AT517382B1 - Wasserfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug (1) mit einem Rumpf (2) und zumindest einem vom Rumpf (2) abragenden Arm (3), an dem zumindest zwei Tragflächen (4, 5) jeweils um eine erste Schwenkachse (6), vorzugsweise um eine gemeinsame Schwenkachse, unabhängig voneinander schwenkbar gelagert sind. Um die Manövrierfähigkeit und Stabilität des Wasserfahrzeuges zu verbessern, ist der Arm (3) schwenkbar am Rumpf (2) gelagert.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserfahrzeug mit einem Rumpf und zumindest einem vom Rumpf abragenden Arm, an dem zumindest zwei Tragflächen jeweils um eine erste Schwenkachse, vorzugsweise um eine gemeinsame Schwenkachse, unabhängig voneinander schwenkbar gelagert sind.

[0002] Aus der WO 2011/157660 A1 und der WO 2011/157658 A1 sind Wasserfahrzeuge bekannt, bei denen Tragflächen durch Schwenkarme höhenverstellbar sind.

[0003] Die DE 10 2008 008 474 A1 offenbart ein Tragflügelboot mit senkrechten schwertförmigen Streben unter dem Bootskörper, die paarig angeordnete Tragflügel aufweisen. Die Tragflügel sind um eine Querachse und eine Längsachse schwenkbar. Aufgrund der Gesamtkonstruktion, insbesondere aufgrund der starr am Rumpf befestigten Streben, können die Fahreigenschaften vor allem im Hinblick auf unterschiedliche Geschwindigkeiten nicht grundsätzlich verändert werden.

[0004] Die GB 1 120 612 A offenbart ein Tragflügelboot mit einem höhenverstellbaren Arm, der an seiner Unterseite verstellbare Tragflügel aufweist.

[0005] Aus der AT 509 946 A und der AT 509 948 A des Anmelders der vorliegenden Anmeldung sind flexibel einsetzbare Wasserfahrzeuge bekannt, die eine Vielzahl von Konfigurationen zulassen.

[0006] Es sind auch Wasserfahrzeuge bekannt, bei denen Tragflächen am Rumpf oder an einem vom Rumpf abstellenden Bauteil angebracht und unabhängig voneinander schwenkbar gelagert sind. Solche Lösungen sind beispielsweise in der DE 37 13 176 A oder der WO 89/09159 A beschrieben. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass auch damit nicht eine vollständig befriedigende Möglichkeit zur Optimierung von Mansell ihr Fähigkeit und Stabilität geschaffen wird.

[0007] Die WO 2005/085060 A offenbart eine Yacht, die einen seitlich verschwenkbaren Kiel aufweist, an dem Leitflächen angebracht sind. Auch mit dieser Lösung können nicht alle Probleme befriedigend bewältigt werden.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Wasserfahrzeug mit verbesserter Manövrierfähigkeit und Stabilität bereitzustellen. Die Anpassung des Wasserfahrzeuges an unterschiedliche Bedingungen, wie Geschwindigkeiten, Strömungsverhältnisse, u.dgl., soll mit möglichst einfachen Mitteln und auf einfache Weise zu bewerkstelligen sein.

[0009] Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Wasserfahrzeug dadurch erreicht, dass der Arm schwenkbar am Rumpf gelagert ist dass die Schwenkachse des Armes quer zur Fahrtrichtung des Wasserfahrzeuges und/oder im Wesentlichen parallel zur ersten Schwenkachse der Tragflächen steht. Durch das Schwenken des Armes sind die Tragflügel relativ zum Rumpf höhenverstellbar. Durch diese Maßnahme kann auch die Funktionalität des Wasserfahrzeuges auf einfache Weise erweitert werden. Ein asynchrones Schwenken der Tragflächen optimiert nicht nur die Kurvenfahrt, sondern auch die Fahrt bei schwierigen Strömungsbedingungen. Durch eine derart optimierte Anpassung kann nicht nur die Stabilität des Wasserfahrzeuges durch eine aktive Regelung erhöht, sondern auch der Treibstoffverbrauch gesenkt werden.

[0010] Der Rumpf, an dem der/die Arm(e) mit den erfindungsgemäß schwenkbaren Tragflächen abragen, kann ein Hauptrumpf oder ein Nebenrumpf des Wasserfahrzeuges, insbesondere eines Katamarans sein.

[0011] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest zwei unabhängig voneinander schwenkbaren Tragflächen auf derselben Höhe an gegenüberliegenden Seiten des Armes angeordnet sind. Die asynchrone Verstellbarkeit zweier auf derselben Höhe angeordneter Tragflächen ermöglicht eine unterschiedliche Einstellung des Auftriebs und des Wasserwiderstandes beidseits des Armes, wodurch insbesondere Vorteile in der Kurvenfahrt oder bei sich schnell ändernden Strömungsverhältnissen erreicht werden können.

[0012] Das Wasserfahrzeug kann insbesondere ein Sport- und/oder Rennboot bzw. ein Spezialfahrzeug sein.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Tragflächen in dem Endbereich des Armes, der dem Rumpf abgewandt ist, angeordnet sind. Bei einem verstellbaren, z.B. schwenkbaren Arm ist durch diese Maßnahme eine maximale Höhenverstellung der Tragflächen möglich. Es kann auch bevorzugt sein, wenn die Tragflächen im Endbereich des Armes die einzigen (Tragflächen) sind, die an dem Arm angeordnet sind. In diesem Fall ist der übrige Arm frei von (weiteren) Tragflächen.

[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Schwenkachse der Tragflächen quer, vorzugsweise senkrecht, zur Längsachse der Tragfläche und/oder zur Fahrtrichtung des Wasserfahrzeuges steht. Der Auftrieb und der Strömungswiderstand sind dadurch gezielt einstellbar. Ein Schwenken des Armes relativ zum Rumpf kann durch ein Schwenken der Tragflächen relativ zum Arm dahingehend kompensiert werden, dass die Orientierung der Tragflächen zum Rumpf beibehalten, zumindest aber nicht im selben Ausmaß nachvollzogen wird.

[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Tragflächen um die erste Schwenkachse jeweils um zumindest 60°, vorzugsweise um zumindest 90° schwenkbar sind. Bei einem relativ zum Rumpf schwenkbaren Arm kann somit die Kompensation der Trag-flächen-Orientierung in einem weiten Winkelbereich erfolgen.

[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der schwenkbar am Rumpf gelagerte Arm relativ zum Rumpf um zumindest 60°, vorzugsweise um zumindest 90° schwenkbar ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere im Zusammenhang mit den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen vorteilhaft, da das Schwenken des Armes mit dem Schwenken der Tragflügel relativ zum Arm aufeinander abgestimmt werden kann. Durch das Schwenken des Armes sind die Tragflügel relativ zum Rumpf höhenverstellbar.

[0017] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem zumindest einen Arm unabhängig voneinander betätigbare Antriebe, vorzugsweise Zylinderantriebe, integriert sind, wobei einer der Antriebe mit einer der Tragflächen und ein anderer Antrieb mit einer anderen Tragfläche Zusammenwirken. Die Integration der Antriebe in den Arm ist ebenso vorteilhaft wie die unabhängige Ansteuerung der Tragflächen.

[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Arm ein Tragflä-chen-Lager integriert ist und die Antriebe im Bereich des Tragflächen-Lagers untergebracht sind. Die Antriebe können dadurch kompakt und platzsparend ausgeführt werden.

[0019] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Antriebe Zylinderantriebe sind, deren Kolbenstangen im Wesentlichen parallel zueinander stehen und in entgegengesetzte Richtungen weisen, wodurch die engen Raumverhältnisse im Arm bestmöglich ausgenutzt werden können.

[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zylinderantriebe einander gegenüberliegen und/oder an gegenüberliegenden Seiten des Tragflächen-Lagers angeordnet sind, wodurch sich eine kompakte Bauweise mit mehr oder weniger unmittelbarer Anbindung der Antriebe an die Tragflächen ergibt.

[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kolbenstangen der Zylinderantriebe jeweils an einem im Tragflächen-Lager gelagerten und mit der jeweiligen Tragfläche verbundene Drehanbindung exzentrisch angelenkt sind, wodurch sich eine zuverlässige Kraftübertragung ergibt.

[0022] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kolbenstange eines Zylinderantriebes durch eine, vorzugsweise teilringförmige Ausnehmung einer Drehanbindung hindurch mit der anderen Drehanbindung verbunden ist. Diese Maßnahme trägt ebenfalls zur Kompaktheit des Antriebs bei.

[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Tragflächen relativ zum Arm zusätzlich zur ersten Schwenkachse um eine zweite Schwenkachse schwenkbar sind, wobei vorzugsweise die zweite Schwenkachse im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Tragfläche und/oder im Wesentlichen horizontal verläuft. Dies erweitert die Manövrier- und Stabilisierungsmöglichkeiten.

[0024] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Wasserfahrzeug zumindest zwei Arme aufweist, deren Anlenkpunkte an den Rumpf in Fahrtrichtung voneinander beabstandet sind, und/oder dass das Wasserfahrzeug zumindest zwei Arme aufweist, deren Anlenkpunkte an den Rumpf quer zur Fahrtrichtung voneinander beabstandet sind.

[0025] I m Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt [0026] Fig. 1 ein Wasserfahrzeug mit ausgeschwenkten Armen, [0027] Fig. 2 das Wasserfahrzeug aus Fig. 1 mit eingeschwenkten Armen, [0028] Fig. 3 den Antriebsmechanismus der Tragflächen im Detail, [0029] Fig. 4 in schematischer Darstellung den Endbereich des Armes mit unterschiedlich stark verschwenkten Tragflächen, [0030] Fig. 5 den Endbereich des Armes mit einer zusätzlichen Schwenkachse der Trag flächen.

[0031] Fig. 1 zeigt ein Wasserfahrzeug 1 mit einem Rumpf 2 und vom Rumpf 2 abragenden Armen 3, an denen jeweils zwei Tragflächen 4, 5 jeweils um eine erste Schwenkachse 6 schwenkbar gelagert sind (Fig. 5). Die Tragfläche 5 ist in Fig. 1 nicht zu sehen, da sie sich auf der gegenüberliegenden Seite des Armes 3 befindet; in den Fig. 4 und Fig. 5 die Tragfläche 5 aber angedeutet. In der dargestellten Ausführungsform sind die Tragflächen um eine gemeinsame Schwenkachse 6 schwenkbar (siehe auch Fig. 5).

[0032] Die Arme 3 sind jeweils schwenkbar am Rumpf 2 gelagert, wodurch die Tragflächen 4, 5 höhenverstellbar sind. Fig. 1 zeigt die Arme 3 in ausgeschwenkter Stellung, Fig. 2 in eingeschwenkter Stellung. Um die Höhe der Tragflächen in möglichst hohem Ausmaß einstellen zu können, sind die Arme 3 relativ zum Rumpf 2 um zumindest 60°, vorzugsweise um zumindest 90° schwenkbar. Die Schwenkachse 8 des Armes 3 steht quer zur Fahrtrichtung 7 des Wasserfahrzeuges 1 bzw. im Wesentlichen parallel zur ersten Schwenkachse 6 der Tragflächen 4, 5.

[0033] Die erste Schwenkachse 6 der Tragflächen 4, 5 steht quer, insbesondere senkrecht, zur Längsachse der Tragfläche 4, 5 bzw. zur Fahrtrichtung 7 des Wasserfahrzeuges 1.

[0034] Die zwei unabhängig voneinander schwenkbaren Tragflächen 4, 5 sind auf derselben Höhe an gegenüberliegenden Seiten des Armes 3 angeordnet. Die Tragflächen 4, 5 sind in dem Endbereich des Armes 3, der dem Rumpf 2 abgewandt ist, angeordnet.

[0035] Ähnlich wie die Arme 3 relativ zum Rumpf 2 (Schwenkachse 8) sind auch die Tragflächen 4, 5 um die erste Schwenkachse 6 jeweils um zumindest 60°, vorzugsweise um zumindest 90° schwenkbar. Dadurch kann ein Schwenken des Armes 3 durch ein Schwenken der Tragflächen 4, 5 relativ zum Arm 3 kompensiert werden, sodass die Orientierung der Tragflächen 4, 5 relativ zum Rumpf 2 im wesentlich unverändert gehalten werden kann.

[0036] Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die zumindest zwei Tragflächen 4, 5 eines Armes 3 unabhängig voneinander schwenkbar sind. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt, in der sich die Tragflächen 4, 5 in unterschiedlichen Winkelpositionen befinden. Die in Fig. 4 vordere Tragfläche 5 und deren Antrieb 10 sind mit durchgezogenen Linien, die an der gegenüberliegenden Seite des Armes 3 angeordnete Tragfläche 4 und deren Antrieb 9 mit strichlierten Linien dargestellt.

[0037] Auch in Fig. 3 ist zu sehen, dass in dem Arm 3 unabhängig voneinander betätigbare Antriebe 9, 10 (hier: Zylinderantriebe) integriert sind, wobei einer der Antriebe 9 mit einer der Tragflächen 4 und ein anderer Antrieb 10 mit einer anderen Tragfläche 5 Zusammenwirken.

[0038] In dem Arm 3 ist auch ein Tragflächen-Lager 11 integriert und die Antriebe 9, 10 sind im (unmittelbaren) Bereich des Tragflächen-Lagers 11 untergebracht.

[0039] In der dargestellten Ausführungsform sind die Antriebe 9, 10 Zylinderantriebe, deren Kolbenstangen im Wesentlichen parallel zueinander stehen und in entgegengesetzte Richtungen weisen, d.h. die Zylinderantriebe sind um etwa 180° zueinander verdreht orientiert. Die Antriebe 9, 10 liegen einander gegenüber und sind an gegenüberliegenden Seiten des Tragflächen-Lagers 11 angeordnet.

[0040] Die Kolbenstangen der Zylinderantriebe 9, 10 sind jeweils an einem im Tragflächen-Lager 11 gelagerten und mit der jeweiligen Tragfläche 4, 5 verbundene Drehanbindung 12, 13 exzentrisch angelenkt.

[0041] In der Ausführungsform der Fig. 3 und Fig. 4 ist die Kolbenstange eines Zylinderantriebes 10 durch eine, vorzugsweise teilringförmige Ausnehmung einer Drehanbindung 12 hindurch mit der anderen Drehanbindung 13 verbunden. Die Antriebsmechanismen der einzelnen Tragflächen durchsetzen sich somit, wodurch der Platzbedarf gering gehalten werden kann.

[0042] In Fig. 5 ist angedeutet, dass die Tragflächen 4, 5 relativ zum Arm 3 zusätzlich zur ersten Schwenkachse 6 um eine zweite Schwenkachse 14 schwenkbar sind, wobei die zweite Schwenkachse 14 im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Tragfläche 4, 5 bzw. im Wesentlichen horizontal verläuft.

[0043] Zusätzlich dazu ist der Arm 3 um eine dritte Achse 3a schwenkbar, die seine Längsachse darstellt, um auch eine Ruderfunktion zu verwirklichen.

[0044] Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, dass das Wasserfahrzeug 1 zumindest zwei Arme 3 aufweist, deren Anlenkpunkte an den Rumpf 2 in Fahrtrichtung 7 voneinander beabstandet sind. Zusätzlich kann das Wasserfahrzeug 1 zumindest zwei Arme 3 aufweisen, deren Anlenkpunkte an den Rumpf 2 quer zur Fahrtrichtung 7 voneinander beabstandet sind.

Claims (15)

1. Patentansprüche

   1. Wasserfahrzeug (1) mit einem Rumpf (2) und zumindest einem vom Rumpf (2) abragenden Arm (3), an dem zumindest zwei Tragflächen (4, 5) jeweils um eine erste Schwenkachse (6), vorzugsweise um eine gemeinsame Schwenkachse, unabhängig voneinander schwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (3) schwenkbar am Rumpf (2) gelagert ist und dass die Schwenkachse (8) des Armes (3) quer zur Fahrtrichtung (7) des Wasserfahrzeuges (1) und/oder im Wesentlichen parallel zur ersten Schwenkachse (6) der Tragflächen (4, 5) steht.
2. 2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei unabhängig voneinander schwenkbaren Tragflächen (4, 5) auf derselben Höhe an gegenüberliegenden Seiten des Armes (3) angeordnet sind.
3. 3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (4, 5) in dem Endbereich des Armes (3), der dem Rumpf (2) abgewandt ist, angeordnet sind.
4. 4. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwenkachse (6) der Tragflächen (4, 5) quer, vorzugsweise senkrecht, zur Längsachse der Tragfläche (4, 5) und/oder zur Fahrtrichtung (7) des Wasserfahrzeuges (1) steht.
5. 5. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (4, 5) um die erste Schwenkachse (6) jeweils um zumindest 60°, vorzugsweise um zumindest 90° schwenkbar sind.
6. 6. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (3) relativ zum Rumpf (2) um zumindest 60°, vorzugsweise um zumindest 90° schwenkbar ist.
7. 7. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Arm (3) unabhängig voneinander betätigbare Antriebe (9, 10), vorzugsweise Zylinderantriebe, integriert sind, wobei einer der Antriebe (9) mit einer der Tragflächen (4) und ein anderer Antrieb (10) mit einer anderen Tragfläche (5) Zusammenwirken.
8. 8. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arm (3) ein Tragflächen-Lager (11) integriert ist und die Antriebe (9, 10) im Bereich des Tragflächen-Lagers (11) untergebracht sind.
9. 9. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (9, 10) Zylinderantriebe sind, deren Kolbenstangen im Wesentlichen parallel zueinander stehen und in entgegengesetzte Richtungen weisen.
10. 10. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (9, 10) einander gegenüberliegen und/oder an gegenüberliegenden Seiten des Tragflächen-Lagers (11) angeordnet sind.
11. 11. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen der Zylinderantriebe (9, 10) jeweils an einem im Tragflächen-Lager (11) gelagerten und mit der jeweiligen Tragfläche (4, 5) verbundene Drehanbindung (12, 13) exzentrisch angelenkt sind.
12. 12. Wasserfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange eines Zylinderantriebes (10) durch eine, vorzugsweise teilringförmige Ausnehmung einer Drehanbindung (12) hindurch mit der anderen Drehanbindung (13) verbunden ist.
13. 13. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächen (4, 5) relativ zum Arm (3) zusätzlich zur ersten Schwenkachse (6) um eine zweite Schwenkachse (14) schwenkbar sind, wobei vorzugsweise die zweite Schwenkachse (14) im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Tragfläche (4, 5) und/oder im Wesentlichen horizontal verläuft.
14. 14. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug (1) zumindest zwei Arme (3) aufweist, deren Anlenkpunkte an den Rumpf (2) in Fahrtrichtung (7) voneinander beabstandet sind, und/oder dass das Wasserfahrzeug (1) zumindest zwei Arme (3) aufweist, deren Anlenkpunkte an den Rumpf (2) quer zur Fahrtrichtung (7) voneinander beabstandet sind.
15. 15. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schwenkachse (3a) vorgesehen ist, die vorzugsweise senkrecht auf die erste Schwenkachse (6) steht. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen