(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが乗るまたは立つ船殻（１１）を備えた水泳・潜水補助具（１０）であって、前記船殻（１１）内に配置されており電気モータ（１０）によって駆動されるプロペラ（５０）を収容する流路（２０）を有し、前記プロペラ（５０）の基体部分（５２）に取り付けられた半径方向外向きのプロペラブレード（５４）を有し、前記電気モータ（１０）は、堅固に配置されたモータステータ（１１１）と、前記モータステータ（１１１）に空間的に割り当てられた回転ロータ（１１２）と、前記船殻（１１）に設けられた複数の把手（１６）を有する水泳・潜水補助具（１０）において、
前記電気モータ（１０）の前記ロータ（１１２）が少なくとも１つのプロペラブレード（５４）の少なくとも１つの外側端部に直接的または間接的に結合され、および、前記モータステータ（１１１）が少なくとも部分的に前記ロータの周りに円周方向に配置され、
ステータブレード（６５）を備えたフローステータ（６０）が水の流れ方向において前記プロペラ（５０）の下流に配置され、前記フローステータ（６０）が前記ステータブレード（６５）を介して前記流路（２０）の壁に直接的または間接的に取り付けられ、および／または、前記モータステータ（１１１）を収容するステータハウジング（１１３）が、前記ステータブレード（６５）の少なくとも一部の前記外側端部に直接的または間接的に接続されるとともに、
外部表面に成形された接触保護バー（７２）を有する接触保護部（７０）が、前記プロペラ（５０）から外方に面する前記フローステータ（６０）の側に配置され、前記接触保護バー（７２）が前記流路（２０）の壁に直接的または間接的に取り付けられ、および前記接触保護部（７０）の基体本体（７１）が前記フローステータ（６０）に接続されること、を特徴とする、水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項２】
前記プロペラブレード（５４）の少なくとも一部の前記外側端部がプロペラリング（５６）に接続され、前記ロータ（１１２）が前記プロペラリング（５６）上に配置されていること、および／または、前記プロペラブレード（５４）の少なくとも一部の前記外側端部が環状ロータハウジング（１１４）に接続され、前記ロータ（１１２）が前記ロータハウジング（１１４）内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項３】
前記プロペラリング（５６）および／または前記ロータハウジング（１１４）が前記プロペラ（５０）上に一体成形されていることを特徴とする、請求項２に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項４】
前記ロータ（１１２）が前記ロータ（１１２）の回転方向に配置された複数の永久磁石（１１２．１）を有すること、および／または、前記モータステータ（１１１）が、前記ロータ（１１２）が運動する円形経路の円周方向に配置された複数の電磁石（１１１．１）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項５】
前記電気モータ（１１０）の前記ステータハウジング（１１３）が前記フローステータ（６０）上に一体成形されていることを特徴とする、請求項１に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項６】
前記ロータ（１１２）および／または前記モータステータ（１１１）が前記流路（２０）の横方向凹部に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項７】
前記プロペラ（５０）が、前記流路（２０）内に配置されている回転可能に取り付けられたシャフト（９０）上に軸方向に固定されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項８】
前記シャフト（９０）が中空シャフトとして設計されていること、および／または、前記シャフト（９０）が炭素繊維強化プラスチック材料から製造されていることを特徴とする、請求項７に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項９】
基体（４１）およびセンタリングバー（４２）が施されたセンタリングデバイス（４０）が、前記流路（２０）を流れる水の流れ方向において前記プロペラ（５０）の上流に配置されること、および、前記センタリングデバイス（４０）が、直接または間接的に前記センタリングバー（４２）を介して前記流路（２０）の壁に取り付けられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項１０】
シャフト（９０）が取り付けられたベアリング（１０１、１０４）が前記センタリングデバイス（４０）およびフローステータ（６０）にそれぞれ配置されることを特徴とする、請求項９に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項１１】
第１のベアリングハウジング（４５）が前記センタリングデバイス（４０）の前記基体（４１）内に設計されること、フロントベアリング（１０１）が前記第１のベアリングハウジング（４５）内に保持されること、および、前記第１のベアリングハウジング（４５）が、取り外し可能な流入キャップ（３０）で前記流路（２０）に対して水密に閉鎖されることを特徴とする、請求項９に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項１２】
追加のベアリングハウジング（６３）がフローステータ（６０）のステータ基体（６１）内に設計されること、リアベアリング（１０１）が前記追加のベアリングハウジング（６３）に保持されること、および、前記追加のベアリングハウジング（６３）が取り外し可能ベアリング支持リング（１０５）によって水密に閉鎖されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【請求項１３】
水中駆動ユニットが、少なくとも、ロータハウジング（１１４）およびステータハウジング（１１３）を有する前記電気モータ（１１０）、センタリングデバイス（４０）、流入キャップ（３０）、フローステータ（６０）、ならびに、シャフト（９０）およびベアリング（１０１、１０４）を有する前記プロペラ（５０）から形成されることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の水泳・潜水補助具（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが乗るまたは立つ船殻を備えた水泳・潜水補助具に関し、これは、船殻内に配置されており電気モータによって駆動されるプロペラを収容する流路を有し、プロペラの基体部分に取り付けられた半径方向外向きのプロペラブレードを有し、電気モータは、堅固に配置されたモータステータと、モータステータに空間的に割り当てられた回転ロータとを有する。
【０００２】
この種の水泳・潜水補助具は、ドイツ特許第１０  ２００４  ０４９  ６１５号明細書から既知である。それらは、ユーザが上体の一部をウォータービークルの船殻の上側に置いている間に把持することができるハンドル構成を有する。プロペラが収容される流路が船殻内に配置されている。プロペラは、蓄電池を介して電気が供給される電気モータによって駆動される。この目的のために、プロペラは、駆動シャフトを介して電気モータに接続される。電気モータは、プロペラまで延伸する収容ハウジング内に保持される。駆動シャフトは、シールカセットを介してハウジングからプロペラへと案内される。このようにして水密に設計された収容ハウジングは、水に浸された水泳・潜水補助具の船殻内のチャンバ内に電気モータと共に配置され、その廃熱を流れ去る水に放出する。この目的のために、プロペラ、電気モータ、および関連する制御デバイスは、水中駆動ユニットとして設計され、流路内に配置される。
【０００３】
このような構成には、冷却によってコンパクトな設計および優れた効率が達成されるという利点に反して、電気モータが流路内に配置され、したがって水の流れに大きく影響を及ぼすという欠点がある。これは、特に、水泳・潜水補助具の迅速な加速のために高いトルクを提供する強力な電気モータに適用され、比較的直径が小さく、従って短いレバーアームを力伝達領域内に有する駆動シャフトを介してプロペラに上記トルクを伝達しなければならない。したがって、流路は、電気モータによって引き起こされるシャドウイングを補償するのに十分に大きい寸法にしなければならない。水泳・潜水補助具の寸法はそれによって影響を受ける。
【０００４】
したがって、ドイツ特許出願公開第１０  ２０１３  １００  ５４４号明細書には、プロペラが流路内に配置されたウォータービークルが提案されている。ウォータービークルの船殻にはフラッディングチャンバが設けられており、当該チャンバは浮上および潜水動作中に開口を通る水を介して水を充填される。電気モータおよび関連する蓄電池は、フラッディングチャンバ内に配置され、したがって流路内の流れに影響を与えることなく効率的に冷却される。電気モータからプロペラへのエネルギー伝達は、フラッディングチャンバから流路へと案内されるジャケット管内を案内される駆動シャフトを介して行われる。このようにして、電気モータは、流路の流れ領域から取り外される。しかし、電気モータはフラッディングチャンバ内の水との熱伝導接触によって依然として冷却される。
【０００５】
この構成では、駆動シャフトが必然的に延長されることによってウォータービークルに重量が追加されることが、特にスポーツデバイスの水の外への輸送に深刻な影響を与えることが不利である。駆動シャフトの質量慣性の増大は、駆動装置の動力学に影響を及ぼし、これは対応してより強力な電気モータによって補償されなければならず、これにはエネルギー消費が増大するという欠点がある。駆動シャフトが案内されることによる流路内の流れにおける干渉、および、駆動シャフトが案内される領域内の流路の、普通なら平滑な壁が遮断されることによる干渉によってさらに不都合が生じ、この干渉は効率を低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ドイツ特許第１０  ２００４  ０４９  ６１５号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０  ２０１３  １００  ５４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高ダイナミック駆動で低い自重を有する水泳・潜水補助具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、電気モータのロータが少なくとも１つのプロペラブレードの少なくとも１つの外側端部に直接的または間接的に結合され、モータステータが少なくとも部分的にロータの周りに円周方向に配置されることによって解決される。したがって、ロータは、回転軸に対して比較的大きな距離を有する大きな円形経路上を運動する。したがって、プロペラに伝達される高いトルクが達成される。高いトルクのために、プロペラの回転速度への迅速な変更を達成することができ、これは水泳・潜水補助具の高ダイナミック駆動を可能にする。
【０００９】
本発明の特に好ましい実施形態では、プロペラブレードの少なくとも一部の外側端部がプロペラリングに接続され、ロータがプロペラリング上に配置されること、および／または、プロペラブレードの少なくとも一部の外側端部が環状ロータハウジングに接続され、ロータがロータハウジング内に配置されることを設けてもよい。したがって、駆動力は、複数のプロペラブレードを介して伝達され、これにより、個々のプロペラブレードの機械的負荷が大幅に低減される。したがって、プロペラに非常に高い駆動力を伝達することが可能である。ロータの遠心力は、プロペラリングまたはロータハウジングに伝達される。プロペラリングまたはロータハウジングの直径方向に対向する領域に作用する牽引力は、互いに打ち消しあうので、プロペラブレードは引張荷重を受けない。これにより、プロペラブレードの寿命が延びる。プロペラリングは、ロータハウジングの内側基体を構成してもよい。ロータハウジングが使用される場合、ロータは水から保護される。
【００１０】
プロペラリングおよび／またはロータハウジングがプロペラ上に一体成形されているので、簡単で安価な生産を達成することができる。したがって、プロペラは、プロペラリングまたはロータハウジングと一緒に１つの作業工程で製造され得る。
【００１１】
ロータがロータの回転方向に配置された複数の永久磁石を有するという点、および／または、モータステータが、ロータが動く円形経路の円周方向に配置された複数の電磁石を有するという点で、電気モータの簡単で安全な設計が達成され得る。永久磁石を有するロータの設計により、ロータに電気を送る必要はない。したがって、回転構成要素への防水電気供給が排除される。複数の永久磁石および電磁石を使用することにより、多数の極対が達成される。これにより、高トルクの電気モータが得られる。
【００１２】
有利には、ステータブレードを備えたフローステータが水の流れ方向においてプロペラの下流に配置されること、フローステータがステータブレードを介して流路の壁に直接的または間接的に取り付けられること、および／または、モータステータを収容するステータハウジングが、ステータブレードの少なくとも一部の外側端部に直接的または間接的に接続されることを設けてもよい。ステータブレードは、水の回転運動の直線運動への変換が生じるように整列される。これにより、水の回転に蓄えられたエネルギーを、水泳・潜水補助具のために得ることができる。フローステータを流路上に取り付けることによって、フローステータは流路内に定置される。したがって、流路内で水の流速が高くてもその位置は変わらない。ステータは、好ましくは、ロータが運動する円形経路に対して円周方向に配置される。これにより、ステータが固定的に配置される。両方の要件は、フローステータに接続されたステータハウジングによって容易に満足され得る。
【００１３】
電気モータのステータハウジングがフローステータ上に一体成形されているので、簡単で安価な生産を達成することができる。したがって、電気モータのフローステータおよびステータハウジングは、１つの作業工程で製造することができる。
【００１４】
水泳・潜水補助具の所望の駆動を達成するためには、対応する水量が十分な速度まで加速されなければならない。これには十分に大きな流れ断面積が必要である。十分に大きな流れ断面積を達成することを可能にするために、ロータおよび／またはモータステータが流路の横方向凹部に配置されることを設けてもよい。このように、電気モータは、流路内に案内される水の主流の外側に配置される。このように、流路の断面は、電気モータが流路内に配置される設計とは対照的に、低減され得る。流路が船殻のかなりの部分を占有するので、水泳・潜水補助具全体は、駆動力を低下させることなく、よりコンパクトに設計することができる。
【００１５】
流路内に配置された回転可能に取り付けられたシャフト上にプロペラを軸方向に固定することによって、プロペラの簡単で堅固な取り付けを達成することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態に対応して、シャフトが中空シャフトとして設計されること、および／または、シャフトが炭素繊維強化プラスチック材料から製造されることを設けてもよい。シャフトを中空シャフトとして実装することによって、シャフトの安定性および剛性を実質的に損なうことなく軽量化を達成することができる。炭素繊維強化プラスチック材料（ＣＦＲＰ）は、金属から製造されたシャフトと比較して、非常に高い剛性を同時に伴いながら、著しく低い密度を有する。したがって、プロペラを回転可能に取り付けるため、および、プロペラから水泳・潜水補助具の船殻に推進力を伝達するために、ＣＦＲＰ製のより軽いシャフトを使用することができる。したがって、水泳・潜水補助具は、水の外側でより容易に運ばれ得る。より低い質量によって引き起こされるモータシャフトのより低い慣性は、電気モータによって提供される同じ電力で水泳・潜水補助具の原動力の増加をもたらし、これは、水上スポーツデバイスとしての水泳・潜水補助具の必須の利点を表す。これは、使用される電気モータの設置可能な出力および関連するエネルギー貯蔵の貯蔵能力が、運搬可能な水上スポーツデバイスにおいては強く制限されるため、特に当てはまる。
【００１７】
好ましくは、基体およびセンタリングバーが施されたセンタリングデバイスが、流路を流れる水の流れ方向においてプロペラの上流に配置されること、および、センタリングデバイスが、直接または間接的にセンタリングバーを介して流路の壁に取り付けられることを設けてもよい。プロペラは、固定式に保持されたセンタリングデバイスに回転可能に取り付けられてもよい。それによって、センタリングバーは、流れ去る水に対して低い流れ抵抗を提供するように、流線形に成形される。
【００１８】
強い力がプロペラに作用し、この力は、水が流路内を乱流して流れるので、回転軸を横断する方向においても、プロペラに作用する。これらの力を安全に遮断し、かつ依然としてプロペラの円滑な回転を可能にするために、シャフトが取り付けられたベアリングがセンタリングデバイスおよびフローステータにそれぞれ配置されることを設けてもよい。シャフトの振動および曲がりは、両側取り付けによって防止することができる。これにより、プロペラの半径方向の位置がしっかりと取り付けられる。これは、ロータと、ロータの半径方向外側に取り付けられたステータとの間にほんの小さい隙間を設けることを可能にする。これらの対策により、高効率の電気モータが得られる。ロータとステータとの間、またはロータハウジングとステータハウジングとの間の衝突を安全に防止することができる。
【００１９】
シャフトを恒久的かつ円滑に取り付けることができるように、第１のベアリングハウジングがセンタリングデバイスの基体内に設計されること、フロントベアリングが第１のベアリングハウジング内に保持されること、および、第１のベアリングハウジングが、取り外し可能な流入キャップで流路に対して水密に閉鎖されることを設けてもよい。したがって、フロントベアリングは水分から保護される。メンテナンスが必要な場合、流入キャップを取り外すことによって、フロントベアリングに容易に手が届くことができる。
【００２０】
追加のベアリングハウジングがフローステータのステータ基体内に設計される点、リアベアリングが追加のベアリングハウジングに保持される点、および、追加のベアリングハウジングが取り外し可能ベアリング支持リングによって水密に閉鎖されるという点で、シャフトの恒久的で滑らかな取り付けがさらに達成され得る。したがって、リアベアリングは水分から保護される。メンテナンスが必要な場合、ベアリング支持リングを取り外すことによって、リアベアリングに容易に手が届く。
【００２１】
水泳・潜水補助具は水上スポーツデバイスとして機能する。この目的のために、水泳・潜水補助具は、ユーザがデバイス上で自分自身を傷つけないように設計されなければならない。ユーザが走行中のプロペラに触れるのを防ぐために、その上に成形された接触保護バーを有する接触保護部が、プロペラから外方に面するフローステータの側に配置されること、接触保護バーが流路の壁に直接的または間接的に取り付けられること、および、好ましくは接触保護部の基体本体がフローステータに接続されることを設けてもよい。これにより、接触保護バーは、水の流れにできるだけ影響を与えないように、ただし、流路への到達を防止するように設計される。接触保護部の基体本体がフローステータに接続されている場合、これは流路に対して付加的に支持することができる。これにより、シャフトのリアベアリングの位置がさらに安定し、ひいてはプロペラの半径方向の位置が安定する。
【００２２】
本発明の特に好ましい実施変形形態に対応して、水中駆動ユニットが、少なくとも、ロータハウジングおよびステータハウジングを有する電気モータ、センタリングデバイス、流入キャップ、フローステータ、ならびに、シャフトおよびベアリングを有するプロペラから形成されることを設けてもよい。水中駆動ユニットは、モジュールとして予め組み立てられ、流路に設置されてもよい。これにより、水泳・潜水補助具の組み立てが大幅に簡素化され、生産コストが削減される。
本発明は、図面に示される実施形態に基づいてより詳細に以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
(図１)水泳・潜水補助具を後ろから見た斜視側面図である。
(図２)図１に示されている水泳・潜水補助具を下から見た斜視図である。
(図３)水泳・潜水補助具の、開放された状態で描かれた流路の領域における側方切断図である。
(図４)同様に断面で示されている水中駆動ユニットを備えた、水泳・潜水補助具の横切断図である。
(図５)プロペラの領域における、図４に示されている切断図の一部を示す図である。
(図６)フロントベアリング領域における、図４に示されている切断図の一部を示す図である。
(図７)リアベアリング領域における、図４に示されている切断図の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、水泳・潜水補助具１０を後ろから見た斜視側面図で示す。水泳・潜水補助具１０は、船殻１１を有する。船殻１１は、上部１１．６と下部１１．４とから組み合わされている。上部１１．６には、船殻１１の両側に配置された２つの把手１６が設けられている。ユーザは、これらの把手１６を保持し、把手１６に取り付けられた操作要素１６．１を用いて水泳・潜水補助具１０を制御することができる。特に、水泳・潜水補助具１０のエンジン出力をここで変更することができる。把手１６を保持しているユーザは、ディスプレイ１３の後ろの領域の接触面１１．３上で、上部１１．６に上半身を置く。ベルトシステムを固定するために、接触面１１．３にはホルダ１１．７が取り付けられており、これによりユーザは水泳・潜水補助具１０に自身をベルト締めすることができる。充電ソケット用のキャップ１２が接触面１１．３の前に配置されており、充電ソケットはキャップの裏側にあるように示されている。船殻１１に収容された蓄電池は、充電用ソケットを介して充電することができる。
【００２５】
運搬ハンドル１１．２が、船殻１１の側面に配置されており、これによって水泳・潜水補助具１０を水の外に運搬することができる。
【００２６】
取外し可能な保護カバー１４が、走行方向においてディスプレイ１３の上流で、２つの把手１６の間で船殻１１に固定されている。保護カバー１４は、水泳・潜水補助具１０の組み立て部（図示せず）に重なる。通気開口１５．１が保護カバー１５内に横方向に設けられ、これは、船殻１１内に設けられ図３に示されているフラッディングチャンバ１７に接続されている。
【００２７】
船首１１．１の領域には水注入口１５．２が設けられており、この領域を介して水がフラッディングチャンバ１７に流入することができる。フラッディングチャンバ１７は、この目的のために、保護カバー１４の通気開口１５．１を介して通気することができる。水泳・潜水補助具装置１０の浮力は、浮上および潜水動作の両方が可能となるように所定の浮力が維持されるように水が満たされたフラッディングチャンバ１７によって調整される。スラットによって覆われた水出口開口１５．３が、水泳・潜水補助具１０の船尾１１．５上に配置され、同様にフラッディングチャンバ１７に接続する。フラッディングチャンバ１７は浸水されており、水は、水泳・潜水補助具装置１０が水中に置かれると直ちに水入口開口１５．２および水出口開口１５．３に浸入する。水泳・潜水補助具１０が走行モードに移行するとすぐに、フラッディングチャンバ１７内に流れが発生する。これにより、水は水入口開口１５．２を介してフラッディングチャンバ１７に入る。水は、フラッディングチャンバ１７を通って流れ、それによってフラッディングチャンバ１７に保持された電気部品、例えば水泳・潜水補助具１０を駆動するために必要な蓄電池に掛かる。これにより、水は電気部品の消散電力を受け入れ、電機部品を冷却する。フラッディングチャンバ１７を通って流れた後、水は、水出口開口１５．３を通ってフラッディングチャンバを出、水出口開口１５．３は、流路２０の噴出口２６の両側に対称に配置される。接触保護部７０が、流路２０の端部側に配置され、ユーザが流路２０内に到達することを防止する。
【００２８】
図２は、図１に示されている水泳・潜水補助具１０を下から見た斜視図で示す。
【００２９】
図１に示す水入口開口は、船殻１１の船首１１．１に見える。側方溢流開口１７．１が、船殻１１の下部１１．４の側部に設けられている。下部１１．４の前方領域に追加の下方溢流開口１７．２が導入され、船殻１１に成形されたリブによって覆われる。流路２０の左右の流入開口２１．１、２１．２が、下部１１．４の中央に配置されている。流入開口２１．１、２１．２は、ガイド要素２２．１によって互いに分離されている。保護バー２２．２、２２．３が、入口開口２１．１、２１．２の領域に配置されている。
【００３０】
溢水開口１７．１、１７．２は、水入口開口１５．２と同様に、図３に示すフラッディングチャンバ１７に接続されている。水泳・潜水補助具１０が水中に置かれると、水は溢水開口１７．１、１７．２および水入口開口１５．２を通ってフラッディングチャンバ１７に流れ、それによって、水泳・潜水補助具１０の所望の浮力を調節する。水泳・潜水補助具１０が水から取り除かれると、水はフラッディングチャンバ１７から溢水開口１７．１、１７．２を通じて、また、フラッディングチャンバ１７から水入口開口１５．２を通って排出することができ、それによって水泳・潜水補助具１０が大きく重量を失い、したがって容易に運搬可能になる。
【００３１】
水は、図３に示されており、流路２０内に配置されているプロペラ５０によって入口開口２１．１、２１．２を介して吸引され、流路２０を通って図１に示す噴出口２６へと加速される。水泳・潜水補助具のための推進はこのようにして行われる。ガイド要素２２．１および保護バー２２．２、２２．３は、大きな異物が吸入されるのを防止するか、またはユーザが走行しているプロペラ５０に触れることを防止する。さらに、ガイド要素２２．１およびその前に配置されたリブは、水泳・潜水補助具１０の走行モードにおいて安定化効果を有する。
【００３２】
図３は、水泳・潜水補助具１０を、開放された状態で描かれた流路２０の領域における側方切断図で示す。したがって、切断面は、走行方向において水泳・潜水補助具１０の中央長手方向面に平行に且つ右に延伸する。
【００３３】
流路２０は、水泳・潜水補助具１０の下側から船尾まで湾曲して船殻１１内に案内される。流路２０は、流入口２１．１、２１．２に向かう走行方向において左前流路ハーフシェル２３および右前流路ハーフシェル２４によって、形成されている。流路ハーフシェル２３、２４は、互いに正確に接合され、接続要素によって接続される。このようにして、前方チャネル部分が滑らかな表面で形成される。水泳・潜水補助具１０の後方領域における流路２０の周囲の空間も部分的に囲むフラッディングチャンバ１７の一部が、走行方向において流路２０の前方に示されている。
【００３４】
割り当てられた電気モータ１１０を有するプロペラ５０と、流れ方向においてプロペラ５０の上流に配置されたセンタリングデバイス４０と、センタリングデバイス４０に差し込み式に取り付けられた流入キャップ３０と、流れ方向においてプロペラ５０の下流に配置されたフローステータ６０と、取り付けられた端部キャップ８０を有する後続の接触保護部７０とを備える水中駆動ユニットが、流路２０内に配置されている。
【００３５】
接触保護部７０が、噴出管２５の領域に配置されている。噴出管２５は、流れ方向においてフローステータ６０の下流に配置されている。噴出管は、フローステータ６０と噴出口２６との間に流路２０を形成する。
【００３６】
噴出口２６の周方向にある保持リング１９および接続リング１８が、噴出管２５から船殻１１への接続を形成する。
【００３７】
プロペラ５０は、半径方向外向きに突出するプロペラブレード５４がその上に成形される基体部分５２を有する。プロペラブレード５４は、本実施形態においてはプロペラ５０の右回転において、流入開口２１．１、２１．２から水を吸引し、噴出口２６から排出するように、基体部分５２に対して斜めに整列している。
【００３８】
プロペラ５０を駆動するために、電気モータ１１０のロータ１１２が接続されている。ロータ１１２は、この目的のために、プロペラ５０のプロペラブレード５４の外側端部に直接結合されている。プロペラ５０の回転中、ロータ１１２は、プロペラ５０の周りの円形経路上を動く。この円形経路の周りに電気モータ１１０のモータステータ１１１が配置されている。
【００３９】
駆動力は、モータステータ１１１とロータ１１２との間に発生する。プロペラ５０への駆動力の伝達は、ロータ１１２によってプロペラブレード５４の端部で行われる。したがって、大きなトルクが発生する大きな半径で力の伝達が行われる。暗黙的に、プロペラ５０の非常に速い回転速度変化、したがって水泳・潜水補助具１０の速度変化が、電気モータ１１０の所与の出力で実現される。
【００４０】
流路ハーフシェル２３、２４と、プロペラブレードの円形経路の外径と、噴出管２５とによって決定される、流路２０の流路断面の側にモータステータ１１１とロータ１１２とが配置されている。したがって、電気モータ１１０は、流路２０内で加速される水の主流の領域には存在せず、したがって、利用可能な流れ断面、ひいては水の流れに悪影響を与えない。したがって、流路２０を通る体積流量が同一である場合、従来通り駆動シャフトに作用する電気モータ１１０が流路２０に設けられている構成と比較して、より直径が小さい流路２０を設計することができる。これにより、水泳・潜水補助具１０の全体設計をよりコンパクトに構成することができる。
【００４１】
センタリングデバイス４０は、半径方向外側に整列されたセンタリングバー４２が接続された流線形基体４１を有し、上記センタリングバーは同様に流線形に設計されている。センタリングデバイス４０が、センタリングバー４２を用いて流路ハーフシェル２３、２４に取り付けられている。流入キャップ３０は、センタリングデバイス４０の基体４１に流れ方向とは反対に取り付けられている。流入キャップ３０は同様に流線形流入面３１を有し、流入面３１は基体４１の表面に徐々に移行する。基体４１の直径は、プロペラ５０の基体部分５２の直径に対してプロペラ５０に向かって適合されている。流入キャップ３０、センタリングデバイス４０の基体４１、およびプロペラ５０の基体部分５２のこの形状のために、流路２０を通って流れる水に対して低い流れ抵抗が達成される。
【００４２】
フローステータ６０は、半径方向外側に向いたステータブレード６５がその上に配置されたステータ基体６１を有する。ステータブレード６５は、流路２０に端部側で直接接続されている。したがって、フローステータ６０は、流路２０内に固定的に配置される。
【００４３】
ステータブレード６５は、水の流れ方向に沿って湾曲して設計されている。プロペラ５０に面するステータブレード６５の端部は、プロペラ５０の回転方向に対して所定の角度で湾曲している。対照的に、プロペラ５０から外方に面するステータブレード６５の端部は、プロペラ５０の回転軸にほぼ平行に延伸する。水は、螺旋状の経路でプロペラ５０を出る。ステータブレード６５の形状のために、フローステータ６０は流路１８［原文通り：２０の誤り］を通って流れる水の回転に反して作用し、水は流れステータ６０の下流で実質的に回転せず、噴出口２６に流れる。これにより、水の回転エネルギーは直線運動エネルギーに変換され、したがって、水泳・潜水補助具１０を駆動するように機能する。
【００４４】
ステータ基体６１の直径は、プロペラ５０の基体部分５２の直径に少なくともほぼ対応することが好ましい。したがって、水のプロペラ５０からフローステータ６０への移行時に、より低い流れ抵抗が達成される。
【００４５】
接触保護部７０が、放射状に配置された接触保護バー７２を介して流路２０の噴出管２５に接続されている。したがって、接触保護部７０は、流路２０内に固定的に配置される。接触保護バー７２は、流線形に設計されている。接触保護バーは、内側端部において、接触保護部７０の基体本体７１に接続されている。基体本体７１は、流線形プロファイルを有する。フローステータ６０に向かう基体本体７１の直径は、フローステータ６０のステータ基体６１の直径に少なくともほぼ対応する。したがって、水のフローステータ６０から接触保護部７０への移行時に、より低い流れ抵抗が達成される。基体本体７１の直径は、噴出口２６に向かって先細になっている。それによって、外面は、好ましくは、一定距離をおいて噴出管２５の表面の過程に追従する。基体本体７１の表面と噴出管２５との間の距離は、流れ去る水の流れ断面を画定する。流れ断面は、より大きな体積流量が十分に大きな断面によって許容されるように、基体本体７１および噴出管２５の形状によって選択されるが、可能な限り最小限の断面によって、噴出口２６に向かう水の高い流速が同時に課される。
【００４６】
接触保護部７０の基体本体７１は、端部キャップ８０によって端部側で終端されている。キャップ開口８１がエンドキャップ８０に導入される。中空体として設計された基体本体７１からの水は、キャップ開口８１を通って流出することができる。
【００４７】
図４は、同様に断面で示されている水中駆動ユニットを備えた、水泳・潜水補助具１０を、横切断図で示す。
【００４８】
図３に示す描写とは対照的に、図４の切断面は、水泳・潜水補助具の中央縦断面に沿って延伸し、それによって、水中駆動ユニットの構成要素もまた切断面で示される。
【００４９】
プロペラ５０は、図５においてより詳細に説明されるように、シャフト９０に固定される。センタリングデバイス４０には、第１のベアリングハウジング４５が取り付けられている。シャフト９０が、第１のベアリングハウジング４５に回転可能に取り付けられている。これは図６に詳細に示されている。第２のベアリングハウジング６３が、フローステータ６０取り付けられている。シャフト９０は、第２のベアリングハウジング６３に回転可能に取り付けられている。第２のベアリングハウジングは、図７に拡大して示されている。
【００５０】
接触保護部７０の基体本体７１は、中空体として設計されている。水は、同様に中空体として設計された端部キャップ８０のキャップ開口８１を通って基体本体７１を出入りして流れることができる。
【００５１】
図示されているように、左前流路ハーフシェル２３は、左ジョイントプロファイル２３．１と、流路２０の中央縦断面に沿った取付けアイレット２３．２とを有する。図３に示す右前流路ハーフシェル２４は、その縁部が左ガイド［原文通り］プロファイル２３．１に固定されて取り付けられ、２つの流路ハーフシェル２４［原文通り：２３、２４の誤り］は、適切な固定手段、好ましくは、取付けアイレット２３．２を通って案内されるねじによって堅固に接続される。シール材料を、左ジョイントプロファイル２３．１に挿入することができる。
【００５２】
図５は、プロペラ５０の領域における、図４に示されている切断面描写の一部を示す。
【００５３】
シャフト９０は、中空シャフトとして実装される。シャフト９０は、有利には炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から製造される。シャフトは、中央領域９１と、水の流れ方向に対向して整列された前方シャフトベアリング区画９３と、前方シャフトベアリング区画９３と直径方向に正反対に位置する後方シャフトベアリング区画９４とに分割される。
【００５４】
前方シャフトベアリング区画９３には、フロントベアリング１０１を用いてシャフト９０が取り付けられている。フロントベアリング１０１はアンギュラボールベアリングとして設計されている。フロントベアリング１０１は、図６を参照してより詳細に説明するように、センタリングデバイス４０の第１ベアリングハウジング４５の内側のロックナット１００によって保持される。
【００５５】
後方シャフトベアリング区画９４には、リアベアリング１０４を用いてシャフト９０が取り付けられている。リアベアリング１０４は溝付きボールベアリングとして設計されている。
【００５６】
プロペラは、シャフト９０の中央領域９１内で内側シリンダ５１を使用してシャフト９０に取り付けられている。内側シリンダ５１は、好ましくはシャフト９０に接着される。内側シリンダ５１上には、プロペラ支柱５３が成形されている。プロペラ支柱５３は、シャフト９０の中心縦軸に対して部分的に横方向にかつ部分的に平行に位置合わせされている。プロペラ支柱５３は、その外側端部がプロペラ５０の基体部分５２に接続されている。プロペラ支柱は、好ましくは、基体部分５２上に一体成形されている。したがって、プロペラ支柱５３は、内側シリンダ５１とプロペラ５０の基体部分５２との間の堅固な接続を形成する。ハブ領域が、内側シリンダ５１と基体部分５２との間の空洞として設計されている。ハブ領域は、シャフト９０の中心縦軸に対して横方向に整列されたプロペラ支柱５３によって、センタリングデバイス４０に面する前方チャンバと、フローステータ６０に面する後方チャンバとに分割される。通路（図示せず）が、これらの横方向に延伸するプロペラ支柱５３に導入される。プロペラ５０が回転しているとき、水は、通路を通って前方チャンバから後方チャンバへ搬送される。
【００５７】
前方接続内側肩部５２．１が、その縁部がセンタリングデバイス４０に面して基体部分５２上に形成され、後方接続内側肩部５２．２が、直径方向に正反対の縁部に形成される。基体部分５２の外周には、プロペラブレード５４が固定される。プロペラブレード５４は、好ましくは、基体部分５２上に一体成形されている。プロペラブレード５４の外側端部は、基体部分５２に対して一定の円周方向距離をおいて、接続領域５４．１を介してプロペラリング５５に接続されている。したがって、プロペラリング５５は、シャフト９０の回転軸を中心として回転対称に配置される。ロータハウジング前壁５６が、プロペラリング５５に対して半径方向外側に向けて成形されている。内側シリンダ５１、プロペラ支柱５３、基体部分５２、プロペラブレード５４、プロペラリング５５、およびロータハウジング前壁５６は、好ましくは一体として製造される。
【００５８】
フローステータ６０のステータ基体６１が、接続要素６２を介して第２のベアリングハウジング６３に接続されている。図示の実施形態では、接続要素６２は、漏斗形状に設計されている。接続要素６２は貫通開口（図示せず）を有し、これを通って水がハブ領域の後方チャンバから接触保護部７０の基体部分７１の内側チャンバへと逃げることができる。ステータ基体６１上には、前方接続外側肩部６１．１がプロペラ５０に向けて整列されて形成されている。前方接続外側肩部６１．１は、プロペラ５０の基体部分５２の後方接続内側肩部とわずかな距離をおいて重なり合う。このために、ステータ基体６１は、プロペラ５０の基体部分５２と少なくともほぼ同じ外径を有する。後方接続外側肩部６１．２は、前方接続外側肩部６１．１と直径方向に正反対のステータ基体６１上に成形される。ステータブレード６５はステータ基体６１に固定されている。したがって、ステータブレード６５は、好ましくは、ステータ基体６１に一体的に成形される。ステータブレード６５は、図３に既に示されているように、ステータ基体６１に対して半径方向に整列している。ステータブレード６５の外側端部はステータ外側リング６６に接続されている。ステータ外側リング６６は、プロペラ５０の回転軸に対して円周方向に配置されている。ステータ外側リング６６は、プロペラリング５５の縁部の手前に短い距離をおいてプロペラ５０に面する縁部で終端している。ステータ外側リング６６の外面には後方ハウジング壁６７が成形されている。示されている描写の切断面はハウジング壁６７の補強された領域を貫通しており、そこにはねじ孔６７．１がねじ１１６を収容するために導入されている。ねじ孔６７．１を有するそのような補強領域は、ハウジング壁６７に沿って離間して設けられている。ハウジング壁６７は、その間に薄壁として設計されている。プロペラリング５５と一定の半径方向距離をおいて重なり合っているハウジングカバー６８が、ハウジング壁６７上に成形されている。ねじ１１６を受け入れるためのねじ付きレセプタクル６８．１が、ハウジングカバー６８の前面に導入される。
【００５９】
第２のベアリングハウジング６３、接続要素６２、ステータ基体６１、ステータブレード６５、ステータ外側リング６６、後方ハウジング壁６７、およびハウジングカバー６８は、好ましくは一体的に設計される。
【００６０】
噴出管２５は、ねじ１１６によってハウジング壁６７に固定される。半径方向に整列したフランジ２５．１がこの目的のために噴出管２５上に成形されており、その中に、ねじ１１６を導くための孔がハウジング壁６７のねじ孔６７．１に正確に導入される。
【００６１】
接触保護部７０の基体本体７１は、フローステータ６０に面した端部に組み込まれた階段形状のステータ接続領域７１．１を有する。ステータ接続領域７１．１は、ステータ基体６１の後方接続外側肩部６１．２に挿入され、それによって、周方向のプラグ接続が形成される。ステータ接続領域７１．１と後方接続外側肩部６１．２との間には、第４のシールリング１２３が設けられている。第４のシールリング１２３は、基体本体７１の内部を流路２０から密閉する。
【００６２】
センタリングデバイス４０は、流れ方向においてプロペラ５０の上流に配置されている。センタリングデバイス４０の回転対称基体４１は、プロペラ５０の基体部分５２への移行領域において基体部分５２と同じ外径を有する。これによって、流れ去る水に対する流れ抵抗が低くなる。基体４１の外径は、流入キャップ３０に向かう凹状のカーブに沿って先細になっている。基体４１は、プロペラ５０に向かう接続肩部４１．１を有する。接続肩部４１．１は、プロペラ５０の基体部分５２の後方接続内側肩部５２．２とわずかに半径方向距離をおいて重なり合っている。センタリングバー４２は、基体４１に半径方向に整列して取り付けられている。センタリングバー４２は、それによって、好ましくは基体４１上に一体成形される。センタリングバー４２は、基体４１に対して接線方向に向かう延伸において細長く設計されている。それらはしたがって、低い流れ抵抗で流れ去る水に対抗する。センタリングバー４２は、基体４１の長さの半分にわたって軸方向に整列して重なり合っている。流入する水に対抗するそれらの前縁は、水の流れ方向において基体に向かって増大する半径方向距離で下方に傾斜する。この方策がまた、流れ去る水の流れ抵抗を減少させる。センタリング外側リング４３がセンタリングバー４２の外側端部に固定されている。センタリング外側リング４３はセンタリングバー４２に一体的に接続されていることが好ましい。半径方向外向きに整列された前方ハウジング壁４４が、センタリング外側リング４３上に固定されており、特に一体として成形されている。前方ハウジング壁４４は、その外径がハウジングカバー６８まで延伸し、上記ハウジングカバーの前面と接触する。組み立て孔４４．１がハウジング壁４４に設けられている。組み立て孔４４．１は、ハウジングカバー６８のねじ付きレセプタクル６８．１に一致して配置される。ハウジング壁４４およびハウジングカバー６８は、組み立て孔４４．１を通って案内され、ねじ付きレセプタクル６８．１にねじ込まれるねじ１１６を使用して堅固に接続される。
【００６３】
戻り止め突起４３．１が、センタリング外側リング４３の外面上に成形されている。戻り止め突起４３．１は、本実施形態では、センタリング外側リング４３上に成形された円周方向ビードとして設計されている。しかし、半球状の戻り止め突起４３．１は、センタリング外側リング４３の周りに離間して設けられてもよい。センタリングデバイス４０は、そのセンタリング外側リング４３によって、流路ハーフシェル２３、２４によって形成された流路２０に挿入される。センタリング外側リング４３はそれによって、流路ハーフシェル２３、２４が端部側で前方ハウジング壁４４に接触するか、または流路ハーフシェル２３、２４が前方ハウジング壁４４の正面に直に配置されるまで、流路２０に挿入される。この位置において、戻り止め突起４３．１は、流路ハーフシェル２３、２４に組み込まれた円周方向戻り止めレセプタクルにスナップ嵌めされる。したがって、センタリングデバイス４０は、流路２０内に堅固に固定される。
【００６４】
内側に向けられた第１のベアリングハウジング４５が、センタリングデバイス４０の基体４１上に成形されている。第１のベアリングハウジング４５は、第１のシール領域４５．１を介して、水の流れの反対側に向いた基体４１の端部に取り付けられている。第１のベアリングハウジング４５は鍋状のプロファイルを有し、基体４１への接続は鍋のふちで行われる。第１のベアリングハウジング４５は、水の流れ方向に整列した基体４１によって形成された空洞内に配置される。第１のベアリングハウジング４５と基体４１との間の中間空間は、シーリングコンパウンド４７によって充填される。したがって、この領域には水が集まらない。流入キャップ３０は、第１のシール領域４５．１において基体４１に取り付けられている。
【００６５】
電気モータ１１０のモータハウジング１１７は、ハウジングカバー６８と、後方ハウジング壁６７と、前方ハウジング壁４４とによって形成されている。モータハウジング１１７は、ステータ外側リング６６、プロペラリング５５、およびセンタリング外側リング４３によって流路２０に向かって区切られている。したがって、モータハウジング１１７は、流路２０を流れる水の、流路２０の直径によって予め定められる流れ断面の半径方向外側に配置される。モータハウジング１１７の半径方向外側領域は、ステータハウジングカバー１１３．１によって分離されている。分離された領域は、ステータハウジング１１３を形成する。電気モータ１１０のモータステータ１１１は、ステータハウジング１１３内に配置されている。モータステータ１１１は、所定数の電磁石から構成されている。これらの電磁石は、環状ステータハウジング１１３に沿って所定の規則的または不規則な間隔１１３［原文通り］で配置される。少なくとも１つのコイル１１１．１が各電磁石に割り当てられる。ステータハウジング１１３の空洞は、好ましくは、シーリングコンパウンドでシールされる。このようにして、モータステータ１１１がシーリングコンパウンド内に埋め込まれる。
【００６６】
モータハウジング１１７の内部には、プロペラリング５５、ロータハウジング前壁５６、ロータハウジングカバー１１４．１によってロータハウジング１１４が形成されている。ロータハウジングカバー１１４．１が、プロペラリング５５から離れて半径方向外側に配置される。一方の側では、ロータハウジングカバー１１４．１はロータハウジング前壁５６に接する。電気モータ１１０のロータ１１２が、ロータハウジング１１４内に取り付けられている。ロータ１１４は、所定数の永久磁石１１２．１によって形成される。これらの電磁石は、環状ロータハウジング１１４に沿って所定の規則的または不規則な間隔１１３［原文通り］で配置される。ロータ１１４および／または永久磁石１１２．１は、ロータハウジング１１４内に導入されるシーリングコンパウンドに埋め込まれる。したがって、ロータ１１４および／または永久磁石１１２．１は、ロータハウジング１１４に接続される。ロータハウジングカバー１１４．１も同様にシーリングコンパウンドで固定される。空隙１１５が、ステータハウジングカバー１１３．１とロータハウジングカバー１１４．１との間に形成される。
【００６７】
電気モータ１１０は、設計上、リングモータまたはトルクモータに対応する。したがって、電気モータ１１０は内部ロータとして設計される。ロータ１１２は、電気モータ１１０の回転軸から大きな半径方向距離をおいて配置されているため、この設計によって高いトルクが達成され得、プロペラ５０に伝達される。さらに、トルクは、対応する数の電磁石および永久磁石１１２．１による多数の極対によって増加することができる。したがって、プロペラ５０の回転速度の迅速な変化、したがって水泳・潜水補助具１０の速度の迅速かつ動的な変化を達成することができる。
【００６８】
モータハウジング１１７は、好ましくは、流路２０およびプロペラブレード５４の直径によって決定される水の流れ横断面の外側にある。したがって、利用可能な流れ断面積は、既に説明した利点を有する電気モータ１１０によって低減されない。
【００６９】
モータハウジング１１７は、流路２０に対してシールされていない。プロペラリング５５とステータ外側リング６６またはセンタリング外側リング４３との間にはそれぞれ隙間が形成され、その中を通って水がモータハウジング１１７に流入することができる。モータステータ１１１およびロータ１１２は、流入する水に対してステータハウジング１１３またはロータハウジング１１４の内部にシールされている。電気モータ１１０からの廃熱は、流れ去る水によって効率的に除去される。これにより、電気モータ１１０の効率が高まる。モータステータ１１１および／またはロータ１１２は、特に、それぞれ設けられたシーリングコンパウンドによって水の浸入から保護される。シーリングコンパウンドは同様に、良好な熱伝導特性を有する熱ブリッジを形成し、それによって、電気モータ１１０からの廃熱を効率的に周囲の水に放出することができる。
【００７０】
シャフト９０は、有利にはプロペラ５０の２つの側面に取り付けられる。したがって、流れ去る水によってプロペラ５０に伝達される高い横方向の力が、安全に吸収され得る。シャフト９０の撓みまたはシャフト９０およびプロペラ５０の振動を防止することができる。これにより、モータステータ１１１とロータ１１２との間に形成される空隙１１５を常に一定に保つことができる。これによって、走行が非常に静かになる。さらに、駆動力は、空隙１１５の変動する幅に影響されない。ロータハウジング１１４とステータハウジング１１３との衝突が安全に防止される。
【００７１】
シャフト９０が中空シャフトとして設計されているため、シャフト９０の剛性に実質的に影響を及ぼすことなく重量を節約することができる。より軽い重量は、本発明の水泳・潜水補助具のような運搬可能な水上スポーツデバイスにとって必須の利点である。重量は、シャフトが炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を含む点でさらに低減される。
【００７２】
ＣＦＲＰは、シャフト９０を製造するために使用される従来の材料、例えばスチールと比較して同時に高い剛性で大幅に軽量化されるという利点を提供する。スチールと比較して、ＣＦＲＰから製造されたシャフト９０は、振動に対する傾向が著しく低く、これにより同心走行が改善され、騒音が低減される。さらに、重量が軽くなり、振動が減少すると、ベアリング１０１、１０４の負荷が減少し、それによって、シャフト９０がその中心縦軸を中心として回転可能に取り付けられ、これによりベアリング１０１、１０４の摩耗が低減し、したがってその寿命が長くなる。ＣＦＲＰ製のシャフト９０の慣性質量は、スチール製のシャフト９０に対して大幅に低減され、これにより、シャフト９０したがってプロペラ５０の回転速度の所望の変化により高い動力が生じる。同時に、プロペラ５０を用いてシャフト９０を加速するためのエネルギー消費が減少し、蓄電池駆動水泳・潜水補助具１０の動作時間の延長につながる。
【００７３】
シャフト９０の剛性を高めるために、シャフトは多層として設計されてもよい。炭素繊維マットがプラスチックマトリックス内の種々の配向の炭素繊維で構成されている内層の後に、整列した炭素繊維を有する層が続く。これらは、好ましくは、繊維方向に非常に高い、例えば４００，０００Ｎ／ｍｍ２を超える弾性係数を有する高弾性率の炭素繊維として設計される。本実施形態では、高弾性率の炭素繊維は、シャフト９０の剛性および曲げ強度を高めるために、シャフト９０の長手延伸方向に本質的に整列している。代替的または付加的に、シャフト９０の長手方向延伸を横切って配置された高弾性率の炭素繊維を有するＣＦＲＰ層を設けることもできる。この構成では、追加の炭素繊維は、シャフト９０のねじり強度を増加させる。
【００７４】
シャフト９０の表面は、部分的に切削、研削、または研磨される。これらの製造後工程により、シャフト９０の正確に回転対称な輪郭が得られ、これによって良好な同心走行がもたらされる。表面の亀裂が除去され、亀裂の端部に機械的負荷を形成するノッチ応力が防止されるか、少なくとも低減される。シャフト９０の破損の可能性が減少し、その耐久性が増加する。後処理において炭素繊維が損傷するのを防止するために、シャフトは、炭素繊維を含まない外側仕上げプラスチック層を有する。
【００７５】
シャフト９０の中心縦軸に部分的に横方向かつ部分的に平行に整列されたプロペラ支柱５３のために、プロペラ５０の内側シリンダ５１と基体部分５２との間に堅固で頑丈な接続が達成される。
【００７６】
内側シリンダ５１、プロペラ支柱５３、基体部分５２、プロペラブレード５４、プロペラリング５５、およびロータハウジング前壁５６は、好ましくは一体成形部品を表す。これは、例えば、プラスチック材料から製造することができる。したがって、関連する構成要素を備えたプロペラ５０を、１つの製造工程で安価に製造することができる。
【００７７】
代替的に、内側シリンダ５１、プロペラ支柱５３、基体部分５２、プロペラブレード５４、プロペラリング５５およびロータハウジング前壁５６などの関連する構成要素を備えたプロペラ５０は、完全にまたは部分的に金属製であってもよい。
【００７８】
センタリングデバイス４０およびフローステータ６０は、流路２０に堅固と接続される。したがって、前方ベアリングハウジング４５および第２のベアリングハウジング６３の位置、したがってシャフト９０のベアリング１０１、１０４の位置が、堅固に予め定められ固定される。したがって、流路２０内のプロペラ５０の正確な位置決めが保証される。センタリングデバイス４０、プロペラ５０、およびフローステータ６０、ならびに、内部に形成され、ステータハウジング１１３およびロータハウジング１１４を含むモータハウジング１１７の間の堅固な接続のために、水中駆動ユニットの可動部分は堅固に、互いに対向して整列される。したがって、水泳・潜水補助具１０の通常の動作においてしばしば生じる振動および衝撃への影響が補償され得る。特に、可動構成要素と固定構成要素との間に小さな間隔ｌを設けることができる。特に、ロータ１１２とモータステータ１１１との間の空隙１１５を狭く設計することができ、これにより、高い力伝達と電気モータ１１０の高い効率が得られる。
【００７９】
図６は、フロントベアリング領域における、図４に示されている切断図の一部を示す。
【００８０】
フロントベアリング領域は、第１のベアリングハウジング４５によって取り囲まれている。第１のベアリングハウジング４５は、センタリングデバイス４０の基体４１上に一体成形されている。流入キャップ３０に向かって整列した第１のシール領域４５．１から出発して、円筒形の案内部分４５．３が基体４１の内部空間に続いている。円筒形部分４５．３に対してわずかに縮径されたフロントベアリング支持体４６が、円筒形部分４５．３に接続する。第２のシール領域４５．２が、第１のベアリングハウジング４５の直径が後続してさらに縮小することによって形成される。半径方向内側に向けられた第１の当接部４８が、第２のシール領域４５．２上に成形される。
【００８１】
シャフト９０がシャフト９０の前方シャフトベアリング区画９３とともに、第２のシール領域４５．２の側から第１のベアリングハウジング４５内に挿入される。プロペラ５０の内側シリンダ５１が接触するプロペラストップ９２が、シャフト９０の円周方向に成形されている。シャフト９０の前方シャフトベアリング区画９３の直径は端部側で小さくなっている。ベアリングシート９５が、この小さい直径部に固定されている。ベアリングシート９５は、金属から製造され、特に接着によってシャフト９０に接続される。ベアリングシート９５は、シャフト９０に向かって半径方向外向きに突出するベアリングストップ９５．１を有する。
【００８２】
フロントベアリング１０１がベアリングシート９５に押し付けられる。フロントベアリング１０１はアンギュラボールベアリングとして設計されている。フロントベアリングは、ベアリングシート９５のベアリングストップ９５．１上でその内輪と接触する。フロントベアリング１０１の外輪は、その外面が第１のベアリングハウジング４５のフロントベアリング支持体４６に接触する。フロントベアリング１０１の外輪は、第１のベアリングハウジング４５の円筒部の内部に取り付けられたロックナット１００によって保持されている。この目的のために、外輪は、ロックナット１００上に成形された第１の外輪カウンタベアリング１０１．１に接触する。
【００８３】
前方半径方向シール領域１０２が、第１のベアリングハウジング４５の第２のシール領域４５．２に形成されている。この目的のために、前方半径方向シャフトシールリング１０２．１が、シャフト９０の第２のシール領域４５．２と前方シャフトベアリング区画９３との間に配置される。前方半径方向シャフトシールリング１０２．１は、ベアリングハウジング４５の内向きの第１の当接部４８によってプロペラ５０に向かって保持される。前方半径方向シャフトシールリング１０２．１は、第１の固定リング１０２．２によって直径方向に正反対に保持される。第１の固定リング１０２．２は、第１のベアリングハウジング４５の溝に締め付けられる。
【００８４】
流入キャップ３０は、ベアリングハウジング４５の方に向けられた接続片３２を有する。シールリング収容部３３が、接続片３２に組み込まれている。シールリング収容部３３には、シールリング１２０、１２１が挿入される。流入キャップ３０は、接続片３２とともに、センタリングデバイス４０の第１のシール領域４５．１に挿入される。したがって、シールリング１２０、１２１は、流路２０からの水が流入キャップ３０および第１のベアリングハウジング４５の内部空間に浸入するのを防止する。
【００８５】
シャフト９０は、フロントベアリング１０１を介してフロントベアリング取り付け区画９３に容易に回転可能であるように取り付けられている。フロントベアリング１０１は、ベアリングストップ９５．１、ロックナット１００、第１の外輪カウンタベアリング１００．１およびフロントベアリング支持体４６とともにベアリングシート９５によって、堅固に保持される。これにより、ロックナット１００は、フロントベアリング１０１が軸方向に保持される遊びを設定することができる。フロントベアリング１０１の領域は、前方半径方向シャフトシールリングによってシャフト９０に向かってシールされる。流入キャップ３０の側では、センタリングデバイス４０の第１のシール領域４５．１と流入キャップ３０の接続片３２との間のシールは、そこに配置されたシールリング１２０、１２１によって行われる。したがって、フロントベアリング１０１は水分による浸入から保護される。さらに、シャフト９０およびフロントベアリング１０１の空洞にはグリースが充填されているため、水分からさらに保護される。
【００８６】
水の反力は、プロペラ５０の内側シリンダ５１によってプロペラ５０を介してシャフト９０に伝達される。シャフト９０は、ベアリングシート９５を介してフロントベアリング１０１の内側リングにこの力を伝達する。この力は、アンギュラボールベアリングとして設計されたフロントベアリング１０１内のボールベアリングを介して、フロントベアリング１０１の外輪に伝達される。そこから、センタリングデバイス４０への力の入力は、ロックナット１００を介して、そこから水泳・潜水補助具１０の流路２０および車両１１へと行われる。
【００８７】
金属から製造されたベアリングシート９５は、ＣＦＲＰから製造されたシャフト９０の表面が、伝達される高い力によって損傷するのを防止する。
【００８８】
図７は、リアベアリング領域における、図４に示されている切断図の一部を示す。
【００８９】
第２のベアリングハウジング６３が、フローステータ６０の接続要素６２上に成形される。第２のベアリングハウジング６３は、水泳・潜水補助具１０の船尾１１．５に面する端部から始まり、第４のシール領域６３．２、リアベアリング支持体６４、第３のシール領域６３．２および第２の当接部６３．３によって形成される。
【００９０】
第４のシール領域６３．２およびリアベアリング支持体６４は、第２のベアリングハウジング６３の、半径方向においてシャフト９０の回転軸に対して円周方向の領域を形成する。第３のシール領域６３．１は、この目的のために直径が小さくなっている。半径方向内側に整列した第２の当接部６３．３が、第３のシール領域６３．１の端部に成形されている。
【００９１】
シャフト９０は、その後方シャフトベアリング区画９４とともに第３のシール領域６３．１を通って第２のベアリングハウジング６３に挿入される。後方半径方向シャフトシールリング１０３．１が、第３のシール領域６３．１とシャフト９０との間に配置される。後方半径方向シャフトシールリング１０３．１は、その軸位置において、半径方向に突出する、ベアリングハウジング６３の第２の当接部６３．３によってプロペラ５０に向かって、かつ第２の固定リング１０６によって直径方向に正反対に保持される。後方半径方向シール領域１０３が、半径方向シャフトシールリング１０３．１、シャフト９０、および第３のシール領域６３．１によって形成される。
【００９２】
リアベアリング１０４は、後方シャフトベアリング区画９４と第２のベアリングハウジング６３のリアベアリング支持体６４との間に配置される。これによって、リアベアリング１０４は、その内輪によって後方シャフトベアリング区画９４に接触し、その外輪によってリアベアリング支持体６４に接触する。リアベアリング１０４は、単列の溝付きボールベアリングとして設計されている。リアベアリング１０４は、リアベアリング支持リング１０５によって水泳・潜水補助具１０の船尾１１．５に向かって軸方向に保持される。リアベアリング１０４に向かって整列された第２の外輪カウンタベアリング１０５．１が、この目的のためにリアベアリング支持リング１０５上に成形される。リアベアリング１０４の外輪は、この外輪カウンタベアリング１０５．１に接触する。
【００９３】
リアベアリング支持リング１０５の外周は、第２のベアリングハウジング６３の第４のシール領域６３．２の内面と接触する環状位置決め区画１０５．２によって形成される。２つのシールリング１２４、１２５は、環状位置決め区画１０５．２と第４のシール領域６３．２との間に配置される。シールリング１２４、１２５は、第４のシール領域６３．２に組み込まれた溝に挿入される。リアベアリング支持リング１０５は、第４のシール領域６３．２に挿入される。第３の固定リング１０７が、リアベアリング支持リング１０５に接続して設けられている。したがって、リアベアリング支持リング１０５はその位置に保持される。
【００９４】
水がシャフト９０に沿って第２のベアリングハウジング６３に浸入することが後方半径方向シャフトシールリング１０３．１によって、防止される。第２のベアリングハウジング６３も、同様に、リアベアリング支持リング１０５および周方向シールリング１２４、１２５によってシールされる。したがって、リアベアリング１０４は水分から保護される。さらに、シャフトおよびリアベアリング１０４の領域の空洞にはグリースが充填されているため、水分からさらに保護される。
【００９５】
組み立てのために、シャフト９０が第２のベアリングハウジング６３に挿入され、後方半径方向シャフトシールリング１０３．１が第２の固定リング１０６を用いて取り付けられ、固定される。最後に、リアベアリング１０４が取り付けられ、リアベアリング支持リングが挿入される。最初に、第３の固定リング１０７が、設けられた溝に締め付けられる。したがって、ベアリング領域は組み立てやすくなる。リアベアリング１０４および後方半径方向シャフトシールリング１０３．１は、リアベアリング支持リング１０５が挿入されているためメンテナンスの目的で容易に手が届くことができる。
【図１】
0006678677.tif 000002
【図２】
0006678677.tif 000003
【図３】
0006678677.tif 000004
【図４】
0006678677.tif 000005
【図５】
0006678677.tif 000006
【図６】
0006678677.tif 000007
【図７】
0006678677.tif 000008