DE3329357A1

DE3329357A1 - Wasserfahrzeug mit muskelkraftgetriebenem steuerpropeller

Info

Publication number: DE3329357A1
Application number: DE19833329357
Authority: DE
Inventors: Harro 2391 Handewitt Kühn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1985-02-28

Description

Wasserfahrzeug mit muskelkraftgetriebenem Steuerpropeller
Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug, das durch Muskelkraft angetrieben wird. Das Bahrzeug kann an Küsten, auf Seen, Flüssen, Bächen, eichen benutzt werden. Bs wird durch Arm - und/oder Beinkraft bets.tigt.
Es sind muskelkraftgetriebene Wasserfahrzeuge bekannt. Dazu gehören: Ruderboot, Paddelboot, Kanu, Schlauchboot, Tretboot, Surfbrett.
Die Antriebsorgane dieser Fahrzeuge sind: Riemen, Doppelpaddel, Stechpaddel, Flosse, Schaufelrad, Propeller.
Die Riemen benötigen viel Bewegungsraum, der aber bei der heutigen allgemeinen Benutzerdichte auf den Gewässern nicht immer vorhanden ist. Durch den weiten Ausschlag können Badende behindert oder verletzt werden.
Hier finden Doppelpaddel und Stechpaddel Verwendung. Zwischen Badenden sind auch diese hinderlich. Ihr Anwendungsgebiet beschränkt sich auf Paddelboote, Kanus und Schlauchboote. Erreichbare Geschwindigkeiten sind mtißig.
Das Tretboot wird in der Regel von einem Schaufelrad angetrieben. Mit diesem ist wohl ein guter Standschub zu erreichen, aber mit zunehmender Drehzahl rollt der Wirkungsgrad stark ab, so daß nur geringe Geschwindigkeiten erreicht werden können.
In neuerer Zeit werden auch Surfbretter durch Muskelkraft angetrieben, und zwar durch Riemen, Paddel, Flossen oder Propeller.
Riemen, Paddel und Flossen vermögen auch hier kelue höheren Geschwindigkeiten zu erbringen.
Der Propeller wird bisher wenig angewendet in Muskelkraftantrieben. Er benötigt höhere Drehzahlen, die nur durch aufwendige Übersetzungen zu erreichen sind. Wenn diese und der Propeller nicht sinnvoll gestaltet sind, werden sie in der Regel erhebliche Leistung verzehren und schtdliches Gewicht erbringen. Die DE PS 3020873 beschreibt ein brett ähnliches Wasserfahrzeug mit Propellerantrieb.
Ansonsten ist d.er muskelkraftgetriebene Propeller für leichte, schnelle Fahrzeuge bei richtiger Auslegung aller Einzelteile sehr gut geeignet, weil der Wirkungsgrad mit zunehmender Drehzahl und Fahrgeschwindigkeit ebenfalls zunehmen kann. Dieses ist besonders für Muskelkraftantriebe vorteilhaft.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Wasser fahrzeug mit Muskelkraftantrieb zu schaffen, das bei m;ßigem Krafteinsatz eine höhere Geschwindigkeit erreichen soll, als mit anderen muskelkraftgetriebenen Wasserfahrzeugen möglich ist. Gleichzeitig soll es voll manövrierfähig bei wenig Raumbedarf sein.
Bei größerem Kraft einsatz soll wie bei einem Fahrrad auch eine größere Geschwindigkeit erreicht werden.
Präzises Ausweichen, Abbremsen, auf der stelle wenden und rückwUrts fahren soll genauso möglich sein wie eine gute Beschleunigung.
Das Fahrzeug soll ohne bemerkenswerten Widerstands buckel von der Verdrängerbewegung ins Gleiten übergehen.
Das Fahrzeug soll nach Belieben durch Armkraft, Beinkraft oder durch beides gleichzeitig betrieben werden können. Der Kraftfluß darf beim Übergang von einer in die andere Antriebsart nicht unterbrochen oder beeinträchtigt werden durch Umschalten oder Steuerbewegungen.
Auch soll die Möglichkeit bestehen, das Fahrzeug stehend, sitzend, knieend oder auch auf dem Rücken liegend zu fahren.
Die Handhabung muß einfach und sicher von jedermann ausfahrbar sein.
Das Fahrzeug soll leicht, handlich, stabil, dauerhaft sein und eine schöne elegante Form haben.
Es soll umweltfreundlich sein, d.h.: es soll keinen Lärm, keine Abgase, keinen Schmutz erzeugen sowie unmittelbar daneben Badende nicht gefährden oder belästigen.
Vor allem soll das Fahrzeug ein hochwertiges Vollsportgerät darstellen, das dem Benutzer einen auerordentlichen Trainingseffekt vermittelt, weil alle Hauptgliedmaßen wirksam werden können. Der Benutzer soll zum Krafteinsatz angespornt werden durch ein freudebringendes Fahrerlebnis.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe, ein Tdassersport -fahrzeug mit Muskelkraftantrieb zu schaffen, dadurch gelost, daß ein geeigneter Fahrzeugschwimmkörer mit einem geeigneten Antriebssystem ausgerastet wird, das iiber geeignete Kraftübertragungsteile von den Gliedmanen des Benutzers in Bewegung gesetzt wird.
Bei der Auslegung der Gesamtkonstruktion muß die durch die menschliche Muskelkraft erzielbare Dauer -leistung als Ausgangspunkt stehen. Diese hat natur -.gemäß einen begrenzten Wert und kann nur kurzzeitig gesteigert werden.
Also gilt es, diese Leistung so wirtschaftlich wie irgend möglich einzusetzen.
Um das zu erreichen, wird gefordert, daß jedes einzelne Bauteil optimal gestaltet wird.
Das heißt: 1. Der Fahrzeugschwimmkörper soll die best -möglichen Eigenschaften haben in bezug auf Eigengewicht, Verdrängung, Verdrängungsarbeit, Reibung, Strömungs ablauf, Wirbelbildung, Widerstand, Gleitwilligkeit, Wellenschluckfähigkeit und Kippstabilität.
2. Das Antriebssystem soll vor allem einen guten Wirkungsgrad aufweisen. Die zugeführte Leistung soll mit geringsten Verlusten in Vortriebskraft umgesetzt werden. Die Wirkungsgradkennlinie soll möglichst steigend sein bei zunehmender Drehzahl und Fahrgeschwindigkeit. Zumindest soll sie waagerecht verlaufen. Die bewegten Massen sollen möglichst gering sein und rotieren. Der Parasit -widerstand im Unterwasserbereich soll gering sein, Das Antriebssystem soll ein geringes Eigengewicht und geringe Abmessungen haben. Es soll nicht sperrig und einfach zu montieren sein.
3. Die Kraftübertragungsteile sollen die Muskel kraft knrpergerecht, ermiJdungsarm aufnehmen und verlustarm übertragen auf das Antriebssystem.
Die unmittelbar muskelkraftaufnehmenden Teile wie Handgriffe, Fußpedale, Sitzflt'?che, Geseß - und Riickenstjitze sollen an die unterschiedlichen Körpermaße der Benutzer durch einfach und schnell zu handhabende Verstellmöglichkeiten angepaßt werden kannen.
4. Die Steuerung des Fahrzeuges soll gleich -zeitig mit der Betätigung der Kraftiibertragungsteile unter Beibehaltung der gewählten Körperstellung ohne zusätzliche Belastung des Benutzers möglich sein.
5. Alle Einzelteile der Kraftübertragung, der Steuerung und der Sitzgelegenheit sollen besonders leichtgewichtig gestaltet sein unter Gewährleistung der notwendigen Stabilität und Funktionssicherheit.
Um den geeigneten Fahrzeugschwimmkörper heraus -zufinden, der erfindungsgemäß durch eine verhältnismäßig-geringe Kraft, hier die menschliche Muskelkraft, auf eine nicht iibliche höhere Geschwindigkeit gebracht werden soll, müssen bekannte Fahrzeuge vergleichsweise untersucht werden.
Daß die menschliche Muskelkraft hohe Geschwindig -keiten ermöglichen kann, ist am Fahrrad nachweisbar. Ein guter Fahrer vermag mit einem leichten Rennrad 50 - 60 km/h erreichen. Windschlüpfrig vollverkleidete Tretmaschinen sind schon bis auf 100 km/h gebracht worden.
Das schnellste muskelkraftgetriebene Wasserfahrzeug di;rfte das Rennruderboot sein. Seine außergewöhnlich lange, strömungsgünstige Bauweise, die aber eine Verbreitung als Volkssportgerat ausschließt, ermöglicht eine von iiochleistungssportlern erreichbare Geschwindigkeit von etwa 15,3 km/h beim Einer und 19,62 km/h beim Achter (Olympia - Rekorde).
Im Vergleich zum Fahrrad ist das sehr wenig. Das Hindernis für ein noch schneller werden ist, daß der Rumpf ein Verdrt nger ist. Könnte er ins Gleiten kommen, wurde auch die Geschwindigkeit erhöht werden können.
Ein Wasserfahrzeug gleitet, wenn es sich auf die Wasseroberfläche erhebt, um darauf wie auf einer Eisflbche entlang zu rutschen. Das wird erreicht durch Auftriebsflächen, die einen Anstellwinkel zur horizontalen Bewegungsrichtung bilden.
In der Regel wird der hintere ebene Teil des Fahrzeugbodens als Auftriebsfläche genutzt. Da diese Fläche im Verhältnis zum Fahrzeuggewicht klein- ist, muß ein erheblicher Leistungsüberschuß vorhanden sein, um durch entsprechend großen Schub den nötigen hydrodynamischen Auftrieb zu erzeugen, der das Fahrzeug anhebt und gleiten läßt.
Im Gleitzustand wird dann weniger Antriebsleistung benötigt als bei schneller Verdrängerfahrt oder besonders beim überwinden des Widerstandsbuckels, der sich bei den meisten Fahrzeugtypen vor dem tMergang zum Gleiten bildet.
Der nötige Leistungsüberschuß ist beim Antrieb durch Verbrennungskraftmaschinen problemlos zu liefern.
Jedoch beim Muskelkraftantrieb ist kein Leistungs überschuß vorhanden.
Darum sollte nach Möglichkeit kein Widerstnnds -buckel auftreten, sondern der uebergang von der Verdränger - in die Gleitfahrt sollte nahtlos erfolgen.
Im Ruhezustand ist bekanntlich jeder erdenkliche Bahrzeugkorper ein Verdränger. Erst die Bewegung kann eine Änderung herbeifiihren, weil der hydro -dynamische Auftrieb wirksam werden kann.
Wenn die gesamte Bodenfläche als Auftriebsfläche Ausgebildet wird, kann durch weniger Schubkraft der Auftrieb vergrößert werden, so daß bei geringerer Geschwindigkeit die Gleitbewegung eintritt.
Jeder cm2 Bodenfläche muß hydrodynamischen Antrieb erzeugen. Das bedeutet, daß kein Tropfen Wasser zur Seite, sondern jeder ausschließlich nach unten unter den Boden verdrängt wird.
Das wird erfindungsgemrbß dadurch erreicht, daß zunnchst die beiden Seitenflächen 1.1 des Fahrzeug körpers 1 gerade, ebene senkrechte Flächen sind, die parallel zueinander laufen, so daß der Boden 1.2 eine lange, rechteckige Fläche bildet, die ohne Kanten, Rippen, Kiele, Schlingerleisten oder dergleichen vollkommen eben ist.
Diese Fläche ist nach einer bestimmten Kurve, 1.1.4 Zeichnungsblatt 1, in Längsrichtung gebogen in der Art, daß das Mittelteil nach unten durchhängt, während das gleichlange Vorder - und Heckteil sanft ansteigt, in sich aber gerade bleibt. Das ergibt vorne einen flachen Anschnittwinkel und hinten einen flachen Auslauf für die laminare Strömung.
Die vordere ansteigende Fläche reicht bis etwas über den Wasserspiegel hinaus und geht in den aufwärts -gekrümmten halbkreisförmigen Bug über.
Dieser Bug soll ein Hineintauchen in die Wellen verhindern, Hindernisse abweisen.und durch die abgerundeten Kanten Gefahrensituationen vermeiden.
Die hintere ansteigende Fläche endet mit dem letzten StiTck, etwa 1 - 2,5-% der Fahrzeuglange, das mit einem sanften Bogen bis zur Horizontalen abwärts geneigt ist, in Höhe des Wasserspiegels als gerade oder leicht nach hinten gerundete Abrißkante.
Diese Bodenförm ist durch Versuche entstanden und ergibt vor anderen Formen die entscheidenden Vorteile, die einen nahtlosen Übergang von der Verdränger - in die Gleitbewegung ermöglichen.
Bei einem Versuch mit in das letzte Drittel verlegter Bodendurchbiegung wurde zwar vorne ein sanfterer Anschnitt erreicht, jedoch der steilere Anstieg am Heck erbrachte gröBeren Widerstand. Da das Wasser dem Bodenverlauf folgt, muß es hinten plötzlich wieder ansteigen. Es wird gewissermaßen vom Rumpf angehoben, also wird daf;ir Energie verbrauoht.
Mit dieser Form wurde probeweise rückwärts gefahren. Der sanfte Anstieg vom Vorderteil war jetzt.
das Heck und ergab eine deutliche Verbesserung des hinteren Wasserablaufes.
Also: vorne sanfter Anschnitt, hinten sanfter Ablauf in Wasserspiegelhöhe sind wichtige Merkmale des erfindungsgemäßen Fahrzeugbodens.
Ebenso wichtig ist die sanfte Umlenkung in der Mitte.
Durch diese drei Merkmale bedingt, ist bei vertretbarer Fahrzeuglänge die Eintauchtiefe gering.
Folglich muß in Abhangigkeit vom gegebenen Gewicht und Volumen die Breite zunehmen.
Einer Schiffabauregel, daß die benetzte Fläche möglichst klein sein soll, kann damit allerdings nicht entsprochen werden.
Eine große benetzte Fläche ist nur dann als negativ anzusehen, wenn sie rauh ist oder durch Bevuehs werden kann.
Der erfindungsgemäße Fahrzeugboden soll eine hoch glänzende Gberfläche erhalten, die auch iiber längere Zeit konstant bleiben kann, weil das Fahrzeug wenig strapaziert wird.
Durch die Wendigkeit ist man in der Lage, die Berührung mit Sand, Steinen und anderen Hindernissen zu vermeiden.
Und das handliche Gewicht trägt dazu bei, daß das Fahrzeug nicht über den Strand geschleift sondern getragenowird. Darüber hinaus kann die Gleitwillig eit des Fahrzeuges noch durch Wachsen und Polieren des Bodens verbessert werden, was voraussichtlich von jedem Benutzer gerne ausgeführt wird, der einmal die damit erzielbaren Vorzüge kennengelernt hat.
Das Deck des erfindungsgemaßen brettåhnlichen Fahrzeugschwimmkörpers ist wie bei bekannten Wind -surfbrettern allseitig flachgewölbt. Jedoch befindet sich etwa in der Mitte eine ovale ebene griffige Standfläche 1.5.1. Auf ihr kann auch der Sitz befestigt werden. Dazu dienen zwei Reihen Sack -bohrungen 1.5.2 mit Gewinde. Diese Bohrungsreihen sind nach vorn fortgesetzt und dienen hier zur Aufnahme des Sttzbockes 8 oder des längsverstellbaren Fußkurbelgetriebes 9.
Weiter vorn ist der Schacht zur Aufnahme des Steuerpropellers 2 mit Antriebsteuergetriebe 4 angeordnet.
Der Schacht ist gleichzeitig ein Versteifungs -element zwischen Boden 1.2 und Deck 1.5. Im unteren Drittel ist er kreisrund und nimmt den ebenfalls kreisrunden Teil des Antriebsteuergetriebes 4 eng sitzend auf, um die Schubkräfte des Propellers sicher iibertragen zu können. Oben ist der Schacht der Form des ovalen Getriebefußflansches 4.4 angepaßt, der auf dem verstärkten Schachtrand steht und durch mehrere Gewindeschrauben in Sacklöchern befestigt ist.
Der Heckspiegel 1.4 ist eine ebene oder leicht nach hinten gewölbte Fläche, die um etwa 300 nach vorn geneigt.ist. Dadurchergibtsich, daß die Kante vom Boden 1.2 zum Heck 1.4 als markante Abrißkante geprägt ist.
Da der beschriebene, aufwärtsgekrümmte Rundbug 1.3.1 bei stärkerem Wellengang unangenehme Schläge aufnimmt und auf das Fahrzeug überträgt, wurde auf Verbesserung gesonnen, ohne aber die erfindungs -gemäße Bodenform zu beeinträchtigen.
Es entstand ein sogenannter ellenschneidebug 1.3.2.
Es wird damit angestrebt, den oberen Teil der Welle einfach abzuschneiden, die Welle zu halbieren, zu köpfen. Das Fahrzeug bewegt sich dann auf den glatten Schnittflächen der Wellenfüße weiter, während das abgeschnittene Wasser durch den Wellenteiler 1.3.2.2 zu beiden Seiten des Fahrzeuges abgewiesen wird.
Damit wird ein ruhigeres Fahren bei stärkerem Wellengang erreicht und die vielseitige Verwend -barkeit des Fahrzeuges erhöht.
Eine weitere Möglichkeit, die Vielseitigkeit zu erhöhen ist die, daß man den brettthnlichen Fahrzeugkörper mit einem aufgesetzten Gehäuse versieht, um den Benutzer vor Wind, Kälte und Nässe zu schützen. Die erfindungsgemäße Unterwasserform mit Boden, Seitenwänden, Rundbug oder Wellenschneidebug sowie Heckspiegel wird jedoch beibehalten. Es wird praktisch nur das Deck angehoben und zu einer form -schnnen Kabine umgewandelt (1.0.4 u. 1.0.4 WSB -Diese sollte so gestaltet sein, daß sie an den oberen Rand der senkrechten Seitenwände anstößt und mit ihnen verbunden wird, dabei aber nach außen eine Ausbauchung erhält, die die ßchönheit erhöht und gleichzeitig eine wertvolle Verbesserung als Kenter schutz darstellt.
Als geeignetes Antrieb system wurde der unter den vorderen Fahrzeugboden gesetzte Steuerpropeller herangezogen. Pr vermag bei entsprechender Gestaltung der mitwirkenden Teile und richtiger Auswahl des verwendeten Propellers dem leichten, flachgehenden Fahrzeug die gewünschten Fahr - und Manövriereigen schaften zu verleihen. Mit ihm ist es möglich, eine alle Beschleunigung, Durchschnitts - und Höchst -geschwindigkeit zu erreichen sowie das Fahrzeug ungewohnlich wendig zu machen. Ausweichen, rilalomfahren, Abbremsen, Rüekwärtsfahren, auf der Stelle wenden, geht schnell und präzise vonstatten0 Steuerpropeller, auch bekannt unter der Bezeichnung Schwenkpropeller oder Ruderpropeller, sind Einheiten, gebildet aus Propeller, wangerechter Welle, Lager und Gehäuse, die um eine senkrechte Achse geschwenkt werden können, zum Zwecke des Steuerns mit dem Propellerstrnhl. Der Schwenkbereich kann sektorförmig sein mit beliebigem Winkel bis max. 1800 odr aber vollkreisförmig mit 3600, dann ist kein Umkehren der Propellerdrehrichtung notwendig. Angetrieben wird die Propellerwelle in der Regel mechanisch ibber Kegelräder und einer in der Schwenkachse gelagerten senkrechten Welle oder durch auf der Propellerwelle montiertem Hydraulik - oder Elektromotor. Steuerpropeller werden gebaut mit kleinsten bis zu größten Durchmessern, bis jetzt von etwa 4 m . Sie werden angewendet zum Antrieb von SchLeppern, Lastkähnen, Fähren, Bohrinseln usw. Aber auch Außenbordmotore und sogenannte Z - Antriebe an Sportbooten sind Steuerpropeller.
Der hier verwendete Steuerpropeller 2 soll zu den bekannten Eigenschaften noch einige neuheitliche Forderungen erfüllen: Die Antriebskraft und die Steuerbewegung durch die Arme des Benutzers soll über eine gemeinsame Einheit, die Steuerantriebssäule 6, in das Getriebe, das Antriebssteuergetriebe 4, eingebracht werden.
Die Beinkraft des Benutzers soll über eine Gelenkwelle ebenfalls in das Getriebe eingebracht werden, also ist ein zweiter Krafteingang notwendig.
Der Drehsinn der Steuersäule soll der Vortriebsrichtung des Propellers entsprechen.
Der Steuerpropeller 2 mit Antriebssteuergetriebe 4 soll äußerst leichtgewichtig und kompakt sein bei guter Leichtgängigkeit, Stabilität und Lebensdauer.
Der erfiniungsgemäße Steuerpropeller 2 mit Antriebsteuergetriebe 4 wird wie folgt beschrieben: Während der eigentliche Steuerpropeller 2 unter dem Fahrzeugboden 1.2 mit waaaerechter Propellerwelle in der WiSceltriebbirne und senlcrechtem Steuerschaft angeordnet ist, befindet sich das Antriebsste1lergetriebe 4 auf der Oberseite und reicht im Schacht 1.5.3 des flachen Fahrzeugkörpers mit dem unteren Schachtlager 4.2 bis an das untere Drittel des Schachtes. Hier ist das Gehäuse kreisrund und bildet im hier ebenfalls kreisrunden Schacht die Zentrierung für die Befestigung. Diese erfolgt am oberen Rand des Schachtes, auf dem der umlaufende Fußflansch 4.4 des von oben ovalen Getriebege - häuser 4.1 steht und durch mehrere Schrauben angezogen wird.
Die Winkeltriebbirne 2.1 ist waagerecht geteilt0 Das Oberteil 2.1.1 bildet mit dem stromlinien -günstigen, innen verrippten Steuerschafthals 2.2 und dem niedrigen, zylindrischen, oben verrippten Steuerschaftkopf 2.3 ein Stück. Der Kopf dient zur Aufnahme des eingepreßten Steuerschaftrohres 2.4 und als Übergang vom Hals zum glatten Fahrzeugboden, indem indem er die große Bohrung des Schachtes ausfüllt, die notwendig ist zum Durchstecken des Steuerpropellers.
Die Nasenkante des im Querschnitt tropfenförmigen Steuerschafthalses verläuft von oben schräg nach hinten und geht ohne einen Vorsprung zu bilden in die Birne über, so daß eine abweisende Wirkung entsteht gegen im Wasser treibendes Kraut und dergleichen.
Der auf Zeichnungsblatt 2 dargestellte Steuer -schafthals mit Verbindung zur Birne ist eine mögliche Ausfiihrungsform, die etwas Gewicht einsparen könnte Die Propellerwelle 2.5 ist in der Birne durch das vordere kleine Nadellager 2.6 und das untere größere RilGenkugellager 2.7 leichtgängig gelagerte .Vom Letzteren werden die Axialkräfte mit aufgenommen.
Zwischen beiden befindet sich das Kegelzahnrad 2.8.
Dessen Partnerrad 2.9, das die gleiche Zähnezahl hat, bildet mit Nadellagerlaufstelle 2.9.1 und Zapfen 2.9.2 ein Strick und ist in die senkrechte, lange Mittelhohlwelle 2.10 eingepreßt. Die Abdichtung der Propellerwelle gegen Wasser erfolgt vom Radialwellendichtring 2.11 in rostfreier Aus -führung, dessen Lippen auf einer hart -verchromten Buchse.2.12 laufen.
Der Propeller 3 wird mittels einer außen konischen, geschlitzten Htjlse 3.2 und axialer Spannschraube 3.3 mit Scheibe 5.4 über Laufbuchse 2.12 und Rillenlagerinnenring 2.7.1 gegen den Wellenbund 2.5.1 gezogen und somit kraftschlüssig, spielfrei und dauerhaft mit der Welle verbunden.
Der Wellenzapfen trägt dazu Innengewinde 2.5.2 und Scheibenfeder 2.13 oder Feinverzahnung.
So kann der Propeller auf einfache Weise, durch den steilen Konus möglich, abgenommen werden zum Austausch oder um den Steuerpropeller mit Getriebe aus dem Fahrzeug auszubauen.
Das Steuerschaftrohr 2.4 wird im Antriebsteuer -getriebe 4 drehbar gelagert durch das untere Schaftlager 4.2 und das obere Schaftlager 4.3.
Diese sind Kragenbuchsen, die in.verrippte Gehäusebohrungen eingepreßt sind. Zwischen dem Kragen der unteren Buchse 4.2 und dem Steuerschaft -kopf 2.3 befindet sich eine elastische Scheibe 4.5 als Abdichtung und axialer Anlauf. Auf dem oberen Schaftlager 4.3 dient das Schaftkegelzahnsegment 4.6, das das Schaftrohr 2.4 mittels geschlitzter Nabe und Spannschraube am Ende umspannt, als axialer Anlauf.
Das nach vorn zeigende Zahnsegment 5911 die Steuerbewegungen, die von der Steuersäule 6 iiber Kreuzgelenk 6.6, Steuerhohlwelle 4.7, Steuerkegel -zahnsegment 4.8, Steuerkegelzahndoppelsegment 4.9 und Steuerzwischen1çegelrad 4.10.kommen, auf das Steuerschaftrohr 2.4 iSbertragcn. Dieser Weg ist notwendi.g, weil dadurch vorrangig der Antriebs -mechanismus einfacher und dauerhaft gestaltet werden kann. Es können hier einfachere, billigere Materialien und Verarbeitungen angewendet werden.
Eine Wickeldrehfeder 4.11 hält den Steuerschaft über Mitnehmerstift 4.12 im Segment und Mittel -anschlagnocken 4.13 an der Gehäusewand in der ^¢Mittelstellung und läßt ihn in beide Steuerrichtung -en um etwa 750 ausschwenken.
Die im Schaftrohr 2.4 befindliche Mittelhohlwelle 2.10 ist unten im Nadellager 2.14 und oben in einem Rillenkugellager 4.14 leichtgängig gelagert.
Der oben in die Hohlwelle eingepreßte Zapfen 2.101 trägt kraftschlüssig das Kegelzahnrad 4.15, das Rillenlager 4.14, Endmutter oder Schraube sowie eine Laufstelle 4.16 für einen Radialwellendichtring 4.17.
Dieser ist im Schaftröhr 2.4 eingepreßt und dichtet den oberen Getrieberaum zum Propeller -getrieberaum ab. Dies ist notwendig, weil zwei getrennte Ölfüllungen vorhanden sind.
Das Rillenlager 4.14, das auch die Axialkräfte aufnimmt, sitzt im zylindrischen Lagergehäuse 4.18 welches von oben durch die Bohrung der verstärkten Getriebegehäusedecke greift und hier mit Kragen und Deckel 4.19 angeschraubt ist. Das zylindrische Teil im Getrieberaum dient als Lagerung fiir das Steuerkegelzahndoppelsegment 4.9, welches axial von der Gehäusewand, Anlaufscheiben 4.20 und Sprengring 4.21 begrenzt wird.
Im Steuerkegelzahndoppelsegment 4.9 sind zwei Kegelzahnsegmente mit verschiedenen Negelwinkeln und Teilkreisen zu einem Bauteil vereingt.
Das Steuerzwischenkegelrad 4.10 wird durch Gewinde bolzen 4,22, feststehender Buchse 4.23 und Anlaufscheiben 4.24 an der verstärkten Gehäusewand gelagert.
Die Steuerhohlwelle 4.7, das Kugellagergehäuse 4.7.1 und eine Gabel 6.6.2 des ringförmigen Steuerkreuzgelenkes 6.6 bilden ein Stück, welches drehbar gelagert ist in zwei Kragenbuhsen 4.2.5 und 4.2.6, die in dem kegelförmigen, innen verrippten Getriebeflansch 4.27 eingepreßt sind.
Dieser ist mit seiner Mittelachse um 30° aus der Waagerechten geschwenkt, damit die Steuersäule 6 bei einer Verstellung im günstigen Beugebereich der Kreuzgelenke 6.6 und 7.6 bleibt.
Das im Getrieberaum befindliche Ende der Steuerhohlwelle 4.7 wird von dem Steuerkegelzahn -segment 4.8 umspannt mittels geschlitzter Narbe und Spannschraube, welches an der inneren Kragenbuchse 4.25 anliegt.
Eine elastische Scheibe 4.28 zwischen äußerer Kragenbuchse 4.26 und Kugellagergehäuse 4.7.1 bewirkt Abdichtung und spielfreie Anlage in eine axiale Richtung. Letzteres ist.wichtig, um das Spiel. der.Antriebskegelräder 4.15 und 4.29 konstant zu halten.
Der Getriebeflansch 4.27 ist mit dem Getriebege -häuse 4.1 durch Zentrierung und Schrauben verbunden und schließt die große Montageöffnung ab.
Ein kräftiger Anschlagnocken 4.27.1 am'Inneren des Flansches begrenzt die.Schwenkbewegung des Steuerkegelzahnsegmentes 4.8 und somit der Steuersäule 6.
Die äußere Kegelform hat am Ende einen kurzen zylindrischen Ansatz 4.27.2, auf dem der Gummibalg 4.30 befestigt ist, der die Kreuzgelenke 6.6 und 7.6 gegen Wasser und Schmutz schützt. Die Steuersäule 6 ist in der Tülle des Balges drehbar.
Die Antriebswelle 4.31, die die Drehkraft vom Handkurbelgetriebe 5 über Vierkanthohlwelie 7.4 in der Steuersäule 6.1 und Kreuzgelenk 7.6 aufnimmt und iiberträgt auf das Kegelzahnradpaar 4.29 und 4.15, befindet sich konzentrisch in der Steuerhohl -welle 4.7 und ist in ihr durch das Rillenkugel -lager 4.32 am oberen Ende und durch ein Nadellager 4.33 am unteren Ende im Getriebegehäuse leichtgängig gelagert. Das Rillenkugellager 4.32 ist im Gehäuse durch Ansatz und Sprengring 4.34 axial begrenzt und nimmt die Axialkraft der welse mit auf. Auf der Welle wird das Lager 4.32 mit Kreuzgelenkhälfte 7.6.2 durch Schraube 4.35 und Endscheibe 4.36 gegen den Wellenbund 4.31.1 gezogen. Der Wellenzapfen trägt die Scheibenfeder 4.37 oder Feinverzahnung und Innengewinde.
Das große Kegelzahnrad 4.29 ist mit der Welle 4.31 durch Scheibenfeder 4.37, Feinverzahnung oder Pressung kraftschlüssig verbunden. Es hat die doppelte Zähnezahl wie das Partnerrad 4.15 auf der senkrechten Mittelhohlwelle 2.10.
Das Übersetzungsverhältnis 1 : 2 wirkt sich gi;nstig auf die Gesamtkonstruktion aus.
Zwischen dem Getriebeflansch 4.27 und Gehäuseboden liegt waagerecht die Antriebswelle 4.38, der zweite Krafteingang, die die Drehkraft vom Fußkurbelgetriebe 9 über Vierkanthohiwelle 7.4 und Kreuzgelenk 7.6 auf' nimmt und durch das Kegelzahnradpaar 4.39 und 4.40 mit gleichen Zähnezahlen überträgt auf die Antriebs welle 4.31 und das große Kegelrad 4.29, das mit dem Partnerrad 4.40 zu einer Einheit vereinigt ist.
Also drehen die Wellen 4.31 und 4.38 gleich schnell und somit arbeiten Hand - und Fußkurbel im gleichen Takt.
Die gegenläufigen Drehrichtungen der Wellen werden in den funktionsgleichen Kurbelgetrieben durch ent gegengesetztes Schränken der Zahnriemen ausgeglichen.
Die Welle 4.38 gleicht im Aufbau der Welle 4.31, sie ist etwas kurzer und ist ausschließlich im Getriebegehäuse gelagert.
Die Abdichtung nach außen kann von einem Rillen lager 4.32 mit Dichtringen oder einem Radial wellendichtring erfolgen.
Es ist zweckmäßig, das Kreuzgelenk 7.6 des zweiten Krafteinganges ebenfalls mit einem Gummibalg 4.41 zu schitzen, der iiber einem Gehäuseansatz befestigt wird und über der Gelenkwelle drehbar ist.
Der Raum unter der Welle 4.38 nimmt den Ölvorrat uf. Das eintauchende Kegelrad 4.39 leitet die zuverlässige Clversorgung aller Bedarfsstellen ein.
Bei Nur - Handbetrieb übernimmt ein an dieser Steile mitlaufendes Kunststoffrad diese Aufgabe.
Das.kompakte, außen glattflächige Getriebege -häuse 4.1 ist ein dünnwandiges, leichtgewichtiges Gußteil, das innwendig und im Unterbereich durch Rippen 4.1.1 und Materialanhäufungen 4.1.2 an gewissen Stellen versteift und verstärkt ist.
Die Kraftaufnahme - und Übertragungsteile eines Muskelkraftantriebes müssen sehr sorgfältig gestaltet werden, um einen körpergerechten, ermüdungsarmen Dauerbetrieb sicherzustellen.
Den höchstmöglichen Wirkungsgrad anzustreben ist auch hier oberstes Gebot. Dazu gehört die Forderung nach möglichst wenigen, leichten Bau -teilen.
Ausgehend von der Kraftquelle, hier zunächst die Armkraft des stehenden Benutzers, wird als erstes der Handkurbeltrieb Zeichnungsblatt , beschrieben: Zwei Handkurbel um 1800 verdreht auf einer gemeinsamen vor der Brust querliegenden Achse ergeben'vor anderen Systemen, z. Bsp. gegenläufige Zugseile, Schwenkhebel und dergleichen die beste Art, um die Muskelkraft der Arme ermüdungsarm über längere Zeit aufzunehmen und in ein weitgehend gleichmäßiges Drehmoment umzusetzen. Hier treten im Vergleich zum Fußkurbeltrieb die Totpunkte bedeutend schwächer in Erscheinung, weil der Mensch im Stehen mit nach vorn gerichteten Armen die Kraftrichtung der Runde besser an die reis -bewegung der Kurbelgriffe anpassen känn durch Mitwirkenlassen aller beteiligten Glieder und Gelenke, d.h., Hand, - Ellenbogen - und Schulter -gelenke, Heben und Wenden der Schultern, Verdrehen des Oberkörpers innerhalb der Wirbelsäule.
Hierin liegt auch der Grund eines guten Trainingseffektes.
Erfindungsgemäß führten folgende Überlegungen zur Konstruktion des Handkurbelgetriebes: Da ebenfalls die Steuerbewegungen, die zum Schwenken des Steuerpropellers erforderlich sind, von den Armen ausgeführt werden sollen ohne Unterbrechung der drehenden Antriebsbewegung, muß der Kurbeltrieb schwenkbar sein um eine Achse, die etwa von der Brust des Benutzers schräg nach unten zum vorn liegenden Antriebsteuergetriebe zeigt also gekreuzt zur Kurbelachse. Vorteilhafterweise wird dann der Kurbeltrieb auf eine drehbare Steuersäule gesetzt mit der beschriebenen Achsenrichtung, die die Steuerbewegungen übertragen kann.
Um beim Kurbeln ein Hin - und Herschwenken des Kurbeltriebes auszuschalten, müssen die Kurbel griffe so dicht wie möglich an die Säulenachse herangebracht werden, was eine sehr schmale Bauart in diesem Bereich erfordert. Im Mittelteil soll die Kurbelwelle aber normale Breite behalten zwecks guter Abstii-tzung der beiden Lager. Die Kurbelarme werden also zur Mittelachse hingeschwenkt, so daß eine spitzwink-lig gekröpfte Kurbelwelle entsteht.
Es treten auch dann noch zwei kleine Momente auf9 die beide in gleicher Richtung den Kurbeltrieb um die Säulenachse drehen wollen und zwar in dem Bereich, in dem die Kurbelarm während der Drehung parallel zur Säulenachse liegen. Nach einer halben Umdrehung wirken diese Momente entgegen gesetzt, so daß ein Hin - und Herschwenken der Kurbelwelle die Folge ist.
Jedoch mit einem Versetzen der Kurbelachse zur Säulenachse nach oben oder unten erhält man einen zusätzlichen Hebelarm und somit eine stabile, ruhige Lage der Kurbelwelle auch bei größerem Krafteinsatz. (Maß x) Da die niedrige Drehzahl und das hohe Drehmoment des Handkurbeltriebes auf die hohe Drehzahl mit entsprechend niedrigem Drehmoment der Propellerwelle umgesetzt werden und die Entfernung von beiden durch ein möglichst leichtgewichtiges Bauteil überbrückt werden soll, ist es folgerichtig, daß die hohe Cbersetzung unmittelbar am Kurbeltrieb erfolgt.
Die nachfolgenden Teile im Kraftfluß können dann alle viel leichter und kleiner gestaltet werden.
Die Forderung nach Schmalheit und geringem Gewicht, das Versetzen und Kreuzen der Kurbelachse zur Säulenachse, sowie die hohe Übersetzung auf.
kleinstem Raum unterzubringen, führten zum Einsatz eines einstufigen, geschränkten Zahnriementriebes.
In dem von den beiden Kurbeln umschriebenen Raum kann ohne zu stören und ohne zusätzlichen Platz zu beanspruchen eine große Zahnriemenscheibe, dessen # an den des Kurbelkreises heranreichen kann, untergebracht werden und zwar so, daß sie auf dem Mittelstück zwischen den beiden Kurbelarmen und Lagern sitzt.
Erfindungsgemäß besteht die Kurbelwelle 5.1 aus einem Stück. Das hohle Mittelstück 5.1.1 mit Lagersitzen 5.1.4 und aufgeschweißten Mitnehmern 5.1.5 und die hohlen, konischen Arme 5.1.2 sind in den gebildeten Bögen zusammen -geschweißt. Die Zahnriemenscheibe 5.2, die Rillenkugellager 5.3 und die Gehäusehälften 5.4 können bei der Montage über die Kurbelarme und Bögen gestreift werden.
Die außen glattflächige, innen verrippte Zahnriemenscheibe 5.2 besteht aus zwei gleichen Hälften in Kunststoffspritzguß, die am äußeren Rand die Verzahnung, die seitliche niedrige Bord -scheibe (Flansch) sowie Bohrungen fi;r Hohlnieten zur Verbindung der beiden Hälften aufweisen.
Eine dauerhafte, kraftschliissige, konzentrische, spielfreie Verbindung der Scheibe 5.2 zu der mit Mitnehmern 5.1.5 versehenen Içurbelwelle 51 geschieht durch konische Klemmstücke 5.5, die in den konischen Mittelbohrungen der Scheiben -hälften durch Schrauben 5.6 zueinander gezogen werden und so die beiden Bauteile verspannen.
An jedem Kurbelende befindet sich ein Auge 5.1.3 mit zylindrischer Bohrung, in die der hohle Kurbelzapfen 5.7, ein dünnwandiges Rohr, eingepreßt und mit einer zusätzlich eingepreßten Hiilse 5.8 verstärkt ist.
Der Kurbelgriff 5.9 ist aus Kunststoff und durch Nadellager 5.10 mit dem Kurbelzapfen leicht drehbar verbunden.
Das Getriebegehäuse 5.4, das in der Seiten -ansicht einem lhnglichen, keilförmigen, unsymmetrischen Siinfeck ähnelt, trägt am breiten Ende die Kurbelwelle 5.1, am schmalen Ende mit 900 dte Kurbelwellenachse kreuzend das obere Steuersäulenrohr 6.2 eingespannt und schließt die große Zahnriemenscheibe 5.2 etwa bis zur Hälfte ein.
Es besteht aus zwei außen glattflächigen, innen verrippten Hälften in Kunststoffspritzguß, die je eine Bohrung mit Ansatz ffir die Kurbelwellenlager 5.3 sowie die lange Halbbohrung für die Klemmung des Säulenrohres 6.2 aufweisen und durch Schrauben 5.11 miteinander verbunden werden.
Im oberen Säulenrohr 6.2 ist die Vierkanthohl -welle 7.1 durch ein unteres Nadellager 7.2 und ein oberes Rillenkugellager 7.3 leichtdrehbar gelagert0 Diese ist im Getrieberaum als Nehrkeil -welle 7.1.1 ausgebildet und trägt leicht verschiebbar.die kleine dreistufige Zahnriemen -scheibe 5.12.
Diese wird von der großen Scheibe durch den Zahnriemen 5.13 angetrieben, dessen erster Trumpf 5.15.1 die beiden Scheiben direkt mitein = ander verbindet. Auf diesem geraden Weg wird der Riemen um 90° verdreht, "geschränkt". Der zweite Trumpf 5.13.2, der die große Scheibe nach etwa 270° Umschlingung tangential verläßt, trifft im 90° Winkel auf die Laufebene des ersten Trumpfes.
Kurz vorher wird er von einer Umlenkrolle 5.14 umgelenkt und trifft ebenfalls nach einer Schränkung auf die kleine Scheibe.
Die kugelgelagerte Umlenkrolle 5.14 fungiert gleichzeitig als Riemenspanner, indem sie in einem Schlitten 5.15 gehalten wird, der verschiebbar in einer Gleitführung 5.1h gelagert ist.
Der Schlitten wird durch Drehen einer Kurven -scheibe in Form einer archimedischen Spirale 5.18.1 in seiner Führung verschoben, in der Art, daß ein im Schlitten befestigter Zapfen 5.17 die Gehäusewand in einem Schlitz durchdringt und hineinragt in die spiralförmige Nut 5.18.1 auf der Rfickseite eines Handrades 5.18, das außen an der Gebbusewand drehbar gelagert ist.
Das Handrad wird von einer Wickeldrehfeder 5.19, die sich auf dem feststehenden Lagerzapfen 5.20 abstSitzt, im Uhrzeigersinn verdreht und schiebt somit über die Spiralnut den Schlitten mit Rolle in die riemenspannende Richtung. Die selbsthemmende Wirkung der Spiralnut bewirkt eine gleichbleibende Riemen spannung in beiden Trümpfen auch bei Drehrichtungsumkehr.
Letzteres ist ser wichtig, denn zum Riickwcirts -fahren des Wasserfahrzeuges wird einfach die Kurbelwelle in die andere Richtung gedreht.
Durch Drehen des Handrades entgegen die Federkraft wird der Riemen entspannt. Der jetzt losehännde Riemen wird mit der zweiten Hand auf eine andere Scheibenstufe gelegt zwecks Ubersetzungs--nderung.
Nach Loslassen des Handrades wird der Riemen durch die Feder wieder gespannt. Der Weg des Handrades mit Spirale und Schlitten ist so bemessen, daß der Riemen auf der größten wie auf der kleinsten Stufe noch geniigend gespannt und entspannt werden kann.
Die Stufenscheibe 5.12 kann auf einfache Weise ausgewechselt werden gegen eine mit anderen Stufenspriingen, indem die Wel] enendscheibe 7.1.2 abgeschraubt wird. Die Stufenscheibe ist freibeweglich auf dem Schiebesitz. Sie sucht sich selber ihren Platz je nach Riemenlage.
Das Umlegen des Riemens von Hand ist hier ungefährlich, weil der Riemenstrieb nach Loslassen beider Kurbeln stillsteht. Um eine andere Drehzahl einzustellen, sind zwar beide Hände notwendig, was vielleicht als Nachteil angesehen werden könnte Jedoch an einem solchen Wasserfahrzeug wird verhältnismäßig wenig geschaltet, weil es nicht bei jeder Beschleunigung notwendig ist.
Man wählt nur dann die entsprechende Übersetzung, wenn man längere Zeit in einem gleichen Betriebs -bereich fahren will, z. Bsp. beim Bugsieren auf engem Raum, zwischen anderen Fahrzeugen und Badenden oder bei starkem Gegenwind und Wellen = gang.
Im Übrigen wird der Bereich einer zu starken Übersetzung in kurzer Zeit durchfahren bei kurzzeitiger höherer Anstrengung, was bei einem Muskelkraftantrieb durchaus als iiblich angesehen werden kann. Bei höherer Geschwinciig -keit stimmt dann die Propellerdrehzahl mit der des Hand - oder Fußkurbelgetriebes überein.
Nit dem erfindungsgemäßen Handkurbelzahnriemen -iibersetzungsSetriebe 5 hat man gleichzeitig ein Stufenschalt - und Winkelgetriebe vor sich, das einfach im Aufbau und leicht zu schalten ist, wenig Bauteile enthält, bei großer Robustheit sehr leichtgewichtig ist, das bei gleichbleibender Leichtgnngigkeit hohe Drehmomente und große Übersetzungsverhältnisse bis 1 : 20 übertragen kann, durch einfaches Auswechseln eines billigen Bauteiles ein Anpassen an verschiedene Leistungs -charakteristiken ermöglicht, das eine lange Lebensdauer und hohe Funktionssicherheit gewährleistet.
Die Steuersäule '6- ist wegen der erforderlichen Längenveränderlichkeit zweiteilig: das obere Säulenrohr 6.2 ist in das untere 6.1 eingesteckt, darin verschiebbar sowie in jeder Stellung feststellbar durch eine besondere Einheit 6.3.
Diese besteht aus zwei zusammengeschraubten Gehäusehälften und ist mit dem unteren Rohr durch Dauerklemmung verbunden. Das freie Teil beinhaltet die Einstellvorrichtung fi;r das obere Rohr in Form von Gehäusebacke 6.3.1, Losbacke 6.3.2, Gewindestiick 6.3.3, Gewinde -buchse 6.3.4, Handrad 6.3.5 und. weist die Eigenschaft auf, das obere Rohr auf genügender Länge an zwei Zonen kraftschliissig zu halten, ohne es dabei zu deformieren.
Das untere Säulenrohr 6.1 ist an das im Fahrzeugkörper befindliche Antriebsteuer -getriebe ,¢4.i des Steuerpropellers .'2 : angelenkt durch ein ringförmiges Kreuzgelenk 6.6, dessen Mitte frei ist zur Unterbringung des kleineren Antriebs -kreuzgelenkes 7.6; der unteren Vierkanthohl -welle 7.4, die sich konzentrisch im Säulenrohr befindet und hineinragt in die obere Vierkanthohl -welle 7.1.
Beide Kreuzgelenke haben einen gemeinsamen Mittelpunkt, so daß die Steuer - Antrieb - Säule schwenkbar wird bei Sicherstellung der Steuer -und Antriebsbewegungen.
Diese Eigenschaft in Verbindung mit der Längenveränderlichkeit erbringt die Möglichkeit, die Lage des Handkurbelgetriebes in einem weiten Bereich A - B - C - D zu verändern zum Anpassen an die verschiedenen Körpergrößen der Benutzer und zur Betätigung des Handkurbelgetriebes in mehreren Körperstellungen.
Dazu muß die Säule 6 höhenveränderlich abgestützt werden zum Fahrzeugkörper bei seitlicher Starrheit9 d.h., sie muß in Längsrichtung über der Fahrzeug = mittellinie bleiben.
Das wird erfindungsgemäß erreicht durch den Stützbock 8, einem gebogenen Rohr 8.1. in Form einer langen ,gU't, deren Schenkelenden rechtwinklig nach außen gebogen und als Füße durch geschlitzte Klemmstücke 8.2 und Schrauben 8.3 mit dem Fahrzeugkörper dauerhaft verbunden sind.
Auf den beiden geraden Rohrschenkeln sind die längsgeschlitzten mit einer Querbohrung versehenen Klemmhfilsen 8.4 verschiebbar angeordnet. Dazwischen ist das Säulenstützlager 6.4 eingepaßt, welches ebenfalls mit einer Querbohrung versehen ist.
Die in die drei Querbohrungen eingesetzte Spannschraube 8.5 mit Handrad 8.6 verbindet die drei Teile miteinander. Beim Anziehen des Handrades werden die Klemmhülsen gleichzeitig auf den Rohrschenkeln festgesetzt, so daß die Steuersäule 6 in der Höhe fixiert ist. Die Iagerbohrung paßt sich dabei an die Flucht des in ihr befindlichen unteren Steuer -rohres 6.1 an. Die axiale Lage wird von dem Gehäuse 5.3 und einem Klemmring 6.5 gesichert.
Nach Lösen des Handrades 8.6 kann die Steuer -säule 6 in einem weiten Höhenbereich verstellt werden, so daß das Fahrzeug im Stehen, Sitzen, Knieen oder auf dem Risiken liegend gefahren werden kann.
Das Fahrzeug ist auch mit stehender Position außergewöhnlich kentersicher, weil der Benutzer durch die starre Anordnung von Steuersäule 6 und Stützbock 8 gewissermaßen einen langen Hebelarm in der Hand hat, mit dem er den Fahrzeugkörper unabhängig von seinem Körpergleichgewicht um die Längsachse bewegen und reaktionsschnell ausbalancieren kann.
Das bisher beschriebene Fahrzeug 1.0.1 stellt die einfachste, leichteste, handlichste und billigste Ausführungsmöglichkeit dar. Es läßt sich aber auch vorteilhaft erweitern.
Es kann z. Bsp. nach Zeichnungsblatt 2 zusätzlich ein Fußkurbelgetriebe 9 angebaut werden, um mehr Leistung auf die Propellerwelle zu bringen und so die Geschwindigkeit zu steigern, gleichzeitig wird der Trainings effekt verbessert. Dazu muß dann allerdings auch ein Sitz 10 mit Riickenstiitze montiert werden. Getriebe und Sitz werden durch Schrauben in vorhandenen Sackbohrungen 1.5.2 im Deck befestigt. Die Bohrungen sind vorteilhaft in zwei längeren Reihen beiderseits der Mittellinie angeordnet, damit Getriebe und Sitz angepaßt werden können an verschiedene Körpergrößen und gSinstige Schwerpunktlage. Das Handkurbelgetriebe kann unabhängig davon individuell eingestellt und betätigt werden. Lediglich der lange Stützbock 8.1 muß durch einen kurzen Stütz -bock 8.7 ersetzt werden, der auf dem Fußkurbelgetriebe 9 gelenkig befestigt wird.
Zum Transport auf dem Autodach kann das Handkurbelgetriebe 5 aus dem unteren Säulenrohr 6.1 herausgezogen werden und im Kofferraum verpackt werden. Nach Herausnehmen der Spannschraube 8.5 mit Handrad 8.6 läßt sich der Stützbock 8.7 iiber die Einstelivorrichtung 6.3 klappen und die Steuersaule 6 kann seitlich neben das Fußkurbel -getriebe 9 gelegt werden.
Der Sitz 10 ist vorteilhaft in gefälliger Kastenform aus einem Stück gefertigt. Als Befestigung genügen zwei vorne innen angebrachte Gelenke 10.1, die mit Rändelschrauben 10.2 auf das Deck geschraubt werden. Dadurch ergibt sich unter dem Sitz ein brauchbarer Stauraum, der durch ein hinten angebrachtes Schloß gesichert werden kann0 Das Fußkurbelgetriebe 9 ist in der Funktions -weise identisch mit dem Handkurbelgetriebe 5.
Abweichend dazu: das Gehäuse 9.4 ist in der Seitsasicht unten rechteckig und hat einen beid seitigen Fuß 9.4.1 mit Bohrungen für Befestigungsschrauben, die Kurbelwelle 9.1 ist kräftiger und rechtwinklig gekröpft, die unten waagerecht in Längsrichtung liegende Antriebs -welle 9.21 tritt aus dem vorderen, und hinteren Schmalteil mit einem gleichen Zapfen hervor.
Der vordere Zapfen überträgt die Kraft mittels Kreuzgelenk 7.7 und längenveränderlicher Vierkanthohlwelle 7.8 auf das Kreuzgelenk 7.6 des zweiten Einganges 4.38 am Antriebsteuergetriebe 4, welches identisch ist mit dem des ersten Finganges im Gelenk 5.6 der SteuersSiule 6.
Diese Gelenke sind antriebseitig mit einem eingearbeiteten doppelt wirkenden, d.h. in beide Richtungen wirkenden Freilauf 7.5 ausgerji stet, der die Aufgabe hat, bei Ausbleiben der Antriebskraft den Kraftfluß zu unterbrechen, so daX das Antrieb steuergetriebe mit dem Propeller frei weiterflrehen kann ohne zu bremsen. Außerdem hat dadurch der Benutzer die Möglichkeit, die beiden Kurbeltriebe nach Belieben zu betatigen, mit einem zu pausieren, zu wechseln, oder auch die Winkelstellung der Fuß - zur liandkurbel individuell zu ändern. Bei Rückwärtsfahrt geschieht das Gleiche. Der Freilauf wird sofort wieder kraftschlüssig, wenn die ihm zugeordnete Kurbel -welle betätigt wird.
Die Arbeitsweise des Freilaufes ist folgende: In einem Stahlzylinder 7.5.1, dem Abtriebsteil, ist drehbar gelagert durch Kugellager 7.5.2 und Gleitbuchse 7.5.3 oder Nadellager eine prismen -förmige Klemmwalze 7.5.4, das Antriebsteil, angeordnet. Die Seitenflächen 7.5.4.1 des Prismas sind vorteilhafterweise kreisbogenförmig gewölbt.
Dadurch entstehen von der Flächenmitte zu den Kanten hin sanft ansteigende Kurven in beide Richtungen, die Anpreßkurven 7.5.4.1.
Zwischen Zylindermantel und jeder Seitenfläche befindet sich eine Klemmbacke 7.5.6, die mit einem balligen Fuß mitten auf der gewölbten Fläche steht und außen die gleiche Krümmung hat wie der Zylind erinantel 7.5.1.
-Die Klemmbacken 7.5.6 werden von zwei endlosen Ringspiralfedern 7.5.7, die am äußeren Umfang an den Backenenden in Ringnuten 7.5.6.1 liegen, wie ein Bündel zusammengehalten. Dabei berSihren die Backen sich gegenseitig mit ihren Stoßflächen.
Zwischen Backen 7.5.6 und Zylindermantel 7.5.1 ist ein geringer Luftspalt vorhanden, so daß das Außenteil frei drehen kann.
Wird jetzt das Innenteil, die Klemmwalze 7.5.4, in Umdrehung versetzt, was hier durch die hohe Übersetzung im Kurbelgetriebe schnell geschieht, werden die Klemmbacken 7.5.6 von der Fliehkraft nach außen gegen die Zylinderwand 7.5.1 geschleudert und schleifen an dieser. Durch den geringen schleif -widerstand werden die Kurven 7.5.4.1 der Klemmwalze 7.5.4 wirksam, die Keilwirkung preßt die Backen gegen die Zylinderwand 7.5.1, der freilauf wird kraftschliissig. Je größer das Drehmoment ist, desto größer ist der Anpreßdruck. Bei Ausbleiben der Antriebskraft wird der Kraftschluß unterbrochen.
Das abtriebseitige Ende des Zylinders ist durch eine Stirnwand 7.5.1.1 abgeschlossen, in deren Mitte die Lagerbuchse 7.5.3 oder das Nadellager sitzt.
Die offene Antriebseite bildet den Sitz für das Rillenkugellager 7.5.S, das durch Ansatz und Snrengring 7.5.8 axial begrenzt wird.
Die beiden Lager sitzen auf den zwei Zapfen 7.5.4.2 und 7.5.4.3 der Klemmwalze 7.5.4, wovon der Antriebzapfen 7.5.4.3 länger ist und mit der Vier kanthohlwelle 7.4 kraftschliissig verbunden ist durch Pressung, Quetschung oder dergleichen, Der Zylindermantel 7.5.1 ist über die Stirnwand hinaus mit zwei gegenüberliegenden Laschen vorlängert, welche die Kreuzgelenkgabel 7.6.1 bilden, in deren Bohrungen die Zapfen 7.6.3 des Gelenk -kreuzes 7.6.4 befestigt sind.
Das Gelenkkreuz 7.6.4 besteht erfindungsgemäß aus zwei Preßblechhälften, die durch Nieten oder Schrauben verbunden sind, die vier Kunststoff -buchsen 7.6.5 mit innenliegenden Zapfen 7.6.3 umschlieBen und damit die beiden Kreuzgelenkgabeln 7.G1 und 7.6.2 verbinden.
Die zweite Gabel 7.6.2 bildet mit der be ein Strick, deren Bohrung eine Nut oder Feinverzahnung trägt Die Einheit Kreuzgelenk - Freilauf - Antriebs -welle ist ein leichtgewichtiges, robustes Bauteil das auch in weiteren Fahrzeugausführungen verwendet werden kann.
Weitere Fahrzeugausführungen sind möglich, weil die meisten Fahrzeugteile ein Baukastensystem zulassen.
Auch der Fahrzeugkörper 1 ist variierbar, wobei allerdings die vorteilhafte Unterwasser - und Bug = form unverändert bleibt (Es wird gewissermaßen nur das Oberteil verändert.) Weitere Ausführungen sind: Tandem 1.0.3, Einzel - kabinenboot 1.0.4, Tandemkabinenboot 1.0.5, Dappelkabinenboot 1.0.6, Viererkabinenboot 1.07.
Das Tandem 1.0.3 ist eine relativ einfache Erweiterung. Wenn es zwei leichteren Personen dienen soll, hat der normale Fahrzeugkörper genügend A\iftriebskraft. Sonst muß er verlängert und / oder verbreitert werden. Hinter dem ersten Fahrersitz wird ein zweites Fußkurbelgetriebe 9 montiert, das die Kraft huber eine Gelenkwelle 7 mit Freilauf unter den Vordersitz hindurch zum hinteren Wellenzapfen des vorderen Fußkurbelgetriebes bringt. Hier ist ein kleiner Wellentunnel notwendig zum Schutz der Welle.
Selbstverständlich muß auch ein zweiter Sitz 10 montiert werden. Wenn der Hintermann auch seine ganze Kraft einsetzen will, kann das Fußkurbel -getriebe zusätzlich mit einer starren Handkurbel -welle ausgerüstet werden, die die Kraft über einen Zahnriemen, Übersetzung 1 : 1, auf eine kleinere Scheibe neben der großen auf der Kurbelwelle des Fußgetriebes überträgt. Die Handkurbelwelle, identisch mit der vom Handkurbelgetriebe, wird von einem Doppelgabelrohr gehalten, deren obere Gabel die Kurbelwellenlager trägt. Die untere Gabel greift über die große Scheibe des Fußkurbelgetriebes und wird an den Stützbockaugen angelenkt, die hier frei sind. Jetzt kann das Gabelrohr mit Kurbelwel]e geschwenkt werden zum Anpassen an die Körpergroße des,Hintermannes und wird durch ein verstellbares Stiitzrohr zur Getriebeschmalseite nach unten hin abgestiitzt. Die Riemenspannung kann dadurch eingestellt werden, daß das Rohr zwischen den Gabeln teleskop -artig ineinander verschiebbar und feststellbar ist.
Dafiir sind vorteilhaft quadratische Rohre geeignet, die ineinanderpassen und diagonal angepreßt werden von einer Stellschraube.
Mit der gleichen erfindungsgemäßen Unterwasser -und Bugform lassen sich offene Kabinenboote vorteilhaft herstellen, die die gleichen Fahr -und Manövriereigenschaften haben. Doch darüberhinaus sind sie auch bei rauher Witterung als Sport - und Freizeitfahrzeug einzusetzen. Als Verleihfahrzeuge sind sie besonders geeignet. Mit Verdeck ausge m rostet sind sie allwettertauglich über das ganze Jahr. Durch die bauchige Verbreiterung über den parallelen Seitenflächen des Unterwasserteiles entstehen zusätzliche Kentersicherungen, die erst wirksam werden bei einer gewissen Schräglage und vorher keinen Widerstand im Wasser hervorrufen, Das erfindungsgemäße Antriebsystem mit den schalt > baren Übersetzungen und der schnellen Auswechsel = meglichkeit der Stufenriemenscheibe und des Propellers ist besonders geeignet, bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen optimale Ausnutzung zu erwirken.
So ist z. Bsp. glattes Wasser hervorragend dazu geeignet, schnell und elegant zu fahren, zu wendeln oder Kreisel zu fahren, während bei Wind und Wellen mehr das Kämpfen gegen die Naturgewalten im Vorder -grund steht und als interessante Herausforderung gilt.
Erfahrungsgemäß hat der Benutzer nie das Gefiihls daß er -seine Muskelkraft durch einen sch]echten Wirkungsgrad vergeudet, was z. Bsp. der Fall ist bei einem Tretboot mit Schaufeiradantrieb.
Während Einzel - und Tandemkabinenboot die bisher beschriebene Antriebanordnung haben, sind Dopnel - und Yiererkabinenboot mit zwei nebenein -anderliegenden Steuerpropellern mit dazugehörigen Antriebsteuer - Hand - und Fußkurbelgetrieben ausgeriistet, die unabhängig voneinander betrieben werden können je nach körperlicher Verfassung der verschiedenen Benutzer. Die beiden Steuersäulen sind gekoppelt, damit die Steuerpropeller immer die gleiche Vortriebrichtung haben. Das geschieht dadurch, daß auf beiden unteren Säulenrohren 6e1 unmittelbar neben dem Kreuzgelenk 6.6 Steuerhebel montiert sind, die durch eine Gelenkstange ver -bunden sind. Um den vorgesehenen Schwenkbereich von 1500 ausnutzen zu können, werden Doppelhebel und zwei gleiche Gelenkstangen verwendet. Die Gelenke der Doppelhebel sind um 450 auf der Säulenachse verdreht. Dadurch wird erreicht, daß in einer Endstellung noch ein Hebelpaar wirksam ist, wenn das andere Paar fast gestreckt mit der Spurstange steht.
In der anderen Endstellung wechselt die Wirkung auf das andere Hebelpaar. Es können jetzt beide neben -einandersitzende Benutzer gemeinsam oder auch abwechselnd einzeln steuern. Dazu wird dann ein Handkurbelgetriebe in der Einstellvorrichtung 6.3 geht, so daß es im unteren Säulenrohr 6.1 lose drehen kann. Ein zusätzlicher Klemmring 6.3.7 auf dem oberen Säulenrohr, der ber einen Kragen 6.3.6 an der Einstellvorrichtung greift, hält das lose Kurbelgetriebe in der richtigen Lage zu dem Benutzer,denn der Antrieb kann unabhängig von der Steuerung betätigt werden. Die beiden nebeneinander -sitzenden Hintermanner beim Viererkabinenboot können sich genau wie beim Tandem betätigen.
Wenn die beschriebenen Wasserfahrzeuge mit Muskel -kraftantrieb bei extremen Wellenhöhen z. Bsp.
Rettungsdienst eingesetzt werden sollen, kann es eventuell zweckmäßig sein, den Steuerpro;relGer im Heck anzuordnen, weil er vorn Luft ansaugen nnte.
Fast alle Einzelbauteile kennen dazu verwendet werden. Das Antriebsteuergetriebe läßt sich um 1800 verdreht einbauen, wenn der Steuerschaft 2.4 im Schaftkegelzahnsegment 4.6 gedreht wird. Die Steuerantriebsäule 6 wird unter den Sitz nach hinten durchgeffihrt, so daß sie zwischen den Oberschenkeln des Benutzers liegt. Lediglich die Unterseite des Sitzes muß etwas anders geformt werden wegen der Höhe der Säule. Das Fußgetriebe 9 gibt die Kraft über den hinteren Wellenzapfen ab. Das Steuern des Fahrzeuges wird hier von dem oder den Hintensitzen -den ausgeführt.
Bei der Erprobung eines Versuchsfahrzeuges mit den beschriebenen, erfindungsgemäßen Merkmalen wurden mehrere Propeller gefahren, z. Bsp. zwei -bis sechsblättrige mit verschiedenen Durchmessern, Steigungen und Flügelbreiten. Wesentliche Ver -besserungen konnten zwischen den einzelnen Typen nicht festgestellt werden.
Die bekannten Propellerformen zeigten gemeinsam die Eigenart, daß beim Starten, d.h. beim Beginn des Drehens mit der Handkurbel zunächst nicht viel passierte.
Die ersten Umdrebungen gehen ins Leere. Der Schub muß sich erst aufbauen durch einen kräftigen Propellerstrahl bei höheren Umdrehungen. Erst dann setzt sich das Fahrzeug in Bewegung. Es geht also Leistung verloren, was besonders beim Muskelkraft -antrieb unterwjinscht ist.
Erfreulicherweise sport man hier in der Hand und am Fahrzeug unmittelbar die Wirkung der zugeführten Leistung.
Ist die Last zu groß, kann durch den menschlichen Willen fr kurze Zeit die Leistung betrtchtlich erhebt werden, um Erkenntnisse zu bekommen.
Wenn z. Bsp. bei mäßiger Geschwindigkeit plötzlich schneller gedreht wird, ist deutlich ein Schlupf festzustellen.
Doch das Auffallendste zeigte sich beim Fahren der erreichbaren Geschwindigkeit mit vorn angebautem, iiblichen Propeller, als bei einem kräftigen schneller -kurbeln nicht das Fahrzeug schneller wurde, sondern das Vorderteil, der Bug, senkte sich tiefer ins Wasser, er wurde überflutet. Das gleiche konnte bei bisher hinten angebautem Propeller bei sonstigen gleichen Voraussetzungen nicht beobachtet werden, weil da das Sogfeld des Propellers unter der Mitte des Fahrzeuges, also imAuftriebsmittelpunkt lag und somit nicht sichtbar wurde. Die Erscheinung blieb im Verborgenen. Vermutlich pumpt der Propeller das vor ihm liegende Wasser nach hinten, so daß das Vorderteil in ein Loch sank.
Es ist versta.ndlich, daß dann die Geschwindig -keit nicht erhöht werden kann, sondern der Widerstand wächst stark an.
Da das Erfindungsziel ist, ein Wasserfahrzeug zu schaffen, das mit Muskelkraft eine höhere Geschwindigkeit erreichen soll, als es mit anderen bekannten Fahrzeugen möglich ist, wurden diese drei Beobachtungen zum Anlaß genommen, den Propeller und seine Theorie näher kennenzulernen.
Der Propeller beschleunigt das ihm zuströmende Wasser, stö.ßt es nach hinten und erzeugt dadurch den Strahlrückstoß oder Schub, der das Schiff vorwärts treibt. Der Schlupf oder Slip gehalt als negative Begleiterscheinung als unab.nd.erli.ch dazu.
Bei einem Muskelkraftantrieb machte man gerne an die Wirkungsgrade herankommen, die bei Straßen -und Schienenfahrzeugen iiblich sind.
Erster Gedanke: das kleine, leichte Fahrzeug soll dem Propeller folgen so wie er sich vorwärtsschraubt.
Also darf kein Wasser nach hinten bewegt werden, sondern der Propeller soll sich nach vorn bewegen.
Zwei einfache Versuche: eine rechteckige Fläche, ca. 15 x 25 cm, wird mit der Hand senkrecht ins Wasser gehalten und quer zu sich schnell zur Seite bewegt. Erster Versuch mit einem flachen Anstell -winkel, entsprechend der Steigung eines jjblichen Propellerfliigels, etwa 100. Das Wasser wird befördert, beschleunigt, gepumpt. Es wird vorn weggeholt und nach hinten gebracht. Der Flügel läßt sich leicht in der Bewegungsrichtung halten.
Zweiter Versuch mit einem Anstellwinkel 300 - 400: Der Flügel verschiebt sich schräg nach vorn in Richtung des Anstellwinkels. Er läßt sich kaum in der vorgesehenen Bewegungsrichtung halten. Wasser wird kaum bewegt, befördert, gepumpt. Durch diesen Versuch angeregt entstand ein Propeller mit ungewöhnlich großer C-teigung und Flügelfläche und dadurch bedingt großer Bal inge, zun@chst mit drei Flligeln, der nächste hatte vier. Der ijbliche (bisherige) Durchmesser wurde beibehalten.
Es schien ein Gebilde zu sein entgegen aller Theorien und Erfahrungen. Doch der Erfolg verblüffte.
Probefahrt: Zun"chst ließ sich die Kurbel sehr schwer drehen, doch das Fahrzeug setzte sich sofort in Bewegung. Kein fühlbarer Slip. Mit zunehmender Geschwindigkeit wurde das Kurbeln leichter.
Es war so, als wenn ein Radfahrer im größten Gang anfährt. Das geht zunächst auch sehr schwer, doch später nimmt dann die Übersetzung und es kann mühelos die Geschwindigkeit gehalten werden.
Auch das leichte Wasserfahrzeug konnte miihelos auf größerer Geschwindigkeit gehalten wenen.
Am tleck war kein Propellerstrudel sichtbar, wie es bei den üblichen bekannten Propellern der iiall isto Beim Anfahren hatte man ein Gefühl, als wurde das Fahrzeug an einer Gewindespindel mit Steilgewinde vorwärts geschraubt.
UnA tatsächlich kann das Gewinde als Vergleich dienen: Der Propeller; ist ein Stück Gewindespindel, das sich in di Mutter, das umgebende Wasser, hineinschraubt. Der Propeller ist aus festem Material, er kann sich nicht verformen. Wohl aber das Wasser, die Mutter, ist nachgiebig, verformb, Hat das Gewinde eine kleine Steigung, dann sind die einzelnen Gewindegänge diinner in der Wurzel.
Sie reißen aus dem Muttermaterial heraus und werden nach hj. an geschleudert. Ist die Gewindesteigung größer, wird der Abstand von Flijgel zu Flijgel auch größer; also: der Gewindegang in der Mutter wird dicker und stabiler. Er läßt sich nicht mehr so leicht herausreißen aus dem Muttermaterial, sondern das Stück Gewindespindel, der Propeller, kann sich darauf abstfitzen und nach vorne schrauben. Er wird sicher gefiihrt in der Mutter, er kann eine Last tragen. Aus d.em gleichen Grunde ist eine ausreichende Flügelfläche, d.h. Länge wichtig. Mit Flügellänge wird hier die Länge der um die lange Nabe herum -gewundenen Fläche bezeichnet, deren abgewickelte Borm einem Segment entspricht bis auf den inneren Bogen, der der Wabenform angepaßt ist.
Bei Versuchen zeigte sich auch, daß der dreiflüglige Propeller dem vierflügligen in Bezug auf Slipsicher -heit iiberlegen war. Das erklärt sich daraus, daß bei vier Flügeln der Abstand von Flügel zu Flügel wieder kleiner ist, also: die Wurzel des Gewindeganges in der Mutter ist schwächer und reißt leichter heraus.
Bei zunehmendem Durchmesser werden, wahrscheinlich mehr Flügel richtig sein.
in Propeller mit der beschriebenen Form benötigt zum /\ntrieb ein stark wechselnd es Drehmoment.
Ein direktes Kuppeln mit einer Verbrennungskraft -maschine ist deswegen nicht möglich.
Doch hier einen Muskelkraftantrieb ist er hervor -ragend geeignet, denn kürzere Betriebsphasen mit erhöhtem Drehmomentbedarf können durch willenbeeinflußbare, kurzzeitige Leistungserhöhung durch -fahren werden. In der Hauptbetriebsphase stimmt dann das verlangte Drehmoment mit dem des auf längere Zeit lieferbaren ilberein Zur besseren Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen wie Wellengang, Gegenwind sowie unterschiedliche Leistungs -charakteristiken der Benutzer ist ein einfaches 5tufenschaltgetriebe,'wie es im beschriebenen Hand - und Fußkurbelgetriebe enthalten ist, vorteilhaft0 Eine vereinfacite Form eines Steuerpropellers kann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn die Anforderungen nicht ganz so hoch gestellt sind.
Er zeichnet sich aus durch einfachen Aufbau und geringes Gewicht.
Es snd kleine Kegelzahnräder, kein Getriebegehäuse 9 wenige Wellen und Lager vorhanden.
Allerdings ist er nur fir einen Krafteingang ausführbar. Er wird dann vorzugsweise nur mit Armkraftantri eb gefahren.
Doch kann er auch durch entsprechende Gestaltung nur für Beinkraftantrieb und Handsteuerung eingerichtet.
werden.
Der Steuerpropeller nach Zeichnungsblatt 5 wird w folgt beschrieben: Ein unter dem Fahrzeugboden waagerecht liegendes, nach vorn zeigendes Propeller -wellengehäuse 11.1 ist an einem mit 450 aus der Senkrechten nach hinten geneigten Steuerschaft 11.2, gebildet aus Steuerschafthals 11.2.1 und Steuer schaftrohr 11.2.2, befestigt. Das Steuerschaftrohr 11.2.2 ist drehbar in dem mit 450 den Fahrzeugkörper 1 durchdringenden Lagerrohr 11.3 mit Kragenbuchsen 11.4 gelagert. Im Steuerschaft 11.2 läuft eine leichte, hohle Zwischenantriebswelle 11.5, die oben im Schaftrohr 11.2.2 leicht drehbar gelagert ist und unten im Propellerwellengehäuse 111 durch ein Kreuzgelenk 11.6 mit der Propeller = welle 11.7 verbunden ist. Dieses Gelenk läuft stcindi.g in dem relativ großen Beugewinkel von 450 und ist deswegen ein Gleichlaufkreuzgelenk.
Das oben herausragende Steuerschaftrohr 11.202 wird von einem ringförmigen Steuerkreuzgelenk 5.6 kraftschlüssig umspannt und in der bisher beschriebenen Weise über Steuersäule 6 und schwenk -berem Handkurbelgetriebe 5 zum Steuern bewegt.
Ebenso erfolgt der Antrieb durch die in der Steuersäule 6 laufenden Antriebswelle 7 mit Kreuzgelenk 7.6.
Wird nun der Steuerschaft 11.2 bei einer Steuer -bewegung gedreht, ändert der Propeller 3 seine Vortriebsrichtung. Dabei wird zwar die Propeller --achse auf einer Kegelmantelbahn aus der Waagerechten herau'sgeschwenkt, doch die Praxis zeigt, daß bis zu einem Ausschlag von etwa 450 aus der Mittelstellung noch ein problemloses Steuern ohne auffallende Nachteile.möglich ist. Es kann fast auf der Stelle gewendet werden, wozu allerdings auch der flachgehende Fahrzeugschwimmkörper mit beiträgt. Bei Gerade -ausfahrt ist kein Unterschied zum Steuerpropeller mit senkrechtem Schaft feststellbar.
Der Ausschlag des Steuerschaftes 11.2 wird bei 450 aus der Mittellage in beide Richtungen durch Anschlage 11.8 begrenzt.
Die Mittellage wird selhsttätig durch Wickeldrehfeder 11.9, mitdrehenden Stift 11.10 und fest -stehenden Stift 11.11 innegehalten.
Dieser leichte, leistungsfähige Steuerpro@eller läßt sich besonders schnell montieren, was für einen bequemen Transport sehr vortei].b.aft ist.
Der Steuerschaft wird von unten in das Lagerrohr geschoben, von oben wird. das Steuerkreuzgelenk 6.6, das sich an der Steuersäule 6 befindet, auf dss Schaftende geschoben und mittels Handrad spann -schraube und Spannkloben befestigt sowie der Stützbock 8 mit zwei Rändelschrauben angeschraubt.

Claims

Patent ansprüche Wasserfahrzeug mit einem durch menschliche Muskelkraft angetriebenen an sich bekannten, schwenk -baren Steuerpropeller, dadurch gekennzeichnet, daß: 1ein Fahrzeugschwimmkörper (1) vorzugsweise im Vorderteil einen Steuerpropeller (2) trägt, der von einem am Ende einer drehbaren Steuersäule (6) mit innenliegender Antriebs -welle (7) befestigten schwenkbaren Handkurbelgetriebe (5) gleichzeitig angetrieben und gesteuert wird, 1.1 der Steuerpropeller (2) mit seinem senkrechten Steuerschaftrohr (2.4) in einem kombinierten Getriebe, dem Antriebsteuergetriebe (4) drehbar gelagert ist, das in einem gemeinsamen Gehäuse (4.1) untergebracht ist und zwei übereinanderliegende Içrafteingangswellen (4.31) und (4.38) aufweist, von denen die obere (4.31) etwa 300 aus der Waagerechten nach oben zeigt und von einer Hohlwelle (4.7) umschlossen wird, die die Steuerbewegungen von Handkurbel getriebe (5) und Steuersäule (6) aufnimmt und über geeignete Kegelzahnsegmente - und räder (4.8) (4.9), (4.10), (4.6) überträgt auf das senkrechte Steuerschaftrohr (2.4), 1.1.1 die untere Krafteingangswelle (4.38) die Drehkraft von einem Fußurbelgetriebe (9) aufnimmt und über Kegelzahnradpaar (4.39) und (4.40) mit gleichen Zähnezahlen überträgt auf das große Kegelzahnrad (4.29), 1.1.2 die obere, schrägliegende Krafteingangs -welle (4.31) die Drehkraft vom Handkurbel -getriebe (5) aufnimmt und ebenfalls auf das große Kegelzahnrad (4.29) überträgt, 1.1.3 beide Drehkräfte zusammen vom großen (4.29) auf das kleinere Kegelzahnrad (4.15) gelangen und die senkrechte Mittelhohlwelle (2.10) antreiben, die dann die untenliegende, waagerechte Propellerwelle (2.5) in Umdrehung versetzt, 1.1.4 die Schwenkbewegung der Steuerhohlwelle (4.7) durch einen im Gehäuseinneren angebrachten Nocken (4.27.1) begrenzt wird, an dem das Steuerkegelzahnsegment (4.8) anschlägt, 1.1.5 die Mittelstellung des Steuerschaftrohres (2.4) durch eine Wickeldrehfeder (4.11), Mitnehmerstift (4.12) und Mittelanschlag am Gehäuse (4.13) innegehalten wird, 1.1.6 das Getriebegehäuse (4.1) in einem durch -gehenden, unten kreisrunden, oben ovalen Schacht des Fahrzeugschwimmkörpers (1) durch einen unteren, kreisrunden Zentrieransatz und einen oberen, ovalen umlaufenden Fußflansch (4.4) mit Schrauben gehalten wird, 1.1.7 der im Querschnitt tropfenförmige Steuer -schafthals (2.2) oben einen kurzen, zylindrischen Steuerschaftkopf (2.3) trägt, der das Steuerschaftrohr (2.4) aufnimmt und dariiber hinaus das untere Stück des kreisrunden Schachtteiles ausfbllt, 1.2.1 das Handkurbelgetriebe (5) durch eine hohle Steuersäule (6) drehfest mit der Hohl -welle (4.7) des Antriebsteuergetriebes (4) verbunden ist, 1.2.2 die Steuersäule (6) längenveränderlich ist, in der Art, daß zwei zylindrische Rohre ineinander schiebbar und in jeder Lage feststellbar sind, 1.2.3 das obere, innere Rohr (6.1) das Handkurbel getriebe trägt und dazu mit ihm drehfest und starr verbunden ist, 1.2.4 das untere, äußere Rohr (6.1) mit der Hohl -welle (4.7) durch ein großes, ringförmiges Kreuzgelenk (6.6) drehfest, aber schwenkbar verbunden ist, 1.3.1 in der Steuersäule (6) eine längenver -änderliche, leichte Antriebswelle (7) läuft, in der Art, daß die obere, äußere Profilhohlwelle (7.1) an beiden Enden im oberen Sulenrohr (6.2) drehbar gelagert ist, während die untere lrofilhohlwelle (7.4) in die äußere hineinragt, hier längsverschiebbar und drehfest gehalten wird und unten durch ein Kreuzgelenk (7.6) mit gleichem Mittel -punkt innerhalb des ringförmigen Steuerkreuz -gelenkes (6.6) mit der oberen Krafteingangs -welle (4.31) des Antriebsteuergetriebes (4) drehfest verbunden ist, 1.3.2 die antriebseitige Hälfte des Kreuzgelenkes (7.6) als doppelwirkender Freilauf (7.5) ausgebildet ist, in der Art, daß das Innenteil, die Klemmwalze (7.5.4), mit der Profilhohlwelle (7.4) verbunden ist undvorzugsweise drei oder vier kreisbogenförmige Anpreßflächen (7.5.4.1) trägt, 1.3.3 das Außenteil, der Zylinder (7.5.1), mit der Kreuzgelenkhälfte ein Stück bildet, 1.3.4 Innen - und Außenteil (7.5.4 u. 7.5.1) durch zwei Lager (7.5.2 u. 7.5.3) drehbar ver -bunden sind, 1.3.5 zwischen Innen - und Außenteil (7.5.4 u. 7.5,1) sich auf jeder Anpreßfläche (7.5.4.1) eine Klemmbacke (7.5.6) mit balligem Fuß und kreisbogenförmiger.Außenfläche befindet, 1.3.6 die Klemmbacken (7.5.5) durch eine oder zwei in Ringnuten liegenden Ringfedern (7.5.7) wie ein Bündel zusammengehalten werden, 1.4.1 die Steuersäule (6) in einem Lager (6.4) durch einen Stützbock (8) mit dem Deck des Fahrzeugschwimmkörpers (1) seitenstarr, aber drehbar verbunden ist, 1.4.2 der Stützbock (8) so ausgebildet ist, daß die Steuersäule (6) an ihm in der Höhe verschieb -bar und feststellbar durch geeignete Klemmhiilsen (8.4) gehalten wird, wobei das Lager (6.4) sich anpaßt an die Flucht der Säule, 1.5.1 das Handkurbelgetriebe (5) gebildet wird aus einer hohlen Kurbelwelle (5.1) mit zwei um 180° verdrehten, hohlen, konischen Kurbel -armen (5.1.2) und drehbaren Kurbelgriffen (5.9)., der dazwischenliegenden, großen Zahnriemen -scheibe (5.2), dem geschränkten Zahnriemen (5.13), der kleinen Stufenzahn -riemenscheibe (5.12), der Umlenk - und Spannrolle (5.14) mit Schlitten (5.15), dem Handrad (5.18) mit rückwärtiger Spiralnut (5.18.1) und dem verbindenden Gehäuse (5.4), 1,5,2 die beiden Kurbelarme (5.1.2) zum Mittelstück der Kurbelwelle (5.1.1) einen leichtspitzen Winkel bilden, 1.5.3 die Kurbeiachse um ein beträchtliches Maß von der Säulenachse entfernt ist und quer zu dieser verläuft, 1.5.4 die kleine Stufenzahnriemenscheibe (5.12) leicht verschiebbar, aber drehfest auf dem als Mehrkeilwelle ausgebildeten Zapfen (7.1o1) der Frofilhohlwelle (7.1) sitzt, 1.5.5 die Spannrolle (5.14) in einem Schlitten (5.n5) gelagert ist, der in einer Gleitführung (5.16) verschiebbar angeordnet ist, 1.5.6 der Schlitten (5.15) durch eine Spiral -nut (5.18.1), die auf der Rückseite eines Handrades (5.18) sich um den Mittelpunkt herumwindet, verschoben wird in der Art, daß in die Nut ein mit dem Schlitten verbundener Stift eingreift, 1.5.7 das Handrad (5.18) mit Spiralnut (5.18.1) durch eine Wickeldrehfeder (5.19) in eine Dreh -richtung gezogen wird, 1.6.1 das Fußkurbelgetriebe (9) im Wesentlichen den gleichen Aufbau zeigt wie das Handkurbel -getriebe (5) nach den Ansprüchen 1.5.1 bis 1.5.7, j jedoch statt der Befestigung am Rohr einen beidseitigen Fuß mit Bohrungen zur Befestigung aufweist, 1.6.2 die Antriebwelle an beiden Schmalenden des Getriebegehäuses mit einem gleichen Wellen -zapfen herausragt, 1.6.3 die Antriebswelle (7) zwischen Fußkurbel -getriebe (9) und Antriebsteuergetriebe (4) mit.8er Antriebswelle nach Anspruch 1.3.1 -1.3.6 identisch ist, dazu aber an das Fußkurbelgetriebe (9) mit einem normalen Kreuzgelenk angelenkt ist, 2 der brettähnliche Fahrzeugschwimmkörper (1) zwei gerade, senkrechte, zueinander parallele Seitenwände (1.1) hat und einen Boden (1.2), der eine in Querrichtung gerade und in Längsrichtung etwa im mittleren Drittel kreisbogenförmig nach unten durchgebogene, rechteckige Fläche mit geraden Seitenkanten ist, 2.1.1 das vordere und das hintere Drittel des Bodens (1.2) in Längsrichtung gerade sind und mit dem etwa gleichen Winkel aus. der Waagerechten als Tangente des mittleren Kreisbogens aufsteigen, 2.1.2 das hintere Ende des hinteren Bodendrittels sanft abwärts schwingt und waagerecht in Höhe des Wasserspiegels ausläuft, 2.1.3 das vordere Bodendrittel, um das Stück des Rundbuges (1.3.1) verlängert, sich über der -Wasserlinie zunächst noch geradlinig fort -setzt, um dann mit einer kreisbogenförmigen Aufwärtskrmmung zu enden, 2.1.4 die Kanten vom Boden (1.2) zu den Seiten -flächen (1.1) und zum Hecspiegel (1.4) fast scharfkantig sind, 2.2.1 das allseitig flachgewölbte Deck (1.5) in der Mitte eine ovale, ebene Standfläche (1.5.1) mit griffiger Oberfläche aufweist, 2.2.2 das Deck (1.5) zwei in Längsrichtung beid -seitig der Mittellinie parallelliegende Sackbohrungsreihen (1.5.2) mit Gewinde hat, 2.2.3 das Deck (1.5) im vorderen Drittel mittel -achsig eine zum Boden durchgehende Öffnung hat, die im Unterteil kreisrund und im Oberteil oval ist und auf dessen oberen Rand Gewindelöcher verteilt sind, 2.2.4 die Kanten vom Deck (1.5) zu den Seiten -flcjchefl (1.1) stark abgerundet und in der Waagerechten gerade sind, 2.3 der Heckspiegel (1.4) eine gerade oder leicht nach hinten gewölbte Fläche ist, die um etwa 300 nach vorn geneigt ist, 2.4 der Bug (1.3) von oben gesehen halbkreis -förmig die beiden Seitenflachen (1.1) miteinander verbindet und einen stark abgerundeten Rand (1.3.1) hat 2.5 oder der Bug ein Wellenschneidbug (1.3.2) ist in der Art, daß Boden (1.2) und Deck (1.5) vorne etwas oberhalb des Wasserspiegels zusammenlaufen und eine waagerechte, nach hinten stum@fgepfeilte, fast scharfe Kante, die Wellenschneidkante (1.3.2.1), bilden, die von einem aufgesetzten Wellen -teiler (1.3.2.2) in Form eines Spitzbuges mit heruntergebogenen Seitenflächen (1.3.2.3) entschirft ist, 2.5.1 der aufgesetzte Wellenteiler (1.3.2.2) von oben halbrund ist, die vordere, schräg nach vorn stehende Mittelkante (1.3.2.5) auf der Spitze der Wellenschneidkante (1.3.2.1) steht, und der Wellenteiler (1.3.2.2) mit den Ecken der Wellenschneidkante (1.3.2.1) durch strömungsgünstige, senkrechte, rombisch nach vorn verschobene Streben (1.3.2.4) verbunden ist, 2.5.2 die spitzwinklig zueinanderstehenden Flächen (1.3.2.3) des Wellenteilers (1.3.2.2) schräg nach hinten bis an die obere Kante der Seitenflächen (1.1) reichen und in der Art abwrtsgebogen sind, daß zwei Wellenabweis -kanäle (1.3.2.6) entstehen, 2.6 der brettähnliche Fahrzeugschwimmkörper nach Anspruch 2 - 2.5.2 eine aufgesetzte Kabine (1.0.4) tr.;igt, die bis zum oberen Rand der Seitenwände (1.1), Heckspiegel (1.4) und Bug (1.5) reicht, hier wasserdicht verbunden ist, an den Seiten einen überstehenden Bauch bildet und in der Mitte eine Sitz öffnung für eine oder mehrere Personen aufweist, 3 der Propeller (3) statt einer bekannten Form die Umrißform einer länglichen, zylindrischen Walze aufweist mit einer langen Nabe (3.1), um die sich mindestens zwei radialstehende Flächen schraubenförmig herumwinden und ein mehrgängiges Steilgewinde mit einem äußeren Steigungswinkel von etwa 300 - 400 bilden, 3.1 die schraubenförmig gewundenen Flächen von der Nabe bis zum äußeren Rand leicht keilförmig abnehmenden Querschnitt und in Durchström -richtung gleichmäßige Stärke haben bis zum Ein - und Auslauf, wo sie leicht angeschärft sind, 3.2 der äußere Rand der Flachen an j jedem Punkt gleichen Abstand von der Mittelachse hat, 3.3 der Nabendurchmesser zum Ende hin strömungs -gnstig abnimmt, 3.4 die Wandung derhohlen Nabe etwa in der Mitte stärker ist und hier eine konische oder zylindrische Bohrung bildet zur Befestigung auf der Welle mit geschlitzten Spannhülsen und axialer Spannschraube, 4 ein Steuerpropeller (11) um etwa 450 aus der Senkrechten nach hinten geneigten Steuer -schaft (11.2) hat, der unten das nach vorn zeigende Propellerwellengehäuse (11.1) mit waagerecht laufender Propellerwelle (11.7) trägt, die mit der im Steuerschaft (11.2) laufenden Zwischenantriebswelle (11.5) einen Winkel von 1350 bildet und durch ein Gleich -laufkreuzgelenk (11.6) drehfest und gelenkig verbunden ist, 4.1 der nach hinten geneigte Steuerschaft (11.2) gebildet wird aus dem Steuerschafthals (11.2.1) und dem Steuerschaftrohr (11.2.2), 4.2 das Steuerschaftrohr (11.2.2) drehbar gelagert ist in dem um 450 nach hinten geneigten Lagerrohr (11.3), das den Fahrzeugschwimm -körper durchdringt und in ihm befestigt ist, 4.3 das Steuerschaftrohr (11.2.2) am oberen Ende von einem ringförmigen Steuerkreuzgelenk (6.6) umspannt wird, das mit der Steuersäule (6) verbunden ist und im gleichen Mittelpunkt das Antriebskreuzgelenk (7.6) der Antriebswelle (7) in sich birgt, 4.4 die Mittellage des Steuerschaftes (11.2) von einer Wickeldrehfeder (11.9), einem mit -drehenden Stift (11.10) und einem feststehenden Stift oder Mittelanschlag (11.11) innegehalten wird, 4.5 der Ausschlag des Steuerschaftes (11.2) durch Anschlage begrenzt wird, 4.6 das Steuerschaftrohr (11.2.2) zum Zwecke des Antriebes durch das Fußkurbelgetriebe (9) statt von dem ringförmigen Steuerkreuzgelenk (6.6) nach Anspruch 4.3 von einer Kiemmfaust (11.12) umfaßt wird, die eine einseitige, außer -mittige Wellenverlängerung (11.13) trägt, welche axial vor dem Antriebskreuzgelenk (7.6) vorbei führt und dort in der Steuerachse durch ein einfaches Kreuzgelenk (11.14) mit der Steuer -welle (11.15) verbunden ist, 4.7 die Steuerwelle (11.15) längen - und höhenveränderlich und feststellbar sowie drehbar an dem Stützbock (8.7) gelagert ist, 4.8 die Steuerwelle (11.15) am oberen Ende zu einem Steuerhebel (11.16) umgebogen ist und dort einen Kugelgriff (11.17) trägt.