Stand der Technik Die Variation der Tauchtiefe von Propellern, welche eine wichtige Komponente der Fahrgeschwindigkeit eines Wasserfahrzeuges im Gleitzustand ist, wird durch verschiedene Methoden erreicht.

So wird dies bei Oberflächenpropellerantrieben mit starrer Propellerwelle entspre- chend der US 4,746, 314 durch die Fahrzeugsgeschwindigkeit erreicht, indem sich das Aufschwimmen des Schiffsrumpfes ändert, beim Übergang von Verdränger- in Gleitfahrt, d. h. der Propeller sich dadurch bei langsamer Geschwindigkeit in ei- nem vollgetauchten und in Gleitfahrt sich in einem teilgetauchten Zustand befin- det.

Im weiteren sind aus der US 4,645, 463 und der US 5,667, 415 Oberflächenantrie- be bekannt, bei welchen die Tauchtiefe des Propellers durch ein Trimmen der Propellerwelle erreicht wird, mit dem Nachteil, dass zwangsläufig der Propeller resp. der Schiffskörper einen eventuellen unerwünschten Trimmwinkel einnimmt.

Aus der US 4,371, 350 ist ebenfalls eine Methode bekannt, bei welcher mittels ei- ner Klappe am Wasserfahrzeug die Wasseranströmung und somit die Tauchtiefe des Propellers gesteuert wird, mit dem Nachteil der starren Propellerwelle.

Auch sind bei Aussenborderantrieben-meist im Zubehör Angebot-Mittel be- kannt, bei welchen die Propeller bei niedrigen Geschwindigkeiten vollgetaucht fah- ren und bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, über ein vertikales Anheben des gan- zen Aussenborders durch eine elektro-hydraulisches System, manuell in einen teilgetauchten Modus hochgefahren werden können.

Bei den weit verbreiteten Z-Antrieben kann über den Trimm die Höhe des Propel- lers theoretisch um wenige Zentimeter ebenfalls verändert werden, aber gleichzei- tig wird der Propellertrimm unangenehm verändert.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Z-Antrieb für ein Wasser- fahrzeug der eingangs genannten Art die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Methode vorzuweisen, bei welcher insbesondere die Propel- lertauchtiefe, d. h. die Höhenverstellung des Propellers relativ zum Fahrzeugrumpf resp. Wassereintauchtiefe, für die verschiedenen Fahrzeugzustände und unab- hängig davon der Trimm bei Z-Antrieben verstellt werden kann.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht.

Kern der Erfindung ist ein Zwischenstück, welches einerseits durch Schwenkung des Antriebes die Tauchtiefe des Propellers ermöglicht und der andererseits un- abhängig davon den Standard Trimm des Z-Antriebes funktionstüchtig übernimmt.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der einfachen Ausführbarkeit und einfachen Ein- führung eines derartigen Mittels in das Z-Antriebssystem. Das Zwischenstück be-

findet sich kompakt zwischen dem Z-Antrieb-Glockengehäuse und dem Z-Antrieb selbst und beinhaltet die Schwenkvorrichtung für den Z-Antrieb, den elektrischen oder hydraulischen Trieb, den dazugehörenden optionalen Winkelgeber und die Halterung des oder der Trimmzylinder.

Das Zwischenstück umfasst weiter ein Zwischengehäuse, welches mit dem Glok- kengehäuse verbunden wird oder als integrierter Bestandteil des Glockengehäu- ses ausgeführt werden kann.

Der Z-Antrieb besitzt somit keinen Trimmzylinder mehr, dieser kann nun kurzbau- end resp. kurzhubig gefertigt werden, denn um den Z-Antrieb unter anderem bei Untiefen sicher zu heben, wird dieser nun seitlich durch einen Schwenkmotor aus der Gefahrenzone seitlich weggeschwenkt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfin- dung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen erfindungsgemässen Z-Antrieb von hinten mit einer seitlich schwenkbaren Kinematik sowie eine mögliche Tauchtiefenpositi- on, dargestellt durch die gestichelten Linien ; Fig. 2 einen schematischen Z-Antrieb von der Seite sowie eine mögliche Trimmstellung, dargestellt durch die gestichelten Linien ;

Fig. 3 ein schematischer Querschnitt im Bereich eines Zwischenstücks ; Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Wasserfahrzeug.

Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Ele- mente gezeigt. Nicht dargestellt sind namentlich Dichtungen, die Antriebswellen und deren Lagerung, Öl-, Kühlwasser-und Abgasführung vom Z-Antrieb zum Mo- tor.

Weg zur Ausführung der Erfindung In Fig. 1 wird schematisch ein Z-Antrieb 30 von hinten dargestellt, welcher ein Z- Getriebeoberteil 2, ein Z-Getriebeunterteil 3 und einem Propeller 4 umfasst und an einem Zwischenstück 1 mit einem integrierten Schwenkmotor 5 und Trimmzy- linder 6 radial drehbar angeflanscht ist. Ein mögliches radiales Schwenken des Z- Antriebes 30 wird durch die gestrichelten Linien demonstriert Die Eintauchtiefe des Propellers in das Wasser wird durch die Wasserlinie X dargestellt.

In Fig. 2 wird schematisch der Z-Antrieb 30 von der Seite dargestellt, wobei sich das Zwischenstück 1 zwischen dem Z-Antrieb und einem Glockengehäuse 7 be- findet. Das Glockengehäuse 7 wird durch ein Kardangehäuse 8 gehalten und er- möglicht es dem Glockengehäuse 7 und den dahinter befindlichen Komponenten sich um die Achse A senkrecht zur Zeichnungsebene zu drehen und zugleich um die Achse B zur Steuerung des Z-Antriebes 30 zur Schiffsruderfunktion. Die Dreh- bewegung um die Achse A wird durch den Trimmzylinder 6 gewährleistet welcher sich am Zwischengehäuse 1 und dem Kardangehäuse 8 abstützt. Die Eintauchtie- fe des Propellers in das Wasser wird durch die Wasserlinie X dargestellt.

Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt im Bereich des Zwischenstücks 1.

Das Zwischenstück 1 umfasst ein Zwischengehäuse 24, ein Schwenkinnenrohr 10, Lager 12, Rohrhalter 13 und den Schwenkmotor 5. Vom Z-Antrieb 30 wird in dieser Ansicht hier nur das Getriebeoberteil 2 gezeigt, welches durch Schrauben 9a fest mit dem drehbar gelagerten Schwenkinnenrohr 10 gehalten wird. Das Schwenkinnenrohr 10 hat an einer Stelle eine Schulter 11 welche mittels des Axi- allagers 12 gegen das Zwischengehäuse 24 und einem Rohrhalter 13 gelagert ist, wobei der Rohrhalter 13 zusätzlich ein axiales Verschieben des Schwenkinnen- rohres 10 verhindert und damit auch das Lagerspiel eingestellt werden kann. Der Rohrhalter 13 und oder das Zwischengehäuse 24 besitzt zudem mindestens ein Radiallager 14 für ein reibungsarmes Schwenken des Schwenkinnenrohres 10, resp. des Z-Antriebes 30.

Die Schulter 11 ist mit einem Zahnradkranz 15 bestückt, welcher durch ein Ritzel 16 in Drehung versetzt werden kann. Das Ritzel 16 wird durch den Schwenkmotor 5 angetrieben, welches elektrisch oder hydraulisch angetrieben werden kann.

Durch geeignete Zahnradpaarung wie z. B. durch ein Schneckengetriebe oder durch andere Mittel kann der Schwenkmechanismus selbsthemmend ausgeführt werden. Hydraulische oder elektrische Leitungen 17 werden aus dem Zwischen- stück 1 heraus-und in das Wasserfahrzeuginnere weitergeführt. Optional ist ein Winkelgeber 18 im Zwischenstück 1 eingebaut, welcher mit dem Ritzel 16 resp. dem Schwenkmotor 5 oder der Schulter 11 oder weiteren nicht gezeigten Teilen verbunden werden kann und damit eine genaue Position des Propellers 4 anzeigt.

Der Winkelgeber 18 wird durch ein flexibles Kabel 19 aus dem Zwischenstück 1 heraus-und in das Wasserfahrzeug geführt und als Anzeige oder als Wert für den Algorithmus für die Steuerung des Propellerstellung, resp. des Wasserfahrzeuges zu Verfügung zu stehen.

Das Zwischengehäuse 24 ist fest mit Schrauben 9b mit dem Glockengehäuse 7 verbunden. Das Zwischengehäuse 24 kann auch in das Glockengehäuse 7 inte- griert werden und insbesondere auch einteilig ausgeführt werden. Das Glocken- gehäuse 7 ist drehgelagert an der Stelle A mit dem Kardangehäuse 8 verbunden,

welcher wiederum an der Stelle B drehgelagert ist, z. B. an ein nicht gezeigtes Aufnahmegehäuse oder direkt an den Wasserfahrzeugskörper. Das Zwischen- stück 1 ist mittels des Zwischengehäuses 24 über den Trimmzylinder 6 mit dem Kardangehäuse 8 verbunden und erlaubt das Hochfahren des Z-Antriebes 30 für das Trimmen. Die meisten Z-Antriebe verfügen über einen Trimmsensor, welcher an der Stelle A integriert ist, und somit beibehalten werden kann.

Schematisch sind zudem Getriebezahnräder 20 angezeigt und eine Welle 21, welche durch das Schwenkinnenrohr 10, dem Zwischengehäuse 24, dem Glok- kengehäuse 7 geführt und mit einer Motorenwelle 22 verbunden ist, wobei an der Stelle A sich ein nicht gezeigtes Kardangelenk befindet, um den Beugewinkel der Welle beim Trimmen über das Drehgelenk A und beim Rudersteuern über das Drehgelenk B zu ermöglichen.

Im Weiteren ist eine separate Leitung 23 schematisch skizziert, welche stellvertre- tend die Leitungen für Öl-, Kühlwasser-Flügelverstellung bei Verstellpropeller resp. Kupplung-und Abgasführungsleitung darstellen soll.

In der CH Patentanmeldung Nr. 2002 2041/02, deren Offenbarung hiermit einge- schlossen ist, werden seitlich verschwenkbare Antriebe gezeigt, durch die es er- möglicht wird, mit wenig Aufwand die Vorteile des Propellertauchtiefe mit dem Propellertrimm in einem integrierten Gehäuse zu vereinen.

In Fig. 4 ist ein Wasserfahrzeug 31 mit einen Bootsrumpf 32 und dem Antrieb 30 und dem zugehörigen Propeller 4 dargestellt. Der im Heck des Wasserfahrzeuges 31 angeordnete Motor ist nicht dargestellt. Über eine ebenfalls nicht dargestellt Welle ist der Motor mit dem Antrieb 30 verbunden, welcher an der Heckwand 35 des Rumpfes 32 angeordnet ist und welcher z. B. über mehrere Wellen und Kegel- radpaare verfügen kann. In Fig. 4 ist auf der rechten Seite eine beispielhafte Be- triebsposition des Propellers 4 dargestellt. Auf der linken Seite ist der Propeller seitlich hochgeschwenkt dargestellt, so dass der Propeller zumindest teilweise im

Bereich einer am oder im Bootsrumpf 32 angeordneten Wasserzuführung 36 mit einer Wasserzuführungsöffnung 37 und einer Wasseraustrittsöffnung 38 zu liegen kommt.

Die Verschwenkung des Propellers 34 kann manuell oder automatisch ausgelöst durch ein bestimmtes Ereignis erfolgen. Der Bootsführer kann z. B. durch einen Schalter am Steuerstand verschiedene Schwenkpositionen je nach Wunsch ein- stellen oder die Verschwenkung erfolgt durch eine Steuerelektronik, welche ver- schiedene Parameter berücksichtigt, wie z. B. die Wassertiefe, die Drehzahl des Motors, usw..

Die Wasserzuführung 36 kann an der seitlichen Bordwand als geschlossener Ka- nal im Rumpf entsprechend der Darstellung rechts in der Fig. 4, oder als Aus- schnitt entsprechend der Darstellung links in der Fig. 4, welcher sich im Rumpf des Wasserfahrzeuges befindet, angeordnet sein, um jeweils die geeignete Pro- pelleranströmung zu erreichen. Die Wasserzuführung 36, respektive die Wasser- zuführungsöffnung 38, kann offen oder geschlossen sein, d. h. entsprechende Klappen verdecken die Wassereinlassöffnung bei Nichtgebrauch oder es fehlen derartige Klappen ganz wie beim Ausschnitt im Rumpf des Wasserfahrzeuges nach Fig. 4 links.

Mittels des radial schwenkbaren Antriebs 30 und damit des Propellers 4 wird ein Platz sparendes Unterwasser-Getriebe mit unveränderter Propeller Schubrichtung in jeder Schwenkposition ermöglicht. Damit kann bei Wasseruntiefen der Antrieb 30 seitlich verschwenkt werden, bis dieser auf Höhe der Wasserzuführung 36 zu liegen kommt. Das Wasser für den Propellerschub wird somit nicht mehr unter- halb der Rumpfes des Wasserfahrzeuges aufgenommen, sondern praktisch hinter und im Schutz der Heckwand 35 des Wasserfahrzeuges 31 und die Fahrt kann an Stellen weitergeführt werden, welche sonst wegen Wasseruntiefe für Wasserfahr- zeuge mit Z-Antrieb unpassierbar wären.

Die Wasserzuführung entspricht den Vorteilen und Leistungsabgaben ähnlich wie bei einem Jet Antrieb. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass einerseits der Propeller vor Grundberührung geschützt ist, anderseits sich auch Seegras immer noch leicht aus dem offenen Propellerbereich entfernen lässt, so z. B. durch weiteres

seitliches Hochschwenken des Antriebes, bis der Antrieb 30 und der Propeller 4 sogar über der Wasseroberfläche in Erscheinung treten.

Das Antrieb 30 und der Propeller können auch noch zusätzlich wie oben be- schrieben längs schwenkbar ausgeführt sein, d. h. in Längsrichtung/in Richtung der Achse des Wasserfahrzeuges. Diese auch trimmen genannte Schwenkung in Längsrichtung um wenige Winkelgrade hilft den Bug des Wasserfahrzeuges in kabbeligem Wasser ruhig zu halten, respektive schneller zu werden.

Es wird auch das Problem des grossen Platzbedarfes am Wasserfahrzeugende, gelöst. Z-Antriebe haben zwar kein Platzproblem im Cockpit, aber die Schubwin- keländerung als auch der zusätzliche Platzbedarf am Fahrzeugheck beim Hoch- schwenken des Antriebes bleibt bestehen.

Die Funktion, dass das Unterwasser-Getriebe insoweit und ohne jeglichen Lei- stungsverlust über einen grossen Winkelbereich verschwenkt werden kann, er- laubt es den Propeller auch als Oberflächenpropellerantrieb zu fahren, d. h. der Propeller wird bei Fahrt nur teilgetaucht eingesetzt und findet seine Verwendung bei Hochgeschwindigkeits-Wasserfahrzeugen.

Dazu wird ein verändertes Heckteil verwendet, welches sich über der Wasserlinie bei Gleitfahrt befindet und an dessen Ende das Schwenkteil für das Unterwasser- getriebe befestigt wird.

Eine Wasserzuführung respektive eine-öffnung zum Propeller im hochge- schwenkten Zustand kann offen oder geschlossen sein, d. h. entsprechende Klap- pen verdecken die Wassereinlassöffnung bei Nichtgebrauch oder es fehlen derar- tige Klappen ganz und ein Ausschnitt befindet sich im Rumpf des Wasserfahrzeu- ges für die geeignete Propelleranströmung. Die Wasserzuführungsöffnung kann an der seitlichen Bordwand oder im Bodenbereich des Wasserfahrzeug liegen, je nach Leistungseinsatzes des Antriebes.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Aus- führungsbeispiel beschränkt.

Bezugszeichenliste 1 Zwischengehäuse 2 Getriebeoberteil 3 Getriebeunterteil 4 Propeller 5 Schwenkmotor 6 Trimmzylinder 7 Glockengehäuse 8 Kardangehäuse 9a Schrauben von 2 zu 10 9b Schrauben von 1 zu 7 10 Schwenkinnenrohr 11 Schulter 12 Axiallager 13 Rohrhalter 14 Radiallager 15 Zahnradkranz 16 Ritzel 17 Leitungen 18 Winkelgeber 19 Kabel 20 Getriebezahnräder 21 Welle 22 Motorenwelle 23 Separate Leitung

24 Zwischengehäuse 30 Z-Antrieb 31 Wasserfahrzeug 32 Bootsrumpf 35 Heckwand 36 Wasserzuführung 37 Wasserzuführungsöffnung 38 Wasseraustrittsöffnung A Trimmachse B Lenkachse X Wasserlinie