DE102012008807B4

DE102012008807B4 - Paddle wheel with cyclic adjustment of the blades

Info

Publication number: DE102012008807B4
Application number: DE102012008807.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: DE102012008807A1; DE202011100501U1

Abstract

Schaufelrad mit zyklischer Verstellung der Schaufeln für ein Wasserfahrzeug mit einen Fahrzeugkörper und mit einem schwimmfähigen Reifen (1), der in Arbeitsstellung teilweise in das Wasser eintaucht, dessen Radhauptachse (5) parallel zur Wasseroberfläche (6) liegt und der mit Schaufeln (8) zur Herstellung eines Kraftschlusses mit dem Wasser ausgestattet ist, wobei jede Schaufel (8) drehbar oder biegbar um jeweils eine parallel zur Radhauptachse (5) verlaufende Drehachse (7) angeordnet ist, und die Drehachsen (7) kreisförmig an dem Umfang des Reifens (1) oder Elementen des Schaufelrades derart befestigt sind, dass die Schaufeln (8) im Arbeitszustand senkrecht zur Wasseroberfläche (6) stehen und teilweise oder voll ins Wasser eintauchen, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zu jeder Drehachse (7) der einzelnen Schaufeln (8) ein mit der jeweiligen Schaufel (8) verbundenes Zahnrad (16) angeordnet und jedes dieser Zahnräder (16) durch eine gefedert gelagerte Zahnstange (17) mit einem koaxial zur Radhauptachse (5) und fest am Fahrzeugkörper verbundenen Exzenter (18) gekoppelt ist, so dass die senkrechte Stellung der Schaufeln (8) beim Eintauchen in das Waser und während des Tauchvorganges durch das Profil des Exzenters (18) definiert ist.Paddle wheel with cyclic adjustment of the blades for a watercraft with a vehicle body and with a buoyant tire (1) which is partially immersed in the water in the working position, the main wheel axis (5) of which is parallel to the water surface (6) and which with blades (8) Production of a force fit is equipped with the water, each blade (8) being rotatable or bendable about a respective axis of rotation (7) running parallel to the main wheel axis (5), and the axes of rotation (7) being circular on the circumference of the tire (1) or elements of the paddle wheel are fastened in such a way that the blades (8) are perpendicular to the water surface (6) in the working state and are partially or fully immersed in water, characterized in that a coaxially with each axis of rotation (7) of the individual blades (8) the respective blade (8) connected gear (16) and each of these gears (16) by a spring-mounted rack (17) with a Coaxial to the main wheel axis (5) and firmly connected to the vehicle body eccentric (18) is coupled, so that the vertical position of the blades (8) when immersed in the water and during the diving process is defined by the profile of the eccentric (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad mit zyklischer Verstellung der Schaufeln für ein Wasserfahrzeug mit einen Fahrzeugkörper und mit einem schwimmfähigen Reifen, der in Arbeitsstellung teilweise in das Wasser eintaucht, dessen Radhauptachse parallel zur Wasseroberfläche liegt und der mit Schaufeln zur Herstellung eines Kraftschlusses mit dem Wasser ausgestattet ist, wobei jede Schaufel drehbar oder biegbar um jeweils eine parallel zur Radhauptachse verlaufende Drehachse angeordnet ist, und die Drehachsen kreisförmig an dem Umfang des Reifens oder Elementen des Schaufelrades derart befestigt sind, dass die Schaufeln im Arbeitszustand senkrecht zur Wasseroberfläche stehen und teilweise oder voll ins Wasser eintauchen.The invention relates to a paddle wheel with cyclic adjustment of the blades for a watercraft with a vehicle body and with a buoyant tire that is partially immersed in the working position in the water, the main wheel axis of which is parallel to the water surface and which is equipped with blades for producing a frictional connection with the water , wherein each blade is rotatably or bendably arranged about an axis of rotation parallel to the main wheel axis, and the axes of rotation are attached in a circle to the circumference of the tire or elements of the paddle wheel such that the blades are perpendicular to the water surface in the working state and partially or fully into the water plunge.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus DE 20 35 277 A ist ein schwimmendes Rad als Element eines Wasserfahrzeuges bekannt, dessen schwimmfähiger Reifen teilweise ins Wasser eingetaucht ist. Die Rotationsachse dieses Rades ist ebenfalls parallel zur Wasseroberfläche. Der Reifen dieses Rades ist mit Schaufeln ausgestattet, um den Kraftschluss mit dem Wasser zu gewährleisten, dabei sind die Wirkflächen dieser Schaufeln senkrecht zu der Hauptfläche des Rades ausgerichtet.From the prior art, for example DE 20 35 277 A a floating wheel is known as an element of a watercraft, the buoyant tire of which is partially immersed in the water. The axis of rotation of this wheel is also parallel to the water surface. The tire of this wheel is equipped with blades to ensure the adhesion with the water, the effective surfaces of these blades are oriented perpendicular to the main surface of the wheel.

Die FR 997 399 A beschreibt ein Schaufelrad, das über zusätzliche Einrichtungen verfügt, die eine senkrechte Stellung der Schaufeln zur Wasseroberfläche beim eingetauchten Zustand gewährleisten.The FR 997 399 A describes a paddle wheel that has additional devices that ensure a vertical position of the blades to the water surface when immersed.

Die US 964 293 A zeigt ein Schaufelrad, bei dem eine Schaufelverstellung mittels eines Zahnstangengetriebes vorgenommen wird.The US 964 293 A shows a paddle wheel, in which a blade adjustment is carried out by means of a rack and pinion gear.

Die US 1 225 287 A nutzt für diesem Zweck eine Schubstange für die Verstellung jeder Schaufel.The US 1 225 287 A uses a push rod for the adjustment of each bucket for this purpose.

Als Stand der Technik können auch folgende Veröffentlichungen ( DE 70 00 380 U , DE 102 35 273 Al, DE 54 205 A , DE 35 11 793 A1 , US 4 264 276 A , US 4 072 124 A , US 3 934 291 A , FR 2 589 816 A1 , GB 2 308 835 A , EP 0 265 382 A1 ) genannt werden.The following publications can also be used as prior art ( DE 70 00 380 U . DE 102 35 273 al, DE 54 205 A . DE 35 11 793 A1 . US 4,264,276 A . US 4 072 124 A . US 3,934,291 A . FR 2 589 816 A1 . GB 2 308 835 A. . EP 0 265 382 A1 ) to be named.

In einigen Fällen sind anstelle der Schaufeln auf der äußerlichen oder Seitenoberfläche dieser Schaufelräder schaufelartige Elemente (wie Rippen) aufgestellt.In some cases, instead of the blades, blade-like elements (such as ribs) are placed on the outer or side surface of these blade wheels.

Der Nachteil der bekannten Schaufelräder ist der technische Aufwand zur Verstellung und Fixierung der Schaufeln.The disadvantage of the known paddle wheels is the technical effort for adjusting and fixing the blades.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schaufelrad derart weiter zu entwickeln, dass durch die geänderte Radkonstruktion der technische Aufwand zur Verstellung und Fixierung der Schaufeln gesenkt wird.The object of the present invention is therefore to further develop a blade wheel in such a way that the technical effort for adjusting and fixing the blades is reduced by the modified wheel construction.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zu jeder Drehachse der einzelnen Schaufeln ein mit der jeweiligen Schaufel verbundenes Zahnrad angeordnet und jedes dieser Zahnräder durch eine gefedert gelagerte Zahnstange mit einem koaxial zur Radhauptachse und fest am Fahrzeugkörper verbundenen Exzenter gekoppelt ist, so dass die senkrechte Stellung der Schaufeln beim Eintauchen in das Waser und während des Tauchvorganges durch das Profil des Exzenters definiert ist. Bevorzugt sind Zahnstangen beim Drehen des Rades um den Exzenter bewegbar und ändern dabei die Stellung der Zahnräder derart, dass die Schaufeln die senkrechte Stellung einnehmen. Vorteilhafterweise befinden sich die Zahnstangen jeweils in einer Stützröhre, wo eine Feder zwischen dem Ende der Stützröhre und dem Ende der Zahnstange angeordnet ist.To achieve this object, the invention in connection with the preamble of claim 1 is characterized in that a gear connected to the respective blade is arranged coaxially to each axis of rotation of the individual blades and each of these gears by a spring-mounted rack with a coaxial to the main wheel axis and fixed eccentric connected to the vehicle body is coupled, so that the vertical position of the blades when immersed in the water and during the diving process is defined by the profile of the eccentric. Racks are preferably movable when the wheel is rotated about the eccentric and change the position of the gearwheels in such a way that the blades assume the vertical position. The racks are advantageously each in a support tube, where a spring is arranged between the end of the support tube and the end of the rack.

Infolge der Beweglichkeit der Schaufeln und durch die erzwungene senkrechte Haltung der Schaufeln gegenüber der Wasseroberfläche während des Eintauchvorgangs werden Bedingungen geschaffen, die das Rollen des schwimmfähigen Rades über die Wasseroberfläche ermöglichen.As a result of the movability of the blades and the forced vertical holding of the blades relative to the water surface during the immersion process, conditions are created which allow the buoyant wheel to roll over the water surface.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:

1 das Schaufelrad mit einer Exzentersteuerung und
2 ein vergrößerter Ausschnitt aus 6 mit der Zahnstange.

Show it:

1 the paddle wheel with an eccentric control and
2 an enlarged section from 6 with the rack.

In 1 wird das erfindungsgemäße Schaufelrad für ein Wasserfahrzeug gezeigt, das als Hauptelement einen schwimmfähigen Reifen 1 beinhaltet, der auf einer Radhauptachse 5 drehbar gelagert ist. Der schwimmfähige Reifen 1 kann als ein aufblasbarer Schlauch aus einem elastischen Material, als ein hohler Körper oder aus einer aufgeschäumten Plastikart oder anderen schwimmfähigen Materialien beschaffen sein.In 1 shows the paddle wheel according to the invention for a watercraft, the main element of a buoyant tire 1 includes that on a main wheel axis 5 is rotatably mounted. The buoyant tire 1 can be constructed as an inflatable tube made from an elastic material, as a hollow body, or from a foamed plastic or other floatable materials.

Das Schaufelrad kann als eine vollständige Scheibe aus einem robusten schwimmfähigen Material beschaffen sein ohne die Teilung in Reifen, Felge, Speichen und Nabe. Das Volumen der eingetauchten (unterhalb der Wasseroberfläche 6 befindlichen) Teile der schwimmfähigen Schaufelräder soll die Schwimmfähigkeit des Wasserfahrzeugs, das mindestens ein solches Schaufelrad aufweist, gewährleisten.The paddle wheel can be constructed as a complete disc from a robust, floatable material without the division into tires, rim, spokes and hub. The volume of the immersed (below the water surface 6 located) parts of the buoyant bucket wheels should ensure the buoyancy of the watercraft, which has at least one such bucket wheel.

An dem schwimmfähigen Reifen 1 sind die Drehachsen 7 der Schaufeln 8 befestigt. Sie sind gleichmäßig auf einem Kreis, der koaxial zur Radhauptachse 5 ist, verteilt. Um ihre Funktionen ausführen zu können, sind die Schaufeln 8 drehbar auf ihren Drehachsen 7 befestigt. Die sich im Wasser befindlichen Schaufeln 8 vollführen bei dem Rollvorgang keine vollständige Drehung um ihre Drehachse 7. Deshalb können die Schaufeln 8 so an ihren Drehachsen 7 befestigt werden, dass sie eine Biegemöglichkeit um ihre Drehachsen 7 besitzen. On the buoyant tire 1 are the axes of rotation 7 the shovels 8th attached. They are even on a circle that is coaxial to the main wheel axis 5 is distributed. To be able to perform their functions, are the blades 8th rotatable on their axes of rotation 7 attached. The shovels in the water 8th do not make a complete rotation about their axis of rotation during the rolling process 7 , That is why the blades 8th so on their axes of rotation 7 that they are able to bend around their axes of rotation 7 have.

Der Kreis, in dem die Schaufeln 8 angeordnet sind, kann während des Arbeitsganges des Schaufelrades teilweise unter der Wasseroberfläche 6 liegen. Dieser Kreis kann aber auch die Wasseroberfläche 6 berühren oder sich etwas oberhalb derselben befinden.The circle in which the blades 8th are arranged, can be partially below the water surface during the operation of the paddle wheel 6 lie. This circle can also be the surface of the water 6 touch or are slightly above it.

Die Schaufeln 8, insbesondere die, die sich im unteren Teil des Rades befinden, müssen sich vollständig oder nur teilweise, unter der Wasseroberfläche 6 befinden, vorzugsweise sollten mindestens zwei oder drei der Schaufeln 8 im Wasser sein. Neben dem schwimmfähigen Reifen 1 und den beweglichen Schaufeln 8 beinhaltet das Rad ebenfalls eine Einrichtung zur erzwungenen Positionierung der Schaufeln 8, so dass sie senkrecht zur Wasseroberfläche 6 ausgerichtet werden.The shovels 8th , especially those located in the lower part of the wheel, must be completely or only partially below the water surface 6 preferably at least two or three of the blades 8th to be in the water. In addition to the buoyant tire 1 and the moving blades 8th the wheel also includes a device for forced positioning of the blades 8th so that they are perpendicular to the water surface 6 be aligned.

Eine solche Einrichtung wird in 1 gezeigt, bei dem die Schaufeln 8 in senkrechter Lage zur Wasseroberfläche 6 mit Hilfe eines Exzentermechanismus gehalten werden. In dieser Ausführung ist je ein Zahnrad 16 koaxial zu der jeweiligen Drehachse 7 jeder einzelnen Schaufel 8 angebracht, das mit der Schaufel 8 verbunden ist. Das Zahnrad 16 ist über eine gefederte Zahnstange 17 mit dem Exzenter 18 verbunden, der koaxial zu der Radhauptachse 5 angebracht ist. Der Exzenter 18 ist fest gegenüber dem Fahrzeugkörper des Wasserfahrzeugs befestigt.Such a facility is in 1 shown where the blades 8th in a vertical position to the water surface 6 be held with the help of an eccentric mechanism. In this version there is a gear wheel 16 coaxial to the respective axis of rotation 7 every single scoop 8th attached that with the shovel 8th connected is. The gear 16 is about a sprung rack 17 with the eccentric 18 connected, the coaxial to the main wheel axis 5 is appropriate. The eccentric 18 is firmly attached to the body of the watercraft.

Beim Rollen des Rades bestimmt das Profil des Exzenters 18 die Lage einer jeden Schaufel 8, so dass diese beim Eintauchen ins Wasser und währen des Tauchvorgangs stets senkrecht zur der Wasseroberfläche 6 ausgerichtet sind.When rolling the wheel, the profile of the eccentric determines 18 the location of each shovel 8th , so that they are always perpendicular to the water surface when immersed in the water and during the diving process 6 are aligned.

In 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt der seitlichen Ansicht der Verbindung der Zahnstange 17 mit dem Zahnrad 16 dargestellt. Das Zahnrad 16 ist an der Drehachse 7 der Schaufel 8 befestigt. Die Zahnstange 17 befindet sich in einer Stützröhre 19. Die Feder 20 befindet sich zwischen dem Ende der Zahnstange 17 und dem Ende der Stützröhre 19. Beim Drehen des Schaufrelrades mit den Zahnstangen 17 um den Exzenters 18 bewegen sich die Zahnstangen 17 innerhalb der Stützröhre 19, drehen die Zahnräder 16 zusammen mit den Drehachsen 7 und stellen dadurch die Schaufeln 8 in die gewünschten Winkel ein. Die Federn 20 stellen den permanenten Kontakt zwischen den Zahnstangen 17 und dem Exzenter 18 her.In 2 is an enlarged detail of the side view of the connection of the rack 17 with the gear 16 shown. The gear 16 is on the axis of rotation 7 the shovel 8th attached. The rack 17 is in a support tube 19 , The feather 20 is between the end of the rack 17 and the end of the support tube 19 , When turning the paddle wheel with the racks 17 around the eccentric 18 the racks move 17 inside the support tube 19 , turn the gears 16 together with the axes of rotation 7 and thereby put the blades 8th in the desired angle. The feathers 20 establish permanent contact between the racks 17 and the eccentric 18 ago.

Das vorgeschlagene Schaufelrad kann als Fortbewegungsmittel für amphibische Transportmittel eingesetzt werden.The proposed paddle wheel can be used as a means of transportation for amphibious means of transport.

Das vorgeschlagene Schaufelrad erzeugt auf Grund seiner Wirkungsweise eine viel geringere Spur auf der Wasseroberfläche, und damit auch weniger Wellen, als andere Wasserfahrzeuge. Durch geringere Wellenerzeugung werden die Ufer von Gewässern geschont.Due to its mode of operation, the proposed paddle wheel creates a much smaller track on the water surface, and therefore also fewer waves, than other watercraft. The shores of water are protected by less wave generation.

Wasserfahrzeuge mit der vorgeschlagenen Schaufelradkonstruktion können beispielsweise in Wasserarealen in Naturschutzgebieten eingesetzt werden.Watercraft with the proposed bucket wheel construction can be used, for example, in water areas in nature reserves.

Das vorgeschlagene Schaufelrad rollt auf dem Wasser. Daher kann es zur Bestimmung der zurückgelegten Strecke bestimmt werden.The proposed paddle wheel rolls on the water. It can therefore be used to determine the distance covered.

Auf der Grundlage des vorgeschlagenen Schaufelrades können vielfältige Wasserfahrzeuge realisiert werden. Diese können mit einem Schaufelrad, mit zwei Schaufelrädern und mit mehr als zwei Schaufelrädern ausgestattet sein.On the basis of the proposed paddle wheel, a variety of watercraft can be realized. These can be equipped with one paddle wheel, with two paddle wheels and with more than two paddle wheels.

Auf der Grundlage des vorgeschlagenen Schaufelrades können vielfältige Spielzeuge und Wasservergnügungsgeräte realisiert werden.On the basis of the proposed paddle wheel, various toys and water amusement devices can be realized.

Das Profil der unebenen Wasseroberfläche wird durch die Wellen geformt. Daher sind diese Unebenheiten meistens von sehr regelmäßiger Natur. Aus diesem Grund ist es notwendig bei einem Wasserfahrzeug mit mehr als einem Schaufelrad ein System zur Schwingungsdämpfung (Stoßdämpfer, Federung) einzurichten.The profile of the uneven water surface is shaped by the waves. Therefore, these bumps are mostly of a very regular nature. For this reason, it is necessary to set up a vibration damping system (shock absorber, suspension) in a watercraft with more than one paddle wheel.

Das vorgeschlagene Schaufelrad ermöglicht das Rollen eines Rades über die Wasseroberfläche. In diesem Zusammenhang bietet die Umkehrung der Drehrichtung des Schaufrelrades nicht die nötige Bremswirkung. Damit das Wasserfahrzeug, das mit einem solchen Schaufelrad oder mehreren solchen Schaufelrädern ausgestattet ist, zum Stillstand kommt, muss am Wasserfahrzeug ein entsprechendes Bremssystem angebracht werden. Als eine Bremsvorrichtung können Schaufeln verwendet werden deren Wirkflächen senkrecht zur Fortbewegungsrichtung ausgerichtet sind, und die zum Bremsen in Wasser eingetaucht werden. Diese Funktion kann auch ein Segel übernehmen, das zum Bremsen ins Wasser gelassen wird.The proposed paddle wheel enables a wheel to roll over the water surface. In this context, reversing the direction of rotation of the paddle wheel does not offer the necessary braking effect. In order for the watercraft, which is equipped with such a paddle wheel or several such paddle wheels, to come to a standstill, a corresponding braking system must be attached to the watercraft. Buckets can be used as a braking device, the active surfaces of which are oriented perpendicular to the direction of travel and which are immersed in water for braking. This function can also be performed by a sail that is lowered into the water for braking.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Reifentires
55: RadhauptachseRadhauptachse
66: Wasseroberflächewater surface
77: Drehachse (jeweiliger Schaufeln)Axis of rotation (respective blades)
88th: Schaufelnshovel
1616: Zahnradgear
1717: Zahnstangerack
1818: Exzentereccentric
1919: Stützröhresupport tube
2020: Federfeather

Claims

Paddle wheel with cyclic adjustment of the blades for a watercraft with a vehicle body and with a buoyant tire (1) which is partially immersed in the water in the working position, the main wheel axis (5) of which is parallel to the water surface (6) and which with blades (8) Production of a force fit is equipped with the water, each blade (8) being rotatable or bendable about a respective axis of rotation (7) running parallel to the main wheel axis (5), and the axes of rotation (7) being circular on the circumference of the tire (1) or elements of the paddle wheel are fastened in such a way that the blades (8) are perpendicular to the water surface (6) in the working state and are partially or fully immersed in water, characterized in that a coaxially with each axis of rotation (7) of the individual blades (8) the respective blade (8) connected gear (16) and each of these gears (16) by a spring-mounted rack (17) with a m is coupled coaxially to the main wheel axis (5) and firmly connected to the vehicle body eccentric (18), so that the vertical position of the blades (8) when immersed in the water and during the diving process is defined by the profile of the eccentric (18).

Wheel after Claim 1 , characterized in that the toothed racks (17) can be moved around the eccentric (18) when the wheel is rotated and thereby change the position of the toothed wheels (16) such that the blades (8) assume the vertical position.

Wheel after Claim 1 or 2 , characterized in that the toothed racks (17) are each located in a support tube (19) and a spring (20) is arranged between the end of the support tube (19) and the end of the toothed rack (17).