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DE4209393A1 - Swivel nozzle with control flaps for a water jet boat drive - Google Patents

Swivel nozzle with control flaps for a water jet boat drive

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Publication number
DE4209393A1
DE4209393A1 DE19924209393 DE4209393A DE4209393A1 DE 4209393 A1 DE4209393 A1 DE 4209393A1 DE 19924209393 DE19924209393 DE 19924209393 DE 4209393 A DE4209393 A DE 4209393A DE 4209393 A1 DE4209393 A1 DE 4209393A1
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Germany
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nozzle
control flaps
control
nozzle according
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DE19924209393
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JETMARINE AG ZUG
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JETMARINE AG ZUG
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    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B63H11/107—Direction control of propulsive fluid
    • B63H11/117—Pivoted vane
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    • B63H11/107—Direction control of propulsive fluid
    • B63H11/113—Pivoted outlet

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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
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Abstract

A swivelling nozzle for a hydrojet boat has integrated steering flaps (33, 34) arranged opposite each other and mounted so as to swivel around vertical axis bolts (31, 32). When the nozzle body (12) is swivelled around the vertical axis bolt (13), one of the steering flaps (33, 34) is swivelled by a control cam secured to the frame from a rest position in which the flap lies flat on the inner wall of the nozzle body (12) being in its initial position to an operational position in which the water that flows through the nozzle body (12) is further deflected in the swivelling direction of the nozzle body.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse für einen Wasser­ strahl-Bootsantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.The invention relates to a nozzle for a water Jet boat drive according to the preamble of the patent saying 1.

Solche Düsen am Ende des Abströmkanals eines Wasser­ strahl-Reaktionsantriebes für Wasserfahrzeuge sind in vielfacher Ausgestaltung bekannt; sie haben die Aufga­ be, das von einer Pumpe angesaugte und beschleunigte Wasser in von der Bedienungsperson des Wasserfahrzeuges bestimmbarer Richtung aus dem Abströmkanal austreten zu lassen.Such nozzles at the end of a water outlet Beam reaction drives for watercraft are in multiple design known; they have the task be that is sucked in and accelerated by a pump Water in from the operator of the watercraft definable direction emerge from the outflow channel to let.

Allen bekannten Ausführungsformen solcher Düsen ist ge­ meinsam, daß infolge der bauaufwendigen Klappenkon­ struktionen für Vorwärts-, Rechts-, Links- und Rück­ wärtsfahrt des Wasserfahrzeuges der Ablenkwinkel für den aus der Düse austretenden Wasserstrahl für die Kur­ venfahrt relativ gering ist, so daß damit ausgestattete Wasserfahrzeuge nur entlang großer Kurvenradien zu fah­ ren sind.All known embodiments of such nozzles are ge together that due to the complex flap con structures for forward, right, left and reverse upward movement of the watercraft the deflection angle for the water jet emerging from the nozzle for the cure venfahrt is relatively low, so that equipped Watercraft only accessible along large curve radii are.

Dies ist beim An- und Ablegen sowie beim Manövrieren in kleinen Hafenbecken sehr nachteilig. Hinzu kommt, daß beim Anlegen und Manövrieren im Hafen ein Wasserfahr­ zeug mit geringer Geschwindigkeit zu fahren ist, der Wasserstrahl-Reaktionsantrieb also mit großen Wasser­ mengen bei geringem Druck arbeiten muß, für das enge Kurvenfahren also große Ablenkwinkel des austretenden Wasserstrahles erforderlich sind.This is when putting on and taking off as well as when maneuvering in small harbor basin very disadvantageous. In addition, that a water ride when mooring and maneuvering in the harbor is to drive at low speed Water jet reaction drive with large water quantities must work at low pressure for the tight So cornering large deflection angles of the exiting Water jet are required.

Hier Abhilfe zu schaffen ist Aufgabe der Erfindung, durch die eine Düse auf einfache und wohlfeile Art in betriebssicherer Weise derart ausgestaltet werden soll, daß ein größerer Ablenkwinkel des austretenden Wasser­ strahles als bisher erzielbar ist.The object of the invention is to remedy this situation, through the one nozzle in a simple and cheap way should be designed in a reliable manner,  that a larger deflection angle of the escaping water beam than can be achieved so far.

Ausgehend von der eingangs genannten, um eine senkrech­ te Achse schwenkbaren Düse mit am Düsenkörper schwenk­ bar gelagerten Steuerklappen, z. B. gemäß der DE 26 44 757-A1, ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Steuerklappen einander gegenüberliegend um eben­ falls senkrechte Achsen schwenkbar gelagert sind, von denen jeweils eine aus ihrer in der Null-Lage des Dü­ senkörpers flächig an der Innenwandung anliegenden un­ wirksamen Stellung beim Schwenken des Düsenkörpers um die senkrechte Achse derart in die wirksame Lage schwenkbar ist, daß das den Düsenkörper durchströmende Wasser in die Schwenkrichtung des Düsenkörpers zusätz­ lich abgelenkt wird.Starting from the above, to a vertical te axis swiveling nozzle with swiveling on the nozzle body bar mounted control flaps, e.g. B. according to the DE 26 44 757-A1, this object is achieved in that two control flaps opposite each other around flat if vertical axes are pivoted, from which one each from their in the zero position of the Dü flat against the inner wall effective position when pivoting the nozzle body the vertical axis in the effective position is pivotable that the flowing through the nozzle body Additional water in the swivel direction of the nozzle body is distracted.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Ach­ sen der Steuerklappen als im Düsenkörper gelagerte Schwenkachsen ausgebildet, die an einem den Düsenkörper durchstoßenden Ende jeweils einen aus der Ebene der Steuerklappen ragenden Hebelarm aufweisen, welche in den Schwenkbereich einer rahmenfesten Schaltnocke ra­ gen.According to a further feature of the invention, the Ach the control flaps as stored in the nozzle body Swivel axes formed on a the nozzle body penetrating end one each from the level of Control flaps projecting lever arm, which in the swivel range of a frame-fixed switch cam ra gene.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird der um den Schwenkwinkel α des Düsenkörpers abgelenkte Wasser­ strahl durch die in den Düsenquerschnitt in gleichem Richtungssinne einschwenkende Steuerklappe zusätzlich um den Schwenkwinkel β der Steuerklappe abgelenkt, so daß ein Gesamtablenkwinkel α plus β erhalten wird, der im Bereiche von etwa 55° bis 60° liegt.The training according to the invention Swivel angle α of the nozzle body deflected water jet through in the nozzle cross section in the same Directional pivoting control flap additionally deflected by the swivel angle β of the control flap, so that a total deflection angle α plus β is obtained which is in the range of about 55 ° to 60 °.

Durch das Einschwenken der jeweiligen Steuerklappe wird gleichzeitig der Querschnitt der Strahlaustrittsöffnung der Düse verringert, was zu einer höheren Strahlge­ schwindigkeit des austretenden Wasserstrahles führt. By swiveling in the respective control flap at the same time the cross section of the beam outlet opening the nozzle reduced, resulting in a higher jet speed of the emerging water jet leads.  

Auf diese Weise wird die aus der niedrigen Motordreh­ zahl beim Manövrieren im Hafenbecken resultierende niedrige Austrittsgeschwindigkeit der von der Pumpe ge­ förderten Wassermenge erhöht und damit der an sich vor­ handene geringe Steuereffekt durch die sich erhöhende Strahlgeschwindigkeit verbessert.This way the low engine revs number resulting from maneuvering in the harbor basin low exit speed of ge from the pump The amount of water pumped increases and thus the amount in front existing low tax effect due to the increasing Beam speed improved.

Auf diese Weise wird auch bei niedrigen Fahrgeschwin­ digkeiten eine gute Manövrierfähigkeit des Wasserfahr­ zeuges auf verblüffend einfache Weise erreicht.This way, even at low driving speeds good maneuverability of water navigation Stuff achieved in an amazingly simple way.

Da die Steuerklappen in der Ruhelage flächig an der In­ nenmantelfläche des vorzugsweise rechteckförmigen Dü­ senkörpers anliegen, können diese den durch den Düsen­ körper austretenden Wasserstrom bei Vorausfahrt nicht stören. Da ferner die Schwenkachsen der Steuerklappen in bezug auf diese stromauf liegen, werden diese beim Rückführen des Düsenkörpers in bezug auf den festste­ henden Schaltnocken durch den Wasserstrom in deren Aus­ gangslage bewegt, so daß mechanische Rückführmittel, wie Federn, Kulissen oder ähnliches, entfallen.Since the control flaps are flat on the In NEN jacket surface of the preferably rectangular nozzle body, they can pass through the nozzles body escaping water flow when driving ahead to disturb. Since also the pivot axes of the control flaps in relation to these upstream, they are located at the Return the nozzle body to the tightest existing switching cams by the water flow in their off moving position so that mechanical return means, such as springs, backdrops or the like are eliminated.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.Further features of the invention result from the Un claims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigenThe invention is based on one in the Drawing more or less shown schematically Described embodiment. Show it

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schwenk­ düse mit Steuerklappen gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a perspective view of a pivoting nozzle control doors in accordance with the invention,

Fig. 2 ein Funktionsbild der Schwenkdüse mit Steuer­ klappen, Fahrtrichtungswechsel links und Fig. 2 is a functional diagram of the swivel nozzle with control fold, change of direction left and

Fig. 3 ein Funktionsbild der Schwenkdüse mit Steuer­ klappen, Fahrtrichtungswechsel rechts. Fig. 3 is a functional diagram of the swivel nozzle with control fold, change of direction on the right.

Ein in Vorausrichtung am Heck eines nicht dargestellten Wasserfahrzeuges angeordneter, ebenfalls nicht darge­ stellter Strömungskanal weist an seinem Ende eine ins­ gesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Düse auf, die - wie Fig. 1 zeigt - einen etwa rechteckförmigen Düsenkörper 12 aufweist, der um eine senkrechte Achse 13 schwenkbar gelagert ist. Die Achse 13 ist zwischen fahrzeugfesten, also rahmenfesten Traversen 15 und 16 angeordnet, während über fahrzeugfeste Hydraulikzylin­ der 18, 19, die mit ihren freien Enden an dem Düsenkör­ per 12 angreifen, die Düse in Richtung der Pfeile 20 um einen Schwenkwinkel α stetig verschwenkt werden kann; vgl. Fig. 2 und 3.A flow channel arranged in the forward direction at the stern of a watercraft, not shown, also not shown, has at its end a nozzle designated as a whole by the reference number 10 , which - as shown in FIG. 1 - has an approximately rectangular nozzle body 12 , which extends around a vertical one Axis 13 is pivotally mounted. The axis 13 is arranged between the vehicle-fixed, that is to say the frame-fixed, cross members 15 and 16 , while via vehicle-fixed hydraulic cylinders 18 , 19 , which engage with their free ends on the nozzle body 12 , the nozzle is pivoted continuously in the direction of the arrows 20 by a pivoting angle α can; see. Fig. 2 and 3.

An den einander gegenüberliegenden senkrechten Seiten­ wänden 22, 23 des Düsenkörpers 12 ist mittels Schwenk­ hebel 24 - von denen nur ein Schwenkhebel dargestellt ist - eine Wendeklappe 25 schwenkbar gelagert, die in ihrer in Fig. 1 teilweise gezeigten Wirklage den aus der Strahlaustrittsöffnung der Düse 10 austretenden Wasserstrahl entgegen der Fahrtrichtung umlenkt, um da­ durch das nicht dargestellte Wasserfahrzeug entgegen der normalen Fahrtrichtung - Rückwärtsfahrt - zu be­ schleunigen. Im Normalzustand gibt die Wendeklappe 25 die Strahlaustrittsöffnung der Düse 10 vollständig frei; sie kann, wie im Zusammenhang mit dem Düsenkörper 12 beschrieben, ebenfalls durch hier nicht dargestellte Hydraulikzylinder in ihre unterschiedlichen Einstell- Lagen stetig bewegt werden.On the opposite vertical sides walls 22 , 23 of the nozzle body 12 is pivotally mounted by means of pivot lever 24 - of which only one pivot lever is shown - a reversing flap 25 which, in its operative position partially shown in FIG. 1, extends from the jet outlet opening of the nozzle 10 escaping water jet deflected against the direction of travel, in order to accelerate because of the watercraft, not shown, against the normal direction of travel - backward travel. In the normal state, the reversing flap 25 completely clears the jet outlet opening of the nozzle 10 ; as described in connection with the nozzle body 12 , it can also be moved continuously into its different setting positions by hydraulic cylinders (not shown here).

Im dem Düsenkörper 12 sind ferner über in den weiteren einander gegenüberliegenden Seitenwänden 27 und 28 drehbeweglich gelagerten Schwenkachsen 31 und 32 Steu­ erklappen 33 und 34 schwenkbar gelagert, die eben­ flächig ausgebildet sind und in ihrer Ruhelage an den Innenmantelflächen der Seitenwände 22 und 23 des Düsen­ körpers 12 satt anliegen. Auf den den Düsenkörper durchstoßenden Enden der Schwenkachsen 31 und 32 sind Hebelarme 35 und 36 starr befestigt, die, wie insbeson­ dere die Fig. 2 und 3 zeigen, mit den ebenflächigen Steuerklappen 33 und 34 jeweils einen Winkel β ein­ schließen.In the nozzle body 12 are also in the other opposite side walls 27 and 28 rotatably mounted pivot axes 31 and 32 control flap 33 and 34 pivotally mounted, which are flat and in their rest position on the inner lateral surfaces of the side walls 22 and 23 of the nozzle body Fully fit 12 . On the nozzle body piercing ends of the pivot axes 31 and 32 lever arms 35 and 36 are rigidly attached, which, as shown in FIGS . 2 and 3 in particular, with the flat control flaps 33 and 34 each include an angle β.

In den Schwenkbereich der Hebelarme 35 und 36 ragt ein Schaltnocken 40 der Traverse 15, derart, daß beim Ver­ schwenken des Düsenkörpers 12 im Uhrzeiger- oder im Ge­ genuhrzeigersinne der Hebelarm 36 oder der Hebelarm 35 und damit die zugehörige Schwenkachse 32 oder 31 im Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt wer­ den. Hierbei wird die Steuerklappe 34 oder die Steuer­ klappe 33 ebenfalls um den Betrag des Winkels α in Schwenkrichtung des Düsenkörpers verschwenkt. Auf diese Weise erfährt der hier nicht dargestellte, aus der Strahlaustrittsöffnung der um den Winkel α verschwenk­ ten Düse 10 austretende Wasserstrahl eine Ablenkung in der Strahlaustrittsöffnung um den Winkel β in der einen oder anderen Richtung. Die Gesamtablenkung des austretenden Wasserstrahles in bezug auf die Symmetrielinie 50 in den Fig. 2 und 3 beträgt daher α plus β, und zwingt dadurch das nicht dargestellte Wasserfahrzeug zu einer entsprechend wirksamen Kurven­ fahrt. Wird der Düsenkörper 12 in seine in Fig. 1 dar­ gestellte Null-Lage zurückgeschwenkt, so gibt der Schaltnocken 40 den jeweils zugeordneten Hebelarm 35 bzw. 36 frei und das die Düse durchströmende Wasser drückt die jeweilige ebenflächige Steuerklappe 33 bzw. 34 in Anlage mit der Innenmantelfläche der zugeordneten Seitenwandung 22 bzw. 23, so daß dem Wasserfahrzeug ei­ ne Geradeausfahrt aufgezwungen wird.In the pivoting range of the lever arms 35 and 36 , a switching cam 40 of the cross member 15 protrudes, such that when the nozzle body 12 is pivoted in the clockwise or counterclockwise direction, the lever arm 36 or the lever arm 35 and thus the associated pivot axis 32 or 31 in the clockwise direction. or pivoted counterclockwise. Here, the control flap 34 or the control flap 33 is also pivoted by the amount of the angle α in the pivoting direction of the nozzle body. In this way, the water jet (not shown here) emerging from the jet outlet opening of the nozzle 10 pivoted by the angle α experiences a deflection in the jet outlet opening by the angle β in one direction or the other. The total deflection of the emerging water jet with respect to the line of symmetry 50 in FIGS. 2 and 3 is therefore α plus β, and thereby forces the watercraft, not shown, to take a correspondingly effective curve. If the nozzle body 12 is pivoted back into its zero position shown in FIG. 1, the switching cam 40 releases the respectively assigned lever arm 35 or 36 and the water flowing through the nozzle presses the respective flat control flap 33 or 34 into contact with the Inner lateral surface of the associated side wall 22 or 23 , so that the watercraft is forced to drive straight ahead.

Unabhängig von der Stellung des Düsenkörpers 12 ist selbstverständlich die Wendeklappe betätigbar, so daß dem Wasserfahrzeug auch bei Rückwärtsfahrt jedwede Kur­ venfahrt aufgezwungen werden kann.Regardless of the position of the nozzle body 12 , of course, the reversing flap can be actuated, so that any course can be forced venfahrt even when reversing.

Aufgrund praktischer Versuche hat sich ergeben, daß der von den Hebelarmen 35 und 36 und den Steuerklappen 33 und 34 eingeschlossene Winkel δ zwischen 110° und 130° liegend zu bemessen ist.Based on practical tests, it has been found that the angle δ enclosed by the lever arms 35 and 36 and the control flaps 33 and 34 is to be dimensioned between 110 ° and 130 °.

Selbstverständlich können die einander benachbarten Stirnflächen von Schaltnocken und Hebelarmen so gestal­ tet sein, daß ein formschlüssiges Abwälzen der einander zugeordneten Teilflächen erfolgt.Of course, the neighboring ones can End faces of switch cams and lever arms so designed be that a positive shifting of each other assigned partial areas.

Claims (8)

1. Düse für einen Wasserstrahl-Bootsantrieb, bestehend aus einem um eine senkrechte Achse schwenkba­ ren Düsenkörper und am Düsenkörper schwenkbar gelager­ ten Steuerklappen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Steuerklappen (33, 34) einander gegenüberliegend um ebenfalls senkrechte Achsen (31, 32) schwenkbar gela­ gert sind, von denen jeweils eine aus der in der Null- Lage des Düsenkörpers (12) flächig an der Innenwandung anliegenden unwirksamen Stellung beim Schwenken des Dü­ senkörpers (12) um die senkrechte Achse (13) derart in eine wirksame Lage schwenkbar ist, daß das den Düsen­ körper (12) durchströmende Wasser in Schwenkrichtung des Düsenkörpers zusätzlich abgelenkt wird.1. Nozzle for a water jet boat drive, consisting of a nozzle body pivotable about a vertical axis and pivotally mounted on the nozzle body th control flaps, characterized in that two control flaps ( 33 , 34 ) opposite each other about likewise vertical axes ( 31 , 32 ) pivotable are gela gert, one of which in each case from the in the zero position of the nozzle body ( 12 ) lying flat against the inner wall ineffective position when pivoting the nozzle body ( 12 ) about the vertical axis ( 13 ) is pivotable in such an effective position, that the water flowing through the nozzle body ( 12 ) is additionally deflected in the pivoting direction of the nozzle body. 2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Achsen (31, 32) der Steuerklappen (33, 34) als im Düsenkörper (12) drehbeweglich gelagerte Schwenkachsen ausgebildet sind und jeweils an einem den Düsenkörper durchstoßenden Ende jeweils einen aus der Ebene der Steuerklappen ragenden Hebelarm (35, 36) auf­ weisen, die in den Schwenkbereich einer rahmenfesten (Traverse 15) Schaltnocke (40) ragen.2. Nozzle according to claim 1, characterized in that the axes ( 31 , 32 ) of the control flaps ( 33 , 34 ) are designed as rotatably mounted pivot axes in the nozzle body ( 12 ) and in each case at one end piercing the nozzle body one out of the plane of the control flaps projecting lever arm ( 35 , 36 ) which protrude into the pivoting range of a frame-fixed (cross member 15 ) switching cam ( 40 ). 3. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwenkachsen (31, 32) der Steuerklappen (33, 34) am stromaufliegenden Ende der Steuerklappen angeordnet sind.3. Nozzle according to claim 1, characterized in that the pivot axes ( 31 , 32 ) of the control flaps ( 33 , 34 ) are arranged at the upstream end of the control flaps. 4. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die wirksame Länge der Steuerklappen (33, 34) größer als die wirksame Länge der Hebelarme (35, 36) ausgebildet ist. 4. Nozzle according to claim 1, characterized in that the effective length of the control flaps ( 33 , 34 ) is greater than the effective length of the lever arms ( 35 , 36 ). 5. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die einander zugewandten Stirnflächen von Schaltnocke (40) und der Hebelarme (35, 36) formschlüs­ sig aneinander abwälzend ausgebildet sind.5. Nozzle according to claim 1, characterized in that the mutually facing end faces of the switching cam ( 40 ) and the lever arms ( 35 , 36 ) are formed form-fittingly rolling together. 6. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der jeweils von Hebelarm (35, 36) und Steuer­ klappe (33, 34) eingeschlossene Winkel δ zwischen 110° und 130° liegt.6. Nozzle according to claim 1, characterized in that each of the lever arm ( 35 , 36 ) and control flap ( 33 , 34 ) included angle δ is between 110 ° and 130 °. 7. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Düsenkörper (12) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist und daß die Steuerklappen (33, 34) ebenflächig ausgebildet sind.7. Nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle body ( 12 ) has a rectangular cross section and that the control flaps ( 33 , 34 ) are flat. 8. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Austrittsquerschnitt des Düsenkörpers (10) mittels der einen oder der anderen Steuerklappe (33, 34) zwecks Erhöhung der Strahlgeschwindigkeit des aus­ tretenden Wasserstrahls veränderbar ist.8. Nozzle according to claim 1, characterized in that the outlet cross section of the nozzle body ( 10 ) by means of one or the other control flap ( 33 , 34 ) in order to increase the jet speed of the emerging water jet is variable.
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