits von dem Wasser und andererseits von der Dichtung 18. Wenn erforderlich, kön­ nen mehrere Leitungen, eine zusätzliche Ringnut und zusätzliche Dichtungen vorgesehen sein.

Die beschriebene Luftzufuhr sorgt dafür, daß sich der Wasser­ strahl nicht an den Boden des Schiffskörpers anlegt, sondern tatsächlich schräg nach unten austritt, vgl. 9 in Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 dadurch, daß die Pumpenwelle 25, auf der das Lauf­ rad einer Zentrifugalpumpe 24 sitzt, geneigt zur Schwenkachse 6 gelagert ist. Das Drehmoment wird über eine Kardanwelle 26 übertragen. Statt dessen kann ein geeignetes Zahnradgetriebe, z. B. Kegelradgetriebe, vorgesehen sein.

Die Leitung 27 ist höher im Gehäuse angebracht, so daß die Luft in einen Ringraum 28 eintritt, der sich über dem Krüm­ mer 29 befindet. Von hier aus verläuft die Gasaustrittsöffnung 30 nach un­ ten, so daß ihre dem Ausstoßrohr 7 zugekehrte Öffnung 30 wiederum in dem oberen Bereich des Ausstoßrohres 7 liegt. Abgedichtet wird der Ringraum wie beim vorigen Beispiel. Die Luftzufuhr bewirkt auch hier, daß der Wasserstrahl 9 schräg nach unten austritt.

Vorteilhaft ist es auch aus mehreren Gründen, so z. B. in be­ kannter Weise zur Geräuschdämpfung aber auch für nicht mehr ganz flache Gewässer, wenn die Leitung 21, 27 oder die Gasaustrittsöffnungen 22, 30 mit der Abgasleitung des Motors 5 verbunden sind. "Motor" im Sinne der Erfindung ist jede dem Antrieb dienen­ de Kraftmaschine, so z. B. Verbrennungskraftmaschine, Gas- oder Dampfturbine oder Dampfmaschine.

Bezugszeichenliste

1 Wasserfahrzeug
2 Wasserstrahl-Antriebsvorrichtung
3 Krümmer
4 Propellerpumpe
5 Motor
6 Schwenkachse
7 Ausstoßrohr
8 Strahl ohne Luftzufuhr
9 Strahl mit Luftzufuhr
10 Propellerpumpe
11 Gelenkwelle
12 Kegelradgetriebe
13 Stirnradgetriebe
14 Propellerwelle
15 Motor
16 Zahnradgetriebe
17 Lagerung
18 Dichtung
19 Ansaugrohr
20 Gehäuse
21 Leitung
22 Gasaustrittsöffnung
23 Spalt
24 Zentrifugalpumpe
25 Pumpenwelle
26 Kardanwelle
27 Leitung
28 Ringraum
29 Krümmer
30 Gasaustrittsöffnung.

Claims (3)

1. Wasserstrahlantrieb für insbesondere flachgehende Wasser­ fahrzeuge mit einem im Rumpf des Wasserfahrzeuges angeord­ neten und eine Propellerpumpe, Zentrifugalpumpe oder der­ gleichen enthaltenden Krümmer, durch den das Wasser am Bo­ den des Wasserfahrzeuges mittels eines Ansaugrohres ange­ saugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wandteil des Ausstoßrohres (7), der im wesentli­ chen Teil seines Verlaufes dem Boden des Wasserfahrzeuges (1) fernliegt, zumindest eine Gasaustrittsöffnung (22; 30) vorge­ sehen ist.

2. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (21 bzw. 27) das Ausstoßrohr (7) mit der Außenluft verbindet.

3. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas das Abgas eines Motors (5) ist.