DE202008012549U1 - Wasserfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Wasserfahrzeug, insbesondere Binnenschiff,
mit einem Bugbereich (30; 1) im Wesentlichen in Form eines liegenden Keils, der mittig eine etwa vom Bug nach achtern in den Schiffsboden (46; 11) auslaufende Schrägfläche (34; 10) aufweist,
mit die Schrägfläche (34; 10) steuerbord und backbordseitig zumindest teilweise begrenzenden nach unten ragenden Führungselementen (33; 5, 6), und
mit Ausnehmungen (38, 39; 7, 8) im Bereich der Führungselemente (33; 5, 6) zur jeweiligen Aufnahme mindestens einer Antriebseinheit (45),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausnehmungen als nach unten offene Strömungskanäle (38, 39; 7, 8) gestaltet sind,
dass die Hauptströmungsrichtung der Strömungskanäle (38, 39; 7, 8) in Fahrtrichtung gesehen etwa einen spitzen Winkel zur Mittschiffslinie (40; 3) bildet, und
dass die Führungselemente als Kufen (33; 5, 6) ausgebildet sind, die sich strömungsdynamisch nach achtern verjüngen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug, insbesondere ein Binnenschiff, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Derartige, speziell für die Binnenschifffahrt geeignete Wasserfahrzeuge sind beispielsweise aus der DE 37 12 534 A1 bzw. der EP 1 663 769 B1 bekannt. Das Wasserfahrzeug entsprechend der EP 1 663 769 B1 weist dabei einen Bugbereich auf, der im Wesentlichen die Form eines liegenden Keils hat und der mittig eine etwa vom Bug nach achtern in den Schiffsboden auslaufende Schrägfläche aufweist. Diese Schrägfläche bildet zusammen mit steuerbord- und backbordseitig vorgesehenen Führungselementen eine Art Schrägflächenkanal.
  • Die beidseitig im Schiffsbereich vorgesehenen Führungselemente, die etwa in Form eines stehenden Keils den Schrägflächenkanal nach innen begrenzen, haben im rückwärtigen Bereich Ausnehmungen, in denen jeweils mindestens eine Antriebseinheit, z. B. als Propulsionseinheit, vorgesehen ist.
  • Sowohl die Führungselemente als auch die Auslegung der Ausnehmungen weisen in strömungstechnischer Hinsicht noch erhebliche Verbesserungsmöglichkeiten auf, da die Bildung von Strömungswirbeln im achterlichen Bereich der Führungselemente ebenso wie die Ausnehmungen für die Propulsionseinheiten selbst und deren Übergang in den Schiffsboden durch in Fahrt entstehende Turbulenzen einen höheren Energiebedarf erfordern, als dies im Gesamtkonzept angestrebt wird.
  • Ein Nachteil wird hierbei insbesondere in der Gestaltung der rückwärtigen Form der Führungselemente zu den Ausnehmungen und auch die nach achtern orientierte Formgebung der Ausnehmungen gesehen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Wasserfahrzeug und Binnenschiff in der Formgebung des Unterwasserschiffes im Bugbereich und Vorschiff so zu verbessern, dass der Energieverbrauch insbesondere im Bereich der Antriebseinheiten günstiger gestaltet wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Wasserfahrzeug durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Ein Kerngedanke ist hierbei die Ausnehmungen, in denen die Antriebseinheiten platziert werden, als offene Strömungskanäle auszuführen. Mit anderen Worten sind diese Strömungskanäle nach unten offen, also ohne eine Tunnelverkleidung nach unten am Schiffsboden. Hinzutritt, dass die Ausrichtung der offenen Strömungskanäle derart getroffen wird, dass weitgehend ausschließlich nur Wassermengen, welche über den mittigen Schrägflächenkanal aufgenommen werden, in die beidseitigen Strömungskanäle strömungstechnisch eingeleitet und durch die Antriebseinheiten angesaugt werden Hinzutritt, dass die als Kufen ausgelegten Führungselemente strömungsdynamisch ges- taltet sind und sich insbesondere vom bugseitigen Bereich zum Auslaufbereich der Strömungskanäle verjüngen.
  • Ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung ist die Führungselemente als strömungsdynamisch ausgelegte Kufen auszubilden, die im vorderen Bereich bogenförmig nach oben verlaufen und weitgehend vertikal in die Stirnseite des Bugs übergehen. Des Weiteren ist die Hauptrichtung der Kufen etwas nach innen geneigt zur Mittschiffslinie vorgesehen. Im Horizontalschnitt sind die Kufen etwa tropfenartig gestaltet, mit vorderer abgerundeter Nase und nach achtern spitz auslaufendem Bereich. Dieser spitz auslaufende Bereich bildet eine Schrägkante, die in die Außenbordwand übergeht.
  • Eine weitere Verbesserung im Hinblick auf die Zuführung der Wassermengen zu den Antriebseinheiten mit zusätzlicher Stabilisierung in Längsrichtung des Schiffes erreicht man durch die Ausbildung der Schrägfläche in breiter V-Form. Diese V-Form wird im Bereich der Kufen in eine M-Form im Vertikalschnitt übergeführt, wobei die äußeren Schenkel der M-Form Anströmflächen für die sich nach achtern anschließenden beidseitigen Strömungskanäle bilden.
  • In den tunnelartig geformten Strömungskanälen, die sich in den Kufen nach achtern anschließen, werden im rückwärtigen Nahbereich zu den Kufen jeweils Antriebseinrich tungen vorgesehen, die mindestens für eine 90°-Drehung, bevorzugt jedoch für 360°-Drehung, ausgelegt sind.
  • Die Hauptströmungsrichtung der Strömungskanäle ist in einem spitzen Winkel zur Mittschiffslinie ausgerichtet, so dass die sich im Schrägflächenbereich ansammelnden Wassermassen gut in die beiderseitigen Strömungskanäle abgeleitet werden können. Die Hauptströmungsrichtung der Strömungskanäle beträgt etwa 10° bis 45°, mit einer vorzugsweisen Ausrichtung um etwa 30° zur Mittschiffslinie.
  • Die zwischen den Kufen gebildete V-förmige Schrägfläche läuft hinter dem Auslass der Strömungskanäle in den horizontalen Schiffsboden aus.
  • Im Hinblick auf eine Reduzierung der Reibungskräfte zwischen Unterwasserschiff und Wasser kann im Bereich der Schrägfläche auch das Einbringen von kleinen Gasblasen berücksichtigt werden, wobei zu deren Führung, insbesondere im Bereich des Schiffsboden, längs verlaufende Stege oder Rippen vorgesehen sein können.
  • Die Kufen werden vorteilhafterweise flossen- oder finnenartig ausgebildet und weisen im horizontalen Schnitt eine Tropfen- oder Flügelform auf, beziehungsweise sind tragflächenartig gestaltet.
  • Die Strömungskanäle sind etwa tunnelartig konfiguriert, wobei in einer Seitenansicht des Bugbereichs ein nahezu wellenartiger Verlauf zwischen vorderer Kufe und Rundungsbereich des Strömungskanales, insbesondere zur Außenbordwand, vorhanden ist.
  • Die lichte Höhe des Strömungskanales gestattet die vollständige Aufnahme der entsprechenden Antriebseinheit, zumindest in fluchtender Ausrichtung, mit dem Schiffsboden.
  • Im Hinblick auf eine weitere Reduzierung des Strömungswiderstandes am Unterwasserschiff hat sich gezeigt, dass die Relation der Länge der Kufen zur Länge der gesamten Schrägfläche beziehungsweise zum achterlichen Ausströmbereich der Strömungskanäle von besonderer Bedeutung ist.
  • Die genannten Merkmale der Formgebung des Unterwasserschiffes im Bugbereich mit Platzierung der vorderen Propulsionseinheiten erlaubt es, hydrodynamisch den Vorteil zu erreichen, dass sich der Propellerschubstrahl der Propulsionseinheiten nicht an der Außenhaut des Schiffsrumpfes anlegt. Der Coanda-Effekt wird somit weitgehend verhindert.
  • Aufgrund dessen ist der Propulsionswirkungsgrad der vorderen Antriebseinheiten trotz Anstellwinkels im Strömungskanal nahezu gleich dem Wirkungsgrad der achtern platzierten Propulsionseinheiten.
  • Diese Faktoren bringen eine erhebliche Energieeinsparung für die Antriebseinrichtungen und den Schiffsbetrieb.
  • Die Längserstreckung der Kufen beträgt vorzugsweise etwa die Hälfte bis ein Viertel, und speziell etwa ein Drittel, der Länge der Schrägfläche.
  • Das Unterwasserschiff im Heckbereich ist so konzipiert, dass ein Totholz aus Metall oder starren Kunststoffkomposition am sehr flach auslaufenden Heckboden vorgesehen ist. Die Antriebs- und Steuerwirkung werden hierbei von mit Abstand zum Totholz nach achtern versetzte Propulsionseinheiten realisiert.
  • In einer anderen Alternative kann das Wasserfahrzeug im vordersten Bugbereich schräg nach hinten verlaufende Führungselemente aufweisen, die zum Beispiel die Form von Finnen haben können.
  • Die wesentlichen Merkmale im Hinblick auf Schrägfläche und Strömungskanäle sind jedoch auch bei dieser Alternative, etwas modifiziert, vorhanden.
  • Die strömungsdynamische Formgebung der Führungselemente kann mit einer flossenartigen Auslegung bzw. einer Gestaltung in Art von einzelnen Finnen verglichen werden, wie sie z. B. an Surf-Boards oder Kite-Boards vorgesehen werden.
  • Da der mittige Schrägflächenkanal, in dessen Bereich eine Gasblasenschmierung erzeugt werden kann, sich weiter nach achtern erstreckt und erst dann in den Schiffsboden ausläuft, wird an der Eintrittskante der beidseitigen Strömungskanäle eine Art Führungsstufe vorgesehen.
  • Diese Führungsstufe bildet einerseits eine Begrenzungswand für eingebrachte Gasblasen im Schrägflächenbereich. Andererseits wird hierdurch auch bei Eisfahrt ein Schutz für die in den Strömungskanälen vorgesehenen Antriebseinheiten erreicht, da Eisschollen, die im Schrägflächenbereich aufgenommen werden, im Schrägflächenkanal nach achtern geführt werden und somit weitgehend von einem Einströmen in die Strömungskanäle und einer Beeinträchtigung der Antriebseinheiten verhindert wird.
  • Ein vergleichbarer Sicherheitsaspekt ist auch gegenüber Treibholz und anderen Gegenständen, die in den Schrägflächenbereich gelangen, dadurch vorhanden.
  • Die Hauptströmungsrichtung der Strömungskanäle sollte etwa mit einem Winkel zur Mittschiffslinie von 10° bis 45° ausgelegt werden, speziell etwa von 30°. Hierdurch wird auch sichergestellt, dass im Zusammenwirken mit der Strömungsform der vorderen Führungselemente nur Wasser aus dem Schrägflächenbereich den Antriebseinheiten zugeführt wird. Die Führungsstufe am Eintritt der Strömungskanäle verhindert jedoch einen Eintritt von Gasblasen in die Strömungskanäle und zu den Antriebseinheiten, so dass Antriebsverluste und Kavitation an Propulsionseinheiten vermieden werden.
  • Bevorzugt werden die Führungselemente beziehungsweise Kufen im Horizontalschnitt tropfenförmig, flügelförmig oder tragflächenartig, wie bei Flugzeugen, ausgelegt. Dies verbessert die Strömungsdynamik einerseits im Hinblick auf die Geradeausfahrt. Andererseits im Hinblick auf ein weitgehend Wirbel- und turbulenzfreies Einströmen von Wasser aus dem Schrägflächenbereich in die Strömungskanäle und vermeidet eine stärkere Wirbelbildung am Austritt der Strömungskanäle.
  • Die die Strömungskanäle nach achtern begrenzenden bzw. sich anschließenden Schiffsbodenbereiche werden strömungsdynamisch gerundet ausgebildet, z. B. in Art eines Parabelbleches. Die im Stand der Technik in diesem Bereich vorhandene Keilform wird hierbei verlassen und der Übergangsbereich in den Schiffsboden mit strömungsharmonischen Übergängen ausgelegt, wobei der Austrittsbereich der Strömungskanäle eine Erweiterung bzw. Verlängerung auf die Schiffswand bezogen erfährt.
  • Die mittige Schrägfläche verläuft erst achterlich zu den Strömungskanälen in den weitgehend horizontalen Schiffsboden ein.
  • Dies ermöglicht es, im Bugbereich eingebrachte Gasblasen sicher und zuverlässig in den Bereich des horizontalen Schiffsbodens fließen zu lassen.
  • Im auslaufenden Bereich zwischen Schrägflächenkanal und horizontalem Schiffsboden werden zweckmäßigerweise längs verlaufende Stege oder Rippen vorgesehen, die eine Führung der eingebrachten Gasblasen auch in den mittigen Bereich des Schiffes, über die Länge gesehen, ermöglichen.
  • Der Schrägflächenkanal selbst kann etwa eine gleiche Querbreite vom Bug zum Übergangsbereich in den Schiffsboden aufweisen.
  • Geeignet erscheint jedoch auch eine geringfügige Verjüngung der Breite nach achtern, so dass hierdurch ein verbesserter Strömungsdruck in die Strömungskanäle zu den Antriebseinheiten gerichtet wird.
  • In der Seitenansicht weisen die Führungselemente der Alternative bugseitig eine nach achtern abgeschrägte bzw. leicht bogenförmige Vorderkante bzw. einen entsprechenden Vorderbereich auf, wodurch strömungstechnisch eine Verbesserung erreicht wird.
  • Denkbar wäre auch, die Führungselemente beziehungsweise Kufen bugseitig auf beiden Seiten etwa in Form eines kleinen Wulstbuges auszulegen.
  • Auch ist es möglich die Führungselemente beziehungsweise Kufen im Bugbereich eines entsprechenden Schiffes nachzurüsten.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen noch mehr erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Ansicht von vorn auf den Bugbereich eines erfindungsgemäßen Wasserfahrzeugs;
  • 2 stellt eine perspektivische Ansicht von unten auf den Bugbereich dar, wobei die Linienzüge nur zur besseren Darstellung des Konturenverlaufes eingezeichnet sind;
  • 3 eine Seitenansicht auf den Bugbereich, insbesondere mit dem Auslaufbereich des einen Strömungskanales und einem bogenförmigen Verlauf der steuerbordseitigen Kufe;
  • 4 eine Draufsicht von unten auf den Bugbereich, wobei auch hier die Linienzüge nur die Kontur verdeutlichen;
  • 5 die schematische Darstellung des Heckbereiches;
  • 6 eine Alternative eines Wasserfahrzeuges mit schematischer Ansicht auf den Bugbereich von unten in bruchstückartiger Darstellung nach rechts zum etwa horizontal verlaufenden Schiffsbodenbereich;
  • 7 eine vergleichbare Ansicht wie nach 6 in leicht perspektivischer Darstellung mit Blick auf die Backbordseite des Unterwasserschiffes im Bugbereich;
  • 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bugbereiches eines Wasserfahrzeuges in bruchstückartiger Darstellung in vergleichbarer Ansicht wie nach 7 auf das Unterwasserschiff in Richtung Backbordseite, und
  • 9 eine bruchstückartige Vergrößerung nach 8 des Unterwasserschiffes im Bereich eines backbordseitigen Strömungskanales.
  • In 1 ist das Wasserfahrzeug mit seinem Bugbereich 30 in einer Vorderansicht auf den Bug schematisch dargestellt.
  • Der Körper des Wasserfahrzeugs beziehungsweise Schiffes hat hierbei im Wesentlichen und auf das mittige Hauptschiff bezogen etwa U-Form. Unterhalb der Stirnseite 36 des Buges beginnt eine zunächst leicht abgerundete Schrägfläche 34, die in Längsrichtung gesehen etwa gleiche Breite aufweist und in den Schiffsboden 46 ausläuft.
  • Steuerbord- und backbordseitig weist der Bugbereich nach vorne und leicht nach innen gerichtete Kufen 33 auf.
  • Wie deutlicher in den 2 und 3 erkennbar, sind diese Kufen 33 im vordersten Bereich nach oben verlaufend ausgebildet und gehen weitgehend vertikal in die Stirnseite des Bugs 36 über.
  • Die Kufen 33 haben strömungsoptimierte Form, wobei in etwa eine längliche, tropfenförmige Form (4) bevorzugt wird.
  • Die Schrägfläche 34 weist im Vertikalschnitt etwa eine breite V-förmige Kontur auf, so dass eine Mittellinie 40 entsteht, die mit der Mittschiffslinie zusammenfällt. Im Bereich der Kufen 33 geht der Schnitt der Schrägfläche 34 in eine flache M-Form über. Am Randbereich bildet somit der außenliegende M-Schenkel 48 eine Anströmfläche für das Wasser, wobei diese Anströmfläche nach achtern in den jeweiligen Strömungskanal 39 beziehungsweise 38 übergeht. In diesen Strömungskanälen 38, 39 sind entsprechende Propulsionseinheiten 45 angeordnet, die zweckmäßigerweise um etwa 360° gedreht werden können.
  • Die Strömungskanäle 38, 39 sind in Art eines nach unten offenen Tunnels gestaltet, wobei die Seitenansicht (3) etwa einen wellenförmigen Übergang von der Kufe 33 in den nach achtern sich anschließenden, weitgehend horizontalen Schiffsboden 46 aufweist.
  • Die Draufsicht auf den Schiffsboden im Bugbereich 30 nach 4 zeigt, dass die beidseitigen Kufen 33 in ihrer Hauptrichtung geneigt nach innen, mit einem spitzen Winkel zur Mittellinie 40 angeordnet sind. Die Breite der Schrägfläche 34 ist hierbei gleichbleibend in Längsrichtung.
  • Die Propulsionseinheiten 45 sind in den Strömungskanälen mit kurzem Abstand zur hinteren Schrägkante 43 der Kufen 33 angeordnet. Die strömungsdynamisch günstig ausgelegte Tunnelform der Strömungskanäle 38, 39 berücksichtigt hierbei, dass die Propulsionseinheiten 45 stets innerhalb der Außenkonturen, was Schiffsboden und Außenbordwand betrifft, liegen.
  • Die Längserstreckung der Kufen 33 reicht hierbei bevorzugt von der Stirnseite 36 des Bugs bis etwa zum vorderen Kollisionsschott.
  • Strömungsdynamisch wird jedoch auch berücksichtigt, dass die Kufen 33 nach Möglichkeit relativ kurz ausgebildet werden, um im Hinblick auf das Kurvenprofil und die Stellung zusammen mit dem Schiffskörper die Reibungskräfte am Schiffskörper zu reduzieren.
  • Der Heckbereich 31 des Schiffes wird vorteilhafterweise mit einem sehr flach nach achtern ansteigenden und auslaufenden Schiffsboden 48 ausgestattet. Dies zeigt 5. Im Hinblick auf die Stabilität in Fahrtrichtung ist achtern ein „Totholz" 49 aus üblichem Schiffsmaterial, insbesondere aus Metall, vorgesehen. Mit Abstand zu diesem Totholz 49 können dann vorteilhafterweise beidseitig Propulsionseinheiten 45, vergleichbar der Anordnung im Bugbereich, vorgesehen sein.
  • Das vorausgehend beschriebene Unterwasserschiff und die Konturen des Bugbereiches können nicht nur bei Schiffen mit eigenem Antrieb, sondern beispielsweise auch bei Schiffskörpern für Schubleichter oder mit Ponton-Bugform eingesetzt werden.
  • Die modifizierte Alternative betrifft die Darstellungen nach den 6 bis 9, welche nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen beschrieben ist.
  • In der 6 ist schematisch ein Blick auf einen Bereich einer Alternative des Unterwasserschiffes im Bugbereich 1 eines Wasserfahrzeuges dargestellt. Das Wasserfahrzeug hat hierbei eine mittige Schrägfläche 10, mit symmetrischer Auslegung zur Mittschiffslinie 3. Die Schrägfläche 10 bildet zusammen mit den beidseitig, backbord- und steuerbordseitig, vorhandenen Führungselementen 6, 5 und der Führungsstufe 22 einen Schrägflächenkanal, in den auch Gasblasen zur Reibungsverminderung eingebracht werden können.
  • Die beidseitig vorgesehenen Führungselemente 6, 5 sind in Art von Finnen bzw. Flossen angeordnet und bilden eine vordere Begrenzung zu dem jeweiligen Strömungskanal 7, 8.
  • In diesen Strömungskanälen 7, 8 sind jeweils mindestens eine Antriebseinheit (nicht gezeigt) platziert, die zusammen mit heckseitig vorgesehenen Antrieben den Schiffsantrieb bilden. Geeignet sind hierbei insbesondere Propulsionseinheiten, insbesondere elektrodynamischer Art, die einen Schwenkungsbereich bis z. B. 360° aufweisen.
  • Die Unterwasserform des Wasserfahrzeuges ist selbstverständlich symmetrisch zur Mittschiffslinie 3 ausgebildet.
  • Das backbordseitig vorgesehene Führungselement 6 ragt, wie deutlich erkennbar in 7, nach unten, wobei der Endbereich etwa die Art eines Tropfen 15 aufweist, der sich nach hinten verjüngt.
  • Gleiches gilt für das steuerbordseitige Führungselement 5.
  • Die Strömungskanäle 7, 8 werden nach achtern durch rückwärtige Führungselemente 13, 14 begrenzt. Wesentlich hierbei ist, dass die Strömungskanäle 7, 8 selbst nach unten gerichtet offen ausgelegt sind, so dass eine verbesserte Strömungsdynamik erreicht wird.
  • Die Schrägfläche 10 selbst läuft längs der Begrenzungslinie 16 bzw. 17 nach rückwärts im Bereich 19 in den etwa horizontal ausgelegten Schiffsboden 11 aus.
  • Im Bereich der Führungselemente 5, 6 sind mit den Bezugsziffern 18 unterschiedliche Wasserlinien angedeutet, die den Tiefgang des Schiffes je nach Beladung markieren können.
  • Im Bereich des Strömungskanales 7 ist einerseits die obere Einlaufkante 21 und die zur Begrenzungslinie 17 vorgesehene Führungsstufe 22 gezeigt. Diese Führungsstufe 22 hat den Vorteil, dass eingebrachte Gasblasen im Schrägflächenbereich nicht in die Strömungskanäle sondern nach achtern unter den Schiffsboden geleitet werden. Andererseits wird durch diese Führungsstufe 22 auch ein Einfließen von Treibgut oder Eisschollen in die Strömungskanäle 7, 8 verhindert.
  • Die 7 zeigt die Darstellung nach 6 in etwas perspektivischer Ansicht auf den Bugbereich 1 von unten, im Wesentlichen auf die Backbordseite.
  • Betrachtet man das steuerbordseitige Führungselement 5, so läuft dieses über eine vordere bugseitige Abschrägung 20 in den unteren Bereich 15, der Tropfenform aufweist, ein. Die finnenartige Auslegung des Führungselementes 5 begrenzt dabei den Strömungskanal 7 im vorderen Bereich, während in diesem Ausführungsbeispiel die Begrenzung nach achtern durch ein rückwärtiges Führungselement 13, in keilförmiger Ausführung, gebildet wird.
  • Die bruchstückartige Darstellung nach 8 zeigt ein etwas abgeändertes Ausführungsbeispiel nach 7. Der wesentliche Unterschied ist hierbei, dass die Führungselemente 25, 26 am Schiffsboden die vordere Begrenzung der Strömungskanäle 27, 28 bilden. Nach achtern haben diese Strömungskanäle 27, 28 jedoch aus strömungsdynamischen Gründen keine keilförmigen Führungselemente, wie nach 2, sondern Übergangsbereiche 23, 24, die mit strömungsdynamischen Rundungen sowohl in Richtung der Strömungskanäle 27, 28 als auch in Richtung des Schrägflächenkanales 10 gestaltet sind. Etwa im Bereich 19 läuft die Schrägfläche 10 dann in den horizontalen Schiffsboden 11 aus.
  • Insbesondere mit der Ausbildung der finnen- bzw. flossenartigen Führungselemente 25, 26 sowie den Übergangsbereichen 23, 24 werden ungewünschte Wasserturbulenzen und Wirbel, die einen höheren Energieverbrauch mit sich bringen, vermieden.
  • In 9 ist ausschnittweise der Bereich des backbordseitigen Strömungskanales 28 nach 8 in etwas vergrößerter Form dargestellt. Der rückwärtige, außenliegende Bereich des backbordseitigen Führungselementes 26 ist mit einem Rundungsbereich 9 gezeigt, der die im Wesentlichen vorhandene Tropfenform andeutet.
  • Im Strömungskanal 28 selbst ist mit 4 in etwa der Befestigungsbereich für eine Propulsionseinheit angedeutet, um strömungstechnisch einen guten Wirkungsgrad zu erreichen.
  • Die Auslegung der beidseitigen Führungselemente des Wasserfahrzeuges bringt zusammen mit der Gestaltung der Strömungskanäle und der rückwärtigen Übergangsbereiche den Schiffsboden eine strömungsdynamische Form, die eine hohe Leistungseffizienz für den Antrieb mit guten Sicherheitsanforderungen an die Auslegung des Bugbereiches koppelt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3712534 A1 [0002]
    • - EP 1663769 B1 [0002, 0002]

Claims (18)

  1. Wasserfahrzeug, insbesondere Binnenschiff, mit einem Bugbereich (30; 1) im Wesentlichen in Form eines liegenden Keils, der mittig eine etwa vom Bug nach achtern in den Schiffsboden (46; 11) auslaufende Schrägfläche (34; 10) aufweist, mit die Schrägfläche (34; 10) steuerbord und backbordseitig zumindest teilweise begrenzenden nach unten ragenden Führungselementen (33; 5, 6), und mit Ausnehmungen (38, 39; 7, 8) im Bereich der Führungselemente (33; 5, 6) zur jeweiligen Aufnahme mindestens einer Antriebseinheit (45), dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen als nach unten offene Strömungskanäle (38, 39; 7, 8) gestaltet sind, dass die Hauptströmungsrichtung der Strömungskanäle (38, 39; 7, 8) in Fahrtrichtung gesehen etwa einen spitzen Winkel zur Mittschiffslinie (40; 3) bildet, und dass die Führungselemente als Kufen (33; 5, 6) ausgebildet sind, die sich strömungsdynamisch nach achtern verjüngen.
  2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (34; 10) mit den Kufen (33; 5, 6) einen mittigen Schrägflächenkanal bildet, der nach achtern hinter den Strömungskanälen (38, 39; 7, 8) in den horizontalen Schiffsboden (46; 11) ausläuft.
  3. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbreite des Schrägflächenkanals (34; 10) in Längsrichtung etwa gleich bleibt oder etwas verjüngend ausgelegt ist.
  4. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (34) im Vertikalschnitt im Wesentlichen eine V-förmige breite Kontur, insbesondere mit stumpfem Winkel aufweist.
  5. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (34) im Bereich der Kufen (33) im Vertikalschnitt eine flache M-Form aufweist, deren äußere Schenkel in die Form der Kufen (33) übergehen.
  6. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kufen (33; 5, 6) in Draufsicht von unten und in Richtung zum Bug eine Schrägstellung nach innen aufweisen, und dass die Außenbordseite der Kufen (33) in Richtung zur Stirnseite des Bugs (36) strömungsdynamisch bogenförmig ausgebildet ist.
  7. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseiten der Kufen (33) etwa in der Verlängerungsebene des Schiffsbodens (46) liegen und nach vorne zum Bug aufgebogen sind und weitgehend vertikal in den oberen Bugbereich (36) übergehen.
  8. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kufen (33; 5, 6) flossen- oder finnenartig ausgebildet sind und im Horizontalschnitt etwa tropfenförmig, flügelförmig oder tragflächenartig gestaltet sind.
  9. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptströmungsrichtung der Strömungskanäle (38, 39) etwa 10° bis 45°, insbesondere etwa 30°, zur Mittschiffslinie beträgt.
  10. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kufen (33) nach achtern in einer spitzen von unten nach oben gerichteten Schrägkante (43) auslaufen, und dass die äußeren Schenkel der flachen M-Form Anströmflächen (41) für den jeweiligen Strömungskanal (38, 39) bilden.
  11. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der nach außen gerichtete Strömungskanal (38, 39) eine etwa wellenartige Tunnelform aufweist, die in die Außenbordwand ausläuft, und dass innerhalb der lichten Höhe der Tunnelform jeweils mindestens eine Antriebseinheit (45) angeordnet ist, die strömungsdynamisch in Längsrichtung des Schiffes hinter der jeweiligen Kufe (33) vorgesehen ist.
  12. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung der Kufen (33) etwa 1/2 bis 1/4, insbesondere etwa 1/3, der Länge der Schrägfläche (34) beträgt.
  13. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffsboden (48) im Heckbereich (31) sehr flach nach achtern ausläuft und mit einem Totholz (49) zur Richtungsstabilisierung ausgelegt ist.
  14. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (45) mit 360°-Drehung ausrichtbar sind und insbesondere als elektrodynamische Propulsionsantriebe ausgelegt sind.
  15. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffsrumpf im Hauptschiff etwa U-Form aufweist, und dass die mittige Schrägfläche (10) hinter den Schiffsbodenbereichen (23, 24) in den weitgehend horizontalen Schiffsboden (11) ausläuft.
  16. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffsboden (11) mit längs verlaufenden Stegen oder Rippen zur Führung von im Bereich der Schrägfläche (10) eingebrachten Gasblasen ausgestaltet ist.
  17. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schrägfläche (10) und einer Eintrittskante (21) der Strömungskanäle (7, 8) eine Führungsstufe (22) vorgesehen ist.
  18. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strömungskanäle (27, 28) nach achtern begrenzenden Bodenbereiche (23, 24) strömungsdynamisch gerundet, zum Beispiel in Art eines Parabelbleches, ausgebildet sind.
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