DE4402558A1 - Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit Steuerelementen zur Richtungsänderung des Vortrieb liefernden Wasserstrahles - Google Patents

Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit Steuerelementen zur Richtungsänderung des Vortrieb liefernden Wasserstrahles

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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.
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