DE3812197A1 - Anordnung eines mit muskelkraft betriebenes antriebssystem fuer wasserfahrzeuge, insbesondere fuer ruderboote unterschiedlicher bauformen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die im stande ist, ei­ nen Bootskörper, in angemessener Größe, mittels Arm- und Bein­ kraft, in Verbindung mit einem Rudersystem, vorwärts zu bewegen. Diese Anordnung besteht aus einem flachen Bootskörper (Surf­ brett) bzw. einem trag- und schwimmfähigem Boot. An der Unter­ seite des Bootskörpers befinden sich zwei nebeneinander liegende am Bootskörper befestigte Zylinder mit zwei innenliegende Kol­ ben, besonderer Konstruktion. Durch zwei Schlitze im Bootskör­ per gleiten die Kolbenstangen, die nach vorne und rückwärts be­ wegt werden; sie stellen eine Verbindung zwischen Schlittenplatte und dem Antriebssystem her. Der Ruderhebel ist mit der Kolben­ stange verbunden. Auf dem Bootskörper sind zwei Gleitschienen montiert, die den Rollsitzschlitten führen. Dieser Schlitten bewirkt einen größeren Ruderweg und vergrößert somit den Hin- und Herweg der Ruderbewegung. Das Bewegen der beiden Ruderhebel bzw. die Bewegung des gesamten Rudergestänges auf das eigentli­ che Antriebssystem, bewirken durch die Rückbewegung der Kolben in den Zylindern, ein schnelles Herauspressen des Wassers aus den Zylindern, wodurch nach dem Rückstoßprinzip somit der Boots­ körper nach vorne getrieben wird. Gleizeitig strömt das Wasser in die offenen Zylinder beider Systeme und füllt sie auf. Vor dem Auspressen des Wassers aus den Zylindern, schließt sich automa­ tisch dasKlappventil. Beim Rückholvorgang öffnet sich automatisch das Klappventil und das Wasser fließt unbehindert durch die Zylin­ der bis ein neuer Arbeitstakt eingeleitet wird.

Bekannt sind Ruder- und Paddelboote, Kanus und Kajaks und andere Bootstypen, die mit Ruderriemen zum Antrieb ausgrüstet sind und mit Armkraft betrieben werden. In den Rennruderbooten sitzen die Ruderer auf Schlitten und rudern mit den Ruderriemen; dabei tau­ chen die Ruderblätter in das Wasser ein und treiben mit Muskel­ kraft mittels Arm- und Beinbewegungen das Rennboot vorwärts.

Die erfinderische Idee bewirkt den Fortfall der unbequemen Ruder­ riemen, die für den Wasserrudersportler unhandlich und unbequem sind. Anstatt der Ruderriemen wird ein neues Rudersystem darge­ stellt. Durch diese Anordnung wird eine Vorwärtsbewegung des Boots im Sichtbereich des Ruderers erzielt.

Die Ruderhebel werden vorwärts und rückwärts bewegt, wobei die Hände, die an den Ruderhebeln befindlichen Rudergriffen, diese erfassen. Beide Ruderhebel sind separat angeordnet, da diese An­ ordnung aus zwei voneinander getrennte Systeme (Abb. 5) besteht. Ein besseres Lenken bzw. eine bessere Bootsführung wird dadurch er­ zielt indem das linke oder rechte System, oder beide Systeme zu gleicher Zeit betätigt werden, die den Bootskörper nach vor­ ne treibt. Wichtig ist, daß beide Füße an verstellbaren Stütz­ brettern ihren Halt finden, die durch Schlaufen gesichert werden, so daß der Rollsitzschlitten, durch Ausstrecken und Zusammenzie­ hen der Beine des Ruderers, in beiden Richtungen bewegt werden kann. Das Zusammenwirken von Arm- und Beinkräften auf das System, be­ wirken, durch die Bewegung auf dem im Zylinder befindlichen Kol­ ben, einen Druck auf das Wasser aus, daß dadurch ein Vortrieb erzeugt wird, der den Bootskörper nach vorwärts bewegt. Die Kolben sind so konstruiert, daß das Wasser durchfließen kann, oder im Arbeitstakt den Durchfluß sperrt, d.h. die Klappenventile der Systeme schließen und öffnen sich automatisch.

Beim Vorlaufen der Kolben ist ein Durchfluß des Wassers gewähr­ leistet, sodaß die Zylinder mit Wasser gefüllt werden. Beim Rück­ führen, bzw. während des Arbeitstakts schließen die Ventile und das Wasser wird mit großem Druck aus den Zylindern getrieben, wo­ durch sich der Bootskörper nach vorwärts in Bewegung setzt. Ge­ lenkt bzw. gesteuert wird der Bootskörper durch das am Heck be­ liche Steuerruder. Der Steuerhebel ist so konstruiert, daß man in der Endstellung des Rollsitzschlittens den Steuerhebel in die ge­ wünschte Stellung auf die mit Einkerbungen versehene Rasterschie­ ne stellen kann, wodurch die Fahrtrichtung verändert wird. Die Schlittenplatte stellt eine Verbindung zwischen Ruderhebel, Schlittenruderhebel und der Kolbenstange her, dabei gleitet die Schlittenplatte auf U-förmigen Schienen und ist mit vier verti­ kalen und vier horizontalen Kugellagern bestückt, die ein Verkan­ ten, Gieren und Drängen verhindern. Ohne diese Anordnung von Ku­ gellagern gäbe es keine technische Durchführung des Rudersystems. Eine mögliche Vereinfachung des Antriebssystems, wird dadurch er­ reicht, daß anstatt der beiden Ruderzylinder eine Antriebsflosse unterhalb des Bootskörpers, konstruktiv an den Ruderhebel ange­ bracht wird. Sie arbeitet nach dem Prinzip einer Entenflosse. Die­ ses Antriebssystem wird für Kleinstboote angewendet und ist für jugendliche Sportler vorgesehen. Ein- oder Mehrkolbensysteme wer­ den am Bootskörper montiert. Ein aus zwei bestehenden Bootskör­ pern gilt als ein besonderes Wasserfahrzeug, das die Stabilität eines Katamarans besitzt. Ein Segel kann gesetzt werden.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Ab­ bildungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Abb. 1 zeigt eine Seitenansicht des ganzen Bootskörpers mit dem Antriebssystem.

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt des gesamten Antriebssystem.

Abb. 3 stellt einen Querschnitt des Kolbens dar.

Abb. 4 veranschaulicht den Kolben in der Perspektive.

Abb. 5 zeigt ein Antriebssystem mit zwei Antriebssystemen in der Frontdarstellung.

Abb. 6 zeigt ein Antriebssystem mit einem Antriebssystem in der Frontdarstellung.

Abb. 7 veranschaulicht ein Teil der Schlittenplatte mit Schlit­ tenruderhebel.

Abb. 8 zeigt die Schlittenplatte in der Draufsicht (Vorderteil) und in der Seitenansicht.

Abb. 9 zeigt das vereinfachte Antriebssystem für Kleinstboote, perspektivisch dargestellt.

Legende

1 Bootskörper
2 Stützbrett, verstellbar
3 Ruderhebel (Abb. 1/5/6)
4 Buchse für Segelmast
5 Rollsitzschlitten
6 Gleitschiene
7 Schlittenruderhebel
8 Montagebock
9 Steuerruder
10 Steuerbolzen
11 Anschlußstück
12 Schutzeinrichtung
13 Drehachse
14 Begrenzer
15 Schlittenplatte
16 Klappventil
17 Kolben
18 Kolbenstange
19 Zylinder
20 Schlitz
21 Vertikalkugellager
22 Ruderhebelgriff
23 Abweiser
24 Klappventilstift
25 Ventilklappe
26 Stützschwimmer
27 Ruderhebel (Abb. 9)
28 Griff
29 Antriebsflosse
30 Flossengelenk
31 Befestigungsschraube
32 Auslegerstütze
33 Fußhalter (Abb. 9)
34 Führungsbolzen (Abb. 9)
35 Ruderhebellager
36 Ausleger (Abb. 5/6)
37 Stützen (Abb. 5/6)
38 Sitzeinheit (Abb. 9)
39 Schlitzverkleidung
40 Lagerkreuz
41 Gelenklager
42 Horizontalkugellager
43 Lagerbolzen
44 Kolbenstangenmutter
45 Rasterschiene
46 Steuerhebel (Abb. 1/2)
47 Schlaufe

Die Gesamtansicht (Abb. 1) zeigt die Form und Ausstattung des Bootskörpers (1) und die Anordnung des Antriebssystems. Der Ruderer sitzt auf dem Rollsitzschlitten (5) und bedient beide Ruderhebel (3). Der Rollsitzschlitten rollt auf den Gleitschienen (6) und wird durch die Begrenzer (Abb. 2/14) gebremst. Auf dem Bootskörper sind Stützbretter (2) mit Dreh­ achse (13), Steuerruder (9), Steuerhebel (46, Abb. 1/2), Raster­ schiene (45) und Montagebock (8). Durch Bewegen des Steuer­ hebels nach links oder rechts schlägt das Steuerruder aus. Das Boot fährt somit in die gewünschte Richtung. Die Stütz­ bretter geben dem Ruderer den richtigen Halt beim Rudern. Am vorderen Teil des Bootes befindet sich die Buchse (4) zum Einsetzen eines Segelmastes. Die Schutzeinrichtung (12) schützt das Antriebssystem vor Beschädigungen.

Die Querschnittszeichnung (Abb. 2) zeigt das Ruder- bzw. An­ triebssystem. Am Kolbenende befindet sich die Ventilklappe (25); sie öffnet und schließt sich entsprechend der Wasser­ strömung automatisch. Der Rückstoß des Kolbens (17) wird durch Arm-und Beinkraft des Ruderers eingeleitet, indem der Ruderhe­ bel (3) nach hinten gezogen wird. Während der Vorwärtsbewegung gleitet der Kolben in die Ausgangsposition; dabei öffnet sich die Ventilklappe (25) und das Wasser strömt in den Zylinder (19). In der Rückholposition schließt automatisch das Klappventil und bewirkt durch das Herauspressen des Wassers den Vortrieb des Bootes. Die Schlittenplatte (15) überträgt den Druck des Ru­ derhebels auf das Antriebssystem und bewirkt somit den Ausstoß des Wassers aus dem Zylinder. Die Schlittenplatte gleitet in den U-förmigen Gleitschienen (6) und verhindert das Heraussprin­ gen der Schlittenplatte während des Rudervorgangs. Auf dem vor­ deren Teil des Bootskörpers befindet sich das verstellbare Stütz­ brett (2) mit Schlaufe (47). Der Pfeil zeigt die Vorwärtsbewegung des Bootes an. Die Zylinder sind ca. 3 cm in den Bootskörper eingelassen.

Abb. 3 zeigt den Kolben (17) im Querschnitt. Am Kolbenende ist das Klappventil (16), Ventilklappe (25) mit Klappventilstift (24) angeordnet und öffnet und schließt sich automatisch. Abweiser (23) und das obere Teil des Klappventils bestehen aus einem Stück. Im vorderen Teil des Kolbens befindet sich das Lagerkreuz (40) mit dem Gelenklager (41). Die Kolbenstange (18) ist im Gelenk­ lager beweglich eingesetzt.

In der Abb. 4 ist der Kolben in der Perspektive dargestellt. In dieser Darstellung erkennt man den Abweiser (23) der den freien Lauf des durchströmenden Wassers herstellt. Der Abweiser wird mit Schrauben befestigt.

In den Frontansichten Abb. 5/6 werden beide Systeme dargestellt. Zylinder (19), Kolben (17), Kolbenstange (18), Schlittenruderhebel (7) und Schlittenplatte (15) bilden zusammen die Antriebseinheit. Der Rollsitzschlitten (5) gleitet auf den Vertikallagern (21) in den U-förmigen Gleitschienen (6). Die Ruderhebelgriffe (22) befin­ den sich zur besseren Handhabungauf den Ruderhebeln (3). Die Aus­ leger (36) und die Stützen (37) werden am Bootskörper (1) zwecks Stabilisierung montiert.

Abb. 7 zeigt die Perspektive der Schlittenplatte (15) und den auf der Schlittenplatte montierten Schlittenruderhebel (7). Dieser wird in die Einfräßung der Schlittenplatte eingeschoben und mit ei­ ner Schraube gesichert.

Abb. 8 zeigt eine Drauf- und Seitenansicht der Schlittenplatte (15). Man erkennt die Anordnung der vertikalen- und horizonta­ len Kugellager (21/42) mit den Lagerbolzen (43). Diese Kugellager rollen in den U-förmigen Gleitschienen (6). Die Kolbenstange (18) wird in die Bohrung der Schlittenplatte mittels Kolbenstangen­ mutter (44) regulierbar eingeschraubt und gesichert.

Abb. 9 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zusätzlichen Ausführung mit abgewandelten Antriebssystem für Kleinstboote bzw. für Surfbretter. Ruderhebel (27) mit Antriebsflosse (29) bilden das eigentliche Antriebssystem. Durch das Flossengelenk (30) wird die Antriebsflosse in der senkrechten Stellung begrenzt und bildet durch die Ruderbewegungen einen Widerstand; das Wasser wird verdrängt bzw. ausgestoßen. Dieser Rückstoß treibt das Boot vorwärts. In der anderen Richtung kippt die Antriebsflosse (29) in die waagerechte Stellung, wie sie in der Darstellung mit den Buchstaben "A" und "B" demonstriert wird. Stützschwimmer (26) mit Auslegerstützen (32) stabilisieren den Bootskörper (1). Die Sitz­ einheit (38) besteht aus einem ganzen Stück und wird durch Befe­ stigungsschrauben (34) gesichert. Das Ruderhebellager (35) nimmt die Ruderhebel (27) auf. Ein Führungsbolzen (34) gleitet in den Bootskörper. Der verstellbare Fußhalter (33) gibt den Ruderer den richtigen Halt beim Rudern.

Claims (8)

1. Anordnung eines mit Muskelkraft betriebenen Antriebssy­ stem für Wasserfahrzeuge, insbesondere für Ruderboote unterschiedlicher Bauformen, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwimmfähiger Bootskörper (1), w. z.B. ein Surfbrett, ein Antriebssystem aufnimmt und mittels Schlittenruderhe­ bel (7) betrieben wird, im Bootskörper zwei Schlitze ein­ gelassen sind, die oben und unten offen sind, durch diese sich die Kolbenstangen (18) bewegen, welche in den Schlit­ tenplatten (15) befestigt werden; unterhalb der Wasser­ linie befinden sich zwei Zylinder (19), in denen sich die Kolben (17) bewegen, diese mit einer Ventilklappe (25) ausgerüstet sind, die sich automatisch öffnen und schlie­ ßen, durch Ruderbewegungen bei Rückführung des Kolbens das Wasser stoßartig aus den Zylindern gepreßt wird, wo­ bei eine Kraft erzeugt wird, die das Boot nach vorne treibt und beim Rückholen des Kolbens die Zylinder wieder beim automatischen Öffnen des Klappventils, mit Wasser gefüllt werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein Abweiser (23) besitzt, der ein behinderungs­ freies Durchfließen des Wassers durch den Kolben ermöglicht, der Abweiser sich am Ende des Kolbens befindet, zusammen mit der schanierartigen Einrichtung der Ventilklappe am Kol­ ben befestigt wird, Ober- und Unterteil der Ventilklappen­ einrichtung durch einen Klappenventilstift (24) gesichert wird, der untere Teil sich schwingend im Wasserstrom bewegen kann und die Ventilklappe (25) sich während des Arbeitstakts an den Rand des Kolbens plan festsetzt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schlittenplatte (15) vier Vertikal- (21) u. vier Hori­ zontallager (42) angebracht sind, die die Aufgabe haben, den Kipp-, Gier- und Rolleffekt zu stabilisieren, da der Ru­ derhebel (3) durch den Arbeitshub starke unerwünschte Kräf­ te entwickelt; das Rudersystem symmetrisch konstruiert wurde, so daß es auf beiden Seiten der Rudersysteme verwendbar ist; die Kolbenstange (18) justierbar mit einer verstell­ baren Kolbenstangenmutter (44) befestigt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) ein Gelenklager besitzt, die Kolbenstan­ ge (18) im Gelenklager (41) seine Aufnahme findet und bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinder eine Instabilität bezüglich der Linearität ausgleicht.

5. Anordnung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bootskörper (1) mit einem Ein- oder Mehrzylinder aus­ gestattet werden kann und zwecks Stabilisierung mit strom­ linienförmigen Auslegern (Abb. 5/6 u. Abb. 9) ausgestattet wird.

6. Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (46) sich am Heck des Bootes befindet, der Steuerhebel auf die mit Einkerbungen versehene Rasterschiene (45) wahlweise arre­ tiert werden kann, die Richtung nach Backbord und Steuer­ bord angezeigt wird, die Rasterschiene auf einem Montage­ bock (8) befestigt wird.

7. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Teil des Bootes eine Buchse (4) in den Boots­ körper eingelassen ist, die zur Aufnahme einer Segelstan­ ge bzw. einer Segeleinrichung dient.

8. Anordnung eines mit Muskelkraft betriebenen Antriebssystem für Wasserfahrzeuge, insbesondere für Ruderboote unterschied­ licher Bauformen, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt eines Kolbensystems eine Antriebsflossenvorrichtung eingebaut ist, der Vortrieb des Bootes dadurch erzeugt wird, daß die An­ triebsflosse (29) bei der Ruderbewegung senkrecht steht, in dieser Stellung im Flossengelenk (30) blockiert wird, so daß der entstehende Druck, beim Zurücknehmen der Antriebs­ flosse (Arbeitshub) das Boot sich in Bewegung setzt, in der entgegengesetzten Ruderbewegung die Antriebsflosse kippt und durch das einströmende Wasser, die Antriebsflosse kraft­ los bleibt.