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Hintergrund
und Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft generell einen verbesserten Bootsrumpf
für ein
Gleitboot und speziell einen Bootsrumpf, der zur Benutzung mit einem
kleinen, leicht transportierbaren durch Wasserstrahl angetriebenen
Wasserfahrzeug vorgesehen ist. Ein derartiges Wasserfahrzeug ist
aus der US-A-5 788 547 bekannt.
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Wasserfahrzeuge
für die
private Nutzung erfreuen sich derzeit einer großen Popularität, da sie
einfach zu benutzen und erschwinglich sind. Diese Wasserfahrzeuge
verwenden typischerweise einen internen Verbrennungsmotor, der mit
einem Wasserstrahlantriebssystem gekoppelt ist, das unterhalb des
Sitzes für
einen Fahrer angeordnet ist, wie generell in dem US-Patent Nr. 5
584 733 von Kobayashi beschrieben ist.
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Andere
Wasserfahrzeuge für
die persönliche
Benutzung sind für
einen stehenden oder knienden Fahrer vorgesehen. Alle diese Wasserfahrzeuge
weisen ein hohes Gewicht auf und erfordern einen Anhänger oder andere
Mittel, um das Wasserfahrzeug zum Wasser zu transportieren, wobei
der Anhänger
und das Wasserfahrzeug eine Bootsrampe herunterfahren müssen, um
dem Wasserfahrzeug den Zugang zum Wasser zu ermöglichen. Ferner erfordern die
Größe und das
hohe Gewicht dieser Wasserfahrzeuge hohe Antriebsleistungen, damit
das Wasserfahrzeug die erforderliche Geschwindigkeit erreichen kann,
damit es die optimale Neigung beim Gleiten einnehmen und die optimale
Leistung bieten kann.
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Gleitende
Bootsrümpfe
sind bekannt und werden gewöhnlich
beim Entwurf eines Wasserfahrzeugs berücksichtigt. Der primäre Vorteil
eines gleitenden Bootsrumpfes im Vergleich mit anderen Rümpfen, beispielsweise
Rümpfe
vom Verdrängungstyp,
die bei Kanus und Kajaks und dergleichen eingesetzt werden, ist, dass
ein Bootsrumpf vom Gleittyp sich vertikal aus dem Wasser erhebt,
wenn die horizontale Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs sich erhöht, wodurch
das Volumen des Rumpfes, das untergetaucht ist, reduziert wird, wodurch
der Widerstand reduziert und höhere
Geschwindigkeiten ermöglicht
werden. Der primäre
Nachteil von Bootsrümpfen
vom Gleittyp, insbesondere im Hinblick auf viele schmalere Bootsrümpfe, die
gegenwärtig bei
Wasserfahrzeugen für
den privaten Gebrauch verwendet werden, ist die mangelnde Stabilität, wenn
das Boot sich entlang einer geraden Linie fortbewegt. Dieses Problem
wird bei rauen Wasserbedingungen verschlimmert. Wenn derartige Bootsrümpfe vom
Gleittyp mittels eines Wasserstrahlantriebssystems angetrieben werden,
führt die
Tendenz des Querbalkens (transom), sich mit zunehmender Geschwindigkeit
aufzurichten, kombiniert mit rauen Wasserbedingungen unausweichlich
zu einem Verlust an Leistung und Steuerung, da der Einlass der Wasserstrahlpumpe
den Kontakt mit dem Wasser verliert.
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Wasserfahrzeuge
gemäß dem Stand
der Technik haben durch unterschiedliche Verfahren und Entwürfe versucht,
das Steuerungsproblem zu lösen,
das bei wasserstrahlangetriebenen Wasserfahrzeugen mit Rümpfen vom
Gleittyp besteht. Das US-Patent Nr. 4 004 542 von Holmes bezieht
sich auf ein Boot für
die Benutzung mit einer Wasserstrahlantriebseinheit umfassend einen
Bootsrumpf mit einer im allgemeinen V-förmigen Unterseite mit einem
daran hängenden
Halteaggregat mit einem flachen Boden und stabilisierenden Zusatzflächen (strakes).
Das US-Patent Nr. 3 911 846 von England bezieht sich auf einen flachen
Bootsrumpf für die
Benutzung mit einer Wasserstrahlantriebseinheit, der Bootsrumpf
umfasst eine verlängerte
Stufe, die sich in Längsrichtung
des Bodens entlang des Kiels nach vorne von dem Querbalken (transom)
erstreckt. Diese Anordnungen aus dem Stand der Technik haben versucht,
die Stabilität
beim Geradeausfahren zu verbessern, allerdings auf Kosten der Geschwindigkeit
wegen des erhöhten
Widerstands, da die Wasseroberfläche
dieser Strukturen von dem Bootsrumpf abhängt.
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Darüber hinaus
verwenden durch Wasserstrahl angetriebene Wasserfahrzeuge für den privaten
Gebrauch gegenwärtig
beinahe alle einen Zweitaktmotor, da der Zweitaktmotor eine hohe
Ausgangsleistung abgibt. Zweitaktmotoren führen jedoch zu einer hohen
Verschmutzung der Wasserstraßen,
insbesondere wenn sie gemeinsam mit einem Auspuffsystem benutzt
werden, das die Abgase direkt in das Wasser abgibt. Die Benutzung
eines Viertaktmotors verringert die Wasserverschmutzung verglichen
mit Zweitaktmotoren, die von der Mehrheit der Wasserfahrzeuge benutzt
werden. Bei herkömmlichen
Wasserfahrzeugen, die einen Zweitakt-Bootsmotor verwenden, werden
zwischen 25 und 35% des gesamten Benzins in dem Tank durch den Auspuff
unverbrannt und direkt in das Wasser abgegeben, da Wasser zur Kühlung in
den Motor gesaugt und dann mit Abgasen vermischt und ausgestoßen wird.
Der Aufbau eines Zweitaktmotors ermöglicht es, dass unverbranntes
Benzin zur selben Zeit in den Zylinder einströmt, wenn die verbrannten Reste
des vorhergehenden Taktes aus dem Motor ausgestoßen werden. Ferner wird bei
einem Zweitaktmotor Motorschmieröl
mit Benzin vermischt, daraus resultiert, dass das ausgestoßene unverbrannte
Benzin schwere, nicht verdampfende Motoröle enthält. Andererseits hat ein Viertaktmotor
bestimmte Verbrennungs- und Ausstoßtakte, wodurch das Problem
des Ausstoßens
von unverbranntem Kraftstoff im Wesentlichen eliminiert wird. Die
Benutzung eines Viertaktmotors in Kombination mit einem Abgassystem,
das das Abgas in die Luft ausstößt, ist
daher in der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung gegenüber Wasserfahrzeugen
für die
private Benutzung des Standes der Technik.
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Dementsprechend
ist es das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Bootsrumpf für ein
Wasserfahrzeug zu schaffen, der in stationärem Zustand und bei geringer
Geschwindigkeit stabil ist, ebenso soll er stabil sein und einen
minimalen Wasserwiderstand aufweisen, wenn bei hoher Geschwindigkeit
geradeaus gefahren wird.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Bootsrumpf zu schaffen, der die strukturelle Spannungskonzentration
innerhalb des Bootsrumpfes verringert und ein wirksames Mittel zum Entfernen
von Wasser aufweist, das ansonsten einen sekundären Widerstand erzeugen würde.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Bootsrumpf für
ein Wasserfahrzeug zu schaffen, das das Herausziehen des Wasserfahrzeugs
aus dem Wasser erleichtert, insbesondere aus tiefem Wasser.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Wasserfahrzeug
mit Wasserstrahlantrieb mit einem geringen Gewicht zu schaffen,
das einen verbesserten Bootsrumpf aufweist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein durch Wasserstrahl
angetriebenes Wasserfahrzeug mit einer abnehmbaren Antriebsquelle
zu schaffen, so dass das Wasserfahrzeug durch eine einzelne Person
getragen und ohne einen Anhänger
transportiert werden kann.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Bootsrumpf zu schaffen, bei dem Gewichts- und Schwerpunktsprobleme
minimiert sind.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Abgassystem für
ein Wasserfahrzeug zu schaffen, das den verbesserten Bootsrumpf
aufweist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Wasserstrahlpumpensystem für ein
Wasserfahrzeug zu schaffen, das den verbesserten Bootsrumpf umfasst.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine umweltfreundliche
Antriebsquelle für
ein Wasserfahrzeug anzugeben, das den verbesserten Bootsrumpf aufweist.
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Diese
und weitere Ziele der Erfindung werden anhand der detaillierten
Beschreibung der Erfindung und anhand der Patentansprüche erläutert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung wird durch die Patentansprüche 1 und 36 definiert. Ein
neuer Gleitbootrumpf wurde entwickelt, der einen oberen Deckabschnitt
und einen unteren Deckabschnitt aufweist, einen vorderen Abschnitt und
einen hinteren Abschnitt, einen Bug, ein Heck und ein Cockpit. Der
Rumpf ist so aufgebaut, dass der Bug sich nach außen verjüngt und
in der Breite allmählich
zunimmt, bis zu einem Punkt in der Nähe der Rückseite des Cockpits, an welchem
Punkt die Breite des Rumpfes sich verringert und sich nach innen
verjüngt.
Die nach innen gerichtete Verjüngung
des Rumpfes wird in Richtung des Hecks flacher, so dass gegenüberliegen de Längsseiten
des hinteren Abschnitts des Rumpfes im Wesentlichen eine bestimmte
Länge parallel
verlaufen, sich allmählich
verjüngen
und sich treffen und dabei das Heck bilden. Der untere Rumpfabschnitt
umfasst in einer geschnittenen Vorderansicht eine flache V-förmige untere
Fläche,
die sich im Wesentlichen vom Bug bis zum Heck erstreckt. Die untere
Fläche
des unteren Rumpfabschnitts verläuft
allmählich
nach oben in Richtung des Bugs und umfasst ferner eine im Wesentlichen
T-förmige
Gleitfläche.
Der obere Deckabschnitt des Rumpfes umfasst eine eher allmähliche Verjüngung, da
der Übergang
in Heckrichtung von dem vorderen Abschnitt des Rumpfes zu dem hinteren
Abschnitt verläuft,
nicht jedoch in dem unteren Rumpfabschnitt. Der Rumpf der vorliegenden
Erfindung weist eine optimale Stabilität in der Geradeausrichtung
auf, wobei der Wasserwiderstand minimiert ist, so dass relativ hohe
Geschwindigkeiten mit minimaler Antriebsleistung ermöglicht werden. Der
Rumpf erzielt ferner eine optimale Stabilität, wenn er sich stationär im Wasser
befindet und wenn er sich bei geringen Geschwindigkeiten bewegt.
Die Hinzufügung
von Zusatzflächen
(strakes) in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu dem vorderen
Abschnitt des Rumpfes schafft eine verbesserte Stabilität mit einem
Minimum an Widerstand bei hohen Geschwindigkeiten. Der Rumpfaufbau
ermöglicht
es einem Fahrer auch, das Cockpit des Rumpfes vom Wasser aus leicht
zu betreten, da der niedrigere hintere Abschnitt einen Zugang zu dem
Cockpit schafft, der näher
an der Mittellinie des Rumpfes liegt, als es bei einem Rumpf mit
einem herkömmlichen
Balken möglich
ist.
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Eine Öffnung ist
in dem oberen Deck des Rumpfes ausgebildet, um eine Antriebsquelle
in einem Aufnahmeraum aufzunehmen, ausgebildet zwischen dem oberen
Deck und dem unteren Rumpf. Wenigstens eine wasserdichte Luke bedeckt
diese Öffnung,
diese Luke umfasst ferner wenigstens eine Lufteinlassöffnung.
Das Cockpit umfasst ferner wenigstens einen Sitz, um wenigstens
einen Fahrer aufzunehmen. Der Rumpf umfasst ferner wenigstens eine
Abgasöffnung,
die in dem oberen Deck des hinteren Abschnitts ausgebildet ist.
In einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Abgasöffnung
ferner eine Abdeckung, die zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen
Position bewegbar ist, um das Eindringen von Wasser in den Motoraufnahmeraum zu
verhindern, falls der Rumpf gekentert ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Abgasöffnung
in der Luke ausgebil det. In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der
Rumpf ferner eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Öffnungen,
die von wasserdichten Luken zum Verstauen von Wertsachen, Sicherheitsausrüstung und
dergleichen bedeckt sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst die Erfindung ferner eine Wasserstrahlantriebseinheit, die
in dem Rumpf aufgenommen und an die Antriebsquelle angeschlossen ist,
Steuermittel und ein Gashebelmittel. Die Wasserstrahlantriebseinheit
umfasst ferner eine Wassereinlassleitung, eine eine Pumpe aufweisende
Pumpenanordnung, eine Pumpenwelle und ein Wellenkopplungsgerät und eine
Hecksteuerdüse.
In einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Antriebsquelle ohne Beschränkung einen Treibstofftank
oder eine Batterie oder einen Motor, einen Abgaskrümmer, eine
Antriebswelle mit oder ohne einen Drehmomentwandler und ein Verbindungsmittel
zum Verbinden der Treibstoffquelle mit dem Motor oder dem Verbrennungsmotor.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen
wird der Motor durch ein Luftkühlungssystem gekühlt, umfassend
eine Lufteinlassleitung, die mit einer Lufteinlassöffnung gekoppelt
ist, die in der Luke für den
Motoraufnahmeraum ausgebildet ist. Luft wird in den Motoraufnahmeraum
eingeführt,
zirkuliert darin und wird durch eine Mehrzahl von Luftauslässen ausgestoßen. In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Treibstoffquelle eine Batterie und Solarpanel sind an oder
oberhalb des oberen Deckabschnitts des Rumpfes angeordnet und die
Batterie ist an die Solarpanel angeschlossen, um Energie zu sammeln
und zu speichern. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Treibstoffquelle
entnehmbar in dem Aufnahmeraum für
den Motor über
die erwähnte
Luke befestigbar. Die Wasserstrahlantriebseinheit kann ebenso entnehmbar
an dem Rumpf befestigbar sein. Wenigstens ein Griffmittel kann in
dem Rumpf ausgebildet sein, um den Transport des Rumpfes zu erleichtern.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel
umfasst der Rumpf zwei separate, verbindbare Einheiten, die Wasserstrahlantriebseinheit
und wenigstens ein Element der Antriebsquelle ist innerhalb des
hinteren Abschnitts aufgenommen.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst die Pumpenanordnung eine spezielle Pumpe, die so ausgelegt
ist, dass sie im Grenzbereich der Antriebsquelle betrieben wird.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
ist das Gewicht der Antriebseinheit und der Antriebsquelle verteilt,
um das einfache Aufrichten zu erleichtern.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Rumpf;
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2 ist
eine Seitenansicht des Rumpfs von 1;
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3 ist
eine Ansicht des Rumpfes von 1 von hinten;
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4 ist
eine Ansicht des Rumpfes von 1 von vorne;
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5 ist
eine Ansicht der Unterseite des Rumpfes von 1;
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5a ist
eine Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Rumpfes
von 1 von unten;
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6 ist
eine Draufsicht eines Wasserfahrzeugs gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7 ist
eine Seitenansicht des Wasserfahrzeugs von 6;
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8 ist
eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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8a ist
eine Seitenansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels von 8;
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9 ist
eine geschnittene Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels der Pumpe gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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10 ist
eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
der Pumpe gemäß 9.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Bezugnehmend
auf die 1, 2 und 4 umfasst
die Erfindung einen gleitenden Rumpf 2, aufweisend im Wesentlichen
einen oberen Deckabschnitt 4 und einen unteren Rumpfabschnitt 6,
der obere Deckabschnitt 4 und die unteren Rumpfabschnitte 6 sind
mit einem geeigneten Mittel verbunden. Der Rumpf 2 kann
einen einteiligen Aufbau besitzen, wobei der obere Deckabschnitt 4 und
der untere Rumpfabschnitt 6 zusammen einstückig ausgebildet
sind. Der Rumpf 2 kann aus irgendeinem geeigneten Material,
umfassend aber nicht begrenzt auf, geformten oder spritzgegossenen
Kunststoff, Glasfaser, verstärkte
Glasfaser, Epoxydharz, Polycarbonat, und dergleichen ausgebildet
sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Rumpf 2 ein Monocoque oder ein einstückiger Rumpf,
aus einem Polyethylenharz mit hoher Dichte, wie, aber nicht begrenzt
auf, superlineares Polyethylen, hergestellt durch ein umweltfreundliches
Rotomolding-Verfahren.
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Der
Rumpf 2 umfasst ferner einen vorderen Abschnitt 8,
einen hinteren Abschnitt 10, ein Heck 12 und ein
Cockpit 14. Wie am besten in 1 zu sehen
ist, umfasst der vordere Abschnitt 8 des Rumpfes 2 gegenüberliegende
Längsseiten 18 und 20,
die sich an dem Bug 22 treffen, der Bug 22 verjüngt sich
nach außen, und
seine Breite nimmt allmählich
bis zu einem Punkt 24 in der Nähe der Rückseite des Cockpits 14 zu,
an welchem Punkt 24 sich die Breite des Rumpfes 2 einengt
und nach innen verjüngt.
Der vordere Abschnitt 8 kann ein Schott hinter dem Cockpit 14 umfassen,
das einen Abschluss des vorderen Abschnitts 8 des Rumpfes 2 bildet.
Der Punkt 24, an dem der Rumpf 22 beginnt, sich
wesentlich zu verengen, legt den Start des Übergangs 23 zwischen
dem Ende des vorderen Abschnitts 8 und dem Anfang des hinteren
Abschnitts 10 fest. Die einwärts gerichtete Verjüngung des
Rumpfes 22 flacht sich heckwärts ab, so dass die gegenüberliegenden Längsseiten 18 und 20 des
hinteren Abschnitts 10 des Rumpfes 2 im Wesentlichen
während
einer bestimmten Länge
parallel verlaufen und sich unter Bildung des Hecks 12 treffen.
Die maximale Breite des hinteren Abschnitts 10 des Rump fes 2 liegt
in dem Bereich von näherungsweise
1/5 bis näherungsweise
4/5 der Breite des vorderen Abschnitts 8. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
beträgt
die Breite des hinteren Abschnitts 10 näherungsweise die Hälfte der
Breite des vorderen Abschnitts 8 an dem breitesten Abschnitt
des vorderen Abschnitts 8.
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Es
wird nun auf die 3 und 4 Bezug
genommen. Der untere Rumpfabschnitt 6 umfasst im Querschnitt
eine flache V-förmige
untere Fläche 26,
eine Mittellinie 32, die den Boden des V bildet, diese
flache V-Form erstreckt sich im Wesentlichen von dem Bug 22 zu
dem Heck 12. Die untere Fläche 26 des unteren Rumpfabschnitts 6 erstreckt
sich nach außen
von beiden Seiten der Mittellinie 32 und formt eine V-förmige untere
Fläche 26.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen. Die untere
Fläche 26 des
unteren Rumpfabschnitts 6 des vorderen Abschnitts 8 krümmt sich
allmählich
aufwärts
in Richtung des Bugs 22. Es wird nun auf die 3, 4 und 5 Bezug
genommen. Die untere Fläche 26 des
unteren Rumpfabschnitts 6 umfasst ferner eine im Wesentlichen
T-förmige
Gleitfläche
umfassend die untere Fläche
des engen hinteren Abschnitts 10, der mit der unteren Fläche des
breiteren vorderen Abschnitts 8 des Rumpfes 2 und
Kanten 25, 27, 28 und 29 verbunden
ist. Der obere Deckabschnitt 4 des Rumpfes 2 umfasst
eine eher allmähliche
Verjüngung,
da sich der Übergang 23 heckwärts von
dem vorderen Abschnitt 8 des Rumpfes 2 in Richtung
zu dem hinteren Abschnitt 10 befindet, als in dem unteren
Rumpfabschnitt 6. Dieser Aufbau reduziert die Spannungskonzentration
des Übergangs 23 und
bildet ein wirksames Mittel für
die Wasserführung,
d. h. es wird Wasser entfernt, das ansonsten einen sekundären Widerstand
erzeugen würde.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
besitzt der Rumpf 2 näherungsweise
eine Länge
von 3,65 m und näherungsweise
einen Durchmesser von 3 Fuß an
dem breitesten Abschnitt des vorderen Abschnitts 8. Die
Breite des hinteren Abschnitts 10 liegt bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
in dem Bereich von näherungsweise
17 bis 24 Zoll.
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Es
wird nun auf 5a Bezug genommen. In einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der vordere Abschnitt 8 des Rumpfes 2 mit
wenigstens einem Paar von Zusatzflächen (strakes) entlang beiden Seiten
der Mittellinie 32 versehen.
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Es
wurde entdeckt, dass der Rumpfaufbau der vorliegenden Erfindung
eine überraschend
gute Stabilität
in Geradeausrichtung besitzt, wobei gleichzeitig die Größe des Wasserwiderstands
minimiert wird, so dass ein wirksames Mittel zum Reisen bei relativ
hohen Geschwindigkeiten mit einem Minimum an Antriebsleistung geschaffen
wird. Wenn sich die Geschwindigkeit erhöht, erhebt sich der vordere
Abschnitt 8 des Rumpfes 2 über die Oberfläche des
Wassers und lässt
im Wesentlichen lediglich die untere Fläche des hinteren Abschnitts 10 und
eine minimale Oberfläche
des vorderen Abschnitts 8 in Kontakt mit dem Wasser. Die
reduzierte Fläche, die
in Kontakt mit dem Wasser ist, resultiert in einer Verringerung
des Widerstands und dementsprechend in einer Optimierung der Antriebsleistung.
Die Hinzufügung
von Zusatzflächen
(strakes) in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erhöht die Seitenstabilität, ohne
die Wirksamkeit bei hohen Geschwindigkeiten zu opfern, da die Zusatzflächen bei
erhöhten
Geschwindigkeiten oberhalb der Wasserlinie sind.
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Der
Rumpfaufbau ermöglicht
dem Fahrer auch einen einfachen Zugang zu dem Cockpit 14 des
Rumpfes 2 vom Wasser aus, da der engere hintere Abschnitt 10 einen
Zugang zu dem Cockpit 14 schafft, der näher an der Mittellinie 32 des
Rumpfes 2 ist, als es bei einem Rumpf mit einem breiteren
Querbalken möglich
wäre. Somit
neigt der Rumpf 2 weniger dazu, in Richtung des aufsteigenden
Fahrers einzutauchen.
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Es
wurden Tests durchgeführt,
bei denen der Rumpf 2 der vorliegenden Erfindung benutzt
wurde, um die Wirksamkeit des Rumpfaufbaus auszuwerten. Tabelle
1 führt
die Ergebnisse auf:
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Es
wird nun auf die 6 und 7 Bezug
genommen. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Wasserfahrzeug
in Übereinstimmung
mit dem Rumpf 2 der vorliegenden Erfindung einen Rumpf 2 auf,
ein Cockpit 14, das in dem oberen Deck 4 des Rumpfes 2 ausgebildet
ist, eine in dem oberen Deck 4 des hinteren Abschnitts 10 ausgebildete Öffnung 40 zum
Aufnehmen einer Antriebsquelle wie, jedoch nicht beschränkt auf,
ein Motor und einen Treibstofftank in einem Aufnahmeraum 42,
der zwischen dem oberen Deck 4 und dem unteren Rumpf 6 ausgebildet
ist und wenigstens eine wasserdichte Luke 44 zum Verschließen der Öffnung 42.
Diese Luke umfasst ferner eine Lufteinlassöffnung 46. Das Cockpit
umfasst ferner wenigstens einen nicht gezeigten Sitz für wenigstens
einen Fahrer 80. Der Rumpf 2 umfasst ferner wenigstens
eine Abgasöffnung 48,
die in dem oberen Deck 4 des hinteren Abschnitts 10 ausgebildet
ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Abgasöffnung 48 ferner
eine Abdeckung 49, die zwischen einer offenen und einer
geschlossenen Position bewegbar ist, um den Eintritt von Wasser
in den Aufnahmeraum 42 zu verhindern, wenn der Rumpf 2 gekentert
ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
umfasst die Abgasöffnung 48 eine Öffnung in
der Luke 44. Der Rumpf 2 kann ferner eine Mehrzahl
von darin ausgebildeten Öffnungen
umfassen, die durch wasserdichte Luken verschlossen sind, zum Aufbewahren
von Wertsachen, Sicherheitsausrüstung
und dergleichen. Der Rumpf kann ferner ein Schott umfassen, das
eine Barriere zwischen dem Cockpit 14 und dem Aufnahmeraum 42 bildet.
Das Schott 41 ist vorzugsweise feuersicher.
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Das
Wasserfahrzeug gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der 6 und 7 umfasst ferner eine Wasserstrahlantriebseinheit 50,
eine Antriebsquelle 70, nicht gezeigte Steuermittel und
ein nicht gezeigtes Gashebelmittel.
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Wie
am besten in 7 erkennbar ist, umfasst die
Wasserstrahlantriebseinheit 50 eine Wassereinlassleitung 52,
eine Pumpenanordnung umfassend eine Pumpe 54, eine Pumpenwelle 56 und
eine Wellenkupplungsvorrichtung 58, und eine Hecksteuerdüse 59 mit
bekanntem Aufbau, wie die in dem US-Patent Nr. 4 047 494 beschriebene.
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Wie
am besten in den 6 und 7 zu erkennen
ist, umfasst die Antriebsquelle 70 ferner eine Treibstoffquelle 72,
wie, jedoch nicht darauf beschränkt,
einen Treibstofftank oder eine Batterie, einen Motor 74 wie,
jedoch nicht darauf beschränkt,
einen Honda-Viertaktmotor oder einen Verbrennungsmotor mit irgendeiner
Taktzahl oder einen Elektromotor, ein nicht gezeigtes Zündmittel,
ein Abgaskrümmer 76,
eine Antriebswelle 78 mit oder ohne einen Drehmomentwandler,
und ein Verbindungsmittel 79 zum Verbinden der Treibstoffquelle
mit dem Motor oder dem Verbrennungsmotor, wie eine Treibstoffleitung,
wenn der Motor ein Verbrennungsmotor ist, oder ein elektrisches
Kabel, wenn der Motor ein Elektromotor ist. Der Motor 74 kann wassergekühlt sein,
bei bevorzugten Ausführungsbeispielen
wird der Motor 74 jedoch durch ein Luftkühlsystem
gekühlt,
umfassend eine Lufteinlassleitung 47, die mit der in der
Luke 44 ausgebildeten Lufteinlassöffnung 46 gekoppelt
ist. Luft wird zur Kühlung
in den Motor 74 eingeführt
und durch wenigstens eine Luftauslassöffnung 48 ausgestoßen, um
einen Luftaustausch zu bewirken. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
steht der Abgaskrümmer 76 mit
wenigstens einer der Luftauslassöffnungen 48 in
Verbindung, so dass das Abgas eher in die Luft als in das Wasser
ausgestoßen
wird, wie es bei den meisten Wasserfahrzeugen üblich ist. Auf diese Weise
werden die Einwirkungen auf das Wasser und die Umwelt minimiert.
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Die
Kombination des Entwurf des Rumpfes 2 und das Gewicht und
die Anordnung des Antriebseinheit 50 und der Antriebsquelle 70 resultieren
in einem hochgradig ausbalancierten Wasserfahrzeug, das nicht untertaucht
und falls das Wasserfahrzeug der vorliegenden Erfindung um seine
Achse rollt, richtet es sich leicht wieder auf.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Treibstoffquelle eine nicht gezeigte Batterie, die in dem Aufnahmeraum 42 angeordnet
ist und nicht gezeigte Solarpanel sind auf oder über dem oberen Deckabschnitt 4 des
Rumpfes 2 des Wasserfahrzeugs angeordnet und die Batterie
ist an die Solarpanel angeschlossen, um Energie zu sammeln und zu
speichern.
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Ein
Kabel 57 verbindet die Steuerdüse 59 mit einem nicht
gezeigten Steuermittel wie, jedoch nicht beschränkt auf, ein Steuerrad oder
ein Steuerknüppel,
um es dem Bediener zu ermöglichen,
das Wasserfahrzeug zu steuern.
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Das
nicht gezeigte Gashebelmittel kann irgendein Gashebelmittel umfassen,
das üblicherweise
bei Freizeitfahrzeugen verwendet wird, wie, jedoch nicht beschränkt auf,
ein Gashebelkabel, das die Antriebsquelle 70 mit einem
Steuerknüppel,
einem Lenkergashebel oder einem Pedalmittel verbindet.
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Ein
flexibler Verschluss wie eine Spritzdecke, um das Cockpit 14 wasserdicht
zu machen, ist nicht gezeigt. Wenigstens ein nicht gezeigtes Handgriffmittel
kann in dem Rumpf 2 gebildet sein, um den Transport des Rumpfes 2 zu
erleichtern. Ferner ist vorgesehen, dass das Cockpit 14 modifiziert
werden kann, um mehr als eine Person aufzunehmen. Der Fahrer 80 des
Wasserfahrzeugs gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
kann in dem Cockpit vorne oder hinten sitzen, entweder hinter oder
vor einem Passagier.
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Es
wird nun auf die 6 und 7 Bezug
genommen. Die Antriebsquelle 70 dreht die Antriebswelle 78 über eine
Kupplung 58, die umgekehrt die Drehleistung an die Wasserstrahlantriebseinheit 50 über die Pumpenwelle 56 weitergibt.
Die Kupplung 58 kann ein Direktantrieb sein oder einen
Drehmomentwandler umfassen. Die Pumpenanordnung erhält Wasser über die
Wassereinlassleitung 52, und beschleunigt das Wasser und
leitet es über
die Pumpe 54 weiter. Das Wasser wird zur Hecksteuerdüse 59 ausgestoßen.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
sind die Antriebsquelle 70 und/oder die Wasserstrahlantriebseinheit 50 entnehmbar
in dem Aufnahmeraum 42 befestigbar. Der Zugang zu der entnehmbar
befestigten Antriebsquelle 70 und/oder der Wasserstrahlantriebseinheit
erfolgt über
die Luke 44. Das Antriebsquellenbefestigungsmittel, das
nicht gezeigt ist, kann von irgendeinem Typ sein, wie, jedoch nicht
darauf beschränkt,
ein Klemmmittel, wobei die Antriebsquelle und/oder die Treibstoffquelle
auf lastverteilende Schienen geklemmt sind, ein gleitendes Befestigungsmittel
wie Feder-Nut-Anordnungen, Befestigungsmittel, die in der US-Patentanmeldung mit
der Seriennummer 08/861 845 beschrieben sind. Die Wasserstrahlantriebseinheit 50,
umfassend die Pumpe 54, eine Pumpenwelle 56 und
ein Wellenkupplungsgerät 58 können entnehmbar
in dem Rumpf 2 befestigt sein, durch ein ähnliches
Mittel, durch das das Wassereinlassrohr 52 dichtend befestigt
wird. Die Kupplung 58 kann entkoppelt werden, um die Antriebsquelle 70 von
der Wasserstrahleinheit 50 zu trennen.
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Es
wird nun auf die 8 und 8a Bezug
genommen. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der
Rumpf 2 zwei separate verbindbare Einheiten, die im Wesentlichen
den vorderen Abschnitt 8 und den hinteren Abschnitt 10 umfassen,
um den Transport des Wasserfahrzeugs aus dem Wasser zu erleichtern.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Wasserstrahlantriebseinheit
und der Motor 74 in dem hinteren Abschnitt 10 aufgenommen.
Der vordere Abschnitt 8 enthält die Treibstoffquelle 72.
Alternativ kann die gesamte Antriebsquelle entweder in dem vorderen
Abschnitt 8 oder in dem hinteren Abschnitt 10 aufgenommen
sein. Der vordere Abschnitt 8 und der hintere Abschnitt 10 umfassen
ferner einander ergänzende
zusammensetzbare Verbindungsmittel bekannter Art zum Verbinden der
vorderen und hinteren Abschnitte 8 und 10. Bei
dem am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst das Verbindungsmittel wenigstens ein männliches Kupplungsstück 90 und
wenigstens ein weibliches Kupplungsstück 92. Das männliche
Kupplungsstück 90 wird
in dem weiblichen Kupplungsstück 92 aufgenommen,
um eine sichere Ausrichtung der vorderen und hinteren Abschnitte 8 und 10 sicherzustellen
und wenigstens eine Endlagenklammer 94 oder ein anderes
geeignetes Klemmmittel sichert die vorderen und hinteren Abschnitte 8 und 10.
Ein nicht gezeigtes Handgriffmittel, das das Tragen der separaten
vorderen und hinteren Abschnitte 8 und 10 des
Rumpfes 2 erleichtert, ist in jedem der Abschnitte 8 und 10 ausgebildet.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst die Pumpenanordnung eine spezielle Pumpe, die so ausgelegt
ist, dass sie im Grenzbereich der Antriebsquelle betrieben wird.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Antriebsquelle 70 ein
luftgekühlter
Viertaktmotor von Honda mit obenliegender Nockenwelle und einem
Zylinder wie der GC 160 mit horizontaler Welle, umfassend einen
Hubraum von 160 ccm und einem Verdichtungsverhältnis von 8,5 : 1, einer maximalen
Leistung von 5 PS bei 3.600 Umdrehungen pro Minute und einem Drehmoment
von 7,6 ft.-lbs (1,05 kg × m),
der mit der speziellen Pumpe gekoppelt ist.
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Es
wird nun auf die 9 und 10 Bezug
genommen. Die Pumpe 54 verwendet ein Axialflusspumpensystem
umfassend eine Mehrzahl von Rotorblättern 51, ein Venturi/Statorrotorblatt 53 und
wenigstens einen Rotor 55 mit einem Durchmesser in dem
Bereich von etwa 3 Zoll bis etwa 5 Zoll und vorzugsweise näherungsweise
3,91 Zoll und einen Wasserstrahldurchmesser in dem Bereich von etwa
1,5 Zoll bis etwa 3,5 Zoll und vorzugsweise näherungsweise 2,43 Zoll. Die
Pumpe 54 umfasst ferner einen Muffenkonus 60,
eine Mehrzahl von Dichtungen 61, einen Venturi/Stator 62,
eine Mehrzahl von Lagern 63 und ein Gehäuse 64. Dieses besonders
bevorzugte Ausführungsbeispiel
resultiert in einem Durchfluss von 749 Gallonen pro Minute, einem Schub
von 49,3 Pfund, einer Wasserstrahlgeschwindigkeit von 52,0 Fuß pro Sekunde
und einem Pumpenwirkungsgrad von 80%. Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfasst der Wassereinlass 52 eine in der Unterseite des Rumpfes 2 ausgebildete
Hutze.
