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Wasserfahrzeug.
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Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug gemäss dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Derartige Wasserfahrzeuge, die auch Tretboote genannt werden, haben
üblicherweise als Antrieb ein Schaufelrad oder Schrauben. Der Wirkungsgrad derartiger
Antriebe ist relativ gering, so dass die Geschwindigkeit dieser bekannten Wasserfahrzeuge
ebenfalls gering ist und in der Regel 5 km/h nicht überschreitet. Die Ubertragung
des Tretantrtebes auf das Schaufelrad oder die Schraube ist relativ kompliziert
und aufwendig und bringt in der Regel einen nicht unerheblichen Reibungsverlust
mit sich. Das gleiche gilt für bekannte Wasserfahrzeuge mit Schwingflügelantrieb
(DE-OS 28 43 036).
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Ausserdem bringen die bekannten Wasserfahrzeuge eine nicht unerhebliche
Unfallgefahr für im Wasser schwimmende Perscnen mit sich und es besteht die Gefahr,
dass Schlingpf'.arzen im Wasser sich um die Antriebseinrichtung schlingen und eine
Fortbewegung unmöglich machen.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein derartiges
Wasserfshrzeug so weiterzub-ilden, dass bei einfachem Aufbau ein wesentlich höherer
Wirkungsgrad und damit eine wesentlich höhere Geschwindiglreit erzielt wird, und
gleichzeitig die Unfallgefahr und die Gefahr des Verscklingens von Vasserpflanzen
weitgehend vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird gemäss der SrfindunXg durch die in kennzeichnenden
seil des Anspruchs 1 enthaltenen aterkmale gelöst.
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Bei dieser erfindungsgemässen Ausbildung des 'w'lasserfahrzeuges machen
die Relativ weichen Flossen nur eine langsame, lineare Auf-und Abbewegung, wobei
die Verstellung der Plossen in die der Bewegungsrichtung entsprechenden, für den
Vortrieb erforderliche Schräglage durch die begrenzte Schwenkverbindung zwischen
Betätigungsstempel und Flossen und die in Strömungsrichtung sich vermindernde Steifigkeit
der FlosSen selbsttätig bewirkt wird. Dadurch ist selbst bei direkter Berührung
der sich bewegenden Flossen mit schwimmenden Personen eine Unfallgefahr praktisch
ausgeschlossen. Ausserdem wird durch die Linearbewegung der Flossen verhindert,
dass sich Schlingpflanzen um die Flossen wickeln und damit deren Betätigung hemmen.
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Vorzugsweise Ausbildungsformen der Flossen und der Betätigungsstempel,
einschliesslich deren Lagerung sind in den Ansprüchen 2-7 gekennzeichnet.
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Durch die Stabilisierungsfläche wird eine seitliche Abströmung, insbesondere
in Richtung der anderen Flosse verhindert. Durch entsprechende Ausbildung der Flossenfläche,
insbesondere auch der Abströmkante, kann die Strömung etwas von der Stabilisierungsfläche
weg seitlich abgelenkt werden, um deren Verformung zu verhindern.
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Durch die im Anspruch 8 gekennzeichnete Ausbildung der Schwimmer wird
das seitliche Abströmen des Wassers von den Flossen bei der Bewegung vermindert,
da die Schwimner durch den V-förmigen Querschnitt relativ tief in das Wasser eintauchen.
Um andererseits durch die gegenüber flachen Schwimmerarelativ grosse Eintauchtiefe
die Steuerbarkeit des Wasserfåhrzeuges nicht zu beeinträchtigen, verläuft die Unterkante
der Schwimmer in Längsrichtung gebogen.
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Um zu verhindern, dass bei Wellengang die Flossen aus dem wasser auftauchen,
wenn das '.Masserfahrzeug mit dem anzug eintaucht, ist vorzagsweise, wie im Anspruch
9 gekennzeichnet,
das Steuerruder als Schwimmkörper ausgebildet.
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Der Auftrieb des als Schwimikörper ausgebildeten Steuerruders kann
im Bereich von 10 kg liegen. Durch diesen Auftrieb des Steuerruders in Verbindung
mit der Anordnung vor dem Bug der Schwimmer wird ein zusätzlicher Auftrieb am Bug
des Wasserfahrzeuges geschaffen, der den die Flossen enthaltenen Bereich des Wasserfahrzeuges
im Wasser hält.
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Durch die im Anspruch 10 gekennzeichnete drehbare Lagerung des als
Schwiminkörper ausgebildeten Steuerruders um 3600 kann durch eine Wriggbewegung
begrenzt rückwärts gefahren werden, bzw. durch dauerndes Drehen des Ruders auf der
Stelle gedreht werden, oder durch Querstellen des Steuerruders eine Bremswirkung
erzielt werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 schematisch teilweise im Schnitt
eine Seitenansicht eines Wasserfahrzeugs, wobei der rechte Schwimmer entfernt ist,
Fig. 2 schematisch eine Tellvorderanslcht des Antriebs des Wasserfahrzeugs gemäss
Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Flosse, Fig. 4 schematisch eine Seitenansicht
der Flosse, wobei die Verformung während der Vertikalbewegung nach unten im lasser
dargestellt ist, Fig. 5 in grösserem maßstab einen Schnitt durch die Verbindun&sstelle
z.sischen Betätigungsstempel und Flosse, und ig. 6 einen Schnitt entlang der Linie
VI-VI in Fig. 5.
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Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Wasserfahrzeug hat zwei Schwimmer
1, die durch eine aus drei Querbügeln 2 bestehende Querkonstruktion miteinander
starr verbunden sind. Die Querbügel 2 sind mittels Rändelschrauben 3 an den Schwimmern
befestigt. An den beiden hinteren Querbügeln 2 ist ein rahmenartiges Gestell 4 befestigt,
an dem ein Sattel 5 und ein Lenkerlager 6 angebracht ist. An den oberen Län sbügeln
des Rahmens 4 sind zwei in seitlichem Abstand liegende Rollen 7 angebracht, über
die ein Seil 8 läuft.
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An jedem Ende des Seiles 8 ist ein Pedal 9 befestigt, welches auf
der Oberseite eines Betätigungsstempels 10 angebracht ist0 Jeder der Betätigungsstempel
ist in einer Lageranordnung 11 vertikal bewegbar geführt. Die Lageranordnung.11
besteht aus einem Gehause 12, welches an den die beiden hinteren Querbügel 2 verbindenden
Quertraversen 13 befestigt ist, und in welchem Rollen 14, z.S ass iNylon gelagert
sind, welche an der vorderen und rückwärtigen Kante der im Querschnitt stromlinienförmigen
Betätigungsstempel anliegen.
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Das untere Ende jedes Betätigungsstempels 10 ist über eine eine begrenzte
Schwenkung in einer vertikalen Längsebene verlaufendes Lager 15 mit einer Flosse
16 verbunden, das weiter unten erläutert werden wird.
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Im xeAkerlager 6 des Rahmens 4 ist eine Steuersaule 17 gelagert, die
an ihrem oberen Ende einen Lenker 18 tragt.
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Das untere Ende der Steuersaule 17 ist in einem unteren Lenkerlager
19 drehbar gelagert, welches an dem vordere Querbügel 2 angebracht ist. Am unteren
bunde ist die Oteuersäule 17 mit einem Steuerruder verbunden, das mit stark V-förmigem
Querschnitt als Schwimmerkörper 20 ausgebildet ist und durch den Lenker 18 üb.er
die Steuersäule um 3600 gedreht werden kann.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, hat die Flosse 16 eine nach aussen schräg
nach rückwärts verlaufende Anströmkante 21
und eine etwa rechtwinklig
zur Strömungsrichtung verlaufende Abströmkante 22. Im Bereich der Anströmkante 21
ist eine vertikal in Strömungsrichtung liegende Stabilisierungsfläche 23 mit der
Flossenfläche 24 entlang deren Längskante liegend verbunden. Über den wesentlichen
rückwärtigen Bereich ist die Flossenfläche 24 durch einen Schlitz 25 von der Stabilisierungsfläche
23 getrennt.
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Im Bereich der Anströmkante 21 ist eine lagerbosse 26 mit einer Durchgangsöffnung
für einen Betätigungsstempel 10 vorgesehen, wie weiter unten näher erläutert.
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Die Xlossenfläche 24 hat, wie aus Fig. 4 zu ersenen, einen flachen
Keil-oder stromlinienförmigen Querschnitt derart, dass die Steifigkeit von der Anströmkante
21 zur Abströmkante 22 in Strömungsrichtung stetig abnimmt. Die Steifigkeit an der
Anströnkante der Plosse und die Lage der Lagerbosse 26 ist derart, dass bei der
Vertikalbewegung der Flosse im Wasser keine wesentliche Durchbiegung in Querrichtung
erfolgt, so dass nach aussen gerichtete Kraftvektoren weitgehend vermieden werden.
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Die Bewegung der Flosse 16 ist, wie in Fig. 4 dargestellt, durch die
begrenzt schwenkbare lagerung an den Betätigungsstempel und die nach rückwärts zunel=end
elastIsche Durch biegung durch die von der Anströnkante zur Abströmkante abnehmende
Steifigkeit derart, dass eine Anstellung der Flossenfläche in Strömungsrichtung
durch die Antriebskraft selbsttatig erfolgt. Bei Ausübung einer Kraft P nach unten
wird in der Schwenkverbindung 15 zwischen Betätigungsstempel 10 und Flosse 16 de
gesamte Flosse aus der In Fig. 4 mit M bezeichneten Mittellinie in die in Fig. 4
zit M bez ichnete Mittellinie verschwenkt und ausserdem durch die Durchbiegung der
qosse infolge der nach der Abströmkante zu zunehmenden Elastizität in die in Fig.
4 mit t.jt! bezeIiiiiete Mittellinie abgebogen. Die Stabilisierungsfläche 23 macht
die Schwenkbewegung von M nach M' mit. Dadurch,
dass die Flosse
jedoch nur im Bereich der Anströmkante mit der Stabilisierungsfläche 23 verbunden,
sonst aber durch den Schlitz 25 von dieser getrennt ist, behindert die Stabilisierungsfläche
23 die ausbiegung der Flossenfläche 24 in die Lage " nicht. Durch entsprechende
Auswahl der Steifigkeit der Flosse und der Schwenkbarkeit des Tragers 15 kann eine
entsprechend grosse in Fahrtrichtung wirkende Kraftkomponente aus der Vertikalkraft
P erzeugt werden.
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In ?ig. 5 und 6 ist eine vorzugsweise Ausführungsform des begrenzten
Schwenklagers 15 dar-e-tellt. Im xetatigungsstempel 10 ist in dem Dereich, der in
der Bosse 26 liegt, eine Ausnehmung 70 an der der Fahrtrichtung abgewandten Seite
und eine Ausnehmung 31 an der der Bahrtrichtung zugewandten Seite vorgesehen. In
diesem Bereich ist die Bosse mit einem elastischen Kunststoffmaterial 32 ausgegossen,
welches an der Ausnehmung 30 mit zwei in einem stumpfen Winkel zueinanderliegenden
Schenkeln 33 über den Umfang des Betätigungsstempels 10 nach rückwärts vorspringt.
Gegenüber der Ausnehmung 31 ist eine Stellschraube 34 in ein entsprechendes Gewinde
der Bosse 26 eingeschraubt, welche mit einer vorzugsweise kugelförmigen Flache 35
in den Kunststoffausgus 32 mehr oder weniger eindrückbar ist. Der Querschnitt der
Durchgangsöffnung der Bosse 26 ist im Verhältnis zum Umfang des Betätigungsstempels
10 so bemessen, dass ein Spiel entsteht, welches die erforderliche begrenzte Schwenkbewegung
zulässt.
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Wenn der Stempel 10 mit der iosse eingesetzt ist, werden die Schenkel
33 der Ausgussmasse 32 nach innen gepreßt, so dass der Stempel 10 unter einer Vorspannung
gegen die in Fig. 5 rechte Seite der Durchgangsöffnung der Dosse 26 bz, gegen die
Schraube 34 angepresst wird, wobei diese Vorspannung durch die Stellschraube 34
einstellbar ist.
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Die Schwenkbewegung wird in Abhängigkeit von der Rüchstellkraft der
Schenkel 33 durch die vertikale Betätigungskraft un den Gegendruck des Wassers bestimmt.
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Um die Elastizität der Schenkel 33 zu verbessern und Spannungen im
Material und damit Ermüdungserscheinungen bei längerem Gebrauch zu vermeiden, können
die Schenkel mit Schlitzen 35 versehen sein. Um ein Einquetschen der Bchenkelenden
zu vermeiden, ist vorzugsweise die Gegenfläche 36 in der Durcngangsöffnung der Bosse
26 gradlinig ausgebildet.