DE10341371A1

DE10341371A1 - Kompaktes, katamaranartiges Wasserfahrzeug mit horizontal und vertikal beweglichem Propellerantrieb

Info

Publication number: DE10341371A1
Application number: DE2003141371
Authority: DE
Inventors: Manfred Manz; Eric Stiefel
Original assignee: QUACK HUBERT
Current assignee: SWISS SEACART AG, RISCH, CH
Priority date: 2003-09-07
Filing date: 2003-09-07
Publication date: 2005-03-31
Also published as: DE20318535U1

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, mit spiegelsymmetrischen Schwimmkörpern, bei welchem ein oder mehrere Propeller in einem beweglichen Arm derart gelagert sind, dass sie vertikal ausgehoben oder abgesenkt werden können.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um ein kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, mit spiegelsymmetrischen Schwimmkörpern bei welchem ein oder mehrere Propeller in einem beweglichen Arm derart gelagert sind, dass sie vertikal ausgehoben oder abgesenkt werden können, durch eine Tastvorrichtung bei Bodenkontakt oder Hindernissen selbstätig ausweichen, zum Lenken mit dem, in die Propelleraufnahme integrierten Ruderblatt, horizontal geschwenkt, sowie zur Optimierung der Austrimmung vertikal geneigt werden können, wobei die Antriebswelle vorteilhaft als frei bewegliche, flexible Welle ausgeführt ist und bei welchem der Antrieb sowohl manuell, manuellmotorisch unterstützt, als auch motorisch erfolgen kann.

Herkömmliche, mittels Pedalerie manuell angetriebene Wasserfahrzeuge, allgemein als Tretboot bekannt, verwenden einen Schaufelradantrieb ( DE 84 04 297 U1 ). Mit dieser Antriebsart können nur geringe Geschwindigkeiten erzielt werden. Aus diesem Grund sind sie weder für längere Fahrstrecken, noch für den Einsatz in schnell fließenden Gewässern geeignet. Aus der Praxis ist bekannt, das es zur Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit besser ist, den Schaufelradantrieb durch einen Propellerantrieb zu ersetzen. Herkömmliche Antriebe, bei denen der Propeller mittels Wellen, Ketten, Riemen und/oder Getrieben angetrieben wird, wobei alle Antriebskomponenten feste Lagerstellen besitzen, sind konstruktiv aufwendig und haben einen schlechten Wirkungsgrad. Das optimale Austrimmen zur Optimierung der Antriebsleistung des Propellerantriebs ist in der Regel ebenfalls nur mit erhöhtem konstruktivem Aufwand möglich. Auch das direkte Ansteuern des Propellerantriebs zur Erhöhung der Lenkfähigkeit, vor allen Dingen bei Inbordantrieben, ist ebenfalls nur mit erheblichem konstruktivem Aufwand möglich. Sowohl herkömmlich geführte Propellerantriebe als auch Lenksysteme in Form eines oder mehrerer Ruderblätter, können bei auftretenden Hindernissen, wie Untiefen, Steinen, Wurzelwerk etc, nicht ausweichen und unterliegen der Gefahr der Beschädigung. Ebenfalls ist es mit den bekannten Propellerantriebs- und Lenksystemen nicht möglich, Hindernisse im Wasser durch ziehen über das Hindernis hinweg, oder durch einfaches Ziehen über Land, zu passieren, ohne dass die Lenk- und Antriebssysteme der Gefahr der Beschädigung ausgesetzt sind. Auch der Transport zum oder vom Wasser ist ohne aufwendige Montagearbeiten und Hilfsmittel, sowie ohne Inanspruchnahme von Hilfspersonal nicht zu bewerkstelligen. Wegen der Abmessungen und Gewichte der beschriebenen, herkömmlichen Bootstypen ist es ebenfalls nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich, Hindernisse im Wasser durch ziehen über das Hindernis hinweg, oder durch tragen oder ziehen über Land zu passieren. DE 196 06 365 A1 beschreibt ein Wasserfahrzeug, welches drei Schwimmkörper mit einem Fahrrad kombiniert. Der Propeller ist in einem nicht näher beschriebenen Antriebsgehäuse aufgehängt und kann weder Hindernissen automatisch ausweichen, noch kann er direkt angelenkt oder ausgetrimmt werden. Die Lenkbewegung erfolgt über einen, in der Fahrradgabel befestigten Schwimmer, wodurch das Fahrzeug aufgrund der aufrechten Sitzposition des Fahrers instabil wird und die Gefahr des Kenterns besteht. Die aufrechte Sitzposition des Fahrers verschlechtert nicht nur die Aerodynamik, sondern erhöht auch die Kippgefahr bei aufkommenden Winden erheblich. Bekannterweise haben sogenannte Trimarane auch ein schlechtes Strömungsverhalten. EP 1 108 645 A2 bezieht sich auf ein Lenksystem für größere Wasserfahrzeuge, bei welchem der Schaft eines gondelartigen Unterwassergehäuses geschwenkt werden kann um bei Fahrgeschwindigkeiten größer Null ohne Antrieb lenken zu können. Unter anderem kann auch die Propelleraufnahme, das sogenannte „gondelartige Unterwassergehäuse" geschwenkt werden, um die Lenkbewegung ausführen zu können. Dazu muß das Unterwassergehäuse drehbar am Rumpf des Wasserfahrzeugs befestigt werden und kann somit weder ausgehoben, noch optimal ausgetrimmt werden. Das Schwenken geschieht mittels eines Stellmotors, der auf einen Zahnkranz am Schaft einwirkt. Üblicherweise befindet sich in diesem Unterwassergehäuse auch der Antriebsmotor des Propellers. WO 01110865 beschreibt verschiedene Wasserfahrzeuge mit manuellem Antrieb. Sie sind teils als Fahrrad ausgebildet, teils Tierkörpern nachempfunden. Eine relativ aufrechte Sitzposition bedingt eine sehr instabile Lage der Wasserfahrzeuge im Wasser. Der Antrieb erfolgt mittels Kurbeltrieb auf, im vorderen Bereich angebrachte Schaufelräder, die bekanntermaßen nur eine geringe Fahrgeschwindigkeit ermöglichen. Zum Lenken wird der komplette Antrieb einschließlich Kurbeltrieb geschwenkt, dies läßt enge Wendekreise nicht zu. Das sogenannte Surf Bike" hat eine fest eingebaute Propellerlagerung und lenkt mit einem separaten Paddel. Das Doppelrumpfboot besteht aus zwei parallel angeordneten Rohren und bildet damit keinen strömungsoptimierten Kanal zum Antrieb. Schwingpaddel, ähnlich der Schwanzflosse des Delphines oder Haies, oder alternativ eine, in Längsrichtung bewegliche Klappe, die sich beim zurückschieben senkrecht stellt und beim vorziehen flach legt, treiben das Boot an. Gelenkt wird mittels Paddel oder durch ungleiche Schwingbewegungen des Schwingpaddels. Vortrieb, als auch Lenkung müssen als sehr ineffizient eingestuft werden. WO 01126960 beschreibt ein Tretboot, bei welchem der Rumpf aus einer Halbschale besteht, die in der Mitte einen halbrund nach oben gewölbten Kanal besitzt, welcher sich zum Heck hin etwas absenkt und so dem dort befindlichen Propeller Wasser zuführt. Die Tunnelform ist vor allem durch eine darin befindliche Ausformung für die Antriebswelle nicht speziell strömungsgünstig ausgeformt und liegt zumindest im Heckbereich ganz im Wasser, was zu nachteiligen Verwirbelungen führt. Die oben offene Halbschale ist durch eine ebenfalls oben offene Verkleidung abgedeckt. Dadurch besteht die Gefahr des Wassereinbruchs, das Boot kann kentern. Der Propeller ist an einer starren Welle aufgehängt, welche eine feste Neigung/Austrimmung nach hinten unten hat. Diese Austrimmung kann nicht verändert werden. Der Propeller kann beim Auffahren auf Hindernisse nicht nach oben ausweichen und unterliegt der Gefahr der Beschädigung. Es ist ebenfalls nicht möglich den Propeller zum Transportieren des Bootes in die Silhouette des Bootes einzuziehen. Der Antrieb über Tretlager, Kettentrieb und Winkelgetriebe ist so angeordnet, daß ein direktes Anlenken des Propellers, zur Erhöhung der Wendigkeit, nicht möglich ist. Das Boot wird mit einem gesondert angebrachten Ruder gelenkt. Dieses ist am Heck angebracht und freistehend. Auf Grund der großen Baulänge des Bootes (der Vergleich der Elemente Sitz, Tretlager und Rumpf lassen den Schluß der großen Baulänge zu) kann von einer schlechten Manöverierfähigkeit ausgegangen werden, außerdem kann auch das Ruderblatt bei Bodenkontakt beschädigt werden. Das Getriebe hat eine zweite Eingangswelle um einen automatisch drehmomentabhängig zuschaltbaren Elektromotor mit Batterie anbauen zu können. Der alternative Anbau eines Motores anstelle des Tretlagers ist nicht vorgesehen. Die Antriebswelle ist im Rumpf in wasserdichten Lagern geführt. Diese Lager haben einen hohen Reibwiderstand und mindern, zumindest bei manuellem Antrieb, die Leistung erheblich. Bei herkömmlichen, konventionellen Propellerantrieben, vor allen Dingen bei Inbord-Antrieben, wird die Schubkraft des Propellers dadurch erheblich gemindert, dass das Ruderblatt unmittelbar hinter dem Propeller angebracht ist und den vom Propeller erzeugten Wirbelstrom negativ beeinflußt. Auch freistehende Ruderblätter beeinträchtigen beim Lenken die Vortriebsleistung, da sie den Wasserstrom des fahrenden Wasserfahrzeugs kreuzen. Diese Art zu lenken ist weniger effizient, als bei Wasserfahrzeugen, bei denen der Propeller direkt angelenkt wird (Außenbordmotoren). Bei Inbordantrieben ist das direkte Anlenken des Propellerantriebes mit unvertretbar großem konstruktivem Aufwand verbunden. Bei kompakten, katamaranartigen Wasserfahrzeugen mit herkömmlichen, symetrischen Schwimmern mit bootstypischen Bugformen, entstehen zwischen den Schwimmern Wasserverwirbelungen, die das Strömungsverhalten negativ beeinflußen. Der zwischen den Schwimmern entstehende Kanal wird auch nicht zur Optimierung der Antriebsleistung bei Propellerantrieben genutzt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Wasserfahrzeug zu schaffen, welches leicht zu transportieren und zu handhaben ist und welches trotz kompakter Abmessungen weitestgehend kentersicher und bei bestimmungsgemäßem Einsatz unsinkbar ist. Aus diesem Grund soll es katamaranartig über zwei speziell geformte, geschlossene Schwimmkörper verfügen, welche so gestaltet sind, das die Verwirbelungen zwischen den Schwimmern auf ein Minimum reduziert werden und der zwischen den Schwimmern befindliche Kanal zur Optimierung des Propellerantriebes und zur Optimierung des Geradeauslaufes genutzt wird. Heckseitig sollen die Schwimmkörper so gestaltet werden, dass sie bei Flußabfahrten die in Fahrtrichtung vorhandene Gewässerströmung wie eine Art Segel zum Vortrieb/Gleiten nutzen können, ohne nachteilig bei normaler Vorwärtsfahrt zu wirken. Der Propellerantrieb soll derart gestaltet sein, dass er an einem vertikal beweglichen Arm geführt wird, sodass er sowohl manuell ausgehoben und arretiert werden kann, als auch mittels einer, an der Propelleraufnahme angebrachten Tastvorrichtung, bei auftretenden Hindernissen im Wasser als auch beim Ziehen über Land, automatisch ausweichen kann. Um eine optimale Manöverierfähigkeit und Wendigkeit zu erlangen, soll der Propeller in einer horizontal schwenkbaren Propelleraufnahme angebracht sein, welche gleichzeitig als Ruderblatt ausgebildet ist, das vor dem Propeller sitzt. Dadurch soll der vom Propeller erzeugte Wirbelstrom nicht beeinflußt werden. Durch horizontales Schwenken nach rechts und links, mittels Zügen, Gestänge oder aber auch über Stellmotoren soll die vom Propeller erzeugte Schubkraft in die gewünschte Richtung geleitet werden. Durch das in die Propelleraufnahme integrierte Ruderblatt soll das Wasserfahrzeug auch in Gleitfahrt, bei stillstehendem Propeller lenkfähig sein. Damit soll auch das, den Propeller anströmende Wasser besser geführt werden. Damit der Propellerantrieb optimal ausgetrimmt werden kann, bzw. die von ihm erzeugte Schubkraft in einem optimalen Winkel auch bei unterschiedlichen Belastungszuständen in das Wasserfahrzeug einleiten kann, soll die Längsachse der Propelleraufnahme parallel zur Fahrtrichtung stufenlos, vertikal neigbar und einstellbar sein. Damit das Wasserfahrzeug sowohl bei manuellem Antrieb optimal an die körperliche Leistungsfähigkeit des Fahrers, als auch an den zum Einsatz kommenden Proppelertyp, sowie an den Einsatzzweck (stehende, langsam-, schnellfließende Gewässer, Fahrten mit oder gegen die Strömung) angepaßt werden kann, soll es möglich sein, zwischen vielen, fein abgestuften und frei wählbaren Übersetzungen wählen zu können (Fahrrad-Kettentriebsatz mit Schaltung, ggf. Automatik). Die Kraft soll dann auf eine frei bewegliche flexible Welle übertragen werden, in welcher alle zur Kraftübertragung erforderlichen Lagerungen und auch die Propelleraufnahme integriert sind. Damit der Wirkungsgrad hoch ist soll Wasser als Schmiermittel verwendet werden, wodurch Abdichtungen weitestgehend entfallen können. Der Antrieb selbst soll so gestaltet werden, dass er sowohl manuell, motorisch oder manuell-motorisch unterstützt erfolgen kann. Dazu soll die gesamte manuelle Antriebseinheit mit einfachen Mitteln, durch eine vorbereitete motorische Antriebseinheit ersetzt, bzw. ergänzt werden können. Als Antriebsmotoren sollen grundsätzlich alle Motorenarten und Energiespeichervorrichtungen, auch Solarenergie und Brennstoffzellen zum Einsatz kommen können, ohne die Konstruktion grundsätzlich zu verändern. Die Antriebstechnik, mittels an einem beweglichen Arm geführten Propellerantrieb, welcher selbstätig Hindernissen ausweichen und mittels, als Ruderblatt ausgebildeter Propelleraufnahme, direkt angelenkt und ausgetrimmt werden kann, soll auch bei Wasserfahrzeugen aller Art zum Einsatz kommen können ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es soll grundsätzlich möglich sein mehr als einen Propeller antreiben zu können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwei, bezogen auf die Längsachse (25) spiegelsymmetrisch gestaltete Schwimmkörper (21+21A) katamaranartig angeordnet werden, sodass zwischen den Schwimmkörpern (21+21A) ein Kanal (26) entsteht. Damit das einströmende Wasser nahezu über etwa 2/3 der Gesamtlänge des Wasserfahrzeugs nicht negativ von Verwirbelungen beeinflußt wird und laminar zur Fahrtrichtung ungehindert durch diesen Kanal strömen kann (23), befinden sich an der jeweiligen Innenseite der Bugspitzen keine bootstypischen Buganformungen, welche beim klassischen Bootsbau das zuströmende Wasser gleichmäßig an den Außenseiten vorbeiführen sollen. Statt dessen sind die Schwimmkörper (21+21A) vom Bug an so geformt, dass die innern, sich gegenüberstehenden Seitenwände, parallel über ca. 2/3 der Gesamtlänge des Wasserfahrzeugs einen, der Längsachse (25) nach, von der jeweils innenliegenden Bugspitze an zum Heck hin, gleichmäßig verlaufenden Kanal (26) bilden, dessen Seitenwände senkrecht stehen und dessen Form dadurch rechteckig ausgeformt ist. Nach etwa 2/3 der Gesamtlänge öffnet sich der Kanal (26) in einem Winkel von etwa 60° +/– 15° gleichmäßig in einem großen Radius nach beiden Seiten, dem sogenannten Auslaufbereich (22). Dabei schließen sich die Seitenwände des Auslaufbereichs (22) ohne kantige Übergänge an die Seitenwände des Kanals (26) an. Die unteren Kanten der inneren Seitenwände der Schwimmkörper (21+21A) sind in den vorderen 2/3 der Gesamtlänge in einem engen Radius zum Boden (27) hin fast scharfkantig ausgeformt. Dieser Radius wird im Auslaufbereich (22) stufenlos größer. Die hinteren, äußeren Seitenwände werden etwa im letzten 1/10 der Gesamtlänge ebenfalls in einem strömungsgünstigen Radius nach innen gezogen, bis sie mit den Seitenwänden des Auslaufbereichs (22) eine vertikal stehende Abrisskante bilden. Dadurch wird erreicht, dass hinter dem Wasserfahrzeug keine Sogbildung entsteht und der vom Propeller (7) beschleunigte Wasserstrom durch, von außen zuströmendes Wasser verstärkt wird. Der Kanal bildet von vorne, oben betrachtet ein „Y". Diese Formgebung und der im Auslaufbereich (22) größer werdende Radius der inneren, unteren Kanten der Schwimmerkörper (21+21A), ermöglicht eine optimale Anströmung (24) des mittig im Auslaufbereich (22) sitzenden Propellers (7). Der obere Abschluß des Kanals ist in der Formgebung frei, er liegt in jedem Fall oberhalb der Wasserlinie. Das optimale Verhältnis von Breite des Kanals (26) zur Breite eines der Schwimmkörper (21 oder 21A), liegt bei etwa 1:1 (Schwimmerbreite = Kanalbreite). Dadurch ist gewährleistet, dass das von den Schwimmkörpern (21+21A) verdrängte Wasser ohne Stauung im Kanal aufgenommen werden kann und durch die Öffnung des Kanals im Heckbereich (22) frei ausströmen kann. Die heckseitige Öffnung wirkt bei Fahrten in Strömung (flußabwärts) wie eine Art Segel und optimiert dadurch Gleitfahrten. Die Schwimmkörper (21+21A) werden vorteilhaft als geschlossene Hohlkörper ausgebildet, dadurch ist das Wasserfahrzeug bei bestimmungsgemäßem Einsatz unsinkbar. Die Formgebung der äußeren Schwimmerwände kann je nach Einsatzzweck unterschiedlich gestaltet werden. Durch die katamaranartige Bauweise gewährleistet das Wasserfahrzeug, trotz kompakter Abmessungen, größtmögliche Kentersicherheit. Durch Adaption, der Ergonomie des Liegerades kann der Schwerpunkt sehr niedrig gehalten werden, was sowohl die Kentersicherheit, als auch die Aerodynamik verbessert. Gleichzeitig kann der Fahrer, durch die fast liegende Sitzposition (32), mit optimaler Abstützung des Rückens und der Hüfte, seine Körperkraft bei manuellem Antrieb optimal auf das Tretlager (28) übertragen. Bei manuellem Antrieb ist im vorderen, oberen Bereich des Wasserfahrzeugs (1), ein Tretlager (28) mit Kettentrieb und Schaltung (20) angebracht (Fahrradtechnik). Die Schaltung ermöglicht es dem Fahrer, das Wasserfahrzeug optimal an seine körperliche Leitungsfähigkeit, dem Einsatzzweck und dem verwendeten Propellertyp anpassen zu können. Die Anzahl der Gänge und Übersetzungsverhältnisse sind frei wählbar und entsprechen dem jeweiligen Stand der Technik. Anstelle des Kettentriebes 7a kann durch geeignete Adapter (30) alternativ oder wahlweise ein motorischer Antrieb (7b, 7c, 7d oder 7e) eingebaut werden. Hier können alle Arten von Motoren und Energiespeichervorrichtungen zum Einsatz kommen. Der Propeller (7) wird schwenk- und neigbar an einem beweglichen Arm (4) geführt. Der Arm (4) ist in einer horizontalen Drehachse (3) am Rahmen (17) des Wasserfahrzeugs (1) vertikal beweglich aufgehängt. Er kann manuell oder motorisch, mittels Aushebevorrichtung (11) sowohl in verschiedene Höhen, als auch bis innerhalb der Silhouette der Schwimmkörper (21+21A) des Wasserfahrzeugs (1) gebracht und arretiert werden. Der Schwenkbereich des Arms (4) liegt von seiner Drehachse (3) aus gesehen zwischen 0° und 45°, gemessen von der Horizontalen nach hinten unten. Am unteren Ende des beweglichen Arms (4) ist die Propelleraufnahme (6) in einer vertikalen Drehachse (8) und in einer horizontalen Drehachse (14) gelagert. Damit kann die Propelleraufnahme (6) mittels eines Lenkfingers (9) und eines Lenkmitnehmers (10) oder mittels Seilzug, Kette, Gestänge oder motorisch, horizontal geschwenkt werden. Der Schwenkbereich kann bis zu 90° nach beiden Seiten betragen. Damit die Schubkraft des Propellers (7) nicht durch ein, hinter dem Propeller angebrachtes Ruderblatt beeinträchtigt wird, ist die Propelleraufnahme (6) gleichzeitig als Ruderblatt (15) ausgebildet. Dadurch wird eine sehr hohe Manöverierfähigkeit und Wendigkeit erreicht. Das in die Propelleraufnahme (6) integrierte Ruderblatt (15) verbessert auch die Anströmung des Propellers (7) und gewährleistet die Lenkfähigkeit bei Gleitfahrt und stillstehendem Propellerantrieb. Die horizontale Drehachse (14) erlaubt es den Propeller (7) vertikal um bis zu +/– 20 ° zu neigen, wodurch der Propeller optimal ausgetrimmt werden kann und dadurch seine Schubkraft in einem optimalen Winkel in das Wasserfahrzeug (1) einleitet. In der Propelleraufnahme (6) befindet sich das kraftabgangsseitige Ende der Antriebswelle (5). Diese ist vorteilhaft als frei bewegliche flexible Welle ausgeführt, in welcher alle für die Kraftübertragung erforderlichen Lagerungen, sowohl krafteingangs- als auch kraftabgangsseitig integriert sind. Durch Einsatz der frei beweglichen flexiblen Welle (5) können Lenkbewegungen direkt auf den Propeller (7) übertragen werden und Toleranzen im Aufbau, ohne konstruktiven Mehraufwand, ausgeglichen werden. Damit der Propeller (7) weitestgehend vor Beschädigungen im Wasser, bei Bodenkontakt und durch auftretende Hindernisse, als auch beim Ziehen des Wasserfahrzeugs (1) über Land oder über Hindernisse hinweg geschützt ist, befindet sich unterhalb der Propelleraufnahme (6), oder alternativ am beweglichen Arm (4), eine Tastvorrichtung (13). Diese Tastvorrichtung (13) hebt über eine Einrichtung (12) beim Auftreffen auf Hindernisse den Propeller (7) und die Antriebswelle (5), selbstätig soweit aus, dass diese weitestgehend vor Beschädigungen geschützt sind. Um einsatzspezifische Anforderungen erfüllen zu können, ist es grundsätzlich möglich mehr als einen Propeller einzubauen und gemäß der Beschreibung anzutreiben. Form, Größe, Anzahl der Flügel des Propellers und deren Anstellwinkel ist durch die Auswechselbarkeit des Propellers realisiert. Auch der Einbau von Propellern mit verstellbaren Flügeln ist grundsätzlich möglich. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, einem einsitzigen, kompakten katamaranartigen Wasserfahrzeug, im Vergleich zu herkömmlichen Antriebsarten und Lenksystemen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Abbildungen näher erläutert. Auch mehrsitzige Varianten sind ohne Weiteres möglich.
Siehe Abbildungen:

1. Darstellung Prinzip des katamaranartigen Wasserfahrzeugs (1) im Längsschnitt mit Sitzposition (32), manueller Antriebseinheit mit Tretlager (28), Kettentrieb (20) und Winkelgetriebe (19) auf Aufnahmevorrichtung (29) vormontiert, mit Antriebswelle (5), Propelleraufnahme (6) mit integriertem Ruderblatt (15), Tastvorrichtung (13) und beweglichem Hebelarm (4).
2. Darstellung Prinzip der katamaranartig angeordneten, spiegelsymetrisch geformten Schwimmkörper (21+21A) und dem daraus resultierenden „Y" förmigen Kanalsystem (26+22) und den daraus enstehenden optimierten Strömungsverhältnissen (23+24).
3. Darstellung Prinzip der Propellerführung mittels beweglichem Arm (4), mit direkt anlenkbarer Propelleraufnahme (6), mit integriertem, vor dem Propeller sitzenden Ruderblatt (15), mit Tastvorrichtung (13) und der Drehachse für die Austrimmvorrichtung (14).
4. Darstellung Prinzip herkömmlicher „Inbord-Antriebe" mit konventionellen, hinter dem Propeller sitzendem Lenk/Rudersystem (33) und den daraus resultierenden Strömungsverhältnissen (39+40).
5. Darstellung Prinzip Ruderblatt mit integrierter Propelleraufnahme, in Anwendung bei „Inbord-Antrieben", ohne beweglichen Arm, mit frei beweglicher flexibler Welle (44), Propeller (42) und Ruderblatt mit integrierter Propelleraufnahme (43), nach rechts und links schwenkbar. Die Wasserströmung verläuft weitestgehend verwirbelungsfrei (48+49).
6. Darstellung Prinzip Ruderblatt mit integrierter Propelleraufnahme an einem beweglichen Arm, in Anwendung bei „Inbord-Antrieben", mit Ruderblatt (70), integrierter Propelleraufnahme (72), Lagerstelle und Lenkung (73), beweglichem Arm (74), frei beweglicher flexibler Welle (75), Lenkung (78) und Aushebung (81).
7. Darstellung Prinzip manueller und motorischer Antriebskombinationen mit manuellem Antrieb (7a), motorischem Antrieb (7b), elektrischem Antrieb (7c), manuellem Antrieb mit Hilfsmotor (7d) und motorischem Antrieb mit Getriebe (7e).

1: Schwimmkörper des Wasserfahrzeuges
2: Antrieb; Antriebswelle des Winkelgetriebes
3: horizontale Lagerung am Rahmen für den beweglichen Arm
4: beweglicher Arm
5: Antriebswelle
6: Propelleraufnahme
7: Propeller
8: vertikale Drehachse für Lenkung
9: Lenkfinger
10: Lenkmitnehmer
11: Aushebevorrichtung für Propelleraufhängung
12: Einrichtung (z.B. Langloch) damit die Propelleraufhängung Hindernissen ausweichen
: kann
13: Tastvorrichtung, damit die biegsame Welle und der Propeller vor Hindernissen
: ausweichen kann
14: horizontale Drehachse zur Verstellung der Neigung des Propellers, Austrimmung
15: Ruderblatt schwenkt zwangsläufig mit der Lenkbewegung des Propellers
16: Drehachse des Propellers
17: Rahmen; Verbindungsteil der Schwimmkörper
18: Befestigung für Tastvorrichtung und Ruderblatt
19: Winkelgetriebe
20: Antriebskette
21A/21B: Schwimmkörper rechts/links
22: Auslaufbereich des Kanals
23: laminare Strömung im geraden Teil des Kanals
24: von unten, den Propeller anströmendes Wasser
25: Längsachse
26: Kanal
27: Boden der Schwimmkörper
28: Tretlager
29: Aufnahmevorrichtung für Tretlager und Winkelgetriebe
30: Schnellverschlüsse um die Aufnahmevorrichtung schnell austauschen zu können
31: Kupplung der biegsamen Antriebswelle
32: Fahrersitz
33: Ruderblatt
34: starre Antriebswelle
35: Antriebsmotor
36: Propeller
37: Bootsrumpf
38: Lagerbock für Antriebswelle
39: Sogbildung
40: Verwirbelung
41: Bootsrumpf
42: Propeller
43: Ruderblatt
44: flexible Welle
45: Antriebswelle
46: Antriebsmotor
47: Lenkeinschlag
48: verwirbelungsarme Wasserströmung bei Lenkeinschlag
49: Wasserströmung bei Geradeausfahrt
50: Antriebswelle des Motors
51: Antriebsmotor (Verbrennungsmotor)
52: Aufnahmevorrichtung für Verbrennungsmotor
53: Schalter Ein-Aus mit Regler
54: Antriebswelle des Elektromotors
55: Elektromotor
56: Aufnahmevorrichtung für Elektroantrieb
57: Stromquelle (Batterie, Akku, Brennstoffzelle, Solarenergie)
58: Spannrolle
59: zuschaltbarer Hilfsmotor
60: Kettentrieb
61: Winkelgetriebe für manuellen Antrieb mit Hilfsmotor
62: Aufnahmevorrichtung für manuellen Antrieb mit zuschaltbarem Hilfsmotor
63: Aufnahmevorrichtung für Antriebsmotor mit Winkelgetriebe
64: Antriebswelle des Winkelgetriebes
65: Kraftübertragung Antriebsmotor-Winkelgetriebe (Riemen, Kette, etc.)
66: Antriebsmotor (Verbrennungsmotor, Elektromotor, etc.)
67: Getriebe mit Unter- oder Übersetzung
68: Bootsrumpf
69: vertikale Drehachse um den Propeller mit Ruderblatt horizontal schwenken zu können
70: Ruderblatt, in die Propelleraufnahme integriert
71: Propeller
72: Propelleraufnahme
73: Lagerung der Propelleraufnahme mit Ruderblatt und Lenkung
74: beweglicher Arm (Gabelform)
75: freibewegliche flexible Welle
76: Antriebswelle des Motors
77: Inbordmotor, beliebige Antriebsart
78: Lenkbetätigung (Drahtseil z.B.)
79: horizontale Drehachse des beweglichen Arms
80: Einrichtung zum selbsttätigen Ausweichen des beweglichen Arms (74) beim
: Auftreffen auf Hindernisse
81: Aushebevorrichtung für den beweglichen Arm

Claims

Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass: – zwei, bezogen auf die Längsachse (25) spiegelsymetrisch gestaltete Schwimmkörper (21+21A) katamaranartig so angeordnet sind, dass zwischen den Schwimmkörpern (21+21A) ein Kanal (26) entsteht, in welchem das Wasser weitestgehend laminar strömt, – die Schwimmkörper (21+21A) so geformt sind, dass die gegenüberstehenden inneren Seitenwände parallel über ca 2/3 der Gesamtlänge des Wasserfahrzeugs von der jeweiligen, inneren Bugspitze an gerechnet einen, der Längsachse (25) nach, gleichmäßig verlaufenden Kanal (26) bilden, dessen Seitenwände senkrecht stehen und dessen Querschnitt rechteckig, im Verhältnis, Kanal zur Schwimmerbreite etwa 1:1 (Schwimmerbreite = Kanalbreite), ausgeformt ist, – in diesem Bereich die inneren, unteren Kanten der Schwimmkörper (21+21A) nach außen hin zum Boden (27) nur leicht abgerundet sind, – sich der Kanal (26) im letzten 1/3 der Gesamtlänge des Wasserfahrzeugs in einem Winkel von etwa 60° +/– 15° gleichmäßig nach beiden Seiten öffnet, dem sogenannten Auslaufbereich (22), – sich dabei die Seitenwände im Auslaufbereich (22) in einem großen Radius ohne kantige Übergänge an die inneren, vorderen Seitenwände des Kanals (26) anschließen, dabei mit den, im letzten 1/10 strömungsgünstig eingezogenen Außenwänden der Schwimmkörper (21+21A), jeweils eine vertikal stehende Abrisskante zur Vermeidung von Sogbildung hinter dem Wasserfahrzeug bilden, – die Form des Kanals (26) und des Auslaufbereichs (22), von vorne betrachtet eine „Y" Form bilden, dass dadurch und durch die Rundungen der inneren Seitenwände, der Schwimmkörper (21+21A), im Auslaufbereich (22) zum Boden (27) hin erreicht wird, dass das Wasser die, etwa in der Mitte des Auslaufbereichs (22) von oben gesehen und im unteren Bereich von hinten gesehen, angeordneten Propeller (7), optimal anströmt, wodurch eine hohe Effizienz des Antriebes bei optimierter Geradeausfahrt gewährleistet ist.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, – durch die Adaption der Ergonomie des Liegerades eine sehr niedrige, ergonomische Sitzposition und damit ein sehr tief liegender Schwerpunkt erreicht, die Aerodynamik verbessert und bei manuellem Antrieb, die Körperkraft optimal übertragen wird, – durch die kompakte katamaranartige Bauweise und die niedrige Sitzposition des Fahrers eine hohe Kentersicherheit erreicht wird und das Wasserfahrzeug leicht zum Einsatzort hin und auch wieder zurück zum Transportmittel gebracht werden kann, – durch die geschlossene Hohlkörperbauweise der Schwimmkörper (21+21A), das Wasserfahrzeug, bei bestimmungsgemäßem Einsatz, unsinkbar ist.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: – ein beweglicher Arm (4) in einer horizontalen Drehachse (3) vertikal beweglich am Rahmen (17) des Wasserfahrzeugs aufgehängt ist, – am unteren Ende des vertikal beweglichen Arms (4) in einer vertikalen Drehachse (8) eine Propelleraufnahme (6) angebracht ist , die mittels Lenkfinger (9) und Lenkmitnehmer (10), oder mittels Seilzug, Kette, Getriebe oder anderer geeigneter Einrichtungen horizontal geschwenkt werden kann, – der Propeller (7) durch die Schwenkbewegung seinen Schub in die eingeschwenkte Richtung erzeugt und damit das Wasserfahrzeug direkt und wirksam gelenkt wird, – die Propelleraufnahme (6) zusätzlich in einer horizontalen Drehachse (14) gelagert ist, wodurch die Drehachse (16) des Propellers vertikal geneigt und der Propeller (7) optimal ausgetrimmt werden kann, – der Propeller (7) durch unterschiedliche Propeller, die an bestimmte Anforderungen angepasst sind oder durch mehrere Propeller ersetzt werden kann.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Antriebswelle (5) für die Kraftübertragung vom Antrieb (2) mittels frei beweglicher, flexibler Welle (5) direkt auf den Propeller (7) erfolgt, – alle Lagerungen des Propellers (7) in der Propelleraufnahme (6) oder in dem, in der Propelleraufnahme (6) befestigten kraftabgangsseitigen Ende der Gelenkwelle oder frei beweglichen, flexiblen Welle untergebracht sind.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass: – an der Propelleraufnahme (6), alternativ an dem vertikal beweglichen Arm (4) eine Tastvorrichtung (13) angebracht ist, – dass die Tastvorrichtung (13) beim Auffahren auf Hindernisse oder beim Ziehen des Wasserfahrzeugs an Land bewirkt, dass der bewegliche Arm (4) mittels einer Einrichtung (12) selbstätig ausgehoben wird und dadurch der Propeller (7) und die Antriebswelle (5) weitestgehend vor Beschädigung geschützt werden.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Arm (4) mittels einer Aushebevorrichtung (11) in verschiedene Höhen gebracht und arretiert werden kann, aber auch soweit ausgehoben werden kann, bis alle Teile des Antriebes innerhalb der Silhouette der Schwimmkörper (21+21A) des Wasserfahrzeugs liegen, somit vor Beschädigungen weitestgehend geschützt sind und damit für den Transport, zum oder vom Einsatzort keine Montagearbeiten erforderlich werden.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Aushebevorrichtung (11) durch eine Einrichtung ersetzt oder ergänzt werden kann, die je nach Antriebsart – motorisch oder manuell, bei einsetzendem Schub bewirkt, dass der bewegliche Arm (4) selbstätig in die erforderliche, voreinstellbare Tiefe nach unten abgesenkt wird.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass: – im vorderen Bereich des Wasserfahrzeugs ein Tretlager (28) mit Kettentrieb (20) mit möglichen schaltbaren Übersetzungen von 1:1 bis 1:8, aus der Technik des Fahrrades bekannt, eingebaut ist, – dem Kettentrieb (20) ein Winkelgetriebe (19) mit der Übersetzung 1:1 bis 1:10 nachgeschaltet ist, an das die Antriebswelle (5) mittels Kupplung (31) angeschlossen wird, – durch die Kombination Kettentrieb (20) und Winkelgetriebe (19) ein Gesamtübersetzungsverhältnis von 1:1 bis 1:80 erreichbar ist, – durch hohe, schaltbare Übersetzungsverhältnisse eine sehr hohe Drehzahl des Propellers (7) erreichbar ist, – dadurch der Propeller (7) relativ klein dimensioniert werden kann und dabei sehr effektiv arbeitet.
Kompaktes, leicht transportierbares, katamaranartiges Wasserfahrzeug, nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass: – das Tretlager (28) mit Kettentrieb (20) und Winkelgetriebe (19) an einer Aufnahmevorrichtung (29) befestigt ist, – diese vormontierte Einheit 7a, bestehend aus Tretlager (28), Kettentrieb (20) und Winkelgetriebe (19) mittels Schnellverschlüssen (30) so am Rahmen (17) befestigt ist, dass sie komplett und mit einfachen Mitteln schnell demontiert werden kann, – die Antriebswelle (5) mittels Kupplung (31) so an der Abtriebswelle (2) des Winkelgetriebes (19) befestigt ist, dass sie mit einfachen Mitteln schnell abgenommen werden kann, – anstelle des manuellen Antriebs 7a ein, auf einer anderen Aufnahmevorrichtung befestigter motorischer Antrieb 7b, elektrischer Antrieb 7c, manuell – motorisch unterstützter Antrieb 7d oder ein motorischer Antrieb mit nachgeschaltetem Unter- oder Übersetzungsgetriebe 7e, mittels Schnellverschlüssen (30) auf dem Rahmen (17) mit einfachen Mitteln befestigt werden kann. In Frage kommen alle Arten von Motoren und Energiespeichervorrichtungen, auch Solarenergie und Brennstoffzellentechnik. – die Antriebswelle (5) mittels Kupplung (31) mit einfachen Mitteln an die Antriebswelle des jeweiligen Motors (50+54) oder des nachgeschalteten Unter- oder Übersetzungsgetriebes (2+64) angeschlossen werden kann.