EP2580114A1 - Wasserfahrzeug mit mindestens einer tragfläche - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit mindestens einer Tragfläche (4, 5), die zwischen einer im Bereich des Rumpfs (1; 1a) gelegenen Stellung und einer vom Rumpf (1; 1a) entfernten Stellung höhenverstellbar ist. Ein erhöhte Funktionalität wird dadurch erreicht, dass im Rumpf (1; 1a) eine Ausnehmung (6, 7; 6a, 7a) vorgesehen ist, die die Tragfläche (4, 5) in der im Bereich des Rumpfs (1; 1a) gelegenen Stellung aufnimmt.

Description

Wasserfahrzeug mit mindestens einer Tragfläche

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit mindestens einer Tragfläche, die zwischen einer im Bereich des Rumpfs gelegenen Stellung und einer vom Rumpf entfernten Stellung höhenverstellbar ist, wobei im Rumpf vorzugsweise eine Ausnehmung vorgesehen ist, die die Tragfläche in der im Bereich des Rumpfs gelegenen Stellung aufnimmt.

Es ist bekannt, Wasserfahrzeuge mit Tragflächen auszustatten, die es ermöglichen, ab einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit den Rumpf aus dem Wasser zu heben. Dadurch kann der Strömungswiderstand deutlich verringert werden und es können höhere Geschwindigkeiten bei geringerem Treibstoffverbrauch erzielt werden. Außerdem kann ein weitgehend vom Wellengang unbeeinflusstes Fahrverhalten den Komfort wesentlich verbessern.

Die Tragflächen sind üblicherweise an Auslegern in einem ausreichenden Abstand unter dem Rumpf befestigt, um so die erforderliche Höhe im Tragflächen-Betrieb zu erreichen. Dies bedingt aber im Stillstand oder bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten einen großen Tiefgang mit der Gefahr der Beschädigung der Tragflächen durch Hindernisse unter Wasser.

Dies führt auch dazu, dass Tragflächenboote nicht im Flachwasser bzw. in Ufernähe betrieben werden können. Darüber hinaus sind die empfindlichen Tragflächen beim Transport des Bootes sperrig und können daher leicht beschädigt werden, wenn sie nicht demontiert werden.

Um diese Nachteile zu vermeiden sind Wasserfahrzeuge bekannt geworden, die verstellbare Tragflächen aufweisen. Dadurch können im Verdrängungs-Modus die Tragflächen zur Verringerung des Tiefgangs eingefahren werden. Eine solche Lösung ist beispielsweise in der US 4,582,011 A beschrieben.

Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass die Gefahr von Beschädigungen zwar verringert aber nicht vermieden wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte Wasserfahrzeug so weiterzubilden, dass eine besonders robuste und gegenüber etwaigen Hindernissen unanfällige Konstruktion erreicht wird, die zusätzlich einen einfachen und sicheren, platzsparenden Transport ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wasserfahrzeug zu schaffen, das extrem wendig ist und sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Geschwindigkeiten gut manövrierbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Tragfläche um eine Längsachse schwenkbar an einem Arm angebracht ist und/oder in Axialrichtung teleskopisch ausfahrbar angeordnet ist.

Um eine Längsachse schwenkbar heißt hier, dass die Tragfläche, die von ihrem Anlenkpunkt seitlich vorsteht, beispielsweise aus einer waagrechten Lage in eine nach außen abfallende oder in eine nach außen ansteigende Lage gebracht werden kann. Ähnlich wie bei einem Flugzeug, dessen Tragflächen einen bestimmten Winkel zur Medianebene aufweisen, ist die Stellung der Tragflächen entscheidend für das Kurvenverhalten. Durch die erfindungsgemäße Verstellung kann dieses nach Wunsch beeinflusst werden.

Zusätzlich oder alternativ ist eine teleskopische Verstellung vorgesehen, d .h. dass die Länge der Tragflächen verändert werden kann. Diese Maßnahme trägt in analoger Weise dazu bei, das Kurvenverhalten nach Wunsch zu beeinflussen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden auch die Störungen bei eingefahrener Tragfläche, d.h. im Verdrängungsbetrieb minimiert. Das Wasserfahrzeug kann daher auch im Flachwasser betrieben werden und ohne Gefahr von Beschädigungen auf einen Strand auffahren.

Konstruktiv besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tragfläche auf einem teleskopisch ausfahrbaren Arm angeordnet ist. Dadurch kann ein großer Verstel Ibereich erzielt werden, wobei die Tragfläche auch in Zwischenstellungen optimal situiert ist.

Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei der der Verstellbereich durch einen Schwenkarm vergrößert wird, auf dem die Tragfläche angebracht ist. Der Schwenkarm kann die durch die Tragfläche hervorgerufenen Kräfte und Momente besonders gut ableiten.

Besonders günstig ist es, wenn am teleskopisch ausfahrbaren Arm bzw. dem Schwenkarm ein Antriebselement, beispielsweise ein Jet-Ski-Antrieb angeordnet ist. Dadurch wird nicht nur eine in allen Stellungen der Tragfläche optimale Position des Antriebs erreicht, es erfolgt auch die Einleitung der Antriebskraft direkt an dem dem Strömungswiderstand ausgesetzten Bauteil, so dass die Materialbeanspruchung verringert wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ausnehmung das Antriebselement aufnimmt und Strömungskanäle für Zu- und Abströmung aufweist. Auf diese Weise kann das Antriebselement auch dann benutzt werden, wenn die Tragfläche ganz eingefahren ist, um einen minimalen Tiefgang zu erreichen. Die Wendigkeit und Manövrierfähigkeit kann dadurch verbessert werden, dass die Tragflächen horizontal und/oder vertikal schwenkbar angeordnet sind . Alternativ oder zusätzlich kann dabei vorgesehen sein, dass die Tragflächen schwenkbare Abschnitte aufweisen. Ähnlich dem Leitwerk eines Flugzeugs können durch Verstellung der Abschnitte in der Art von Rudern oder Klappen Steuerungsmaßnahmen gesetzt werden, die die Manövrierfähigkeit des Wasserfahrzeugs verbessern.

Eine Unabhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Tragfläche beim Einziehen kann dadurch erreicht werden, dass die Ausnehmung die Tragflächen und gegebenenfalls die schwenkbaren Abschnitte in unterschiedlichen Stellungen aufnimmt. Es wird dadurch die Steuerung vereinfacht, weil die Stellung der Tragflächen bzw. der Abschnitte beim Einfahren nicht berücksichtigt werden muss.

Vorzugsweise sind ein Hauptrumpf und mindestens ein in der Höhe verstellbar angeordneter Ausleger vorgesehen. Die Tragflächen können dabei sowohl am Hauptrumpf als auch am Ausleger oder an beiden angeordnet sein. Die Höhenverstellung kann gegebenenfalls zusätzlich zu einer Verstellung in der Breite vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es möglich, die Fahreigenschaften des Wasserfahrzeugs wesentlich zu verändern und zu beeinflussen.

Mechanisch besonders günstig ist es, wenn der Ausleger schwenkbar am Hauptrumpf angeordnet ist. Dadurch kann ein besonders großer Bewegungsbereich mit einfachen Mitteln realisiert werden. Vorzugsweise ist die Schwenkeinrichtung als Parallelogrammführung ausgeführt.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung ist derart ausgebildet, dass der Ausleger aus einer seitlich neben dem Hauptrumpf angeordneten Stellung in eine unterhalb des Hauptrumpfs angeordneten Stellung bewegbar ist.

Durch diese Ausführung ist es möglich, neben der Charakteristik eines Ausleger- Boots auch eine grundsätzlich wenig stabile Rennboot-Charakteristik darzustellen, die extreme Seitenlagen und günstiges Fahrverhalten bei höchsten Geschwindigkeiten bietet.

In besonders bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass zumindest zwei Ausleger in der unterhalb des Hauptrumpfs angeordneten Stellung unmittelbar aneinander liegen und vorzugsweise eine gemeinsame kompakte Hülle bilden. Dadurch können auch in dieser Stellung der Ausleger besonders günstige hydrodynamische Eigenschaften erreicht werden.

In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsvarianten näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Wasserfahrzeug von oben;

Fig. 2 das Wasserfahrzeug von Fig . 1 von der Seite;

Fig. 3 das Wasserfahrzeug von Fig . 1 von unten;

Fig. 4 das Wasserfahrzeug von Fig . 1 von vorne;

Fig. 5 das Wasserfahrzeug von Fig. 1 von hinten, und zwar jeweils mit ausgefahrener Tragfläche;

Fig. 6 bis Fig. 9 Darstellungen entsprechend Fig . 2 bis Fig. 5, und zwar jeweils mit versenkter Tragfläche;

Fig. 10 bis Fig . 17 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung in verschiedenen Stellungen in Darstellungen entsprechend Fig. 1 bis Fig . 9;

Fig. 18 bis Fig. 31 Details des Wasserfahrzeugs von Fig . 1 bis Fig. 9 in verschiedenen Varianten; und

Fig. 32 bis Fig . 38 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung in verschiedenen Stellungen.

Das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug der Fig . 1 bis Fig . 9 besteht aus einem Rumpf 1, an dem ein vorderer teleskopisch ausfahrbarer Arm 2 und ein hinterer teleskopisch ausfahrbarer Arm 3 angeordnet sind. An den ausfahrbaren Armen 2, 3 sind jeweils eine vordere Tragfläche 4 bzw. eine hintere Tragfläche 5 angebracht, die wie in Fig. 2 ersichtlich ausgefahren bzw. in Fig. 6 ersichtlich, eingezogen werden können. Die Ausfahrbewegung kann mit einem beliebigen Antriebselement ausgestattet sein, bevorzugt ist ein hydraulischer Antrieb. Im Rumpf 1 sind Ausnehmungen 6, 7 vorgesehen, die die Tragflächen 4, 5 in eingefahrenem Zustand aufnehmen. Die vordere Ausnehmung 6 kann z.B. oval ausgebildet sein, während die hintere Ausnehmung 7 im Wesentlichen rechteckig sein kann.

Die Fig. 10 bis Fig. 17 zeigen eine Ausführungsvariante, bei der ein Hauptrumpf la und zwei Ausleger 10a und 10b vorgesehen sind . Die Ausleger 10a und 10b sind seitlich und in der Höhe verstellbar und von einer unmittelbar unter dem Hauptrumpf la angeordneten Stellung, die in den Fig . 10 bis Fig. 14 dargestellt ist, in eine seitlich neben dem Hauptrumpf la angeordneten Stellung, die in den Fig . 15 bis Fig . 17 dargestellt ist, bewegbar.

Der vordere teleskopisch ausfahrbare Arm 2 und der hintere teleskopisch ausfahrbare Arm 3 sind jeweils am Hauptrumpf la angeordnet. An den ausfahrbaren Armen 2, 3 können wie bei der zuvor diskutierten Ausführungsvariante eine vordere Tragfläche 4 bzw. eine hintere Tragfläche 5 vorgesehen sein, die in der aus- gefahrenen Stellung im Abstand unterhalb der Ausleger 10a und 10b angeordnet sind, was in den Fig . 11 und Fig. 12 gezeigt ist. In der eingefahrenen Stellung bilden die beiden Ausleger 10a und 10b eine vordere Ausnehmung 6a und eine hintere Ausnehmung 7a, die die vordere Tragfläche 4 bzw. die hintere Tragfläche 5 aufnehmen, was in den Fig. 13 und Fig. 14 gezeigt ist.

Sowohl im eingefahrenen Zustand als auch im ausgefahrenen Zustand der Tragflächen 4, 5 erstrecken sich der vordere teleskopisch ausfahrbare Arm 2 und der hintere teleskopisch ausfahrbare Arm 3 zwischen den beiden Auslegern 10a und 10b hindurch nach unten.

In den Fig. 15 bis Fig. 17 sind die Ausleger 10a und 10b neben dem Hauptrumpf la angeordnet. Hier sind die Tragflächen 4, 5 in entsprechenden Ausnehmungen 6, 7 des Hauptrumpfs la aufgenommen, so wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis Fig . 9.

Fig . 18 und Fig . 19 zeigen schematisch im Detail, wie die Tragfläche 4 in der Ausnehmung 6 aufgenommen ist, wobei unterschiedlich große Tragflächen 4 dargestellt sind. Es ist ersichtlich, dass oberhalb der Tragfläche 4 ein Strömungskanal 12 vorgesehen ist, der mit einem Zustromkanal 9 vor bzw. einem Ausströmkanal 11 nach der Tragfläche 4 in Verbindung steht.

Fig . 20 zeigt schematisch im Detail eine Ausführungsvariante, bei der oberhalb der Tragfläche 4 bzw. 5 ein Jetantrieb 8 angebracht ist. Vor bzw. hinter dem Jetantrieb 8 sind ein Zustromkanal 9 bzw. ein Ausströmkanal 11 vorgesehen, so dass der Jetantrieb 8 auch in eingefahrenem Zustand betrieben werden kann. Die Tragfläche 4 bzw. 5 besitzt einen schwenkbaren Abschnitt in der Form einer verstellbaren Klappe 14, durch die eine verbesserte Steuerung des Fahrbetriebs möglich ist und durch die der Ausströmkanal 11 stufenlos verengt, bzw. verschlossen werden kann.

Fig . 21 zeigt einen Ansaugkanal 15 für einen entfernten, hier nicht dargestellten Jet-Antrieb, wobei die Strömung teilweise in dem ausfahrbaren Arm geführt ist.

Fig . 22 und Fig. 23 zeigen die Tragflächen 4, 5 und die Ausnehmungen 6, 7 im Detail .

Fig . 24 zeigt in einer seitlichen Ansicht eine Tragfläche 4a, die aus einem starren Abschnitt 16a und aus einem oder mehreren ausfahrbaren Abschnitten 16b besteht.

Fig . 25 zeit das Detail von Fig . 24 von vorne. Es ist ersichtlich, dass zwei Tragflächen 4a, 4b symmetrisch an der Halterung 16a vorgesehen sind. Die Tragflä- chen 4a, 4b sind teleskopisch in die Halterung 16a einfahrbar und in der ausgefahrenen Stellung dargestellt.

Fig . 26 zeigt eine seitliche Ansicht einer um eine Horizontalachse schräg nach unten geneigten Tragfläche 4a .

Fig . 27 zeigt zwei um eine Horizontalachse, d.h. um eine zur Längsachse des Wasserfahrzeugs parallele Achse schwenkbare Tragflächen 4a, 4b in verschiedenen Stellungen.

Fig . 28 stellt zwei um eine Vertikalachse, d .h. um eine zur Längsachse des Wasserfahrzeugs normale Achse schwenkbare Tragflächen 4a, 4b in verschiedenen Stellungen dar.

Fig . 29 zeigt eine Ansicht von Tragflächen 5a, 5b, die um eine zur Längsachse des Wasserfahrzeugs parallele Achse schwenkbar sind (vergleichbar Fig . 27), in verschiedenen Stellungen von unten.

Fig . 30 stellt eine Ansicht der Variante von Fig. 25 von unten dar.

Fig . 31 zeigt eine Variante seitlich teleskopisch ausfahrbarer Tragflächen 5a, 5b in verschiedenen Stellungen ebenfalls von unten, analog zur Fig. 30 für die Tragflächen 4a, 4b.

Bei der Ausführungsvariante der Fig. 32 bis Fig . 36 sind die Ausleger 10a, 10b jeweils auf einem Mechanismus angelenkt, der aus zwei miteinander verbundenen Schwenkarmen 3a, 3c bzw. 3b, 3d besteht. Die Ausleger 10a, 10b können um eine Längsachse schwenkbar an den äußeren Schwenkarmen 3c, 3d befestigt sein, um die Variabilität weiter zu erhöhen.

In Fig . 32 sind die Ausleger 10a, 10b unter dem Hauptrumpf la angeordnet, der hier nur als Träger für nicht dargestellte Aufbauten dient und selbst nicht notwendigerweise schwimmfähig ist. Die beiden Ausleger 10a, 10b bilden in dieser Stelle eine gemeinsame kompakte Hülle, d .h. sie bilden an ihren Außenseiten eine Bootsform und liegen mit ihren Innenseiten weitgehend eng aneinander. Dies ist eine typische Stellung für Hochgeschwindigkeitsfahrt, bei der die seitliche Stabilisierung dynamisch erfolgt.

In der Stellung von Fig. 33 sind die Ausleger 10a, 10b seitlich unter dem Hauptrumpf la in einem Abstand angeordnet, wodurch sich eine inhärent stabile Lage ergibt. Eine weitere Verschiebung der Ausleger 10a, 10b nach außen führt zu der Stellung gemäß Fig. 34, bei der die Schwenkarme 3a, 3c bzw. 3b, 3d eine gestreckte Lage einnehmen.

Eine weitere Variationsmöglichkeit ist in der Fig . 35 dargestellt, in der der Hauptrumpf la angehoben ist. In Fig . 36 ist eine Stellung für die Kurvenfahrt mit geneigtem Hauptrumpf la gezeigt.

In den Fig. 37 und Fig . 38 ist ein anderer Aspekt dieser Ausführungsvariante erklärt. Schwenkarme 2a, 3a tragen die Tragflächen 4, 5, die somit höhenverstellbar sind, da die Schwenkarme 2a, 3a um Drehpunkte 22 bzw. 23 schwenkbar sind. Die Fig . 37 und Fig. 38 zeigen die Schwenkarme 2a, 3a jeweils in einer vorderen, eingezogenen Stellung, in der die Tragflächen 4, 5 in ihren Ausnehmungen 6, 7 aufgenommen sind und in der ausgefahrenen Stellung, in der die Tragflächen 4, 5 im Abstand unter den Auslegern 10a, 10b angeordnet sind. Mit 20 und 21 sind weitere Ausnehmungen angedeutet, die in den Auslegern 10a, 10b innen vorgesehen sind, um in der Stellung von Fig . 32 ein Hindurchtreten der Schwenkarme 2a, 3a durch die ansonsten unmittelbar aneinanderliegenden Ausleger 10a, 10b zu ermöglichen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Wasserfahrzeug mit mindestens einer Tragfläche (4, 5), die zwischen einer im Bereich des Rumpfs (1; la) gelegenen Stellung und einer vom Rumpf (1; la) entfernten Stellung höhenverstellbar ist, wobei im Rumpf (1 ; la) vorzugsweise eine Ausnehmung (6, 7; 6a, 7a) vorgesehen ist, die die Tragfläche (4, 5) in der im Bereich des Rumpfs (1 ; la) gelegenen Stellung aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (4a, 4b, 5a, 5b) um eine Längsachse schwenkbar an einem Arm (2, 3) angebracht ist und/oder in Axialrichtung der Tragfläche (4a, 4b, 5a, 5b) teleskopisch ausfahrbar angeordnet ist.

2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (4, 5) auf einem teleskopisch ausfahrbaren Arm (2, 3) angeordnet ist.

3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (4, 5) auf einem Schwenkarm (2a, 3a) angeordnet ist.

4. Wasserfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am teleskopisch ausfahrbaren Arm (2, 3) bzw. Schwenkarm (2a, 3a) ein Antriebselement, vorzugsweise ein Jet-Ski-Antrieb angeordnet ist.

5. Wasserfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung das Antriebselement aufnimmt und Strömungskanäle für Zu- und Abströmung des Jet-Ski-Antriebs aufweist.

6. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (4, 5) horizontal und/oder vertikal schwenkbar angeordnet ist, so dass beispielsweise eine Lenkbewegung möglich ist.

7. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (4, 5) einen schwenkbaren Abschnitt (14) aufweist.

8. Wasserfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (6, 7; 6a, 7a) die Tragfläche (4, 5) und gegebenenfalls den schwenkbaren Abschnitt in unterschiedlichen Stellungen aufnimmt.

9. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptrumpf (la) und mindestens ein verstellbar angeordneter Ausleger (10a, 10b) vorgesehen sind und dass der Ausleger (10a, 10b) die am Hauptrumpf (la) angebrachte Tragfläche (4, 5) in mindestens einer Stellung in der Ausnehmung (6, 7; 6a, 7a) aufnimmt.

10. Wasserfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ausleger (10a, 10b) aus einer seitlich neben dem Hauptrumpf (la) angeordneten Stellung in eine unterhalb des Hauptrumpfs (la) angeordnete Stellung bewegbar ist.

11. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Ausleger (10a, 10b) in der unterhalb des Hauptrumpfs (la) angeordneten Stellung unmittelbar aneinander liegen und vorzugsweise eine gemeinsame kompakte Hülle bilden und dass die gemeinsame kompakte Hülle mindestens eine Ausnehmung für die Tragfläche (4, 5) aufweist.

Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (4, 5) schwenkbar am Ausleger (10a, 10b) angebracht ist.