DE4402558A1 - Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit Steuerelementen zur Richtungsänderung des Vortrieb liefernden Wasserstrahles - Google Patents
Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit Steuerelementen zur Richtungsänderung des Vortrieb liefernden WasserstrahlesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wasserstrahlantrieb für
Wasserfahrzeuge mit einer Pumpe und einem Stator und einer
Düse zur Erzeugung eines Vortrieb liefernden Wasserstrahles
und mit Steuerelementen zu Richtungsänderung des Wasser
strahls.
Wasserstrahlantriebe für Wasserfahrzeuge, bei denen das über
eine Pumpe angesaugte und beschleunigte sowie über einen
Stator entdrallte Wasser als gerichteter Strahl über einen
dessen Richtung beeinflussende Düse austritt, sind vielfach
bekannt.
So zeigt beispielsweise die US-PS 4 992 065 einen Wasser
strahlantrieb mit einer dem Stator nachgeschalteten, um eine
senkrechte Achse schwenkbar gelagerten Düse, deren Aus
trittsöffnung über um eine dazu waagerechte Achse schwenk
bare Klappen bis zur Strahlrichtungsumkehr zwecks gesteuerter
Rückwärtsfahrt veränderbar ist.
Eine solche Ausbildung ist bezüglich der Steuerelemente
überaus aufwendig, bringt erhebliche Dichtungsprobleme für
den beschleunigten Wasserstrahl mit sich und bedingt ins
besondere bei größeren Umlenkwinkeln das Abschneiden eines
erheblichen Querschnittsteiles des Wasserstrahles. Durch
diese Umlenkverluste wird der Rückwärtsschub derart
reduziert, daß es zu Manöverproblemen vor allem bei Passagen
mit Strömung und in engen Häfen kommt. Ferner muß auf eine
sinnfällige Lenkwirkung geachtet werden, anderenfalls sich
eine Umkehr der Richtungswirkung beim Wechsel von Vorwärts-
auf Rückwärtsfahrt einstellt, was die Steuerungselemente
weiter kompliziert und zu Irrtümern führt.
Einfachere Ausbildungen, z. B. in Form zweier der Austritts
öffnung nachgeschalteter, jeweils um senkrechte Achsen
schwenkbarer Klappen - vgl. GB 1 190 735 - ergeben beim Stand
und langsamer Fahrt des Wasserfahrzeuges eine völlig
ungenügende Lenkwirkung des Wasserstrahlantriebes.
Um Strömungsverluste zu vermeiden ist es auch bekannt, die
der Steuerung dienende Düse aus konzentrisch gelagerten
Kugelflächen aufzubauen, was ebenfalls aufwendig ist und
komplizierte Steuerung- und Dichtungselemente erfordert;
vgl. DE 26 44 743 A1.
Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an der Verbesserung
solcher Wasserstrahlantriebe für die gesteuerte Vorwärts- und
Rückwärtsfahrt eines Wasserfahrzeuges gleich welcher Art.
Ausgehend von den bekannten, als Bugstrahler bezeichneten
ummantelten Schiffspropellern, die ein Steuern mit dem Steven
eines Wasserfahrzeuges erlauben - vgl. YACHT 17/1993, Seite
28 bis 30 - ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten
Wasserstrahlantrieb zu schaffen, dessen Steuerelemente ein
facher als bisher ausgebildet sind und eine wirkungsvollere
Steuerung eines mit einem solchen Wasserstrahlantrieb ausge
rüsteten Wasserfahrzeuges als bisher ermöglichen.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Steuerelemente mindestens eine axial zwischen einer maximal-
und einer Minimal-Offenstellung verschieblich gelagerte
Düse, ein den Antrieb des Rotors der Pumpe im Uhrzeiger- oder
Gegenzeigersinne ermöglichendes Getriebe und eine das die
Düse und die Pumpe tragende Gehäuse Schwenkbewegungen um
mindestens +- 90° senkrecht zur Rotationsachse der Pumpe
ermöglichende Drehlagerung umfassen.
Hierbei ist nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung
der Pumpe stromauf und stromab je eine spiegelbildlich und
gleichartig angeordnete Düse zugeordnet und sind beide Düsen
unabhängig voneinander axial jeweils derart verschieblich
gelagert, daß bei Festlegung der einen Düse, z. B. in die
axiale Offenstellung, die andere Düse in Richtung der
minimalen Offenstellung und vice versa verschiebbar ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Rotor der
Pumpe über ein als Kardangetriebe ausgebildetes Verteiler
getriebe, dessen Getriebezweige über eine Schiebekupplung
aktivierbar sind, sowohl im Uhrzeiger- als auch im Gegen
zeigersinne antreibbar, wobei die Antriebswelle des
Verteilergetriebes die etwa senkrecht zur Rotationsachse des
Rotors liegende Schwenkachse des Wasserstrahlantriebes
bildet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet jede der
axial-verschieblichen Düsen eine Kegelmantelfläche, deren
Steigungswinkel der Steigung der zugewandten freien Enden der
Schaufeln des Stators entspricht und ist das den jeweiligen
Stator abstützende Gehäuse der Pumpe im Bereich der freien
Enden der Schaufeln des jeweiligen Stators zwecks Bildung
eines zwischen Düse und Gehäusewandung befindlichen
Ringkanals radial nach außen erweitert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt
die Kraftübertragung zwischen dem Verteilergetriebe und dem
Rotor über jeweils in den Statoren angeordnete Hohlräder;
vgl. DE 42 41 724 A1.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der
Pumpe lediglich eine axial verschiebbare Düse zugeordnet
und schließen die Achsen von Pumpe und Stator einen Winkel
ein, dies alles in derartiger Anordnung, daß bei Dreh
richtungswechsel des Rotors der Pumpe zwecks Umkehr der
Fahrtrichtung von "Vorwärts" auf "Rückwärts" der Einlauf des
Wasserstrahlantriebes als Austrittsdüse nutzbar ist, während
die Düse mit ihrem Ringkanal als Einlauf dient.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Wasserstrahlantriebes
weist eine Reihe von Vorteilen auf.
Ähnlich den bekannten Bugstrahlern wirkt der erfindungsgemäße
Wasserstrahlenantrieb als Aktivruder, da er in Abhängigkeit
der Drehrichtung des Rotors der Pumpe sowohl für Vorwärts-
als auch für Rückwärtsfahrt einsetzbar ist, wobei die
Schaufelblätter des Rotors derart ausgelegt sind, daß sie den
größten Wirkungsgrad für die Vorwärtsfahrt des
Wasserfahrzeuges aufweisen, wie dies beispielsweise in der GB
1 145 237 für Bugstrahlruder beschrieben und dargestellt ist.
Über die jeweils stromab liegende Düse wird einlaufseitig die
dem als Leitapparat wirkenden Stator zugeführte Wassermenge
geregelt, während die druckseitig, also stromauf liegende
Düse mit steigender Geschwindigkeit des Wasserfahrzeuges in
Richtung zum Rotor verschoben und so die Wirkung des als
Zusatzdüse arbeitenden Ringkanals mehr und mehr ausgeschaltet
wird bis bei Marschfahrt die druckseitig liegende Düse allein
als Schubdüse in Funktion ist.
Da bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung lediglich
eine axial verschiebbare Düse vorhanden ist, wirkt bei
Rückwärtsfahrt nach Entdrallen des Strahles mittels des
Stators, der Einlauf als Schubdüse, wobei auch hier der
Vorteil des als Aktivruder wirkenden Wasserstrahlantriebes
voll erhalten bleibt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Wasserstrahlantriebes
eignet sich für alle Leistungseinheiten gleich gut, wobei
durch die symmetrische Ausbildung der axial verschiebbaren
Düsen und der zugeordneten Statoren eine kostengünstige
Fertigung, eine einfach Montage und Wartung möglich wird
wobei auf einfachstem Wege mittels der mit den axial ver
schieblichen Düsen zusammenwirkenden Statoren möglichen
Mengenregelung eine optimale Laufruhe und niedrigster Treib
stoffverbrauch erreicht wird, und zwar sowohl für Vorwärts-
und Rückwärts- als auch für Manöverfahrt, wobei die für den
Standschub, für die Beschleunigung, für Langsam- und Marsch
fahrt erforderlichen Wassermenge jeweils auf einfachste Weise
einregelbar ist. Der erfindungsgemäße Wasserstrahl- antrieb
ist also als Hauptantrieb mit Aktiv- und Heckstrahl- ruder
oder auch als Hilfsantrieb gleich gut einsatzfähig.
Durch die Nutzung des Ringkanals als Zusatzdüse auf der
jeweiligen Druckseite wird beim Anfahren des Wasserfahrzeuges
der Querschnitt für eine große Wassermenge freigegeben,
während bei zunehmender Fahrtaufnahme durch die Verengung des
Wasserzutritts zur Zusatzdüse - infolge Verschiebens der
Düse - der Durchsatz durch den Ringkanal immer geringer wird,
bis er bei Marschfahrt nur noch durch die Düse allein
erfolgt, die entsprechend für diesen Betriebsbereich optimal
auszulegen ist.
Da die gesamte Antriebseinheit im Boden des anzutreibenden
Wasserfahrzeuges schwenkbar gelagert ist, wobei das Schwenken
mittels Zahnriemen oder Königswelle ermöglicht wird, gelingt
bei Drehrichtungsänderung des Rotors und gleichzeitigem
Verschieben der Düsen von Fahrt voraus in Fahrt zurück ein
völlig kontinuierlicher Steuerungsverlauf. Hierbei wird durch
die dem einlaufseitigen Stator - als Leitapparat wirkend -
zugeordnete verschiebliche einlaufseitige, also stromab
liegenden Düse die dem Rotor zuzuführende Wassermenge
geregelt. Durch das Verschieben der druckseitigen Düse
dagegen wird die Zufuhr von Druckwasser zum Ringkanal - wie
bereits erwähnt - derart gesteuert, daß sowohl im
Anfahrtsbereich als auch bei Langsamfahrt optimale
Wassermengen durchgesetzt werden, so daß erwünschte
Fahrgeschwindigkeiten schnell erreicht werden.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die erfin
dungsgemäße Ausbildung der Düsen und der zugeordneten
Statoren die Düsen jeweils druckseitig auf den konisch
ausgebildeten Statorschaufeln sauber geführt und in ihrer
maximalen Arbeitsstellung konzentrisch fixiert und damit
strömungsgünstig gehalten sind. Der einfache symmetrische
Aufbau der Antriebseinheit sorgt jeweils für gleichgroßen
Schub, unabhängig von der Fahrtrichtung vorwärts, rückwärts
und/oder seitwärts.
Der erfindungsgemäße Wasserstrahlantrieb ist sowohl bei
Großschiffen, bei Megajachten als auch bei Segelbooten
gleichgut einsetzbar, wobei bei letzteren die Antriebseinheit
aus dem Bootsrumpf ausfahrbar auszubilden ist, um sie bei
Fahrt unter Segel wieder einziehen zu können. Selbstverständ
lich ist hier in an sich bekannterweise der den Antrieb
abdeckende Teil des Bootsbodens ein- und ausfahrbar zu
gestalten, um ein glattes Unterwasserschiff für das Segeln zu
erhalten.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des
Wasserstrahlantriebes ist darin zu sehen, daß bei schnellen
Gleitbooten und Sportjachten dort wegen der variablen Dreh
zahlen halbaxiale Pumpen zum Einsatz kommen können. Auch dort
ist von besonderer Bedeutung, daß durch axiales Verstellen
der Düse und somit der partiellen Beausschlagung des Ring
kanals als Zusatzdüse die jeweils benötigten Wassermengen
bzw. Wassergeschwindigkeiten für das schnelle Beschleunigen
beim Start, für das aus dem Wasser kommen, beim Übergang zum
Gleiten und beim Erreichen der maximalen Höchstgeschwindig
keit die Düsenanordnung des erfindungsgemäßen Wasserstrahl
triebes analog einer Verstelldüse wirkt, und zwar ohne jed
weden Klappenmechanismus.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des
Wasserstrahlantriebes ist darin zu sehen, daß dieser bei
Verwendung als Bugstrahlruder kleinste Schaltzeiten für die
Umsteuerung von Backbord auf Steuerbord benötigt, da über den
Ringkanal dem Rotor auf kürzestem Wege Ruhigwasser zugeführt
wird; es kann also unverzüglich ein wirksamer Treibstrahl er
zeugt werden, ohne die gesamte Wassermenge zuerst auf Null zu
verzögern und dann erst auf den Maximalschub zu
beschleunigen.
Durch die symmetrische Ausbildung der sowohl auf der Druck
als auch auf der Saugseite wirkenden Düsen und Leitapparate
sind die der Leistungsübertragung dienenden Teile auf
einfache Weise kompakt und doppelt lagerbar auszubilden und
wird die Montage äußerst einfach, da nach Aufstecken bzw.
Einfahren der beweglichen Teile, die ihrerseits auf Büchsen
laufen, die in den Statoren eingepreßt sind, lediglich die
das Gehäuse bildenden Gehäuseteile miteinander zu verbinden
sind, so daß eine einfache und robuste Gestaltung aller
Teile, deren rationale Fertigung und ihre leichte Austausch
barkeit gesichert sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung
mehr oder minder schematisch dargestellter Ausführungsbei
spiele beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform
eines Wasserstrahlantriebes gemäß der Erfindung
in der Arbeitsstellung "Vorwärtsfahrt",
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht von vorne
auf den Wasserstrahlantrieb nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
zweiten Ausführungsform eines Wasserstrahl
antriebes gemäß der Erfindung mit nur einer
axial verschiebbar gelagerten Düse.
Ein in den Fig. 1 bis 3 allgemein mit der Bezugsziffer 10
bezeichneter Wasserstrahlantrieb umfaßt in einem Gehäuse 11
eine Pumpe 12 mit einem in einer Nabe 13 drehbar gelagerten
Rotor 14, dem je ein von dem Gehäuse gehaltener Stator 15 und
16 vor- und nachgeschaltet ist, dessen entsprechend gekrümmte
Statorschaufeln 18 die starre Verbindung zwischen dem Gehäuse
11 und der Nabe 13 - wie insbes. Fig. 2 zeigt - bilden.
Ferner umfaßt der Wasserstrahlantrieb nach der Ausführungs
form gemäß den Fig. 1 und 2 je eine am Gehäuse 11 aus
einer minimalen in eine maximale Offenstellung axial ver
schieblich gelagerte, kegelmantelförmig ausgebildete Düse 20
und 21, wozu jeweils paarweise zwischen Gehäuse und Düse
angeordnete Hydraulikzylinder 23 und 24 dienen; vgl. Fig. 2.
Der Steigungswinkel α der Kegelmantelflächen der Düsen 20
und 21 ist jeweils so gewählt, daß dieser mit dem Steigungs
winkel α′ der Außenkanten der jeweils freiliegenden Enden 27
und 28 der Statorschaufeln 18 der Stator 15 und 16 überein
stimmten; vgl. Fig. 1. Dort ist auf der rechten Hälfte der
Fig. 1 die Düse 20 in der minimalen Offenstellung gezeigt,
in der diese mit ihrer Innenmantelfläche auf dem Leitapparat
etwa hälftig aufliegt und dabei konzentrisch fixiert und
strömungsgünstig gehalten ist. Die Düse 21 dagegen - linke
Hälfte der Fig. 1 - ist in ihrer maximalen Offenstellung
gezeigt, in der der Stator völlig frei von der Düse ist;
diese Stellung entspricht der Ansicht gemäß Fig. 2.
Da das Gehäuse 11 jeweils in Bereiche der vom Rotor 14
abgewandten Seite nach außen radial erweitert ist, wie dies
insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, ist dort ein zusätz
licher Ringkanal 25 bzw. 26 gebildet, und zwar zwischen der
Außenwandung des Gehäuses 11 und der Außenmantelfläche der
jeweiligen Düse 20 bzw. 21. Dieser Ringkanal dient je nach
Arbeitslage druckseitig als Zusatzdüse für die Fahrtbeschleu
nigung aus dem Stand und saugseitig als veränderbarer Einlauf
des Wasserstrahlantriebes.
Dem Antrieb des Rotors 14 dienen, wie insbesondere Fig. 2
zeigt, in den Statoren gelagerte sogenannte Hohlräder 30 und
31, die mittels Zwischenräder 33 und 34 über ein als Kardan
getriebe ausgebildetes Verteilergetriebe 36 wechselweise
antreibbar sind. Hierzu dient eine Schiebekupplung 38, die
wechselweise den rechten und den linken Zweig des Verteiler
getriebes an einen Königswellenantrieb 39 schaltet, der über
eine Antriebswelle 40 mit einer hier nicht dargestellten
Antriebsmaschine des ebenfalls nicht dargestellten Wasser
fahrzeuges in Antriebsverbindung steht. Über das Hohlrad 30
bzw. 31 wird der Rotor 14 im Uhrzeiger- bzw. im Gegenuhr
zeigersinne je nach Schaltstellung der Schiebekupplung 38,
angetrieben. Die Schaufelblätter des Rotors 14 sind derart
ausgelegt, daß sie den größten Wirkungsgrad für die Vorwärts
fahrt des Wasserfahrzeuges aufweisen.
Der vorstehend beschriebene Wasserstrahlantrieb ist in an
sich bekannter Weise um die eine Drehlagerung für den Wasser
strahlantrieb bildende Königswelle 39 um jeweils +- 90° in
Richtung des Doppelpfeiles 41 schwenkbar am nicht
dargestellten Wasserfahrzeug gelagert.
Das in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel des
Wasserstrahlantriebes 10′ besitzt ebenfalls eine Pumpe mit
einem Rotor 14, der auf einer Nabe 13 drehbar gelagert ist.
Dem Rotor sind ebenfalls zwei von dem Gehäuse 11 gehaltene
Statoren 15 und 16 vor- und nachgeschaltet, deren ent
sprechend gekrümmte Statorschaufeln 18 die starre Verbindung
zwischen dem Gehäuse 11 und der Nabe 13 bilden.
Unterschiedlich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.
1 und 2 ist dort lediglich eine axialverschiebbar gelagerte
Düse 20 vorgesehen, die im oberen Teil der Fig. 3 in ihrer
minimalen und im unteren Teil der Fig. 3 in ihrer maximalen
Offenstellung mit dem dann wirksamen Ringkanal 25 gezeigt
ist. Auch dort ist der Steigungswinkel α der Kegelmantel
fläche der Düse so gewählt, daß dieser mit dem Steigungs
winkel α′ der Außenkanten der freiliegenden Enden 27 der
Statorschaufeln des Stators übereinstimmt, siehe Fig. 1.
Der Einlauf 53 wird durch das stromab liegende Gehäuseteil 52
des Gehäuses 11 gebildet, das dort elliptisch geformt ist.
Auch dort erfolgt der Antrieb des Rotors 14 über in den
Statoren gelagerte Hohlräder 30 bzw. 31, die mittels
Zwischenräder und über ein als Kardangetriebe ausgebildetes
Verteilergetriebe 36 - wie bereits in Zusammenhang mit Fig.
1 beschrieben -, wechselweise antreibbar sind. Auch dort ist
eine Schiebekupplung 38 vorgesehen, die den rechten oder
linken Zweig des Verteilergetriebes an einen Königswellen
antrieb 39 schaltet, der über eine Antriebswelle 40 mit einer
hier nicht dargestellten Antriebsmaschine des nur schematisch
dargestellten Wasserfahrzeuges 50 in Antriebsverbindung
steht. Schließlich ist der gesamte Wasserstrahlantrieb um die
eine Drehlagerung für den Wasserstrahlantrieb bildende
Königswelle 39 um +- 90° schwenkbar.
Unterschiedlich zum Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1
und 2 ist, daß die Achsen 51 und 52 von Pumpe 12 und stromab
liegenden Stator nicht gleichachsig, sondern zueinander
geneigt um einen Winkel β angeordnet sind. Mit 54 ist in
Fig. 3 die Wasserlinie angedeutet.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Wasserstrahl
antriebes ist folgende.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsstellung des Wasser
strahlantriebes bildet die in ihrer maximalen Offenstellung
befindliche Düse 21 zusammen mit dem Ringkanal 26 den
Einlauf, während die stromaufliegende in ihrer minimalen
Offenstellung befindliche Düse 20 den über den Rotor 14
beschleunigten und über den Stator 16 entdrallten Wasser
strahl austreten läßt, wobei in der dargestellten Arbeitslage
- wie Fig. 2 ebenfalls zeigt -, der Ringkanal 25 zwischen
der Wandung des Gehäuses 11 und der Außenmantelfläche der
Düse 21 vorhanden ist. In dieser Schaltstellung der Düse
weist der Wasserstrahlantrieb die größte Austrittsöffnung
auf. Beide Düsen können mit Hilfe der paarweise angeordneten
Hydraulikzylinder 23 und 24 unabhängig voneinander derart in
der Weise verstellt werden, daß die an der Einlaufseite
eintretende und die auf der Austrittsseite austretende
Wassermenge entsprechend den jeweils gewünschten Fahrbe
dingungen regelbar ist. Solche Regeleinrichtungen sind an
sich bekannt und der einfachheithalber und da nicht zur
Erfindung gehörend hier weder dargestellt noch beschrieben.
Die Düsen 20 und 21 können also mittels der Hydraulikzylinder
derart verschoben werden, daß für Vorwärtsfahrt die druck
seitige Düse mit dem zugeordneten Stator als Austrittsdüse
und die saugseitige Düse mit zugeordnetem Stator, der nun als
Leitapparat wirkt, als Einlauf dient, während sich bei
gleichzeitiger Umkehr der Drehrichtung des Rotors diese
Wirkung umkehrt, wobei die jeweils zugeführte Wassermenge
durch axiales Verschieben der jeweils einlauf
seitigen Düse regelbar ist.
Das Umsteuern von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt erfolgt also
durch unabhängiges Verschieben der beschriebenen Düsen bei
gleichzeitiger Änderung der Drehrichtung des Rotors der
Pumpe, so daß
- a) aus der bisher als Düse arbeitenden Düse - bisherige Schubrichtung - ein Einlauf mit zusätzlicher Außenring fläche und
- b) aus der bisher als Einlauf arbeitenden Düse eine Schubdüse mit zusätzlicher ringkanalförmiger Zusatzdüse - neue Schubrichtung - wird.
Die dem Rotor der Pumpe vor- bzw. nachgeschalteten Statoren
arbeiten demgemäß entsprechend als Leitapparat bzw. als
Stator und vice versa, je nach Schubrichtung des Wasser
strahlantriebes, wobei die jeweils dem Rotor mit dem erfor
derlichen Vordrall zugeführte Wassermenge durch Ändern der
axialen Lage der betreffenden Düse regelbar ist. Beim
Arbeiten als Düse ermöglicht der durch Verschieben der
druckseitigen Düse veränderbare Ringkanal eine regelbare
Querschnittsänderung entsprechend der einer gewünschten
Fahrgeschwindigkeit erforderlichen Wassermenge.
In ähnlicher Weise wird bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 3 die Düse 20 aus der maximalen in die minimale Offen
stellung - z. B. ebenfalls mittels Hydraulikzylinder -, axial
verschoben, welche dem Fahrzustand "Volle Fahrt voraus"
entspricht. Hierbei ist der Ringkanal 25, wie die Fig. 3
oben zeigt, geschlossen. Bei Drehrichtungsumkehr des Rotors
wird die Düse 20 mit geöffnetem Ringkanal 25 zum Einlauf und
der Einlauf 53 wird mittels Stator 15 als Austrittsdüse für
die Rückwärtsfahrt benutzt, die Funktionen von Stator und
Düse kehren sich also um, wie oben für das Ausführungs
beispiel nach den Fig. 1 und 2 beschrieben.
Für kleine Boote, z. B. sog. Vergnügungsboote ist es
vorteilhaft, die Düsen 20 und 21 starr anzuordnen und diesen
einen in den oben beschriebenen Ringkanälen 25 und 26 hin-
und herverschiebbar gelagerten, hier nicht dargestellten
Schubwechselschieber zuzuordnen, der aus zwei spiegelbildlich
angeordneten, die Düsen von außen umfassenden Büchsen
besteht, die über Stäbe miteinander starr verbunden sind und
jeweils entsprechend den oben beschriebenen Winkeln α und α′
Kegelförmige Innenmantelflächen aufweisen, welche mit den
kegelförmigen Außenmantelflächen der Düsen korrespondieren.
Beim Verschieben eines solchen Schubwechselschiebers -
anstelle der Düsen - wird bei gleichzeitiger Änderung der
Drehrichtung des Rotors der Pumpe in gleicher Weise z. B. von
Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt umgeschaltet, wie es für die
eingangs erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben worden
ist.
Claims (9)
1. Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge, mit einer in
einem Gehäuse angeordneten, einen Rotor aufweisenden
Pumpe, der einlaufseitig ein Leitapparat und austritts
seitig ein Stator sowie eine Düse zugeordnet sind, zur
Erzeugung eines Vortrieb liefernden Wasserstrahles und mit
Steuerelementen zur Richtungsänderung des Wasserstrahls,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelemente mindestens
eine axial zwischen einer Maximal- und einer Minimal-
Offenstellung verschieblich gelagerte Düse (20, 21), ein
den Antrieb des Rotors (14) der Pumpe (12) im Uhrzeiger-
oder Gegenzeigersinne ermöglichendes Getriebe (36-40)
und eine das die Düse (20, 21) und die Pumpe (12) tragende
Gehäuse (11) Schwenkbewegungen um mindestens +-90°
senkrecht zur Rotationsachse der Pumpe (12) ermöglichende
Drehlagerung (39) umfassen.
2. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich
net, daß dem Rotor (14) der Pumpe stromauf und stromab je
eine spiegelbildlich und gleichachsig angeordnete Düse
(20, 21) zugeordnet ist, die unabhängig voneinander axial
derart verschieblich (Hydraulikzylinder 23, 24) gelagert
sind, daß bei Festlegung der einen Düse (21), z. B. in die
maximale Offenstellung die andere Düse (20) in Richtung
minimale Offenstellung und vice versa verschiebbar ist.
3. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (14) der Pumpe (12) über ein
als Kardangetriebe ausgebildetes Verteilergetriebe (36),
dessen Getriebezweige über eine Schiebekupplung (38)
aktivierbar sind, im Uhr- oder Gegenuhrzeigersinne
antreibbar ist, wobei die Antriebswelle (39) des Ver
teilergetriebes (36) die etwa senkrecht zur Rotationsachse
des Rotors (14) liegende Schwenkachse des Wasserstrahl
antriebes bildet.
4. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß jede der axial verschieblich gela
gerten Düsen (20, 21) eine Kegelmantelfläche bildet, deren
Steigung ( ) der Steigung ( ) der zugewandten freien
Enden (27) der Schaufeln (18) des bzw. der Statoren (15,
16) entspricht und daß das die jeweiligen Statoren hal
tende Gehäuse (11) im Bereich der freien Enden (27) der
Schaufeln (18) der Statoren (15, 16) zwecks Bildung eines
zwischen Düse und Gehäusewandung befindlichen Ringkanals
(25, 26) radial sich nach außen erweiternd ausgebildet
ist.
5. Wasserstrahlantrieb nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kraftübertragung zwischen Verteilergetriebe (36) und
Rotor (14) über den Statoren (15, 16) zugeordnete
Hohlräder (30) erfolgt.
6. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß Rotor (14) der Pumpe lediglich eine axial ver
schiebbare stromauf liegende Düse (20) zugeordnet ist, und
daß die Achsen (51, 52) von Rotor (14) und Stator (15)
einen Winkel ( ) einschließen, dies in derartiger
Anordnung, daß bei Drehrichtungswechsel des Rotors (14)
der Pumpe (12) der wasseraufnehmende Einlauf (53) als
Austritt des Wasserstrahlantriebes nutzbar ist, während
die Düse (20) als regelbarer Einlauf dient.
7. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuerelemente einen zwischen einer Maximal-
und einer Minimal-Offenstellung verschiebbar gelagerten
Schubwechselschieber umfassen, der über ein Gestänge
miteinander fest verbundene, kegelförmige Innenmantel
flächen aufweisende Büchsen besitzt, die mit den kegel
förmigen Außenmantelflächen der ihnen jeweils zugeord
neten, unverschiebbar gelagerten Düsen korrespondieren.
8. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 1-7, gekenn
zeichnet durch seine Verwendung als Hauptantrieb für ein
Wasserfahrzeug.
9. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 1-7 gekenn
zeichnet durch seine Verwendung als Hilfsantrieb für ein
Wasserfahrzeug.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4402558A DE4402558A1 (de) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit Steuerelementen zur Richtungsänderung des Vortrieb liefernden Wasserstrahles |
DE59500892T DE59500892D1 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-24 | Wasserstrahlantrieb für wasserfahrzeuge mit steuerelementen zur richtungsänderung des vortrieb liefernden wasserstrahles |
US08/525,685 US5649843A (en) | 1994-01-28 | 1995-01-24 | Waterjet propulsion unit for water craft with control elements for changing the direction of thrust of the waterjet |
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---|---|---|---|---|
US6331543B1 (en) * | 1996-11-01 | 2001-12-18 | Nitromed, Inc. | Nitrosated and nitrosylated phosphodiesterase inhibitors, compositions and methods of use |
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US20050096214A1 (en) * | 2001-03-01 | 2005-05-05 | Janssen Marcel J. | Silicoaluminophosphate molecular sieve |
US6953767B2 (en) * | 2001-03-01 | 2005-10-11 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Silicoaluminophosphate molecular sieve |
JP3974361B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2007-09-12 | 本田技研工業株式会社 | ジェット推進艇 |
GB2401830A (en) * | 2003-05-19 | 2004-11-24 | Gibbs Tech Ltd | A jet drive for an amphibious vehicle |
US6991499B2 (en) * | 2003-09-16 | 2006-01-31 | Honeywell International, Inc. | Waterjet propulsion apparatus |
US9459361B2 (en) * | 2011-12-22 | 2016-10-04 | Schlumberger Technology Corporation | Facilitating operation of a seismic source |
Family Cites Families (14)
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US3362371A (en) * | 1965-10-22 | 1968-01-09 | Tamco Ltd | Fluid pump for watercraft |
GB1190735A (en) * | 1966-05-07 | 1970-05-06 | Ua Engineering Ltd | Improvements in or relating to Steering Means for Vessels employing Hydraulic Jet Propulsion |
GB1149136A (en) * | 1966-10-20 | 1969-04-16 | H C F Porsche K G Ing | Improvements in or relating to screw drive for boats |
US3605672A (en) * | 1968-12-02 | 1971-09-20 | William P Strumbos | Directional control apparatus |
US3593686A (en) * | 1969-08-28 | 1971-07-20 | Euvon G Cooper | System for laterally maneuvering a watercraft hull |
DE2644743A1 (de) * | 1976-10-04 | 1978-04-06 | Schubert Siegfried | Abstroemkanal fuer den wasserstrahl- reaktionsantrieb eines wasserfahrzeuges |
EP0124513A1 (de) * | 1982-10-27 | 1984-11-14 | SKRINJAR, George Branko | Hydroreaktor |
JPS6160392A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | サイドスラスタ− |
SE457166B (sv) * | 1987-05-21 | 1988-12-05 | Mjp Marine Jet Power Handelsbo | Reverseringsanordning foer ett straaldriftsaggregat foer fartyg |
DE3735409C2 (de) * | 1987-10-20 | 1996-11-28 | Schottel Werft | Wasserstrahlantrieb |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE59500892D1 (de) | 1997-12-04 |
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