EP2238015A2

EP2238015A2 - Variable gesamtrumpflänge für wasserfahrzeuge

Info

Publication number: EP2238015A2
Application number: EP08868219A
Authority: EP
Inventors: Peter A. Müller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-10-13
Also published as: US20110126751A1; US8943993B2; US20140000504A1; WO2009082829A2; WO2009082829A3

Abstract

Die Erfindung betrifft zwei parallele Zusatzauftriebskörper (2) für Wasserfahrzeuge, welche zum Heck (1a) an einem Wasserfahrzeugrumpf (1) oder Plattformelement (31) angebracht sind, wobei der einzelne Zusatzboden (5) höher oder grösstenteils höher liegt als der Rumpfboden (6) und damit eine Stufe bildet. Diese erzeugen einerseits einen statischen (As) als auch einen dynamischen (Ad) Auftrieb. Die Zusatzauftriebskörper (2) oder die einzelnen Böden (5) können in Neigung (N), Hub (H) und Aufkimmwinkel (KW) unabhängig voneinander verstellt werden und können zudem technische Mittel (30) aufweisen.

Description

Variable Gesamtmmpflängβ für Wasserfahrzeuge

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer variablen Rumpflänge für Wasserfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Stand der Technik

Rümpfe von Gleitfahrzeugen sollten möglichst widerstandsarm gleiten können. Damit der schädliche Reibungswiderstand reduziert werden kann, werden verschiedene Hilfsmittel eingesetzt, wie z.B. Mittel, welche die laminare Strömung beeinflussen, wie beschrieben im Patent US 5,819,677 oder durch die Reduzierung von partiellen benetzten Auftriebsflächen am Rumpf oder und Einführung von Luft über speziell eingelassene Luftkanäle, wie be- schrieben im Patent US 5,685,253.

Die nicht besonders guten Fahreigenschaften bei niedrigen Geschwindigkeiten und Beschleunigungswerte von Gleitrümpfen können mittels am Rumpfende angebrachten oder integrierten Verlängerungen zusätzlichen Auftrieb und Stabilität erzeugen, wie beschrieben im Patent US 3,763,810. Diese Hilfsmittel ermöglichen das Fahrzeug schneller ins Gleiten zu bringen, bei gleichzeitig kleineren Anstellwinkel, welche auch die Sicht über den Bug verbessern helfen. Auch starr montierte Trimmklappen verfolgen dieses Ziel mit Erfolg.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wasserfahrzeug die Rumpfeigen- schatten bei langsamer, mittlerer und hoher Geschwindigkeit mittels gestuften und geteilten Zusatzauftriebskörpern im Heckbereich des Wasserfahrzeuges zu verbessern, indem gezielt von statischen, als auch vom dynamischen Auftrieb, sowie dem Weglassen von zusätzlichem Auftrieb, je nach Fahrsituation, Gebrauch gemacht wird.

Die Verbesserung der Rumpfeigenschaften bei langsamer und mittlerer Geschwindigkeit bezieht sich auf den Komfort, d.h. möglichst positiven Auftrieb im Heckbereich zu generieren um eine treibstoffsparende Trimmlage des Wasserfahrzeuges, sowie eine gute Sicht nach vorn zu gewährleisten, speziell auch beim Übergang von Verdränger- zu Gleitfahrt und zudem das Fahrzeug weich durch die Wellen gleiten zu lassen. Die Verbesserung der Rumpfeigenschaften bei hohen Geschwindigkeiten bezieht sich auf eine höhere Geschwindigkeit und einem in diesem Bereich wiederum reduzierten Treibstoffverbrauches im Verhältnis zur gesamten Wasserfahrzeuglänge zu ermöglichen, wobei dies durch die Reduzierung oder gänzlichen Kontaktlösung der benetzten Fläche im Heckbereich erwirkt wird. Das Sprichwort <Länge läuft> ist zutreffend bis zu einem gewissen Gleitgeschwindigkeits- punkt, danach ist die Reibung, d.h. der Widerstand am Rumpf hemmender als die bessere Trimmlage oder die kleinere Flächenpressung eines möglichst grossfiächigen, d.h. langen Rumpfes. Ab diesem Punkt ist eine kleinere Rumpffläche, d.h. kürzerer Rumpf vorteilhaft, denn die geringer benetzte Fläche eines kleineren, resp. kürzeren Rumpfes erzeugt aufgrund erhöhter Strömung trotzdem einen exzellenten Auftrieb und lässt das Wasserfahrzeug somit effizienter gleiten.

Um für die beiden unterschiedlichen Fahrsituationen, als auch für die mittlere Mischfahrsituation eine Verbesserung der Rumpfeigenschaften zu ermöglichen, werden hinter der Antriebsmaschine, resp. direkt am Spiegel des Wasserfahrzeugrumpfes Zusatzauftriebskörper befestigt oder integriert, wobei die Bodenfläche der Zusatzauftriebskörper höher liegen als die des Wasserfahrzeugbodens, sodass eine Stufe gebildet wird. Ungleich zum konventionellen Stufenrumpf, welcher die laminare Strömung unterbrechen und Luft unter den Rumpf bringen soll, hat der zusätzliche Zusatzauftriebskörper die primäre Aufgabe die Flächenpressung pro mm² am Rumpf des Wasserfahrzeuges zu reduzieren, als auch durch eine positive dreidimensionale Umströmung, das Wellenbild hinter dem Wasserfahrzeug positiv zu beeinflussen (weniger Wellen heisst auch effizientere Fahrt). Zudem, mittels der Länge der Zusatzauftriebskörper, kann eine bessere Trimmung des Fahrzeuges generiert werden und bei höherer Geschwindigkeit, ab dem Punkt an dem die zusätzliche benetzte Rumpffläche der Zusatzauftriebskörper sich negativ auswirkt, mittels der Stufung den Kontakt zur Wasserströmung zu lösen, d.h. das Wasserfahrzeug wird in der Wasserlinie kürzer.

Die Zusatzauftriebskörper sind geteilt, nicht nur um Z-Antrieben, Oberflächenantrieben, Jets oder Aussenbordern Platz zu lassen, sondern um die zusätzliche, aber bewusst limitierte Bodenfläche möglichst in der Längsrichtung des Wasserfahrzeuges wirken zu lassen, sodass auch ein bestmöglicher Trimmeffekt generiert wird und dabei das Wippen um die Querachse des Fahrzeuges bei Fahrt zu minimieren, als auch eine bessere Geradeausstabilität zu erzielen, sowie bei Kurvenfahrten an der weit hinten liegenden inneren Fläche des Fahrzeughecks einen zusätzlichen Auftrieb aufzuweisen, um damit das Heck des Wasserfahrzeuges in dieser Fahrsituation nicht abtauchen zu lassen. Da der Punkt, an welchem die zusätzliche Bodenfläche des Zusatzauftriebskörpers sich negativ auswirkt (aufgrund von z.B. Beladungsmenge und Beladungsposition im Fahrzeug) variieren kann, ist eine einstellbare Stufung des Zusatzauftriebskörpers zum Fahrzeugrumpf von Vorteil. Dies kann durch den Fahrer oder automatisch über einen Algorithmus gesteuert werden.

Im Weiteren hat der Aufkimmwinkel eines V Rumpfes einen grossen Einfluss auf den Fahrkomfort, den Treibstoffverbrauch und auf die Endgeschwindigkeit eines Wasserfahrzeuges. Deshalb ist eine variable Winkeleinstellung des Bodens des Zusatzauftriebskörpers vorgesehen, sodass die Aufkimmung des Fahrzeuges der Fahrsituation angepasst werden kann. Der Einbau eines solchen einstellbaren Bodens in einen zusätzlich angebrachten oder integrierten Zusatzauftriebskörper wird gegenüber einem Einbau in den davorliegenden Wasserfahrzeugrumpf wesentlich vereinfacht, wobei der ungenutzte Teil des Zusatzauftriebskörpers dicht und hohl oder ausgeschämt werden kann und ein sicheres zusätzliches statisches Auftriebs-mittel darstellt. Zusätzlich können noch Trimmklappen darin eingesetzt werden, um die Trimmung als auch die Krängung des Wasserfahrzeuges noch weiter zu verbessern, wobei dies auch mittels der gesamten Bodenplattenverstellung des Zusatzauftriebskörper bewirkt werden kann. Je schneller ein Gleitfahrzeug fährt, desto mehr verschiebt sich der hydrodynamische Druckpunkt nach hinten. Letztlich würde ein sehr schnelles Gleitfahrzeug nur noch auf den Auftriebskörpers aufliegen und eine sehr hohe strukturelle Belastung an die Komponenten darstellen. Die entsprechend geformten oder und gesteuerten Auftriebskörper führen aber dazu, dass der hydrodynamische Druckpunkt nicht weiter nach hinten sich verschiebt, sondern an einem Punkt konstant bleibt aufgrund der bei höheren Geschwindigkeit gewollten reduzierten Auftriebswirkung der Auftriebskörper.

Alle Fahrzustände beziehen sich auf messbare und beschriebenen Zustände wie vor Anker liegen oder Schleichfahrt oder Gleitfahrt oder Kurvenfahrt. Die erratischen Zustände im Wellengang werden nicht berücksichtigt.

Die Zusatzauftriebskörper können des Weiteren über der Wasserlinie miteinander verbunden sein und damit kostengünstig eine Schwimmplatte formen oder als Vergrösserungsdeck des Wasserfahrzeuges dienen.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht.

Kern der Erfindung ist, mittels Zusatzauftriebskörper, welche sich am Heck eines Wasserfahrzeuges erstrecken und eine Stufung gegenüber dem Rumpf des Fahrzeuges aufweisen, diese als auftriebswirksame Elemente einzusetzen und zwar bis zum Punkt an dem sich die Reibung der zusätzlichen Bodenfläche negativ auswirkt. Bei weiter ansteigender Geschwindigkeit des Fahrzeuges verlieren die Zusatzauftriebskörper gewollt den aktiven Kontakt zur widerstandsschädlichen Strömung dadurch, dass sich der Rumpf weiter aus dem Wasser hebt und die Stufung somit einen klaren Abstand zur Wasseroberfläche bildet. Die Verhinderung zur widerstandsschädlichen Strömungsberührung der Zusatzauftriebskörper bei hoher Geschwindigkeit kann zudem über mechanische Hebemittel bewirkt werden, welche manuell oder über eine Steuerung erfolgen. Vor Anker oder bei geringen Geschwindigkeiten erzeugen die Zusatzauftriebskörper einen statischen Auftrieb.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine dreidimensionale Heckansicht eines Wasserfahrzeugrumpfs mit zwei seitlich am Heck angeordneten Zusatzauftriebskörpern

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Wasserfahrzeugrumpfes in drei unterschiedlichen Fahrzuständen, a) in der Verdränger- oder Halbgleitfahrt, b) in der Gleitfahrt, c) in der Schnellfahrt

Fig. 3 eine schematische Heckaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit zwei seitlichen Zusatzauftriebskörpern, welche gegenüber der Heckkontur etwas höher und leicht nach innen am Heck angeordnet sind und zusätzliche Auftriebshilfsmittel aufweisen

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit einem hinteren etwas höher gesetzten Zusatzauftriebskörper mit Zusatzstufe und einer auslaufenden Anschrägung nach oben

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper, welcher in Längsrichtung zum Fahrzeug neigbar ist und Mittel zur Steuerung der Neigung aufweist

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper, welcher in der Höhe variierbar ist und Mittel zur Steuerung des Hubs aufweist Fig. 7 eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper und einem darin integrierten Verbindungselement zum Heck des Wasserfahrzeuges aufweist

Fig. 8 eine schematische Heckaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit zwei seitlichen Zusatzauftriebskörpern, an welchen die Aufkimmung variiert werden kann

Fig. 9 ine schematische Heckaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit zwei seitlichen Zusatzauftriebskörpern, an welchen die Auf kimmung variiert werden kann und ein daran befestigtes, ausfahrbares Strömungsmittel aufweist

Fig. 10 eine dreidimensionale Heckansicht eines Wasserfahrzeugrumpfs mit zwei seitlich am Heck angeordneten Zusatzauftriebskörpern und darin befestigtem Zubehör, wobei die Zusatzauftriebskörper miteinander durch eine Platte verbunden sind und sich dazwischen ein Innenauftriebsteil mit Propulsoren befindet

Fig. 11a,b eine schematische Bodenaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit einseitig abgebildeten seitlichen Zusatzauftriebskörpern, welche ihren

Wirkungsursprung vor oder nach dem Heck haben.

Fig. 12 eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper welcher an einem obenliegenden Plattformelement befestigt ist

Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente schematisch gezeigt. Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Heckansicht eines Wasserfahrzeugrumpfs 1 mit zwei seitlich am Heck 1a angeordneten Zusatzauftriebskörpern 2, die am Heck 1a, gemäss der Punktstrichlinie U, ein U formen und diese äussere Seitenteile 3 aufweisen die längs zur Wasserfahrzeuglängsachse oder eingezogen verlaufen, sowie innere Seitenteile 4, welche senkrecht stehen oder einen Winkel aufweisen. Der Zusatzboden 5 ist höher gesetzt als der Rumpf boden 6, wobei der

Wasserfahrzeugrumpf 1 am Heckende über eine Abrisskante 7 verfügt. Letztlich verfügt der Zusatzauftriebskörper 2 über eine Heckblende 8 und eine Abdeckung 9. Eine geschlossene Kastenform ist erwünscht, sollte der Zusatzauftriebskörper 2 ausgeschäumt werden und damit auch einen statischen Auftrieb erzeugen. Statt eine Rumpfverlängerung mit einer Abstufung in den Wasserfahrzeugrumpf 1 einzulassen und damit einen zusätzlichen Auftrieb im Heckbereich des Wasserfahrzeuges zu generieren, wird die geforderte Zusatzfläche in zwei Zusatzböden 5, welche sich in den Zusatzauftriebskörper 2 befinden, aufgeteilt, wodurch die Zusatzfläche sich in eine grossere Masslänge in Längsrichtung auswirkt, sollten die beiden Zusatzauftriebskörper 2 einen Abstand zueinander aufweisen. Je grösser der Abstand der beiden Zusatzauftriebskörper 2 zueinander, desto länger wird der Zusatzboden 5 bei gleich bleibender Fläche. Empirische Test haben gezeigt, dass eine Länge der Zusatzböden 6 in einer Grössenordnung von ca. 10% des Wasserfahrzeugrumpf 1 und einer Breite von 2 mal 20% der Breite des Wasser- fahrzeugrumpf 1 einen guten Wert darstellen, wobei immer die explizite Zielsetzung nach Fahrkomfort, Wendigkeit usw einen Einfluss auf die Massverhältnisse hat.

Je schwerer die Antriebsmaschinen sind und je mehr diese in Richtung Heck eingebaut sind, desto grösser ist der Wunsch nach mehr dynamischer Auftriebs- fläche und statisches Auftriebsvolumen im Heckbereich, um ein abtauchen des

Hecks des Wasserfahrzeugrumpfes 1 zu verhindern und je kürzer das Wasserfahrzeug desto grösser macht es Sinn einen möglichst langen Zusatzauftriebskörper 2 einzusetzen, damit das Wasserfahrzeug mit möglichst wenig Trimm auskommen kann. Diese Zusatzflächen 6 bieten zwar mehr Auftrieb, aber die zusätzliche benetze Fläche bedeutet auch mehr Reibung. An einem bestimmten Punkt ist der Reibungswiderstand derart gross, dass sich die vorher erbrachte bessere Trimmung und niedrige Flächenpressung pro mm² nicht mehr lohnt, da die Strömungsgeschwindigkeit das Wasserfahrzeug vollumfänglich gleiten lässt, aber jede zusätzliche Fläche keinen zusätzlichen Auftrieb beisteuert, sondern nur schädlichen Widerstand. An diesem Punkt der Strömungsgeschwindigkeit ist es das Ziel, dass die Strömung S an der Abrisskante 7 abreisst und die Zusatzauftriebskörper 2 nicht mehr wirksam sind. Mittels dieser Anordnung kann der Wasserfahrzeugrumpf 1 , je nach Fahrsituation, zur Wasserlinie verlängert oder verkürzt werden und mehr Auftrieb oder weniger Reibung erzeugen. Die Funktion der äusseren Seitenteile 3 ist, die vom Wasserfahrzeugrumpf 1 erzeugte Strömung S möglichst reibungsarm nach hinten zu leiten, sowie bei starker Seitenneigung des Wasserfahrzeuges in Kurven, den kurveninnen- liegenden Zusatzauftriebskörper 2 mittels seines äusseren Seitenteils 3 ebenfalls Auftrieb zu leisten. Bei Geradeausfahrt, hilft das innere Seitenteil 4, zusammen mit der Aufkimmung des Zusatzbodens 5, die Geradeausfahrstabilität weiter zu verbessern.

Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht - zum besseren Verständnis ist die

Aufkimmung zeichentechnisch weggelassen - eines Wasserfahrzeugrumpfes 1 in drei unterschiedlichen Fahrzuständen, a) in der Verdränger- oder Halbgleitfahrt ist der als Gleitrumpf konzipierte Wasserfahrzeugrumpf 1 und der Zusatzauftriebskörper 2 noch vollgetaucht und der Rumpfboden 6, als auch der Zusatzboden 5 liegen unter der Wasserlinie WL. Die Strömung S ist gering und der Zusatzauftriebskörper 2 übernimmt mehr statischen Auftrieb As als dynamischen Auftrieb Ad. Bei b) Gleitfahrt, gleitet der Wasserfahrzeugrumpf 1 fast ausschliesslich auf der

Wasseroberfläche WL, der Rumpfboden 6, als auch der Zusatzboden 5 liegen praktisch auf der Wasserlinie WL, der Zusatzauftriebskörper 2 übernimmt einzig dynamischen Auftrieb Ad und bei c) erfolgt in der Schnellfahrt an der Abrisskante 7 ein Strömungsabriss, die Strömung S strömt folglich waagrecht weiter nach hinten und entspannt sich erst hinter dem Zusatzauftriebskörper 2. Damit erhält der

Zusatzauftriebskörper 2 keinen aktiven Auftrieb mehr, aber da der Zusatzboden 5 nicht mehr aktiv benetzt wird, findet in diesem Bereich kaum mehr Reibungsverlust statt. Auf diese Weise kann der Wasserfahrzeugrumpf 1 gezielt zur Wasserlinie WL automatisch verlängert oder verkürzt werden und zielgerichtet zu den Fahrzuständen mehrheitlich statischen Auftrieb As oder dynamischen Auftrieb Ad oder gar keinen Auftrieb erzeugen. Damit kann auch der Reibungswiderstand am Zusat∑- auftriebskörper 2 beeinflusst werden. Nicht gezeigt, aber verständlich ist, dass im

Wellengang, sollte der Bug sich durch eine Welle nach oben richten, mittels der Zusatzauftriebskörper 2 eine Gegenauftriebskraft durch den Zusatzbodens 6 erzeugt wird, welche dagegenwirkt und somit das gesamte Wasserfahrzeug um die Querachse, als auch um die Längsachse stabilisiert.

Fig. 3 zeigt eine schematische Heckaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit zwei seitlichen Zusatzauftriebskörpern 2, welche gegenüber der Heckkontur etwas höher, d.h. gestuft platziert sind und sich parallel zum Wasserfahrzeugrumpf 1 nach hinten erstrecken. Die äusseren Seitenteile sind z.B. leicht nach innen versetzt, sodass die Strömung S, welche am Wasserfahrzeugrumpf 1 entsteht, möglichst widerstandsarm an den äusseren Seitenteilen 3 vorbei fliessen kann, wobei diese sogar leicht eingezogen werden können, in einem Einzugswinke!, sodass diese bei Kurvenfahrten trotzdem noch einen positiven Auftrieb erzeugen. Die Zusatzauftriebskörper 2 werden am Heck 1a als Modulelemente fest montiert oder direkt in den Wasserfahrzeugrumpf 1 einlaminiert.

Zusatzleisten 10 an den inneren Seitenteilen, in der Zeichnung nur rechts angezeigt, ergeben weitere Auftriebskräfte und sind vor allem bei Kurvenfahrten nützlich. Im Weiteren kann der Punkt des Abreissens der Strömung S an der Abrisskante 7 durch ein bewegliche Abrisskante 11 , hier nur auf der linken Seite angezeigt, beeinfluss werden. Dieses wird durch Wirkmittel 16 verstellt, z.B. Zylinder, welche elektrisch oder durch Fluide angetrieben und über einen Rechenalgorithmus oder manuell betätigt werden können. Designtechnisch können die Seitenteile 3 auch seitlich bündig am Wasserfahr- zeugrumpf 1 angebracht werden, wie in der rechten Zeichenhälfte aufgezeigt wird.

Fig. 4 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit einem hinteren etwas höher gesetzten, gestuften Zusatzauftriebskörper 2 und einer integrierten zweiten Zusatzstufe bestehend aus einem sekundären Zusatzboden 12, wobei dieser eine auslaufende Anschrägung nach oben aufweisen kann. Zum besseren Verständnis ist die Aufkimmung zeichentechnisch weggelassen. Insbesondere bei Freizeitfahrzeugen ist eine Auslotung des optimalen Schwerpunktes des Fahrzeuges äusserst schwierig zu vollziehen. Es kann sein, dass sich alle Passagiere an Bord eines Fahrzeuges im hinteren Teil des Fahrzeuges ein- finden und gleichzeitig ein Tenderboot am Heck befestigt ist. Deshalb kann es vorteilhaft sein, den Zusatzauftriebskörper 2 für solche Konstellationen entsprechend grösser zu dimensionieren, um mehr statischen, als auch dynamischen Auftrieb speziell bei Fahrtaufnahme und im Übergang zur Gleitfahrt zu generieren und damit die Trimmung des Wasserfahrzeugrumpfes 1 auftriebstechnisch zu unter- stützen. Bei Gleitfahrt erzeugt die Strömung S genügend dynamischen Auftrieb Ad, sodass die zweite Stufung mit dem sekundären Zusatzboden 12 keinen weiteren aktiven Auftrieb zu erzeugen vermag, dafür die Reibungsreduzierung einen höheren Stellenwert einnimmt. Um eine verzögerte Auftriebswirkung und Entlastung zu ermöglichen, kann der Zusatzboden 5, als auch der sekundäre Zusatz- boden 12 statt mit dem horizontalen Standardwinkel X, deshalb auch mit einem

Auslaufwinkel Z versehen werden. Denkbar sind auch multiple Stufungen.

Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper 2, welcher zur Längsrichtung zum Fahrzeug über den Neigungswinkel N neigbar ist. Zum besseren Verständnis ist die Aufkimmung zeichentechnisch weggelassen. Diese Konfiguration ist an Stelle von Standard- Trimmklappen 13 vorteilhaft, welche ebenfalls die Strömung S beeinflussen und ebenfalls einen zeitlich begrenzten Auftrieb leisten. Mittels des Zusatzbodens 5 kann hiermit eine wesentlich vorteilhaftere Trimmung erzeugt werden, wobei der Trimmwinkel wesentlich keiner ist und somit auch kürzere Wirkmittel 16 im

Zusatzauftriebskörper 2 eingebaut werden können. Die Neigung erfolgt über Drehelemente 14, welche an einer Halterung 15 zum Wasserfahrzeugrumpf 1 verbunden sind und Wirkmittel 16, welche ein Fluidzylinder oder ein elektrischer Antrieb sein können. Die Neigung des Zusatzauftriebskörpers 2 erfolgt manuell oder über einen Algorithmus im Rechner 17 mit den entsprechenden Neigungssensoren 18. Selbstverständlich kann statt der Neigung des ganzen Zusatzauftriebskörper 2, nur der Zusatzboden (5) geneigt werden.

Fig. 6 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper 2, welcher in der Höhe variierbar ist. Zum besseren Verständnis ist die Aufkimmung zeichentechnisch weggelassen. Die Problematik den richtigen Punkt zu berechen, bei welchem der Zusatzauftriebskörper 2 keinen Mehrwert an dynamischem Auftrieb Ad aufweist und an welcher Stelle die Reibung überproportional schädlich wirkt, insbesondere bei Fahrzeugen mit variierenden Personenzahl an Bord, Ballast und Gewichtsverteilung, ist die eleganteste Lösung den Zusatzauftriebskörper 2 unabhängig vom Wasserfahrzeugrumpf 1 resp. dem Rumpfboden 6, in der Höhe variieren zu können, sodass die Stufung, d.h. die Höhendifferenz zwischen Rumpfboden 6 und Zusatzboden 5 kontrolliert und entsprechend korrigiert werden kann. Es ist vorteilhaft den Zusatzauftriebskörper 2 oder den Zusatzboden 5 als Ganzes, resp. den gewünschten Bereich, möglichst parallel hochfahren zu lassen. Denn eine einseitige, d.h. rampenähnliche Hebung kann zu einem „kleben" der Strömung am Boden des Zusatzauftriebskörpers 2 oder Zusatzboden 5 führen und erzeugt somit nicht den gewünschten, klaren Strömungsabriss an der Abrisskante 7, welche die benetzte Rumpffläche entsprechend sauber kürzt und damit an dieser Stelle die Reibung auf Null senkt.

Das Heben erfolgt über ein Hebemittel 19, z.B. über einen Spindelantrieb oder über ein Parallelogramm 19a, welches drehgelagert an den Drehelementen 14, einerseits am Zusatzauftriebskörper 2 und anderseits am Wasserfahrzeugrumpf 1 , befestigt ist. Der Hub H erfolgt über das Wirkmittel 16 das am Parallelogramm 19 angreift und mit dem Wasserfahrzeugrumpf 1 verbunden ist. Das Wirkmittel 16 kann manuell angesteuert werden oder über einen Rechner 17, welcher über den Geschwindigkeitsmesser 20 oder Drehzahlmesser 21 und weiteren Sensoren, die Hubposition am Hub H stellt.

Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper 2. Zum besseren Verständnis ist die Aufkimmung zeichentechnisch weggelassen. Statt den Zusatzauftriebskörper 2 erhöht, d.h. gestuft an das Heck 1a des Wasserfahrzeuges anzubringen, weist dieser zuerst ein festes Verbindungsstück 5a zum Wasserfahrzeugrumpf 1 auf, wobei der Hilfsboden 5b auf gleicher Ebene gesetzt ist wie der Rumpfboden 6, um damit die beiden Teile verstärkt miteinander zu verbinden, damit diese z.B. an Rennveranstaltungen beim Wellenspringen den hohen Kräften standhalten kann. Aber auch Werften, welche ihre Wasserfahrzeuge modifizieren im Hinblick des Ein- oder Anbaus der Zusatzauftriebskörper 2, können bei dieser Gelegenheit auch ihre Wasserfahrzeugrumpf 1 verlängern, um ein zusätzliches, grosseres Modell anzubieten. Dies kann kostengünstig beim Anbringen der Zusatzauftriebskörper 2 erfolgen, wobei das Verbindungsstück 5a auch eine feste Verbindung auf die gegenüberliegende Seite, zum anderen Zusatzauftriebskörper 2 ermöglicht.

Fig. 8 zeigt eine schematische Heckaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit zwei seitlichen Zusatzauftriebskörpern 2, an welchen die Aufkimmung variiert werden kann, mittels eines beweglichen Zusatzbodens 5, wobei dieser vorteilhaft am Drehpunkt DP festgemacht ist und über Wirkmittel 16 der Aufkimmwinkel KW verändert werden kann. Diese Funktion verfolgt zwei Ziele: zum einen kann damit der Komfortgrad eingestellt werden, indem durch ein tiefes V des Zusatzauftriebskörper 2, das Wasserfahrzeug weicher in den Wellen läuft, oder durch ein flaches V des Zusatzauftriebskörper 2, das Fahrzeug weniger Treibstoff verbraucht. Anderseits ersetzt der bewegliche Zusatzboden 5 praktisch die in Fig. 6 beschriebene Zielsetzung der Reibungsreduktion ab einem bestimmten Punkt durch den Flächenentzug des Zusatzbodens 5 von der Strömung S. Statt den ganzen Zusatzauftriebskörper 2 zu heben, wird bei dieser technischen Lösung nur der Auf kimmwinkel KW verändert, sodass die Strömung S keinen weiteren aktiven Kontakt mit dem Zusatzboden 5 hat. Die Ansteuerung der Wirkmittel 16 erfolgt gleich wie in Fig. 6.

Fig. 9 zeigt eine schematische Heckaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit zwei seitlichen Zusatzauftriebskörpern 2, an welchen die Aufkimmung über den Aufkimmwinkel KW nach KW1 variiert werden kann, mittels eines am Drehpunkt DP befestigten Zusatzbodens 5, an dem ein Strömungsmittel 23 angebracht ist, wobei das Strömungsmittel 23 über die Linie des Rumpfbodens 6 hinaus in den

Aufkimmwinkelbereich KW 1 geführt werden kann.

Das Strömungsmittel 23 ist eine gerade oder gebogene Platte und dient als Trimm- und oder Lenkklappe. Da vor dem ausgefahrenen Strömungsmittel 23 im KW1 Bereich ein Strömungsstau entsteht, wird am Wasserfahrzeugrumpf 1 ein Auftrieb Ad erzeugt und somit die Wasserfahrzeugtrimmlage verändert. Trimmung ist auch

Lenkung, denn durch ein einseitiges Ausfahren des Strömungsmittels 23, wird einseitig ein zusätzlicher Widerstand generiert, welcher das Wasserfahrzeug in eine Drehung um die Hochachse versetzt und damit dieses auf einen neuen Kurs führt oder einfach sicher auf Kurs halten kann. Die Einstellung der Aufkimmung KW und KW1 erfolgt über Wirkmittel, identisch zu den beschriebenen Mitteln in Fig. 6 und 7. Selbstverständlich kann jede Aufkimmwinkelverstellung KW und KW1 auch mittels der Verstellung des Zusatzauftriebskörpers 2 vorgenommen werden.

Fig. 10 zeigt eine dreidimensionale Heckansicht eines Wasserfahrzeugrumpfs 1 mit zwei seitlich am Heck parallel angeordneten Zusatzauftriebskörpern 2 und darin befestigtem Zubehör 13,24,25, wie Standardtrimmklappen 13, Motorabgasauslass 24, Unterwasserbeleuchtung 25, Ruder 29 und nicht dargestellt Querstrahlruder und oder kleine „go home" Antriebe und vieles mehr und als technische Mittel 30 zusammengefasst sind, wobei die Zusatzauftriebskörper 2 miteinander durch eine Platte 26 verbunden sind, welche als Badeplattform oder Teil eines verlängerten

Decks genutzt werden kann. Im Weiteren kann die Teilung des geforderten Zusatzheckauftriebsmittel in zwei separate aussenliegende Zusatzauftriebskörper 2 dazu dienen, den freien Raum zwischen den Zusatzauftriebskörpern 2 für ein Innenauftriebsteil 27 zu nutzen, welches zusätzlich limitierten Auftrieb erzeugen kann und z.B. mit Propulsionsantrieben 28 bestückt wird, wie z.B. mit Propeller, Jet oder Schaufelrad, sodass die Motoren noch weiter nach hinten in den Heckbereich verschoben werden können und mehr Raum für die Personen an Bord ermöglicht, gleichzeitig aber ein Ausgleich punkto statischem Auftrieb As und dynamischem Auftrieb Ad mittels der Zusatzauftriebskörper 2 mit Leichtigkeit hergestellt werden kann.

Aufgrund dieser Anbindung eines Zusatzauftriebskörpers 2 an den Wasserfahrzeugrumpf 1 , ist es zudem möglich, den Zusatzauftriebskörper 2 aus einem Material speziell für diese Heckpartie zu verwenden, welches somit ungleich des Wasserfahrzeugrumpfes 1 sein kann und damit punktuell mehr Steifigkeit und oder auch weniger Gewicht zu generieren.

Fig 11 a) zeigt eine schematische Bodenaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit einem einseitig abgebildeten seitlichen Zusatzauftriebskörper 2, welcher aus produktionstechnischen oder anbaurelevanten Gründen am Heck Ia des Wasserfahrzeugrumpfes 1 vorgezogen befestigt ist und damit einen entsprechend grosseren prozentualen Einfluss gegenüber der gesamten benetzten Fläche des Rumpfbodens 6, bei einer Variierung des Hubs des Zusatzbodens 5, ausübt.

b) zeigt eine schematische Bodenaufsicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit einem einseitig abgebildeten seitlichen Zusatzauftriebskörper 2, welcher aus herstellrelevanten Gründen, wie z.B. vorhandene Negativrumpfformen bei Werften, welche schon seitliche Verlängerungen in ihren Rumpfböden eingebaut haben, die Zusatzauftriebskörper 2 direkt an diesen vorhandenen Verlängerungen anzubringen, wobei der Effekt des Zusatzbodens 5 geringer ausfällt, sollte das Wasserfahrzeug in der Gesamtlänge gleich bleiben wie in Fig. 11a.

Beiden Montagepositionen ist gemeinsam, dass der Wirkungsursprung vor oder nach dem Heck 1a eine Wirkung auf die Benetzungsf lache des gesamten Wasserfahrzeuges aufweist, als auch bezüglich des statischen Auftriebs.

Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen Wasserfahrzeugrumpf 1 mit einem hinteren Zusatzauftriebskörper 2 welcher an einem obenliegenden Plattformelement 31 befestigt ist. Aufgrund einer bestehenden Negativform oder aufgrund einer Gewichtoptimierung, ist es evt. von Vorteil den Wasserfahrzeugrumpf 1 zu belassen wie er ist, keine Materialänderungen vorzunehmen, aber dafür eine entsprechende, vom Markt ohnehin mehr und mehr gewünschte Heckplattform zu installieren, welche gleichzeitig den Zusatzauftriebskörper 2 aufnimmt und damit die Heckform nicht tangiert wird oder und gleichzeitig ein entsprechendes leichtes und festes Material für einen solchen Zusatzauftriebskörper 2 zu nutzen. Der Spalt zwischen Wasserfahrzeugrumpf 1 und Zusatzauftriebskörper 2 kann elegant kaschiert oder als klares Stilelement herausgearbeitet werden. Das Plattformelement 31 kann starr mit dem Heck 1 a oder als Hebebühne ausgeführt werden, sodass sich damit zusätzliche Vorteile aus dem Zusatzauftriebskörper 2 ergeben.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Bezugszeichenliste

1 Wasserfahrzeugrumpf

1a Heck

Zusatzauftriebskörper

3 äusseres Seitenteil

4 inneres Seitenteil

5 Zusatzboden

5a Verbindungsstück

5b Hilfsboden

6 Rumpfboden

7 Abrisskante

8 Heckblende

9 Abdeckung

10 Zusatzleiste

11 bewegliche Abrisskante

12 sekundärer Zusatzboden

13 Standard Trimmklappen

14 Drehelement

15 Halterung

16 Wirkmittel

17 Rechner

18 Neigungssensor

19 Hebemittel

19a Parallelogramm

20 Geschwindigkeitsmesser

21 Drehzahlmesser

23 Strömungsmittel

24 Motorabgasauslass

25 U nterwasserbeleuchtung

26 Platte

27 Innenauftriebsteil

28 Propulsionsantrieb

29 Ruder

30 technische Mittel 13,24,25,29 31 Plattformelement

WL Wasserlinie

S Strömung

Ad dynamischer Auftrieb

As statischer Auftrieb

H Hub

X Standardwinkel

Z Auslaufwinkel

N Neigungswinkel

DP Drehpunkt

KW Aufkimmwinkel

Claims

Patentansprüche

1. Zusatzauftriebskörper (2) abströmseitig am Heck (1 a) eines Wasserfahrzeuges erstreckend dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzauftriebskörper (2) am Heck (1a) ein U bilden und die Zusatzböden (5) höher oder zum grössten Teil höher liegen als der Rumpfboden (6).

2. Zusatzauftriebskörper (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ihren Ursprung vor oder hinter oder direkt am Heck 1a haben.

3. Zusatzauftriebskörper (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzauftriebskörper (2) zueinander gegengleich symmetrisch und parallel und hinter dem Antriebsmotor oder beidseits einem Aussenbordmotor platziert und am Wasserfahrzeugrumpf (1) befestigt sind.

4. Zusatzauftriebskörper (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzauftriebskörper (2) oder und der Zusatzboden (5) einen Aufkimmwinkel (KW) ähnlich dem Aufkimmwinkel (KW) des Wasserfahrzeugrumpfes (1) aufweist

5. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzauftriebskörper (2) einen statischen Auftrieb (As) und einen dynamischen Auftrieb (Ad) erzeugt.

6. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Auftrieb (Ad) des Zusatzauftriebskörpers (2) gegenüber dem dynamischen Auftrieb (Ad) des Wasserfahrzeugrumpfs (1) unterschiedlich sein kann.

7. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des dynamischen Auftriebs (Ad) des Zusatzauftriebskörpers (2) bei Gleitfahrt, spätestens bei Höchstgeschwindigkeit reduziert ist mittels Stufung in Form eines sekundären Bodens (12) oder und Auslaufwinkels (Z).

8. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzauftriebskörper (2) oder der Zusatzboden (5) in Längsrichtung zum Wasserfahrzeug neigbar ist.

9. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzauftriebskörper (2) mittels eines Hebemittels (19) und Wirkmittel

(16) in der Höhe über den Hub (H) verstellbar ist.

10. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Zusatzauftriebskörper (2) oder am Zusatzboden (5) der Aufkimmwinkel

(KW) mittels Wirkmittel (16) verstellbar ist.

11. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzauftriebskörper (2) oder der Zusatzboden (5) über die Linie des

Rumpfbodens (6) hinaus im Bereich des Aufkimmwinkels (KW1) mittels Wirkmittel (16) verstellbar ist und am Zusatzboden (5) ein Strömungsmittel (23) befestigt ist.

12. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzauftriebskörper (2) mittels eines sekundären Zusaizboäens (12) über eine oder mehrere eigene Stufen verfügt und der Zusatzboden (5) und oder der sekundäre Zusatzboden (12) einen Standardwinkel X oder einen Auslaufwinkel Z aufweisen.

13. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzauftriebskörper (2) ein integriertes Verbindungsstück (5a) aufweist, an welchem der Hilfsboden (5a) gleichauf zum Rumpfboden (6) liegt und eine Verbindung zum anderen Zusatzauftriebskörper (2) bilden kann.

14. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzauftriebskörper (2) über eine Platte (26) miteinander verbunden sind.

15. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Zusatzauftriebskörpern (2) Platz vorhanden für den Einbau eines Innenauftriebsteils (27) ist.

16. Zusatzauftriebskörper (2) nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass das Innenauftriebsteil (27) über einen Propulsionsantrieb (28) verfügt.

17. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzauftriebskörper (2) und oder das Innenauftriebsteil (27) am Wasserfahrzeugrumpf (1) einlaminiert oder als Module daran befestigt sind und andere Materialarten gegenüber dem Wasserfahrzeugrumpf (1) aufweisen können.

18. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Wasserfahrzeugrumpfs (1) sich eine feste Abrisskante (7) oder eine mittels Wirkmittel (16) bewegliche Abrisskante (11) befindet.

19. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der linke Zusatzauftriebskörper (2) oder der linke Zusatzboden (5) gegenüber dem rechten Zusatzauftriebskörper (2) oder dem rechten

Zusatzboden (5) unabhängig in Hub-, Neigung- und Aufkimmverstellung betätigbar sind.

20. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Seitenteile (3) und oder die inneren Seitenteile (4) gleich gerichtet zur Wasserfahrzeugachse oder abströmseitig verjüngend sind.

21. Zusatzauftriebskörper (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzauftriebskörper (2) technische Mittel (30) in Form von Trimmklappen (13) oder und Motorabgasauslass (24) oder und Unterwasserbeleuchtung (25) oder und Ruder (29) aufweisen.

22. Zusatzauftriebskörper (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzauftriebskörper (2) unter einem Plattformelement (31) angebracht sind.

23. Zusatzauftriebskörper (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzauftriebskörper (2) aus unterschiedlichem Material gegenüber dem Wasserfahrzeugrumpf (1) sind.