DE7519767U

DE7519767U - Bootsstabilisator

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Publication number: DE7519767U
Application number: DE19757519767U
Authority: DE
Original assignee: Larson Wilfred Quartz Hill Calif (vsta)
Current assignee: Larson Wilfred Quartz Hill Calif (vsta)
Priority date: 1974-06-24
Filing date: 1975-06-21
Publication date: 1979-01-25
Also published as: GB1518691A; IT1039353B; DE2527732A1; FR2276216A1; US4487152A

Description

Bootsstabilisator

Die mit dem Fahrverhalten von Hochgeschwindigkeitsbooten verbundenen Bedienungs- und Fahrschwierigkeiten bilden ein für den passionierten Bootsfahrer seit langem anstehendes und bisher ungelöstes Problem. Die .neisten Vergnügungs— und Schnellboote haben ein ungenügendes Fahrverhalten; besonders gefährdet sind Boote mit Außenbordmotoren, die zu einem extrem großen Anstellwinkel oder einem starken Aufrichten neigen, wenn sie auf relativ hohe Geschwindigkeit gebracht werden. Die mit dieser Stellung des Bootskörpers verbundenen Gefahren liegen auf der Hand. Da das Bootsheck gewöhnlich von vornherein mit dem größten Gewicht - gewöhnlich auch zusätzlich mit dem Gewicht des Bootsführers - belastet ist, hebt sich der Bug noch stärker aus dem Wasser und nimmt einen nicht unbeträchtlichen Teil der dem Steuermann bzw. Fahrer zur Verfügung stehenden Sicht. Daraus ergeben sich Gefahren sowohl für andere Wassersportler

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oder Boote, die sich in dem blinden Abschnitt aufhalten, als auch für die Insassen des Boctes selbst. Tatsächlich sind viele Todesfälle und ernsthafte Verletzungen auf den zuvor geschilderten Mangel der modernen Bootspraxis zurückzuführen. Diese Bedingungen werden noch verstärkt, wenn das Motorboot als Zugboot für Wasserskiefahrer dient.

Einige Bootsfahrer suchen diesem Problem dadurch zu begegnen, daß sie Passagieren, der Bootsladung oder Ballastgewichten Platz im vorderen Bereich des Boots zuweisen, wodurch die Bootsnase durch Deckgewicht niedergedrückt wird. Andere drastische Gegenmaßnahmen unter Verwendung von Ballast im vorderen Endbereich der Boote sind üblich. Daraus resultiert aber ein relativ träges Fahrverhalten und ein nicht unbeträchtlich verschlechterter Wirkungsgrad, zumal dann, wenn das Boot übermäßig belastet werden muß.

Ein andere beinahe überall zu beobachtende Schwierigkeit liegt darin, daß die Boote zu Roll- oder Stampfbewegungen im Bereich von mittleren zu hohen Geschwindigkeiten neigen. Das heißt, daß sich die Bootsnase bei hoher Bootsgeschwindigkeit rasch zur Maximalhöhe und danach nach unten fallend bewegt, wobei der Rumpf sich zunächst sprungartig aufrichtet und sodann mit großer Wucht auf die Wasseroberfläche schlägt. Diese sich ständig wiederholenden Stampfbewegungen verursachen beim Passagier, insbesondere bei demjenigen, der im Bug sitzt, großes Unbehagen.-·.Viele Passagiere leiden unter Seekrankheit als direkte Folge der zuvor geschilderten unerwünschten Fahreigenschaft des Boots.

In erster Linie ursächlich für den zuvor erwähnten starken Anstellwinkel oder die Stampfbewegung ist die Tatsache, daß das Heck auf eine größere Wassertiefe gedruckt wird. Hierdurch wird der Fahrkomfort für die Passagiere wesentlich herabgesetzt. Bei rauhem oder

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welligem Wasser muß die Geschwindigkeit des Boots zur Verbesserung des Fahrkomforts und der Sicherheit der Passagiere vermindert werden, zumal verhindert werden muß, daß die Ladung über Bord geht. Der für die Passagiere komfortabelste Platz im Bootsheck kann unter solchen Bedingungen nicht ausgenutzt werden, da sich dadurch ein zusätzliches Gewicht im Heck ergeben würde, das das Boot am Erreichen der erwünschten Gleitlage hindert. Darüberhinaus vergrößert tin steiler Anstellwinkel die zur Überwindung der Reibung zwischen Boot und Wasser und zum Verdrängen eines großen Wasservolumens erforderliche Leistung betrachtlich. Auf diese Weise geht ein wesentlicher Teil der vom Motor zur Verfügung gestellten Leistung dadurch verloren, daß den unerwünschten Bedingungen des üblichen Fahrverhaltens begegnet werden muß. Diese unerwünschten Bedingungen sind manchmal am Auftreten einer sogenannten "Wirbelschleppe" hinter dem Boot erkennbar. Diese ist ein Zeichen dafür, daß die Druck-Mittellinie der Schraube unter einem ungünstigen Winkel zur Wasseroberfläche steht. Das Ergebnis ist ein beträchtlicher Leistungsverlust und ein schlechter Betriebswirkungsgrad.

In den zuvor beschriebenen Fällen nimmt der Fahrer gewöhnlich seine Zuflucht zu höheren und sogar überdimensionierten Motorleistungen, wodurch sich hohe Ausgaben für den größeren Motor und ein entsprechend höherer Treibstoffverbrauch ergeben. Die Verwendung stärkerer Motoren zur Begegnung der Gleitprobleme schafft neue Probleme in Verbindung mit der ausreichenden Abbremsung des Bootes zum Schleppfischen und der .stärkeren Neigung zum Schlingern oder Stampfen.

Bootskonstrukteure und Fahrer haben bisher vergeblich nach einer Lösung für die vorstehend genannten Probleme gesucht. Hier greift die Erfindung ein. Ihr

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gelingt eine überraschend einfache und außerordentlich wirksame Überwindung der oben aufgezeigten Schwierigkeiten dadurch, daß ein geeignet ausgebildeter Stabilisator in einer vorgegebenen Stellung in Bezug auf des Bootsheck angeordnet wird. Die sich am Stabilisator ergebenden Kräfte werden direkt zum Bootsheck übertragen, und zwar in einer solchen Weise, daß den beim Bootsbetrieb anderenfalls vorhandenen ungünstigen Fahreigenschaften entgegengewirkt wird. Erfindungsgemäß wird der Bootsstabilisator mit einem blatt- bzw. flügeiförmigen Stabilisierungsbauteil ausgestattet, das sich dadurch auszeichnet, daß es mit Abstand von und nahe dem Bootsheck befestigt ist, einen ungleichmäßigen Profi!querschnitt solcher Form hat, daß er bei Bewegung durch Wasser einen hydrodynamischen Auftrieb erfährt, und einen im wesentlichen geraden Nasenabschnitt aufweist, von dem aus Vorderkanten beidseitig schräg nach hinten und allgemein auswärts verlaufen. Der Stabilisierungsbauteil hat allgemein einen tragflügeiförmigen Querschnitt (tragendes Profil) mit einem positiven oberen Profilverlauf und einem relativ flachen oder leicht negativen unteren Profilverlauf. Für die meisten Anwendungsfälle eignet sich am besten ein Stabilisierungsbauteil mit einem etwa deltaförmigen Grundriß, dessen Vorderkante einen relativ kurzen, geraden Abschnitt (Nasenabschnitt) hat. Bei einem Außenbordmotor, einem Boot mit Heckantrieb o.dgl. wird dieser Stabilisator an der nach unten verlaufenden Motorsäule mit Abstand oberhalb der Schraube gewöhnlich in der Lage angebracht, die normalerweise von der Kavitationsplatte eingenommen wird.

Während des Betriebs ruft der Stabilisator eine aufwärts gerichtete Kraft bzw. einen Auftrieb für den Motor hervor. Der am Ausleger im Heckbereich des

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Boots angebrachte Motor überträgt die aufwärts gerichtete Kraft auf das Heck und hebt dieses dadurch aus der tiefen Wasserstellung bei hoher Geschwindigkeit an. Diese Auftriebskraft, die sich aufgrund der auf das Boot wirkenden Rotationskraft und der resultierenden Vorwärtsbewegung des BootsSchwerpunkts ergibt, drückt den Bug außerdem in eine normale und gleichmäßige Position, beinahe parallel, jedoch leicht aufwärtsgeneigt zur Wasseroberfläche. Auf diese Weise kann das Boot besser, wirksamer und schneller gleiten als es bei extremem Anstellwinkel der Fäll wäre. Erreicht wird eine ausgeglichenere, glattere Fahrweise, da die Roll- und Stampfbewegungen aumindest stark herabgesetzt werden. Gleichzeitig (wird die Sicht für die Bedienungsperson und damit deren Sicherheit verbessert, das Boot wird leichter und zuverlässiger steuerbar, die mit Windböen, Wellen o.dgl. verbundenen Gefahren werden beträchtlich herabgesetzt, -^s kann eine höhere Bootsgeschwindigkeit erreicht werden, die Gleitstellung des Bootes wird in günstiger Weise aufrechterhalten, der Treibstoff verbrauch entsprechend herabgesetzt, und die Bedienung des Bootes wesentlich erleichtert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Boots das in herkömmlicher Weise bei hohen Geschwindigkeiten betrieben wird;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Boots mit dem erfindungsgemäßen Stabilisator unter normalen Betriebsbedingungen ;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils eines typischen Außenbordmotorschafts mit Schraube, an dem der erfindungsgemäße Stabilisator angebracht ist;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Stabilisatorausführung, gesehen in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3;

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— ο —

Fig, 5 eine vergrößerte Schnittansicht in Richtung der Pfeile 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine Rückseitenansicht des Stabilisators in Richtung der Pfeile 6-6 der Fig. 4;

Fig. 7 eine Rückseitenansicht auf ein alternatives Ausführungsbeispxel des Stabilisators, gesehen in Richtung der Pfeile 7-7- der Fig. 8;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Bodenfläche des abgewandelten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7;

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 der Fig. 8;

Fig. 10 eine Seitenansicht auf ein anderes Ausfüh— führungsbeispiel des Stabilisators mit abgewandelter Ausbildung des Nasenabschnitts;

Fig. 11 eine Draufsicht, teilweise geschnitten, auf ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12 eine Draufsicht auf ein drittes alternatives Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 eine Seitenansicht auf einen Heckantrieb mit angebrachtem Stabilisator; und

Fig. 14 eine Teilansicht auf einen mit einem Motorbootschaft integrierten Stabilisator.

In Fig. 1 ist ein Boot 10 mit einem heckseitig angebrachten Außenbordmotor 12 gezeigt, dessen Bug so weit aufgestellt ist, wie es für Boote bei relativ hohen Geschwindigkeiten typisch ist. Es ist zu sehen, daß der relativ scharfe Bootskiel 13 und damit der Bug 14 im vorderen Bereich ganz von der Wasseroberfläche abgehoben sind. Im Wasser befinden sich nur etwa 50 % des Bootskörpers. Diese Bedingung tritt in der Praxis häufig sogar noch verstärkt auf. Unter diesen Umständen greift das Wasser an dem relativ flachen und breiten und rückwärtigen Abschnitt des Bootskörpers an. Dies führt zu einem wesentlich höheren Wasserwiderstand als bei einem Boot, das entsprechend Fig. 2 eine etwa horizontale Lage hat.

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In Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Schraube 16 des Außenbordmotors 12 sehr weit unter der Wasseroberfläche liegt, wobei die Schraubenachse unter einem relativ starken Winkel zur Wasseroberfläche steht, wie durch das Auftreten der Wirbelschleppe 17 deutlich wird.

Der sich in dieser Lage ergebende Schub isc infolgedessen nicht in der gewünschten Weise horizontal gerichtet, und es ergibt sich ein relativ unwirtschaftlicher Betrieb. Das in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Boot hat beinahe unvermeidlich die Neigung, Schlinger- und Stampfbewegungen in Richtung der Pfeile 18 auszuführen, wobei sich der Bootskörper stoßweise auf- und abbewegt und laufend mit harten Stoßen auf die Wasseroberfläche aufschlägt. Hierdurch wird der Fahrkomfort wesentlich verschlechtert und das Sicherheitsrisiko entsprechend heraufgesetzt.

Anders als die Betriebslage gemäß Fig. 1 ist die in Fig. 2 unter gleichen Geschwindigkeitsbedingungen dargestellte Lage eines Bootes, bei dem ein Stabilisator 20 in der beschriebenen Anordnung und Ausbildung an der Motorsäule 19 befestigt ist. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, liegt das Boot 10 glatt und flach auf dem Wasser, wobei der Bug 14 sich nur leicht unter wirkungsvollem Gleiten über die Wasseroberfläche hebt und der Wasserwiderstand beträchtlich herabgesetzt wird. Bei einem in dieser Weise orientierten Boot befindet sich stets ein Abschnitt von etwa 80 bis 85 % der Bootsunterseite im Wasser, und die bei der Darstellung in Fig. 1 angedeuteten Stampfbewegungen und Rumpfschläge sind weichend beseitigt. Ebenfalls stark verringert bzw. beseitigt sind die starken Unterschiede im Anstellwinkel und die gefährlichen Stabilitätsund Sichtbedingungen, die für das in Fig. 1 dargestellte Boot charakteristisch sind. Die Schrauben-

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achse wird mit Hilfe des Stabilisators 20 im wesentlichen parallel zur Oberfläche und zur gewünschten Schubrichtung des Boots gehalten. Die Wirbelschleppe hat sich entsprechend verringert, und der Wirkungsgrad ist beträchtlich angewachsen.

In den Figuren 3 bis 6 ist die Ausbildung eines Ausführungsbeispiels des beschriebenen Stabilisators 20 genauer dargestellt. Fig. 3 zeigt den Stabilisator 20 in einer typischen Ausführungsform, befestigt am Schaft oder der Säule kurz über der Schraube 16. Seite Profilsehne bzw. Profilhauptline 22 liegt etwa parallel zur Schraubenachse 24. Es ist jedoch unter Umständen erwünscht, daß der Stabilisator 20 relativ zur Schraubenachse 24 leicht nach oben angestellt ist. "^sie Einstellung dieser Neigung kann durch Einstellung der Halterung an der Säule 19 oder des Stabilisators 20 vorgenommen werden. Darüberhinaus kann eine leichte Neigung - wenn auch nicht gegenüber der Schraube dadurch erzeicht werden, daß der Motor um seine Halterung 25 (Fig. 2) mit herkömmlichen Mitteln verschwenkt wird.

Ein Außenbord- oder Heckantriebsmotor weist unabhängig von seiner Größe oder Ausbildung eine Antikavitationsplatte (im folgenden als Kavitationsplatte bezeichnet), z.B. die Kavitationsplatte 26 in Fig. 3 auf. Diese Kavitationsplatte 26, die von an Auslegern angebrachten Tragflügeln zu unterscheiden ist, die manchmal als Kavitationsplatten bezeichnet werden, umgibt die Säule bzw. den Schaft 19 oberhalb und mit Abstand von der Schraube 16. Diese Anordnung und Lage hat sich als besonders günstig erwiesen, um die Schraubenkavitation, d. h. die Bildung von dampfgefüllten Hohlräumen im Schraubenbereich des Wassers wesentlich zu reduzieren oder zu steuern. Derartige dampfgefüllte Hohlräume ergeben sich, wenn

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der Minimaldruck an irgendeinem Punkte an der Oberfläche eines sich durch das Wasser bewegenden Körpers kleiner a»ls der Dampfdruck der Flüssigkeit bei der gegebenen Temperatur ist. Beim Auftreten von Kavitation im Schraubenbereich oder einer Lufttasche, in der sich Dampf befindet, wird der Betriebswirkungsgrad der Schraube im Vergleich zu .einer Bewegung in einem vollständig gefüllten Wasserraum beträchtlich herabgesetzt. Gleichzeitig schafft die Existenz der Kavitationsplatte an dieser Stelle eine geeignete Anbringungsstelle für den beschriebenen Stabilisator, ohne die kavitationssteuernde Funktion der Kavitationsplatte zu stören, da der Stabilisator ebenfalls als Kavitationssteuermittel dieser Anordnung wirkt.

Der beschriebene Stabilisator weist in der bevorzugten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 bis 6 einen Querschnitt oder ein Profil auf, der bzw. das allgemein tragflügeiförmig ausgebildet ist, d.h. eine Form hat, bei der sich hoher Widerstandstiiwert bzw. eine hohe Gleitzahl ergibt. Selbstverständlich sind jedoch auch andere bauliche Bedingungen zu erfüllen.

Wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, weist der Stabilisator 20, der im folgenden auch mit Flügel oder Flügelblatt bezeichnet wird, eine positive Wölbung, d.h. einen positiven Profilverlauf seiner Oberseite 28 und für gewöhnlich eine leicht negative oder konkave Profilwölbung an der Unterseite 30 auf. Dieses Profil ist leicht abgewandelt in Fig. 5 genauer dargestellt. Obwohl die negative Profilwölbung an der Unterseite 30 nicht unbedingt erforderlich ist, da der Stabilisator mit ausreichendem Wirkungsgrad auch bei praktisch flachdem Unterseitenprofil bestimmungsgemäß funktionsfähig ist, werden die höchsten Wirkungsgrade bei einer maßvollen negativen Profil-

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Wölbung erreicht. So wurde beispielsweise bei einem Stabilisator 20 mit einer Profilsehnenlänge von 28 cm festgestellt, daß eine negative Profilwölbung mit einer Gesamttiefe von etwa 3,2mm in Bezug auf den tiefsten Punkt zwischen der Vorderkante 3 2 und der Hinterkante 34 zu wirksamen Ergebnissen führt.

Wie am besten in der Draufsicht gemäß Fig. 4 zu sehen ist, weist der Stabilisator in einer bevorzugten Ausführungsform einen allgemein deltaförmigen Grundriß auf, dessen Nasenabschnitt 36 an der Vorderkante 32 angenähert 17 bis 18 % der gesamten Spannweist des Stabilisators 20 einnimmt. Vorzugsweise ist die Breite des Nasenabschnitts etwa 15 bis 35 % der gesamten Spannweiste.

Der Stabilisator 20 weist ferner gepfeilt verlaufende Vorderkanten 38 auf. Ein Pfeilwinkel Q von 45 Grad ist in Fig. 4 dargestellt. Ein bevorzugter Bereich für den Pfeilwinkel ö ist von 10 bis 55 Grad.

Vorzugsweise verlaufen die Kanten an den seitlichen Stabilisatorenden 40 und 42 parallel zur Mittelachse 44. Dadurch ergibt sich eine übergangslose Betriebscharakteristik an den Flügelenden während ihrer Bewegung durch das Wasser und eine gegenüber zugespitzten Enden herabgesetzte Beschädigungsgefahr.

Ein Schlitz 46 ist entlang der Mittelachse 44 vorgesehen. Er erstreckt sich, ausgehend von der Hinterkante 34, über etwa 75 % der Stabilisatorlänge. 25 % der Länge an der Vorderkantenseite sorgen für die bauliche Einheit des Stabilisators. Ein Schlitz 48, der zur Aufnahme einer relativ dünnen Kavitationsplatte 26 des Motorschafts 19 dient, umgibt den Schlitz 46 und erstreckt sich seitlich in den Stabilisatorkörper. Die Weite des Schlitzes 48 ist

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gewöhnlich etwas größer als die Dicke der Kavitationsplatte und so gewählt, daß die Kavitationsplatte mit satter Gleitpassung in den Schlitz 48 gasteckt werden kann. Aus Zweckniäßigkeitsgründen ist der Schlitz vorzugsweise genügend weit und breit ausgebildet (entsprechend der gestrichelten Linie 50), um wenigstens die den gängigen Modellen von Außenbord-, Heck- oder sonstigen Motoren zugeordneten Kavitationsplatten aufnehmen zu können.

Der Stabilisator 20 ist in seiner Einbaustellung auf der Kavitationsplatte 26 beispielsweise mittels mehrerer Stellschrauben 52 gesichter. Wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist, sind zwei derartige Stellschrauben 52 in Gewindelöcher 56 im Oberteil des Flügels eingeschraubt. Nicht dargestellte Einsätze können soweit erforderlich zur Verbesserung des Zusammenhalts vorgesehen werden. Mit Hilfe von herkömmlichen Schraubenziehern können daher die Stellschrauben 5 2 in einfacher Weise an der Kavitationsplatte 26 festgestellt werden, wodurch der Stabilisator 20 in seiner Einbaustellung auf der Kavitationsplatte wirksam befestigt wird. Zur besseren Kraftübertragung und Festlegung des Stabilisators an der Kavitationsplatte können in der Oberseite der Kavitationsplatte nicht dargestellte Ausnehmungen ausgebildet sein, in die die Spitzen der Stellschrauben 52 eingreifen. Auf diese Weise bekommt der Flügel auf der Kavitationsplatte 26 und der Motorsäule 19 einen festen Halt, wodurch der Stabilisator auch größeren dynamischen Wasserkräften oder Stößen an im Wasser schwimmenden Objekten standhalten kann.

Die auf den Flügel aufgrund dessen Bewegung durch das Wasser wirkende Auftriebskraft wird auch über die

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gesamte Oberfläche der Kavitationsplatte verteilt und zum Heck des Boots über die Motorsäule 19 übertragen. Hierdurch wird ein stabileres Fahrverhalten und eine bauliche Integrität der Gesamtanordnung erzielt.

Wie in Fig. 5 zu sehen ist, ist der Schlitz 48 im Stabilisatorkörper so angeordnet, daß der den Schlitz umgebende Unterteil des Stabilisators an der Hinterkante dünner als im vorderen Endbereich ist. Hierdurch wird in erwünschter Weise der Stabilisatorkörper verstärkt. In der Regel wird der Schlitz jedoch im wesentlichen parallel zur Hauptlinie der Unterseite 30 .geführt.

Bezüglich anderer Dimensionsverhältnisse der verschiedenen Teile bzw. Abschnitte des Stabilisators 20 wurde gefunden, daß seine Profilsehnenlänge (Abmessung in Längsrichtung) von angenähert 75 % der Spannweit zwischen den Enden 40 und 4 2 günstig ist, und daß die Maximaldicke des Flügels angenähert 9 % der Profilsehnenlänge sein sollte. Es ist natürlich möglich, diese Relativabmessungen innerhalb sinnvoller Grenzen für besondere Anwendungsfäile zu variieren. Bevorzugter Abmessungsbereich der Profilsehnenlänge zur Spannweite liegt zwischen 50 und 100%, wenn auch optimale Ergebnisse eher in der Nähe des obengenannten Verhältnisses liegen. In Bezug auf die Maximaldicke als Funktion der Profilsehnenlänge wurde ein Bereich von 4 bis 12 % als besonders günstig festgestellt.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Stabilisatorflügels ist in den Figuren 7 bis 9 gezeigt, wobei der dort dargestellte Flügel mit 58 bezeichnet ist. Wenn auch der Grundriß des Flügels 58 sehr ähnlich demjenigen

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des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 ist, hat der Nasenabschnitt 60 angenähert die zweifache Länge desjenigen gemäß Fig. 4 oder etwa 40 % der Spannweite.

Ein anderer wesentlicher Unterschied zwischen den Ausführungen gemäß Fig. 8 und Fig. 4 ist die Art der Anbringung. Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 ist die Unterseite 62 mit einer Ausnehmung oder einem Hohlraum 64 versehen, die bzw. der durch eine Platte 66 im wesentlichen abgedeckt 1st. Die Platte 66 ist in die Ausnehmung 64 derart eingefügt, daß ihre Unterseite 68 mit der Unterseite 62 des Flügels fluchtet.

Die Anbringung des Stabilisatorflügels 58 erfolgt durch Einsetzen der einem Motor zugeordneten Kavitationsplatte in dem Ewischen der Ausnehmung 64 und der Montageplatte 66 gebildeten Schütz. Danach wird die Montageplatte auf der Kavitationsplatte mit Hilfe von Schraubverbindungen 70 und 71 festgezogen, die durch Bohrungen 7 2 im Flügelkörper 58 eingeßetzt sind. Die den Schrauben zugeordneten Muttern eitzen in Löchern 74, die in der Oberseite des Stabilisators ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform kann die Ausnehmung 64 so groß bemessen sein, daß die Schrauben am Rande der Kavitationsplatte angeordnet oder nicht dargestellte Löcher in der Kavitationsplatte angeordnet werden können, durch welche die Schrauben ein» gesetzt werden können.

Zur Befestigung des Stabilisators auf der Kavitationsplatte oder in geeigneter Orientierung bezüglich des Motorschafts und der Schraube können auch andere als die zuvor im einzelnen beschriebenen

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Mittel verwendet werden.

Anhand der Fig. 10 wird im folgenden gezeigt, daß die Vorderkante des Stabilisators je nach den besonderen Umständen und den vorgesehenen Betriebsbedingungen auch spitzer und dünner sein kann. So kann beispielsweise der Tragflügelkörper 7 5 mit einer scharfen Nase 76 bei Hochgeschwindi ,keitsbooten, z.B. Rennbooten sehr erwünscht sein. Für solche Fälle hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, daß die Maximaidicke des Stabilisators zwischen seinen gewölbten Oberflächenprofilen eingeschränkt bzw. minimalisiert wird, wodurch der Wasserwiderstand herabgesetzt und eine entsprechend geringe Wasserbewegung und Kavitation hervorgerufen werden.

Wiederum für Hochgeschwindigkeitsfälle wurde ein im wesentlichen schalenförmiger Stabilisator, z.B. der Stabilisator eines Grundrisses gemäß Fig. 11 als zweckmäßig gefunden. Die Umfangsbegrenzungslinie 78 dieses Stabilisatorflügels bzw. -blattes ka.in im wesentlichen rund oder oval sein, mit Ausnahme der Vorderkante 80. Eine Nut 8 2 und ein Schlitz 83 im Stabilisator 76 haben die gleiche Form wie die Schlitze im Stabilisator 20 gemäß dem in den Figuren 3 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Eai dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der im Grundriß demjenigen gemäß Fig. ähnlichen Stabilisator 84 einen geraden Nasenabschnitt 86, hat jedoch eine größere Profilsehnenlänge. Seine Vorderkante 88 zwischen dem Nasen« abschnitt 86 und den parallel verlaufenden Endabschnitten 89 und 90 sind unter einem spitzeren Winkel gepfeilt. Auch diese Grundrißform hat sich

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für Hochgeschwindigkeitsboote und insbesondere für
Heckantriebe als sehr effektiv erwiesen.

Während der Stabilisator zuvor in Verbindung mit
Außenbordmotoren als zusätzliches Element beschrieben wurde, kann er in ebenso einfacher Weise in der in Fig. 13 angedeuteten Art in Verbindung mit einen Heckmotor benutzt werden. Bei dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Heckmotor 9Θ
an einem Bootskörper 90 in einer Zone angebracht,
die derjenigen von Außenbordmotoren entspricht.
Ein Stabilisator 92 kann getrennt und über der Kavitationsplatte in der zuvor beschriebenen Weise angebracht werden oder einen integralen Bestandteil des Motors selbst bilden. Bei Anbau des Stabilisators
in der in Fig. 14 dargestellten Weise wird er zusammen mit dem Motorschaft 94 gegossen oder geformt. In eineir, solchen Falle ist in der Regel eine Abrundung an der Verbindungsstelle 96 zwischen dem Stabilisator 92 und dem Schaft 94 vorgesehen.

Boote, an denen der beschriebene Stabilisator angebracht ist, erreichen die Gleitlage bei weitem
schneller als Boote ohne Stabilisator, und sie erhalten die Gleitlage selbst bei positiven und negativen Beschleunigungen und Wenden im wesentlichen
bei. Schlinger- oder Stampfbewegungen der Boote
sind mit dem Stabilisator wesentlich reduziert oder sogar beseitigt, und das Eoot fährt wesentlich
gleichmäßiger und glatter und hat selbst bei
rauhen Wetter— und Wasserbedingungen ein sicheres
Fahrverhalten. Der Bug derartig stabilisierter
Boote liegt entsprechend weiter im 'Wasser als

bei Booten ohne den Stabilisator, wodurch Rollbe-

-ge

wegungen entgegenwirkt wird, wenn der Bug insbesondere bei starken Winden oder Wellen einen

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»teilen Anstellwinkel erreicht. Außerdem entfällt das Erfordernis von Ballast am Vorderende des Boots, und es wird auch die Seitenstabilität verbessert. Passagiere können sich freizügiger vorwärts und rückwärts bewegen, ohne damit die Trimmung des Boots ungünstig zu beeinflussen. Die Schraubengeschwindigkeit und damit nicht aaletzt die Bootsgeschwindigkeit wird erhöht, und der Betriebswirkungsgrad, d.h. die Anzahl von Kilometern pro Liter Treibstoff wird wesentlich verbessert.

Bei einem typischen Anmeldungsfall des Stabilisators bei einem Boot von 5,8 m Länge 680 kg Gewicht mit mittlerer Belastung und einer Antriebsleistung von 120 Ps wobei ein Heckantriebsmotor verwendet wurde, ergaben sich die folgenden Vergleichsergebnisse mit und ohne den Stabilisator unter im übrigen identischen Bedingungen:

1. U.p.M. zur Erreichung des Gleitens

2. U.p.M. zum Halten des Gleitens

3. U.p.M. bei Vollgas

4. Änderung der Bug-Heck-Lage bei Änderung der Last der Last

5. Steuerverhalten bei engen Wenden

6. Handhabung bei rauhem Wasser

Ohne Stabilisator

2900

2400 3900

groß

ziemlieh unempfindlich gegen Ruderausschläge; seitliches Gleiten.

Schläge, Bug hoch

Mit Stabilisator

1750

1400 4200

gering

verbesserte Steuer— barkeit; verringertes seitliches Gleiten.

weniger "starke Schläge flacherer Bug, der durch das Wasser schneidet; ermöglicht Fahren in rauhem Wasser selbst bei höheren Geschwindigkeiten

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Ohne
Stabilisator

Mit Stabilisator

7. allgemeiner Kommentar Boot ist stets stabilisiert. Ermöglicht höhere Geschwindigkeiten bei geringer Gaszufuhr Unter allen Bedingungen. Größeres Ver-■hügen bei geringeren Kosten

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Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ D 4300 ESSEN 1 · A^ :RU HRSTEI f4 1 -TEL.: (Ö2 Ö1-) -41 26 Seite - 18 - Ansprüche

1. Bootsstabilisator mit einem blatt- bzw. flügeiförmigen Stabilisatorkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der blatt- bzw. flügelformige Stabilisatorkörper (20; 58; 75; 84; 92) mit Abstand von und nahe dem Bootsheck befestigt ist, einen ungleichmäßigen Profilsehnenquerschnitt solcher Form hat, daß er bei Bewegung durch Wasser einen hydrodynamischen Auftrieb erfährt (tragendes Profil), und einen im wesentlichen geraden Nasenabschnitt (36; 60; 76; 86) aufweist, von dem aus Vorderkanten '38; 87; 88) beidseitig schräg nach hinten und allgemein auswärts verlaufen.

2. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der blatt- bzw. flügeiförmige Stabilisatorkörper (20; 58; 75; 84; 92) in Profilsehnenrichtung eine positiv gewölbte Oberseite (28) und eine im wesentlichen gerade Unterseite (30) hat.

3. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der blatt- bzw. flügeiförmige Stabilisatorkörper (20; 58; 75; 84; 92) in Profilsehnenrichtung eine positiv gekrümmte Oberseite (28) und eine negativ gekrümmte Unterseite (30) hat.

4. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (20; 58; 75; 84; 92) einen im wesentlichen deltaförmigen Grundriß mit nach hinten und auswärts verlaufenden Vorderkanten (38; 88), sich an diese jeweils außen anschließenden, parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten (40, 42; 89, 90) und einer Hinterkante (34) hat.

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5. Stabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nasenabschnitt (36; 60; 76; 86) eine Länge von etwa 15 bis 35 % der Länge der Hinterkante (34) hat.

6. Stabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nasenabschnitt (36) eine Länge von angenähert 17 bis 18 % der Länge der Hinterkante (34) hat.

7. Stabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkanten(38; 88) vom Nasenabschnitt (32) aus unter einem Winkel (θ) von angenähert 10 bis 55° gegenüber der Mittelachse (44) des Stabilisatorkörp^rs (20) pfeilförmig nach hinten verlaufen.

8. Stabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkanten (28) vom Nasenabschnitt (32) unter einem Winkel (&) zwischen 25 und 45 pfeilförmig nach hinten verlaufen.

9. Stabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der blatt- bzw. flügeiförmige Stabilisatorkörper (20; 58; 75; 84; 92) eine Proiilsehnenlänge von angenähert 75 % seiner Spannweite und eine Maximaldicke von angenähert 9 % seiner Profilsehnenlänge hat.

10. Stabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisatorkörper (20; 58; 75; 84; 92) eine Maximaldicke im Bereich von 4 bis 12 % seiner Profilsehnenlänge hat.

11. Stabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisatorkörper (20; 58; 75; 84; 92) eine Profilsehnenlänge von 50 bis 100 % seiner Spannweite hat.

12. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der blatt- bzw. flügeiförmige Stabilisatorkörper (20; 58; 75; 77; 84; 92) einen entlang der Mittelachse (44)

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in Profilsehnenrichtung verlaufenden Schlitz (46) aufweist, der von der Hinterkante (34) in Richtung des Nasenabschnitts (36) verläuft und zur Befestigung des Stabilisators an einem Motorschaft dient, daß zwischen dem Schlitz (46) und dem Nasenabschnitt (36) ein beide Seiten des Stabilisatorkörpers verbindender Abschnitt vorhanden ist und daß eine Befestigungsvorrichtung (26, 46, 52) zur Anbringung des Stabilisatorkörpers am Motorschaft (19) vorgesehen ist.

13. Stabilisator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitz (46) über angenähert 75 % der Profilsehnenlänge des Stabilisatorkörpers (20; 58; 75; 77; 84; 92) erstreckt.

14. Stabilisator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet., daß die Befestigungsvorrichtung eine vom Schlitz (46) auswärts verlaufende Ausnehmung (48) zur Aufnahme einer am Motorschaft (19) angebrachten Platte (26) und in die Ausnehmung eingreifende Schrauben zur Befestigung des Stabilisatorkörpers auf der Platte (26) aufweist.

15. Stabilisator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung eine an der Unterseite (62) des Stabilisatorkörpers befestigte Metallplatte (66) und Schrauben (71, 72) zur Befestigung der Metallplatte (66) aufweist, wobei die Ausnehmung (64) zwischen der Metallplatte (66) und der Unterseite des Stabilisatorkörpers so ausgebildet ist, daß sie eine am.iMotorschaft (19) angebrachte Platte (26) aufnehmen kann.

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PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 430O ESfeBN.¹.' Aid.RbH¹FfSTEIN 1 -TEL.: (02 01) 4126

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G 75 19 767.0 Wilfred Larson 22. September 1978

Neue Ansprüche 16 - 18

16. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der StabilisatorkörDer (20; 58; 75; 77; 92) an einem Schrauben-Trägerschaft (19) beabstandet von und zwischen der Schraube (16) und dem Antriebsmotor (12) angeordnet ist.

17. Stabilisator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung eine auf dem Schrauben-Trägerschaft (19) sitzende Kavitationsplatte (26) und eine Ausnehmung (48; 64) zur Aufnahme der Kavitationsplatte (26) aufweist.

18. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (92) als integrale Einheit mit dem Schrauben-Trägerschaft (19) ausgebildet ist.

/ko.

(Joachim K. Zenz) Patentanwalt

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