DE2015907A1

DE2015907A1 -

Info

Publication number: DE2015907A1
Application number: DE19702015907
Authority: DE
Priority date: 1969-04-18
Filing date: 1970-04-03
Publication date: 1970-11-19
Also published as: GB1311935A; US3662700A

Description

PATENTANWALT DlPL-INQ. JOACHIM STRASSE

HANAU · ROMERSTR. 1» · POSTFACH 793 · TEL.20803 · TELEQRAMME: HANAUPATENT · TELEX: 4184782pat

Leon ROUMEJON 2. April .197c-

Chambery (Savoie), Frankreich Str/Nie - Io kkk

Luftkissen-Schwimmkörper

Die vorliegende Erfindung betrifft einen auf Luftkissen schwimmenden Körper für verschiedene Anwendungszwecke. Beispielsweise ist es möglich, einen Bootskörper für kleine Schiffe oder einen Wasserski oder eine Wasserski-Scheibe nach der Erfindung auszubilden.

Bekannte Schwimmkörper haben mit dem eingetauchten Teil stan- -™ dig und überall Wasserberührung. Dies führt zu verschiedenen Nachteilen und verhindert große Geschwindigkeiten.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist es bekannt, auf dem Schiffskörper ein Gebläse anzubringen, das unter dem Boden ein Luftkissen zur Abstützung auf dem Wasser aufbaut. Dieses System ist kostspielig und kompliziert. Außerdem ist es erforderlich, Luftkissen mit Schürzen oder ähnlichen mechanischen Mitteln am unteren Bootsteil zu umschließen, um ein seitliches Entweichen des Luftkissens zu vermeiden. Diese Schürze hat sich in der Praxis als anfällig erwiesen und 1st die Ursache von zahlreichen Pannen.

009847/1034

2015007

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und einen Schwimmkörper zu schaffen, unter dem allein durch die Bewegung ein Luftkissen entsteht, das die Bewegung bei großen Geschwindigkeiten erleichtert. Darüber hinaus soll das erstrebte Profil das Schlingern mindern.

Diese Aufgabe wird allgemein durch einen Schwimmkörper gelöst, der im Boden des eingetauchten Teils einen Tunnel mit V-förmigem Querschnitt aufweist. Vorzugsweise soll sich hierbei entweder die Tiefe des Tunnels nach hinten verringern oder über die Länge des Tunnels konstant bleiben und sich hinten am Bootskörper öffnen.

In bestimmten Fällen wird der Aufbau und die Erneuerung des Luftkissens durch einen Kanal begünstigt, der vorn und oben im Tunnel endet und sich über dem Rumpf zur Aufnahme von Luft öffnet. Erforderlichenfalls kann dieser Kanal mit einer Rückschlagklappe oder einem Rückschlagventil versehen werden, welches so wirkt, daß Luft von außen in das Kissen, aber nicht in umgekehrter Richtung nach außen gelangen kann.

Schließlich hat die besondere Formgebung den Vorteil, daß Luft aus dem Kissen nur nach hinten entweichen kann. Dies verbessert den Vortrieb, Außerdem treten verbesserte Gleiteigenschaften auf.

Vorzugsweise ist der Tunnel vorn von einer quer verlaufenden Wand begrenzt, in welcher ein Kanal mündet, der mit einer vorn im Boot befindlichen Lufteintrittsöffnung verbunden ist. Diese Lufteintrittsöffnung kann im Ruhezustand des Bootes unterhalb und während der Fahrt oberhalb der Wasserlinie liegen. Geht das Boot vom Ruhezustand in Fahrt über, hebt sich der Bug mit der Lufteintrittsöffnung von selbst über die Wasserlinie.

ORIGINAL INSPECTED 0 0 9 8 A 7 / 1 0 3 A

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 Darstellungen zur Funktion eines Luftkissens gemäß der Erfindung, welches sich unterhalb eines Bootskörpers befindet,

Fig. k eine Draufsicht von unten auf die Schale, Fig. 5 einen Schnitt entlang V - V in Fig. ■%,

Fig. 6 einen gleichen Schnitt zur Darstellung der Anti-

schlingerfunktion, . ·

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Wasserskis von unten,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung von oben einer Scheibe gemäß der Erfindung zum Wasserski-Fähren,

Fig. 9 einen axialen Schnitt durch die Scheibe,

Fig. Io die Funktion der Scheibe gemäß der sie auf dem Wasser verahoben wird,

Fig. 11 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Tunnelhöhe konstant bleibt, so daß sie hinten am Bootskörper offen ist,

Fig. 12 eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, eines Bootskörpers mit einem Schwimmzusatz Zürn Festhalten auf dem Wasser,

O3T3TO.:" f:.^-^ Q0 98A7 / 1034 - ' "

Fig. 13 einen Querschnitt entlang II - II in Fig. 12,

Fig. Ik denselben Bootskörper, der sich vorn heraushebt, wenn er mit voller Geschwindigkeit vorwärts getrieben wird,

Fig. 15 eine abgewandelte Ausführungsform, gemäß der ein Strömungskanal mit einer Rückschlagklappe versehen ist,

Fig. 16 eine Anwendung der Erfindung am Schwimmer eines Wasserflugzeugs und

Fig. 17 eine abgewandelte Ausführungsform mit konstanter Tunnelhöhe.

In den Figuren 1 bis 6 ist ein Boot dargestellt, dessen Körper 1 gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Auf der Unterfläche dieses Körpers 1 ist ein Tunnel 2 mit V-förmigem Querschnitt ausgehöhlt, dessen Scheitel von einer Kante 3 dargestellt wird, die sich längs zum Bootskörper 1 erstreckt.

DarUber hinaus nimmt die Höhe des Tunnels 2 von vorn nach hinten ab, d. h. daß die Kante 3 in bezug auf einen Boden 4 des Bootskörpers geneigt ist bzw. vorn höher liegt als hinten. Vorn ist der Tunnel 2 durch eine ebene Fläche 5 begrenzt.

Wenn sich das Boot in Wasser bewegt, schlägt die Wasseroberfläche 6 stets mehr oder weniger starke"Wellen, die sich entweder unregelmäßig einstellen oder die durch die Fortbewegung in Wasser entstehen. Infolgedessen öffnet sich der vordere Teil des Tunnels 2 zeitweise zur freien Luft (wie im Beispiel in Fig. 1 dargestellt). In diesem Augenblick füllt sich der Tunnel mit Luft. Darauf taucht der Bootskör-

0098A7/103A

per wieder vollständig bis zur Wasserlinie (Fig. 2) ein, worauf das Luftkissen im Tunnel 2 über einer Wasserfläche 7 eingeschlossen wird. Das Vorhandensein des Luftkissens bietet mehrere Vorteile.

Zuerst ergibt sich der Vorzug, daß ein Teil des Gewichts des Bootskörpers 1 nicht direkt vom Wasser getragen werden muß, sondern von der komprimierten Luft. Die komprimierte Luft bewirkt eine Art Polster, das Stöße vom Bootskörper abhält, zudem die Bootsfahrt stabilisiert und den Komfort der Passagiere erhöht* Darüber hinaus wird dadurch, daß ein wesentli- -g eher Anteil des Körpers von Luft und nicht vom Wasser getra^ . ~" gen wird, dem Boot ein besonders günstiges Gleiten verliehen, wodurch die notwendige Vortriebskraft herabgesetzt wird.

Schließlich führt die Unregelmäßigkeit der Wasseroberfläche dazu, daß der hintere Teil des Bootskörpers 1 und damit des Tunnels 2 (wie im Beispiel der Fig. 3) zeitweise freiliegt· Unter diesen Bedingungen entweicht zumindest ein Teil des im Tunnel 2 komprimierten Luftkissens nach hinten (Pfeil 8), was infolge der Reaktion zum Vortrieb des Bootes beiträgt·

Ein zusätzlicher sehr wichtiger Effekt ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Durch das V-förmige Querschnittsprofil <( des Tunnels 2 ergeben sich an der Unterseite des Bootskörpers 1 zwei seitliche Schwimmkästen 9 Und Io, die sich je nach unten im Querschnitt verringern· Daraus folgt, daß, wenn das Schlingern dazu führt, den Körper 1 im in Fig· 6 durch den Pfeil 11 angezeigten Sinn kippen zu wollen, der Schwimmkörper Io so weit in das Wasser eintaucht, daß der Schwimmkasten 9 angehoben ist. Dieselbe Beobachtung kann im umgekehrten Fall, der durch Pfeil 12 angezeigt ist, entgegengesetzt gemacht werden. In beiden Fällen entsteht durch den Unterschied in den auf die Schwimmkästen 9 und Io ausgeübten Auftriebskräften ein Aufrichtmoment im Falle der

* 0 0 9 8 A 7 / 1 0 3 Λ

Neigung des Bootskörpers. Dadurch entsteht ein sich automatisch entwickelnder Antiachlingereffekt.

Um die Auffüllung des Tunnels mit Luft zu erleichtern, kann vorzugsweise ein Luftkanal 13 (Pig· 3) vorgesehen werden, der einen vorn und oben liegenden Punkt des Tunnels 2 mit der über dem Bootskörper liegenden Außenluft verbindet· Dieser Kanal 13 kann wahlweise mit einer Rückschlagklappe oder einem Rückschlagventil versehen werden, das einen freien Zutritt von Außenluft gestattet, aber ein Entweichen von Luft aus dem Luftkissen verhindert.

In Fig. 7 i*t ein Wasserski dargestellt, dessen Körper Ik mit einem Tunnel 2 gemäß der Erfindung versehen ist. Auch hier hat dieses Tunnelprofil V-Form und seine Kante 3 ist derart geneigt, daß vorn an der Stirnfläche 5 eine größere Tiefe vorhanden ist. Hinten ist der Tunnel 2 flach, d. h. er geht in die Rückfläche 15 des Körpers ik über. Die Funktion gleicht der bereits beschriebenen. Durch die Geschwindigkeit und die Bewegung wird ein Luftkissen im Tunnel 2 periodisch aufgebaut, um dem Ski sehr günstige Gleiteigenschaften zu verleihen.

In den Figuren 8 bis Io ist eine Scheibe 16 dargestellt« die zum Wasserski-Fähren geeignet ist· Diese Scheibe ist kreisförmig und weist eine ebene obere Fläche 17 auf, während sie unten mit einer Ausnehmung 19 versehen ist, deren Maximale Tiefe im Mittelpunkt liegt. Aus dem Querschnitt (Fig. 9) ist ersichtlich, daß diese Ausnehmung ein V-förmiges Profil hat, dessen Scheitelpunkt im Mittelpunkt der Scheibe liegt.

In der oberen Fläche 17 der Scheibe 16 können ein oder zwei Halterungen 19 vorgesehen sein, um die Füße des Skifahrers aufzunehmen. Im Mittelpunkt der Scheibe 16 kann eine Öffnung 2o vorgesehen sein, die die Verbindung zwischen dem

— 7 —

0098A7/ 1034

Scheitelpunkt der Ausnehmung l8 und der Außenluft herstellt» Diese Öffnung 2o ist jedoch nicht zwangsweise notwendig· Zusätzlich kann die Öffnung 2o (wie der Kanal 13) gegebenenfalls mit einem Rückschlagventil versehen werden.

Die gleichbleibende Funktion wird für den vorliegenden Fall in einer Phase in Fig. Io verdeutlicht. Der Skifahrer 21, der in Richtung des Pfeils 22 gezogen wird, steht auf der geneigten Scheibe 16 aufrecht. Durch die Bewegung der Wasserfläche 23 bildet sich ein Luftkissen in der Ausnehmung 18 aus. Dieses Luftkissen bietet die schon beschriebenen Vorteile der "weichen Auflage" und des Gleitens. Darüber hinaus erleich- ■ -A tert es dadurch, daß die Scheibe 16 kreisförmig ist, die Stellungsänderungen des Wasserski-Fahrers, besonders wenn dieser sich umdrehen und rückwärts gezogen werden will.

Um den Vortrieb weiter zu erleichtern, kann unter dem Boots-

körper 1 (Fig. il) ein Tunnel 24 vorgesehen werden, dessen Tiefe konstant bleibt, d. h. seine obere Kante 25 verläuft parallel zur Grundfläche des Bootskörpers. Dadurch mündet dieser Tunnel 2k in einer hinteren Öffnung 26. Auch hierbei kann vorn ein Kanal 13 vorgesehen werden. Diese abgewandelte Ausführungsform läßt sich gleichermaßen für Wasserski anwenden.

■ ■ . ■ ι

In den Figuren 12 und 13 ist ein Wasserfahrzeug mit einem Rumpf oder Bootskörper 1 gemäß der Erfindung dargestellt. Auf der Unterseite befindet sich ein Tunnel 2 mit V-förmigem Querschnitt. Der Scheitel dieses Tunnels wird durch eine sich längs zum Bootskörper 1 erstreckende Kante 3 dargestellt.

Die Hohe des Tunnels 2 verringert sich von vorn nach hinten. Sie nimmt dadurch eine geneigte Stellung ein, die in bezug auf die Grundfläche 4 des Bootskörpers vorn höher liegt als hinten. Vorn ist der Tunnel 2 von einer ebenen Stirnfläche 5

- 8 QQ9847/103 4

- 8 begrenzt, die im wesentlichen vertikal verläuft·

Der höchste Punkt des Tunnels 2, d. h. dort wo der Tunnel selbst am tiefsten ist, liegt dort, wo sich die Kante 3 vorn mit der Stirnfläche 5 schneidet· In dieser Zone kann ein aerodynamischer Kanal Jo münden, der die Besonderheit hat, daß er sich vorn im Bootskörper 1 mit einem Einlaß öffnet, der sich unterhalb der Wasserlinie befindet, wenn das Boot ohne Fahrt im Wasser 32 liegt (Fig. 12).

Wenn sich dagegen das Boot in Fahrt befindet (Fig. Ik), hebt es sich vorn heraus und der Einlaß 31 befindet sich jetzt über dem Wasserspiegel in der freien Luft. Durch den von der Geschwindigkeit des Bootskörpers 1 bewirkten dynamischen Druck wird die durch den Einlaß Jl in den Kanal 3o angesaugte Luft in das Innere des Tunnels 2 gestaut. Wie vorstehend beschrieben, bewirkt dies, daß im Tunnel 2 ein Luftkissen aufgebaut wird, welches das Gleiten des Bootskörper« erheblich verbessert.

In Fig. 15 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, in welcher im Kanal 3° «in Rückschlagventil 32 eingebaut ist. Dieses Ventil läßt die Luft frei in den Tunnel 2 eintreten (Pfeile 33)» aber es verhindert den Austritt in umgekehrter Richtung durch den Kanal 3°· Diese Anordnung gestattet es insbesondere, die in den Tunnel 2 eingeschlossene Luft unter der Wirkung der natürlichen relativen Bewegung des Rumpfes oder Bootskörpers 1 und der Wasserbewegung zu komprimieren.

In Fig. l6 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, in welcher der Bootskörper ein Schwimmer 34 eines Wasserflugzeugs 35 ist. Wie zuvor ist jeder Schwimmer mit einem V-förmigen Tunnel 2 und einem Kanal 3o versehen, dessen Einlaß 31 vorn frei an der Luft liegt, wenn der Schwimmer Jk vorn infolge der Geschwindigkeit sich heraushebt, während er in

QQ9847/1Q34

- 9 der Ruhelage sich unterhalb der Wasserlinie befindet.

Im Beispiel der Fig. I7, die der Fig. 11 entspricht, ist der Kanal 3o mit einem Tunnel 26 verbunden, dessen Höhe oder Tiefe über die Länge gleichbleibt.

Ansprüche

009847/1034

Claims

- Io -Ansprüche

/1. !Schwimmkörper, dadurch gekennzeich- ^-—/ net, daß im Boden (k) des eingetauchten Teils ein Tunnel (2, 18, 26) mit V-förmigem Querschnitt vorgesehen ist.
2. Schwimmkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Höhe oder Tiefe des Tunnels (2) zum hinteren Ende des Bootskörpers (1) verringert.
3. Schwimmkörper gemäß Amspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe oder Tiefe des Tunnels (26) über seine ganze Läng· gleichbleibt, wobei sich der Tunnel (26) am hinteren Ende des Bootskörpers (1) öffnet.
k» Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3» d a ddurch gekennzeichnet, daß der Tunnel (2, 26) vorn und oben über einen den Bootsrumpf durchquerenden Kanal (13t 3o) mit der Außenluft verbunden ist.
W 5* Schwimmkörper nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal (13, 3o) ein RUckachlagventil (32) vorgesehen ist·
6. Schwimmkörper gemäß einem der Anspruch· 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet« daß dieser den Rumpf eines Bootes darstellt·
7. Schwimmkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser den Körper eines Wasserskis darstellt·

- 11 -

'009847/ 1034
8. Schwimmkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß dieser, die Form einer kreisförmigen Scheibe, in welcher an der Unterseite eine kegelförmige Ausnehmung vorgesehen ist, deren Scheitelpunkt sich im Mittelpunkt befindet_s aufweist.
9. Schwimmkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Tunnel (2, 26) vorn von einer Wand (5) begrenzt ist, in der oben ein Kanal (3o) mündet, der mit einer vorn im Boot befindlichen Lufteintrittsöffnung (31) verbunden ist.
10. Schwimmkörper gemäß Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Lufteintrittsöffnung (31). im Ruhezustand des Bootes unterhalb und während der Fahrt oberhalb der Wasserlinie (6, 32) liegt·
11. Schwimmkörper gemäß einem der Ansprüche 9 bis Io , dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3o) mit einem Iluckschlagventil (32) versehen ist, welches den Zutritt von Luft in den Tunnel (2) gestattet und ein Entweichen über den Kanal (3o) verhindert«
12. Schwimmkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, d a — durch gekennzei chnet , daß dieser den Schwimmer (3^) eines Wasserflugzeugs (35) darstellt.

00984 7/1034