AT503039B1

AT503039B1 - Wasserfahrzeug

Info

Publication number: AT503039B1
Application number: AT0015406A
Authority: AT
Inventors: Rudolf Lackner
Original assignee: Rudolf Lackner
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-07-15
Also published as: US20090004933A1; WO2007087664A1; EP1979228A1; AT503039A4

Description

2 AT 503 039 B1

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit einem Auftriebskörper, einem im Inneren des Auftriebskörpers angeordneten Antriebsmotor und mit einer vom Antriebsmotor angetriebenen Antriebsflosse, die dazu ausgebildet ist, durch eine hin- und hergehende Bewegung Vortrieb zu erzeugen, wobei die Antriebsflosse einen elastischen Haltekörper aufweist, der am Auftriebs-5 körper an einem Anlenkpunkt befestigt ist, und wobei am Haltekörper in einer Entfernung vom Anlenkpunkt ein Angriffspunkt vorgesehen ist.

Der Antrieb von Wasserfahrzeugen kann auf verschiedene Weise erfolgen. Üblich sind beispielsweise Antriebe über Schiffsschrauben, die einfach zu realisieren und effizient sind, io Nachteilig bei dieser Antriebsform ist jedoch die Verletzungsgefahr, die von der sich drehenden Schiffsschraube ausgeht, wenn Personen in den Einflussbereich gelangen. Aus diesem Grunde haben sich Hilfsantriebe für Surfbretter oder ähnliche Wasserfahrzeuge, die Schiffsschrauben verwenden, nicht durchgesetzt. 15 Aus der DE 297 20 003 U und der US 4,172,427 A, sowie der US 4,345,903 A sind Wasserfahrzeuge bekannt, die eine Antriebsvorrichtung aufweisen, die über eine bewegliche Flosse Vortrieb erzeugt. Solche Antriebsflossen besitzen jedoch aufgrund ihrer einfachen Kinematik und ihres Strömungswiderstandes einen relativ geringen Wirkungsgrad und machen das Wasserfahrzeug sperrig und anfällig gegenüber Beschädigungen. 20

Aus der SU 529 104 A ist ein flossenartiger Schiffsantrieb bekannt, der eine elastische Flosse aufweist. Die Flossenspitze ist dabei gelenkig gegenüber einer Flossenwurzel gelagert, wobei jedoch die Bewegung an diesem Gelenkspunkt passiv erfolgt. Die Antriebsleistung eines solchen Antriebs ist daher beschränkt. 25

Die US 3,874,320 A zeigt ebenfalls einen flossenartigen Schiffsantrieb, dessen Flosse über einen Exzentermechanismus zum Schwingen gebracht werden kann. Der Wirkungsgrad auch dieser Antriebsvorrichtung ist unzureichend. 30 Weitere flossenartige Schiffsantriebe sind aus der DE 196 23 038 A, der US 5,163,857 A und der GB 1 583 292 A bekannt. Auch für diese bekannten Vorrichtungen gelten die oben dargestellten Nachteile.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wasserfahrzeug zu schaffen, das diese Nachtei-35 le vermeidet und das es insbesondere ermöglicht, ohne Nachteile sowohl antriebslos, beispielsweise als Surfbrett, als auch angetrieben verwendet zu werden. Es soll dabei ein einfacher Aufbau und eine robuste Lösung erreicht werden, die überdies formschön und funktionell ist. 40 Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, dass am Angriffspunkt ein Betätigungsmechanismus angreift, um ein Drehmoment auf den Haltekörper auszuüben.

Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, dass nicht nur der Antriebsmotor, sondern die gesamte Antriebsvorrichtung in einem strömungstechnisch optimierten Auftriebskörper integriert 45 ist und dass es die Art der Betätigung ermöglicht, nicht nur eine einfache Schwenkbewegung einer ansonsten starren Flosse zu realisieren, sondern eine komplexe fischartig schwingende Bewegung zu erzeugen. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Wasserfahrzeug in nicht angetriebenem Zustand die volle Funktionalität der eigentlichen Bestimmung, beispielsweise als Surfbrett, aufweist, ohne einschränkende Anbauten oder Zubauten aufzuweisen. Im angetrie-50 benen Zustand wird ein hoher Wirkungsgrad erreicht und die Verletzungsgefahr ist minimiert, auch dann, wenn beispielsweise ein Schwimmer in unmittelbaren Kontakt mit dem sich bewegenden Wasserfahrzeug kommt.

Bevorzugt ist der Auftriebskörper geschlossen, wie etwa bei einem Surfbrett. Es ist aber alterna-55 tiv auch möglich, kanuartige Wasserfahrzeuge mit teilweise oder vollständig offenen Auftriebs- 3 AT 503 039 B1 körpern zu realisieren. Auch eine Aggregation von mehreren erfindungsgemäßen Elementen ist möglich, indem beispielsweise ein Wasserfahrzeug in der Art eines Katamarans mit zwei Auftriebskörpern oder ein Floß mit mehreren Auftriebskörpern realisiert wird. 5 Es hat sich herausgestellt, dass es von besonderem Vorteil ist, wenn einer hin- und hergehenden Schwenkbewegung der Antriebsflosse eine wellenförmige Verformung überlagert wird. Diese wellenförmige Verformung wird erreicht, indem an mindestens einer Stelle der Antriebsflosse lokal ein Drehmoment aufgebracht wird. io Eine mechanisch besonders einfache und günstige Lösung zum Aufbringen des Drehmomentes kann durch einen Zahnriemen realisiert werden. Alternativ dazu kann eine Antriebskette vorgesehen sein. Insbesondere ist es günstig, wenn dieser Zahnriemen bzw. die Antriebskette mit einem ersten Zahnrad in Eingriff steht, das fest mit dem Auftriebskörper verbunden ist. Ein weiteres Zahnrad ist in diesem Fall am Anlenkpunkt des elastischen Haltekörpers befestigt und 15 dient dort zum Einleiten des oben beschriebenen Drehmomentes.

Eine besonders einfache, robuste und hoch wirksame Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeuges sieht vor, dass der eigentliche Antriebsmechanismus mechanisch unabhängig von dem Betätigungsmechanismus ist, der das Drehmoment in die Antriebsflosse einleitet. 20

Besonders günstig ist es, wenn der Auftriebskörper eine aus starren Abschnitten bestehende Tragstruktur aufweist, die von einer zumindest teilweise flexiblen Hülle überdeckt ist. Auf diese Weise kann ein besonders einfacher Aufbau und eine kostengünstige Herstellung gewährleistet werden. Insbesondere ist es dabei von besonderem Vorteil, wenn die Abschnitte derTragstruk-25 tur im Bereich der Flosse über Gelenke mit den übrigen Abschnitten der Tragstruktur verbunden sind. Dadurch kann die Kinematik der Flossenbewegung im Hinblick auf einen möglichst hohen Wirkungsgrad optimiert werden.

Eine besonders elegante und vielseitige Lösung kann dadurch erreicht werden, dass ein Haupt-30 abschnitt des Auftriebskörpers flach ausgebildet ist, so dass in Gebrauchslage die Breite größer ist als die Höhe und dass die Flosse im Wesentlichen senkrecht dazu ausgebildet ist, so dass in Gebrauchslage die Höhe größer ist als die Breite. Der Hauptkörper entspricht dabei im Wesentlichen einem herkömmlichen Surfbrett, während die Flosse in der Art eine Fischflosse ausgebildet ist. 35

Eine besonders harmonische Flossenbewegung kann dadurch erreicht werden, dass mehrere hintereinander angeordnete Gelenke zur beweglichen Lagerung der Flosse vorgesehen sind.

Vorzugsweise sind dabei die einzelnen, durch Gelenke verbundenen Bauteile jeweils über 40 Riementriebe steuerbar, um so die Gelenksbewegung beeinflussen zu können.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht eine speicherprogrammierbare Steuerung vor, in der verschiedene Bewegungsmuster eingespeichert sind. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Wegfahrbewegung, die durch eine kontinuierlich und 45 sanft ansteigende Geschwindigkeit gekennzeichnet ist, sowie weiters um eine schnelle Beschleunigung, eine Gleitphase und dergleichen. Darüber hinaus kann der Kurvenradius zwischen einer scharfen Wende und einer sanften Richtungsänderung variabel vorprogrammiert sein. so In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Wasserfahrzeug in einer Ansicht von oben und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie ll-ll in Fig. 1.

Claims

4 AT 503 039 B1 Das Wasserfahrzeug von Fig. 1 besteht aus einem Auftriebskörper 1, in dessen Innerem ein Antriebsmotor 2 vorgesehen ist, der als elektrischer Schrittmotor ausgebildet ist. Über einen ersten Keilriemen 3 treibt der Antriebsmotor 2 eine erste Riemenscheibe 4 an, die ihrerseits einen zweiten Keilriemen 5 antreibt. Alternativ kann hier auch ein nicht dargestelltes Unterset-5 zungsgetriebe vorgesehen sein. Eine weitere Riemenscheibe 7 ist an einem elastischen Haltekörper 6 befestigt, so dass durch eine hin- und hergehende Drehung des Antriebsmotors 2 eine Schwenkbewegung des Haltekörpers 6 in Richtung der Pfeile 15a, 15b eingeleitet werden kann. Der Haltekörper 6 ist dabei an einem Anlenkpunkt 17 mit dem Auftriebskörper 1 verbunden, der etwa im Bereich der Riemenscheibe 4 liegt. An dieser Stelle ist weiters ein erstes Zahnrad 8 io fest mit dem Auftriebskörper 1 verbunden, um das ein Zahnriemen 9 geschlungen ist, der sich weiters zu einem zweiten Zahnrad 10 erstreckt, das im Bereich des Angriffspunktes 16 fest mit dem Haltekörper 6 verbunden ist. Wenn durch den Antriebsmotor 2 eine Schwenkbewegung des Haltekörpers 6 in Richtung der Pfeile 15a, 15b hervorgerufen wird, wird über den Zahnriemen 9 gleichzeitig ein Drehmoment in den Haltekörper 6 eingeleitet. Der Punkt der Einleitung ist 15 der der Befestigung des zweiten Zahnrades 10, also der Anlenkpunkt 16. Die Richtung des Drehmomentes ist mit den Pfeilen 18a, 18b gekennzeichnet, wobei klar ersichtlich ist, dass bei einer Schwenkbewegung in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil 15a) ein Drehmoment in Richtung des Uhrzeigersinns (Pfeil 18b) hervorgerufen wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Haltekörper 6 eine strömungsmäßig günstige wellenförmige Bewegung aus-20 führt. Der Auftriebskörper 1 und der Haltekörper 6 sind durch eine gemeinsame Hülle 11 überdeckt. Die Stromversorgung des Antriebsmotors 2 erfolgt über aufladbare Batterien 12. Ein Anzeige-und Steuerfeld 13 dient zur Überwachung und Beeinflussung des Wasserfahrzeuges. 25 Durch eine gezielte Steuerung der Antriebsflosse 14 kann insbesondere auch die Fahrtrichtung beeinflusst werden. So kann beispielsweise ein Steuerbordkurs eingeschlagen werden, indem die Antriebsflosse 14 nur zwischen der Symmetrieebene und der steuerbordseitigen Extremstellung hin und her bewegt wird. 30 In Fig. 2 ist die Ausbildung des Auftriebskörpers 1 samt Antriebsflosse 14 in einem senkrechten Schnitt ersichtlich. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine effiziente und natürliche Fortbewegungsweise für 35 ein Wasserfahrzeug anzugeben. Patentansprüche: 1. Wasserfahrzeug mit einem Auftriebskörper (1), einem im Inneren des Auftriebskörpers angeordneten Antriebsmotor (2) und mit einer vom Antriebsmotor (2) angetriebenen Antriebsflosse (14), die dazu ausgebildet ist, durch eine hin- und hergehende Bewegung Vortrieb zu erzeugen, wobei die Antriebsflosse (14) einen elastischen Haltekörper (6) aufweist, der am Auftriebskörper (1) an einem Anlenkpunkt (17) befestigt ist, und wobei am Halte-45 körper (6) in einer Entfernung vom Anlenkpunkt (17) ein Angriffspunkt (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Angriffspunkt (16) ein Betätigungsmechanismus angreift, um ein Drehmoment auf den Haltekörper (6) auszuüben.
2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmecha- 50 nismus einen Zahnriemen (9) umfasst.
3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus eine Antriebskette umfasst.
4. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der 5 AT 503 039 B1 Zahnriemen (9) bzw. die Antriebskette mit einem ersten Zahnrad (10) in Eingriff steht, das fest mit dem Auftriebskörper (1) verbunden ist.
5. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmechanismus für den Haltekörper (6) vorgesehen ist, der im Bereich des Angriffspunkts eine Kraft in den Haltekörper (6) einleitet, um eine Schwenkbewegung hervorzurufen.
6. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus mechanisch unabhängig vom Antriebsmechanismus für den Haltekörper (6) ist.
7. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsflosse (14) einen integralen Bestandteil des Auftriebskörpers (1) darstellt.
8. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus für den Haltekörper (6) einen Seilzug umfasst.
9. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftriebskörper (1) eine aus starren Abschnitten bestehende Tragstruktur aufweist und gemeinsam mit der Antriebsflosse (14) von einer zumindest teilweise flexiblen Hülle (11) überdeckt ist.
10. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptabschnitt des Auftriebskörpers (1) flach ausgebildet ist, so dass in Gebrauchslage die Breite größer ist als die Höhe und dass die Flosse im Wesentlichen senkrecht dazu ausgebildet ist, so dass in Gebrauchslage die Höhe größer ist als die Breite.
11. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug als Surfbrett ausgebildet ist und eine Halterung für ein Segel aufweist.
12. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) ein Elektromotor ist.
13. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere hintereinander angeordnete Gelenke zur beweglichen Lagerung der Flosse vorgesehen sind, die vorzugsweise durch mehrere Antriebsmotoren (2) betätigt sind.
14. Wasserfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der durch die mehreren Gelenke verbundenen Bauteile jeweils über Riemenantriebe steuerbar ist.
15. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine speicherprogrammierbare Steuerung vorgesehen ist, über die unterschiedliche Bewegungsmuster einstellbar sind.
16. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftriebskörper geschlossen ausgeführt ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen