DE6802235U - Wasserfahrzeug - Google Patents

Description

Schottel-Werft Unterpfaffenhofen, d.3.9.1969

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Wasserfahrzeug

Die Neuerung bezieht sich auf ein Wasserfahrzeug mit mindestens zwei Propellern, die über je einen Z-Trieb antreibbar und zum Steuern des Fahrzeugs um eine im wesentlichen vertikale Achse schwenkbar sind und die am Fahrzeugrumpf so angeordnet sind, daß sie nicht unter die Kiellinie herausragen.

Aufgabe der Neuerung ist ein Fahrzeug mit wenig Tiefgang, das im Verhältnis zu seiner Leistung leicht und wendig ist. Das Fahrzeug soll schwer befahrbare Gewässer passieren können. Es soll mittels Landfahrzeugen transportierbar sein, von den Landfahrzeugen schnell zu V/asser gelassen werden können, wobei die empfindlichen Teile des Fahrzeugs, insbesondere die Propeller, nicht beschädigt werden dürfen. Das Fahrzeug soll auf dem Landfahrzeug sicher ruhen und beim Zuwasserlassen nicht kippen. Obwohl eine hohe Antriebsleistung in einem kleinen und leichten Rumpf untergebracht ist, soll das Fahrzeug doch ruhig im V/asser liegen, und zwar unabhängig von der jeweils aufgebrachten Antriebsleistung. Der Steuermann soll das Fahrzeug mit einfachen Mitteln trotz der hohen Antriebsleistung sicher und mit einem kleinen Kraftaufwand manövrieren können. Das Fahrzeug soll, auch wenn es wenig Tiefgang hat, möglichst seine volle Antriebsleistung behalten.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Propeller unter einem Rumpfboden angeordnet sind, der, wie für Festpropeller an sich bekannt, die Propeller teilweise

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umgebend muldenförmig ausgebildet ist, derart daß die Wände der Mulden sowohl nach außen als auch zwischen den Propellern unter die Viasserlinie ragen. Hierdurch wird auch erreicht, daß auch bei hoch im Wasser liegenden fahrzeug die Propeller stets genügend Wasser ansaugen können und mit gutem Wirkungsgrad laufen. Sin Leistungsabfall durch ein gegenseitiges Einwirken der Propeller aufeinander wird erfindungsgemäß dadurch vermieden oder gemildert, daß die Propeller von jeweils einer Mulde aufgenommen werden, die durch einen mittleren Teil des Fahrzeugkörpers mindestens teilweise voneinander getrennt sind. Damit das Fahrzeug beim Landtransport sicher steht, ist es erfindungsgemäß mit zwei Kielen versehen.

In Anbetracht der Aufgabenstellung, daß das Wasserfahrzeug sehr robust sein soll, weil es beispielsweise als Arbeitsfahrzeug (Schleppen, Bugsieren) dienen soll und über Land transportierbar sein soll und zu diesem Zweck aus und ins Wasser geslippt werden muß, ist der Rumpf so ausgestaltet, daß er zwischen den Kielen gewölbt ist.

Eine besonders vorteilhafte Raumform ergibt sich durch eine solche Gestaltung, daß der Rumpf zwischen den Kielen nach innen gewölbt ist. Noch robuster wird das Fahrzeug, wenn alle tragenden Rumpfwände gewölbt sind.

Gute Antriebseigenschaften werden durch eine solche Weiter bildung der neuen Raumform erzielt, daß die nach einer Schmalseite des Fahrzeugs, z.B. zum Heck hxr., offenen Mulden mit

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einer oder mehreren Klappen verschließbar sind, die in einer Fahrtrichtung den Luftstrom von den Propellern fernhalten und in der anderen Fahrtrichtung durch Abklappen keinen Fahrwiderstand hervorrufen. Dadurch erhält das Fahrzeug trotz des geringen Tiefgangs und hoch liegenden Propellern auch bei Rückwärtsfahrt eine hohe Leistung, weil auch bei Rückwärtsfahrt das Ansaugen von Luft verhindert wird. Sind die Propeller am Bug oder auch am Bug angeordnet, dann sind die Klappen sinngemäß der Erfindung vorzusehen.

Ein wesentliches Merkmale der ·.. ■ Neuerung ist, daß der die Propeller antreibende Motor in dem Teil des Schiffskörpers angeordnet ist, der nicht mit die Propeller aufnehmenden Mulden versehen ist. Dadurch liegt das Fahrzeug nämlich in erheblichem Maße sowohl im als auch außerhalb des Wassers stabil. Bei dieser neuen Raumform werden die Propeller von dem Motor aus über Übertragungselemente und über ein Verteilergetriebe sowie über unter den Wasserspiegel führende Antriebswellen angetrieben werden. Hierbei ist es dem Schwingungsverhalten förderlich, daß erfindungsgemäß die Übertragungselemente etwa in der Mitte mit einem Lager am Schiffskörper abgestützt sind.

Die neue Raumform ermöglicht eine weitere Ausgestaltung, die dahingeht, daß die Propeller über ein Wendegetriebe angetrieben werden. Obwohl nämlich das Fahrzeug sehr flac'a im Wasser liegt, ist durch die erfindungsgemäße Formgebung ein schnelles Umsteuern der Propeller möglich, und zwar bei hohem Wirkungsgrad der Propeller (weil das Ansaugen von Luft vermieden wird).

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Auch die Ausgestaltung des Fahrzeugs nach der Neuerung, die dahin geht, daß die Propeller sich gegenläufig drehen, ist ausgehend von der Aufgabenstellung bei der neuen Gestalt des Schiffskörpers zweckentsprechend.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Die Neuerung ist anhand der Figuren 1 bis 5 erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den für die Neuerung wesentlichen leil eines Wasserfahrzeugs.

Fig. 2 zeigt die Elemente für die Leistungsübertragung vom Motor zu den Propellern über ein Verteilergetriebe schematisch von oben.

Fig. 3 zeigt den Leistungsverlauf (Getriebe) der Fig. 2 als in eine Ebene geklapptes Schema ohne Elemente für eine Creschwindigkeitsübersetzung und/oder Geschwindigkeitsuntersetzung, auch eine evtl. Kupplungseinrichtung oder Kupplungseinrichtungen sind nicht gezeichnet.

Fig. 4 zeigt den Körper e:"r.es Wasserfahrzeugs nach der Neuerung auf das Heck gesehen.

Fig. 5 zeigt schematisch ein Wendegetriebe.

Fig. 1 zeigt einen Längs sch axtt durch den Körper eines Wasserfahrzeugs nach der Neuerung und zeigt die hierfür wesentlichen Elemente. In dem Fahrzeugkörper (Rumpf) 1 ist ein Motor 2 mit bekannten, nicht gezeichneten Mitteln gelagert. An dem Motor ist eine bekannte Kupplungseinrichtung 3 angeschlossen. Die Mittel zur Betätigung der Kupplung sind bekannt

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und daher nicht gezeichnet. Am Abtrieb der Kupplungseinrichtung ist eine Verbindungswelle, beispielsweise eine Kardanwelle 4 angeschlossen. Das freie Ende der Kardanwelle wird von einer Lagereinrichtung 5 aufgenommen, die in einem Schott 6 des Fahrzeugs befestigt ist, durch das Schott hindurchgeführt und abgedichtet ist. Die Lagereinrichtung besteht im v/esentlichen aus einer Übertragungswelle 7, die in einem Gehäuse gelagert und abgedichtet ist. Das Gehäuse ist am Schott befestigt. Die Übertragungswelle ist beiderseits des Schotts mit einem Anschlußflansch versehen. An dem motorseitigen Anschlußflansch 8 ist die besagte kardanwelle 4 befestigt und an dem anderen Anschlußflansch 9 ist eine zweite Kardanwelle angekuppelt. Das freie Ende der zweiten ^-ardanwelle ist an dem Plansch 11 einer Antriebswelle 12 angekuppelt, die im Gehäuse eines Verteilergetriebes 13 gelagert ist (am besten zu sehen in Fig. 2). Statt der Kardanwelle 4,10 und der als Stützlager und Abdichtung dienenden Lagereinrichtung 5 kann bei einer anderen Bauart des Wasserfahrzeugs auch eine andere Wellenverbindung, z.B. eine einzige Verbindungswelle 14 (Fig. 3) zwischen Motor und Verteilergetriebe 13 vorgesehen sein. Auf der Antriebswelle des Verteile-i'getriebes sitzt ein Kegel-Antriebsrad, das mit einem Kegelabtriebsrad 16 kämmt, das drehfest auf einer Verteilerwelle 17 angeordnet ist. Die Verteilerwelle dient dazu, die Leistung des Motors auf zwei Ruderpropeller 18.19 zu verteilen. Sie kann aus mehreren Stücken zusammengesetzt sein. An den Enden der Verteilerwelle ist je ein Kegelrad 20,21 befestigt, die beide in dem über dem Wasser liegenden Getriebegehäuse 22,23

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des zugehörigen Getriebegehäuses gelagert sind. Die zuletzt genannten Kegelräder können mit weiteren Kegelrädern 24,25, die ebenfalls in den Getriebegehäusen 22,23 gelagert sind und je eine zum Wasserspiegel 26 im wesentlichen lotrechte Antriebswelle 27,28 antreiben. Zwischen dem Verteilergetriebe 13 und den Antriebswellen 27,28 kann eine oder je eine geeignete nicht gezeichnete Schaltkupplung an einem geeigneten Ort vorgesehen sein. Diese Schaltkupplung oder Schaltkupplungen können die Kupplung 3 ersetzen oder zusätzlich vorhanden sein. Die Antriebswellen 27,28 übertragen die Antriebsleistung auf den unter dem Wasser liegenden i'eil des Getriebes des Ruderpropellers, das in dem Unterwassergehäuse 29,30 angeordnet ist. In diesem Unterwassergehäuse sind die Propeller 31,^2 mittels Propelleirwellen 33,34 gelagert. Die Unterwassergehäuse 29,30 sind relativ zu den Überwassergehäusen 22,23 schwenkbar gelggert. Die Lagerung kann mittels ineinandergefügter Rohre erfolgen. Sehr vorteilhaft ist, das eine Gehäuse mittels einer Planscheibe im anderen Gehäuse zu lagern. Durch das Schwenken der Unterwassergehäuse wird das Wasserfahrzeug gesteuert. Die Steuerbewegung wird von einem nicht gezeichneten Steuerrad aus über geeignete Leitungen schematisch angedeutet mit den strichpunktierten Linien 35,36^ auf mechanischem, hydraulischem, pneumatischem oder elektrischem Wege übertragen.

Zum Antrieb der Propellerwellen 33, 34 sind am unteren Ende der Antriebswellen je ein Kegelrad 37,38 befestigt, die mit je einem weiteren Kegelrad 39,40 kämmen, welche auf der Propellerwelle sitzen und diese antreiben.

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Die Kegelräder 15,16; 20,24; 21,15 sind so angeordnet, daß sich die Antriebswellen 27,28 gegenläufig drehen, wodurch die Reaktionsmomente, die von der Steuerung aufgenommen werden müssen, ausgeglichen werden. Die Kegelräder 37,39; 38,40 sind so angeordnet, daß sich die Propellerwellen 33,34 gegenläufig drehen, so daß die Reaktionsmomente, die vom Fahrzeugkörper aufgenommen werden müssen, ausgeglichen sind. Die Drehrichtungen sind mit den Pfeilen 41 "bis 47 angedeutet.

Fig. 4 zeigt den Fahrzeugkörper auf das Heck gesehen. Nach der Aufgabenstellung soll das Wasserfahrzeug auf einem landfahrzeug schnell verladbar, transportierbar und schnell ins V/asser slippbar sein. Zu diesem Zweck ist der Fahrzeugkörper mit zwei Kielen 48,49 versehen. Die Propeller sind so relativ zu den Kielen angeordnet, daß ihr Wirkungskreis 50 nicht unterhalb der Kiellinie 51, 51' schlägt. Der Fahrzeugkörρerboden ist in dem Bereich der Ruderpropeller 18,19 so als Mulden 52,53 geformt, daß das von den Propellern angesaugte Wasser ohne nennenswerten Widerstand den Propellern zuströmen kann. Die Seitenwände 54,55 ragen unter den Wasserspiegel 26 und verhindern, daß die Propeller Luft ansaugen können. Sq sind die Propeller einerseits während des Transportes und beim Laufen auf Grund geschützt und andererseits ist ein hoher Wirkungsgrad der Propeller gewährleistet.

Die Wände 50,57,58,59,60 - und die der Mulden gewissermaßen von Natur aus - sind gewölbt ausgebildet, so daß der ganze

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Rumpf eine hohe Festigkeit erhält und so der Aufgabe der Transportierbarkeit und der Widerstandsfähigkeit bei evtl. Kollisionen gerecht wird. Die Mulden sind zum Heck hin offen. Damit die Propeller bei Rückwärtsfahrt keine Luft ansaugen können, sind die Mulden mit Klappen 61,62 verschlossen, die mittels Scharniere o.dgl. so aufgehängt sind, daß die Klappen wie Rückschlagklappen - bei Rückwärtsfahrt die Mulden verschließen und bei Vorwärtsfahrt den Fahrtwiderstand ausweichend abklappen können.

Die Propeller sind noch zusätzlich mit seitlich angeordneten Gestängen 63,64 geschützt.

Fig. 5 zeigt eine Kombination des Verteilergetriebes 13' mit einem Wendegetriebe. Im Getriebegehäuse 65, das auch mehrteilig ausgebildet sein kann, ist die bereits erwähnte Antriebswelle 12' gelagert, die am äußeren Ende einen Anschlußflansch 11' trägt und am inneren Ende mit einem Kegelrad 66 versehen ist. Dieses Kegelrad kämmt mit zwei gegenüberliegenden Kegelrädern 67,68, die in dem Getriebegehäuse gelagert sind. Koaxial zu den zuletzt genannten Kegelrädern ist die Verteilerwelle 17' so gelagert, daß unmittelbar kein Drehmoment von den Kegelrädern auf die Verteilerwelle übertragen wird. An die gegenüberliegenden Kegelräder sind Kupplungsglocken 69,70 angeschraubt, die am Umfang mit einer Anzahl Ausnehmungen 71,72 versehen sind. Die Verteilerwelle 17' ist mit einer Kupplungsverzahnung 73 versehen, auf der ein Kupplungskörper 74 längsverschiebbar gelagert ist. ■^er Kupplungskörper trägt beiderseits je eine Außenverzahnung 75,76. Zwischen den Kupplungsglocken 69,70 und dem Kupplungs-

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körper 74 sind in "bekannter V/eise Kupplung si ame 11 en eingelegt, von denen immer abwechselnd einige in die Ausnehmungen 71,72 der Kupplungsglocten eingreifen (Außenlamellen 77) und die dazwischen liegenden in die Kupplungsverzahnungen 75,76 (Innenlamellen 78). Der Kupplungskörper ist zwischen den Außenverzahnungen am Umfang eines als Auflage für die Lamellen dienenden Bundes mit einer Ringnut 79 versehen. Im Getriebegehäuse ist eine Schaltwelle 80 gelagert, auf der am äußeren Ende ein Schalthebel 81 befestigt ist. Am inneren Ende ist die Schaltwelle mit einem exzentrischen Zapfen 8a versehen, der in die Ringnut eingreift. Wird der Schalthebel geschwenkt, so ergeben sich drei Zustände. Drückt der exzentrische Zapfen den Kupplungskörper im Sinne der Pig. 5 nach links, dann wird über die Elemente 12', 66,68,69,77,78,74 die Verteilerwelle in einer Drehrichtung angetrieben. Wird der Schalthebel nach der anderen Seite gelegt, dann wird auf entsprechende Weise die Yerteilerwelle im anderen Drehsinn angetrieben. In der Mittellage ist Leerlauf. Die Fig.5 zeigt nur ein schematisches Bild, um die Funktion zu erläutern. Um das Bild nicht zu verwirren, wurden konstruktive Einzelheiten fortgelassen. So genügt in der Praxis z.B. normalerweise nicht der einfache exzentrische Zapfen 8a, sondern er muß noch mit einem Lager, vorzugsweise Wälzlager, versehen werden, um die Reibung zwischen dem Zapfen und den Winden der Ringnut gering zu halten. Auch ist die Ausbildung des Wendegetriebes als Lamellenkupplung nur ein Beispiel. Diese Bauform kann sehr vorteilhaft sein, weil sie ein Schalten im Lauf zuläßt. Es kann dadurch unter Umständen die Hauptkupplung 3 eingespart

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werden. Es ist aber auch möglich, Klauenkupplungen zu verwenden oder eine andere Bauweise vorzusehen.

Die Fig. 1 bis 5 "beschränken sich auf die zum Verständnis der neuen Raumform notwendigen Darstellungen. Schmierungs- und Wartungselemente und Vorrichtungen zur Energieversorgung und zum Kühlen des hotors sind nicht gezeigt.

Die G-etrieToeschemata zeigen die Elemente nur soweit, wie sie für die Drehrichtungen verständlich sein müssen. Getriebeübersetzungen oder Getriebeuntersetzungen sind nicht gezeichnet "worden. Nach der Neuerung sind die Drehmomente ausgeglichen. Gleichwohl können an den Unterwasserteilen der Ruderpropeller noch Stabilisierungsflossen 83,84 vorgesehen sein, um Restmomente aufzunehmen.

Das Beispiel zeigt ein Fahrzeug mit zwei am Heck angeordneten Propellern. Ohne das Wesen der Neuerung zu verändern, können die Propeller auch am Bug angeordnet sein. Insbesondere für Arbeitsfahrzeuge kann es vorteilhaft sein, sowohl am Heck als auch am Bug beispielsweise je zwei Ruderpropeller erfindungsgemäß vorzusehen.

Das Wasserfahrzeug nach der Neuerung ist sehr wendig und kann daher flache und gewundene Gewässer gut befahren. Es ist bei einer hohen Antriebsleistung klein und leicht und kann daher auf Landfahrzeugen transportiert und einfach in und aus dem V/asser geslippt werden. Die Formgebung des Fahrzeugkörpers ist so gewählt, daß der Rumpf den Belastungen durch den Landtrans-

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port und Kollisionen standhalten kann, wobei auch die Propeller geschützt angeordnet sind, ohne dadurch ihren Wirkungsgrad zu beeinträchtigen. Die Drehmomente werden durch die erfindungsgemäße Anordnung so aufgenommen, daß trotz der hohen
Antriebsleistung und der Kleinheit des Fahrzeugs das Fahrzeug gut im Wasser liegt und leicht zu steuern ist. Das Fahrzeug
nach der Erfindung eignet sich als Arbeitsboot, z.B. zum
Schleppen und Bugsieren.

Claims (12)

I I ■ ■ · ι t * Unterpfaffenhofen, den 3.9.1969 G 11 D Schutzansprüche

1. Wasserfahrzeug mit mindestens zwei Propellern, die über je einen Z-Trieb antreibbar und zum Steuern des Fahrzeugs um eine im wesentlichen vertikale Achse schwenkbar sind und die am Fahrzeugrumpf so angeordnet sind, daß sie nicht unter die Kiellinie herausragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller (31,32) unter einem Rumpfboden angeordnet sind, der, wie für Festpropeller an sich bekannt, die Propeller teilweise umgebend muldenförmig ausgebildet ■ ist, derart daß die Wände der Mulden (52,53) sowohl nach außen als auch zwischen den Propellern unter die Wasserlinie ragen.

2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulden so in den Schiffsrumpf einlaufen, daß zv/ei Kiele (48,49) gebildet werden.

3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf zwischen den Kielen gewölbt ist.

$. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf zwischen den Kielen nach innen gewölbt ist.

5. Wasserfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle tragenden Rumpfwäude gewölbt sind.

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6. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem die Mulden
stirnseitig mit einer Klappe verschließbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Klappe
(61,62) vorgesehen ist, die nach einer Seite hin,
z.B. nach hinten, frei ausschwinbar ist.

7. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller (31,32) von einem Motor (2) aus,

der in dem Teil des Schiffskörpers angeordnet ist,
der nicht mit die Propeller aufnehmenden Mulden (52,53) versehen ist, über Übertragungselemente (4,10) und über ein Verteilergetriebe (13) sowie über unter den Wasserspiegel führende Antriebswellen (27,28) angetrieben werden.

8. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Propeller in an sich bekannter Weise gegenläufig drehen.

9. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die unter die Wasserfläche führenden Antriebswellen (27,28) gegenläufig drehen.

10. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dab die Übertragungselemente (4,10) etwa in der Mitte
mit e_nem Lager (5) am Schiffskörper abgestützt sind.

11. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Propeller über ein V/endegetriebe (I3^f) antreibbar sind.

12. Wasserfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegetriebe mit dem Verteilergetriebe (13)
kombiniert ist. 68 0 2 2 3 5