DE202012005066U1

DE202012005066U1 - Watercraft with muscle power

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Publication number: DE202012005066U1
Application number: DE201220005066
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-08-26
Anticipated expiration: 2022-05-23

Abstract

Wasserfahrzeug mit Muskelkraft-Tretkurbelantrieb durch eine oder mehrere Personen, dadurch gekennzeichnet, – dass als Antriebseinheit ein für den Landeinsatz geeignetes Fahrrad oder mehrere Fahrräder mit oder ohne Räder verwendet werden, – dass über die Tretbewegung eine Schiffschraube angetrieben wird, wobei die Schiffschraube auch in Form eines Impellers angelegt sein kann – und dass die Steuerung dadurch erfolgt, daß durch Lenkerbewegung eines Fahrrads mindestens ein vorderer Schwimmkörper gegen mindestens einen hinteren Schwimmkörper verdrehbar ist und dass zur Kurvenfahrt Kurveninnenlage wie beim Radfahren an Land eingenommen wird.Muscular-type powered watercraft by one or more persons, characterized in that; that a suitable for land use bicycle or bicycles with or without wheels are used as the drive unit, -. that a propeller is driven by the pedaling motion, whereby the propeller may also be in the form of an impeller; and that the control is effected by the fact that at least one front float is rotatable against at least one rear float by handlebar movement of a bicycle and that cornering position is taken as cornering when cycling on land.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Aufgabe der Erfindung ist, einen an Land oder auf einem Trainingsgerät ausgeführten Ausdauersport auch auf dem Wasser, bevorzugt aufstehenden Wasserflächen zu praktizieren. Dabei ist es insbesondere die Aufgabe der Erfindung, ein sportliches Bewegungsmuster zu erlauben, das der Praxis an Land weitestmöglich entspricht. Insbesondere soll das Bewegungsmuster des Radsports oder des Laufsports auf die Fortbewegung auf dem Wasser übertragen werden. Dazu gehört, dass sowohl die Art des Antriebs als auch der Lenkung den gewohnten Aktionen nahekommt. Auch ist es ein Ziel der Erfindung, eine sportliche Fortbewegungsgeschwindigkeit zu erreichen. Es ist außerdem ein Ziel der Erfindung, dass als Antriebseinheit ein ganz normales Fahrrad zum Einsatz kommt, beispielsweise das normale Straßenrennrad des Benutzen, so dass das Wasserfahrzeug ein Zubehörteil zum Fahrrad bildet, analog zu einem Rollentrainer im heimischen Trainingsraum. Es ist deshalb auch ein Ziel der Erfindung, dass das Wasserfahrzeug hierdurch wesentlich preisgünstiger ist als ein vollständiges Tretboot mit eigener Antriebseinheit und dass relativ wenige, leicht zu transportierende und zu lagernde Bauteile zusätzlich zum ohnehin vorhandenen Fahrrad zu beschaffen sind.The invention relates to a watercraft with the features according to claim 1. The object of the invention is to practice a run on land or on a training device endurance sport on the water, preferably upright water surfaces. It is in particular the object of the invention to allow a sporty movement pattern that corresponds to the practice on land as much as possible. In particular, the movement pattern of cycling or running sports should be transmitted to the movement on the water. This means that both the type of drive and the steering comes close to the usual actions. It is also an object of the invention to achieve a sporty speed of travel. It is also an object of the invention to use as the drive unit a normal bicycle, for example the normal road bike of use, so that the vessel forms an accessory to the bicycle, analogous to a roller trainer in the home exercise room. It is therefore an object of the invention that the watercraft is thus much cheaper than a complete pedal boat with its own drive unit and that relatively few, easy to transport and stored components in addition to the already existing bike to procure.

Es sind viele Lösungen für Wasserfahrzeuge mit Tretantrieb bekannt. Dabei handelt es sich überwiegend um Lösungen, die keinen Ausdauertrainings- oder Leistungssportgedanken zum Ziel haben. Außerdem nimmt die Besatzung dieser Fahrzeuge nicht die für einen möglichst effektiven Energieeinsatz optimale Sitzposition eines Fahrrad- bzw. Rennradfahrers ein.There are many known solutions for watercraft with pedal drive. These are predominantly solutions that have no endurance training or competitive sport thoughts to the goal. In addition, the crew of these vehicles does not take the optimal for the most effective use of energy seating position of a bicycle or racing cyclist.

Es sind jedoch auch Lösungen bekannt geworden, die eine leistungssportliche Fortbewegung zum Ziel haben. Das US5,088,944 beschreibt ein Wasserfahrzeug, das durch einen Tretantrieb wie ein herkömmliches Fahrrad angetrieben wird. Der Fahrer nimmt eine beim Fahrradfahren übliche Sitzposition ein und lenkt das Fahrzeug über einen Lenker vergleichbar einem Fahrrad. Allerdings kommt als Antriebseinheit kein herkömmliches Fahrrad zum Einsatz, sondern ein spezieller, aufwendiger Gestellaufbau. Außerdem wird das Fahrzeug zwar über einen drehbaren Vorderlenker gesteuert, es fehlt aber vollständig die Möglichkeit, sich wie beim wirklichen Fahrradfahren in die Kurve zu neigen, da der Gesamtaufbau auf zwei herkömmlichen Katamaran-Schwimmern lagert, die eine Drehung der Anordnung um die Längsachse nicht erlauben. Der wesentliche Erfindungsgedanke des US5,088,944 ist es, ein leicht und klein zusammenklappbares Wasserfahrzeug zu schaffen.However, there are also known solutions that have a performance sports movement to the destination. The US5,088,944 describes a watercraft that is powered by a pedal drive like a conventional bicycle. The driver takes a usual sitting position while cycling and steers the vehicle via a handlebar comparable to a bicycle. However, as a drive unit no conventional bicycle is used, but a special, complex frame structure. In addition, the vehicle is indeed controlled by a rotatable front link, but completely lacks the ability to tilt as in the actual cycling in the curve, since the overall structure superimposed on two conventional catamaran floats that do not allow rotation of the assembly about the longitudinal axis , The essential idea of the invention US5,088,944 is to create a light and small collapsible watercraft.

Das US5,626,501 beschreibt ebenfalls eine Lenkung über einen Vorderlenker, wobei über den Lenker ein vorderer Schwimmer wie ein Vorderrad gesteuert wird. Es enthält aber weder den Gedanken, ein herkömmliches Fahrrad als Antriebseinheit zu verwenden, noch die ergonomisch günstige Sitzposition eines herkömmlichen Fahrrads. Es ist auch keine Kurvenneigung wie bei einem herkömmlichen Fahrrad möglich, da der Hinteraufbau auf zwei Katamaranschwimmern ruht.The US5,626,501 also describes a steering via a front link, wherein a front float such as a front wheel is controlled via the handlebars. But it contains neither the idea to use a conventional bicycle as a drive unit, nor the ergonomic seating position of a conventional bicycle. It is also no tendency to curve as a conventional bike possible because the rear suspension rests on two catamaran swimmers.

Gleich wie das US5,626,501 verwendet auch die DE19606365 insgesamt drei Schwimmkörper, die eine Steuerung des Wasserfahrzeugs in der art eines Dreirads erlaubt, aber nicht wie bei einem Fahrrad mit Kurvenneigung. Die DE19606365 enthält jedoch den Gedanken, als Antriebseinheit ein herkömmliches Fahrrad zu verwenden, so daß keine Kosten für die Antriebseinheit aufzuwenden sind. Es müssen allerdings die Räder entfernt werden. Auch muß die Geometrie des Fahrradrahmens präzise zu der auf der Schwimmereinheit angebrachten Befestigungseinheit passen, weshalb nicht ein beliebiges, sondern ein genau passendes Fahrrad verwendet werden muß.Same as that US5,626,501 also uses the DE19606365 a total of three floats, which allows a control of the watercraft in the manner of a tricycle, but not as a bicycle with curve slope. The DE19606365 However, the idea is to use a conventional bicycle as a drive unit, so that no cost for the drive unit to spend. However, the wheels have to be removed. Also, the geometry of the bicycle frame must fit precisely to the mounted on the float unit attachment unit, which is why not any, but a precisely fitting bike must be used.

Nach der Lehre des US5,387,140 wird als Antriebseinheit für ein Wasserfahrzeug ein herkömmliches ein- oder mehrsitziges Fahrrad verwendet. Die Kraftübertragung auf eine Schiffschraube erfolgt über das Hinterrad und eine Laufrolle, die den Propeller antreibt. Das Hinterrad verbleibt also am Fahrrad. Auch bei dieser Lösung ist eine Querneigung des Fahrzeugs bei Kurvenfahren nicht möglich, da eine herkömmliche Katamaran-Schwimmeranordnung verwendet wird.According to the teaching of US5,387,140 is used as a drive unit for a watercraft a conventional single or multi-seat bicycle. Power is transmitted to a propeller via the rear wheel and a roller that drives the propeller. The rear wheel thus remains on the bike. Even with this solution, a banking of the vehicle is not possible when cornering, as a conventional catamaran float assembly is used.

Gemäß der 5,443,405 wird als Antriebseinheit ein komplettes Fahrrad verwendet einschließlich Rädern. Der Antrieb erfolgt über Rollen wie bei bekannten Rollentrainern für den Gebrauch im Trainingsraum, wobei die Rollen mit zwei Antriebspropellern verbunden sind. Die Antriebseinheit wird auf einem Surfbrett oder einem ähnlich einem Surfbrett gestalteten Schwimmer montiert. Ein solcher Schwimmer verhält sich nicht ausreichend kippstabil, weshalb das Fahrzeug mit zwei Stützschwimmern ausgestattet ist. Durch die Stützschwimmer ist auch dieses Wasserfahrzeug nicht in der Lage, zur Kurvenfahrt eine Querneigung wie beim Fahrradfahren einzunehmen. Bei Verwendung eines handelsüblichen Fahrrads und eines ebensolchen Surfboards besteht ein besonderer Vorteil dieser Lösung darin, daß nur noch wenige, preiswerte und kleinvolumige Zusatzbauteile benötigt werden.According to the 5,443,405 is used as a drive unit a complete bicycle including wheels. The drive via rollers as in known roller trainer for use in the training room, the rollers are connected to two drive propellers. The drive unit is mounted on a surfboard or similar to a surfboard designed float. Such a float does not behave sufficiently stable, which is why the vehicle is equipped with two support swimmers. Due to the support swimmers, this vessel is not able to take a turn for cornering as in cycling. When using a standard bicycle and a surfboard just such a particular advantage of this solution is that only a few, inexpensive and small-volume additional components are needed.

Die US 6,309,263 beschreibt ein Wasserfahrzeug mit Tretantrieb, das über einen Lenker und über Kurvenlage wie ein Fahrrad gesteuert zu werden, Um dies zu erreichen ist aber ein sehr aufwendiger und sehr großer Aufbau erforderlich. Es wird kein herkömmliches Fahrrad verwendet, sondern eine spezielle aufwendige Antriebseinheit und es wird ein sehr langgestreckter Schwimmkörper und eine aufwendige Steuerungskinematik verwendet. Die Größe und die aufwendig Gestaltung schließt eine Anwendung als einfaches Freizeitgerät aus.The US 6,309,263 describes a watercraft with pedal drive, which is controlled by a handlebar and cornering like a bicycle, but to achieve this is a very complex and very large construction required. It is not a conventional bicycle used, but a special complex drive unit and it is a very elongated float and a complex control kinematics used. The size and the elaborate design excludes an application as a simple leisure device.

Die vorliegende Erfindung sieht ein mit Muskelkraft betriebenes Wasserfahrzeug vor, das der Sportler mit gleichen Bewegungsmustern betreibt wie bei der äquivalenten Sportart an Land. Dadurch wird der Sportler muskulär, motorisch und organisch in idealer Weise für die aquivalente Sportart trainiert. Umgekehrt ist der Sportler durch die Erfahrung mit der äquivalenten Sportart an Land ideal für die Fortbewegung mit dem Wasserfahrzeug trainiert.The present invention provides a muscle-powered watercraft that the athlete operates with the same motion patterns as the equivalent on-land sport. Thus, the athlete is muscular, motor and organically trained in the ideal way for the equivalent sport. Conversely, the athlete is trained by experience with the equivalent sport on land ideal for locomotion by watercraft.

Das Wasserfahrzeug umfasst eine Antriebseinheit und eine SchwimmereinheitThe watercraft comprises a drive unit and a float unit

Bevorzugt wird das Wasserfahrzeug wie ein Fahrrad mit einem Tretantrieb bewegt. Es bietet sich ganz besonders an, das selbe Fahrrad als Antriebseinheit zu verwenden, das der Sportler auch an Land benutzt. Dieses bietet für sein Training die optimalen Voraussetzungen. Dieses Fahrrad kann je nach Ausführungsform des Wasserfahrzeugs vollständig oder nach Demontage eines oder beider Räder auf der Schwimmereinheit des Wasserfahrzeugs befestigt werden. Die Verwendung eines ohnehin vorhandenen Fahrzeugs hat zusätzlichen Vorteil, daß für das Wasserfahrzeug keine eigene Antriebseinheit benötigt wird.Preferably, the watercraft is moved like a bicycle with a pedal drive. It is particularly appropriate to use the same bicycle as a drive unit that the athlete uses on land. This offers optimal conditions for his training. Depending on the embodiment of the watercraft, this bicycle can be fastened completely or after disassembly of one or both wheels on the float unit of the watercraft. The use of an already existing vehicle has the additional advantage that no separate drive unit is needed for the vessel.

Wenn das Fahrrad komplett mit Hinterrad montiert wird, dann erfolgt der Antrieb über eine Rolle nach dem Prinzip eines stationären Rollentrainers, wobei die Antriebsleistung von der Rolle auf eine Schiffschraube oder einen Impellerantrieb umgelenkt wird.If the bike is mounted completely with rear wheel, then the drive via a roller on the principle of a stationary roller trainer, the drive power is deflected from the role of a propeller or an impeller drive.

Alternativ wird das Hinterrad des Fahrrads entfernt und es wird statt des Hinterrads ein Antriebsrad vorzugsweise für eine Kette, einen Flach- oder einen Zahnriemen in der Hinterradgabel montiert, über welche eine Schiffschraube oder ein Impeller angetrieben wird.Alternatively, the rear wheel of the bicycle is removed and instead of the rear wheel, a drive wheel is preferably mounted for a chain, a flat or a toothed belt in the rear fork over which a propeller or an impeller is driven.

Die Schwimmereinheit ist auf geringen Strömungswiderstand optimiert, um der sportlichen Fortbewegung an Land nahe zu kommen. Die Schwimmereinheit besteht mindestens aus einem vorderen Schwimmer und einem hinteren Schwimmer, der mit dem Hinterrad oder der Hinterradbefetigung verbunden ist. Der vordere Schwimmer ist unmittelbar mit Vorderrad oder der Vorderradgabel des Fahrrads verbunden, so daß eine Lenkung des vorderen Schwimmers über die normale Fahrradlenkung erfolgt. Diese Art der Lenkung ist Voraussetzung, damit eine dem Radsport vergleichbare Kurvensteuerung mit Kurven-Innenlage erfolgen kann. Eine Lenkung über eine Heck-Steuerflosse, die nach dem Stand der Technik vorgeschlagen wurde, hätte eine andere und ungewohnte Kurvensteuerung zur Folge und würde zumindest ein spezielles Training des Sportlers erfordern.The float unit is optimized for low flow resistance in order to come close to sporty locomotion on land. The float unit consists of at least a front float and a rear float, which is connected to the rear wheel or the Hinterradbefetigung. The front float is directly connected to the front wheel or the front fork of the bicycle, so that a steering of the front float takes place via the normal bicycle steering. This type of steering is a prerequisite for cycling control comparable with curve inner layer can be done. Steering via a tail control fin as proposed in the prior art would result in a different and unfamiliar curve control and would require at least a special training of the athlete.

Die Geschwindigkeiten, die mit Verdränger-Schwimmkörpern, also mit Schwimmkörpern, deren Auftriebswirkung auf der Wasserverdränger beruht, erreicht werden können sind prinzipiell begrenzt. Als erreichbare Höchstgeschwindigkeit gilt die sogenannte Rumpfgeschwindigkeit, die auch bei beliebig hoher Antriebsleistung nicht überschritten werden kann. Bei Annährung an diese Rumpfgeschwindigkeit überlagern sich die Bug,- und die Heckwelle des Schwimmkörpers und geraten in Resonanz. Die Resonanzwelle nimmt jede weitere in das System investierte Energie auf. Die Rumpfgeschwindigkeit ist unmittelbar von der Rumpflänge abhängig. Um eine fahrradähnliche Geschwindigkeit, also beispielsweise mehr als 15 km/h in Verdrängerfahrt zu erreichen, wäre eine Länge der Schwimmeranordnung mindestens in der Größenordnung von 10 Metern erforderlich.The speeds that can be achieved with displacement floats, so with floats whose buoyancy effect on the water displacer can be achieved are limited in principle. The achievable maximum speed is the so-called hull speed, which can not be exceeded even with arbitrarily high drive power. When approaching to this hull speed, the bow, - and the stern wave of the float superimposed and get into resonance. The resonance wave absorbs any further energy invested in the system. The hull speed is directly dependent on the hull length. In order to achieve a bicycle-like speed, for example, more than 15 km / h in displacement, a length of the float assembly would be at least on the order of 10 meters required.

Eine entsprechende prinzipielle Begrenzung der Geschwindigkeit gibt es bei Gleiter-Schwimmkörpern nicht, also bei Schwimmkörpern, deren Auftriebswirkung ab einer gewissen Geschwindigkeit auf dem hydrodynamisch erzielten Auftrieb beruht. Bei Gleiter-Schwimmkörpern gibt es auch keine prinzipielle Abhängigkeit der erreichbaren Geschwindigkeit von der Schwimmerlänge.A corresponding basic limitation of the speed does not exist in glider floats, so in floats whose buoyancy effect is based on the hydrodynamically achieved buoyancy above a certain speed. For glider floats, there is also no principle dependence of the achievable speed of the float length.

Der oder die Schwimmkörper des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeugs werden deshalb vorzugsweise als Gleiter-Schwimmkörper ausgeführt. Gleiter-Schwimmkörper sind gekennzeichnet durch eine im Wesentlichen flache UnterseiteThe float or bodies of the watercraft according to the invention are therefore preferably designed as glider float. Glider floats are characterized by a substantially flat bottom

Besonders günstig ist, daß Gleiter-Schwimmkörper grundsätzlich die Eigenschaft haben, daß sie sich bei Kurvenfahrt sinnrichtig in die Kurve legen. Dies beruht darauf, daß sich der Wellenberg der Bugwelle auf der Kurvenaußenseite aufbaut und auf der Innenseite ein zugehöriges Wellental.It is particularly favorable that glider-float basically have the property that they turn into the curve meaningful when cornering. This is based on the fact that the wave crest of the bow wave builds up on the outside of the curve and on the inside an associated wave trough.

Die Schwimmkörper oder mindestens ein Schwimmkörper sollten ausreichend breit ausgelegt sein, um bei Langsamfahrt und im Stillstand eine ausreichende Kippstabilität zu gewährleisten. Ebenso sollte das Fahrrad bei im Wasser treibendem Wasserfahrzeug zu. besteigen und zu starten sein. Auch ein Wiederbesteigen und starten des gekenterten Fahrzeugs sollte möglich sein. Eine breite Bauform steht einer guten Leistung bei Gleitfahrt nicht entgegen, macht es vielmehr besonders auftriebsstark.The floats or at least one float should be designed sufficiently wide to ensure sufficient stability during slow and at rest. Likewise, the bike should be in waterborne watercraft too. climb and start. A Wiederbesteigen and start the capsized vehicle should be possible. A wide design is not opposed to a good performance when gliding, but makes it particularly buoyant.

Die Schwimmereinheit kann so ausgelegt werden, daß sie bei Auslegungsgeschwindigkeit als Gleiter mit hydrodynamischem Auftrieb wirkt. Eine derartige Schwimmereinheit ermöglicht grundsätzlich geringere Strömungswiderstände und damit auch höhere Fahrgeschwindigkeiten. Zum Zwecke der fahrradäquivalenten Fortbewegung und Steuerung muß die Schwimmereinheit nicht zu breit und um ihre Längsachse leicht zu rollen sein. Eine solche Schwimmereinheit verhält, sich aber im Stillstand kipp-instabil wie ein Fahrrad, was das Besteigen, Losfahren und Anhalten erheblich erschwert und ein einfaches Treibenlassen praktisch nicht erlaubt. Deshalb ist die Schwimmereinheit so auszulegen, daß sie im Stillstand und bei Langsamfahrt als Verdränger das Gesamtgewicht einschließlich Fahrer trägt und beim Besteigen ausreichend kippstabil ist. Ausreichende Kippstabilität im Stillstand und Rollfreudigkeit um die Längsachse bei der Kurvenfahrt sind zu erreichen, indem zumindest der hintere Schwimmer, der die Hauptlast trägt, teilweise breit ausgelegt oder mit Auslegerschwimmern versehen ist, wobei bei Gleitfahrt mit hydrodynamischem Auftrieb der breite Teil des Schwimmerkörpers oder die Auslegerschwimmer aus dem Wasser auftauchen. The float unit can be designed to act as a hydrodynamic lift glider at design speed. Such a float unit basically allows lower flow resistance and thus higher speeds. For the purpose of bicycle-equitable locomotion and control, the float unit need not be too wide and easy to roll about its longitudinal axis. Such a float unit behaves, but at standstill kipp-unstable as a bicycle, which makes climbing, driving off and stopping considerably difficult and a simple drifting practically impossible. Therefore, the float unit is to be designed so that it carries the total weight including driver at standstill and at slow speed as a displacer and is sufficiently stable when climbing. Sufficient stall stability at standstill and rollability about the longitudinal axis when cornering are to be achieved by at least the rear float, which carries the main load, is designed to be partially wide or equipped with boom floats, wherein in floating hydrodynamic lift the broad part of the float body or the boom float emerge from the water.

Hydrodynamischer Auftrieb kann günstig auch durch unterhalb der Wasseroberfläche angeordnete Tragflächen erzeugt werden, wobei eine Tragfläche als vorderer Schwimmer und eine Zweite als hinterer Schwimmer anzuordnen ist. Um auch Verdrängerfahrt und ausreichenden Auftrieb im Stillstand, sowie ausreichende Kippstabilität zu erreichen, ist zumindest der hintere Schwimmer zumindest mit einem zusätzlichen oberhalb der Tragfläche angeordneten Verdrängerschwimmkörper oder mit zwei Verdrängerschwimmkörpern in Auslegerunganordnung auszurüsten. Auftriebsfahrt auf Tragflächen mit aus dem Wasser herausgehobenen Verdrängerschwimmkörpern hat den besonderen Vorteil, daß der oder die Verdrängerkörper dabei auf jeden Fall so weit über die Wasseroberfläche angehoben werden können, daß sie eine Querneigung zur Kurvenfahrt nicht behindern. Die genauere Auslegung eines Wasserfahrzeugs als Tragflächenwasserfahrzeug wird an Hand der Figuren näher erläutert.Hydrodynamic buoyancy can also be favorably produced by airfoils arranged below the water surface, one wing being to be arranged as a front float and a second as a rear float. In order to achieve positive displacement and sufficient buoyancy at standstill, as well as sufficient stability against tilting, at least the rear float is to be equipped with at least one additional displacer float arranged above the support surface or with two displacer float bodies in a cantilever arrangement. Buoyancy on wings with lifted out of the water Verdrängerschwimmkörpern has the particular advantage that the displacement or the displacement can be raised so far over the water surface in any case, that they do not hinder a bank for cornering. The more detailed design of a watercraft as a hydrofoil craft will be explained in more detail with reference to FIGS.

Bekannte, für Rekordfahrten ausgelegte Wasserfahrzeuge mit Muskelkraftantrieb erreichen bei hydrodynamisch optimierter Auslegung Geschwindigkeiten bis zu mehr als 30 km/h, allerdings nur über sehr kurze Fahrstrecken von rund 100 Meter. Im praktischen Sport-, Trainings- oder auch Tourenbetrieb wird die Reisegeschwindigkeit in jedem Fall geringer sein als beim Straßenradsport, da der hydrodynamische Widerstand der Schwimmkörper auf jeden Fall größer ist als der Rollwiderstand eines Fahrrads. Ziel muß daher eine Auslegungsgeschwindigkeit sein, die unterhalb der Geschwindigkeit beim normalen Radsport liegt.Well-known, designed for record-breaking watercraft with muscle power reach at hydrodynamically optimized design speeds up to more than 30 km / h, but only over very short distances of about 100 meters. In practical sports, training or touring, the cruising speed in any case will be lower than in road cycling, since the hydrodynamic resistance of the float is definitely greater than the rolling resistance of a bicycle. Target must therefore be a design speed that is below the speed of normal cycling.

Hieraus ergibt sich eine Einschränkung bei dem Ziel, eine Fortbewegung zu verwirklichen, die der Fortbewegung im Straßenradsport nahe kommt.This results in a limitation in the goal of realizing a locomotion that comes close to getting around in road cycling.

Um diese Einschränkung teilweise auszugleichen und eine Auslegungsgeschwindigkeit zu erreichen, die der Geschwindigkeit des Straßenradsports näher kommt, gibt es mehrere Möglichkeiten:
Eine Möglichkeit ist, mehrsitzige Wasserfahrzeuge einzusetzen mit Antriebseinheiten vorzugsweise in Tandemanordnung oder auch in mehrfacher Tandemanordnung. Näheres hierzu wird an Hand der Figuren erläutert.To partially offset this limitation and achieve a design speed closer to the speed of road cycling, there are several possibilities:
One possibility is to use multi-seat watercraft with drive units preferably in tandem or in multiple tandem arrangement. More details will be explained with reference to the figures.

Eine weitere bevorzugte Möglichkeit ist die Unterstützung des Antriebs durch einen elektromotorischen Hilfsantrieb. Es ist im Fahrradsport bekannt und verbreitet, elektromotorische Hilfsantriebe einzusetzen, bei denen elektronisch gesteuert abhängig vom muskulären Energieeinsatz zusätzlich elektrische Energie beigesteuert wird. Es wird vorgeschlagen, ein System einzusetzen, das, wie aus dem Fahrradsport grundsätzlich bekannt, einen gewissen, vorzugsweise einstellbaren Anteil der muskulär aufgewendeten Energie zusätzlich als elektrische Energie zuzuführen. Dadurch kann erreicht werden, daß eine Fortbewegung auf Wasser im gleichen Geschwindigkeitsbereich und eine Fortbewegungs- und Kurvenfahrtdynamik wie beim Straßenradsport erzielt wird, so daß durch den Sportler subjektiv keine Einschränkung durch eine gegenüber dem Straßenradsport erhöhte Widerstandskraft wahrgenommen wird.Another preferred possibility is the support of the drive by an electric motor auxiliary drive. It is known and used in bicycle sports to use electric motor auxiliary drives in which electronically controlled depending on the muscular energy use additional electrical energy is contributed. It is proposed to use a system which, as is generally known from bicycle sports, additionally supplies a certain, preferably adjustable, portion of the muscular energy used as electrical energy. It can thereby be achieved that a movement on water in the same speed range and a locomotion and cornering dynamics is achieved as in road cycling, so that subjectively no restriction is perceived by the athlete compared to the road cycling sport increased resistance.

Die elektrische Antriebseinheit kann in die Schwimmereinheit des Wasserfahrzeugs integriert sein, so daß die elektrische Energie dem Schiffschraubenantrieb zugeführt wird oder sie ist der Antriebseinheit, also dem Fahrrad zugeordnet, beispielsweise identisch wie bei handelsüblichen Fahrrädern mit elektrischem Zusatzantrieb. Dabei können auch kommerziell erhältliche Zusatzantriebskits, bestehend aus Nabenmotor, Batterie und Steuereinheit eingesetzt werden, die optional an handelsüblichen Fahrrädern angebracht werden können, so daß die Verwendung eines elektrischen Zusatzantriebs nicht zwingend bei der Auslegung vorgesehen sein muß, sondern optional nachgerüstet werden kann.The electric drive unit may be integrated in the float unit of the watercraft, so that the electric power is supplied to the propeller drive or it is the drive unit, so assigned to the bike, for example, identical as in commercial bicycles with electric auxiliary drive. In this case, commercially available additional drive kits, consisting of hub motor, battery and control unit can be used, which can be optionally mounted on standard bicycles, so that the use of an electric auxiliary drive does not necessarily have to be provided in the design, but can be optionally retrofitted.

Weitere Merkmale der Erfindung werden im Folgenden an Hand der 1–15 erläutert.Further features of the invention are described below with reference to the 1 - 15 explained.

1 zeigt eine Basisausführung des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeugs (1). Die Schwimmereinheit (20) umfasst einen vorderen Schwimmer (21) und einen hinteren Schwimmer (22). Der vordere Schwimmer umfasst eine Halterung (31) zur Befestigung einer Vorderradgabel (11) eines handelsüblichen Fahrrads (10). In 1 ist schematisch eine Rennradradausführung dargestellt, jedoch ist auch die Verwendung jedes anderen Fahrrads denkbar. In 1 ist dargestellt, daß das Fahrrad (10) mit eingebautem Vorderrad (112) montiert wird. Bei geringfügig veränderter Halterung (31) für die Vorderradgabel (11) wäre auch eine Montage mit entferntem Vorderrad möglich, so wie in mehreren der folgenden Figuren dargestellt. Der hintere Schwimmer (22) umfasst eine Halterung (32) zur Befestigung der Hinterradgabel (12) des Fahrrads (10). In der dargestellten Ausführungsform bleibt das normale Hinterrad (122) montiert und treibt eine am Hinterradschwimmer (22) montierte Rolle (4) an. Von dieser Rolle (4) erfolgt die Kraftübertragung über ein nicht dargestelltes Getriebe, beispielsweise über ein Kegelradgetriebe auf eine Schiffschraube (5). An Stelle der Schiffschraube (5) kann auch eine Impellereinheit verwendet werden. Grundsätzlich kann an dieser Stelle auch ein Schaufelrad eingesetzt werden, das den besonderen Vorteil hätte, daß keine Richtungsumlenkung des Antriebs von der Rolle her erforderlich wäre. Da ein Schaufelrad aber bekanntermaßen einen wesentlich schlechteren Wirkungsgrad aufweist als eine Schiffschraube, wird ein Schaufelrad nicht favorisiert. 1 shows a basic version of the watercraft according to the invention ( 1 ). The float unit ( 20 ) includes a front float ( 21 ) and a rear float ( 22 ). The front float includes a bracket ( 31 ) for fastening a front fork ( 11 ) of a standard bicycle ( 10 ). In 1 schematically a road bike version is shown, however, the use of any other bicycle is conceivable. In 1 it is shown that the bicycle ( 10 ) with built-in front wheel ( 112 ) is mounted. For a slightly modified bracket ( 31 ) for the front fork ( 11 ) would also be a mounting with remote front wheel possible, as shown in several of the following figures. The rear float ( 22 ) comprises a holder ( 32 ) for fixing the rear fork ( 12 ) of the bicycle ( 10 ). In the illustrated embodiment, the normal rear wheel ( 122 ) and drives one on the rear wheel float ( 22 ) mounted roller ( 4 ) at. From this role ( 4 ), the power transmission via an unillustrated transmission, for example via a bevel gear on a marine propeller ( 5 ). In place of the ship's propeller ( 5 ) can also be used an impeller unit. Basically, at this point, a paddle wheel can be used, which would have the particular advantage that no directional deflection of the drive would be required from the role ago. As a paddle wheel but known to have a much poorer efficiency than a ship's propeller, a paddle wheel is not favored.

2 zeigt eine andere Ausführungsform des Antriebs. Das Gehäuse (54) für den Schiffschraubenantrieb (51) ist transparent dargestellt. Die Räder des Fahrrads (10) sind entfernt und an der Stelle des Hinterrads ein Antriebsrad (52) für ein Kegelradgetriebe, eine Kette, einen Zahn- oder Flachriemen (53) eingebaut, der eine Schiffschraube (5) antreibt. 2 shows another embodiment of the drive. The housing ( 54 ) for propeller propulsion ( 51 ) is shown transparently. The wheels of the bicycle ( 10 ) are removed and at the point of the rear wheel a drive wheel ( 52 ) for a bevel gear, a chain, a toothed or flat belt ( 53 ), a marine propeller ( 5 ) drives.

Grundsätzlich wird auch vorgeschlagen, über den Hinterradantrieb eine Hydraulikpumpe anzutreiben, die über eine Hydraulikleitung einen Hydraulikmotor antreibt, der eine Schiffschraube antreibt. Diese Ausführungsform ist in keiner Figur dargestellt.In principle, it is also proposed to drive a hydraulic pump via the rear wheel drive, which drives a hydraulic motor via a hydraulic line, which drives a ship's propeller. This embodiment is not shown in any figure.

Bild 3a zeigt schematisch den Querschnitt einer bevorzugten Schwimmereinheit (20) in Kurvenfahrt. Die Schwimmereinheit ist als Gleitkörper ausgelegt, das heißt als Schwimmerkörper, der bei zunehmender Geschwindigkeit durch hydrodynamische Auftriebswirkung weitgehend aus dem Wasser gehoben wird und schließlich auf der Wasseroberfläche gleitet. Gemeinsames Kennzeichen solcher Schwimmkörper (20, 21, 22) ist eine im Querschnitt im Wesentlichen flache Unterseite (21a, 22a). Gleiter-Schwimmkörper haben die Eigenschaft, sich bei Kurvenfahrt generell in die Kurve zu legen. Ursache ist, daß sich der Wellenberg der Bugwelle auf der Kurvenaußenseite bildet, auf der Innenseite das zugehörige Wellental. Das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug wird also in Gleitfahrt von sich aus das Bestreben haben, sich bei Kurvenfahrt sinnrichtig, also wie ein Fahrrad in die Kurve zu legen. 3a zeigt den beschriebenen Umstand schematisch.Figure 3a shows schematically the cross section of a preferred float unit ( 20 in cornering. The float unit is designed as a sliding body, that is as a float body, which is lifted by increasing hydrodynamic buoyancy effect largely from the water and finally slides on the water surface. Common characteristic of such floating bodies ( 20 . 21 . 22 ) is a substantially flat in cross section bottom ( 21a . 22a ). Glider floats have the characteristic of generally cornering when cornering. The reason is that the wave crest of the bow wave forms on the outside of the curve, on the inside of the corresponding wave trough. The watercraft according to the invention will thus have the tendency in gliding on its own, when cornering meaningful, so like a bicycle to put in the curve. 3a shows the described situation schematically.

Eine typische Schwimmerform für kleine Gleiter stellt ein Surfbrett dar. Moderne Surfbretter sind aber nicht für die gleichen Anforderungen optimiert, wie der oder die Schwimmkörper des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeugs. Ein Surfbrett muss nicht nur gute Gleiteigenschaften aufweisen, sondern auch eine gute Manövrierbarkeit. Außerdem werden moderne Surfbretter bevorzugt bei höheren Windgeschwindigkeiten eingesetzt und sind daher auch für höhere Aufgleitgeschwindigkeiten ausgelegt, als der oder die Schwimmkörper des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeugs. Eine gute Kippstabilität ist oft nur für Anfängerbretter erforderlich.A typical float form for small skis is a surfboard. However, modern surfboards are not optimized for the same requirements as the float (s) of the craft of the invention. A surfboard not only has to have good gliding properties, but also good maneuverability. In addition, modern surfboards are preferably used at higher wind speeds and are therefore designed for higher Aufgleitgeschwindigkeiten, as the or the floating body of the watercraft according to the invention. Good tipping stability is often only required for beginner boards.

Es gibt allerdings eine Klasse moderner Surfbretter, die ähnlich ausgelegt ist wie der oder die Schwimmkörper des erfindungsgemäßen Wasserfahrzeugs, insbesondere Surfbretter für besonders gute Leistungen bei geringer Windgeschwindigkeit. Derartige Surfretter habe keine durchgehend flache Unterseite, sondern verfügen über einen bis zu 3 Kielen. Sie verfügen über eine große Fläche und auch über eine erhebliche Dicke.However, there is a class of modern surfboards that is designed similar to the or the floating body of the watercraft according to the invention, especially surfboards for particularly good performance at low wind speeds. Such surfers have no consistently flat bottom, but have up to 3 keels. They have a large area and also a considerable thickness.

Bild 3b zeigt im Querschnitt einen bevorzugten Schwimmkörper (20, 21, 22). Der Schwimmkörper (20, 21, 22) soll auch langsame Verdrängerfahrt und Stillstand ohne Kippgefahr ermöglichen. Es soll außerdem möglich sein, auf dem treibenden Wasserfahrzeug auf das Fahrrad zu steigen. Außerdem soll es möglich sein, nach einem Kentern aus dem Wasser wieder auf das Wasserfahrzeug zu klettern und die Fahrt fortzusetzen. Dieser Anforderungen erfordern ein Gesamtvolumen des oder der Schwimmkörper, das eine Verdrängung von mindestens dem 1,5-fachen des Gewichts einschließlich der vorgesehenen Beladung verursacht. Weiterhin ist eine Breite erforderlich, die sich an sehr breiten Surfbrettern orientiert. Um eine große Kippstabilität zu erreichen, ist schließlich eine größere Dicke als bei üblichen Surfbrettern erforderlich. Um einer Kippbewegung ein hohes aufrichtendes Moment entgegenzusetzen, ist es erforderlich, daß sich das eintauchende Volumen auf der tiefer tauchenden Seite mit zunehmendem Kippwinkel möglichst stark erhöht. Das ist dann nicht mehr der Fall, wenn die Oberseite des Schwimmkörpers überspült wird. Durch eine ausreichende Bauteildicke kann dieses Überspülen bei relevanten Schräglagen vermieden werden.Figure 3b shows in cross section a preferred floating body ( 20 . 21 . 22 ). The float ( 20 . 21 . 22 ) should also enable slow positive displacement and standstill without risk of tipping. It should also be possible to get on the driving watercraft on the bike. In addition, it should be possible to climb back onto the vessel after a capsize out of the water and continue the journey. These requirements require a total volume of the float (s) that causes a displacement of at least 1.5 times the weight including the intended load. Furthermore, a width is required, which is based on very wide surfboards. In order to achieve a high tipping stability, finally, a greater thickness than usual surfboards is required. In order to oppose a tilting movement a high righting moment, it is necessary that the immersing volume increases as much as possible on the deeper diving side with increasing tilt angle. This is no longer the case when the top of the float is over-flushed. Due to a sufficient component thickness, this overflow at relevant inclinations can be avoided.

Es wird vorgeschlagen, daß sich der Querschnitt des oder der Schwimmkörpers nach unten hin verjüngt. Dies hat folgende Wirkungen: Der Schwimmkörper kann im Sinne einer Kippstabilität breit gestaltet werden. Die volle Breite taucht aber nur in gekippter Position auf der tiefer liegenden Seite ein. Der in Normalfahrt umspülte Körper ist aber deutlich schmaler und insbesondere in Verdrängerfahrt strömungsgünstiger, was insbesondere die Anfangsbeschleunigung und den Leistungsaufwand für den Übergang zur Gleitfahrt reduziert. Beim Kippen des Schwimmkörpers wird die effektive Breite auf der nach unten gekippten Seite größer, was die Kippstabilität abermals erhöht.It is proposed that the cross-section of the float or body tapers downwards. This has the following effects: The float can be made wide in terms of tipping stability. However, the full width only appears in the tilted position on the lower side. However, the body washed around in normal travel is significantly narrower and, in particular in displacement displacement, more aerodynamically favorable, which in particular reduces the initial acceleration and the expenditure of effort for the transition to the glide slope. When tilting the float, the effective width on the tilted down side larger, which again increases the tipping stability.

Für die aktive Steuerung der Schräglage ist die geringere wirksame Breite in Normalfahrt günstiger.For active control of the inclined position, the lower effective width in normal driving is more favorable.

Es ist bekannt, daß ein Kiel oder auch eine Dreikielanordnung geeignet ist, einen Schwimmkörper leichter und bei geringerer Geschwindigkeit in den Gleitzustand zu bringen. Ein Mittelkiel (20b) teilt die Bugwelle und sorgt für einen geringeren Stirnwiderstand im Übergang zur Gleitfahrt. Die beiden Seitenkiele (2c) alleine oder in Verbindung mit dem Mittelkiel (20a) bewirken eine höhere Position des Wasserfahrzeugs und ein Luftpolster unter der Unterseite (20a). Dieses verhindert einen Saugeffekt zwischen Wasseroberfläche und Schwimmkörper (20, 20a) und bewirkt eine geringere Gleitreibung.It is known that a keel or a Dreikielanordnung is adapted to bring a float more easily and at lower speed in the sliding state. A middle keel ( 20b ) divides the bow wave and ensures a lower face resistance in the transition to the sliding. The two side keels ( 2c ) alone or in conjunction with the middle keel ( 20a ) cause a higher position of the vessel and an air cushion under the bottom ( 20a ). This prevents a suction effect between the water surface and floats ( 20 . 20a ) and causes a lower sliding friction.

Die zusätzliche Richtungsstabilität, welche die Kiele vermitteln, kommt dem Anwendungszweck des Wasserfahrzeugs zugute.The additional directional stability provided by the keels benefits the utility of the vessel.

Es wird daher vorgeschlagen, den oder die Schwimmkörper (20) entweder mit einem Mittelkiel (20b) oder Seitenkielen (20c) oder mit einer Anordnung aller drei Kiele oder auch mit einer Anordnung einer größeren Zahl von Längsrippen mit der Wirkung kleiner Kiele auszustatten.It is therefore proposed that the float (s) ( 20 ) either with a middle keel ( 20b ) or side keels ( 20c ) or with an arrangement of all three keels or with an arrangement of a larger number of longitudinal ribs with the effect of small keels equip.

Gemäß 4 kann das Wasserfahrzeug (1) auch mit seitlichen Auslegern (23, 24), also Stützschwimmern ausgelegt werden. Da der hintere Schwimmer (22) stets die Hauptlast des Wasserfahrzeugs (1) trägt, ist es ausreichend, diesen mit Auslegern (23, 24) auszustatten. In dieser Ausführung kann man den oder die Schwimmer (21, 22) selbst grundsätzlich auch beliebig kipp-instabil gestalten. Dies würde eine Auslegung aller Schwimmer (21, 22, 23, 24) als reine Verdrängerschwimmer ermöglichen. Diese erhält man durch schmale hohe Form, die auch bei höherer Geschwindigkeit nicht durch hydrodynamischen Auftrieb aufgleitet. Allerdings erlaubt eine Ausführung mit ständig eingetauchten Auslegern (23, 24) keine Kurvenfahrt mit Innenlage. Die Ausleger (23, 24) müssten zur Kurvenfahrt mit Innenlage durch eine mechanische Vorrichtung aus dem Wasser gehoben werden. Dies setzt aber voraus, daß die Schwimmer (21, 22) alleine ausreichend Auftrieb durch Verdrängung liefern, um das Wasserfahrzeug zu tragen. Eine solche schmale lange Schwimmergestaltung erlaubt es sehr leicht, eine Kurveninnenlage einzunehmen. Allerdings verlangt eine solche Auslegung zumindest einen sehr langen hinteren Schwimmer. Auf Grund der begrenzten Länge des Fahrrads sind aber derart lange Schwimmer praktisch schwierig verwendbar.According to 4 can the vessel ( 1 ) also with lateral outriggers ( 23 . 24 ), So support floats are designed. Because the rear float ( 22 ) always the main load of the vessel ( 1 ), it is sufficient to provide it with arms ( 23 . 24 ) equip. In this version you can use the float (s) ( 21 . 22 ) in principle also arbitrarily tilt-unstable design. This would be an interpretation of all floats ( 21 . 22 . 23 . 24 ) as pure positive displacement float. This is obtained by narrow high shape, which does not slip on by hydrodynamic buoyancy even at higher speeds. However, a version with permanently submerged arms ( 23 . 24 ) no cornering with inner layer. The booms ( 23 . 24 ) would have to be lifted for cornering with inner layer by a mechanical device from the water. But this assumes that the floats ( 21 . 22 ) alone provide sufficient lift by displacement to carry the watercraft. Such a narrow long float design makes it very easy to take a curve inboard. However, such a design requires at least a very long rear float. Due to the limited length of the bicycle but so long swimmers are practically difficult to use.

Eine Verdrängerausführung könnte durchaus sehr schnelle und ruhige Fahrten erlauben, wird aber auf Grund der Schwierigkeiten mit der notwendigen großen Schwimmerlänge kaum zum Einsatz kommen.A positive displacement version could allow very fast and quiet rides, but will hardly be used due to the difficulties with the necessary large float length.

Man kann jedoch die Auslegervariante des Wasserfahrzeugs (1) sehr vorteilhaft mit Schwimmkörpern (21, 22) kombinieren, die bei ausreichender Fahrt hydrodynamischen Auftrieb erzeugen.However, you can use the jib version of the vessel ( 1 ) very beneficial with floats ( 21 . 22 ), which produce sufficient hydrodynamic lift with sufficient travel.

5a, b zeigt eine Form der Schwimmer (21, 22) gemäß der Ausführungsform aus 3b, jedoch mit einer schmaleren Ausführung der Schwimmer (21, 22), da die Kippstabilität durch die Auslegerschwimmer gesichert ist. Die Schwimmer (21, 22) können auch insgesamt kleiner sein als die Schwimmer gemäß 3b, weil die Ausleger im Stillstand und langsamer Verdrängerfahrt unterstützenden Auftrieb liefern. 5a , b shows a shape of the floats ( 21 . 22 ) according to the embodiment 3b , but with a narrower version of the floats ( 21 . 22 ), since the tipping stability is ensured by the boom swimmers. The floats ( 21 . 22 ) may also be smaller than the floats in total 3b because the outriggers deliver supportive buoyancy at standstill and slower displacement.

Es bezeichnet (A) die Höhe der Wasseroberfläche bei Stillstand oder Langsamfahrt und (B) die Höhe bei Gleitfahrt, jeweils in Relation zu den Proportionen des Wasserfahrzeugs (1) Bei Gleitfahrt tauchen die Stützschwimmer (23, 24) aus dem Wasser auf, so daß Kurvenfahrt mit Kurveninnenlage möglich wird. Die Schräglage ist allerdings limitiert, wie in 5b erkennbar ist. Um beliebig große Schräglagen zu realisieren, müssen auch in dieser Ausführung die Stützschwimmer hochgefahren werden oder sie müssen mit sehr kurzen Auslegern versehern sein, am besten quasi bündig an die eigentlichen Schwimmer (21, 22) anschließen. Diese Ausführung würde wiederum funktionell in die Nähe der in 3b dargestellten Ausführung kommen, bei der die sich nach oben verbreiternde Schwimmerform für Kippstabilität bei Stillstand und langsamer Verdrängerfahrt sorgt.It indicates (A) the height of the water surface at standstill or slow speed and (B) the height when gliding, respectively in relation to the proportions of the vessel ( 1 ) When gliding the support floats ( 23 . 24 ) out of the water, so that cornering with curve inboard is possible. The skew is however limited, as in 5b is recognizable. In order to realize arbitrarily large slopes, also in this embodiment, the support swimmers must be raised or they must be vorsehern with very short arms, preferably almost flush with the actual float ( 21 . 22 ) connect. This execution, in turn, would be functionally close to the in 3b come illustrated embodiment, in which the upwardly widening float shape for tilt stability at standstill and slow displacement ensures.

6 zeigt die selbe Anordnung wie in 5a, b, jedoch in seitlicher Ansicht. Um eine ausreichende Richtungsstabilität zu erreichen und in Kurvenfahrt ein Querdriften zu vermeiden, werden der vordere Schwimmer (21) und der hintere Schwimmer (22) jeweils mit Finnen (211) und (221) ausgestattet, wobei die Finne (221) des hinteren Schwimmers möglichst weit rückseitig angebracht wird, da dies die beste Richtungsstabilisierung bewirkt und die Finne (211) des vorderen Schwimmers geringfügig hinter der Lenkachse (C) angebracht ist, um den Lenkeinschlag einerseits nicht zu behindern, andererseits aber eine rückführende Kraft auf den Lenkausschlag auszuüben. 6 shows the same arrangement as in 5a , b, however, in lateral view. In order to achieve sufficient directional stability and avoid cornering when cornering, the front float ( 21 ) and the rear float ( 22 ) each with fins ( 211 ) and ( 221 ), whereby the fin ( 221 ) of the rear float as far back as possible, since this causes the best directional stabilization and the fin ( 211 ) of the front float slightly behind the steering axis (C) is mounted to not hinder the steering angle on the one hand, but on the other hand exert a returning force on the steering rash.

7a, b zeigt eine Anordnung, bei welcher der vordere Schwimmer (21) und der hintere Schwimmer (22) als Tragflächen ausgelegt sind. Beide Schwimmer (21, 22) tragen das Wasserfahrzeug erst bei ausreichender Fahrgeschwindigkeit. Wiederum bezeichnet (A) die Höhe der Wasseroberfläche bei Stillstand oder Langsamfahrt und (B) die Höhe bei Gleitfahrt, jeweils in Relation zu den Proportionen des Wasserfahrzeugs (1). 7a , b shows an arrangement in which the front float ( 21 ) and the rear float ( 22 ) are designed as wings. Both floats ( 21 . 22 ) carry the vessel only at sufficient speed. Again, (A) denotes the height of the water surface at a standstill or slow speed; and (B) the height when gliding, in each case in relation to the proportions of the vessel ( 1 ).

Um ein Absinken des Wasserfahrzeugs bei Stillstand und Langsamfahrt zu vermeiden, ist das Wasserfahrzeug, insbesondere der hintere Schwimmer (22) mit seitlichen Auslegerschwimmern (23, 24) ausgestattet, die ausreichend groß sind, um mindestens das Gewicht des Wasserfahrzeugs (1) einschließlich Besatzung durch Verdrängungswirkung zu tragen. Die Schwimmerstützen (212) und (222) sind ausreichend hoch, um bei Kurvenfahrt einerseits ein Eintauchen der Auslegerschwimmer (23, 24) und andererseits das Auftauchen der kurvenäußeren Enden der Tragflügel (21, 22) zu vermeiden. Letzteres würde ein Moment bewirken, daß der Kurveninnenlage entgegenwirkt und so steile Kurvenfahrt verhindern.In order to avoid a sinking of the vessel at standstill and slow speed, the vessel, especially the rear float ( 22 ) with lateral boom floats ( 23 . 24 ), which are sufficiently large to be at least the weight of the vessel ( 1 ) including crew due to displacement effect. The float supports ( 212 ) and ( 222 ) are sufficiently high, on the one hand, when cornering a dipping of boom swimmers ( 23 . 24 ) and on the other hand the emergence of the outer ends of the wings ( 21 . 22 ) to avoid. The latter would cause a moment that counteracts the inner curve position and thus prevent steep cornering.

Die als Tragflächen ausgebildeten vorderen (21) und hinteren (22) Schwimmer werden in grundsätzlich für Tragflächenboote bekannter Weise profiliert, entsprechend der Schwerpunktsverteilung des Wasserfahrzeugs (1) angeordnet und in geeigneter Größe ausgelegt, wobei die vordere Tragfläche (21) kleiner dimensioniert ist. Außerdem hat die vordere Tragfläche (21) vorzugsweise einen größeren Anstellwinkel als die hintere Tragfläche (22) was nach den Regeln der Hydrodynamik stabile Fahrweise bewirkt, wobei dieser Anstellwinkel der vorderen Tragfläche (21) außerdem verstellbar ist und über einen automatischen Mechanismus eingestellt wird, der in 10 dargestellt und erläutert wird. Dieser Mechanismus sorgt dafür, daß eine gewünschte und weitgehend geschwindigkeitsunabhängige Schwebehöhe des Wasserfahrzeugs (1) bei Tragflügelfahrt einstellbar ist.The formed as wings front ( 21 ) and rear ( 22 ) Floats are profiled in principle for hydrofoils known manner, according to the distribution of gravity of the vessel ( 1 ) and designed in a suitable size, wherein the front wing ( 21 ) is smaller. In addition, the front wing ( 21 ) preferably a larger angle of attack than the rear wing ( 22 ) which causes stable driving according to the rules of hydrodynamics, this angle of attack of the front wing ( 21 ) is also adjustable and is set via an automatic mechanism, which in 10 is shown and explained. This mechanism ensures that a desired and largely speed-independent flying height of the vessel ( 1 ) is adjustable in hydrofoil.

8 zeigt die gleiche Anordnung wie in 7a, b in Draufsicht. 8th shows the same arrangement as in 7a , b in plan view.

Da die Verwendung von Auslegerschwimmern gemäß 7b die Kurvenschräglage begrenzt oder hohe Schwimmerstützen (212, 222) erfordert kann statt dessen gemäß 9a, b ein einzelner dritter Schwimmkörper (25) zur Anwendung kommen, der schmaler auszulegen ist als die Anordnung der Auslegerschwimmer und wiederum ähnlich gestaltet werden kann wie ein Surfbrett, wobei es in diesem Fall auf dessen Gleitereigenschaften nicht ankommt.As the use of boom swimmers according to 7b the curvature slopes limited or high float supports ( 212 . 222 ) may instead according to 9a , b a single third float ( 25 ), which is to be interpreted narrower than the arrangement of the boom swimmers and in turn can be made similar to a surfboard, in which case it does not depend on its sliding properties.

Die in 9a, b dargestellte Anordnung wird in 10 in seitlicher Ansicht dargestellt. 10 zeigt schematisch ein grundsätzlich bekanntes Prinzip zur automatischen Steuerung des Vorderflügels (21): Ein kleiner Trimmschwimmer (26) ist über ein Steuergestänge (261) am Vorderflügel (21) angelenkt. Wenn der Trimmschwimmer in Relation zum Wasserfahrzeug (1) tiefer sinkt, dann verringert sich der Anstellwinkel der vorderen Tragfläche (21), was deren Auftrieb verringert, wodurch das Wasserfahrzeug (21) tiefer sinkt. Zu Beginn der Gleitfahrt bei noch teilweise eingetauchtem dritten Schwimmkörper (25) schwimmt der Trimmschwimmer (26) in Relation zum Wasserfahrzeug (1) maximal hoch, was einen maximalen Anstellwinkel und Auftrieb der vorderen Tragfläche (21) bewirkt, der das Auftauchen aus der Wasseroberfläche (A) begünstigt.In the 9a , b shown arrangement is in 10 shown in a side view. 10 schematically shows a basically known principle for automatic control of the front wing ( 21 ): A small trim float ( 26 ) is via a control linkage ( 261 ) on the forewing ( 21 ) hinged. If the trim float is in relation to the vessel ( 1 ) sinks lower, then reduces the angle of attack of the front wing ( 21 ), which reduces their buoyancy, causing the vessel ( 21 ) sinks lower. At the beginning of the gliding ride with still partially submerged third floating body ( 25 ) the trim swimmer ( 26 ) in relation to the vessel ( 1 ) maximum high, giving a maximum angle of attack and buoyancy of the front wing ( 21 ), which promotes emergence from the water surface (A).

In Gleitfahrt wird das Wasserfahrzeug (1) mit einem vorderen (21)- und einem hinteren (22), jeweils als Gleiter ausgelegten, Schwimmkörper dazu tendieren, daß es nur noch auf dem hinteren Schwimmer (22) gleitet, während der vordere Schwimmer (21) aus dem Wasser angehoben ist. (11). Es ist deshalb günstiger, den vorderen Schwimmer (21) für die Verdrängerfahrt unterhalb der Geschwindigkeit für das Aufgleiten zu optimieren. Favorisiert wird daher für den vorderen Schwimmer (21) eine schlanke Form mit spitzem Bug und ohne flache Unterseite. In 11 bezeichnet (A) wiederum die Lage der Wasseroberfläche bei Stillstand oder langsamer Verdrängerfahrt, (B) die Lage der Wasseroberfläche bei Gleitfahrt, jeweils in Bezug auf die Proportionen des Wasserfahrzeugs (1).In gliding the watercraft ( 1 ) with a front ( 21 ) - and a back ( 22 ), each designed as a glider, floats tend that it only on the rear float ( 22 ) glides while the front float ( 21 ) is lifted out of the water. ( 11 ). It is therefore better to use the front float ( 21 ) for positive displacement below the slip-up speed. Favored therefore for the front float ( 21 ) a slender shape with a pointed bow and without a flat underside. In 11 (A) again the position of the water surface at standstill or slow displacement, (B) the position of the surface of the water during gliding, respectively with respect to the proportions of the vessel ( 1 ).

In einer logischen Weiterbildung der Ausführung von 11 wird auf eine Auftriebswirkung des vorderen Schwimmers (121) ganz verzichtet (12). Der vordere Schwimmer (121) reduziert sich dann auf die direkt an die Vorderradgabel (11) fixierte Lenkflosse (121).In a logical development of the execution of 11 is due to a buoyancy effect of the front float ( 121 ) completely omitted ( 12 ). The front float ( 121 ) then reduces to the directly to the front fork ( 11 ) fixed steering fin ( 121 ).

Ein Antrieb des Wasserfahrzeugs durch zwei oder mehrere Sportler erhöht die maximal erreichbare Fahrgeschwindigkeit. Damit Kurvenfahrt in gleicher Weise mit Kurveninnenlage erfolgen kann wie beim einsitzigen Wasserfahrzeug (1), bietet es sich an, die Sportler in Tandemanordnung anzuordnen. Eine bevorzugte Lösung zeigt 13. Danach wird das Wasserfahrzeug (1) um eine Antriebseinheit (10) und einen hinteren Schwimmer (22) einfach dadurch erweitert, daß die Hinterradgabelhalterung (32) gleichzeitig Vorderradgabelhalterung für die hintere Antriebseinheit ist und daß dadurch der hintere Schwimmer (22) der vorderen Schwimmereinheit einfach die Funktion des vorderen Schwimmers für die hintere Schwimmereinheit übernimmt. Auf diese Weise sind in einfacher Weise beliebig viele Wasserfahrzeuge aneinander anhängbar. Die Vorderradlenkung angehängter Antriebseinheiten wird bei ihrer Anbringung automatisch blockiert, so daß nur der vorderste Sportler lenken kann.A drive of the watercraft by two or more athletes increases the maximum achievable driving speed. So that cornering can be done in the same way with in-curve position as in the single-seat vessel ( 1 ), it is appropriate to arrange the athletes in tandem. A preferred solution shows 13 , After that, the vessel ( 1 ) about a drive unit ( 10 ) and a rear float ( 22 ) simply by the fact that the rear fork bracket ( 32 ) is at the same time front fork support for the rear drive unit and that thereby the rear float ( 22 ) the front float unit simply takes over the function of the front float for the rear float unit. In this way, any number of watercraft can be attached to each other in a simple manner. The front wheel steering attached drive units is automatically blocked when they are mounted, so that only the foremost athletes can steer.

Eine Anordnung gemäß 13 bietet sich insbesondere auch zur Mitnahme von Kindern an.An arrangement according to 13 is particularly suitable for taking along children.

Da der Strömungswiderstand eines Wasserfahrzeugs in jedem Fall höher ist als der Rollwiderstand eines guten Fahrrads, werden radsportübliche Geschwindigkeiten mit einem nur durch Muskelkraft angetriebenen Wasserfahrzeug nicht erzielbar sein. Daher bietet es sich an, ein derartiges Wasserfahrzeug mit einer Elektrounterstützung auszurüsten, wie es bei sogenannten E-Bikes oder Pedelecs üblich ist. Eine Möglichkeit besteht darin, gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß 1–13 als Antriebseinheit ein E-Bike oder Pedelec zu verwenden. Diese Lösung hat allerdings den Nachteil, daß die Elektrokomponenten derartiger Bikes nur gegen Spritzwasser geschützt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Wasserfahrzeug muß aber auch in Betracht gezogen werden, daß auch im Falle eines Kenterns keine Schäden auftreten sollten. Das Pedelec oder E-Bike sollte daher auch bei einem Untertauchen gegen Wasserschäden geschützt sein. Als Alternative ist eine elektrische Antriebsunterstützung gemäß den 14 und 15 im Bereich der Schwimmereinheit zu integrieren.In any case, the flow resistance of a vessel is higher than that Rolling resistance of a good bike, cycling standard speeds will not be achievable with a water powered only by muscle watercraft. Therefore, it is advisable to equip such a vessel with an electric support, as is common in so-called e-bikes or pedelecs. One possibility is according to each of the embodiments described above according to 1 - 13 as drive unit to use an e-bike or pedelec. However, this solution has the disadvantage that the electrical components of such bikes are protected against splashing water. In the watercraft according to the invention but must also be considered that even in the case of capsizing, no damage should occur. The pedelec or e-bike should therefore be protected against water damage even when submerged. As an alternative, an electric drive assist according to the 14 and 15 to integrate in the area of the float unit.

In beiden Darstellungen sind die Schwimmkörper ausgeführt wie in der Ausführungsform gemäß 12. Gemäß 14 ist bei dem als Antriebseinheit (1) verwendeten Fahrrad wie bereits in 2 dargestellt und in Anspruch 3 beansprucht, das Hinterrad demontiert und das Fahrrad statt dessen auf ein Antriebsrad (61) zum Antrieb der Schiffschraube (5) montiert. In dieses Antriebsrad (61) ist ein Nabenmotor (611) eingebaut wie er sonst bei E-Bikes in das Hinterrad integriert ist. In dem Gehäuse (612) für den Schiffschraubenantrieb (613) ist auch eine elektrische Batterie (614) integriert. Eine abgedichtete Steuereinheit (615) kann aus diesem Gehäuse herausgeführt und am Fahrradlenker (110) befestigt werden.In both illustrations, the floats are designed as in the embodiment according to 12 , According to 14 is in the as drive unit ( 1 ) used bicycle as already in 2 illustrated and claimed in claim 3, the rear wheel disassembled and the bicycle instead on a drive wheel ( 61 ) for driving the propeller ( 5 ) assembled. In this drive wheel ( 61 ) is a hub motor ( 611 ) as it is usually integrated in e-bikes in the rear wheel. In the case ( 612 ) for propeller propulsion ( 613 ) is also an electric battery ( 614 ) integrated. A sealed control unit ( 615 ) can lead out of this housing and the bicycle handlebar ( 110 ) are attached.

Gemäß 15 wird das Fahrrad als Antriebseinheit (10) auf eine Schwimmereinheit (20) montiert, in der ein elektrischer Generator (621) das Hinterrad des Fahrrads ersetzt. Die Schiffschraube (5) wird durch einen Elektromotor (622) angetrieben. Dieser wird einerseits direkt durch die vom Generator (621) bereitgestellte Energie versorgt, zum anderen wird über eine Steuereinheit (625) aus einer elektrischen Versorgungsbatterie zusätzliche Energie an den Antriebsmotor (622) zugeführt. Der Antrieb des Wasserfahrzeugs (1) erfolgt also letztlich rein elektrisch. Die Muskelkraft des Fahrers wird dazu aufgebracht, um elektrische Energie zu erzeugen. Die Größe der aus der elektrischen Batterie (623) entnommen Leistung ist frei wählbar. Sie kann abhängig von der durch den Generator (621) bereitgestellten Leistung gesteuert werden oder völlig unabhängig sein. Es ist auch möglich, bei Langsamfahrt oder Stillstand die Generatorleistung zum Aufladen der Batterie (623) zu verwenden. Es kann natürlich auch ohne jede Batterieunterstützung nur mit der durch den Generator (621) bereitgestellten. Leistung gefahren werden. Unter Verwendung eines modernen Genrators und eines modernen Antriebsmotors mit Wirkungsgraden von mehr als 90% liegt der Wirkungsgrad des elektrischen Antriebs in der selben Größenordnung wie der Wirkungsgrad eines Schiffschraubenantriebs über ein Kegelradgetriebe.According to 15 is the bicycle as a drive unit ( 10 ) to a floatation unit ( 20 ), in which an electric generator ( 621 ) replaced the rear wheel of the bicycle. The ship's propeller ( 5 ) is powered by an electric motor ( 622 ). This is on the one hand directly by the generator ( 621 supplied), on the other hand, via a control unit ( 625 ) from an electrical supply battery additional energy to the drive motor ( 622 ). The propulsion of the vessel ( 1 ) is therefore ultimately purely electric. The muscle power of the driver is applied to generate electrical energy. The size of the electric battery ( 623 ) Power is freely selectable. It can depend on the generator ( 621 ) provided power or be completely independent. It is also possible, when driving slowly or at a standstill, to use the generator power to charge the battery ( 623 ) to use. It can of course also without any battery support only by the generator ( 621 ). Performance to be driven. Using a modern genrator and a modern drive motor with efficiencies of more than 90%, the efficiency of the electric drive is of the same order of magnitude as the efficiency of a propeller drive via a bevel gear.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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US 5626501 [0004, 0005]
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US 5387140 [0006]
US 6309263 [0008]

Claims

Watercraft with muscle power pedal drive by one or more persons, characterized in that - as a drive unit suitable for land use bicycle or bicycles are used with or without wheels, - that on the pedaling a propeller is driven, the propeller in shape can be applied to an impeller - and that the control is carried out by the fact that at least one front float is rotatable against at least one rear float by handlebar movement of a bicycle and that cornering position is taken as cornering as when cycling ashore.

Vessel according to claim 1, characterized in that the drive takes place in that in the rear fork of the bicycle after removal of the rear wheel in its place a drive wheel is installed, which drives a ship, a chain, toothed or flat belt.

A watercraft according to claim 1, characterized in that the drive over a complete also usable on land bike with rear wheel takes place, the rear wheel is mounted in the manner of a roller exercise bike over a roller such that the driving movement of the rotating rear wheel over the roller on a Marine propeller is transmitted.

A watercraft according to claim 1, characterized in that the drive is effected in that a hydraulic pump is driven via the rear wheel drive, to which a hydraulic line is connected to a hydraulic motor which drives a ship's propeller.

Watercraft according to claim 1, characterized in that the drive is effected in that via the rear wheel drive, an electric generator is driven, whose electrical energy supplies an electric motor which drives a ship's propeller.

Vessel according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that a supplied via battery electric drive unit in response to the mechanical output power additionally contributes electrical energy to drive the ship's propeller.

Watercraft according to one or more of claims 5 and 6, characterized in that the energy generated by the electric generator can optionally also be used in whole or in part next to the propeller drive to charge the electric battery.

Vessel according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that a drive unit on one or more. Float is mounted, or which is or are designed so that at higher speed hydrodynamic sliding is made possible and that the vehicle can take cornering in cornering.

Vessel according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that one or more floats are equipped with one or two lateral boom swimmers, wherein the boom swimmers dive into the water surface only at a standstill or slow speed and at high speed by independently lifting the float through the Transition to hydrodynamic gliding or by lifting mechanically out of the water,

Vessel according to one or more of the preceding claims, characterized in that a front float, which is rotatable by a steering movement against the or the rear float, is designed as a rotatable keel or sword, causing no or little buoyancy effect and that the rear float so is designed so that it at least largely takes over the entire buoyancy function of the vessel.

Vessel according to one or more of the preceding claims, characterized in that it has two floating bodies designed as wings, one wing constituting the front float and the second wing constituting the rear float, and at least the rear float having two boom floats or a third floating body is provided which carries or carry the weight of the watercraft at standstill and slow motion by his or her displacement effect, but completely emerges from the water during gliding or emerge.

Vessel according to one or more of the preceding claims, characterized in that a plurality of drive units and floating bodies are coupled one behind the other by the respective front fork of a rear-coupled drive unit is set on the end of the rear float of the preceding vessel, the front wheel steering of the rear-coupled drive units is blocked , so that a steering movement of the front wheel steering is only possible for the front drive unit.