NL2021731B1

NL2021731B1 - Underwater drive attachable to the human body

Info

Publication number: NL2021731B1
Application number: NL2021731A
Authority: NL
Inventors: Petrus Mulder Rudolf; Leopold Catharina Rompen Jacques
Original assignee: Columbus Design B V
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-05-07
Also published as: WO2020067888A1

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving, omvattende een gestel voorzien van bevestigingsmiddelen voor bevestiging van de aandrijving direct aan het menselijk lichaam, een met het gestel verbonden elektromotor, en een via een tandriemoverbrenging met een uitgangsas van de elektromotor gekoppelde impeller die aan een omtrekzijde is voorzien van een uitwendige vertanding voor aangrijping door de tandriem. De uitvinding heeft tevens betrekking op een systeem van twee van dergelijke onderwateraandrijvingen.The invention relates to an underwater drive attachable to the human body, comprising a frame provided with fastening means for fastening the drive directly to the human body, an electric motor connected to the frame, and an impeller coupled via a toothed belt transmission to an output shaft of the electric motor which is provided on an circumferential side with an external toothing for engagement by the toothed belt. The invention also relates to a system of two such underwater drives.

Description

Aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijvingUnderwater drive attachable to the human body

De uitvinding heeft betrekking op een aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving omvattende een gestel voorzien van bevestigingsmiddelen voor bevestiging van de aandrijving direct aan het menselijk lichaam, een met het gestel verbonden elektromotor, en een via een aandrijfriemoverbrenging, in het bijzonder een tandriemoverbrenging, met een uitgangsas van de elektromotor gekoppelde impeller. De uitvinding heeft tevens betrekking op een systeem van ten minste twee van dergelijke onderwateraandrijvingen.The invention relates to an underwater drive attachable to the human body, comprising a frame provided with fastening means for fastening the drive directly to the human body, an electric motor connected to the frame, and a drive belt transmission, in particular a toothed belt transmission, with a output shaft of the electric motor coupled impeller. The invention also relates to a system of at least two such underwater drives.

Het concept van een aan het lichaam bevestigbare voortstuwingsysteem voor gebruik onder water is uit de stand van de techniek reeds bekend. Dergelijke systemen zijn gericht op toepassing in de duikwereld als onderwateraandrijving voor individuele duikers. Een voordeel van voortstuwingsystemen die aan het lichaam bevestigbaar zijn, is gelegen in het feit dat ze de gebruiker ervan een grote bewegingsvrijheid geven omdat de gebruiker zich nergens aan vast hoeft te houden, noch ergens plaats op hoeft te nemen of op hoeven af te steunen.The concept of a body-attachable propulsion system for underwater use is already known in the art. Such systems are aimed at application in the diving world as an underwater propulsion for individual divers. An advantage of propulsion systems that are attachable to the body lies in the fact that they give the user a great freedom of movement because the user does not have to hold on to anything, or take up or rely on anything.

Echter kennen voornoemde voortstuwingsystemen ook meerdere technische uitdagingen waardoor de praktische toepasbaarheid ervan tot op heden uitblijft. Zo moet de aandrijving de gebruiker ervan van voldoende stuwkracht kunnen voorzien zodat de gebruiker zich in verschillende omstandigheden met een voldoende hoge snelheid kan voortbewegen. Het kunnen leveren van voldoende stuwkracht moet echter niet ten koste gaan van de afmetingen van het systeem. Het is voor een aan het lichaam bevestigbaar systeem namelijk van groot belang dat de totale afmetingen van het systeem zo beperkt mogelijk zijn om het systeem hanteerbaar te houden. Immers moet de gebruiker ervan het systeem zowel in, als in beperkte mate uit het water kunnen dragen en zich met het systeem kunnen voortbewegen Om eenzelfde reden geldt dat de hoeveelheid leverbare stuwkracht niet ten koste moet gaan van de totale massa van het systeem, die mede vanwege de hanteerbaarheid laag moet zijn. Echter speelt bij onderwatertoepassingen ook het drijfvermogen van de gebruiker een rol. Zo zal een persluchtduiker zich in een gebruikelijk geval zo uitbalanceren dat hij een neutraal drijfvermogen heeft aan het wateroppervlak. Een lage totale massa van het systeem maakt het hierbij mogelijk om veranderingen in drijfvermogen veroorzaakt door het systeem gemakkelijk kunnen compenseren. Tot slot zal de gewenste hoeveelheid beschikbare stuwkracht hand in hand moeten gaan met een bruikbare actieradius en/of bedrijfstijd, waarbij de duur van een gemiddelde persluchtduik als uitgangspunt genomen mag worden. Hierbij zal de stroomlijning van het systeem ook een bepalend rol spelen.However, the aforementioned propulsion systems also have several technical challenges, so that their practical applicability has not yet been forthcoming. For example, the drive must be able to provide the user with sufficient thrust so that the user can move at a sufficiently high speed in various circumstances. However, being able to provide sufficient thrust should not be at the expense of the dimensions of the system. Namely, for a body-attachable system, it is very important that the overall dimensions of the system be as small as possible to keep the system manageable. After all, its user must be able to carry the system both in and to a limited extent out of the water and be able to move with the system. For the same reason, the amount of thrust available must not be at the expense of the total mass of the system, which in part due to manageability should be low. However, the buoyancy of the user also plays a role in underwater applications. For example, a compressed air diver will balance out in such a way that he has a neutral buoyancy at the water's surface. A low total mass of the system makes it possible to easily compensate for changes in buoyancy caused by the system. Finally, the desired amount of available thrust will have to go hand in hand with a usable range and / or operating time, taking the duration of an average compressed air dive as a starting point. The streamlining of the system will also play a decisive role here.

Het is derhalve een doel van deze uitvinding om te voorzien in een praktisch toepasbare onderwateraandrijving voor bevestiging aan het menselijk lichaam die voldoende efficiënt is in termen van geleverde stuwkracht en/of stroomlijning uitgezet tegen het verbruikte vermogen, massa en volume van het systeem.It is therefore an object of this invention to provide a practically applicable underwater drive for attachment to the human body that is sufficiently efficient in terms of thrust delivered and / or streamlining against the power consumed, mass and volume of the system.

De uitvinding verschaft hiertoe een aan het menselijk lichaam bevestigbare onderwateraandrijving omvattende een gestel voorzien van bevestigingsmiddelen voor bevestiging van de aandrijving direct aan het menselijk lichaam, een met het gestel verbonden elektromotor, en een via een aandrijfriemoverbrenging, in het bijzonder een tandriemoverbrenging, met een uitgangsas van de elektromotor gekoppelde impeller, met het kenmerk dat een omtrekszijde van de impeller is ingericht voor samenwerking met de aandrijfriem. Ingeval de aandrijfriem wordt gevormd door een tandriem, dan is de impeller aan een omtrekzijde bij voorkeur voorzien van een uitwendige vertanding voor aangrijping door de tandriem. De omtrekszijde van de impeller is bij voorkeur ingericht voor opname van een deel van de aandrijfriem. Hierbij is het denkbaar dat de omtrekszijde van de impeller is voorzien van ten minste één, doorgaans groefvormige, opneemruimte voor opname van een deel van van de aandrijfriem. Het geniet bij een dergelijke uitvoeringsvorm de voorkeur dat (de dwarsdoorsnede van) ten minste ene opneemruimte die is gevormd aan de omtrekszijde van de impeller in hoofdzaak complementair is vormgegeven ten opzichte van (de dwarsdoorsnede van) de aandrijfriem. Een dergelijke complementaire vormgeving verbetert doorgaans de onderlinge samenwerking tussen de aandrijfriem, in het bijzonder de tandriem, en de impeller, in het bijzonder de van een vertanding voorziene impeller. In plaats van een tandriem kunnen tevens andersoortige aandrijfriemen worden toegepast, zoals een V-snaar, een zeskantsnaar en/of een poelie. Voornoemde aandrijfriemen kunnen optioneel zijn voorzien van een vertanding, waardoor deze zich in dat geval tevens kwalificeren als tandriem. Aandrijfriemen functioneren relatief stil en zijn relatief duurzaam. Bovendien hoeven aandrijfriemen niet gesmeerd te worden, en blijven ze, zelfs bij relatief hoge toerentallen, betrouwbaar en soepel functioneren, zelfs in aanraking met water en/of onderwater. Aanvullend voordeel van een tandriem is dat de tandriem is voorzien van een inwendig tandprofiel, eventueel voorzien van een, bij voorkeur - doorgaans uit nylon vervaardigde - slijtvaste, tandbekleding, waardoor slip tussen de tandriem enerzijds en de elektromotor en/of de impeller anderzijds kan worden tegengegaan. In het navolgende zullen diverse uitvoeringsvarianten worden besproken waarbij de tandriem veelal als voorkeursuitvoering expliciet wordt besproken. Echter, in de genoemde uitvoeringsvarianten is het denkbaar dat de tandriem wordt vervangen door een andersoortige aandrijf riem. Ingeval een (onvertande of tandloze) aandrijf riem wordt toegepast hoeft de impeller niet te zijn voorzien van een vertanding aan de omtrekszijde. Onder de mogelijke bevestigingsmiddelen vallen hierbij allerhande riemen en banden die het gestel direct aan het lichaam kunnen bevestigen. Ook met het gestel verbonden klemmen of kledingstukken kunnen dienen als geschikte bevestigingsmiddelen. Veelal zal het gestel in contact staan met een deel van het lichaam, waarbij de vorm van het gestel ter plaatse van het contact met het lichaam in een voordelig geval aansluit bij de vorm van het lichaamsdeel. Deze aansluiting komt de stroomlijning van de onderwateraandrijving doorgaans significant ten goede, waardoor minder motorvermogen benodigd is om een persoon voort te kunnen stuwen, en waardoor de onderwateraandrijving relatief compact kan worden uitgevoerd, hetgeen de stroomlijning verdergaand ten goede komt. De impeller is verantwoordelijk voor de waterverplaatsing, waarbij de energie die de elektromotor aan de impeller overbrengt, vervolgens naar het water wordt overgebracht. In de context van deze uitvinding moet de benaming “impeller” breed worden uitgelegd, waarbij elk onderdeel dat in staat is middels een draaiende beweging een snelheidsverhoging of drukverhoging stroomafwaarts van voornoemd onderdeel teweeg te brengen, onder de definitie van “impeller” moet worden geschaard. Zodoende dienen benamingen als “fan”, “ducted fan”, “schoepenwiel”, “propeller”, of “schroef” binnen de context van deze uitvinding uitwisselbaar te worden gezien met de benaming “impeller”. De impeller wordt via een tandriemoverbrenging door de elektromotor aangedreven. De tandriemoverbrenging maakt gebruik van een tandriem voorzien van een binnenvertanding die slippen van de riem voorkomt. De tandriem is in een gebruikelijk geval vervaardigd van een vezelversterkt kunststof waaraan de tandriem zowel de benodigde treksterkte als flexibiliteit ontleent. De toepassing van een tandriemoverbrenging heeft als voordeel dat deze geen smering nodig heeft om goed te functioneren, waardoor een smeersysteem achterwege gelaten kan worden. Bovendien is een tandriemoverbrenging slijtvast en geschikt voor hoge omwentelingssnelheden. De tandriem grijpt met de vertanding enerzijds aan op een uitgangsas van de elektromotor die in een gebruikelijk geval direct verbonden is met de rotor van de elektromotor. Op de uitgangsas kan hiervoor een tandwiel of poelie met een buitenvertanding zijn aangebracht waar de tandriem overheen ligt. Anderzijds grijpt de tandriem aan op de impeller, die daarvoor aan een omtrekzijde van een uitwendige vertanding is voorzien. De schoepen van de impeller die zich vanaf een rotatieas in radiale richting uitstrekken zijn hiertoe aan een van het rotatieas afgekeerd einde verbonden met een omtrekswand. In een voorkomend geval omvat de impeller ten minste één schoep, bij voorkeur 1,2, 3, 4, of 5 schoepen. Hierdoor kan een stevige verbinding tussen de omtrekswand en de rotatieas worden gevormd. De buitenzijde (omtrekzijde) van de omtrekswand is hierbij bij voorkeur voorzien van de voornoemde vertanding waar de tandriem overheen ligt. Bij voorkeur overlappen aangrenzende schoepen van de impeller elkaar in lengterichting van de impeller. Op deze wijze kan de waterverplaatsing worden verbeterd. Het geniet de voorkeur dat de schoepen van de impeller regelmatig georiënteerd zijn ten opzichte van de as van de impeller, waardoor een gebalanceerde voortstuwing kan worden gerealiseerd, hetgeen een evenwichtige belasting van de impeller, de aandrijfriem, en de elektromotor ten goede komt. De één of meerdere schoepen van de impeller hebben bij voorkeur een gekromde geometrie om water zo efficiënt mogelijk door de impeller heen te kunnen leiden. De omtrekszijde van een schoep strekt hierbij bij voorkeur uit van een aanvoerzijde van de impeller naar een afvoerzijde van de impeller. Hierdoor kan de schoep een gewenste diepgang worden verschaft. Bij voorkeur bedraagt de afstand tussen voornoemde aanvoerzijde en afvoerzijde van de impeller ten minste 25 mm.The invention provides for this purpose an underwater drive attachable to the human body, comprising a frame provided with fastening means for fastening the drive directly to the human body, an electric motor connected to the frame, and a drive belt transmission, in particular a toothed belt transmission, with an output shaft impeller coupled to the electric motor, characterized in that a circumferential side of the impeller is adapted to cooperate with the drive belt. If the drive belt is formed by a toothed belt, the impeller on a circumferential side is preferably provided with an external toothing for engagement by the toothed belt. The circumferential side of the impeller is preferably adapted to receive a part of the drive belt. It is conceivable here that the circumferential side of the impeller is provided with at least one, generally groove-shaped, receiving space for receiving a part of the drive belt. In such an embodiment, it is preferred that (the cross section of) at least one receiving space formed on the circumferential side of the impeller is substantially complementary to (the cross section of) the drive belt. Such a complementary design generally improves the mutual cooperation between the drive belt, in particular the toothed belt, and the impeller, in particular the toothed impeller. Instead of a timing belt, other types of drive belts can also be used, such as a V-belt, a hexagonal belt and / or a pulley. The aforementioned drive belts can optionally be provided with a toothing, so that in that case they also qualify as a toothed belt. Drive belts function relatively quietly and are relatively durable. In addition, drive belts do not need to be lubricated, and they continue to function reliably and smoothly even at relatively high speeds, even in contact with water and / or underwater. An additional advantage of a toothed belt is that the toothed belt is provided with an internal tooth profile, possibly provided with a wear-resistant tooth coating, which is preferably - usually made of nylon, so that slip can occur between the toothed belt on the one hand and the electric motor and / or the impeller on the other. countered. Various embodiments will be discussed below, in which the toothed belt is often explicitly discussed as a preferred embodiment. However, in the mentioned embodiments it is conceivable that the toothed belt is replaced by a different type of drive belt. In case a (non-toothed or toothless) drive belt is used, the impeller does not have to have a toothing on the circumferential side. The possible fasteners include all kinds of belts and straps that can attach the frame directly to the body. Clamps or clothing connected to the frame can also serve as suitable fasteners. The frame will usually be in contact with a part of the body, the shape of the frame at the location of the contact with the body advantageously matching the shape of the body part. This connection generally improves the streamlining of the underwater propulsion significantly, as a result of which less motor power is required to propel a person, and as a result of which the underwater propulsion can be made relatively compact, which further enhances the streamlining. The impeller is responsible for the displacement of water, whereby the energy that the electric motor transfers to the impeller is then transferred to the water. In the context of this invention, the term "impeller" is to be interpreted broadly, any component capable of causing an increase in speed or increase in pressure downstream of the said component by a rotary motion to be included in the definition of "impeller". Thus, terms such as "fan", "ducted fan", "impeller", "propeller", or "screw" within the context of this invention are to be considered interchangeably with the term "impeller". The impeller is driven by the electric motor via a toothed belt transmission. The toothed belt transmission uses a toothed belt with an internal toothing that prevents slipping of the belt. The toothed belt is usually made of a fiber-reinforced plastic from which the toothed belt derives both the required tensile strength and flexibility. The use of a toothed belt transmission has the advantage that it does not require lubrication to function properly, so that a lubrication system can be omitted. In addition, a toothed belt transmission is durable and suitable for high rotational speeds. The toothed belt engages with the toothing on the one hand on an output shaft of the electric motor which in a usual case is directly connected to the rotor of the electric motor. For this purpose, a gear or pulley with an external toothing, over which the toothed belt lies, can be arranged on the output shaft. On the other hand, the toothed belt engages the impeller, which for this is provided with an external toothing on a circumferential side. For this purpose, the blades of the impeller which extend in a radial axis from a rotation axis are connected to a circumferential wall at an end remote from the axis of rotation. Where appropriate, the impeller includes at least one blade, preferably 1,2, 3, 4, or 5 blades. This allows a firm connection to be formed between the peripheral wall and the axis of rotation. The outside (circumferential side) of the circumferential wall is herein preferably provided with the aforementioned toothing over which the toothed belt lies. Preferably adjacent blades of the impeller overlap in the longitudinal direction of the impeller. In this way, the water displacement can be improved. It is preferred that the impeller blades are regularly oriented with respect to the shaft of the impeller, allowing balanced propulsion to be achieved, thereby promoting a balanced load on the impeller, the drive belt, and the electric motor. The one or more blades of the impeller preferably have a curved geometry to allow water to pass through the impeller as efficiently as possible. The circumferential side of a blade preferably extends from a supply side of the impeller to a discharge side of the impeller. The blade can hereby be provided with a desired draft. Preferably, the distance between said supply side and discharge side of the impeller is at least 25 mm.

De onderwateraandrijving is ingericht om water te verplaatsen, waardoor een voortstuwende kracht wordt gegenereerd. Derhalve zal de onderwateraandrijving, of althans de impeller, tijdens normaal gebruik ten minste gedeeltelijk onderwater zijn gesitueerd om de beoogde waterverplaatsing te kunnen realiseren. Tijdens dit normale gebruik zal de persoon die met de onderwateraandrijving is verbonden zich doorgaans ten minste gedeeltelijk, of zelfs volledig, onderwater bevinden. Het is echter tevens denkbaar dat deze persoon zich in hoofdzaak, of zelfs volledig bovenwater bevindt tijdens normaal gebruik, waarbij slechts de onderwateraandrijving ten minste gedeeltelijk onderwater is gepositioneerd, en waarbij de persoon bijvoorbeeld kan liggen op een surfboard (bodyboard) of enig ander drijf lichaam.The underwater drive is designed to displace water, generating a propelling force. Therefore, the underwater drive, or at least the impeller, will be at least partially underwater during normal use in order to achieve the intended water displacement. During this normal use, the person connected to the Underwater Drive will typically be at least partially, or even completely, underwater. However, it is also conceivable that this person is substantially, if not completely, above water during normal use, with only the underwater propulsion being positioned at least partially underwater, and the person being able to lie, for example, on a surfboard (bodyboard) or any other floating body .

Het specifieke ontwerp van de impeller waarin de vertanding aan de omtrekzijde in is geïntegreerd is cruciaal in het mogelijk maken van een compacte en laaggewicht uitvoering van de onderwateraandrijving. Middels de impeller met vertanding wordt de waterverplaatsingsfunctie en de overbrengingsfunctie in een enkel onderdeel ondergebracht, wat zowel het gewicht als de afmetingen van de aandrijving ten goede komt. Bovendien vormt de van de tanden voorziene omtrekswand voor extra versteviging van de impeller, waardoor de impeller lichter kan worden uitgevoerd en tevens bestand is tegen grotere krachten als gevolg van hoge toerentallen. Middels de combinatie van deze impeller met een tandriemoverbrenging en een elektromotor wordt een efficiënte, compacte en laaggewicht onderwater aandrijving verkregen die bij uitstek geschikt is voor directe bevestiging aan het lichaam in het licht van de eisen die een aan het lichaam bevestigbare voortstuwingsysteem met zich meebrengt.The specific design of the impeller in which the circumferential teeth are integrated is crucial in enabling a compact and low-weight version of the underwater drive. The impeller with gearing combines the water displacement function and the transmission function into a single part, which benefits both the weight and the dimensions of the drive. In addition, the toothed circumferential wall forms for additional reinforcement of the impeller, making the impeller lighter in weight and also resistant to greater forces due to high speeds. The combination of this impeller with a toothed belt transmission and an electric motor provides an efficient, compact and low-weight underwater drive that is ideally suited for direct attachment to the body in light of the requirements of a body-attachable propulsion system.

In een voordelige uitvoeringsvariant van aandrijving volgens de uitvinding is de overbrengingsverhouding tussen de uitgangsas van de elektromotor en de impeller groter dan 1, waarbij de uitgangsas van de elektromotor voor elke volledige omwenteling van de impeller meer dan een volledige omwenteling maakt. Om de impeller van een voldoende groot koppel te voorzien bij een zo groot mogelijke efficiëntie van de elektromotor, waarbij wordt gestreefd naar een elektromotor met een relatief goede stroomlijning, een relatief lage massa, en een relatief beperkt volume, is gebleken dat de uitgangsas van de elektromotor op een hoger toerental moet draaien dan de impeller. Hierbij is uit praktijktests gebleken dat een overbrengingsverhouding van de elektromotor op de impeller tussen de 2:1 en 20:1, en van 3:1 in het bijzonder wenselijk is. Doordat - indien toegepast - de vertanding waarop de tandriem de impeller moet aangrijpen aan de omtrekzijde impeller is voorzien, grijpt de tandriem de impeller aan op een zo ver mogelijk van de rotatieas van de impeller verwijderde locatie. Een soortgelijke situatie geldt ingeval andersoortige aandrijfriemen worden toegepast. Hierdoor worden grote overbrengingsverhoudingen mogelijk zonder gebruikmaking van verdere onderdelen.In an advantageous embodiment variant of the drive according to the invention, the transmission ratio between the output shaft of the electric motor and the impeller is greater than 1, the output shaft of the electric motor making more than one full revolution for every full revolution of the impeller. In order to provide the impeller with a sufficiently large torque with the greatest possible efficiency of the electric motor, aiming for an electric motor with relatively good streamlining, a relatively low mass and a relatively limited volume, it has been found that the output shaft of the electric motor must run at a higher speed than the impeller. Practical tests have shown that a transmission ratio of the electric motor to the impeller between 2: 1 and 20: 1, and of 3: 1 is particularly desirable. Because - if applied - the toothing on which the toothed belt must engage the impeller is provided on the circumferential side of the impeller, the toothed belt engages the impeller at a location as far away from the axis of rotation of the impeller as possible. A similar situation applies if other types of drive belts are used. This allows for large gear ratios without the use of further parts.

In nog een mogelijke uitvoering van de aandrijving volgens de uitvinding wordt de impeller in hoofdzaak volledig omgeven door een straalbuis. De straalbuis, die in een voorkomend geval als een hoofdzakelijk gesloten cilindervormige wand is uitgevoerd, vervult in de onderwateraandrijving enkele voordelige functies. Als eerste schermt de straalbuis de impeller ten minste gedeeltelijk af waardoor de roterende impeller niet of minder gemakkelijk in aanraking kan komen met externe voorwerpen of lichaamsdelen. Om de koppeling met de tandriem alsnog mogelijk te maken kan de straalbuis hierbij zijn voorzien van een tweetal doorlopende gaten voor de doorvoer van de tandriem. De straalbuis kan tevens dienen als bevestigingsoppervlak voor andere onderdelen van de aandrijving, waarmee het onderdeel kan vormen van het gestel dan wel direct verbonden kan worden met het gestel. In een voorkomend geval kan de elektromotor middels een bevestigingssteun op een buitenzijde van de straalbuis zijn bevestigd. De afstand tussen de elektromotor en de impeller, en daarmee de door de tandriem te overbruggen afstand wordt hierbij effectief geminimaliseerd, hetgeen de compactheid van de aandrijving ten goede komt.In another possible embodiment of the drive according to the invention, the impeller is substantially completely surrounded by a jet tube. The nozzle, which, if appropriate, is designed as a substantially closed cylindrical wall, performs some advantageous functions in the underwater propulsion. First, the jet pipe at least partially shields the impeller, as a result of which the rotating impeller cannot or less easily come into contact with external objects or body parts. In order to still enable coupling with the timing belt, the nozzle can be provided with two continuous holes for the passage of the timing belt. The nozzle can also serve as a mounting surface for other parts of the drive, with which the part can form part of the frame or can be directly connected to the frame. Where appropriate, the electric motor can be mounted on an outside of the nozzle by means of a mounting bracket. The distance between the electric motor and the impeller, and thus the distance to be bridged by the toothed belt, is effectively minimized here, which enhances the compactness of the drive.

Om de uitstroom van water uit de impeller te controleren kan de straalbuis een achterste deel omvatten dat zich stroomafwaarts van de impeller in een van de impeller afgekeerde richting uitstrekt. Met de verkregen controle op de uitstroom richting van het door de impeller gestuwde water kan worden voorkomen dat stuwkracht verloren gaat doordat het water niet in een uniforme richting wordt gestuwd. In een gebruikelijk geval zal de straalbuis zijn ingericht om het door de impeller gestuwde water in axiale richting van de impeller te geleiden, waarvoor de straalbuis doorgaans axiaal met de impeller is uitgelijnd. Het is tevens denkbaar dat het achterste deel van de straalbuis beweegbaar is ten opzichte van de impeller, zodanig dat de richting van de uitgaande waterstroom kan worden beïnvloed. Hiermee kan de voortstuwingsrichting van de onderwateraandrijving worden gecontroleerd, hetgeen als sturingsmechanisme kan dienen. Ook is het denkbaar dat de straalbuis is voorzien van een separaat stuurdeel of een straalomkeringsmechanisme zoals een omkeerplaat waarmee de stuwstraal in een gewenste richting kan worden gebogen of zelfs kan worden omgekeerd. Het achter de impeller uitstrekkende achterste deel van de straalbuis zorgt er voorts voor dat de impeller vanaf een achterzijde van de aandrijving wordt afgeschermd.To control the outflow of water from the impeller, the nozzle may include a rear section extending downstream of the impeller in a direction away from the impeller. With the obtained control of the outflow direction of the water pushed by the impeller, thrust can be prevented because the water is not pushed in a uniform direction. In the usual case, the nozzle will be arranged to guide the water pushed by the impeller in the axial direction of the impeller, for which the nozzle is usually axially aligned with the impeller. It is also conceivable that the rear part of the nozzle is movable relative to the impeller, such that the direction of the outgoing water flow can be influenced. This allows the direction of propulsion of the underwater drive to be checked, which can serve as a steering mechanism. It is also conceivable that the jet tube is provided with a separate control part or a jet reversing mechanism such as a reversing plate with which the thrust jet can be bent in a desired direction or even reversed. The rear part of the nozzle extending behind the impeller furthermore ensures that the impeller is shielded from a rear side of the drive.

Het achterste deel van de straalbuis kan in een van de impeller afgekeerde richting in diameter afnemen, en in het bijzonder taps aflopen. Een afname in de diameter van de straalbuis in stroomafwaartse richting heeft een versnelling van de uitgaande stuwstroom tot gevolg, hetgeen leidt tot een toename in stuwkracht. Hiermee kan de efficiëntie van de aandrijving in verdergaande mate worden vergroot. Het is tevens denkbaar dat het achterste deel van de straalbuis een in hoofdzaak constante diameter heeft.The rear part of the nozzle can decrease in diameter in a direction away from the impeller, and in particular tapering. A decrease in the diameter of the nozzle in the downstream direction results in an acceleration of the output thrust, which leads to an increase in thrust. This can further increase the efficiency of the drive. It is also conceivable that the rear part of the nozzle has a substantially constant diameter.

Als een andere mogelijke maatregel om de stuwkracht van de aandrijving te vergroten kan het achterste deel van de straalbuis één of meerdere statorbladen omvatten. De statorbladen zorgen ervoor dat de rotatie die door de roterende impeller aan de stuwstroom wordt meegegeven wordt verminderd waardoor de radiale snelheidscomponent van de stuwstroom afneemt en de axiale stromingscomponent van de stuwstroom toeneemt. De statorbladen zijn ten behoeve van een uniform stromingsprofiel bij voorkeur rotatiesymmetrisch in de straalbuis gepositioneerd. In een voorkomend geval strekken de statorbladen zich vanaf een middenas van de straalbuis in radiale richting tot aan een binnenzijde van de straalbuis uit, waardoor de uitgaande stuwstroom volledig langs de statorbladen zal stromen. Tevens leveren de statorbladen hierbij een positieve invloed op de sterkte van de straalbuisconstructie. Voorts kunnen de statorbladen zich in axiale richting tot aan een van de impeller afgekeerd einde van het achterste deel van de straalbuis uitstrekken. De stuwstroom wordt hierbij over de volledige lengte van het achterste deel van de straalbuis langs de statorbladen geleid waardoor een maximale invloed kan worden uitgeoefend op de uitstroomrichting van de stuwstroom.As another possible measure to increase the thrust of the drive, the rear part of the nozzle may comprise one or more stator blades. The stator blades cause the rotation imparted to the thrust by the rotary impeller to decrease the radial velocity component of the thrust current and increase the axial flow component of the thrust current. The stator blades are preferably positioned rotationally symmetrical in the nozzle for the purpose of a uniform flow profile. Where appropriate, the stator blades extend radially from a center axis of the nozzle to an inner side of the nozzle, whereby the outgoing thrust will flow completely along the stator blades. The stator blades also provide a positive influence on the strength of the nozzle construction. Furthermore, the stator blades can extend in an axial direction to an end of the rear part of the nozzle which faces away from the impeller. The thrust flow is conducted along the entire length of the rear part of the jet pipe along the stator blades, so that a maximum influence can be exerted on the direction of outflow of the thrust current.

Om de impeller aan de voorzijde af te schermen kan de straalbuis een voorste deel omvatten dat zich stroomopwaarts van de impeller in een van de impeller afgekeerde richting uitstrekt. Dit voorste deel van de straalbuis kan tevens een bijdrage leveren aan de efficiëntie van de impeller doordat het voorste deel van de straalbuis de aanstroom van water naar de impeller verbetert. In een gebruikelijk geval zal het voorste deel van de straalbuis in naar de impeller toegekeerde (stroomopwaartse) richting in diameter afnemen, en in het bijzonder taps afnemen. Het is tevens denkbaar dat de diameter van het voorste deel van de straalbuis in hoofdzaak constant is.To shield the impeller at the front, the nozzle may include a front portion extending upstream from the impeller in a direction away from the impeller. This front part of the nozzle can also contribute to the efficiency of the impeller in that the front part of the nozzle improves the flow of water to the impeller. In a usual case, the front part of the nozzle will decrease in diameter in the (upstream) direction facing the impeller, and in particular decrease. It is also conceivable that the diameter of the front part of the nozzle is substantially constant.

Teneinde de afschermende functie van het voorste deel van de straalbuis te vergroten kan het voorste deel van de straalbuis meerdere afstandshouders omvatten, waarbij de afstandshouders zich vanaf een middenas van de straalbuis in radiale richting tot aan een binnenzijde van de straalbuis uitstrekken. Voornoemde afstandshouders compartimenteren de instroomopening van de straalbuis waarmee de omvang van objecten die langs de afstandshouders de impeller kunnen bereiken effectief wordt beperkt. Bovendien ondersteunen de afstandshouders de straalbuiswand, hetgeen de stevigheid van de straalbuis ten goede komt. De afstandshouders zijn in een gebruikelijk geval vast verbonden met de binnenzijde van de straalbuis. Tevens zijn de afstandshouders bij voorkeur rotatiesymmetrisch opgesteld.In order to enhance the shielding function of the front part of the nozzle, the front part of the nozzle may comprise a plurality of spacers, the spacers extending radially from a center axis of the nozzle to an inside of the nozzle. Said spacers compartmentalize the inflow opening of the nozzle, thereby effectively limiting the size of objects that can reach the impeller along the spacers. In addition, the spacers support the nozzle wall, which improves the strength of the nozzle. The spacers are usually fixedly connected to the inside of the nozzle. The spacers are also preferably arranged rotationally symmetrically.

In een voorkomend geval kan de straalbuis een metaal omvatten, en in het bijzonder zijn vervaardigd van een metaal of metaallegering. Een metaal of metaallegering kan de straalbuis van de juiste sterkte-eigenschappen voorzien. Daarbij hebben metalen een relatief hoge warmtegeleidingscoëfficiënt waardoor de straalbuis tevens dienst kan doen als koellichaam voor warmtegenererende componenten van de aandrijving zoals de elektromotor en de (elektronische) aansturing daarvan.Where appropriate, the nozzle may comprise a metal, and in particular be made of a metal or metal alloy. A metal or metal alloy can provide the nozzle with the correct strength properties. In addition, metals have a relatively high heat conduction coefficient, which means that the nozzle can also serve as a heat sink for heat-generating components of the drive, such as the electric motor and its (electronic) control.

In een mogelijk uitvoering van de aandrijving volgens de uitvinding is de elektromotor een borstelloze gelijkstroommotor. Een groot voordeel van de borstelloze gelijkstroommotor is de afwezigheid van een mechanische commutator en bijbehorende koolborstels, welk samenstel niet alleen zeer slijtagegevoelig is, maar tevens ook drukt op de efficiëntie van de elektromotor. Daarbij is een borstelloze gelijkstroommotor in staat om hoge omwentelingssnelheden te bereiken en een groot maximaal vermogen te kunnen leveren in verhouding tot het gewicht en de afmetingen van de elektromotor. Gebleken is dat voor de toepassing in een onderwateraandrijving volgens de uitvinding voordelig is indien de elektromotor ten minste 10.000 toeren per minuut maakt. Het is tevens denkbaar dat de elektromotor hogere toerentallen maakt dan 10.000, zoals bijvoorbeeld 15.000,In a possible embodiment of the drive according to the invention, the electric motor is a brushless DC motor. A major advantage of the brushless DC motor is the absence of a mechanical commutator and associated carbon brushes, which assembly is not only very sensitive to wear, but also presses on the efficiency of the electric motor. In addition, a brushless DC motor is able to achieve high rotational speeds and to deliver a large maximum power in relation to the weight and dimensions of the electric motor. It has been found that it is advantageous for use in an underwater drive according to the invention if the electric motor makes at least 10,000 revolutions per minute. It is also conceivable that the electric motor makes higher speeds than 10,000, such as, for example, 15,000,

16.000, 20.000 en 25.000. Middels de tandriemoverbrenging kan de omwentelingssnelheid van de impeller vervolgens worden verlaagd, waarbij het koppel van de impeller toeneemt.16,000, 20,000 and 25,000. The speed of revolution of the impeller can then be reduced by means of the toothed belt transmission, whereby the torque of the impeller increases.

Om de commutatie van de elektromotor te verzorgen alsmede het motorvermogen te kunnen reguleren is de elektromotor in een gebruikelijk geval aangesloten op een elektronische snelheidsregeling. In een voorkomend geval wordt de elektronische snelheidsregeling gevormd door een elektronisch circuit dat in staat is de snelheid van de elektromotor te kunnen regelen. Ten behoeve van de koeling van de elektronische snelheidsregeling kan de elektronische snelheidsregeling in direct en/of indirect warmtewisselend contact staan met de straalbuis, waarbij de straalbuis als koellichaam fungeert. Doordat de straalbuis een relatief groot oppervlak heeft en in direct, warmtewisselend contact staat met het langsstromende water, is de straalbuis bijzonder geschikt om als koellichaam te worden ingezet. De straalbuis kan tevens dienen als koellichaam voor de elektromotor, waarbij de statorwindingen of magneten veelal in direct en/of indirect warmtegeleidend contact met de straalbuis staan. Zoals in het voorgaande reeds vermeid is het ingeval de straalbuis als koellichaam fungeert voordelig als ten minste een deel van de straalbuis uit een materiaal is vervaardigd met een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt. Metalen of metaallegeringen zijn hiervoor bij uitstek geschikt, maar ook warmtegeleidende folies, zoals grafietfolies of grafeenfolies kunnen hiervoor worden toegepast.In order to take care of the commutation of the electric motor and to be able to regulate the motor power, the electric motor is usually connected to an electronic speed control. Where appropriate, the electronic speed control is formed by an electronic circuit capable of controlling the speed of the electric motor. For the purpose of cooling the electronic speed control, the electronic speed control can be in direct and / or indirect heat-exchanging contact with the nozzle, the nozzle acting as a heat sink. Because the nozzle has a relatively large surface area and is in direct, heat-exchanging contact with the water flowing past, the nozzle is particularly suitable for use as a heat sink. The nozzle can also serve as a heat sink for the electric motor, whereby the stator windings or magnets are usually in direct and / or indirect heat-conducting contact with the nozzle. As already mentioned above, it is advantageous in the case that the jet tube functions as a heat sink if at least part of the jet tube is manufactured from a material with a high heat conductivity coefficient. Metals or metal alloys are ideally suited for this, but heat-conducting foils, such as graphite foils or graphene foils, can also be used for this.

De elektromotor kan gevoed worden door een eveneens direct aan het menselijk lichaam bevestigbaar accupakket. Dit accupakket bestaat in de regel uit meerdere in serie en/of parallel geschakelde accu’s om de elektromotor van voldoende vermogen te kunnen voorzien. Vanwege de hoge energiedichtheid zijn lithium accu’s zeer geschikt voor toepassing in een dergelijk accupakket. Het is mogelijk dat het accupakket aan het gestel van de aandrijving is bevestigd, waarmee een enkele compacte aandrijvingsmodule wordt verkregen. Vanwege een mogelijk gebrek aan ruimte op het lichaam ter plaatse van de bevestigde aandrijving en ten behoeve van een meer verspreide gewichtsverdeling en/of een betere stroomlijning, is het echter ook mogelijk dat het accupakket, optioneel tezamen met de elektronische snelheidsregeling, is ingericht voor bevestiging aan een deel van het lichaam anders dan het deel van het lichaam waaraan het samenstel van elektromotor, de overbrenging, de impeller, en/of eventueel de elektronische snelheidsregeling, is bevestigd. In het laatste geval kan het accupakket middels een kabel op de elektromotor en/of de elektronische snelheidsregeling zijn aangesloten.The electric motor can be powered by a battery pack that can also be attached directly to the human body. This battery pack generally consists of several batteries connected in series and / or parallel to provide the electric motor with sufficient power. Due to the high energy density, lithium batteries are very suitable for use in such a battery pack. It is possible that the battery pack is attached to the frame of the actuator, thereby obtaining a single compact actuator module. However, due to a possible lack of space on the body at the location of the attached drive and for a more widespread weight distribution and / or better streamlining, it is also possible that the battery pack, optionally together with the electronic speed control, is designed for mounting to a part of the body other than the part of the body to which the electric motor assembly, transmission, impeller and / or electronic speed control is attached. In the latter case, the battery pack can be connected to the electric motor and / or the electronic speed control by means of a cable.

In nog een verdere uitvoeringsvorm van de onderwateraandrijving volgens de uitvinding is de aandrijving ingericht voor bevestiging aan het onderbeen, en in het bijzonder de enkel. Omdat het onderbeen zich in de regel te allen tijde onder het wateroppervlak bevindt, ook bij voortbewegen aan het wateroppervlak, zal de onderwateraandrijving bij bevestiging aan het onderbeen zich eveneens te allen tijde onder water bevinden. Daarnaast vormt het onderbeen veelal geen bevestigingslocatie voor een reguliere duikuitrusting waardoor een aan het onderbeen bevestigbare onderwateraandrijving zonder problemen in combinatie met een reguliere duikuitrusting kan worden gebruikt.In yet a further embodiment of the underwater drive according to the invention, the drive is adapted for attachment to the lower leg, and in particular the ankle. Because the lower leg is usually below the water surface at all times, also when moving at the water surface, the underwater drive will also be under water at all times when attached to the lower leg. In addition, the lower leg often does not form a mounting location for a regular diving equipment, so that an underwater drive that can be attached to the lower leg can be used without problems in combination with a regular diving equipment.

De aandrijving kan voorts een bedieningsorgaan omvatten voor aansturing van de aandrijving, waarbij het bedieningsorgaan is ingericht voor bediening middels de voet. Het bedieningsorgaan kan hiertoe een voetretentie-element omvatten voor bevestiging aan de voet. Doordat een dergelijk bedieningsorgaan bediening met de voet mogelijk maakt houdt de bestuurder zijn handen vrij voor andere taken. In een specifieke uitvoeringsvorm kan het bedieningsorgaan zijn ingericht voor het middels een plantairflexie van de voet verhogen van de door de elektromotor geleverde stuwkracht en het middels een dorsaalflexie van de voet verlagen van de door de elektromotor geleverde stuwkracht. Deze manier van reguleren van het motorvermogen wordt vanwege parallellen met een regulier gaspedaal door de bestuurder van de aandrijving als bijzonder intuïtief ervaren. Tevens biedt deze manier van reguleren minimale stromingsweerstand in het water bij maximale stuwkracht en maximale stromingsweerstand bij minimale stuwkracht.The drive can further comprise an operating member for controlling the drive, the operating member being arranged for operation by the foot. For this purpose, the operating member may comprise a foot retention element for attachment to the foot. Because such an actuator allows foot operation, the driver keeps his hands free for other tasks. In a specific embodiment, the operating member may be adapted to increase the thrust supplied by the electric motor by means of a plantar flexion of the foot and to decrease the thrust supplied by the electric motor by means of a dorsal flexion of the foot. Due to parallels with a regular accelerator pedal, this way of regulating the engine power is perceived as particularly intuitive by the driver of the drive. This method of regulation also offers minimum flow resistance in the water at maximum thrust and maximum flow resistance at minimum thrust.

De uitvinding heeft daarnaast betrekking op een systeem van ten minste twee onderwateraandrijvingen volgens de uitvinding waarbij ten minste twee onderwateraandrijvingen bij voorkeur zijn aangesloten op eenzelfde accu en/of hetzelfde accupakket. Hierbij is het tevens denkbaar dat ten minste twee onderwateraandrijvingen zijn aangesloten op verschillende accu’s of verschillende accupakketten. Een systeem van ten minste twee onderwateraandrijvingen die elk op een andere plek op het lichaam zijn bevestigd, kan de besturing alsmede de stabiliteit van de aandrijving tijdens gebruik ten goede komen. Door de stuwkracht van de aandrijvingen afzonderlijk van elkaar te regelen is het namelijk mogelijk de gebruiker een roterende beweging te laten maken waardoor de voortbewegingsrichting van de gebruiker kan worden gekozen en gecorrigeerd. In een mogelijke opstelling zijn de onderwateraandrijvingen ieder aan een ander onderbeen van de gebruiker bevestigd en is het accupakket op een andere locatie op het lichaam van de gebruiker bevestigd, zoals een bovenbeen, de buik of de rug. In het systeem overeenkomstig de uitvinding is het denkbaar dat ten minste twee onderwateraandrijvingen onderling fysiek zijn gekoppeld, waarbij deze onderwateraandrijvingen bij voorkeur een gemeenschappelijk gestel omvatten.The invention also relates to a system of at least two underwater drives according to the invention, wherein at least two underwater drives are preferably connected to the same battery and / or the same battery pack. It is also conceivable here that at least two underwater drives are connected to different batteries or different battery packs. A system of at least two underwater drives, each mounted in a different location on the body, can improve steering and stability of the drive during use. Namely, by controlling the thrust of the drives separately from each other, it is possible to have the user make a rotary movement, so that the direction of travel of the user can be selected and corrected. In one possible arrangement, the underwater drives are each attached to a different lower leg of the user and the battery pack is mounted in a different location on the user's body, such as an upper leg, abdomen or back. It is conceivable in the system according to the invention that at least two underwater drives are physically coupled to each other, these underwater drives preferably comprising a common frame.

De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Corresponderende elementen zijn in de figuren met corresponderende referentiecijfers aangeduid. In de figuren toont:The invention will be elucidated on the basis of non-limitative exemplary embodiments shown in the following figures. Corresponding elements are indicated in the figures with corresponding reference numerals. In the figures shows:

- figuur 1 een opengewerkt perspectivisch aanzicht op een onderwateraandrijving volgens de onderhavige uitvinding,figure 1 shows a cut-away perspective view of an underwater drive according to the present invention,

- figuur 2 een dwarsdoorsnede in langsrichting van de onderwateraandrijving zoals getoond in figuur 1,- figure 2 shows a longitudinal cross-section of the underwater drive as shown in figure 1,

- figuur 3 een dwarsdoorsnede in langsrichting van een alternatieve uitvoering van een onderwateraandrijving volgens de onderhavige uitvinding,figure 3 is a longitudinal cross-section of an alternative embodiment of an underwater drive according to the present invention,

- figuur 4 een zijaanzicht op een systeem van onderwateraandrijvingen volgens de uitvinding in een aan een gebruiker bevestigde toestand,figure 4 shows a side view of a system of underwater drives according to the invention in a state attached to a user,

- figuur 5 een bovenaanzicht op een systeem onderwateraandrijvingen zoals getoond in figuur 4, wederom in een aan een gebruiker bevestigde toestand, enfigure 5 shows a top view of a system of underwater drives as shown in figure 4, again in a state attached to a user, and

- figuur 6 een detailaanzicht op de beenbevestiging van het systeem van onderwateraandrijvingen zoals getoond in figuren 4 en 5.- figure 6 a detail view of the leg mounting of the system of underwater drives as shown in figures 4 and 5.

Figuren 1 en 2 tonen een opengewerkt perspectivisch aanzicht respectievelijk een dwarsdoorsnede in langsrichting van een onderwateraandrijving 1 volgens de onderhavige uitvinding. De onderwateraandrijving 1 omvat een elektromotor 2 waarvan de uitgangsas 3 middels een tandriem 4 met een impeller 5 in contact staat. De tandriem 4 grijpt hiertoe enerzijds aan op een tandwiel 6 dat op de uitgangsas 3 van de elektromotor 2 is geplaatst. Anderzijds grijpt de tandriem 4 aan op een omtrekzijde van de impeller 5 die hiertoe is voorzien van een uitwendige vertanding 7. Door de keuze voor een tandwiel 6 op de uitgangsas 3 met een kleinere omtrek dat de omtrek van de impeller 5 is de overbrengingsverhouding tussen de uitgangsas 3 van de elektromotor 2 en de impeller 5 groter dan 1. De impeller 5 wordt nagenoeg volledig omgeven door een straalbuis 8, welke straalbuis 8 voor de doorvoer van de tandriem 4 is voorzien van een tweetal doorlopende gaten 9 (waarvan er in figuur 1 slechts één zichtbaar is). De straalbuis 8 en de elektromotor 2 zijn middels een gestel aan elkaar gekoppeld, waartoe het gestel in de getoonde uitvoering een tweetal bevestigingssteunen 10a, 10b omvat. De bevestigingssteunen 10a, 10b dienen tevens voor het op geborgde wijze ophangen van de roteerbare impeller 5 in de straalbuis 8. De straalbuis 8 omvat een achterste deel 11 dat zich stroomafwaarts van de impeller 5 in een van de impeller 5 afgekeerde richting uitstrekt en daarbij taps afloopt zodat de diameter van het achterste deel 11 van de straalbuis 8 in stroomafwaartse richting afneemt. Het achterste deel 11 van de straalbuis 8 omvat daarnaast meerdere rotatiesymmetrisch in de straalbuis 8 gepositioneerde statorbladen 12 die zich in radiale richting tot de binnenzijde van de straalbuis 8 uitstrekken waardoor de facto meerdere kanalen ontstaan voor de uitgaande waterstroom. In de getoonde uitvoeringsvariant strekken de statorbladen 12 zich tevens in axiale richting uit tot aan een van de impeller 5 afgekeerd einde van het achterste deel 11 van de straalbuis 8. De straalbuis 8 omvat tevens een voorste deel 13 dat zich stroomopwaarts van de impeller 5 in een van de impeller 5 afgekeerde richting uitstrekt. In dit voorste deel 13 van de straalbuis 8 zijn meerdere afstandshouders 14 voorzien die zich vanaf een middenas van de straalbuis 8 in radiale richting tot aan een binnenzijde van de straalbuis 8 uitstrekken en daarbij dienst doen als afscherming van de impeller 5.Figures 1 and 2 show a cut-away perspective view and a longitudinal cross-section, respectively, of an underwater drive 1 according to the present invention. The underwater drive 1 comprises an electric motor 2, the output shaft 3 of which contacts a impeller 5 by means of a toothed belt 4. For this purpose the toothed belt 4 engages on the one hand on a gear wheel 6 which is placed on the output shaft 3 of the electric motor 2. On the other hand, the toothed belt 4 engages on a circumferential side of the impeller 5, which is provided for this purpose with an external toothing 7. By choosing a gear 6 on the output shaft 3 with a smaller circumference, the circumference of the impeller 5 is the transmission ratio between the output shaft 3 of the electric motor 2 and the impeller 5 greater than 1. The impeller 5 is almost completely surrounded by a nozzle 8, which nozzle 8 for the passage of the timing belt 4 is provided with two through holes 9 (of which in figure 1 only one is visible). The jet tube 8 and the electric motor 2 are coupled to each other by means of a frame, for which purpose the frame in the embodiment shown comprises two mounting brackets 10a, 10b. The mounting brackets 10a, 10b also serve for securely suspending the rotatable impeller 5 in the nozzle 8. The nozzle 8 comprises a rear part 11 which extends downstream of the impeller 5 in a direction away from the impeller 5 and thereby tapers decreases so that the diameter of the rear portion 11 of the nozzle 8 decreases in downstream direction. The rear part 11 of the nozzle 8 furthermore comprises a plurality of stator blades 12 positioned in a rotationally symmetrical manner in the nozzle 8, which radially extend to the inside of the nozzle 8, which in effect creates several channels for the outgoing water flow. In the embodiment shown, the stator blades 12 also extend in an axial direction to an end of the rear part 11 of the jet pipe 8 remote from the impeller 5. The jet pipe 8 also comprises a front part 13 extending upstream of the impeller 5. extends in a direction away from the impeller 5. In this front part 13 of the nozzle 8, a plurality of spacers 14 are provided, which extend radially from a center axis of the nozzle 8 to an inner side of the nozzle 8 and thereby serve as a shield for the impeller 5.

Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede in langsrichting van een alternatieve uitvoering van een onderwateraandrijving 30 volgens de onderhavige uitvinding, waarbij de onderwateraandrijving 30 deels perspectivisch is weergegeven. In de getoonde uitvoering wordt de onderwateraandrijving 30 omgeven door een behuizing 31 die het mechaniek van de onderwateraandrijving 30 - omvattende de elektromotor 2 met uitgangsas 3, de impeller 5 die middels de tandriem 4 in contact staat met het op de uitgangsas 3 geplaatste tandwiel 6 en het achterste deel 11 van de straalbuis 8 - afschermt van de gebruiker. De behuizing 31 maakt hierbij onderdeel uit van het gestel en vormt tevens het aangrijppunt voor bevestigingsmiddelen 32 waarmee de onderwateraandrijving 30 aan de gebruiker 33 kan worden bevestigd. De behuizing 31 vervult daarnaast de functie van een voorste deel 34 van de straalbuis 8, zijnde het geleiden van de aanstroom van water richting de impeller 5.Figure 3 shows a longitudinal cross-section of an alternative embodiment of an underwater drive 30 according to the present invention, the underwater drive 30 being shown partly in perspective. In the embodiment shown, the underwater drive 30 is surrounded by a housing 31 which houses the mechanism of the underwater drive 30 - comprising the electric motor 2 with output shaft 3, the impeller 5 which contacts the gear wheel 6 on the output shaft 3 by means of the toothed belt 4 and the rear part 11 of the nozzle 8 - shields from the user. The housing 31 forms part of the frame and also forms the point of engagement for fasteners 32 with which the underwater drive 30 can be attached to the user 33. The housing 31 also performs the function of a front part 34 of the jet pipe 8, which is to conduct the inflow of water towards the impeller 5.

Figuren 4 en 5 tonen een zijaanzicht respectievelijk een bovenaanzicht op een systeem 40 van onderwateraandrijvingen 41 volgens de uitvinding in een aan een gebruiker 42 bevestigde toestand. Het getoonde systeem 40 omvat een tweetal onderwateraandrijvingen 41 die ten behoeve van de bevestiging aan het lichaam zijn voorzien van bevestigingsmiddelen. De bevestigingsmiddelen worden gevormd door een aantal aan de behuizingen 43 van de onderwateraandrijvingen 41 bevestigde riemen 44 waarmee ieder van de onderwateraandrijvingen 41 ter hoogte van het onderbeen 45 en de enkel 46 aan een been 47 van de gebruiker 42 is bevestigd. Het is tevens denkbaar dat andere bevestigingsmiddelen dan riemen 44 worden gebruikt. Daarnaast kan de bevestigingslocatie aan het lichaam van de hier getoonde posities afwijken. De onderwateraandrijvingen 41 zijn door middel van kabels 48 elektrisch gekoppeld met een accupakket 49 waarmee de elektromotoren 2 van de onderwateraandrijvingen 41 worden gevoed. Het accupakket 49 is eveneens aan het lichaam van de gebruiker 42 bevestigd, ditmaal middels een heupgordel 50 die kan zijn verbonden met een door de gebruiker 42 gedragen (duik)vest 51. Ook hier is het echter mogelijk dat het accupakket 49 op een alternatieve plaats met het lichaam wordt verbonden. Daarnaast is het denkbaar dat elk van de onderwateraandrijvingen 41 door een eigen in plaats van een centraal accupakket 49 wordt gevoed, waarbij de verschillende accupakketten op andere delen van het lichaam worden gedragen. Voorts is ieder van de onderwateraandrijvingen 41 in de getoonde uitvoering voorzien van een bedieningsorgaan 52 dat is ingericht voor bediening middels de voet 53. Dit bedieningsorgaan 52 wordt aan de hand van figuur 6 in nader detail besproken.Figures 4 and 5 show a side view and a top view, respectively, of a system 40 of underwater drives 41 according to the invention in a state attached to a user 42. The system 40 shown comprises two underwater drives 41, which are provided with mounting means for attachment to the body. The fasteners are formed by a number of straps 44 attached to the housings 43 of the underwater drives 41 with which each of the underwater drives 41 is secured at the level of the lower leg 45 and the ankle 46 to a leg 47 of the user 42. It is also conceivable that fasteners other than straps 44 are used. In addition, the attachment location to the body may differ from the positions shown here. The underwater drives 41 are electrically coupled by means of cables 48 to a battery pack 49 with which the electric motors 2 of the underwater drives 41 are powered. The battery pack 49 is also attached to the body of the user 42, this time by means of a lap belt 50 which can be connected to a (diving) vest 51 worn by the user 42. However, it is also possible here that the battery pack 49 is in an alternative location is connected to the body. In addition, it is conceivable for each of the underwater drives 41 to be powered by its own rather than a central battery pack 49, the different battery packs being carried on other parts of the body. Furthermore, each of the underwater drives 41 in the shown embodiment is provided with an operating member 52 adapted for operation by means of the base 53. This operating member 52 is discussed in further detail with reference to Figure 6.

Figuur 6 toont een detailaanzicht op de beenbevestiging van het systeem 40 van onderwateraandrijvingen 41 zoals getoond in figuren 4 en 5. Middels riemen 44 die zijn verbonden met de behuizingen 43 waarin de elektromotor 2, de impeller 5 met tandriemoverbrenging 4 en het achterste deel 11 van de straalbuis 8 van de onderwateraandrijvingen 41 zijn opgenomen, zijn de onderwateraandrijvingen 41 ter hoogte van de enkels 46 en de onderbenen 45 op het lichaam van de gebruiker 42 te bevestigen. Als aanvulling hierop is ieder van de onderwateraandrijvingen 41 voorzien van een voetretentie-element 60 dat om de voet 53 aangrijpt en in verbinding staat met een bedieningsorgaan 52 van de betreffende onderwateraandrijving 41. Dit bedieningsorgaan 52 is ingericht voor aansturing van de elektromotor 2 van de onderwateraandrijving 41 en is middels het gebruik van voornoemd voetretentie-element 60 tevens ingericht voor bediening middels de voet 53. In de getoonde uitvoering van het systeem 40 van onderwateraandrijvingen 41 vindt de aansturing van de elektromotor 2 plaats middels een rotatie van het bedieningsorgaan 52. Deze rotatie wordt mogelijk gemaakt door een rotatie van het met het bedieningsorgaan 52 gekoppelde voetretentie-element 60. In het bijzonder heeft het de voorkeur indien de aan de draairichting van het bedieningsorgaan 52 gekoppelde aansturing van de elektromotor 2 zo is gekozen dat een door een plantairflexie 61 van de voet 53 veroorzaakte rotatie leidt tot een verhoging van de door de elektromotor 2 geleverde stuwkracht en een door een dorsaalflexie 62 van de voet 53 veroorzaakte rotatie leidt tot een verlaging of zelfs een omkering van de door de elektromotor 2 geleverde stuwkracht.Figure 6 shows a detail view of the leg mounting of the system 40 of underwater drives 41 as shown in Figures 4 and 5. By means of belts 44 connected to the housings 43 in which the electric motor 2, the impeller 5 with toothed belt transmission 4 and the rear part 11 of the jet tube 8 of the underwater drives 41 are included, the underwater drives 41 can be attached to the body of the user 42 at the level of the ankles 46 and the lower legs 45. In addition to this, each of the underwater drives 41 is provided with a foot retention element 60 which engages around the foot 53 and is in communication with an operating member 52 of the relevant underwater drive 41. This operating member 52 is arranged for controlling the electric motor 2 of the underwater drive 41 and by the use of the aforementioned foot retention element 60 is also arranged for operation by the foot 53. In the shown embodiment of the system 40 of underwater drives 41, the electric motor 2 is controlled by a rotation of the operating member 52. This rotation is made possible by a rotation of the foot retention element 60 coupled to the operating member 52. In particular, it is preferable if the control of the electric motor 2 coupled to the direction of rotation of the operating member 52 is selected such that a plantar flexion 61 of rotation 53 caused foot 53 leads to an increase ng of the thrust supplied by the electric motor 2 and a rotation caused by a dorsal flex 62 of the base 53 leads to a decrease or even a reversal of the thrust supplied by the electric motor 2.

Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen. Hierbij is het denkbaar dat verschillende inventieve concepten en/of technische maatregelen van de hierboven beschreven uitvoeringsvarianten volledig of gedeeltelijk gecombineerd kunnen worden zonder daarbij afstand te doen van de in bijgesloten conclusies beschreven uitvindingsgedachte.It will be clear that the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described here, but that within the scope of the appended claims many variants are possible, which will be obvious to the skilled person in this field. It is conceivable here that various inventive concepts and / or technical measures of the above-described embodiments can be fully or partially combined without thereby departing from the inventive idea described in the appended claims.

Claims

An underwater drive attachable to the human body, comprising:

- a frame provided with fastening means for fastening the drive directly to the human body,

an electric motor connected to the frame, and

- an impeller coupled via a toothed belt transmission to an output shaft of the electric motor, characterized in that the impeller on one circumferential side is provided with an external toothing for engagement by the toothed belt.

Underwater drive according to claim 1, characterized in that the transmission ratio between the output shaft of the electric motor and the impeller is greater than 1, the output shaft of the electric motor making more than one full revolution for each full revolution of the impeller.

Underwater drive according to claim 1 or 2, characterized in that the impeller is substantially completely surrounded by a jet tube.

Underwater drive according to claim 3, characterized in that the nozzle is provided with two through holes for the passage of the timing belt.

Underwater drive according to claim 3 or 4, characterized in that the electric motor is mounted on an outside of the nozzle by means of a mounting bracket.

Underwater drive according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the nozzle comprises a rear part which extends downstream of the impeller in a direction away from the impeller.

Underwater drive according to claim 6, characterized in that the rear part of the nozzle decreases in diameter in a direction away from the impeller, and in particular tapers.

Underwater drive according to claim 6 or 7, characterized in that the rear part of the nozzle comprises a plurality of stator blades, wherein the stator blades are preferably positioned in the nozzle in a rotationally symmetrical manner.

Underwater drive according to claim 8, characterized in that the stator blades extend in a radial direction from a center axis of the nozzle to an inside of the nozzle.

Underwater drive according to claim 8 or 9, characterized in that the stator blades extend in an axial direction to an end of the rear part of the nozzle which faces away from the impeller.

Underwater drive according to any one of claims 3-10, characterized in that the nozzle comprises a front part extending upstream of the impeller in a direction away from the impeller.

Underwater propulsion system according to claim 11, characterized in that the front part of the nozzle comprises a plurality of spacers, the spacers extending in a radial direction from a center axis of the nozzle to an inner side of the nozzle.

Underwater drive according to any one of claims 3-12, characterized in that the nozzle comprises a metal, and in particular is made of a metal or metal alloy.

Underwater drive according to any one of the preceding claims, characterized in that the electric motor is a brushless DC motor.

Underwater drive according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor is connected to an electronic speed control.

Underwater drive according to Claim 15 and one of Claims 3 to 13, characterized in that the electronic speed control and / or the electric motor is in direct and / or indirect heat-exchanging contact with the nozzle.

Underwater drive according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor is powered by a battery pack which can also be directly attached to the human body.

Underwater drive according to any one of the preceding claims, characterized in that the drive is arranged for attachment to the lower leg, and in particular the ankle.

Underwater propulsion according to claim 18, characterized in that the propulsion comprises an actuating member for controlling the propulsion, wherein the actuating member is adapted for operation by the foot.

Underwater drive according to claim 19, characterized in that the operating member comprises a foot retention element for attachment to the foot.

Underwater drive according to claim 19 or 20, characterized in that the operating member is adapted to increase the thrust supplied by the electric motor by means of a plantar flexion of the foot and to decrease the thrust supplied by the electric motor by means of a dorsal flexion of the foot.

System of at least two underwater drives according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two underwater drives are connected to the same battery and / or to the same battery pack.