DE1988928U - Reaktionsantrieb fuer wasserfahrzeuge. - Google Patents

Description

Die Feuerung betrifft einen Reaktbnsantrieb für Wasserfahrzeuge, mit einem außerhalb des Schiffskörpers angeordneten in das Wasser eingetauchten Düsenrohr, dessen Durchlaßkanal im mittleren Teil seiner Länge den größten freien Durehtrittsquersehnitt aufweist, der sieh in Richtung auf die beiden Snden des Düsenrohres reduziert, wobei der Durehlaßfcanal min^^tens eine Öffnung für die Einführung eines unter Dr/iz^l: stehenden Mediums aufweist·

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,^Auskünfte am Fernspreoher sind unverbindlich

Bei bekannten Reaktionaantrieben dieser Art wird dutch Öffnungen in der Wandung des Düsenrohres unter Druck stehende Luft eingeführt, durch die das bei einem sieh bewegenden. Schiff hindurchströmende Wassa? beschleunigt wird. Derartige Reaktionsantriebe haben den laehteil, daß sie im Ruhezustand des Schiffes keinen oder mur einen vernaehlässigbar kleinen Reaktionssehub
erzeugen können und daß sich nur relativ kleine Wirkungsgrade des Antriebes erzielen lassen.

Es sind auch Reaktionsantriebe bekannt, bei denen eine Pumpe,
vorzugsweise eine Propeller- oder Schraubenpumpe, von der Unter·»» seite des Wasserfahrzeuges Wasser ansaugt und durch eine Düse entgegengesetzt zur beabsichtigten Fortbewegungsriehtung wieder ausstößt« Wenn bei einem derartigen Antreib wirtschaftlich vertretbare Wirkungsgrade erreicht werden sollen, muß ein sehr großes
Wasservolumen durch die Pumpe durchgesetzt werden, mit der folge, daß teuere und schwere Reduktionsgetriebe und Pumpen sowie voluminöse Ansaugleitungen und Düsen benötigt werden. Außerdem wird
eine komplizierte Konstruktion zur Änderung der Düsenstrahlriehtung bzw. zur Strahlriehtungsablenkung erforderlich. Ungünstig ist weiterhin, daß die großformatigen Rohrleitungen und die Pump©^
welche wegen der großen Wasserdurchsatzmenge bei kleinen Förderdruck sehr große Bauformen aufweist, sowie das Getriebe und der' Antriebsmotor gerade an den Stellen des Schiffes viel Raum beanspruchen, der als lutzraum geeignet wäre.

Obgleich für die Entweicklung des vorgeschriebenen Antriebes das Kavitationsproblem bei Schiffsschrauben schnell fahrender Schiffe den Anstoß gegeben hat. läßt sich doch bei dem hier hauptsächlich zur Anwendung gelangenden Eohr~Propeller, oder Axialpumpen eine Kavitation an der Beschaufelung nicht ganz vermeiden, so daß diese eine begrenzte lebensdauer aufweist.

Die feuerung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Eeaktionsantrieb für Wasserfahrzeuge zu schaffen, der nur Pumpen und Rohrleitungen verminderter Abmessungen aufgrund der Anwendung eines höheren Förderdrucks bei entsprechend geringem lördervolumen benötigt und deshalb an sich wenig Saum im Schiffskörper beansprucht. Darüber hinaus ist es Ziel der Erfindung, einen Antrieb zu schaffen, bei dem die Pumpe und der Antriebsmotor an solchen Stellen des ScJaiffes angeordnet werden kann, die einerseits für die Sckwerpunktlage günstig sind und andererseits als lutsraum weniger in Frage kommen»

leuerungsgemäß wird dies bei einem Eeaktionsantrieb der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß jede Öffnung äLs Düse ausgebildet ist, deren Strahlrichtung zur Auslaßöffnung weist und im wesentlichen parallel zur Achse des Düsenrohres verläuft, daß düe Düsen mit der Druckseite einer am Schiffskörper befestigten, durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe verbunden sind, welche Wasser aus der Umgebung des Wasserfahrzeuge^ ansaugt

und der Düse zuführt und daß sich die Hündungsöffnung jeder Düse in dem Bereich der axialen länge des Durehlaßkanals befindet, der den größten Querschnitt aufweist»

Befindet sich das Wasserfahrzeug relativ zum umgebenden Wasser im Ruhestand, so wirkt im ersten Augenblick nach Inbetriebnahme der Pumpe nur die Reaktionskraft des aus der Düse austretenden Wasserstrahls. Sofort anschließend tritt dazu ein Strahlpumpeneffekt dadurch auf, daß der Wasserstrahl die* innerhalb des Durehlaßkanals befindliehe Wassermasse beschleunigt, wodurch an der Einlaßseite des Düsenrohres Wasser angesaugt wird und aus der Auslaßöffnung ein großes Wasservolumen ausgestoßen wird, das eine bedeutende Eeaktionskraft auf das Was serf.ahzeug ausübt. Diese Reaktionskraft reicht in jedem Fall aus, um dem Wasserfahrzeug eine beträchtliche &esehwindigkeit relativ zum umgebenden Wasser zu erteilen. Bewegt sieh somit das Wasserfahrzeug, so wird in die Eintrittsöffnung des Düsenrohrs mit entsprechender Geschwindigkeit Wasser hineingedrückt,, Da sieh der Durchlaßkanal ausgehend von der Eintrittsöffnung erweitert, tritt infolge der Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit eine Druckzunahme des eingeschlossenen Wasers auf, die annähernd an der Stelle des größten freien Querschnittes des Durehlaßkanalsein MaxiBim erreicht. An der Stelle des maximalen Druckes oder etwas zur Eintrittsseite versetzt ist die Auslaßöffnung der Düse angeordnet« Die Pumpe muß daher äußer den Druck für die Erzeugung einer hohen Austritts-

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geschwindigkeit des Wassers aus der Düse auch den zusätzlichen Druc^liefern, der zur Überwindung der Druckzunahme innerhalb des Düsenrohres erforderlich ist. Wegen der Erzeugung des zusätzlichen Druckes tritt aber nicht etwa eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des neuerungsgemäßen Antriebes ein, weil dieser Druck ( und die zu dessen Erzeugung erforderliche Energie) in i'orm esiner vergrößerten Reaktionskraft des an der Auslaßseite des Dusenrohres austretenden Wasserstrahls wiedergewonnen wird, sondern es wird der neuerungsgemäß angestrebte Effekt erzielt, daß anstelle einer für die Erzeugung einer vergleichbaren Reaktionskraft erforderlichen Pumpe mit großem lördervolumen und kleinem förderdruck eine solche Pumpe verwendet werden kann, die ein relativ kleines fördervolumen, aber einen entsprechend höheren Jb*rderdruek aufweist.

Derartige Pumpen haben aber den Torteil, daß sie bei gleicher leistung eine wesentlich kleinere Bauform aufweisen, eine höhere Antriebsdrehzahl besitzen und daher meist unter lortfall eines Getriebes direkt mit der Bremkräftmasehinekuppelbar sind und Kavitationsprobleme vermeiden.

Der neuerungsgemäße Reaktionsantrieb kann besonders vorteilhaft für Tragflügelboote verwendet werden, da er es ermöglicht, die Antriebsaggregate (Brennkraftmaschine und Pumpe) im Heck des Schiffes anzuordnen·

Die Ieuerung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert»
In den Zeichnungen zeigtι

Ig. 1 den Heckteil eines Schiffes im Längsschnitt, wobei der neuerungsgemäße Reaktionsantrieb teilweise in Ansieht, teils im Schnitt dargestellt istf

fig, 2 einen Schnitt gemäß der Linie II in Jig» Ij-Fig. 3 einen Schnitt gemäß der linie III-III in Fig. Ij

fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform des neuerungsgemäßen
Seaktionsantriebes in einer Φer Figur 1 vergleichbaren Darstellungsart %

fig. 5 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Teil des
in figur 4 dargestellten Eeaktionsantriebes%

fig. β eine Einzelheit der figur 5 im horizontalen Schnitt;

fig. 7 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Düsenrohres ι

fig. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere abgeänderte Ausführungsform des Düsenrohres;

Fig, 9 einen Längsschnitt durch eine weitere abgeänderte Ausführungsform des Düsenrohres;

ig.10 eine abgeänderte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktionsantriebes, teilweise in Ansieht, teilweise im Schnitt.

Die figur 1 zeigt die Rückseite eines Schiffes, an dessen Boden 1 eine Zentrifugalpumpe oder Kreiselpumpe 2 durch Stützen 3 und 4 befestigt ist. Ton der Saugöffnung 5 der Pumpe ist ein Ansaugrohr β durch den Schiffsboden 1 wasserdicht hindurehgeführt. Die untere Öffnung dieses Rohres β weist eine in Querrichtung des Schiffes verbreiterte Mündung 7 auf, welche in fahrtrichtung des Schiffes offen ist·

Auf die Antriebswelle 8 der Pumpe 2 ist ein Kegel-Zahnrad 9 aufgekeilt, das mit einem Kegel-Zahnrad 10 in Eingriff steht, das auf der Abtriebswelle 11 einer Gasturbine 12 aufgekeilt ist. Die Zahnräder 9 und 10 sind in einem Getriebegehäuse angeordnet, das eine starre Verbindung der Pumpe 2 mit der Gasturbine 12 herstellt« Der Gasaustrittsstutzen 13 der Gasturbine ist in dem einen Inde eines sieh trichterförmig erweiternden Rohrstückes 14 gelagert, dad durch ©ine Öffnung in der Rückseite 15 des Schiffes wasserdicht hindurehgeführt ist und an dieser befestigt ist«

An der Druckseite 16 der Pumpe 2 ist ein Druckrohr 17 befestigt, das unter einem Winkel von ca. 45° wasserdickt durch den Boden 1 des Schiffes und durch ein Abdeekblech geführt ist. Dieses Abdeekbleek 18 liegt, "bezogen auf die fahrtrichtung, hinter der Durehtrittstelle des Rohres 17 am Boden 1 an, verläuft anschließend unter einem spitzen Winkel nach unten vom Boden weg und dann mit einem Abstand zum Boden entsprechend der unteren Begrenzungskante der Mundung 7 des Rohres 6...

Das Druckrohr 17 weist anschließend an die Durehtrittstelle durch das Abdeeklleeh 18 eine solche Krümmung 19 auf, daß sein äußerer Endabsehnitt angenähert parallel zum Boden 1 und mit Abstand von diesem verläuft. Das freie, bezogen auf die !Fahrtrichtung des Schiffes nach hinten zeigende Ende des Druekrohres 18 ist als Düse 20 ausgebildet. Die düsenförmige Verengung des Rohrquersehnittes wird dadurch erhalten, daß die Rohrwandung an mehreren Stellen ihres Umfanges nach innen eingebuchtet ist, wie die Figur 1 und insbesondere die ligur 2 zeigt. Die nach innen eingebuchteten Seile 21 der Rohrwandung haben im Querschnitt jeweils angenähert die 3?©rm einer mit ihrer abgerundeten Kante 21 zur Rohrachse weisenden, keilförmigen Rinne 22, deren Siefe und Breite ausgehend von der Düsenöffnung 23 in Richtung auf die Pumpe 2 abnimmt.

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An der Düse 20 sind radial nach außen vorstehende 2)rägerbl@ehe

24 befestigt, an denen wiederum ein in seiner Gesamtheit mit

25 bezeichnetes Düsenrohr befestigt ist. Das Düsenrohr weist einen vorderen kreiszylindrisehen Abschnitt 26 auf, der sich mit einem Teil seiner länge koaxial über die Düse 20 erstreckt, sowie einen sich daran anschließenden., kegelstumpf artigen Abschnitt 27.

An der Eückseite 15 des Schiffes stehen zwei träger 28 parallel zueinander nach hinten vor, welche an ihren äußeren Enden lager 29 tragen, in denen jeweils eine von zwei senkrechten Wellen 30 gelagert ist. Die Hellen 30 sind zusätzlich in je einem weiteren Lager 31 gelagert, welches an der Durchtrittsstelle eines Getriebegehäuses 32 angeordnet ist» Am unteren Ende jeder Welle 30 ist ein Steuerruder 33 befestigt, dessen ITmrißform im wesentlichen dem halben Austrittsquersehnitt der Düse 20 entspricht (vergleiche figuren 1 und 2). Das Getriebegehäuse 32 enthält ein Getriebe (nicht dargestellt), das bei Betätigung durch einen Handgriff 34 beide Steuerruder 33 unter Beibehaltung ihrer parallelen Stellung um gleiche Drehwinkel und im gleichen Drehsinn verstellt. Bei Drehung eines Handrades 35 jedoch werden beide Steuerruder 33 ebenfalls um ■ gleiche Drehwinkel, aber im entgegengesetzten Drehsinn verstelltj so daß die Steuerruder 33 in ihren inneren Grenzlagen den Austrittsquerschnitt der Düse 20 verschließen·

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Im Betrieb der neuerungsgemäßen forriehtung für G-eradeausfahrt des Schiffes werden die Steuerruder 33 in die^igur 3 in voll ausgezogenen linien dargestellte Stellung gebracht und die Gasturbine 12 angelassen. Diese treibt über die Zahnräder 10 und 9 die Pumpe 2 an,- welche über das lohrö Wasser ansaugt und mit hoher Geschwindigkeit durch die Düse 20 ausstößt.

Der Wasserstrahl beschleunigt das im Düsenrohr 25 enthaltene lasser, wobei durch die vergrößerte Oberfläche des Wasserstrahls, hervorgerufen durch die rinnenförmigen Einbuchtungen 21 der Düse 20, eine verbesserte Übertragung der im Wasserstrahl enthaltenen Energie auf das Wasser im Düsenrohr 25 erfolgt. Sowohl durch die zusätzliche beschleunigte Wassermasse als auch durch das aus der Düse 20 austretende Wasser wird ein Eeaktionsschub erzeugt, durch den sieh das Sehiff in Bewegung setzt. Durch die Bewegung des Schiffes wird Wasser durch die Einlaßöffnung des Düsenrohres 25 angesaugt, das dann als Staustrahlrohr wirkt.

Durch den Staustrahleffekt tritt eine Druckerhöhung innerhalbdes Düsenrohres 25 ein, gegen welchen Druck&s Wasser aus der Düse 20 herausgepreßt wird. Der gesamte Druck innerhalb des Düsenrohres 25 wird im Bereksh von dessen als Düse gestalteten Auslaßoffnung wiederum in &eschwindigkeit der ausgestoßenen Wassermassen umgesetzt, wobei eine starke leaktionskraft ent-

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steht, die das Schiff vorwärts treibt. Das Sehiff wird durch die beiden Steuerruder 33 gesteuert. Soll das Schiff rückwärts fahren, werden dmsh das Handrad 35 beide Steuerruder in die bereits erwähnte innere Grenzlage gebracht, so daß äas von der Pumpe 2 geförderte Wasser durch den Ringraum zwischen der Düse 20 und dem Düsenrohr 25 austritt.

Die figuren 4, 5 und 6 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der feuerung. Ein Benzin- oder Dieselmotor 12a bekannter Bauart ist über ein Getriebegehäuse 13a mit einer Zentrifugalpumpe oder Kreiselpumpe 2a zu einer starren Einheit verbunden. Diese Einheit ist einerseits über eine Stütze 36 und anderer- . seits mit einer unteren Auflagefläche der Pumpe 2a mit dem Boden 1 des Schiffes verbunden. Die waagerecht verlaufende Kurbelwelle des Motors 12a steht über ein im Getriebegehäuse T3ab befindliches Kegelradgetriebe (nicht dargestellt) in Antriebsverbindung mit der senkrechten Welle der Pumpe 2a# Das Ansaugrohr 6a dieser Pumpe ist, wie für die Ausführungsform gemäß Figur 1 bis 3 beschrieben wurde, ausgebildet*

Das Druckrohr 17a der Pumpe 2a endigt im Bereich der Rückseite 15 des Schiffes, welche hier eine Öffnung 14a besitzt* Das Druckrohr 17a umgibt eine Dichtungsmanschette 37, welche einerseits mit Abstand von dem am äußeren Umfang konisch ausgebildeten freien Ende 38 des Druckrohres wasserdicht befestigt ist und andererseits an der Rückseite 15 dichtend anliegt«

An der Rückseite 15 ist mit Schrauben 39 ein Lagerbock 40 befestigt, in dem eine waagerechte Achse 41 drehbar ist» Auf der Achse 41 sitzt ein Schwenkgehäuse 42, da s in seinem unteren Seil als Rohrkrümmer 43 ausgebildet ist, dessen Querschnitt im wesentlichen demjenigen des Druckrohres 17a entspricht. Der Rohrkrümmer 43 besitzt einen waagerechten Abschnitt 44, dessen an das Druckrohr 17a angrenzendes Ende eine sich radial nach außen erweiternde Ringschulter 45 aufweist, in die ein Dichtungsring 46 aus elastischem Material eingelegt ist, welcher in der in figur 4 und 5 dargestellten Betriebslage eine dichte Verbindung zwischen dem Druckrohr 17a und dem Rohrkrümmer 43 herstellt.

Das Schwenkgehäuse 42 wird in der genannten lage durch ei nen Sieherungsstift 47 gehalten, der in einer angenähert senkrechten Bohrung 48 des Lagerboekes sitzt und mit seinem nach unten verstehenden Ende in Eingriff mit einer nach oben vorstehenden Fase 49 ist, welche im Sehwenkgehäuse 42 ausgebildet ist. Die Dicke des Stiftes 47 ist so gewählt, daß er der im normalen Betrieb auftretenden Beanspruchung widersteht, jedoch bei einer Bodenberührung des an späterer Stelle erläuternden. Düsenrohres bricht, so daß letzteres unter Schwenkung um die Achse 41 dem Hindernis ausweichen kann, lach Entfernung des Stiftes 47 kann das Sehwenkgehäuse 42 mit dem Düsenrohr mindestens soweit entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn (bezogen auf

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die liguren 4 u*id 5) geschwenkt werden, daß das unterste Ende des Düsenrohres in gleicher Höhe mit dem Boden des Schiffes kommt. Dieses kann somit ohne Gefahr einer Beschädigung am Antrieb an Land gezogen werden oder seichte Stellen des Bhrwassers passieren»

Das Sehwenkgehäuse 42 weist unterhalb der Achse 41 eine senkrechte Bohrung 50 auf, in der ein zylindrischer Zapfen gelagert und durch einen waagerechten Bolzen 52 starr befestigt ist. Dieser Zapfen 51 ist koaxial zu der unteren Umfangsfläche 53 des senkrechten Abschnittes des Rohrkrümmers 43 angeordnet. Auf dem Zapfen 51 und auch auf der genannten Umfangsfläche 53 ist ein Drehgehäuse 54 mit einer oberen iagerbohrung 55 und einer unteren Lagerbohrung 56 gelagert» Im Bereich der oberen Lagerbohrung 55 weist der Zapfen 51 eine halbkreisförmige Ringnut 57 auf, in die tangential ein in einer Bohrung des Schwenkgehäuses 42 gelagerter Bolzen eingreift, welcher eine Drehbewegung, jedoch keine naeh unten gerichtete Bewegung des Drehgehäuses 54 zuläßt. In der unteren Lagerbohrung ist eine ringförmige Aussparung vorgesehen, in welcher ein aus elastischem Material bestehender Dichtungsring 59 angeordnet ist. Das unterste Ende des Zapfens 51 ist als Zahnrad 60 ausgebildet, mit dem eine zur Durchführung einer waagerechten Versehiebebewegung im Djeehgehäuse 54 gelagerte Zahnstange 61 in Antriebsverbindung steht. Mit der

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Zahnstange iit ein Kolben (nicht dargestellt) gekuppelt, der in einem hydraulischen Druckzylinder 62 (siehe Figur 4) versehieblieh ist. An den beiden Enden des Zylinders mündet je ." ein Drueksehlaueh 63, wobei in Figur 4 nur der auszulegende Schlauch sichtbar ist. Die DruGkschläuehe können mit einer nicht dargestellten Steuerungsvorrichtung wahlweise mit einer hydraulischen Druckwelle verbunden werden, wodureh der Kolben und die Zahnstange 61 in der einen oder anderen Richtung verschoben werden, so daß sich das Drehgehäuse 54 relativ zum Sehwenkgehäus-e 42 und damit zum Schiff verdreht· ■■"■-.

Unterhalb der unteren Lagerbohrung 56 ist das Drehgehäuse 54 als Ventilgehäuse 64 ausgebildet, welches eine querverlaufende zylindrische Bohrung 65 aufweist. Vom Tent!!gehäuse 64 nach vorne in Schiffslängsriehtung geht ein für die Rückwärtsfahrt bestimmtes Auslaßrohr 66 und senkrecht nach unten ein kurzer Druekrohrabschnitt 66a aus. In der Bohrung 65 ist ein zylindrischer Körper 67 drehbar, welcher eine Durchlaßbohrung entsprechend dem freien Durehtrittsquerschnitt der Druckleitung 17a sowie eine senkrecht hierzu angeordnet Öffnung 69 besitzt« Mit dem Körper 67 ist eine Welle 67a verbunden, die auf einem-Teil ihrer Länge als Zahnrad 70 ausgebildet ist.(Vergl. Fig» 4). In dieses Zahnrad greift eine Zahnstange 71 ein, weichein senkrechter Richtung verschieblich ist und mit dem Kolben 72 eines Hydraulikzylinders 73 verbunden ist. An den oberen und

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unteren Enden des Hydraulikzylinders münden zwei Druekschläuehe 74 und 75, die wahlweise mittels einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung mit einer hydraulischen Druekquelle verbunden werden tonnen.. Wird der Drucksehlauch 74 mit der Druck» quelle verbunden, so geht der Kolben 72 zusammen mit der Zahnstange 71 nach oben und dreht das Zahnrad 70 und den Körper 67 um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn. In dieser Stellung versperrt der Körper 67 den Weg zum Druckrohrabschnitt 66a, gibt aber den Weg zum Auslaßrohr 66 für die Rückwärtsfahrt frei. Durch den Wasserdruck werden zwei halbkegelförmige Klappen 76 und 77,. welche mit je einer leder 78 bzw. 79 (vergl. Figur 6) am Aus-/■ laßrohr 66 befestigt sind, geöffnet und ein liasserstrahl tritt ,aus, der "einen Reaktionssehub für die Rückwärtsfahrt des Schiffes erzeugt·

An dem Druckrohrabsehnitt 66a ist das Düsenrohr 25a, beispielsweise durch Schweißung befestigt. Das im Querschnitt kreisförmige Düsenrohr 25a enthält einen ^äußeren Mantel 8Q₁ dessen Durchmesser, beginnend von der Eintrittseite 81 erst stetig zunimmt und dann zur Austrittseite 82 wieder abnimmt. An der Eintrittsseite 81.geht der äußere Mantel 80 (im Längsschnitt betrachtet) mit einer stetigen Krümmung 85 in den inneren Mantel 84 über, dessen axiale länge zirka ein Drittel der länge des äußeren Mantels beträgt» Zwischen dem äußeren und inneren Mantel 80 bzw. 84 ist ein nach hinten offener Ringraum vorhanden, in dem der Druckrohrabsehnitt 66a mündet·

Die Figuren 7, 8 und- 9 zeigen abgeänderte Ausführungsformen des Düsenrohres und der Düse» Bei allen diesen drei Ausführungsformen besitzt der Düsenmantel 80 im wesentlichen die gleiche G-estä wie für die Fig. 4 bereits erläutert wurcfe. Die in den Figuren 7-9 dargestellten Düsenrohre 25b, 25g bzw, 25d sind geeignet, anstelle des Düsenrohres 25a zu treten, wobei das Düsenrohr 25e an den Druckrohrabschnitt 66a (vergleiche Fig. 5) befestigt"wird,-während die Düsenrohre 25b und 25d unter Weglassung des Ventilgehäuses 64 unmittelbar benachbart zu der unteren lagerbohrung 56 am Drehgehäuse 54 bdfestigt werden können»

Bei der Ausführungsform gemäß Fig* 7 ist innerhalb des Düsenrohres 25b ein stromlinienförmig ausgebildeter Körper 86 befestigt, welcher eine gekrümmte Durchlaß bohrung 87 aufweist, deren oberes Ende über eine Öffnung 88 im Mantel 80 mit dem Druckrohr der Pumpe in Verbindung steht/ während das andere Ende als Düse 89 ausgebildet ist. Auf einem zur Einlaß-."-. seite des Dümirohres vorstehenden. Zylindrischen Vorsprung ist ein stromlinienförmiger Körper 91 verschieblich gelagert, welcher durch eine Kolben-Zylinderanordnung verschiebbar und fixierbar ist. Ein weiterer innerhalb des Düsenrohres 25 gelagerter, stromlinienförmiger Körper 92 trägt ebenfalls einen axial angeordneten, aber zur Auslaßseite weisenden zylindrischen Fortsatz 93, auf dem ebenfalls ein stromlinienförmiger Körper verschieblich gelagert ist und durch eine Kolben-Zylinder·«·

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anordnung verstellt werden kann. Mittels der Körper 91 und 94 kann der wirksame Eintrittsquerschnitt bzw. Austrittsquersehiaitt des Düsenrohres 25b verändert werden. Darüber Mnaus ist es möglieh, durch eine Verschiebung des Korpers 94 in seine rechte Srenz* lage den Austrittsquerschnitt vollständig zu verschließen, s© daß das von der Pumpe geförderte Wasser nur über die Eintrittsseite des Düsenrohres 25b entweichen kann und einen für die Rückwärtsfahrt des Schiffes bestimmten Reaktionssehub liefert« ■ . ■

Das Düsenrohr 25e (Fig* 8) besitzt einen innerhalb des äußeren Mantels 80 konzentrisch angeordneten Innemmantel. 80a. Die baden Mantel sind an der Eintritts- und Austrittsseite des Düsenrohres dicht miteinander verbunden, - so daß ein ring·« förmiger Hohlraum 95 zwischen beiden verbleibt» Der Hohlraum steht über eine leitung, beispeilsweise eine Schlauchleitung 96, mit der Saugseite der Pump© 2a in Verbindung. Y©n der Eintrittsseite des Düsenrohres 25e bis annähernd zum Berich des größten Innendurchmessers des Innenmantels 80a sind in diesem eine Vielzahl kleiner Öffnung 96 angeordnet, während der Außerimantel in dem Bemeh zwischen seinem grlößten Auiendurehmesser und der Auslaßseite des Düsenrohres 25e ebenfalls eine Vielzahl kleiner Öffnung 98 aufweist. Die Öffnungen 97 und 98 haben den Zweck, die Grenzschicht der Wasserströmung abzusaugen, so daß eine Wirbelbildung praktisch ganz vermieden werden kann, wodurch es andererseits möglich ist, das Düsenrohr 25c kürzer (und damit mit

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stärker zur Düsenrohrachse geneigten Mantelflächen) zu bauen. Die über die Leitung 96 abgesaugte Wassermenge braucht nur ein KLeiner Bruchteil der gesamten, von Pumpe 2a abgesaugten Wassermenge zu sein«

Das Düsenrohr 25d gemäß Fig. 9 weist, ähnlich wie die Ausführungsform gemäß den !Figuren 4 ·* β ein getrenntes Auslaßrohr 66b für die Rückwärtsfahrt auf» Sin in das Düsenrohr 25d durch eine Öffnung im Mantel 80 vorstehender Körper 86b weist in Verlängerung des Rohrkrümmers 45 (vergl. Fig. 5) eine senkrechte Bohrung auf, von der in der Achse des Düsenrohres eine Düsenöffnung 89a zur Austrittsseite des Düsenrohres vorsteht. Unterhalb der Düsenöffnung 89a setzt sich die genannte senkrechte Bohrung in eine Saekloehbohrung verminderten Durchmessers fort, welche als Hydraulikzylinder wirkt· Vom unteren Ende dieses Hydraulikzylinders geht eine nicht dargestellte Leitung aus, welche mit einer Druckquelle verbunden werden kann. Innerhalb der senkrechten Bohrung ist ein Körper 87a versehieblioh, der eine nach oben offene Bohrung aufweist, welche im unteren !eil mit einer seitliehen Auslaßöffnung und im oberen Teil mit einer um 180° versetzten weiteren Auslaßöffnung in Verbindung steht. Das unterste Ende des Körpers 87a ist als Kolben 99 ausgebildet. In der in Fig. 9 dargestellten Betriebslage ist der genannte Hydraulikzylinder drucklos, so daß der Körper 87a unter dem

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Druck des toe der Pumpe 2a gelieferten. Wassers in seine untere Grenzlage gepreßt wird, so daß die oberen Wandungsflachen des Körpers das Auslaß rohr 66b'verschließen,, während das Wasser ungehindert über die Düsenöffnung 89a ausströmen kann, liir die !Rückwärtsfahrt wird dem Hydraulikzylinder Druck zugeführt, so daß der Kolben 99 und damit der Körper §7a in seine obere (Jrenzlage gelangt, in der die Düsenöffnung 89a verschlossen, aber ein Durchlaß zum Auslaßrohr 66 vorhanden ist«

Bei der weiteren, abgeänderten Ausführungsform gemäß Fig, IO ist innerhalb des Schiffes nur der Motor 12b angeordnet, welcher von beliebiger Bauart sein kann. Die Welle des Motors ist durch die Bückseite 15 des Schiffes wasserdicht hindurchgeführt. Die Pumpe 2b ist oberhalb der Motorwelle um eine waagerechte Achse 100 schwenkbar an der !Rückseite 15 des Schiffes befestigt und steht über eine trennbare Kupplung 101 mit der Motorwelle in Verbindung. Das Ansaugrohr 6b der Pumpe ist sehräg nach unten geführt₉ so daß die Ansaugöffnung unterhalb des das Schiff umgebende Wassers liegt und in -die--Fahrtrichtung weist. Das Düsenrohr 25e sowie die mit der Druckseite verbundene Düse kann gemäß der Darstellung in Fig« ausgebildet sein. Wahlweise ist es aber auch möglich, eine der in Zusammenhang mit den Figuren 4 -9 näher erläuterten Ausbildungsformen für das Düsenrohr bzw. die Düse zu verwenden»

Claims (1)

1. RA. 108135*22.2.68

   Aktesöm 6222

   S e h u t ζ a η s ρ r ü ehe

   1») Reaktionsantrieb für Wasserfahrzeuge, mit einem außerhalb des Schiffskörpers angeordnetem in das Wasser eingetauchten Düsenrohr, dessen Durchlaßkanal im mittleren Teil seiner Länge den größten freien Durehtrittsquersehnitt aufweist, der sich in Richtung auf die-beiden Enden des Düsenrohres reduziert, wobei der Durehlaßkanal mindestens eine Öffnung für die Einführung eines unter Druck stehenden Mediums aufweist, d a d u r eh gekennzei eh η e t, daß jede öffnung als Düse ausgebildet ist, deren Strahlrichtung zur Auslaßöffnung weist und im wesentlichen parallel zur Achse des Düsenrohres verläuft, daß die Düse'n mit der Druckseite einer am Schiffskörper befestigten, durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe verbunden sind_? welche Wasser aus der Umgebung des Wasserfahrzeuges ansaugt und der Düse zuführt und daß sich die Mündungsöffnung jeder Düs< in dem Bereich der axialen Länge des Durchlaßkanals befindet, der den grcßten Querschnitt aufweist.

   II

   - II -

   2«) Reaktionsantrieb nach. Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet j daß das Fördervolumen der Pumpe maximal 30$ und minimal' 15$ des bei lenngeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges in die Eintrittsöffnung des Düsenrohres einströmenden Wasservolumens beträgt.

   3.) Reaktionsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr um eine im wesentlichen senkrechte Achse drehbar befestigt ist.

   4.) Reaktionsantrieb naeh Anspruch 1 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende, waagerechte Aehse schwenkbar befestigt ist. .-■■■■■'. . . "

   5.) Reaktionsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse als eine zum Düsehrohr konzentrische Ringdüse ausgebildet ist·

   6») Reaktionsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet"," daß die äußere Wand der Ringdüse ein längenabschnitt des äußeren Düsenmantels ist, der an dem Einlaßende unter Bildung einer abgerundeten stirnseitigen Ringkante nach innen abgebogen ist, anschließend angenähert konzentrisch

   -" III

   _: - III - .

   zum äußeren Düsenmantel verläuft und so die innere Wand der Ringdüse "bildet,

   7«) Reaktionsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des effektiven Querschnitts der Einlaß- und/oder der Auslaßöffnung des Düsenrohres ein stromlinienförmiger Einstellkörper vorgesehen ist, der in der Axialrichtung des Durchlaßkanales des Düsenrohres verschiebbar und in der gewünschten lage fixierbar ist.

   8.) Reaktionsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Düsenrohres eine entgegengesetzt zur Hauptdüse gerichtete Hilfsdüse angeordnet ist, welche wahlweise mit der Druckseite der Pumpe verbindbar ist.

   9«) Reaktionsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grenzschichtabsaugung mindestens auf einem Seil der axialen Erstreckung der, ausgehend von der Eintrittsöffnung divergierenden Innenwandung des Durchlaßkanales und/oder mindestens auf einem Teil, der axialen Erstreekung der Außenwandung des Düsenrohres, die vom größten Durchmesser zur Auslaßöffnung konvergiert, eine /Vielzahl-von. Öffnungen angeordnet sind, die mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung stehen.

   - IV

   -IV-

   10.) Eeaktionsantrieb naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Brennkraftmasehine im Heck angeordnet und die Pumpe außenbords am Heck des Wasserfahrzeuges um eine quer zur Schiffslängsrichtung verlaufende, horizontale Achse schwenkbar befestigt und mit einer lösbaren Kjpplung mit der Welle der Brennkraftmaschine verbunden ist«, dergestalt, daß das Düsenrohr mindestens bis zur Höhe des Bodens des Wasserfahrzeuges nach oben klappbar ist«

   ■1Ϊ-.) Reaktionsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die als Zentrifugal- ©der Kreiselpumpe ausgebildete Pumpe unter einem Winkel von ca. 45° zwischen ihrer Antriebswelle und dem Boden des Wasserfahrzeuges in diesem befestigt ist, daß die Ansaugleitung und die Druckleitung der Pumpe jeweils unter einem Winkel von ca* 45 ° entgegengesetzt bzw. in Fahrtrichtung durch den Boden des Wasserfahrzeuges geführt sind, daß die Druckleitung nach der Durchtrittstelle durch den Boden eine sanfte Krümmung aufweist und anschleißend angenähert im Abstand von und parallel zum Boden verläuft und am freien Ende eine düsenförmige Verengung aufweist und daß das Düsenrohr einen ersten- kreis-, zylindrischen Abschnitt-aufweistj der auf einen Teil seiner Länge konzentrisch die düsenförmige Verengung der Druck-

   leitung umgibt, wo fee i sich an den kreiszylindrisehen Abschnitt eia sich kegelstumpfformig vereingender AfescJanitt des Düsenrokres anseiiließt.

   12.). leaktionsantrxeb nach. Anspruch 11, dadnreJa gefceaazelcJb.--' net, daß die düsenförmige ¥erengung der Druckleitung - > durch rinnenförmige Vertiefungen gebildet sind.

   13.) Eeaktionsantrieb nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaßende des Düsenrohres zwei im Umriß im wesentlichen halbkreisförmige Steuerruder angeordnet sind, welche jeweils an senkrechten Ruderwellen befestigt sind, deren Achsen tangential zu dem äußeren Umfan gdes Auslaßendes verlaufen, wobei die Euderwellen wahlweise entweder gleichsinnig und um gleiche Drehwinkel oder gegensinnig verdrehbar sind und die Ruderblätter in der inneren Grenzlage bei gegensinniger Drehung das Auslaßende des Düsenrohres vollständig absehließen.

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