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Title:
DRIVING MECHANISM DISPOSED ON THE OUTSIDE OF THE HULL OF A WATERCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/020347
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a driving mechanism disposed on the hull (100) of a watercraft comprising an impeller (4) which is used for the propulsion of said watercraft. The impeller is arranged in a housing (1). The cross-section of the flow channel (26) for the impeller is enlarged. Behind the impeller, the cross-section is reduced towards the outlet (6). The cross-section of the outlet can be altered. An adjustable guiding device (2) is arranged in the inlet.

Inventors:
REUTER REINHOLD (DE)
HEER MANFRED (DE)
KAUL STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/010356
Publication Date:
March 14, 2002
Filing Date:
September 07, 2001
Export Citation:
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Assignee:
SCHOTTEL GMBH & CO KG (DE)
REUTER REINHOLD (DE)
HEER MANFRED (DE)
KAUL STEFAN (DE)
International Classes:
B63H5/07; B63H5/125; B63H11/10; B63H11/103; B63H21/17; B63H23/24; (IPC1-7): B63H11/10; B63H21/17; B63H5/07; B63H5/125
Domestic Patent References:
WO1998019907A11998-05-14
Foreign References:
US5722866A1998-03-03
US3279704A1966-10-18
US5545063A1996-08-13
US3214903A1965-11-02
DE3942673A11991-07-04
US5964626A1999-10-12
GB1119687A1968-07-10
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Walter, Helmut (Aubinger Strasse 81 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Außerhalb des Rumpfes eines Wasserfahrzeugs angeordneter Antrieb für dieses Wasserfahrzeug zum Erreichen einer ho hen Fahrgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch mindestens ein angetriebenes, vom Wasser durchströmtes Laufrad (4) in einem Gehäuse (19) ; dessen Austrittsquerschnitt (5) verän derbar ist, wobei vor dem gegebenenfalls ersten Laufrad ein verstellbarer Leitapparat (2) angeordnet ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass min destens ein Elektromotor (11,12) das oder die Laufräder (4) antreibt, dessen Außenteil den Rotor (12) darstellt, an dem das oder die Laufräder befestigt sind, und dessen In nenteil den Stator (11) darstellt, der mit strömungsgUnstig geformten Streben vor und hinter dem oder den Laufrädern am Düseninnenmantel befestigt ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass min destens ein Elektromotor das oder die Laufräder (4) an treibt, dessen Innenteil den Rotor darstellt, der das Lauf rad bzw. die Laufräder antreibt und dessen Außenteil den Stator darstellt, der mit strömungsgünstig geformten Stre ben am Düseninnenmantel befestigt ist.
4. Antrieb nach einem oder mehreren der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Elektromotoren (11,12) Asynchronmotoren sind.
5. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Elektromotoren permanenterregte Synchronmotoren sind.
6. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,3,4,5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben Teile des Leitap parates darstellen.
7. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2,4,5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben Teile eines Vor leitund eines eigentlichen Leitapparates darstellen.
8. Antrieb nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Kombination von zwei kontrarotierenden Laufrädern.
9. Antrieb nach einem oder mehreren der ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Kombination von zwei gleichsinnig ro tierenden Laufrädern mit einem dazwischen liegenden Lei trad.
10. Antrieb nach einem oder mehreren der AnsprUche 1 bis 9, gekennzeichnet durch verstellbare Laufschaufeln mindestens eines Laufrades.
11. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch verstellbare Leitschafeln mindestens eines Leitrades.
12. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln mehrteilig sind und die Leitschaufelnverstellung nur einen Teil der Leitschaufel verstellt.
13. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (1) um eine im we sentlichen vertikale Achse um 360° schwenkbar ist.
14. Antrieb nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch an der Düse oder am Schaft befestigte Flaps.
15. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch an der Düse (1) oder am Schaft (7) an geordnete Flaps, die um eine im wesentlichen vertikale Ach se verstellbar sind.
16. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die Einbringung eines gasförmigen Me diums, um eine Widerstandsminimierung der Düse zu errei chen.
17. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Einbringung eines gasförmigen Me diums um den Schaft zum Erhalt einer Steuerwirkung.
18. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 gekennzeichnet durch Klappen zur Steuerung des verEnderba ren Düsenaustrittquerschnittes.
19. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch Elastikelemente zur Steuerung des ver änderbaren Düsenaustrittquerschnittes.
20. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen durch in ihrer Überlappung ein stellbare Düsenabbschnitte veränderbaren Düsenaustritt querschnitt.
21. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprache 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen durch axiale Verschiebung des Innenteils veränderbaren Düsenaustrittquerchnitt.
22. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch einen Düsenquerschnitt, der vom Ein tritt bis zum ersten Laufrad zunimmt.
23. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekenn zeichnet, dass der Leitapparat (2) ein Leitrad mit ein stellbarer Beschaufelung ist.
Description:
Antrieb für schnelle Schiffe Schiffsantriebe mit einem Motor, vorzugsweise einem Elektromo- tor, in einer Gondel unterhalb des Schiffes und mindestens ei- nem von diesem Motor angetriebenen Propeller außerhalb des ei- nen Gondelendes sind vorzugsweise für Schiffsgeschwindigkeiten ab 20 Knoten mit wirtschaftlichem Vorteil einzusetzen ; sie werden allgemein als PoD-Antriebe bezeichnet. In dem Geschwin- digkeitsbereich über 20 Knoten ist jedoch mit Propellerantrie- ben nur ein nicht optimaler Wirkungsgrad zu erzielen.

Häufig verwendete Schiffsantriebe mit mindestens einem Wasser- strahl, der aus dem das Schiff umgebenden Wasser gebildet wird, im Schiff mit Energie angereichert wird und als energie- reicher Wasserstrahl das Schiff verläßt, um dieses anzutrei- ben, sind in Geschwindigkeitsbereichen über 35 Knoten effi- zient einzusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schiffsan- trieb aufzuzeigen, der besonders im Geschwindigkeitsbereich von etwa 25 bis etwa 30 Knoten vorteilhaft einsetzbar ist.

Der Antrieb gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die An- sprüche gekennzeichnet. Der erfindungsgemäße Antrieb kann als Staumanteltriebwerk bezeichnet werden. Bei dieser erfindungs- gemäßen Antriebsform ist eine ummantelte Strömungsmaschine mit zumindest einem axial oder diagonal durchströmten Rotor außer- halb des Schiffes angeordnet und mit dem Schiff in geeigneter Weise fest verbunden. Sie zeichnet sich durch kompakte Bauwei- se und einen hohen Wirkungsgrad bei höheren Geschwindigkeiten aus. Die Bauart der Strömungsmaschine eignet sich besonders auch für die Umsetzung als steuerbarer Antrieb.

Es handelt sich um eine Axial-oder Diagonalpumpe bestehend aus Laufrad (auch Impeller genannt) und Leitrad. Diese Pumpe ist mit einem als Düse ausgestalteten Gehäuse ummantelt. Das Problem bei hohen Geschwindigkeiten und niedrigen Tauchtiefen ist die extreme Kavitationsgefährdung von hochbelasteten Pro- pellern. Beim erfindungsgemäßen Triebwerk wird im Düsenein- tritt Strömung aufgestaut, praktisch das Druckniveau extrem erhöht, um die Unterschreitung des Dampfdrucks weitestgehend zu unterbinden.

Das bedeutet, dass die Strömung vorteilhafterweise durch die Formgebung der Ummantelung (Wölbung) und/oder die Quer- schnittsverteilung bis zum Laufrad hin verzögert wird. Es kann von einem Eintrittsdiffusor gesprochen werden. Das anschlie- ßende Leitrad lenkt die tangentialen Geschwindigkeitsanteile des Laufradstrahles um (Entdrallung). Im weiteren Düsenverlauf wird die Strömung auf die Austrittsgeschwindigkeit beschleu- nigt, die u. a. die Höhe der Einsatzgeschwindigkeit des Systems bestimmt.

Für die Dimensionierung des Systems wird die Laufradgröße von den geforderten Leistungsdaten und den Kavitationsbedingungen bestimmt. Bei gleichem Schub muß ein kleineres Laufrad eine größere Drehzahl haben, welche jedoch durch den gegebenen Zu- laufdruck begrenzt ist. Dadurch wird auch der Minimaldurch- messer des Laufrades gegeben. Der Laufraddurchmesser bestimmt die Hauptabmessungen des Triebwerkes und diese wiederum sind neben der Form bestimmend für den Widerstand des Antriebes, um den die Vortriebskraft vermindert wird.

Das notwendige Nabenverhältnis (das ist das Verhältnis des Laufraddurchmessers zum Nabendurchmesser) von etwa 0, 5 führt dazu, dass in der Nabe ein Elektromotor verwendet werden kann.

Dieser sollte dabei eine große Leistungsdichte besitzen, was insbesondere durch einen permanenterregten Synchronmotor in Longitudinalflußbauweise verwirklicht werden kann. Die im Mo- tor entstehende Verlustwärme kann direkt über die Nabenober- flache ins Wasser abgegeben werden, wobei eine Bauweise mit eingeschrumpftem Motor sehr vorteilhaft ist.

Von besonderer Problematik ist die Kennlinie unter Berücksich- tigung folgender Kriterien.

Schmales Gebiet optimalen Wirkungsgrades, starker Abfall des Wirkungsgrades außerhalb des Betriebspunktes ; Anfahren ist bei großen Einheiten praktisch nicht mög- lich, weil der erforderliche Staudruck und/oder der Schub fehlt. Bei konventionellen Waterjets wird das Problem da- durch gelöst, dass die eigentlichen Antriebe durch klei- nere Antriebe zum Anfahren ergänzt werden.

Bei Anwendungen mit variablem Fahrregime, wie unterschiedliche Beladungszustände und/oder unterschiedliche Fahrgeschwindig- keiten, kommt es beim Propeller zu anderen Anströmwinkeln am Blatt und zu Verschiebungen im Freifahrtdiagramm in der Regel zu ungünstigeren Wirkungsgraden. Bei der Pumpe führt das zu Verschiebungen des Arbeitspunktes. Die sogenannte Drosselkurve ist die Kennlinie der Pumpe. Mit zunehmendem Volumenstrom (Durchsatz) sinkt die spezifische Stutzenarbeit (Förderhöhe).

Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit nimmt der Widerstand des anzutreibenden Schiffes zu. Die Austrittsgeschwindigkeit muß ebenfalls zunehmen. Die Verschiebung des Pumpenarbeitspunktes wirkt damit dem Bedarf entgegen.

Wichtig ist in der Betrachtung des Problems die Umsetzung der gesamten spezifischen Stutzenarbeit in Vortriebsschub. Die Fahrgeschwindigkeit liefert dabei eine zusätzliche Druckhöhe, die sich mit der Förderhöhe der Pumpe superpositioniert. Durch entsprechende Gestaltung des Eintritts (Ansaugbereich) soll ein möglichst hoher Anteil dieser"Geschwindigkeitsdruckhöhe" ausgenutzt werden.

Um über den gesamten Geschwindigkeits-und Belastungsbereich eines Schiffes einen optimalen Wirkungsgrad zu erhalten, ist es erforderlich, die Kennlinie der Pumpe anzupassen, indem der Austrittsquerschnitt jeweils den geschwindigkeitsabhängig un- terschiedlichen Druckhöhe angepaßt wird.

Die Gestaltung des Einlaufs bei konventionellen Wasserstrahl- antrieben (im Rumpf integriert) führt zu Problemen hinsicht- lich der Umlenkungen und dem Vorhandensein einer Antriebswelle im Saugkanal. Ablösungen und Kavitation sind die Folgen, die insbesondere beim Anfahren und Beschleunigen zu Vibrationen, Geräuschen und Schubabfall führen. Es ist üblich, diese beim Anfahren wichtigen Bereiche der Kennlinie zu sperren.

Im Falle des erfindungsgemäßen Antriebes ist eine weitgehend freie Zuströmung realisiert, weil der Antrieb außerhalb des Schiffsrumpfes ohne die Strömung störende Teile auskommt.

Die konventionellen Waterjets saugen aus der Grenzschicht an.

Der erfindungsgemäße Antrieb kann grundsätzlich tiefer posi- tioniert werden, um eine höhere Geschwindigkeitshöhe verarbei- ten zu können. Mehr Bauteile und größere Oberflächen bedeuten allerdings auch einen höheren Widerstand, was insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten zu Buche schlägt.

Durch verstellbare Schaufeln des Laufrades und/oder Leitrades sowie einer Vordralleinrichtung mit verstellbaren Schaufeln kann die Kennlinie des Systems verändert werden. Eine Vor- dralleinrichtung macht insbesondere Sinn, wenn gleichzeitig eine verstellbare Düsenaustrittsfläche vorgesehen wird.

Durch mehrstufige Systeme mit gegenläufigen Laufrädern wird die spezifische Stutzenarbeit und damit die Belastung auf meh- rere Stufen aufgeteilt. Damit erhöht sich die Kavitationssi- cherheit, weil die einzelne Stufe weniger belastet ist. Der Restdrall wird bereits in der zweiten Stufe durch Gegenlauf nahezu vollständig abgebaut sein. Das verlustbehaftete Leitrad wird in diesem Fall nicht benotigt.

Es bieten sich verschiedene Konzepte an, den Elektromotor zu integrieren. Er kann derart gestaltet sein, dass das Außenteil des E-Motors hier den umlaufenden Rotor darstellt, der mit ei- nem Laufrad verbunden ist. Das Innenteil des E-Motors steht fest (Stator des E-Motors) und ist die Achse, auf dem der Ro- tor gelagert ist (Wälzlager, Gleitlager). Diese Achse kann vor und nach dem Rotor mit der Düse (dem Düseninnenmantel) über strömungsgünstig geformte Streben verbunden werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, diese Streben als Leiteinrichtungen (Vorleit-und Leitrad) zu gestalten, um Strömungsverluste zu minimieren.

Der Elektromotor kann aber auch so integriert sein, dass sein Außenteil steht (Stator, wie üblich) und das Innenteil (Rotor) sich dreht. Der Stator wird wieder über Streben mit dem An- trieb verbunden, die vorteilhafterweise das Leitrad darstel- len. Das Laufrad ist mit dem Rotor verbunden und kann sich über den Stator erstrecken, so dass der Motor länger bauen kann. Die Lagerung kann derart gestaltet sein, dass sie sich vollständig hinter oder vor dem Laufrad befindet (fliegende Lagerung) oder dass das Laufrad vor und hinter dem Laufrad ge- lagert ist (Gabellagerung).

Die elektrische Energie, Signale und Kühlmedien können in den Flügeln (hohl) eines Leitrades zugeführt werden.

Die Verstelleinrichtung der Leitflügel kann derart sein, dass der Leitflügel mehrteilig ist mit feststehenden Teilen und ei- nem oder mehreren beweglichen Teilen. Die Kraftübertragung (Schub, Torsionsmoment) würde dann über die feststehenden Tei- le erfolgen und die Lagerung der zu verstellenden Teile nicht belasten.

Da der Düsenaußenmantel zur Minimierung des Widerstandes mit möglichst geringem Durchmesser ausgeführt werden sollte, kann die Verstelleinrichtung der Leitflügel in die Nabe verlegt werden, wo ausreichend Platz besteht. Die Verstellung kann über Hebel hydraulisch, pneumatich oder elektrisch erfolgen.

Die Zuführung der notwendigen Energie kann innerhalb der Leit- flügel erfolgen.

Die Verstellung der Düse kann vorteilhaft derart gelöst wer- den, dass aus der Nabenkontur ein Profilkörper axial in seiner Position derart verstellt wird, dass sich der Düsenaustritts- querschnitt verändert. Eine Teleskopverkleidung verhindert da- bei eine Ablösung oder Wirbel der Strömung.

Eine Steuerung durch Ablenkung des Schubes an einer Platte im Düsenaustritt ist einfach aber bei kleinen Relativgeschwin- digkeiten nicht sehr wirkungsvoll. Das Schwenken des Düsen- austritts ist nahezu gleichbedeutend mit dem Richten des Ge- samtschubes. Das Schwenken des gesamten Antriebes ist für niedrige Geschwindigkeiten die beste Lösung. Zum Kurshalten bei höheren Geschwindigkeiten ist eine eingeschränkte Schwenk- barkeit des Gesamtantriebes, kombiniert mit Zusatzflaps (die am Antrieb befestigt sind und durch ihre Schwenkbarkeit ein Steuern bei kleinen Winkeln ermöglichen, ohne den Antrieb zu schwenken), einseitig kontrolliertem Strömungsabriß (Einbrin- gung von Luft oder elektromagnetischer Energie) oder einfacher Düsenklappe eine Lösung.

Zur Reduzierung des Zusatzwiderstandes des Antriebs selbst muß eine Formoptimierung erfolgen. Weiterhin ist das Einbringen von Luft zur Reduzierung der Oberflächenreibung am Außenmantel eine Möglichkeit.

Zusammenfassend kann insoweit ausgeführt werden, dass der er- findungsgemäße Schiffsantrieb aus einer außerhalb des Rumpfes angeordneten Antriebseinheit besteht, die sich aus einer Gon- del mit integriertem Motor, vorzugsweise Elektromotor, bildet, der ein bzw. mehrere nacheinander geschaltete Laufräder (Pum- penlaufräder) in gleich-oder gegenläufiger Drehrichtung di- rekt antreibt, wobei nach, vor oder zwischen dem Laufrad oder den Laufrädern ein Leitrad angeordnet ist sowie Laufrad und Leiträder durch ein Gehäuse ummantelt sind, dessen Querschnitt sich vom Eintritt bis zur Ebene des ersten Laufrades stetig erweitert und sich anschließend auf einen einstellbaren Quer- schnitt verändert, die zusammen mit einem einstellbaren Vor- leitrad im Ansaugteil eine dynamische Kennlinie ermöglicht, die eine Anpassung an die unterschiedlichsten Betriebsbedin- gungen ermöglicht.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind -höherer Wirkungsgrad als herkömmliche Propulsoren, -Leistungsdichte, da die strömungsgeometrisch erforderliche große Nabe einen Motor großen Drehmomentes ermöglicht, -niedrigere Druckimpulse als ein Propellersystem, da der Impulserzeuger durch die Düse gekapselt ist, -kompakte Bauweise, geringer Durchmesser, -eingeschränkte Steuerung und Vollsteuerung möglich, -dynamische Kennlinie ermöglicht Anpassung an unterschied- liche Betriebsbedingungen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist Fig. 1 ein er- findungsgemäßer Wasserstrahlantrieb als Mittellängsschnitt dargestellt, Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus Figur 1 in größerer Darstellung und Fig. 3 ist die Erläuterung einer gegenüber Fig. 1 anderen Ausführungsform.

Der gesamte Antrieb ist in einem Gehäuse 1 angeordnet, an des- sen durch eine Leiteinrichtung 2 gekennzeichneten Einlaß sich ein Abschnitt 3 anschließt, dessen Querschnitt sich bis zum Laufrad 4, das gegebenenfalls das erste von mehreren Lauf- rädern ist, vorzugsweise stetig erweitert. An diesen Abschnitt 3 des Gehäuses 1 schließt sich ein Abschnitt 5 an, dessen Querschnitt veränderbar ist, grundsätzlich jedoch zum Auslaß 6 hin kleiner wird. Zwischen den Abschnitten 3 und 5 ist ein Be- festigungsflansch 7 dem Gehäuse 1 fest zugeordnet, mit dem der gesamte Antrieb außen am Schiffsrumpf 100 zu befestigen ist.

Gegebenenfalls kann die Befestigung am Schiffsrumpf derart sein, dass der gesamte Antrieb um die vertikale Längsachse 8 des Befestigungsflansches 7 um bis zu 360° schwenkbar ist, so- dass er nicht nur dem Vortrieb, sondern auch der Steuerung (Bestimmung der Fahrtrichtung) des Schiffes dienen kann. Die Längsachse 8 des Flansches 7 ist senkrecht zur Längsachse 9 des Gehäuses 1 gerichtet. Um die Gehäuselängsachse 9 drehbar ist das gegebenenfalls einzige Laufrad 4 im Gehäuse 1 angeord- net. Der Antrieb des Laufrades 4 erfolgt mit einem Elektromo- tor, dessen Stator 11 innen, dessen Rotor 12 außen liegt. Vor und hinter dem Laufrad 4 bzw. dem Motor 11, 12 ist der Rotor 12 in Lagern 13,14 um seine Längsachse 9 drehbar gelagert.

Dem Laufrad 4 vorgeschaltet ist die Leitvorrichtung 2, die mittels einer Verstelleinrichtung 15 verstellbar ist. Vor der Leitvorrichtung 2 ist die strömungsgünstig ausgebildete Naben- kappe 16 angeordnet. Ein mit einer Verstelleinrichtung 17 ver- stellbar zweiter Leitapparat 18 ist dem Laufrad 4 nach- geschaltet. Im abströmseitigen Bereich des Gehäuses 1 ist eine Verstelleinrichtung 19 für die Veränderung des als Abströmdüse ausgebildeten Teiles des Gehäuses 1 bezüglich ihres Quer- schnitts angeordnet und sie schließt vorzugsweise eine Kol- ben-Zylinder-Einrichtung ein.

Ist der Motor, wie dargestellt, so ausgebildet, dass das Aus- senteil der Rotor 12 und das Innenteil der Stator 11 ist, so wirkt der Rotor 11 auf das zumindest eine Laufrad 4 ein und der Stator 12 ist mit strömungsgünstig ausgebildeten Streben vor und hinter den Laufrädern am Gehäuse 1 befestigt.

Die Leiteinrichtung 2 besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Teilen 2a, 2b, von denen der vordere Teil 2a zwischen Gehäuse 1 und bestehender Kappe 16 fest angeordnet ist. Dieser vordere Teil 2a der Leiteinrichtung 2 ist ein Leitgitter mit festste- henden Schaufeln, die so eingestellt sind, dass eine Grobaus- richtung der den Antrieb anströmenden Strömung über den gesam- ten Betriebsbereich erreicht wird. Er dient der Stabilisierung des Gehäuses 1 im Anströmbereich 3. Auf das feste Leitgitter 2a folgt als zweiter Teil der Leiteinrichtung 2b, mit um ihre Längsachsen 21 schwenkbaren Verstellschaufeln. Mit dem zwei- ten Teil 2b der Leiteinrichtung 2 erfolgt die betriebszu- standsbedingte Feinausrichtung der den Antrieb anströmenden Strömung. Die Verstellschaufeln 10 sind mit ihren zapfenarti- gen Schaufelfüßen 20 um ihre Längsachsen 21 schwenkbar durch die Nabenkappe 16 hindurchgeführt und der Verstelleinrichtung 15 zugeordnet, die von an sich bekannter Art sein kann.

Die Änderung des Querschnittes des als sich verengende Auslaß- düse ausgebildeten, an den sich erweiternden Gehäuseeinlaßteil 3 des Gehäuses 1 anschließenden Endteils 5 des Gehäuses 1 er- folgt mit einem in der Richtung der Längsachse 9 des Antriebes translatorisch verstellbaren, symmetrisch zur Achse 9 aus- gebildeten Kegel 25 mit konvex gewölbter Umfangsfläche. Der größere Querschnitt dieses als"Abströmkappe"zu bezeichnenden Bauteiles ist dem einlaßseitigen Ende des vom Gehäuse 1 um- schlossenen Strömungskanals 26 zugewandt, während die Kegel- spitze dem auslaßseitigen Ende des Strömungskanals 26 und der Auslaßebene 6 zugewandt ist. Der axialen Verstellung der Ab- strömkappe 25 dient die Verstelleinrichtung 19, deren eines seiner wesentlichen Teile ein symmetrisch zur Achse 9 im Ge- häuse 1 mit geeigneten Mitteln gehaltener Zylinder 23 ist, aus dessen dem Gehäuseauslaß zugewandten Ende ein im Zylinder 23 durch hydraulisches Druckmittel translatorisch verstellbarer Verstellkolben 24 als ein anderes der wesentlichen Teile der Verstelleinrichtung herausgeführt ist und dessen freies Ende mit der Abströmkappe 25 fest verbunden ist. Um die Wirbelbil- dung im Strömungskanal 20 im Bereich der Verstelleinrichtung 19 zu minimieren, ist eine symmetrisch zum Verstellkolben 24 bzw. zur Antriebslängsachse 9 angeordnete Teleskopverkleidung 28 vorgesehen, deren eines Ende dem fest im Gehäuse 1 angeord- neten Verstellzylinder 23 und deren anderes Ende fest der ge- genüber dem Gehäuse 1 verstellbaren Abströmkappe 25 zugeordnet ist.

In der Zeichnung ist die Abströmkappe 25 in ihren beiden End- stellungen dargestellt. Im unteren Teil der Fig. 1 ist die Ab- strömkappe in ihrer äußeren Endstellung dargestellt, in der sie sich mit ihrem inneren Ende mit dem größeren Durchmesser in der Düsen-bzw. Gehäuseendebene 6, im übrigen im wesentli- chen außerhalb des Gehäuses 1 befindet, sodass der kleinste ringförmige Auslaßquerschnitt des Strömungskanals 26 bestimmt ist. Im oberen Teil der Fig. 1 ist die Abströmkappe 25 in ih- rer inneren Endstellung dargestellt, in der sie sich mit ihrem äußeren spitzen Ende in der Düsen-bzw. Gehäuseendebene 6 und im wesentlichen innerhalb des Gehäuses befindet, sodass der größte ringförmige Auslaßquerschnitt des Strömungskanals 26 bestimmt ist.

Durch sinnvolles Verstellen des Einlaßleitkranzteiles 2b und der Abströmkappe 25 kann dafür gesorgt werden, dass für das den Strömungskanal 26 des Antriebes durchströmende Wasser op- timale Strömungsverhältnisse in jedem Betriebszustand gewähr- leistet werden können, insbesondere unter Berücksichtigung der Drehzahl des Laufrades 4.

So wie die Ausbildung der Verstelleinrichtung 15 und der Ein- laßleiteinrichtung 2 für die Bestimmung des Einlaßdüsenquer- schnittes beispielhaft ist, ist auch die Ausbildung der Ver- stelleinrichtung 19 mit dem verstellbaren Kegel 25 für die Be- stimmung des Aulaßdüsenquerschnitts nur beispielhaft, was der Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet leicht erkennen kann. An die Stelle des starren Auslaßdüsenaußenteiles und der ihm ge- genüber verstellbaren Abstromkappe können beispielsweise Dü- senteile schwenkbar am Gehäuse 1 gelagert sein, die sich zur Verringerung des Düsenquerschnitts mehr, zur Vergrößerung des Düsenquerschnitts, weniger aber immer noch zur Gewährleistung der Führung der Fluidströmung ausreichend überdecken ; Fig. 3 zeigt eine von mehreren Düsenklappen 25a, die in Gelenken 29 am Gehäuse 1 angelenkt und diesem gegenüber in Richtung des Doppelpfeiles 30 zu verschwenken sind.

Eine beispielsweise Verstellvorrichtung für den zweiten Teil 2b der Einlaßleitvorrichtung 2 ergibt sich aus Fig. 2. Es ist der erste Leitschaufelkranz 2a mit seinen festen Leitschaufeln zu erkennen, durch dessen hohle Schaufeln Leitungen 31 für die Zuführung von hydraulischem Arbeitsmittel zu Zuleitungen 32 und weiter zum symmetrisch zur Antriebslängsachse 9 angeordne- ten Verstellzylinder 33 für die Verstellung des im Verstell- zylinder 33 angeordneten Verstellkolbens 34 hindurchgeführt sind. Der Verstellkolben 34 wirkt entgegen der Wirkung einer vorgespannten Wickelfeder 35 auf eine Zahnstange 36, die wie- derum mit einem Zahnrad 37 auf dem zapfenartigen Fuß 20 der jeweiligen Verstellschaufel des Schaufelkranzes 2b einwirkt, dessen Schaufeln um ihre Längsachsen 21 verstellt bzw. ge- schwenkt werden sollen. In die als Ansichten dargestellten Schaufeln der Schaufelkränze 2a, 2b sind deren beispielsweisen Querschnitte eingezeichnet. An ihren oberen Enden sind die Leitschaufeln 10 des zweiten, einstellbaren Leitschaufelkran- zes 2b mit Zapfen 2c im Gehäuse 1 gelagert (Schwenkbewegung gemäß Doppelpfeil 101).

Der Strömungskanal 26 hat vorzugsweise einen zumindest im we- sentlichen kreisringförmigen Querschnitt, obwohl seine Oval- form nicht ausgeschlossen werden soll. Insbesondere kann der Einlauf zur Vermeidung des Ansaugens von Fremdkörpern durch Bildung eines Ansaugwirbels bei ansonsten kreisringförmigem Strömungskanal 26 abgeflacht bzw. oval ausgebildet sein.