游泳和潜水辅助装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种游泳和潜水辅助装置，该游泳和潜水辅助装置具有供使用者躺或站的船体，该游泳和潜水辅助装置具有流动通道，该流动通道布置在船体中并且该流动通道容纳由电动马达驱动的螺旋桨，该螺旋桨具有安装在螺旋桨的基部上的径向向外指向的螺旋桨叶片，其中电动马达具有刚性布置的马达定子以及在空间上邻近马达定子设置的旋转转子。提供如下设置：将电动马达的转子直接或间接耦接到至少一个螺旋桨叶片的至少一个外端，以及将马达定子至少在多个区段上围绕转子周向布置。马达布置允许游泳和潜水辅助装置的动力驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】游泳和潜水辅助装置本专利技术涉及一种游泳和潜水辅助装置，该游泳和潜水辅助装置具有供使用者躺或站的船体，该船体具有流动通道，流动通道布置在船体中并且容纳由电动马达驱动的螺旋桨，该螺旋桨具有安装在螺旋桨的基部上的径向向外指向的螺旋桨叶片，其中电动马达具有刚性布置的马达定子以及在空间上邻近马达定子设置的旋转转子。这种类型的游泳和潜水辅助装置从DE102004049615B4得知。该游泳和潜水辅助装置具有在使用者将其上身的一部分平躺在水上载具的船体(vehiclehull)的上侧时该使用者可以抓握的手柄布置。其中容纳有螺旋桨的流动通道布置在船体内。螺旋桨由电动马达驱动，电动马达经由蓄电池供电。为此，螺旋桨经由驱动轴连接到电动马达。电动马达被保持在延伸到螺旋桨的容纳壳体中。驱动轴经由密封盒从壳体引导到螺旋桨。因此被设计为不透水的容纳壳体可以与电动马达一起布置在被水灌流的游泳和潜水辅助装置的船体中的腔室中，并且因此将其废热排放到流经的水中。为此提供如下设置：将螺旋桨、电动马达和相关联的控制装置设计为水下驱动单元并且布置在流动通道中。在这种布置中，通过冷却实现的紧凑设计和良好效率的优点与电动马达布置在流动通道中并因此基本上影响水的流动的缺点相对。这特别适用于大功率电动马达，大功率电动马达提供用于使游泳和潜水辅助装置快速加速的高转矩，并且必须经由驱动轴将所述转矩传递到螺旋桨，该驱动轴具有相对小的直径，并且因此在力传输区域中具有短的杠杆臂。因此，流动通道的尺寸必须设定得足够大以补偿由电动马达引起的遮挡(shadowing)。游泳和潜水辅助装置的尺寸由此受到影响。因此，在DE102013100544A1中提出一种水上载具，其中螺旋桨布置在流动通道中。在水上载具的船体中设置灌流室，所述灌流室在漂浮和潜水操作期间经由水穿过开口填充有水。电动马达和相关联的蓄电池被布置在灌流室中，并且因此被有效地冷却而不影响流动通道中的流动。从电动马达到螺旋桨的能量传递通过在套管中引导的驱动轴进行，该套管被从灌流室引导到流动通道中。因此，电动马达从流动通道的流动区域移除；然而，其仍然通过与灌流室中的水的导热接触来冷却。在该布置中不利的是，由必然延伸的驱动轴引起的水上载具的额外重量严重影响运输(特别是运动装置在水之外的运输)。驱动轴的增加的质量惯性影响驱动的动力，其必须通过相应更大功率的电动马达来补偿，其缺点是能量消耗增加。由于因被引导通过流动通道的驱动轴所造成的降低效率的流动通道中流动的干扰，以及由于在驱动轴被引导到流动通道的区域中流动通道的原本平滑的壁的中断，而出现了另外的缺点。本专利技术的目的是提供一种在高动力驱动下具有低自重的游泳和潜水辅助装置。本专利技术解决的问题在于，将电动马达的转子直接或间接地耦接到至少一个螺旋桨叶片的至少一个外端，并且将马达定子至少在多个区段上围绕转子周向布置。因此，转子在相对于其旋转轴线具有相当大的距离的大圆形路径上移动。因此，实现了传递到螺旋桨的高转矩。由于高转矩可以实现螺旋桨的旋转速度的快速变化，这允许游泳和潜水辅助装置的高动力驱动。相应地，在本专利技术的特别优选的实施例变型中可以提供，将螺旋桨叶片的至少一部分的外端连接到螺旋桨环，且将转子布置在螺旋桨环上，和/或将螺旋桨叶片的至少一部分的外端连接到环形转子壳体，且将转子布置在转子壳体中。因此，经由多个螺旋桨叶片传送驱动力，通过这种方式，显著减少各个螺旋桨叶片的机械负荷。因此，可以将非常高的驱动力传送到螺旋桨。转子的离心力传递到螺旋桨环或转子壳体。影响螺旋桨环或转子壳体的沿直径相对的区域的牵引力彼此抵消，使得螺旋桨叶片不受拉伸负荷。这增加了螺旋桨叶片的预期寿命。螺旋桨环可以构成转子壳体的内部基座。当使用转子壳体时，在水中使转子被保护。将螺旋桨环和/或转子壳体在螺旋桨上模制成一体可实现简单且廉价的生产。因此，螺旋桨可以与螺旋桨环或转子壳体在一个加工过程中一起制造。转子具有布置在转子的转动方向上的多个永磁体，和/或马达定子具有布置在转子移动的圆形路径的周向上的多个电磁体，可以实现电动马达的简单且安全的设计。由于具有永磁体的转子的设计，不需要将电传送到转子。因此，消除了对旋转部件的防水的电供应。通过使用多个永磁体和电磁体实现高数量的极对。因此，获得具有高转矩的电动马达。有利地，提供具有定子叶片的流动定子在水的流动方向上布置在螺旋桨的下游，流动定子经由定子叶片直接或间接地附接到流动通道的壁，和/或用于容纳马达定子的定子壳体与定子叶片的至少一部分的外端直接或间接地连接。定子叶片以这样的方式定向，即将水的旋转移动转换成线性移动。通过这种方式，可获得在水旋转时所储存的能量以驱动游泳和潜水辅助装置。通过将流动定子安装在流动通道上，该流动定子固定地定位在流动通道中。因此，即使在流动通道中的水的高流动速度下，流动定子也不改变其位置。该定子优选地布置在转子移动的圆形路径的周向上。由此，将固定地布置该定子。通过连接到流动定子的定子壳体，可以容易地满足这两个要求。将电动马达的定子壳体在流动定子上模制成一体可实现简单且廉价的生产。因此，流动定子和电动马达的定子壳体可以在一个加工过程中生产。为了实现游泳和潜水辅助装置的期望驱动，必须使对应体积的水加速到足够的速度。为此需要足够大的流动横截面。为了能够实现足够大的流动横截面，可以提供的是，将转子和/或马达定子布置在流动通道的侧向凹槽中。因此，电动马达被布置在流动通道中引导的水的主流的外部。因此，与电动马达布置在流动通道内的设计相比，流动通道的横截面可以减小。由于流动通道占据相当大比例的船体，因此整个游泳和潜水辅助装置可以更紧凑地设计，而不会降低驱动功率。通过将螺旋桨轴向地固定在布置在流动通道内的可旋转安装的轴上，可以实现螺旋桨的简单且稳固的安装。对应于本专利技术的优选实施例，可以提供的是，轴被设计为中空轴，和/或轴由碳纤维增强塑料材料制成。通过将轴实施为中空轴，可以实现重量减轻，而轴的稳定性和刚性没有显著的损失。相对于由金属制成的轴，碳纤维增强塑料材料(CFRP)具有显著较低的密度，同时具有非常高的刚性。因此，由CFRP制成的较轻的轴可用于可旋转地安装螺旋桨并将推进力从螺旋桨传递到游泳和潜水辅助装置的船体。因此，游泳和潜水辅助装置可以在水外更容易地携带。由较低的质量引起的马达轴的较低的惯性导致游泳和潜水辅助装置的动力在电动马达提供的相同功率下增加，这表示使用游泳和潜水辅助装置作为水上运动装置的基本优点。这特别适用，因为所使用的电动马达的可安装的输出和相关联的能量存储装置的存储容量在可携带的水上运动装置中受到很大的限制。优选提供的是，具有基座和施加到其上的定心杆的定心装置在流动通道中流动的水的流动方向上布置在螺旋桨的上游，并且定心装置经由定心杆直接或间接附接到流动通道的壁。螺旋桨可以可旋转地附接在固定保持的定心装置上。由此，定心杆以这样的方式被成形为流线型，即它们向流经的水提供低流动阻力。较大力作用在螺旋桨上，由于水在流动通道中紊乱流动，其也作用在横向于旋转轴线的螺旋桨上。为了能够安全地拦截这些力并且仍然允许螺旋桨的平稳旋转，可以提供的是，其中安装有轴的轴承分别布置在定心装置和流动定子上。通过双面安装可以防止轴的振动和弯曲。通过这种方式，牢固地附接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种游泳和潜水辅助装置(10)，所述游泳和潜水辅助装置具有船体(11)，所述船体供使用者躺或站在所述船体上，所述游泳和潜水辅助装置具有流动通道(20)，所述流动通道布置在所述船体(11)中并且所述流动通道容纳由电动马达(10)驱动的螺旋桨(50)，所述螺旋桨具有安装在所述螺旋桨(50)的基部(52)上的径向向外指向的螺旋桨叶片(54)，其中所述电动马达(10)具有刚性布置的马达定子(111)以及在空间上邻近所述马达定子(111)设置的旋转转子(112)，其特征在于，所述电动马达(10)的所述旋转转子(112)直接或间接地耦接到至少一个所述螺旋桨叶片(54)的至少一个外端，并且所述马达定子(111)至少在多个区段上围绕所述旋转转子周向布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.16 DE 102015000259.71.一种游泳和潜水辅助装置(10)，所述游泳和潜水辅助装置具有船体(11)，所述船体供使用者躺或站在所述船体上，所述游泳和潜水辅助装置具有流动通道(20)，所述流动通道布置在所述船体(11)中并且所述流动通道容纳由电动马达(10)驱动的螺旋桨(50)，所述螺旋桨具有安装在所述螺旋桨(50)的基部(52)上的径向向外指向的螺旋桨叶片(54)，其中所述电动马达(10)具有刚性布置的马达定子(111)以及在空间上邻近所述马达定子(111)设置的旋转转子(112)，其特征在于，所述电动马达(10)的所述旋转转子(112)直接或间接地耦接到至少一个所述螺旋桨叶片(54)的至少一个外端，并且所述马达定子(111)至少在多个区段上围绕所述旋转转子周向布置。2.根据权利要求1所述的游泳和潜水辅助装置(10)，其特征在于，所述螺旋桨叶片(54)的至少一部分的外端连接到螺旋桨环(56)，且所述旋转转子(112)布置在所述螺旋桨环(56)上，和/或所述螺旋桨叶片(54)的至少一部分的外端连接到环形转子壳体(114)，且所述旋转转子(112)布置在所述转子壳体(114)中。3.根据权利要求2所述的游泳和潜水辅助装置(10)，其特征在于，所述螺旋桨环(56)和/或所述转子壳体(114)在所述螺旋桨(50)上模制成一体。4.根据权利要求1至3中任一项所述的游泳和潜水辅助装置(10)，其特征在于，所述旋转转子(112)具有布置在所述旋转转子(112)的转动方向上的多个永磁体(112.1)，和/或所述马达定子(111)具有周向布置在所述旋转转子(112)移动的圆形路径上的多个电磁体(111.1)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的游泳和潜水辅助装置(10)，其特征在于，具有定子叶片(65)的流动定子(60)在水的流动方向上布置在所述螺旋桨(50)的下游，所述流动定子(60)经由所述定子叶片(65)直接或间接安装到所述流动通道(20)的壁，和/或用于容纳所述马达定子(111)的定子壳体(113)与所述定子叶片(65)的至少一部分的外端直接或间接地连接。6.根据权利要求5所述的游泳和潜水辅助装置(10)，其特征在于，所述电动马达(110)的所述定子壳体(113)在所述流动定子(60)上模制成一体。7.根据权利要求1至6中任一项所述的游泳和潜水辅助装置(10)，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯彼得·瓦尔普吉斯，
申请(专利权)人：凯亚戈有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT