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Bezeichnung: Nicht kenterndes Schiff
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schiff mit seitlichen
Schwimmkörpern, wobei derartige bekannte Schiffstypen z.B. in Form eines Katamarans
bekannt sind, welche bekanntlich schnelle, offene Segelboote mit Doppelrumpf darstellen,
wobei also das Bootsdeck auf bzw. zwischen zwei seitlichen Bootsrümpfen bzw. Schwimmkörpern
angelegt ist.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun im Gegensatz zu dem bekannten
Katamaran nicht die Schaffung eines schnellen,in besonderer Weise zum Segeln geeigneten
Bootes, sondern hat sich die Schaffung eines neuen Bootstypes zum Ziel gesetzt,
welcher es ermöglicht, auch bei stürmischer See das Boot zu benutzen, wo andere
Boote oder Fährschiffe wegen des hohen Seeganges und der dabei gegebenen Gefahr,
daß dieser das Boot durch die große seitliche Angriffsfläche zum kentern bringt,
nicht mehr eingesetzt werden könnten. Ein besonderes Anliegen der Erfindung besteht
dabei darin, den neuen Bootstyp derart auszugestalten, daß er sich insbesondere
als Rettungsboot eignet, welches nicht nur auch in stürmischer See sicher benutzt
werden kann, sondern sich insbesondere auch bei einem schon eine Schlagseite aufweisenden
Schiff, seitlich an dessen Schiffwandung sicher ins Meer bringen läßt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Gedanken aus,
daß sie seitlich am Schiff angreifenden
Wogen des Meeres dem Schiffkörper
einen Drehimpuls erteilen, und daß aufgrund des Satzes von der Konstanz des Drehimpulses
eine Stabilisierung des Schiffes bzw.
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eines Teils des Schiffes dann möglich ist, wenn das Schiff aus zwei
Grundkörpern aufgebaut ist, nämlich einem mittigen Hauptschiff, welches möglichst
niedrig und rund gebaut ist, um ebene geringe Angriffsfläche für Wind und Meer darzustelletn,
und einem äußeren, das Hauptschiff umgebenden Stabilisator mit Schwimmern, welcher
das Hauptschiff in vorderen und hinteren Gelenkverbindungen trägt und dabei drehbar
zu diesem gelagert ist.
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Eine äußere durch den Seegang oder durch Sturm auf das Schiff wirkende
Kraft soll dabei primär dem äußeren Stabilisator mit seinen Schwimmkörpern einen
Drehimpuls erteilen, wobei aufgrund des Satzes von der Konstanz des Drehimpulses
das Hauptschiff sich entgegengesetzt zur Drehung des äußeren Stabilisators bewegt
und somit bei geeigneter Auslegung seines Gewichtes und Schwerpunktes trotz der
einwirkenden äußeren Kräfte praktisch in seiner ursprünglichen Ausrichtung zum Horizont
verbleibt.
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist dabei vorgesehen, einen
neuen Schiffstyp mit seitlichen Schwimmkörpern derart zu gestalten, daß das Schiff
aus zwei Grundkörpern besteht, nämlich aus einem im wesentlichen rotationssymmetrischen
zylinderförmigen Hauptschiff, - welches im Querschnitt auch tropfenförmig oder oval
sein kann, mit einem möglichst tief in Richtung Wasser liegenden Schwerpunkt, -
und zum anderen aus einem das Hauptschiff außen in Abstand einschließenden Stabilisator,
der aus einem umlaufenden Trägerrahmen mit an diesem angeordneten, in Längsrichtung
des Schiffes sich
erstreckenden Schwimmkörpern besteht, die seitlich
des Hauptschiffes, symmetrisch zu diesem jeweils angelegt sind, daß ferner das Gewicht
und das Trägheitsmoment des Hauptschiffes zur Aufnahme eines unmittelbar auf es
wirkenden Drehimpulses einer äußeren Kraft durch den Seegang, durch Wind oder dergl.
möglichst groß ist, daß das Hauptschiff und der es umgebende äußere Stabilisator
um eine durch gemeinsame vordere und hintere Achslager gehende Drehachse gegensinnig
frei drehbar sind, nd daß der Stabilisator bzw. dessen Schwimmkörper der art bemessen
und ausgebildet sind, daß sie verglichen mit dem Hauptschiff ein relativ kleines
Trägheitsmoment aufweisen, andererseits aber den notwendigen Auftrieb des Schiffes
zum Auftauchen des Hauptschiffes und des Stabilisators aus der Wasseroberfläche
erzeugen,und daß der Stabilisator dabei desweiteren als das Hauptschiff umgebende
Abdeckung wirkt und somit einen Großteil der auf das Schiff einwirkenden Kraft bzw.
des daraus resultierenden Drehimpulses auffängt.
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Das Hauptschiff wird dabei in Form eines hermetisch nach außen schließbaren
zylinder- oder zigarrenförmigen Körpers ausgebildet, welcher an seinen Enden jeweils
abgerundet ist. Türen und Fenster des Schiffes sind dabei oberhalb der sich bei
ruhiger See einstellenden Wasserlinie angeordnet. Da der Bootskörper des Hauptschiffes
nach außen vollkommen dicht schließbar ist und dabei von den seitlichen ebenfalls
in sich wasserdicht abgeschlossenen, luftleeren Schwimmkörpern des Stabilisators
zum Großteil seinen Auftrieb im Wasser erfährt, ist er praktisch wie bekannte nach
außen abschließbare "Rettungsinseln" unsinkbar. Im Gegensatz zu diesen ist der Bootskörper
des Hauptschiffes aber auch gegen ein Kentern, d.h. gegen größere seitliche Drehbewegungen,
welche zur
Ausbildung äußerst gefährlicher Lagen des Schiffes führen,
in welchem dieses wechselnd in'Schlagseite" geht und umschlägt, weitgehend gesichert.
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Diese Stabilisierung des Hauptschiffes gegen seitliche Drehungen beruht
zum einen auf der Konstanz des Drehimpulssatzes und der Ausbildung bzw. Wahl geeigneter
Trägheitsmomete des Hauptschiffes und des äußeren Stabilisators, wobei das Trägheitsmoment
des Stabilisators gering zu dem des Hauptschiffes ist und sich der Stabilisator
somit im Gegensatz zum Hauptschiff mit einer gewissen Winkelgeschwindigkeit um einen
größeren Winkel um die gemeinsame Drehachse drehen kann, während das Hauptschiff
aufgrund seines tiefliegenden Schwerpunktes und großen Gewichtes praktisch keine
Drehbewegung durchführt. Zum anderen ergibt sich die geringe Drehbewegung des Hauptschiffes
aufgrund äußerer einwirkender Kräfte durch die sich einstellende Abdeckung des Hauptschiffes
durch die das Haupt schiff schützend umgebenden Schwimmkörper des Stabilisators
und deren Dämpfung beim Eintauchen in die Wogen des Wassers, sobald diese aufgrund
ihres relativ geringen Trägheitsmomentes in Drehbewegung versetzt werden.
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Es ist klar, daß bei dieser dämpfenden Drehbewegung des Stabilisators
mit seinen Schwimmkörpern um die gemeinsame Drehachse des Schiffes auch unter Sturmbedingungen
die Drehung des Stabilisators nicht mit einer großen Winkelgeschwindigkeit erfolgen
darf, da sonst der Stabilisator -bzw. dessen Schwimmkörper beim Ein- und Austauchen
aus dem Wasser beschädigt werden können. Daher wird vorzugsweise das Trägheitsmoment
bzw. das Gewicht und der Abstand des Stabilisators mit seinen Schwimmkörpern von
der Drehachse des Schiffes in Abhängigkeit von dem auf ihn aufgrund seiner Form
und Eintauchtiefe maximal einwirkenden Drehmoment durch die äußeren Kräfte des Sturmes
und des Meeres ausgelegt, wobei die Schwimmer
dann auch unter
äußerst widrigen Bedingungen mit relativ geringer Winkelgeschwindigkeit um die gemeinsame
Drehachse sich drehen und im Wasser ein- und austauchen.
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Um dem Hauptschiff nun ein möglichst hohes Trägheitsmoment zu erteilen,
tann dessen Gewicht nur in Grenzen erhöht werden, da es gilt, die Schwimmfähigkeit
des Schiffes, insbesondere die maximale zulässige Eintauchtiefe der Bootskörper
bei ruhiger See nicht zu beeinträchtigen und die Funktion des äußeren Stabilisators
nicht in Frage zu stellen.
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Um trotzdem ein möglichst großes Trägheitsmoment des Hauptschiffes
zu erzeugen, wird dabei vorzugsweise dessen Schwerpunkt von der mittleren Längsachse
seines zylinderförmigen Bootskörpers derart nach unten verlagert, daß sich trotz
gleichbleibenden Gewichtes ein höheres Trägheitsmoment ergibt.
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Trotz eines solchen relativ hohen Trägheitsmomentes des Hauptschiffes
läßt sich dabei erreichen, daß die Eintauchtiefen des Hauptschiffes und insbesondere
die des Schwimmkörpers begrenzt bleibt, so daß z.B. bei ruhiger See ein Öffnen des
Hauptschiffes und dessen Betreten möglich ist.
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Dazu ist es von Vorteil,den Abstand des Schwerpunktes des Hauptschiffes
von der gemeinsamen Drehachse der beiden Bootskörper relativ groß zu wählen, so
daß durch den Auftrieb des zum Gußteil getauchten Hauptschiffes im Wasser sich dessen
Gewicht verringert, wobei aufgrund des relativ großen Volumens des Hauptschiffes,
welches die zu befördernden Personen, Proviant und andere Lasten sowie einen möglichen
Antrieb des Schiffes aufnehmen muß, sich ein relativ hoher Auftrieb beim Tauchen
des Hauptschiffes ergibt.
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Der geeignete Abstand des Schwerpunktes vQn der gemeinsamen Drehachse
wird dabei erfindungsgemäß durch eine oder mehrere der folgenden Möglichkeiten im
allgemeinen bereits erreicht: Zum einen läßt sich die Längsachse des zylinderförmigen
Bootskörpers des Hauptschiffes durch eine geeignete Aufhängung relativ zu der gemeinsamen
Drehachse der beiden Bootskörper bzw. den gemeinsamen vorderen und hinteren Achslagern
verlagern, wobei die Längsachse des Hauptschiffes gegenüber der Drehachse der beiden
Bootskörper nach unten in Richtung Wasser verschoben ist.
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Zum andern Iäßt sich der Schwerpunkt und das Gewicht des Bootskörpers
des Hauptschiffes als solches auch in geeigneter Weise einstellen, wobei eine Gewichtsvergrößerung
und Verlagerung des Schwerpunktes weit unterhalb der durch die Mitte des Hauptschiffes
gehenden Längsachse dadurch möglich ist, daß die Wandung des zylinderförmigen Hauptschiffes
bezüglich ihres im Wasser eintauchenden Teiles aus einem schweren und/oder dickwandigen
Material, z.B. Eisen gebildet ist, während der obere Teil der Wandung aus einem
leichten und dünnen Material, z.B.
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Kunststoff oder Aluminium gebildet ist.
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Eine weitere Verschiebung des Schwerpunktes im Hauptschiff selbst
läßt sich dabei durch die Formgebung des Hauptschiffes im Querschnitt erreichen,
wobei dieser z.B. nicht mehr rund ist, sondern in Abweichung von einer rotationssymmetrischen
Form tropfenförmig oder oval und dabei mit diesem von seiner rotationssymmetrischen
Form abweichenden Abschnitt nach unten ins Wasser ragt.
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Desweiteren wird vorzugsweise unterhalb des Mittelpunktes bzw. der
Mittelpunktslinie des Hauptschiffes ein in Längsrichtung verlaufendes Belastungsgewicht
angelegt1 z.B. in Form eines Eisenstranges mit dreieckigem Querschnitt, welcher
mit einer Grundfläche auf dem Boden des Bootskörpers aufliegt und mit seinen beiden
zur Dreieckspitze auslaufenden gleichseitigen Längsflächen in Richtung des Schwerpunktes
des Bootskörpers weist.
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Dabei werden vorzugsweise zu diesen Längsseiten ebenfalls in Richtung
des Schwerpunktes des Hauptschiffes selbst bzw. des sich aufgrund seiner Aufhängung
gegenüber der Drehachse ergebenden Schwerpunktes spiegelsymmetrisch zu dem Eisenstrang
bzw. dem in Längsrichtung verlaufenden Belastungsgewicht Behälter für Trinkwasser,
Öl oder Benzin zum Antreiben der Schiffsmotore und insbesondere auch ein Behälter
mit einer Flutungskammer angelegt, wobei diese zur Gewichtsregulierung des Hauptschiffes
in Abhängigkeit von der sich ergebenden Zuladung (z. B. Personenzahl) oder einer
ggfls. zu ändernden Eintauchtiefe des Schiffes oder abzuändernder Trägheitsmomente
des Hauptschiffes bzw. des Stabilisators mit seinen Schwimmkörpern dient.
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In der Flutungskammer kann dabei Meerwasser ein- u. ausgepumpt werden,
so daß sich eine Regulierung des Gewichtes und eine Änderung der Positionierung
des Schwerpunktes des Hauptschiffes ergibt.
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Die einzelnen Behälter sind dabei ebenfalls wie das in Längsrichtung
des Schiffes verlaufende Belastungsgewicht im unteren Teil des Bootskörpers in Längsrichtung
angelegt und bestehen dabei jeweils aus einer rechten und einer linken Kammer, welche
ggfls. durch eine Abschottung getrennt ist. Auf diese Weise läßt sich auch bei einer
gewissen Drehung des Hauptschiffes bei nicht
voll gefüllten Kammern
des Behälters eine schädliche Verlagerung der Flüssigkeit begrenzen.
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Desweiteren läßt sich der Schwerpunkt des Mauptschiffes dadurch nach
unten verlagern, daß der Boden der Bootskabine des Hauptschiffes, unter welchem
die einzelnen Behälter, der Antrieb des Schiffes, und das Belastungsgewicht angeordnet
sind, merklich unterhalb der durch die Mitte des Bootskörpers gehenden Horizontalebene
angelegt ist, beispielsweise also in dem unteren Drittel des Durchmessers des zylinderförmigen
Hauptschiffes.
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Auf dem Schiffsboden aufzubringende Lasten, wie z.B. die Anordnung
von Gestühl oder von Betten für die aufzunehmenden Passagiere werden dabei zu der
durch den Schwerpunkt des Hauptschiffes verlaufenden Längsachse symmetrisch oder
möglichst mittig zu dieser angeordnet, wobei bei einer einsetzenden geringen Drehung
des Hauptschiffes die Passagiere vorzugsweise auf ihren Plätzen angeschnallt werden.
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Schließlich kann das Gewicht und der Schwerpunkt des Hauptschiffes
auch noch dadurch eingestellt und verlagert werden, daß längs unterhalb des Hauptschiffes
ein z.B. vorne und hinten mit diesem verbundener Gewichtsstrang in geeignetem Abstand
von diesem geführt ist.
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Dabei muff natürlich gewährleistet sein, daß der Stabilisator des
Schiffes sich noch außerhalb des zusätzlichen Gewichtsstranges sich um diesen und
um das Hauptschiff drehen kann.
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Wie sich bei der Herstellung eines Modells des erfindungsgemäßen Schifftypes
ergeben hat, läßt sich die dargestellte Funktion des Stabilisators und der beiden
gegensinnig
drehbaren Bootskörper insbesondere dann vorteilhaft erreichen, wenn folgende Abmessungen
der Bootskörper gewählt werden (siehe kleiner Bootstyp gem. Fig.
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19 - 23): Ausbildung des Hauptschiffes bzw. inneren Bootskörpers in
einer Länge von 7,5 m und einer Breite von 2,5 m, wobei der Bootskörper im Querschnitt
rund, also rotationssymmetrisch in zylinderförmiger Form ausgebildet ist. Die Drehachse
der beiden Bootskörperteile, welche durch die vorderen und hinteren gemeinsamen
Achslager bestimmt wird entspricht dabei der Mittelpunktsachse des Hauptschiffes,
Drehachse und Mittelpunktsachse sind also nicht versetzt. Als Schwimmer sind jeweils
seitlich des Hauptschiffes zwei Schwimmkörper vorgesehen, welche ebenfalls rotationssymmetrisch
sind und eine Länge von 5 m und einen Durchmesser von 1 m aufweisen.
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Der übrige Teil des Stabilisators wird dabei aus einem Rahmengestell
gebildet, welcher ebenfalls rotationssymmetrisch ist und einen Durchmesser von 50
cm aufweist und in einem Abstand seitlich und vorne vom Hauptschiff von 50 cm geführt
ist und am hinteren Teil des Hauptschiffes einen Abstand von 0,5 m aufweist.
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Die ganze Breite des Schiffes einschließlich Stabilisator und Schwimmkörper
ist somit 5,5 m, wobei die Länge des Schiffes entsprechend der des Stabilisators
8,5 m beträgt und dabei je nach Konstruktion ggfls. die vorderen und hinteren Achsenlager
hervorragen. Das Gewichtsverhältnis Hauptschiff zu Stabilisator beträgt 3 : 1.
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Wie in den Zeichnungen dargestellt, läßt sich das erfindungsgemäße
Schiff insbesondere auch als Rettungsboot ausbilden, wobei eine Wasserung dieser
Rettungsboote aufgrund der niedrigen und rotationssymmetrischen Bauform des Hauptschiffes
und der seitlichen Schwimmkörper auch bei einem mit Schlagseite liegenden Schiff
entlang dessen schräger Schiffswandung möglich ist.
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Das Schiff ist dabei vorzu'gsweise als Einsatzfahrzeug für die Feuerwehr
oder die Wasserschutzpolizei zur Rettung von Schiffsbrüchigen, zur Bekämpfung von
Bränden oder zur polizeilichen Kontrolle auf dem Meer vorgesehen. Es kann dabei
auch als größeres Passagierschiff vorgesehen werden, wobei es dann natürlich einen
Motorantrieb aufweist und z.B. bei stürmischer See zum Transport von Kranke zwischen
einzelnen Insen eingesetzt werden kann, wenn z.B. aufgrund der stürmischen See ein
Personentransport mit anderen Booten oder Fährschiffen nicht mehr möglich ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
und der Zeichnungen erläutert: In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1: In Gegenüberstellung
3 schematische Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen des nicht kenterbaren
Schiffes, wobei in der obersten Darstellung ein Schiff geringer Abmessung ohne Schiffsantrieb
und Steuer dargestellt ist, welches vornehmlich lediglich als Rettungsboot dient,
wobei desweiteren in der mittleren Darstellung ein größeres Schiff gem. der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist, wobei dies wie am Ende des Schiffes angedeutet, einen
Antrieb und eine Steuerung besitzt, und wobei in der unteren Darstellung eines Schiffes
eine weitere Abänderung wiedergegeben ist, in welcher der Schwerpunkt des Hauptschiffes
durch die zusätzliche Anordnung eines unterhalb des.
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Hauptschiffes geführten Gewichtsstranges weiter von der gemeinsamen
Drehachse des äußeren Stabilisators des Schiffes und des Hauptschiffes nach außen
verlagert ist.
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Die drei Schiffstypen sind dabei jeweils in Seitenansicht und in
einer seitlich neben diesen entsprechenden Zeichnungen angeordneten Vorderansicht
dargestellt.
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Fig. 2 bis Fig. 14: explizite Darstellung des Schiffstypes gem.
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der mittleren Darstellung der Fig.l mit besonderem Antrieb und Steuerruder,
wobei
Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform dieses Schiffstyps
in perspektivischer Darstellung zeigt, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine vereinfachte
Ausführungsform dieses Schiffstyps zeigt, Fig. 4 eine Seitenansicht dieses Schiffstyps
nach Fig. 3 zeigt, Fig. 5 und Fig. 6 die Ansichten dieses Schiffes von vorne und
von hinten wiedergeben, Fig. 7 die Grundrißdarstellung des Hauptschiffes mit Cockpit,
Eingangsschleuse und Fahrgastraum darstellt, Fig. 8 eine Schnittansicht durch das
Hauptschiff unter Andeutung des Cockpits, der Eingangsschleuse und des Fahrgastraumes
sowie des Schiffsantriebes und Steuers wiedergibt, Fig. 9 und Fig. 10 in schematischer
Darstellung das Hauptschiff im Schnitt durch den Fahrgastraum sowie im Schnitt durch
die Eingangsschleuse mit geöffneter Tür und zusteigendem Passagier wiedergibt, Fig.
11 in schematischer Darstellung das Hauptschiff mit dem dieses seitlich umgebenden
Stabilisators darstellt, wobei dieser Schnittdarstellung zu entnehmen ist, daß der
Stabilisator bzw. dessen Schwimmkörper sich um die gemeinsame Drehachse um 50° aus
bzw. ins Wasser gedreht haben, Fig. 12 im Querschnitt eine schematische Darstellung
des unter dem Boden des Fahrgastraumes angeordneten Raumes mit längs des Hauptschiffes
verlaufendem innerem Gewichtsstrang und seitlichem Behälter mit Tanks für 01, Trinkwasser
und Flutungskammern zur Gewichtsregulierung des Hauptschiffes darstellt Fig. 13
eine Schnittdarstellung durch das vordere Achslager des Stabilisators und des Hauptschiffes
darstellt, wobei besondere Dämpfungsmittel im Achslager zwischen dem Lagerteil des
Stabilisators und dem Lagerzapfen bzw. -arm des Hauptschiffes angelegt sind,
Fig.
14 eine schematische Darstellung der Lagerung des hinteren Teils des Hautpschiffes
über einen Lagerarm gegen den hinteren Trägerrahmen des Stabilisators wiedergibt
unter Darsteling des hinteren Achslagers dieser Aufhängung, Fig. 15 bis Fig.18:eine
Fortentwicklung des Schiffstyps gem. den Fig. 2 - 14 wiedergibt, wobei zwischen
Hauptschiff und äußerem Stabilisator unter dem Hauptschiff im Abstand zu diesem
ein äußerer Gewichtsstrang angeordnet ist, welcher an den Lagerarmen des Hauptschiffes
vorne und hinten starr mit diesem verbunden ist, wobei Fig. 15 eine schematische
Darstellung dieses Bootstyps in Draufsicht mit Andeutung der Aufteilung des Fahrgastraumes
und hintere Eingangsschleuse wiedergibt, Fig. 16 eine Seitenansicht dieses Schiffstyps
darstellt, Fig. 17 und Fig. 18 eine Vorder- u. Rückansicht dieses Schiffstyps mit
schematisch angedeuteten Gewichtskammern und innerem Gewichtsstrang wiedergeben,
wobei Fig. 18 ein um 50° verschwenkten Stabilisator mit aus dem Wasser aufgetauchten
bzw. eingetauchten Schwimmköper wiedergibt, und Fig. 19 bis Fig. 23 den Schiffstyp
gem. der obersten Darstellung der Fig. 1 wiedergibt, nämlich ein als kleines Rettungsboot
ausgebildetes Schiff ohne Schiffsantrieb.' wobei Fig. 21 und Fig. 22 in Vergleich
den Vorteil des erfindungsgemäßen nicht sinkbaren Schiffes mit seitlichen Schwimmkörpern
beim Ablassen an den Seitenwandungen eines mit Schrägseite kenternden Schiffes darstellt
gegenüber einem herkömmlichen Rettungsboot.
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Die drei schematisch übereinander angeordneten verschiedenen Ausführungsformen
des nicht kenterbaren Schiffes der Fig. 1 sind dort mit den Bezugsziffern 1, 2 und
3 gekennzeichnet.
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Das obere dargestellte Schiff 1 wird dabei als relativ kleines Schiff
ohne Schiffsantrieb und Steuer zur bloßen Rettung von Schiffsbrüchigen bzw. als
Rettungsboot verwendet. Man erkennt deutlich in der seitlichen Querschnittsdarstellung
die seitlich des Hauptschiffes 6 in Abstand zu diesem angeordneten äußeren Schwimmkörper
4, 5. Diese sind zur Bildung eines Stabilisators für das Schiff in einem Trägerrahmen
8 geführt, welcher über vordere und hintere Achslager 10, 11 um eine gemeinsame
Drehachse bezüglich des Hauptschiffes 6 drehbar ist In der Querschnittsdarstellung
ist dabei in der Mitte des unteren Teils des Hauptschiffes ein dreieckförmiger innerer
Gewichtsstrang 12 angedeutet, welcher längs des Hauptschiffes verläuft und das Gewicht
des Hauptschiffes erheblich vergrößert und dabei den Schwerpunkt dieses Schiffskörpers
in einen größeren Abstand von der gemeinsamen Drehachse 9 verlagert.
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In der Seitenansicht des Schiffes ist dabei durch Strichelung am Anfang
und Ende des Schiffskörpers angedeutet, daß der Stabilisator mit den Schwimmkörpern
4 und 5 bzw.
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der Trägerrahmen 8 sich aus einer horizontalen Lage um die Drehachse
9 verschwenken läßt, wobei z.B. eine Einstellung des Trägerrahmens in die durch
Strichelung angedeutete um 90° verschwenkte, senkrechte S-tellung möglich ist oder
sogar eine vollkommene Umdrehung des Stabilisators mit seinen Schwimmkörpern 4,
5. In diesem Falle tauchen beide Schwimmkörper in umgekehrter Reihenfolge in das
Wasser bzw.
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das Meer ein und aus.
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Obwohl das Schiff 1 der oberen Darstellung genauso groß dargestellt
ist wie das Schiff 2 der mittleren Abbildung, weisen diese beiden prinzipiell gleichartigen
Schiffstypen aufgrund ihrer unterschiedlichen Bestimmung abweichende Abmessungen
auf, und insbesondere auch einen unterschiedlichen Aufbau des Hauptschiffes.
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Das Schiff 1 wird dabei vornehmlich als Rettungsboot verwendet, wobei
es nur ein Überleben bzw. Aufnahme der Schiffs--brüchigen gewährleisten soll, ohne
daß diese das Rettungsboot zu einem Hafen oder dergleichen steuern.
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Das Schiff 1 wird somit über einen Peilsender oder andere optische
oder akustische Signalgebungen kenntlich gemacht, so daß es später aufgegriffen
bzw. in einen Hafen zur Rettung der Schiffsbrüchigen gebracht werden kann. Die Abmessung
dieses Schiffes ist dabei vorzugsweise derart, daß die Länge des etwa ovalen Trägerrahmens(8)
8,50 m beträgt und die Breite des Schiffes gemessen über die beiden seitlichen Schwimmkörper
(4, 5) 5,50 m.
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Die Schwimmkörper 4, 5 sind dabei mittig des Trägerrahmens 8 angeordnet
und weisen eine Länge von 5 m und eine Breite von jeweils 1 m auf. Das Hauptschiff
6 besitzt dabei eine Länge von 7,5 m und eine Breite von 2,5 m , wobei es eine kreisförmige
Querschnittsfläche aufweist, dessen Radius also 1,25 m beträgt. Der ebenfalls einen
kreisförmigen Querschnitt besitzende Trägerrahmen 8 hat dabei einen Durchmesser
von 0,25 m und weist einen entsprechenden Abstand von 0,25 m zum inneren Hauptschiff
6 auf.
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Der Schwerpunkt des Haupt schiffes 6 liegt dabei unterhalb der Drehachse
9 bzw. mittleren Längsachse des Hauptschiffes und befindet -sich dabei je nach Auslastung
des Hauptschiffes in einem Abstand von der Drehachse bis zu 1,25 m.
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Der Abstand des Schwerpunktes der seitlichen Schwimmkörper 4, 5 und
der entsprechenden Hälfte des dem jeweiligen Schwimmkörper zuzuordnenden Trägerrahmens
8 liegt dabei etwa in einem Bereich von der Drehachse zwischen 1,50 -2m.
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In Abhängigkeit von der Entfernung der Schwerpunkte bezüglich der
Drehachse und der Massenanteile des Stabilisators und des Hauptschiffes ergeben
sich dabei die entsprechenden Trägheitsmomente der beiden Grundkörper 6 und 8 bzw.
der seitlichen Schwimmkörper 4, 5, so daß bei vorgegebener äußerer Kraft auf diese
Grundkörper bzw. einem daraus resultierenden Drehimpuls die den gegensinnig gegeneinander
drehbaren Grundkörpern erteilten Winkelgeschwindigkeiten bzw. Auslenkungen um einen
bestimmten Drehwinkel um d ie gemeinsame Drehachse 9 berechenbar sind.
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Das in Fig. 1 dargestellte mittlere Schiff 2 ist dabei unmittelbar
als fahrbares und steuerbares Passagierschiff ausgelegt, wobei es am Ende einen
eigenen Schiffsantrieb sowie ein Steuerruder 14 aufweist. Im Prinzip ist dieses
Schiff trotz seiner größeren Abmessung natürlich wie das Schiff 1 der obersten Darstellung
der Fig. 1 ausgelegt.
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Auf diese Weise wirken daher dieselben physikalischen Prinzipien zur
Stabilisierung des Schiffes, und insbesondere des Hauptschiffes 6, wobei die unterschiedlichen
Trägheitsmomente der beiden Schiffskörper und der Satz von der Konstanz des Drehimpulses
sowie die grundlegende Formgebung mit Lagerung der beiden Schiffskörper zueinander
von Bedeutung sind.
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Die Abmessung des Schiffes 2 gemessen über die Länge des Stabilisators
bzw. Trägerrahmens 8 beträgt dabei 17,50 m, die Breite des Trägerrahmens 9 m, die
Länge der seitlichen Schwimmkörper 10 m , deren Breite 2 m, die Länge des Hauptschiffes
15 m und dessen Breite 5 m, wobei sich somit
ein Radius der kreisförmigen
Querschnittsfläche des zylinderförmigen Hauptschiffes von 2,50 m ergibt. Der Durchmesser
des im Querschnitt runden Träger rahmens beträgt dabei 0,50 cm und dessen seitlicher
Abstand zur Außenwandung des Hauptschiffes ebenfalls 0,50 cm.
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Dieser Abstand ist ebenfalls am Bug des Hauptschiffes zum Trägerrahmen
gegeben, wogegen der Abstand am Heck aufgrund der notwendigen Anlage des Schiffsantriebes
und des Steuerblattes 14 1,00 m beträgt. Aufgrund der Anlage dieser Antriebs- u.
Steuereinrichtungen ist dabei der Trägerrahmen 8 am Ende nicht mehr oval sondern
rechteckig ausgebildet. Der explizite Aufbau des Schiffes 2, insbesondere der Aufbau
des Hauptschiffes 6 ergibt sich dabei aus den Fig. 2 - 14.
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Der in Fig. 1 in der unteren Darstellung wiedergegebene Schiffstyp
3 entspricht im wesentlichen dem Schiff 2 gem.
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der mittleren Darstellung der Fig. 1. Im Gegensatz dazu weist das
Schiff 3 allerdings noch zu dem inneren Gewichtsstrang 12 im Hauptschiff 6 noch
einen äußeren Gewichtsstrang 13 auf, welcher starr mit dem Hauptschiff 6 mit dessen
vorderem und hinterem Lagerarm verbunden ist. Dieser äußere Gewichtsstrang 13 ist
dabei derart geführt, daß der Stabilisator des Schiffes 3 mit seinen beiden äußeren
Schwimmkörpern 4 5 und dem Trägerrahmen 8 noch vollkommen frei um die Drehachse
9 bzw. das innere Hauptschiff 6 mit dem zusätzlichen äußeren Gewichtsstrang 13 drehbar
ist.
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Der explizite Aufbau des Schiffstypes 2 gem. Fig. 1 ergibt sich im
einzelnen aus den Figuren 2 - 14. In der Fig.
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2 erkennt man dabei deutlich,daß das als Passagierschiff zu verwendende
Schiff 2 am Ende unterhalb des Stabilisators einen eigenen Schiffsantrieb mit einer
Steuervorrichtung 14 besitzt. Obwohl das Hauptschiff 6 und der Stabilisator
mit
seinen beiden Schwimmkörpern 4, 5 und dem Trägerrahmen 8 um die gemeinsame Drehachse
9 bzw. vorderen und hinteren Achslager 10, 11 drehbar gegeneinander gelagert sind,
dreht sich bei dem im Wasser liegenden Schiff 2 hauptsächlich nur der äußere Stabilisator
mit den Schwimmkörpern, sofern eine äußere Kraft durch Wind oder Wasser auf das
Schiff 2 einwirkt, während das Hauptschiff 6 aufgrund seines großen Gewichtes und
tiefliegenden Schwerpunktes und des sich damit ergebenden großen Trägheitsmomentes
allenfalls langsame Schwingungen mit kleinen Auslenkungen um die gemeinsame Drehachse
9 ausführt.
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Der Schwerpunkt 18 des Hauptschiff es ist schematisch unterhalb diesem
im Abstand a von der gemeinsamen Drehachse 9 eingezeichnet, wobei ebenfalls der
schematisch in der Mitte der Schwimmkörper 4, 5 angenommene Schwerpunkt 15, 16 der
Hälftedes Stabilisators im Abstand b zur Drehachse 9 eingezeichnet ist.
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Da die Schwimmkörper 4, 5 erheblich leichter als das Hauptschiff 6
sind und beispielsweise als Hohlkörper mit leichtem Gas oder Luft gefüllt sind,
ist dabei das Trägheitsmoment der Schwimmkörper 4, 5 bzw. des Stabilisators bedeutend
geringer als das des HauptschiffS 6. Aus diesem Grund werden die Schwimmkörper bzw.
der Stabilisator bei einem auf sie einwirkenden äußeren Drehimpuls ausgelenkt bzw.
in Rotation um die Drehachse 9 versetzt. Dabei tauchen die Schwimmkörper 4, 5 in
das Wasser ein und aus und stabilisieren aufgrund dieses Vorganges das Schiff 2
gegen weitere Drehungen. Das Hauptschiff 6 macht dabei eine geringfügige gegensinnige
Drehung, wobei es im wesentlichen seine ursprüngliche Ausrichtung zum Horizont bzw.
zum Schwerpunkt der Erde behält.
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Das Hauptschiff 6 liegt dabei relativ tief im Wasser,
wobei
aufgrund seines großen spezifischen Gewichtes es vornehmlich von den Schwimmkörpern
4, 5 im Wasser getragen wird. Da das Hauptschiff in seiner Form zylinderförmig und
vorne und hinten abgerundet ist, stellt seine Wandung verglichen mit herkömmlichen
Schiffsrümpfen mit fast senkrechten Schiffswandungen keinen erheblichen Widerstand
im Wellengang dar. Die Wellen laufen vielmehr über das relativ tief im Wasser liegende
Hauptschiff, welches hermetisch nach außen abgeschlossen ist, hinweg, ohne diesem
einen größeren Drehimpuls bzw. eine größere Kraft zu erteilen.
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Entsprechendes gilt für die äußeren Schwimmkörper, welche in ihrer
Formgebung zylinderförmig und vorne und hinten abgerundet sind. Diese umgeben dabei
das Hauptschiff in Form eines schützenden Kragens, so daß selbst der aus dem Wasser
herausragende Teil des Hauptschiffes der See und dem Sturm zu einem Großteil nicht
ausgesetzt ist.
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Wie außen auf der Schiffswandung des Haupt schiffes 6 erkennbar, weist
dieses im vorderen Teil zwei seitliche Eingangstüren 19, 20 auf, welche den Zugang
zur Schiffsschleuse 21 gem. Fig. 7 bilden. Diese Zugangsschleuse 21 ist dabei zwischen
Cockpit 22 und Fahrgastraum 23 angelegt, wobei diese Teile des Schiffsinneren durch
an der Schleuse 21 befindliche Türen gegen Wassereintritt schließbar bzw. schützbar
sind.
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Zusätzlich zu den Türen 19, 20 können auf der Oberseite der Schiffswandung
noch Türen 24, 25 angeordnet sein aus denen sich beispielsweise die Passagiere aus
dem Fahrgastraum 23 befreien lassen, sofern die Türen 19, 20 nicht zu öffnen sind,
da sie beispielsweise noch unterhalb des Wasserspiegels sich befinden.
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Das Schiff 2 weist dabei desweiteren eine größere Anzahl von Fenstern
26 zum Fahrgastraum 23 als auch zum Cockpit 22 auf. Desweiteren sind vorne ein Scheinwerfer
27, ein Seerohr 28 und Fahrtrichtungslichter 29, 30 zu erkennen.
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In der Mitte des Schiffes erkent man Stutzen 31 für eine Klimaanlage
sowie eine Antenne 32, welche bei getauchtem Hauptschiff bzw. hohem Seegang einziebar
bzw. an den Bootsrumpf legbar ist.
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Am Ende des Schiffes erkennt man dabei die Radaranlage 33 und ein
Blinklicht 34, welches zur Sichtbarmachung des Schiffes bei hohem Seegang dient.
Desweiteren ist dort der Auspuff 35 des Schiffes erkennbar, welcher in der REgel
außerhalb des Wassers liegt.
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In den Figuren 3 - 6 sind entsprechend der Fig. 2 die entsprechenden
Teile mit denselben Bezugsziffern versehen.
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In der Fig. 7 ist in der dort wiedergegebehen Grundrißdarstellung
des Hauptschiffes 6 und Aufteilung im Cockpit, Eingangsschleuse und Fahrgastraum
eine bevorzugte und erfindungsgemäße Aufteilung des Passagierschiffes wiedergegeben.
Von Bedeutung sind dabei insbesondere die Anordnung der Eingangsschleuse, so daß
auch bei größerem Wellengang und Eintritt von Wasser durch die Eingangstüren 19,
20 Schiffsbrüchige gerettet oder Passagiere bei höherem See gang aufgenommen werden
können. Auf dem Boden 37 des Fahrgastraumes 22 sind dabei längs des Schiffes symmetrisch
zur Drehachse 9 der beiden zueinander gegensinnig drehbaren Schiffskörper Sitzmöglichkeiten
36 für die Passagiere angeordnet. Ggfls. notwendige Betten sind dabei ebenfalls
symmetrisch zur mittleren Drehachse 9 angelegt.
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Diese Aufteilung des Schiffsinneren ergibt sich insbesondere auch
aus den Figuren 8 - 11, wobei dort insbesondere auch der Raum des Schiffes unterhalb
des Bodens 37 von Cockpit und Fahrgastraum zu erkennen ist. Dabei ist deutlich in
Fig. 8 zu erkennen1 wie ein innerer Gewichtsstrang 12
sich am Boden
des Hauptschiffes 6 in dessen unterem Teil erstreckt.
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Unterhalb des Bodens 37 sind dabei wie in Fig. 9 und insbesondere
in Fig. 12 dargestellt zusätzliche Behälter 38 und 39 zur Aufnahme von Trinkwasser
und zur Lagerung von Öl oder Benzin zum Antrieb des Schiffes angeordnet.
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Oberhalb dieser Behälter sind dann schließlich noch symmetrisch zur
Drehachse Flutungskammern 40 angeordnet, welche zur veränderbaren Gewichtseinstellung
des Hauptschiffes 6 und damit zur Veränderung der Trägheitsmomente von Hauptschiff
und Stabilisator 7 dienen.
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Über Leitungen 40a, b und c lassen sich dabei die Behälter 38, 39
und 40 leeren bzw. füllen.
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Zur Vermeidung plötzlicher Gewichtsverschiebungen im Hauptschiff 6
aufgrund sich ergebender Verschiebungen der Flüssigkeiten in den Behältern 38, 39
und 40 bei Auslenkungen des Hauptschiffes um die gemeinsame Drehachse 9 sind dabei
die Behälter in einzelne Tanks aufgeteilt, die symmetrisch unterhalb der Drehachse
9 rechts und links für sich getrennt angeordnet sind.
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Aus Fig. 13 und Fig. 14 sind mögliche vorteilhafte Ausfüh- 1 rungsformen
der Aufhängung der Lagerarme 41, 42 des Hauptschiffes 6 in den vorderen und hinteren
Achslagern 10, 11 des Stabilisators erkennbar.
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Die Lagerarme sind dabei drehbar in den Achslagern 10, 11 über Kugellager
43, 44 gelagert und dabei vorne zusätzlich über Federvorrichtungen 43', 45a, b,
c gegenüber dem Stabilisator abgefangen, wobei diese Federeinrichtungen außen und
innen die äußere Schale 45 des Lagers 43 umgeben.
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In der in den Fig. 15 - 18 wiedergegebenen Ausführungsform des dritten
Schiffes 3 gem. Fig. 1 ist jeweils deutlich der zusätzliche äußere Gewichtsstrang
13 erkennbar, der außerhalb des Hauptschiffes 6 zwischen diesem und dem Trägerrahmen
8 des Stabilisators geführt ist. In Fig. 15 ist dabei eine weitere vorteilhafte
Ausführungsform angedeutet, wonach der äußere GewichtsstraSg 13 nicht starr mit
den Lagerarmen des Hauptschiffes ! 6 verbunden ist, sondern drehbar gegenüber diesem
Punkt (siehe zusätzliche Wälzlager (46, 47)).
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Auf diese Weise sind die Trägheitsmomente von drei insgesamt gegensinnig
drehbaren Grundkörpern des Schiffes für die Einhaltung des Satzes von der Konstanz
des Drehimpulses maßgeblich, wodurch sich eine weitere Dämpfung der Drehbewegung
des Hauptschiffes um die gemeinsame Drehachse 9 erreichen läßt.
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Wie insbesondere der Fig. 16 und auch den Figuren 17 und 18 zu entnehmen,
weist das Hauptschiff dabei zusätzlich natürlich noch den inneren Gewichtsstrang
12 auf.
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Wesentlich ist desweiteren, daß der Stabilisator mit seinen beiden
Schwimmkörpern 4, 5 nicht nur wie in Fig. 18 angedeutet um einen Winkel von 500
um die gemeinsame Drehachse 9 verschwenkbar ist, sondern frei um die Drehachse 9
gegenüber dem Hauptschiff 6 gelagert und verschwenkbar ist.
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Auf diese Weise können die Schwimmkörper 4, 5 mit dem Stabilisator
sich ganz, sogar mehrfach um die Drehachse 9 bzw. das Hauptschiff 6 drehen und dabei
zur Dämpfung von außen einwirkender Kräfte in geeigneter Weise mehrfach im Wasser
ein- u. austauchen.
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In den Figuren 19 - 23, welche die Ausführungsform gem.
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Schiff 1 der Fig. 1 darstellen, sind die den Teilen der Schiffe 2
und 3 gem. den Figuren 2 - 18 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Der Einstieg zum Schiff ist dabei lediglich auf der Oberseite vorne
und hinten vorgesehen, wobei die durch eine Seilwinde zu wassernden Rettungsboote
zunächst nach oben äufgeklappte Türen 19, 20 aufweisen. An dem Schiff sind dabei
desweiteren Ringe 50, 51 zur Befestigung des Lastgeschirrs bzw. der Haken der Hebe,vorrichtung
angelegt.
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Aus den Figuren 21 und 22 ist dabei deutlich zu erkennen, daß bei
einer größeren Schräglage des kenternden Schiffes 53, von welchem Rettungsboote
54 bzw. die Rettungsboote 1 gem. der vorliegenden Erfindung abzulassen sind, ohne
Schwierigkeiten und Gefahren ein Ablassen der Rettungsboote 1 mit dem äußeren Stabilisator
bzw. dessen Schwimmkörpern 4, 5 möglich ist. In diesem Fall wirken die Schwimmkörper
und der Stabilisator nämlich als Stütze an der seitlichen schrägen Schiffswandung,
so daß das Hauptschiff 6 an der Schiffswandung sich nicht dreht, sondern in seiner
ursprünglichen Ausrichtung in freier Aufhängung verbleibt. Auf diese Weise kann
somit das Hauptschiff 6 trotz geöffneter Türen 51, 52 beim Aufsetzen auf das Wasser
nicht voll Wasser laufen.