DE4028687A1

DE4028687A1 - Wasserstrahlantriebsaggregat fuer wasserfahrzeuge

Info

Publication number: DE4028687A1
Application number: DE19904028687
Authority: DE
Inventors: Kristian Dipl Ing Kusan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-09-10
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1992-03-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserstrahlantriebsaggregat für Wasserfahrzeuge, bei welchem Antriebsmaschine, Zahnriemengetriebe, Wasserstrahlpumpe, Auspuffleitung, Kühlsystem und Steuerung mit Hydraulikgerät in einem integralen Gehäuse zusammengefaßt, das nicht eingebaut, sondern angebaut wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Wasser strahlantriebsaggregates gemäß Erfindung als Längsschnitt angebaut an ein Kajütboot;

Fig. 1a eine Grundrißansicht auf die Darstellung von Fig. 1;

Fig. 2 ein Schlauchboot ausgestattet mit Wasser strahlantriebsaggregat gemäß der Erfindung als Längschnitt;

Fig. 2a eine Grundansicht auf die Darstellung von Fig. 2;

Fig. 3 ein Segelboot ausgestattet mit Wasserstrahl antriebsaggregat gemäß Erfindung als Längs schnitt;

Fig. 3a eine Grundansicht auf die Darstellung von Fig. 3;

Fig. 3b eine Draufsicht zum Heck des Segelbootes gemäß Fig. 3;

Fig. 4 ein Offshore-Boot ausgestattet mit Wasser strahlantriebsaggregat gemäß Erfindung als Längsschnitt;

Fig. 4a eine Grundansicht auf die Darstellung gemäß Fig. 4;

Fig. 5 ein Wasserscooter ausgestattet mit einem Wasserstrahlantriebsaggregat gemäß Erfindung als Längsschnitt.

Fig. 1 und 1a zeigen ein Wasserfahrzeug, beispielsweise ein Kajütboot, ausgestattet mit Wasserstrahlantriebsaggregat gemäß Erfindung.

Bezugszeichenliste

10 Heck des Wasserfahrzeugs
11 Haltevorrichtung
12 Metallgummibuchse
13 Bolzen
14 Wasserstrahlantriebsaggregat
15 Wasserstrahlpumpe
16 Antriebsmaschine
17 Zahnriemengetriebe
18 Schalldämmende Verkleidung
19 Integrales Aggregatgehäuse
20 Gehäusedeckel
21 Zahnriemengetriebegehäuse
22 Zahnriemenscheibe
23 Aufsteckhülse
24 Zahnriemenscheibe
25 Hohlachse
26 Gelenkwelle
27 Stellschraube
28 Befestigungsverschraubung
29 Pumpenwelle
30 Meßdose
31 Rutsch- bzw. Schaltkupplung
32 Laufrad
33 Leitrad mit Deckel
34 Lenkkasten mit Lenkruder
35 Schwenkbare Rückwärtsklappe
36 Schenkrahmen
37 Schwenkbolzen
38 Schwenkbolzen
39 Zugstange
40 Steuerpinne
41 Konsole
42 Konsole
43 Konsole
44 Hydraulikzylinder Rückwärtsklappe
45 Elektrisch betätigtes Hydraulikventil
46 Handbetätigtes Bypassventil
47 Schwenkhebel
48 Hydraulikzylinder
49 Elektrisch betätigtes Hydraulikventil
50 Handbetätigtes Bypassventil
51 Gasdrehgriff
52 Auspuffleitung
53 Joystick
54 Trimmzylinder
55 Elastische Lagerung des Motors
56 Hydraulikaggregat
57 Lagerkonsole
58 Vertiefung im Heck des Wasserfahrzeugs
59 Dynamische Auftriebskraft
60 Pumpengehäuse

Wasserstrahlantriebsaggregat 14 ist in Vertiefung am Heck 58 des Wasserfahrzeugs angeordnet und mit Hilfe der Lager 57, Bolzen 13, Metallgummibuchsen 12 und Haltevorrichtung 11 schwenkbar mit Wasserfahrzeug 10 verbunden. Vertiefungen am Heck 58 lassen sich auf einfache Weise bei Wasserfahrzeugen aus Metall, wie auch aus Kunststoff anfertigen.

In Ruhestellung ist das Wasserstrahlantriebsaggregat 14 schon vom eigenen Gewicht nach unten geschwenkt. Durch eigene Verdrängung wird die Hecklastigkeit des Wasserfahrzeugs verringert, ein Effekt, welcher besonders für kleine Wasserfahrzeuge nützlich ist.

Der Boden des integralen Aggregatgehäuses 19 wirkt als automatische Trimmklappe, wodurch die Laufeigenschaften maßgeblich verbessert werden. Mit einem Trimmzylinder 54 ist es möglich, zu jeder Geschwindigkeit eine opti male dynamische Auftriebskraft 59 bzw. Trimmwinkel des Wasserfahrzeugs zu erzeugen.

Antriebsmaschine 16 ist im integralen Aggregatgehäuse 19 elastisch gelagert und das gleiche Gehäuse ist nochmal mit Hilfe der Metallbuchsen 12 elastisch und schwenkbar gelagert.

Durch diese doppelte elastische Lagerung und geräuschdämmende Verkleidung 18 des integralen Aggregatgehäuses 19 übertragen Wasserstrahlantriebsaggregate gemäß Erfindung kaum Vibrationen und Geräusche in den Wasser fahrzeugrumpf.

Dadurch, daß das ganze Wasserstrahlantriebsaggregat im Heck des Wasserfahrzeugs angebaut werden kann, kann es auch zu keiner Beeinträchtigung in stilistischer Hinsicht kommen.

Leistungsübertragung von über Wasserstrahlpumpe 15 angeordnete Antriebsmaschine 16 zur Pumpenwelle 29 geschieht über Zahnriemengetriebe 17. Durch diese Einbauart ist das Wasserstrahlantriebsaggregat kompakter und eine optimale Anpassung der Drehzahl zwischen Antriebsmaschine und Wasserstrahlpumpe ist gewährleistet. Leistungsübertragung von Antriebsmaschine 16 zur Zahnscheibe 24 geschieht über Gelenkwelle 26, welche aus Platzgründen durch Hohlachse 25 verläuft und Zahnscheibe 24 durch Rutsch- bzw. Schaltkupplung 31 antreibt. Für optimale Funktion notwendige Zahnriemenspannung bzw. Achsabstand erreicht man mit Hilfe der Stellschraube 27 und Befestigungsverschraubung 28.

Mit Hilfe der Meßdose 30 ist es möglich, übertragende Drehmomente zu messen, um optimale Leistung, Trimmwinkel und Geschwindigkeit zu ermitteln.

Der von Laufrad 32 erzeugte Antriebsstrahl wird durch Leitrad 33 begradigt und mit Lenkkasten und Lenkruder 34 bei Vorausfahrt gelenkt. Durch schwenken der Rückwärtsklappe 35 in untere Position wird das Wasserfahrzeug während der Rückwärtsfahrt manövriert. Dieses Lenken in rückwärts ist sinngemäß und nicht entgegengesetzt, wie bei Mehrheit der herkömmlichen Wasserstrahlantriebe. Die in der Mitte des Antriebsstrahles befindliche Ruderfläche ermöglicht auch bei niedrigen Geschwindigkeiten eine kursstabile Fahrt.

Das Positionieren des Lenkkastens 34 und Rückwärtsklappe 35 geschieht elektro-hydraulisch von Joystick 53 und elektronischer Übertragung auf Hydraulikzylinder 44, 48 und elektrisch betätigte Ventile 45 und 49 über Konsole 43 und 47. Wenn man handbetätigte Ventile 46 und 50 auf Bypass schaltet, dann ist die komplette manuelle Steuerung auch mit Steuerpinne 40 auf einfache Weise möglich.

Leitrad mit Deckel 33 ist in Pumpengehäuse 60 radial ein- und ausbaubar. Durch gleiche Öffnung im Pumpengehäuse 60 ist es möglich, auch Laufrad 32 in kurzer Zeit herauszunehmen, um Wasserstrahlpumpe 15 von eventuellen Verstopfungen zu befreien.

Fig. 2 und 2a stellen ein Schlauchboot dar, an welchem mit Hilfe von Klemmvorrichtungen 61 das Wasserstrahlantriebsaggregat 14 gemäß Erfindung angeordnet ist.

Fig. 3, 3a und 3b zeigen ein Segelboot, bei welchem in der Vertiefung am Heck 62 das Wasserstrahlantriebsaggregat 14 schwenkbar angebaut ist. Während des Segelns ist das Wasserstrahlantriebsaggregat 14 hochgeschwenkt. Um parasitäre Widerstände auf ein Minimum zu senken, ist der Boden mit schwenkbar gelagerten Klappen 63 und 64 verschlossen. Die Steuerung erfolgt hydraulisch oder manuell durch Ruderpinne, mit Hilfe des am Schwenkrahmen 36 befestigten Ruders 65. Die Hydraulik kann durch einen Autopiloten, einen Joystick und eine Ruderpinne 67 mit Windfahne 66 gesteuert werden.

Für Fahrt unter Maschine wird Wasserstrahlantriebsaggregat 14 unter Wasser geschwenkt, wobei sich die Klappen 63 und 64 selbsttätig öffnen.

Vorteile des Wasserstrahlantriebsaggregates gemäß Erfindung gegenüber konventionellen Antriebsanlagen für Segelboote:

- Keine parasitären Widerstände während des Segelns und trotzdem hoher Propulsionswirkungsgrad bei Fahrt unter Maschine, durch Verwendung großstrahliger und mit niedriger Drehzahl arbeitender Wasserstrahlpumpe
- Denkbar einfacher Ein- bzw. Anbau
- Einfache Wartung und Überwinterung durch Trennung des Antriebs vom Rumpf
- Keine Geruchs-, Geräusch- und Vibrationsbelästigung im Bootsinnern
- Bessere Manövriereigenschaften, besonders in rückwärts, und die Möglichkeit kleinere Drehkreise zu fahren bzw. "auf dem Teller zu drehen"
- leichtere Säuberung des Laufrades, Leitrades und des Ruders von Plastiktüten, Tau, Tang und ähnlichen Dingen.

Fig. 4 und 4a zeigen den Anbau des Wasserstrahlantriebsaggregates in einem Offshoreboot, welches entlang der Außenhaut mit Rohren 68 und 69 ausgestattet ist. Für diesen Zweck ist das Wasserstrahlantriebsaggregat mit entsprechendem Lenksystem, welches sich aus Deflektoren 70, 71 und Senkklappe 72 zusammensetzt, ausgestattet. Mit diesem Lenksystem ist es möglich, mit nur einem Wasserstrahlantriebsaggregat nicht nur rasant in voraus und rückwärts zu lenken, sondern auch seitwärts und zwar mit einer Geschwindigkeit und Wendigkeit, wie sie mit keinem herkömmlichen Wasserstrahl- oder Querstrahlersystem möglich ist. Durch Zu sammenstellung des Heckschubes 73 und Bugschubes 74 entsteht der Querschub 75, welcher im Schwerpunkt des Lateralplanes 74 wirken kann. Elektronische Steuerung erfolgt mit Hilfe des XY-Joysticks.

Fig. 5 zeigt einen Wasserscooter, bei welchem sich der Einsatz des Wasserstrahlantriebsaggregates besonders vorteilhaft auswirkt. Da der Ausnutzungsgrad bei solchen Wasserfahrzeugen besonders niedrig ist, ist es von Vorteil, daß die Antriebskomponente, welche ²/₃ bis ¾ des Gesamtpreises ausmacht, nur bei Bedarf an den Wasserscooter angebracht wird, so wie es bei konventionellen Außenbordern der Fall ist.

Aber diese Trennung des Antriebs vom Rumpf bringt noch eine Reihe weiterer Vorteile, wie z. B.:

- Das Wasserstrahlantriebsaggregat kann man im Kofferraum und den Rumpf des Wasserscooters auf dem Autodach transportieren, um so auf einen Trailer zu ver zichten
- Schwenkbare Anbringung des Wasserstrahlantriebsaggregates verbessert die Laufeigenschaften, verkürzt die Beschleunigungsphase und verringert den Widerstand des Wasserscooters
- Der Wiederverkaufswert ist größer.

77 ist der Rumpf des Wasserscooters, in welchem unter dem Sitz 78 das Wasserstrahlantriebsaggregat 79 angeordnet ist. Der Deckel mit Leitrad 80 ist ebenfalls wie Laufrad 81 in weniger als eine Minute herausnehmbar. Steuerung in voraus, rückwärts und Leerlauf erfolgt mit Hilfe des sogenannten Q-Ruders 82 über Bowdenzug und Lenker 83 mit Gasgriff 84.

Claims

Wasserstrahlantriebsaggregat für Wasserfahrzeuge, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) Antriebsmaschine (16), Zahnriemengetriebe (17), Wasserstrahlpumpe (15), Auspuffleitung (52), An triebsstrahllenkung, Ruder (65), manuelle und hydraulische Steuerung, in einem integralen Aggregatgehäuse (19) zusammengefaßt, ist mit Metallgummibuchsen (12) schwenkbar am Heck eines Wasserfahrzeugs angebaut.
- b) Lenkung des Antriebsstrahles bei Vorausfahrt erfolgt durch Lenkkasten mit Lenker (34) in der Mitte und Lenkung bei Rückwärtsfahrt durch Schwenken der Rückwärtsklappe (35) nach unten.
- c) Leitrad mit Deckel (33) und Laufrad (32) sind radial einbaubar und ausbaubar.
- d) Hydraulische Steuerung geschieht durch Hydraulikzylinder (44, 48), welcher über Konsole (43, 47), welche auf Schwenkrahmen (36) und Steuerpinne (40) wirken, wobei umschalten auf manuelle Steuerung durch umschalten der parallel angeschlossenen hand betätigten Ventile (46, 50) auf Bypass geschieht.
- e) Übertragbare Leistung bzw. Drehmoment wird mit Hilfe mit Zahnriemengetriebegehäuse verbundene Meßdose (30) gemessen.
- f) Steuerung kann mit der Deflektoren (70, 71) und Senkklappe (72) erfolgen, welche den Antriebsstrahl in Seitenrohre (68, 69) des Wasserfahrzeugs leiten.