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Mit den Füßen antreibbare Ruderkonstruktion für
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Boote und ähnliche Wasserfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine mit
den Füßen antreibbare Ruderkonstruktion, mit deren Hilfe Boote und ähnliche Wasserfahrzeuge
gegenüber den bisher bekannten Ruderkonstruktionen schneller und mit weniger Energiebedarf
angetrieben werden können.
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Als älteste Ruderkonstruktion kann die Ruderschaufel betrachtet werden,
die entweder mit beiden Händen gehalten oder mit ihrem Mittelteil an dem Schwimmkörper
verdrehbar befestigt benutzt ~ wird. Eine nachteilige Eigenschaft der Ruderschaufeln
bestelf>"in, daß die Effektivität ihrer Anwendung von vielen Faktoren abhängt,
wobei jeder der Faktoren nicht optimal einstellbar ist. Die Erzielung der optimalen
Wirksamkeit kann z.B.
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durch eine nicht entsprechende Ausbildung der Form der Ruderschaufel,
durch den Griff bzw. die Befestigung an nicht entsprechender Stelle, die Drehung
in eine nicht entsprechende Stellung usw. verhindert werden.
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Sogar Personen mit bester Ausbildung und praktischen Erfahrungen können
die Ruderschaufel nicht immer so halten, daß an ihr nur Kraftkomponenten in Bewegungsrichtung
auftreten, d.h. die gesamte, auf die Ruderschaufel ausgeübte Kraft nur für die Vorwärtsbewegung
des Schwimmkörpers genutzt wird. Mindestens ein Teil der der Ruderschaufel zugeführten
Kraft bewegt zumindest in bestimmten Phasen der Bewegung des Ruders die mit der
Ruderschaufel in Kontakt gelangene Wassermasse in solche Richtun gen, die nicht
in Richtung der Fortbewegung des Schwimmkörpers liegen. Dies führt zu einem bedeutenden
Kraft- und Energieverlust. Bei dem Rudern mittels von Hand gehaltenen Ruderschaufeln
ist weiterhin von Nachteil, daß auch das Gegenhalten von dem Ruderer durchgeführt
werden muß (z.B. beim Kajak, Kanu).
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Im allgemeinen sind die Füße im Vergleich zu den Händen zu einer größeren
und länger anhaltenden Kraftausübung fähig, weshalb neuerdings angestrebt wird,
die Ruderkonstruktionen für Fußantrieb auszubilden.
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Mit Füßen sind natürlich die Ruderschaufeln nicht so ausrichtbar und
ihre momentale Stellung und Position sind nicht so einstellbar wie mit den Händen.
Deswegen werden die Ruderschaufeln für Fußantrieb als Teil einer Ruderkonstruktion
ausgebildet, die dafür sorgt, daß die Ruderschaufeln immer einem bestimmten Programm
gemäß mit dem Wasser in Berührung gelangen. Dieser Umstand ist in der Hinsicht vorteilhaft,
daß ein ungeübter Ruderer ebenso wie ein geübter Ruderer rudert und die Ruderschaufeln
mit gleicher Effektivität betätigt. Von Nachteil ist jedoch, daß bei den bekannten
Ausführungsformen von Ruderkonstruktionen die Bewegung eines Teiles der mit den
Ruderschaufeln in Berührung geratenden Wassermasse in von der Bewegungsrichtung
des Schwimmkörpers abweichender Richtung nicht verhindert wird.
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Bei einer derartigen, bekannten Ruderkonstruktion ragen aus einer
wie bei einem Fahrrad mit den Füßen gedrehten Achse Ruderschaufeln in radialer Richtung
heraus, von denen ein Teil während der Drehung der Achse in das Wasser taucht und
sich in zur Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers entgegengesetzter Richtung bewegt.
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Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die aus der drehenden
Achse radial herausragenden Ruderschaufeln bei ihrem Eintauchen in das Wasser dieses
auch nach unten drücken und somit die auf die Ruderschaufeln ausgeübte Kraft eine
nach unten gerichtete Kraftkomponente aufweist, wodurch ein Kraft- und Energieverlust
hervorgerufen wlrd. Die gleiche Erscheinung tritt bei dem Auftauchen der Ruderschaufeln
aus dem Wasser auf, jedoch mit dem Unterschied, daß ein Teil der mit den Ruderschaufeln
in Berührung kommenden Wassermasse nach oben gehoben wird, wodurch ebenfalls ein
Energieverlust zu verzeichnen ist.
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Während die Ruderschaufeln ins Wasser eintauchen und aus dem Wasser
auftauchen, wirken sie eher bremsend als antreibend.
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Zur Beseitigung der Nachteile der aus der Drehachse radial herausgeführten
Ruderschaufeln wurden bereits solche Lösungen entwickelt, bei denen das Drehmoment
des Fußantriebes auf eine am hinteren Ende des
Schwimmkörpers drehbar
gelagerte Schiffsschraube übertragen wird. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil,
daß ein Übertragungsmittel erforderlich ist, das zu einer Erhöhung des Aufwandes
für die Ruderkonstruktion führt, in dem Übertragungsmittel treten Reibungen und
Energieverluste auf und ebenso wie bei den radial angeordneten Ruderschaufeln bleibt
die Schiffsschraube, wenn sie nicht mehr angetrieben wird, im Wasser und bremst
den antriebsiosen Auslauf des Schwimmkörpers, wodurch ebenfalls Energieverluste
zu verzeichnen sind.
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Zur Beseitigung der Entstehung von auf die Ruderschaufel wirkenden
Kraftkomponenten mit von der Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers abweichender Richtung
und zum Halten der Ruderschaufeln in ständig entsprechender Antriebsstellung wurden
solche Ruderkonstruktionen entwickelt, bei denen die Ruderschaufenin ständig in
senkrechter Stellung gehalten werden.
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Eine derartige Lösung ist zum Beispiel aus der DE-PS 2 623 244 bekannt.
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Bei dieser Ausführungsform ist eine um drei Zahnräder umlaufende endlose
Kette vorgesehen, an der die Ruderschaufeln in einer Reihe hintereinander befestigt
sind. An dem unteren Teil der raupenkettenartigen Konstruktion sind Führungsflächen
ausgebildet, in denen die zu den Ruderschaufeln gehörenden Doppelrollen und somit
auch die zu den Doppelrollen gehörenden Ruderschaufeln während ihrer Bewegung geführt
sind.
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Dadurch ist gewährleistet, daß sich die Ruderschaufeln während ihrer
Bewegung im Wasser ständig in senkrechter Stellung befinden. Somit wirken während
des Antriebes des Schwimmkörpers keine Kraftkomponenten in eine von der Bewegungsrichtung
abweichende Richtung auf die Ruderschaufeln. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil,
daß sie sehr aufwendig ist, die Reibung der Rollen zu Energieverlusten führt und
darüber hinaus ein Teil der Ruderschaufeln nach der Beendigung des Antriebes im
Wasser bleibt und den Auslauf den Schwimmkörpers bremst, wodurch ebenfalls ein Energieverlust
verursacht wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine für Boote und ähnliche
Wasserfahrzeuge vorgesehene mit den Füßen antreibbare Ruderkonstruktion zu schaffen,
die kein Übertragungsmittel beansprucht, wobei während des Ru-
derns
auf die Ruderschaufeln ausschließlich in Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers gerichtete
Kräfte wirken und nach dem Beendigen des Ruderns die Ruderschaufel nicht in das
Wasser hineinragt, d.h. der Auslauf nicht gebremst wird, und die einen einfachen
Aufbau aufweist, leicht ist, einen nur geringen Herstellungsaufwand erfordert, einfach
bedienbar ist, an den Schwimmkörper in kurzer Zeit anmontierbar und von ihm abmontierbar
ist und mit geringem Energieverbrauch mit relativ großer Geschwindigkeit betätigbar
ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wurde eine mit den Füßen antreibbare Ruderkonstruktion
für Boote und ähnliche Wasserfahrzeuge entwickelt, die an dem Boot oder Wasserfahrzeug
abmontiert befestigt ist und gemäß der Erfindung eine an dem Schwimmkörper des Bootes
oder des anderen Wasserfahrzeuges in waagerechter Lage befestigte, mit zwei Kurbelarmen
versehene mit den Füßen antreibbare Antriebswelle, an dem außerhalb des Schwimmkörpers
befindlichen, am Ende der Antriebswelle steif befestigte, in einer in Bewegungsrichtung
des Schwimmkörpers befindlichen vertikalen Ebene drehbare, als zweiarmiger Hebel
ausgebildete Antriebskurbeln, in beiden äußeren Enden der Antriebskurbel zur Antriebskurbel
senkrecht und steif an dieser befestigte Schaufelachsen, an der Schaufelachse frei
drehbar gehaltene und gelagerte Ruderschaufeln, einen Steuerhebel, der um eine über
der Drehachse der Antriebskurbel in einer durch die Drehachse durchgehenden, vertikalen
Ebene befindliche, zur Drehachse parallele und an den Schwimmkörper steif befestigte
Steuerachse frei drehbar gelagert ist und auf der zur Antriebskurbel gegenüberliegenden
Seite der Ruderschaufel parallel zur Antriebskurbel angeordnet ist, und in den äußeren
Enden des Steuerhebels zum Steuerhebel senkrecht und steif befestigte, in eine in
der entsprechenden Ruderschaufel ausgebildete Hülse ragende Tragbolzen aufweist.
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Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Ruderkonstruktion besteht
darin, daß der senkrechte Abstand zwischen der Drehachse der Antriebskurbel und
der Steuerachse des Steuerhebels gleich dem senkrechten Abstand zwischen der Schaufelachse
und dem Tragbolzens ist.
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Es ist vorteilhaft, daß an beiden Seiten des Schwimmkörpers Je eine
Ruderkonstruktion spiegelbildlich zueinander an den Enden einer gemeinsamen Antriebswelle
anmontiert sind.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Ruderkonstruktion an das eine
Ende der Antriebswelle zwischen dem Schwimmkörper und einem daran steif befestigten
Hilfschwimmkörper angeordnet ist, der kleiner als der Schwimmkörper ist.
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Nachstehend wird anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung die erfindungsgemäße, mit den Füßen antreibbare Ruderkonstruktion
für Boote und ähnliche Wasserfahrzeuge näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine in Seitenansicht schematisch dargestellte bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ruderkonstruktion, wobei nur der Mittelteil des Schwimmkörpers
dargestellt ist, Fig. 2 in Hinteransicht schematisch die in Fig. 1 schematisch dargestellte
A usführungsform, Fig. 3 eine in Seitenansicht schematisch dargestellte andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ruderkonstruktion, wobei die rudernde Person nicht im Schwimmkörper,
sondern ähnlich wie bei Fahrrädern in erhöhter Position zu sitzen kommt, Fig. 4
eine Hinteransicht der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, die mit nur einer
Ruderkonstruktion neben dem Schwimmkörper versehen ist, wobei die Ruderkonstruktion
zwischen dem Schwimmkörper und einem Hilfschwimmkörper befestigt ist, Fig. 5 in
Draufsicht schematisch die aus Fig. 3 und 4 ersichtliche Ausführungsform und Fig.
6 einen schematischen Schnitt, zum Teil in Ansicht, einer bevorzugten Ausführungsform
eines zum Aneinanderkoppeln der Antriebswelle, der Antriebskurbel und des Steuerhebels
geeigneten Konstruktionsteiles.
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Bei der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ruderkonstruktion ist eine, an die oberen Ränder eines Schwimmkörpers 1, z.B. eines
Kajaks, horizontal und zur Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers 1 senkrecht angeordnete
Antriebswelle 2 frei drehbar befestigt. Die Antriebswelle 2 ist gekröpft und hier
mit zwei Kurbelarmen versehen, mit deren Hilfe die im Schwimmkörper 1 sitzende Person
die Antriebswelle 2 mit ihren Füßen ähnlich wie bei den Pedalen eines Fahrrades
drehen kann.
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Die freien Enden der Antriebswelle 2 ragen über den oberen Rand des
Schwimmkörpers 1 hinaus und an diesen Enden sind als zweiarmige Hebel ausgebildete
Antriebskurbeln 3 starr befestigt, so daß diese sich gemeinsam mit der Antriebswelle
2 drehen. Die Antriebskurbeln 3 sind vertikal zu den freien Enden der Antriebswelle
2 angeordnet und drehen sich somit in einer vertikalen Ebene. In den äußeren Enden
der Antriebskurbeln 3, parallel zu der Drehachse der Antriebswelle 2, d.h. senkrecht
zu den Antriebskurbeln 3, ist je eine Schaufelachse 4 starr befestigt. An den Schaufelachsen
4 ist jeweils eine Ruderschaufel 5 fr ei drehbar gelagert An dem oberen Rand des
Schwimmkörpers 1 ist außerdem ein Rahmen 6 auf entsprechende Weise steif befestigt,
aus dessen in Bewegungsrichtung liegenden Seltenteilen je eine Steuerachse 7 horizontal
in Richtung auf den Schwimmkörper 1 zu ragen. Die die Antriebskurbeln 3 haltenden
Endteile der Antriebswelle 2 und die Steuerachsen 7 sind in einer diese beinhaltenden
gemeinsamen vertikalen Ebene angeordnet.
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Die Steuerachsen 7 sind über den neben ihnen befindlichen Antriebswellenendteilen
in einem Abstand, z.B. "a", angeordnet.
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An den Steuerachsen 7 sind Steuerhebel 8 frei drehbar gelagert, die
zu den Antriebskurbeln 3 parallel sind und praktisch die gleiche Länge wie diese
besitzen. In den Enden der Steuerhebel 8 ist je ein Tragbolzen 9 steif derart befestigt,
daß diese zu den in den Antriebskurbeln 3 befindlichen Schaufelachsen 4 parallel
sind und aus den Steuerhebeln 8 in Richtung Ruderschaufeln 5 hin herausragen. Der
Abstand zwischen den Tragbolzen 9 ist bei je dem Steuerhebel 8 mit dem Abstand zwischen
den in je
einer Antriebskurbel befestigten Schaufelachsen 4 identisch.
An oder In den Ruderschaufeln 5 ist je eine Hülse 10 ausgebildet, In die je ein
Tragbolzen 9 ragt. Die an oder in den Ruderschaufeln 5 befindlichen Hülsen 10 sind
derart ausgebildet, daß der Abstand zwischen den Tragbolzen 9 und den zu ihren Ruderschaufeln
gehörenden Schaufelachsen in senkrechter Richtung dem zwischen der Antriebswelle
2 und der Steuerachse 7 in senkrechter Richtung gemessenen Abstand "a" entspricht.
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Bei einer derartigen Anordnung bleiben die Ruderschaufeln 5 immer
in vertikaler Stellung unabhängig davon, in welcher Winkellage - z.B. im Verhältnis
zur Horizontalen - die Antriebskurbeln 3 und die Steuerhebel 8 während der Betätigung
der Ruderkonstruktion sind.
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Infolge einer derartigen Anordnung sind die Ruderschaufeln 5 während
der ganzen Zeit ihres Kontaktes mit dem Wasser in vertikaler Position. Die Drehachse
der Antriebskurbeln 3 und der Steuerhebel 8 sind merklich oberhalb der Wasseroberfläche
angeordnet und am Anfang des Eintauchens in das Wasser und am Ende des Auftauchens
aus dem Wasser wird die Bewegungsgesch windigkeit nicht gebremst.
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Bei der aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlichen Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Ruderkonstruktion befindet sich nur an einer Seite des Schwimmkörpers
1 eine Ruderkonstruktion, die im wesentlichen mit der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen
Ruderkonstruktion übereinsimmt. Bei dieser Ausführungsform ist neben dem Schwimmkörper
1 und dazu parallel ein Hilfsschwimmkörper 11 angeordnet, der bedeutend kleiner
als der Schwimmkörper 1 ist. Der Rahmen 6 ist zu einem Teil an dem Schwimmkörper
1 und zum anderen Teil an dem Hilfsschwimmkörper 11 befestigt und hält diese zusammen.
Die Ruderkonstruktion 1 selbst ist zwischen dem Schwimmkörper 1 und dem Hilfsschwimmkörper
11 derart montiert, daß der über dem Hilfsschwimmkörper 11 befindliche Seitenteil
des Rahmens 6 die Steuerachse 7 hält
Ein weiterer Unterschied dieser
Ausführungsform gegenüber der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsform
besteht darin, daß die rudernde Person nicht im Schwimmkörper 1, sondern wie bei
Fahrrädern auf einem über dem Schwimmkörper 1 angeordneten Sattel zu sitzen kommt,
so daß die Füße gegenüber den anderen Körperteilen die gleiche Position wie während
des Radfahrens einnehmen.
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In Figur 6 ist eine vorteilhafte Lösung zum Aneinanderkoppeln der
Antriebswelle 2, der Antriebskurbel 3 und der Steuerwelle 8 dargestellt. Bei dieser
Lösung ist zumindest das freie Ende der Antriebswelle 2 als Rohr ausgebildet, in
dem über ein Kugellager das eine Ende eines Wellenzapfens 12 frei drehbar gelagert
ist. Der Wellenzapfen 12 ist mit seinem anderem Ende in einem Trägerblock 13 steif
befestigt, während in dem gegenüber liegenden Ende des Trägerblockes 13 ein weiterer
Zapfen 14 befestigt ist, der aus dem Trägerblock 13 in zum Wellenzapfen 12 entgegengesetzter
Richtung und parallel dazu, senkrecht zu dem Trägerblock 13 herausragt.
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Der Zapfen 14 hält den Steuerhebel 8 vorteilhafterweise über eine
als Gleitlager wirkende Buchse drehbar und das über den Steuerhebel 8 hinausragende
Ende des Zapfens 14 ist in dem Seitenteil des Rahmens 6 befestigt. Die auf diese
Weise zu einer Einheit erfolgende Montage der Antriebswelle 2, der Antriebskurbel
3 und des Steuerhebels 8 erleichtert den Transport, sowie die An- und Abmontage
an den bzw. von dem Schwimmkörper.
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Die wesentlichen Vorteile der für Boote und ähnliche Wasserfahrzeuge
verwendbaren, mit den Füßen antreibbaren erfindungsgemäßen Ruderkonstruktionen sind
folgende: Während des Ruderns wirken auf die Ruderschaufeln ausschließlich nur in
Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers gerichtete Kräfte. Nach dem Einstellen des
Ruderns ragen die Ruderschaufeln nicht ins Wasser, so daß der Auslauf des Schwimmkörpers
nicht gebremst ist. Die erfindungsgemäße Ruderkonstruktion ist mit geringem Energieverbrauch
antreibbar und zur
Erzielung einer relativ hohen Geschwindigkeit
geeignet, besitzt desweiteren einen einfachen Aufbau und ihre Herstellung verursacht
nur einen geringen Kostenaufwand. Ferner ist sie leicht bedienbar und auf einfache
Weise ab- und anmontiert.
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Die Erfindung ist nicht nur auf die in der Beschreibung und Zeichnung
beispielhaft herausgestellten Ausführungsformen beschränkt. So können einzelne Konstruktionsteile
ohne weiteres durch andere in ähnlicher Weise funktionierende Konstruktionsteile
ersetzt werden. So kann z.B. an Stelle von den zwei beschriebenen Ruderschaufeln
in je einer Ruderkonstruktion auch nur eine Ruderschaufel verwendet werden, insbesondere
bei Kinderspielzeug-Booten und ähnlichen kann die Ruderkonstruktion unmittelbar
vor der sitzenden Person sogar in von Hand betätigbarer Lage befestigt werden, usw.