Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge, wie Katamarane
oder Trimarane. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf breitenvariable
Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge.
Stand der Technik
[0002] Aus dem Stand der Technik sind Katamarane und Trimarane bekannt. Diese Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge
weisen Vorteile gegenüber Einrumpf-Wasserfahrzeugen auf. Verglichen mit Einrumpfbooten
erreichen Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge die erforderliche Stabilität gegen den Winddruck
typischerweise durch eine große Breite des Wasserfahrzeugs. Die demgegenüber vergleichsweise
schmal ausgebildeten Einrumpfboote erhalten ihre Stabilität gegen den Winddruck durch
einen großen Kielballast. Die Tatsache, dass bei Mehrrumpf-Wasserfahrzeugen kein Kielballast
erforderlich ist, hat insbesondere zur Folge, dass Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge bei geeigneter
Bauweise als unsinkbar gelten.
[0003] Die bisher entwickelten Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge sind typischerweise starr in ihrer
Breite ausgebildet. Die Rümpfe sind oftmals so ausgebildet, dass sie für Wohnzwecke
benutzbar sind.
[0004] Ein Nachteil dieser herkömmlichen Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge ist jedoch, dass sie
die übliche maritime Infrastruktur in Yachthäfen nicht oder nur eingeschränkt nutzen
können, da diese für die schmaler ausgebildeten Einrumpfboote ausgerichtet sind. Dies
betrifft Liegeplätze ebenso, wie Krananlagen, Winterliegeplätze an Land, sowie Schleusenanlagen
an Binnenwasserstraßen.
[0005] Aus diesem Grund wurden Katamarane vorgeschlagen, deren Breite variabel ist.
[0006] Es hat sich jedoch gezeigt, dass die mechanische Vorrichtung für die Veränderung
der Breite des Mehrrumpf-Wasserfahrzeuges fehleranfällig ist und einem erhöhten Verschleiß
unterliegt.
[0007] Es besteht daher ein Bedarf an Mehrrumpf-Wasserfahrzeugen, welche eine zuverlässige
Vorrichtung zur Veränderung der Position und/oder Orientierung der Rümpfe relativ
zueinander aufweisen.
[0008] Dokument
US 5,277,142 B offenbart ein Wasserfahrzeug mit zwei Rümpfen. Jeder der Rümpfe ist über Tragarme
mit einem zentralen Deck verbunden. Die Verbindung der Tragarme mit dem Deck, sowie
die Verbindung der Tragarme mit dem Deck sind jeweils verschwenkbar ausgebildet.
[0009] Dokument
DE 38 35 551 A1 offenbart ein Trimaran, dessen drei Schwimmkörper über eine Tragplatte miteinander
verbunden sind. Zwei der Schwimmkörper sind über Parallelogrammgestänge an der Tragplatte
und ferner mittels Spurweitenstreben an einem Stützglied angelenkt. Das Stützglied
ist in Längsrichtung des Trimarans verstellbar angeordnet.
[0010] Dokument
DE 199 63 423 A1 offenbart ein transportables Mehrrumpfwasserfahrzeug in Modulbauweise. An seitlichen,
um 90° klappbaren Trägermodulen eines Brücken-Chassis können verschiedene Schwimmkörpermodule
befestigt werden, die sich nach Verwendungszweck in Form, Ausstattung, Antrieb und
Adaptierbarkeit unterscheiden. Aufgeklappt ergibt sich ein Katamaran. In zusammengeklapptem
Zustand ergibt sich die Form eines Containers.
[0011] Dokument
US 5,642,682 B bezieht sich auf einen Trimaran. Die seitlichen Rümpfe sind über Balken mit dem Zentralrumpf
befestigt, so dass die seitlichen Rümpfe herausgefahren und eingefahren werden können.
[0012] Dokument
FR 816,158 A bezieht sich auf ein Mehrrumpf-Wasserfahrzeug, wobei der Abstand zwischen zwei Rümpfen
variierbar ist. Die Rümpfe sind über eine Parallelogrammführung miteinander verbunden.
[0013] Dokument
US 6,386,130 B1 bezieht sich auf ein zweirümpfiges Segelboot. Die Rümpfe sind über eine Scherenmechanik
miteinander verbunden.
[0014] Dokument
EP 2 298 637 A1 bezieht sich auf einen Trimaran mit zurückziehbaren Seitenrümpfen. Jeder der Seitenrümpfe
ist mit einem weiteren Heckrumpf verbunden, wobei der Abstand zwischen dem Seitenrumpf
und dem dazugehörigen Heckrumpf verstellbar ist.
[0015] Dokument
US 5,515,801 B bezieht sich auf einen zusammenfaltbaren Trimaran. Die Seitenrümpfe sind über Verbindungsarme
mit dem zentralen Rumpf verbunden.
Dokument
FR 808 251 A1 bezieht sich auf ein Trimaran mit variabler Breite. Die beiden Seitenrümpfe sind
über einen Balken miteinander verbunden, welcher um eine vertikale Achse schwenkbar
ist, welche die Mittelachse des Wasserfahrzeugs schneidet.
Dokument
US 4,494,472 B bezieht sich auf ein Wasserfahrzeug mit zwei seitlichen Rümpfen, die Verschwenkbar
mit einem zentralen Teil verbunden sind. Der Zentrale Teil dient zur Unterbringung
der Passagiere. Durch die Verschwenkung wird der zentrale Teil abgesenkt, so dass
die Passagiere Unterwasserbeobachtungen durchführen können.
Dokument
US 2010/0000454 A1 bezieht sich auf einen Trimaran. Die seitlichen Rümpfe sind über eine Aufhängung
mit dem zentralen Rumpf verbunden.
Dokument
US 6,089,173 B bezieht sich auf Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge. Die seitlichen Rümpfe sind mit einem
zentralen Rumpf über eine Mechanik verbunden, welche zusammenklappbar ist, so dass
die Breite des Wasserfahrzeugs verändert werden kann.
Dokument
GB 2 385 563 A bezieht sich auf ein Segelboot mit zwei oder drei Rümpfen. Durch die Verstellung
der Rümpfe relativ zueinander wird ein Winkel einer Segelfläche relativ zur Längsachse
der Rümpfe eingestellt. Die Erfindung schlägt ein Mehrrumpf-Fahrzeug mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 vor. Ausführungsformen stellen ein Mehrrumpf-Wasserfahrzeug bereit,
welches einen ersten und einen zweiten Rumpf aufweist. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug
kann eine Verbindungsstruktur aufweisen, über welche der erste Rumpf mit dem zweiten
Rumpf verbunden ist. Die Verbindungsstruktur kann ein Verstelllager aufweisen zur
zumindest teilweisen Lagerung einer Veränderung einer Position und/oder einer Orientierung
des ersten Rumpfes relativ zum zweiten Rumpf. Die Verbindungsstruktur kann so ausgebildet
sein, dass das Verstelllager über mindestens eine Ausgleichsverbindung mit zumindest
einem Teil des ersten Rumpfes verbunden ist. Die Ausgleichsverbindung kann einen oder
mehrere Freiheitsgrade aufweisen zur Verringerung einer Lagerbelastung des Verstelllagers.
[0016] Gemäß einer Ausführungsform weist das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug einen oder mehrere
Antriebe auf zur Veränderung der Position und/oder der Orientierung des ersten Rumpfes
relativ zum zweiten Rumpf. Durch die Veränderung der Position und/oder der Orientierung
kann ein Abstand zwischen dem ersten Rumpf und dem zweiten Rumpf veränderbar sein.
Durch die Veränderung des Abstandes kann eine Breite des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs
veränderbar sein. Jeder der Antriebe kann manuell und/oder motorisch sein.
[0017] Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug kann so ausgebildet sein, dass ein Abstand zwischen
dem ersten und dem zweiten Rumpf variierbar ist. Der Abstand kann entlang einer Richtung
senkrecht zu einer Mittelachse und/oder senkrecht zu einer Fahrtrichtung des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs
gemessen werden. Die Mittelachse kann sich entlang oder im Wesentlichen entlang der
Fahrtrichtung des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs und/oder parallel zur Längsachse des ersten
und/oder des zweiten Rumpfes erstrecken. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug kann Breitenvariabilität
aufweisen. Die Längsachse des ersten Rumpfes kann stets, oder zumindest während der
Veränderung des Abstandes, parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse des
zweiten Rumpfes ausgerichtet sein. Die Längsachse des ersten und/oder die Längsachse
des zweiten Rumpfes können sich entlang oder im Wesentlichen entlang der Fahrtrichtung
erstrecken.
[0018] Der Ausdruck "Verstelllager" kann definiert sein als ein Lager, mittels welchem die
Veränderung der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum zweiten
Rumpf gelagert wird. Das Verstelllager kann ausgebildet sein, eine Bewegung von Komponenten
der Verbindungsstruktur relativ zueinander zumindest teilweise zu lagern. Die Verbindungsstruktur
kann so ausgebildet sein, dass mittels der relativen Bewegung der Komponenten die
Veränderung der Position und/oder der Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum
zweiten Rumpf bewirkt wird. Der Ausdruck "teilweise" kann in diesem Zusammenhang bedeuten,
dass die Verbindungsstruktur weitere Lager aufweisen kann, welche ebenfalls die relative
Bewegung der Komponenten teilweise lagern. Die Verbindungsstruktur kann beispielsweise
so ausgebildet sein, dass das Verstelllager die relative Bewegung einer Kraftübertragungskomponente
der Verbindungsstruktur relativ zu einer Tragstruktur der Verbindungsstruktur zumindest
teilweise lagert. Eine Kraftübertragungskomponente kann beispielsweise ein Balken
sein. Die Kraftübertragungskomponente kann starr ausgebildet sein. Am Übergang zwischen
der Kraftübertragungskomponente und dem ersten Rumpf kann die Ausgleichsverbindung
angeordnet sein.
[0019] Dadurch wird ein Mehrrumpf-Wasserfahrzeug bereitgestellt, welches eine zuverlässige
Vorrichtung aufweist zur Veränderung der Position und/oder der Orientierung der Rümpfe
relativ zueinander. Insbesondere kann dadurch die Langlebigkeit des Verstelllagers
garantiert werden und Lagerausfällen vorgebeugt werden.
[0020] Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug kann beispielsweise ein Katamaran oder ein Trimaran
sein. Der erste und/oder der zweite Rumpf können jeweils starr ausgebildet sein.
[0021] Die Verbindungsstruktur kann eine oder mehrere Kraftübertragungskomponenten aufweisen.
Die eine oder die mehreren Kraftübertragungskomponenten können jeweils starr ausgebildet
sein und/oder eine longitudinale Form aufweisen, welche sich entlang einer longitudinalen
Achse der Kraftübertragungskomponente erstreckt. Eine Kraftübertragungskomponente
kann beispielsweise als Balken ausgeführt sein. Die eine oder die mehreren Kraftübertragungskomponenten
können jeweils ausgebildet sein zu einer Kraftübertragung an den ersten oder den zweiten
Rumpf zur Veränderung der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ
zum zweiten Rumpf. Die Kraftübertragung kann entlang oder im Wesentlichen entlang
der longitudinalen Achse der Kraftübertragungskomponente erfolgen. Beispielsweise
kann die Kraftübertragung entlang oder im Wesentlichen entlang einer axialen Richtung
des Balkens erfolgen.
[0022] Die Verbindungsstruktur kann beispielsweise vier Kraftübertragungskomponenten aufweisen,
wobei zwei der Kraftübertragungskomponenten zur Kraftübertragung an den ersten Rumpf
und die zwei weiteren Kraftübertragungskomponenten zur Kraftübertragung an den zweiten
Rumpf ausgebildet sind. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug kann eine Tragstruktur aufweisen.
Jede der Kraftübertragungskomponenten kann jeweils über eine bewegliche Verbindung
mit der Tragstruktur verbunden sein. Eine bewegliche Verbindung kann ein Lager aufweisen,
das Lager kann ein Linearlager sein.
[0023] Die Ausgleichsverbindung kann an einem Übergang zwischen der Verbindungsstruktur
und dem Rumpf angeordnet sein. Insbesondere kann die Ausgleichsverbindung an einem
Übergang von einer Kraftübertragungskomponente zu demjenigen Rumpf angeordnet sein,
an welchem die Kraftübertragung durch die Kraftübertragungskomponente erfolgt. Eine
erste Komponente der Ausgleichsverbindung kann starr mit der Verbindungsstruktur verbunden
sein oder mit zumindest einem Teil der Verbindungsstruktur einstückig ausgebildet
sein. Insbesondere kann die erste Komponente der Ausgleichsverbindung starr mit der
Kraftübertragungskomponente verbunden sein oder mit zumindest einem Teil der Kraftübertragungskomponente
einstückig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Komponente
der Ausgleichsverbindung starr mit dem Verstelllager verbunden sein oder einstückig
mit zumindest einem Teil des Verstelllagers ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich
kann eine zweite Komponente der Ausgleichsverbindung starr mit dem ersten Rumpf verbunden
sein oder einstückig mit zumindest einem Teil des ersten Rumpfes ausgebildet sein.
Die erste und/oder die zweite Komponente können starr ausgebildet sein. Der Ausdruck
"starr verbunden" in Bezug auf zwei Körper kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass
zumindest ein Teil des ersten Körpers unbeweglich mit zumindest einem Teil des zweiten
Körpers aneinander anliegend verbunden ist. Die erste und die zweite Komponente können
relativ zueinander in einer Richtung entlang eines translatorischen Freiheitsgrades
oder parallel zu einem translatorischen Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung bewegbar
sein. Zusätzlich oder alternativ können die erste und die zweite Komponente relativ
zueinander um eine Rotationsachse eines rotatorischen Freiheitsgrades der Ausgleichsverbindung
verschwenkbar sein. Alternativ kann die Ausgleichsverbindung Teil der Verbindungsstruktur
und/oder Teil des Rumpfes sein. Beispielsweise kann die Ausgleichsverbindung zwischen
zwei Komponenten der Verbindungsstruktur oder zwei Komponenten des Rumpfes angeordnet
sein.
[0024] Eine oder mehrere der Kraftübertragungskomponenten können jeweils mit demjenigen
Rumpf, an welchen die Kraftübertragung durch die jeweilige Kraftübertragungskomponente
erfolgt, eine gleiche oder eine im Wesentlichen gleiche Positions- und/oder Orientierungsänderung
durchführen. Der Ausdruck "im Wesentlichen" kann in diesem Zusammenhang bedeuten,
dass eine Relativbewegung zwischen der Kraftübertragungskomponente und dem Rumpf unberücksichtigt
bleibt, welche vom Freiheitsgrad oder von den Freiheitsgraden der Ausgleichsverbindung
zugelassen wird.
[0025] Die Verbindungsstruktur kann eine Tragstruktur aufweisen oder mit einer Tragstruktur
verbunden sein. Die Tragstruktur kann ausgebildet sein, eine Transportlast aufzunehmen.
Die Transportlast kann eine wechselnde nichtständige Beladung des Schiffes umfassen,
wie beispielsweise Passagiere und/oder Gepäck. Die Tragstruktur kann eine Wohngondel
aufweisen oder ausgebildet sein, eine Wohngondel zu tragen. Die Wohngondel kann einen
Wohn- und/oder Aufenthaltsbereich für die Passagiere aufweisen. Zusätzlich oder alternativ
kann die Tragstruktur zumindest einen Segelmast tragen. Zumindest eine oder alle der
Kraftübertragungskomponenten können mit der Tragstruktur verbunden sein. Alternativ
kann zumindest ein Teil der jeweiligen Kraftübertragungskomponente mit zumindest einem
Teil der Tragstruktur einstückig ausgebildet sein. Die Kraftübertragungskomponenten
können zumindest einen Teil der Vertikallast der Tragstruktur und/oder der Transportlast
ableiten. Die Verbindung zwischen der Tragstruktur und der Kraftübertragungskomponente
kann eine bewegliche Verbindung sein. Die bewegliche Verbindung kann ein Lager aufweisen.
Das Lager kann ein Linearlager sein. Das Lager kann das Verstelllager sein, welches
die Veränderung der Position und/oder der Orientierung des ersten Rumpfes relativ
zum zweiten Rumpf zumindest teilweise lagert. Zusätzlich oder alternativ kann die
Verbindung zwischen der Tragstruktur und der Kraftübertragungskomponente eine elastische
Verbindung sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Verbindung ein elastisches Verbindungselement
aufweisen. Das elastische Verbindungselement kann beispielsweise ein elastomeres Verbindungselement
sein.
[0026] Die Tragstruktur kann verwindungssteif, im Wesentlichen verwindungssteif, starr oder
im Wesentlichen starr ausgebildet sein. Die Tragstruktur kann beispielsweise eine
Platte oder Plattform umfassen.
[0027] Eine Ausgleichsverbindung kann definiert werden als eine Verbindung, welche zumindest
einen Freiheitsgrad aufweist. Die Freiheitsgrade der Ausgleichsverbindung können translatorisch
und/oder rotatorisch sein. Einer oder mehrere oder alle Freiheitsgrade der Ausgleichsverbindung
können geführt sein. In anderen Worten kann die Ausgleichsverbindung eines oder mehrere
Lager aufweisen, welche so konfiguriert sind, dass Komponenten der Ausgleichsverbindung
kontrollierte Bewegungen entsprechend der geführten Freiheitsgrade relativ zueinander
ausführen. Durch die Ausgleichsverbindung können eine oder mehrere translatorische
Freiheitsgrade fixiert sein. Zusätzlich oder alternativ können durch die Ausgleichsverbindung
einer oder mehrere rotatorische Freiheitsgrade fixiert sein. Die fixierten Freiheitsgrade
können diejenigen sein, welche von der Ausgleichsverbindung nicht bereitgestellt werden.
In anderen Worten kann keine translatorische oder rotatorische Relativbewegung von
Komponenten der Ausgleichsverbindung relativ zueinander entsprechend der fixierten
Freiheitsgrade erfolgen.
[0028] Für die Verbindung zwischen der Verbindungsstruktur und dem zweiten Rumpf kann Entsprechendes
gelten. Insbesondere kann das Verstelllager und/oder ein weiteres Verstelllager der
Verbindungsstruktur mit zumindest einem Teil des zweiten Rumpfes über mindestens eine
weitere Ausgleichsverbindung verbunden sein.
[0029] Die Ausgleichsverbindung kann einen oder mehrere Freiheitsgrade aufweisen. Der eine
Freiheitsgrad oder die mehreren Freiheitsgrade der Ausgleichsverbindung können so
konfiguriert sein, dass eine Lagerbelastung des Verstelllagers verringert wird. Die
Lagerbelastung kann eine Kraft sein, welche im Wesentlichen senkrecht zu einem Freiheitsgrad
oder zu einer Laufrichtung des Verstelllagers orientiert ist. Beispielsweise kann
eine Lagerbelastung eines Linearlagers im Wesentlichen senkrecht zur Führungsrichtung
des Linearlagers orientiert sein. Eine Lagerbelastung eines Radiallagers kann im Wesentlichen
in radialer Richtung orientiert sein. Die Lagerbelastung kann während der Veränderung
der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum zweiten Rumpf auftreten.
[0030] Die Ausgleichsverbindung kann eingelenkig sein oder mehrere Gelenke aufweisen. Ein
Gelenk kann definiert werden als eine bewegliche Verbindung zwischen zwei starren
Teilen. Die Ausgleichsverbindung kann starr mit zumindest einem Teil des Rumpfes,
der Verbindungsstruktur und/oder dem Verstelllager verbunden sein. Die Ausgleichsverbindung
kann starr mit dem Verstelllager und/oder starr mit dem ersten Rumpf verbunden sein.
[0031] Das Verstelllager kann ein Linearlager aufweisen oder aus einem oder mehreren Linearlagern
bestehen.
[0032] Gemäß einer Ausführungsform ist die Ausgleichsverbindung ausgebildet, zumindest ein
Teil einer Kraft zur Veränderung der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes
relativ zum zweiten Rumpf zu übertragen. Die Ausgleichsverbindung kann zumindest diejenigen
Freiheitsgrade blockieren oder fixieren, welche zur Übertragung des Anteils der Kraft
verwendet werden. Die Ausgleichsverbindung kann so ausgebildet sein, dass entlang
einer oder mehreren Richtungen, entlang welcher die Kraftübertragung erfolgt, die
Ausgleichsverbindung keine translatorischen Freiheitsgrade aufweist und/oder keine
translatorische Bewegung von Komponenten der Ausgleichsverbindung relativ zueinander
zulässt. Beispielsweise können alle translatorischen Freiheitsgrade der Ausgleichsverbindung
im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Kraftübertragung orientiert sein. Die blockierten
oder fixierten Freiheitsgrade können komplementär zu den Freiheitsgraden sein, welche
von der Ausgleichsverbindung bereitgestellt werden.
[0033] Gemäß einer Ausführungsform ist der Freiheitsgrad oder sind die Freiheitsgrade der
Ausgleichsverbindung an der Verstellung der Position und/oder der Orientierung des
ersten Rumpfes relativ zum zweiten Rumpf unbeteiligt oder im Wesentlichen unbeteiligt.
In anderen Worten kann zur Verstellung der Position und/oder Orientierung der Rümpfe
keine oder im Wesentlichen keine Relativbewegung der Ausgleichsverbindung entlang
der Freiheitsgrade der Ausgleichsverbindung erforderlich sein.
[0034] Gemäß einer Ausführungsform weist die Ausgleichsverbindung ein Loslager und/oder
ein elastisches Verbindungselement auf. Das elastische Verbindungselement kann beispielsweise
ein elastomeres Verbindungselement sein. Ein Loslager kann als ein Lager definiert
werden, welches mindestens einen Freiheitsgrad fixiert und mindestens einen nicht
fixierten Freiheitsgrad aufweist. Das Loslager kann einen oder zwei translatorische
Freiheitsgrade fixieren. Das Loslager kann genau einen, genau zwei, oder genau drei
translatorische Freiheitsgrade bereitstellen. Alternativ oder zusätzlich kann das
Loslager genau einen, genau zwei oder genau drei rotatorische Freiheitsgrade fixieren.
Das Loslager kann genau einen, genau zwei, oder genau drei rotatorische Freiheitsgrade
bereitstellen. Das Loslager kann ein Linearlager sein. Das Linearlager kann beispielsweise
ein Gleitlager und/oder ein Linearwälzlager aufweisen.
[0035] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest einer der Freiheitsgrade der Ausgleichverbindung
ein translatorischer Freiheitsgrad. Der translatorische Freiheitsgrad kann der einzige
Freiheitsgrad oder der einzige translatorische Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung
sein. Zusätzlich kann die Ausgleichsverbindung genau einen, genau zwei oder genau
drei rotatorische Freiheitsgrade bereitstellen.
[0036] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein translatorischer Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung
parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des ersten Rumpfes orientiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Winkel zwischen dem translatorischen
Freiheitsgrad und einer Achse, welche parallel zur Längsachse des ersten Rumpfes verläuft,
geringer als 60 Grad, geringer als 45 Grad oder geringer als 30 Grad, oder geringer
als 20 Grad oder geringer als 10 Grad, oder geringer als 5 Grad.
[0037] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Rotationsachse eines rotatorischen
Freiheitsgrades der Ausgleichsverbindung parallel oder im Wesentlichen parallel zu
einer Längsachse des ersten Rumpfes orientiert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform
ist ein Winkel zwischen der Rotationsachse und einer Achse, welche parallel zur Längsachse
des ersten Rumpfes verläuft, geringer als 60 Grad, geringer als 45 Grad, oder geringer
als 30 Grad, oder geringer als 20 Grad oder geringer als 10 Grad, oder geringer als
5 Grad.
[0038] Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ausgleichsverbindung einen translatorischen
Freiheitsgrad und einen rotatorischen Freiheitsgrad auf, wobei ein Winkel zwischen
dem translatorischen Freiheitsgrad und einer Achse, welche parallel zu einer Rotationsachse
des rotatorischen Freiheitsgrades verläuft, geringer ist als 60 Grad, geringer ist
als 45 Grad ist, oder geringer ist als 30 Grad ist, oder geringer ist als 20 Grad
ist, oder geringer ist als 10 Grad ist, oder geringer ist als 5 Grad. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist der translatorische Freiheitsgrad parallel oder im Wesentlichen
parallel zur Rotationsachse orientiert.
[0039] Gemäß einer Ausführungsform ist die Ausgleichsverbindung ausgebildet, Dehnungsunterschiede
zwischen Komponenten des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs auszugleichen.
[0040] Die Komponenten können beispielsweise der erste Rumpf, der zweite Rumpf, die Verbindungsstruktur
und/oder die Tragstruktur sein. Die Dehnung kann eine temperaturbedingte Dehnung sein.
Insbesondere kann die Ausgleichsverbindung ausgebildet sein, einen Dehnungsunterschied
zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Rumpf einerseits und einer weiteren Komponente
des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs andererseits, wie beispielsweise der Verbindungsstruktur,
auszugleichen. Die Dehnung des ersten und/oder zweiten Rumpfes kann beispielsweise
eine Dehnung entlang der Längsachse des jeweiligen Rumpfes sein.
[0041] Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgleichsverbindung konfiguriert sein, eine
wechselnde mechanische Belastung auszugleichen. Die wechselnde mechanische Belastung
kann durch Wellenbewegungen entstehen. Die wechselnde mechanische Belastung kann beispielsweise
zu einer Torsion des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs führen.
[0042] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur, eine Kraftübertragungskomponente,
das Verstelllager und/oder ein weiteres Verstelllager der Verbindungsstruktur über
eine fixierende Verbindung mit dem ersten Rumpf verbunden. Die fixierende Verbindung
kann so ausgebildet sein, dass zumindest alle translatorischen Freiheitsgrade der
fixierenden Verbindung fixiert sind. In anderen Worten weist die fixierende Verbindung
keine Freiheitsgrade oder nur rotatorische Freiheitsgrade auf. Die fixierende Verbindung
kann entweder so ausgebildet sein, dass sie keinen Freiheitsgrad aufweist oder so
ausgebildet sein, dass deren Freiheitsgrade auf einen oder mehrere rotatorischen Freiheitsgrade
beschränkt ist. Die Verbindungsstruktur, eine Kraftübertragungskomponente, das Verstelllager,
das weitere Verstelllager und/oder der erste Rumpf können jeweils mit der fixierenden
Verbindung starr verbunden sein. Die fixierende Verbindung kann eine erste und eine
zweite Komponente aufweisen. Die erste und/oder die zweite Komponente können starr
ausgebildet sein. Die erste Komponente der fixierenden Verbindung kann mit der Verbindungsstruktur
starr verbunden sein oder mit zumindest einem Teil der Verbindungsstruktur einstückig
ausgebildet sein. Die erste Komponente kann mit einer Kraftübertragungskomponente
starr verbunden sein, oder mit zumindest einem Teil der Kraftübertragungskomponente
einstückig ausgebildet sein. Die Kraftübertragungskomponente kann zur Kraftübertragung
an den ersten Rumpf über die fixierende Verbindung konfiguriert sein. Die zweite Komponente
kann mit dem ersten Rumpf starr verbunden sein oder mit zumindest einem Teil des ersten
Rumpfes einstückig ausgebildet sein. Die erste und die zweite Komponente können relativ
zueinander um eine Rotationsachse eines rotatorischen Freiheitsgrades der fixierenden
Verbindung verschwenkbar sein. Zusätzlich können die erste und die zweite Komponente
relativ zueinander in einer Richtung entlang eines translatorischen Freiheitsgrades
oder parallel zu einem translatorischen Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung bewegbar
sein.
[0043] Das weitere Verstelllager kann ausgebildet sein zu einer zumindest teilweisen Lagerung
der Veränderung der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum
zweiten Rumpf. Eine Ableitung einer Vertikallast der Tragstruktur und/oder der Transportlast
kann zumindest teilweise über das weitere Verstelllager und/oder die fixierende Verbindung
erfolgen.
[0044] Die fixierende Verbindung kann beispielsweise eines oder mehrere Festlager aufweisen
oder eine Einspannung sein. Ein Festlager kann definiert werden als eine Verbindung,
welche alle drei Translations-Freiheitsgrade fixiert, wobei jedoch keine Drehmomente
übertragen werden. Eine Einspannung kann definiert werden als eine Verbindung, welche
alle sechs Freiheitsgrade fixiert. Die fixierende Verbindung kann ausgebildet sein,
zumindest ein Teil einer Kraft zur Veränderung der Position und/oder Orientierung
des ersten Rumpfes relativ zum zweiten Rumpf zu übertragen.
[0045] Gemäß einer Ausführungsform besteht eine axiale Separierung zwischen der Ausgleichsverbindung
und der fixierenden Verbindung, gemessen entlang einer Längsachse des ersten Rumpfes.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht eine axiale Separierung zwischen allen
Ausgleichsverbindungen und allen fixierenden Verbindungen, welche jeweils die Verbindungsstruktur
mit dem ersten Rumpf verbinden.
[0046] Beispielsweise kann die axiale Separierung größer sein als ein Zehntel, größer sein
als ein Vierteil, größer sein als ein Drittel, oder größer sein als die Hälfte der
axialen Länge des ersten Rumpfes. Alle Ausgleichsverbindungen können am ersten Rumpf
bugseitig oder heckseitig relativ zu allen fixierenden Verbindung angeordnet sein.
[0047] Gemäß einer Ausführungsform weist das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug eine Abstützvorrichtung
auf zu einer aktivierbaren mechanischen Überbrückung des Verstelllagers. Die Abstützvorrichtung
kann konfiguriert sein, eine Lagerbelastung des Verstelllagers zumindest teilweise
abzustützen.
[0048] Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Aktivierung der mechanischen Überbrückung
abhängig von der Position und/oder der Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum
zweiten Rumpf.
[0049] Die Abstützvorrichtung kann einen oder mehrere Bolzen aufweisen. Der Bolzen kann
an einer ersten Komponente angeordnet sein. Eine Öffnung, welche zur Aufnahme des
Bolzens ausgebildet ist, kann an einer zweiten Komponente angeordnet sein. Die Aktivierung
der Abstützvorrichtung kann durch ein Eingreifen des Bolzens in die Öffnung erfolgen.
Die erste Komponente kann über das Verstelllager mit der zweiten Komponente verbunden
sein.
[0050] Gemäß einer weiteren Ausführungsform erlaubt zumindest einer der Freiheitsgrade der
Ausgleichsverbindung eine Relativbewegung von mehr als 5 Millimeter, oder mehr als
10 Millimeter, oder mehr als 50 Millimeter, oder mehr als 100 Millimeter, oder mehr
als 200 Millimeter. Die Ausgleichsverbindung kann so konfiguriert sein, dass die erlaubte
Relativbewegung geringer ist als 300 Millimeter oder geringer ist als 200 Millimeter
oder geringer ist als 100 Millimeter. Die Relativbewegung kann eine rein translatorische
Bewegung und/oder eine kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung sein.
[0051] Die Relativbewegung kann gemessen werden zwischen Komponenten der Ausgleichsverbindung,
welche sich relativ zueinander in einer Richtung entlang des Freiheitsgrades oder
parallel zum Freiheitsgrad bewegen. Der Freiheitsgrad kann ein translatorischer Freiheitsgrad
sein. Eine erste Komponente kann starr mit der Verbindungsstruktur, insbesondere starr
mit der Kraftübertragungskomponente verbunden sein. Alternativ kann die erste Komponente
einstückig zumindest mit einem Teil der Verbindungsstruktur, insbesondere einstückig
mit zumindest einem Teil der Kraftübertragungskomponente ausgebildet sein. Die zweite
Komponente kann starr mit dem ersten Rumpf verbunden sein. Alternativ kann die zweite
Komponente einstückig mit zumindest einem Teil des ersten Rumpfes ausgebildet sein.
Beispielsweise kann die Relativbewegung eine Bewegung eines ersten Lagerelements relativ
zu einem zweiten Lagerelement sein. Das erste und das zweite Lagerelement können komplementär
zueinander ausgebildet sein. Das erste Lagerelement kann ein Gleitelement eines Linearlagers
sein, das zweite Lagerelement kann eine Schiene des Linearlagers sein. Die Relativbewegung
kann durch die Ausgleichsverbindung geführt sein. Beispielsweise kann die Relativbewegung
durch ein Linearlager der Ausgleichsverbindung geführt sein.
[0052] Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug eine Tragstruktur
zur Aufnahme einer Transportlast auf. Eine Ableitung einer Vertikallast der Tragstruktur
und/oder der Transportlast kann zumindest teilweise über das Verstelllager erfolgen.
Die Transportlast kann eine wechselnde Beladung des Schiffes, wie beispielsweise Passagiere
und/oder Gepäck umfassen.
[0053] Zusätzlich oder alternativ kann die Ableitung der Vertikallast der Tragstruktur und/oder
der Transportlast zumindest teilweise über die Ausgleichsverbindung und/oder die fixierende
Verbindung erfolgen.
[0054] Zusätzlich oder alternativ kann die Ableitung der Vertikallast der Tragstruktur und/oder
der Transportlast zumindest teilweise über eine Kraftübertragungskomponente erfolgen.
Die Kraftübertragungskomponente kann mit zumindest einem Teil des ersten Rumpfes über
die Ausgleichsverbindung verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Kraftübertragungskomponente
mit der Tragstruktur über das Verstelllager verbunden sein.
[0055] Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ausgleichsverbindung ein Linearlager
auf. Zusätzlich kann die Ausgleichsverbindung ein Radiallager aufweisen. Die Ausgleichsverbindung
kann aus einem Linearlager und einem Radiallager bestehen. Das Linearlager kann aus
einem ersten und einem zweiten Lagerelement bestehen, welche relativ zueinander entlang
des translatorischen Freiheitsgrades des Linearlagers bewegbar sind. Das erste und
das zweite Lagerelement können zueinander komplementäre Lagerelemente des Linearlagers
bilden. Zusätzlich können das erste und/oder das zweite Lagerelement als zueinander
komplementäre Lagerelemente des Radiallagers konfiguriert sein. Das erste und das
zweite Lagerelement können relativ zueinander verschwenkbar sein. Das erste und/oder
das zweite Lagerelement können starr ausgebildet sein. Das erste und das zweite Lagerelement
können gleitend und/oder rollend zusammenwirken. Beispielsweise kann das erste Lagerelement
als Welle des Radiallagers konfiguriert sein. Das zweite Lagerelement kann als Lagergehäuse
des Radiallagers konfiguriert sein. Das Lagergehäuse kann die Welle zumindest teilweise
umgreifen. Das Lagergehäuse kann offen oder geschlossen sein. Das Lagergehäuse kann
entlang der Welle in axialer Richtung verschiebbar sein und um die Welle verschwenkbar
sein. Daher kann sich ein translatorischer Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung
entlang der Welle des Radiallagers erstrecken und eine Längsachse der Welle kann eine
Rotationsachse eines rotatorischen Freiheitsgrades sein.
[0056] Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug eine Messvorrichtung
auf, welche konfiguriert ist zum Erfassen eines Positionsparameters und/oder eines
Bewegungsparameters der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ
zum zweiten Rumpf.
[0057] Ein Positionsparameter kann beispielsweise ein Abstand zwischen dem ersten Rumpf
und dem zweiten Rumpf sein. Der Abstand kann senkrecht zur Mittelachse des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs
gemessen sein. Ein Bewegungsparameter kann beispielsweise eine Änderungsgeschwindigkeit
eines Positionsparameters sein, wie beispielsweise die Änderungsgeschwindigkeit des
Abstandes.
[0058] Die Messvorrichtung kann beispielsweise einen Laser und/oder einen Messdraht aufweisen.
Der Messdraht kann beispielsweise entlang einer zu messenden Strecke gespannt sein.
[0059] Die Veränderung der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum
zweiten Rumpf kann automatisch erfolgen, insbesondere ohne begrenzende oder regulierende
Einflussnahme von Bedienpersonal.
[0060] Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug kann einen oder mehrere Antriebe aufweisen zur Veränderung
der Position und/oder der Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum zweiten Rumpf.
Der Antrieb kann beispielsweise manuell, hydraulisch, elektrisch und/oder pneumatisch
sein.
[0061] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug so ausgebildet,
dass die Veränderung der Position und/oder der Orientierung des ersten Rumpfes relativ
zum zweiten Rumpf abhängig von dem durch die Messvorrichtung erfassten Positionsparameter
und/oder Bewegungsparameter gesteuert wird. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug kann eine
Steuerung aufweisen, die ausgebildet ist, einen oder mehrere Antriebe zu steuern zur
Veränderung der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum zweiten
Rumpf.
[0062] Das Steuern der Veränderung der Position und/oder Orientierung des ersten Rumpfes
relativ zum zweiten Rumpf kann so konfiguriert sein, dass entlang der Trajektorie
der Positions- und/oder Orientierungsänderung die relativen Positionen und/oder Orientierungen
der Rümpfe die Lagerbelastung des Verstelllagers verringern.
[0063] Gemäß einer Ausführungsform weist die Ausgleichsverbindung eine verschwenkbare Verbindung
auf, welche ein erstes und ein zweites Verbindungselement aufweist. Die verschwenkbare
Verbindung kann zur Verschwenkung des ersten Verbindungselements relativ zum zweiten
Verbindungselement konfiguriert sein. Die verschwenkbare Verbindung kann einen oder
mehrere rotatorische Freiheitsgrade der Ausgleichsverbindung bereitstellen.
[0064] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Verbindungselement mit dem ersten
Rumpf starr oder verdrehungsfest verbunden. Alternativ kann das erste Verbindungselement
mit zumindest einem Teil des ersten Rumpfes einstückig ausgebildet sein. Alternativ
oder zusätzlich kann das zweite Verbindungselement mit der Verbindungsstruktur starr
oder verdrehungsfest verbunden sein. Alternativ kann das zweite Verbindungselement
mit zumindest einem Teil der Verbindungsstruktur einstückig ausgebildet sein. Insbesondere
kann das zweite Verbindungselement mit einer Kraftübertragungskomponente starr oder
verdrehungsfest verbunden sein oder das zweite Verbindungselement kann mit zumindest
einem Teil der Kraftübertragungskomponente einstückig ausgebildet sein. Die Kraftübertragungskomponente
kann zur Kraftübertragung an den ersten Rumpf über die Ausgleichsverbindung konfiguriert
sein. Die Ausgleichsverbindung kann einen translatorischen Freiheitsgrad aufweisen
zur translatorischen Verschiebung des ersten Verbindungselements relativ zum zweiten
Verbindungselement.
[0065] Die verschwenkbare Verbindung kann zu einer geführten Verschwenkung des ersten Verbindungselements
relativ zum zweiten Verbindungselement konfiguriert sein. Die Verschwenkung kann eine
Orientierung des ersten Verbindungselements relativ zum zweiten Verbindungselement
verändern. Die verschwenkbare Verbindung kann eine konvexe Fläche und eine konkave
Fläche aufweisen. Die konvexe Fläche kann in die konkave Fläche eingreifen. Die konvexe
Fläche kann in gleitendem Kontakt mit der konkaven Fläche sein. Alternativ können
die konvexe Fläche und die konkave Fläche jeweils als Laufflächen für Wälzkörper der
Ausgleichsverbindung konfiguriert sein. Die konvexe Fläche kann über Wälzkörper der
Ausgleichsverbindung mit der konkaven Fläche zusammenwirken. Die verschwenkbare Verbindung
kann ein Radiallager aufweisen oder aus einem Radiallager bestehen. Das Radiallager
kann als Wälzlager und/oder als Gleitlager konfiguriert sein. Das Radiallager kann
eine Welle aufweisen. Eine Lauf- oder Gleitfläche des Radiallagers kann mit zumindest
einem Teil der Welle einstückig ausgebildet sein oder mit der Welle fest verbunden
sein. Die Lauffläche kann zum Abrollen von Wälzkörpern des Radiallagers konfiguriert
sein. Die Gleitfläche kann dazu konfiguriert sein, dass eine komplementäre Gleitfläche
des Gleitlagers in gleitendem Kontakt mit der Gleitfläche steht. Das Radiallager kann
als Loslager, insbesondere als axiales Loslager ausgebildet sein.
[0066] Gemäß einer Ausführungsform weist das Radiallager eine Welle und ein Lagergehäuse
auf. Die Welle und das Lagergehäuse können relativ zueinander entlang einer Längsachse
der Welle verschiebbar sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die Verschiebbarkeit
einen translatorischen Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung bereit.
[0067] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die verschwenkbare Verbindung so konfiguriert,
dass das erste Verbindungselement relativ zum zweiten Verbindungselement mindestens
um einen Winkel von 1 Grad, oder mindestens um einen Winkel von 5 Grad, oder mindestens
um einen Winkel von 10 Grad, oder mindestens um einen Winkel von 20 Grad, oder mindestens
um einen Winkel von 40 Grad verschwenkbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann die
verschwenkbare Verbindung so ausgebildet sein, dass das erste Verbindungselement relativ
zum zweiten Verbindungselement maximal um 180 Grad, maximal um 90 Grad, maximal um
45 Grad, maximal um 30 Grad, maximal um 20 Grad, oder maximal um 10 Grad verschwenkbar
ist. Der Winkel kann gemessen werden in einer Ebene, welche senkrecht zu einer Längsachse
des ersten Rumpfes orientiert ist und/oder senkrecht zu einer Verschwenkachse der
verschwenkbaren Verbindung orientiert ist. Der Winkel der Verschwenkbarkeit kann die
Verschwenkung zwischen zwei extremalen Verschwenkpositionen repräsentieren. Die Ausgleichsverbindung
kann so konfiguriert sein, dass das erste Verbindungselement relativ zum zweiten Verbindungselement
um die Verschwenkachse verschwenkbar ist. Die Verschwenkachse kann ortsfest sein.
Alternativ kann sich die Verschwenkachse während der Verschwenkung verlagern. Die
Verschwenkachse kann eine Rotationsachse eines rotatorischen Freiheitsgrades sein.
Der rotatorische Freiheitsgrad kann der einzige rotatorische Freiheitsgrad der verschwenkbaren
Verbindung oder der Ausgleichsverbindung sein.
[0068] Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug kann so ausgebildet sein, dass die oben genannten Merkmale
und Ausführungsformen zusätzlich für den zweiten Rumpf oder für mehrere weitere Rümpfe
gelten.
Kurze Beschreibung der Figuren
[0069] Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Offenbarung werden durch
die nachfolgende detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher hervorgehen. Es wird betont,
dass nicht alle möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung notwendigerweise
alle oder einige der hier angegebenen Vorteile erzielen.
- Figur 1
- ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs gemäß
einem Ausführungsbeispiel;
- Figur 2A
- ist ein Querschnitt des in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels entlang der
in der Figur 1 gezeigten Schnittlinie und zeigt eine erste Konfiguration des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs;
- Figur 2B
- ist ein Querschnitt des in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels entlang der
in der Figur 1 gezeigten Schnittlinie und zeigt eine zweite Konfiguration des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs;
- Figur 3
- ist eine Draufsicht auf die Balken, die Rümpfe und die Befestigung zwischen den Balken
und den Rümpfen des in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels;
- Figur 4
- ist ein Querschnitt durch eine Ausgleichsverbindung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels;
- Figur 5A
- ist ein Querschnitt durch eine Ausgleichsverbindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- Figur 5B
- ist eine perspektivische Ansicht der Ausgleichsverbindung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
- Figur 5C
- ist eine weitere perspektivische Ansicht der Ausgleichsverbindung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel;
- Figur 6A
- ist eine perspektivische Ansicht einer Fixiervorrichtung zur Fixierung eines Balkens
relativ zur Tragstruktur in dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei
sich das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug in der zweiten Konfiguration befindet;
- Figur 6B
- ist eine weitere perspektivische Ansicht der Fixiervorrichtung, wobei sich das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug
in der ersten Konfiguration befindet; und
- Figur 7
- ist ein Querschnitt durch eine Ausgleichsverbindung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Detaillierte Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen
[0070] Figur 1 zeigt ein Mehrrumpf-Wasserfahrzeug 1 entsprechend einem Ausführungsbeispiel.
Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug 1 ist als Katamaran ausgebildet, welcher einen ersten
Rumpf 2 und einen zweiten Rumpf 3 aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug
1 mehr als zwei Rümpfe aufweist. Insbesondere kann das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug alternativ
als Trimaran ausgebildet sein.
[0071] Zwischen den beiden Rümpfen 2, 3 ist eine Tragstruktur 4 angeordnet. Die Tragstruktur
4 ist ausgebildet, eine Transportlast, wie Passagiere und Gepäck aufzunehmen. Die
Tragstruktur 4 umfasst eine Wohneinheit, welche eine Fensterfront 5 aufweist. Die
Tragstruktur 4 weist ferner einen Navigationsbereich 6 auf. Auf der Tragstruktur 4
ist ein Segelmast 7 angeordnet, welcher in der Figur 1 zur Vereinfachung der Darstellung
nur teilweise dargestellt ist.
[0072] Der Rumpf 2 ist mit der Tragstruktur 4 über die Balken 10 und dem Balken 13 (nicht
gezeigt in der Figur 1) verbunden; und der Rumpf 3 ist mit der Tragstruktur 4 über
die Balken 11 und 12 verbunden. Von den vier Balken sind in der Figur 1 die Balken
10, 11 und 12 dargestellt, in der Schnittdarstellung der Figuren 2A und 2B die Balken
10 und 11 dargestellt, und in der Draufsicht der Figur 3 alle vier Balken 10, 11,
12 und 13 dargestellt.
[0073] Die Balken 10 und 11 sind bugseitig relativ zu den Balken 12 und 13 angeordnet. Jeder
der Balken ist mit seiner Längsachse senkrecht zur Mittelachse M des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs
orientiert.
[0074] Jeder der Balken 10, 11, 12 und 13 ist als I-Balken ausgebildet. Die Balken können
beispielsweise zumindest teilweise aus CFK (Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff)
bestehen.
[0075] Durch eine horizontale Bewegung der Balken in eine Richtung, welche im Wesentlichen
senkrecht zur Mittelachse M des Katamarans orientiert ist, sind die Rümpfe 2, 3 so
verschiebbar, dass ein Abstand der Rümpfe von der Mittelachse M veränderbar ist. Daher
repräsentieren die Balken Kraftübertragungskomponenten. Jeder der Balken ist zur Kraftübertragung
an einen der Rümpfe ausgebildet zur Veränderung der Position der Rümpfe 2, 3 relativ
zueinander.
[0076] Durch die Veränderung der Position der Rümpfe 2, 3 relativ zueinander kann die Breite
b des Katamarans verändert werden. Der Katamaran ist so ausgebildet, dass die Rümpfe
2, 3 simultan verstellbar sind. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Rümpfe 2, 3 unabhängig
voneinander verstellbar sind.
[0077] Durch die Positionsänderung der Rümpfe 2, 3 relativ zueinander kann der Katamaran
in eine erste und eine zweite Konfiguration gebracht werden. Figur 2A zeigt den Katamaran
in der ersten Konfiguration und die Figur 2B zeigt den Katamaran in der zweiten Konfiguration.
Jede dieser Figuren zeigt einen Querschnitt durch den Katamaran entlang der in der
Figur 1 dargestellten Schnittlinie C-C. In der ersten Konfiguration sind die Rümpfe
2, 3 so weit ausgefahren, dass der Katamaran genügend Stabilität gegen den Winddruck
aufweist, um mittels Segelkraft fortbewegt zu werden. In der zweiten Konfiguration
sind die Rümpfe 2, 3 eingefahren, so dass der Katamaran beispielsweise in enge Liegeplätze
manövriert werden kann und Schleusenanlagen in Binnenwasserstraßen benutzen kann.
Ebenso können in der zweiten Konfiguration Krananlagen und Winterliegeplätze verwendet
werden, welche in der Regel für die Einrumpfboote mit einer geringeren Breite b ausgelegt
sind.
[0078] In den Querschnitten der Figuren 2A und 2B sind die bugseitigen Balken 10 und 11,
deren Verbindung mit der Tragstruktur 4, sowie deren Verbindung mit den Rümpfen 2,
3 schematisch illustriert. Die Verbindung der heckseitigen Balken 12 und 13 mit der
Tragstruktur 4 ist entsprechend konfiguriert, wie bei den bugseitigen Balken 10 und
11. Wie mit Bezug auf die Figur 3 weiter unten beschrieben wird, unterscheidet sich
jedoch die Verbindung zwischen den heckseitigen Balken 12, 13 und den Rümpfen 2, 3
von der Verbindung zwischen den bugseitigen Balken 10, 11 und den Rümpfen 2, 3.
[0079] Die bugseitigen Balken 10 und 11 sind in einer Richtung entlang der Mittelachse des
Katamarans relativ zueinander versetzt angeordnet. Ebenso sind die heckseitigen Balken
12, 13 in einer Richtung entlang der Mittelachse relativ zueinander versetzt angeordnet.
Daher wird in der Figur 2B der Balken 10 teilweise durch den Balken 11 verdeckt.
[0080] Jeder der Balken 10, 11, 12, 13 ist mit der Tragstruktur 4 über ein Linearlager verbunden.
Jedes der Linearlager leitet ein Teil der Vertikallast der Tragstruktur 4 und der
davon aufgenommenen Transportlast ab. Für die Balken 10 und 11 sind die Linearlager
in den Figuren 2A und 2B dargestellt. Für die Balken 12 und 13 sind die Linearlager
entsprechend ausgebildet.
[0081] Wie in den Figuren 2A und 2B dargestellt ist, weist jeder der bugseitigen Balken
10, 11 jeweils eine Linearlager-Schiene 30, 31 auf, welche auf der Oberseite des jeweiligen
Balkens befestigt ist und sich im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des jeweiligen
Balkens erstreckt. Auf jeder der Linearlager-Schienen 30, 31 laufen jeweils zwei Linearlager-Schlitten
32, 33, 34 und 35. Jeder der Linearlager-Schlitten 32, 33, 34 und 35 ist mit der Tragstruktur
4 verbunden (nicht gezeigt in den Figuren 2A und 2B). Für jeden der Linearlager-Schlitten
32, 33, 34, 35 ist die Verbindung mit der Tragstruktur 4 beweglich ausgebildet. Beispielsweise
kann die Verbindung zwischen dem Linearlager-Schlitten 32, 33, 34, 35 und der Tragstruktur
4 ein Elastomerelement aufweisen und/oder kardanisch ausgebildet sein.
[0082] Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind für jeden der Balken die Linearlager, welche
den jeweiligen Balken mit der Tragstruktur verbinden, als Linearwälzlager ausgebildet.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Linearlager als Lineargleitlager ausgebildet
sind.
[0083] Jedes der Linearlager übt die Funktion eines Verstelllagers aus. Jedes der Verstelllager
lagert die Veränderung der Position des ersten Rumpfes 2 relativ zum zweiten Rumpf
3 teilweise so, dass alle Verstelllager gemeinsam die Lagerung der Positionsveränderung
bewirken. Die Balken 10, 11, 12 und 13, die Verstelllager und die Tragstruktur 4 üben
zusammen die Funktion einer Verbindungsstruktur aus, welche den ersten Rumpf 2 mit
dem zweiten Rumpf 3 verbindet.
[0084] Es hat sich gezeigt, dass die Verstelllager eine höhere Verschleißfestigkeit aufweisen
und dass einer Blockierung der Verstelllager effektiver vorgebeugt werden kann, wenn
für jeden der Rümpfe 2, 3 jeweils ein Balken über zumindest eine Ausgleichsverbindung
mit dem jeweiligen Rumpf verbunden ist. Die Ausgleichsverbindung weist dabei zumindest
einen Freiheitsgrad auf, welcher zur Verringerung der Lagerbelastung zumindest eines
der Verstelllager des Katamarans konfiguriert ist. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist jede der Ausgleichsverbindungen als Linear-Gleitlager konfiguriert.
[0085] Eine solche Lagerbelastung kann beispielsweise erzeugt werden durch unterschiedliche
temperaturbedingte Dehnungen des ersten Rumpfes, des zweiten Rumpfes und/oder der
Tragstruktur 4. Beispielsweise kann sich temperaturbedingt der erste Rumpf entlang
seiner Längsachse unterschiedlich stark ausdehnen im Vergleich zur Tragstruktur 4.
[0086] Zusätzlich oder alternativ können Lagerbelastungen durch wechselnde mechanische Belastungen
erzeugt werden. Solche wechselnden mechanischen Belastungen können durch Wasserwellen
erzeugt werden, welche zur einer Torsion des Wasserfahrzeugs führen.
[0087] In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der bugseitige Balken 10 über die Ausgleichsverbindungen
20 und 21 mit dem Rumpf 2 verbunden und der bugseitige Balken 11 über die Ausgleichsverbindungen
22 und 23 mit dem Rumpf 3 verbunden. Über jede der Ausgleichsverbindungen 20, 21,
22 und 23 wird ein Teil einer Vertikallast der Tragstruktur 4 und der Transportlast
abgeleitet.
[0088] Figur 3 ist eine Draufsicht auf die Balken 10, 11, 12 und 13, die Rümpfe 2 und 3,
sowie auf die Verbindungen zwischen den Balken 10, 11, 12 und 13 und den Rümpfen 2
und 3. Zur Vereinfachung der Darstellung sind insbesondere die Tragstruktur 4 (gezeigt
in den Figuren 2A und 2B) und die Linearlager, welche die Balken 10, 11, 12 und 13
mit der Tragstruktur 4 verbinden, nicht dargestellt. Zur Verdeutlichung der Darstellung
ist in der Figur 3 die Schnittlinie C-C für die Querschnitte der Figuren 2A und 2B
eingezeichnet.
[0089] Jede der Ausgleichsverbindungen 20, 21, 22 und 23 weist genau einen Freiheitsgrad
auf, welcher ein translatorischer Freiheitsgrad ist. Für jede der Ausgleichsverbindungen
ist der translatorische Freiheitsgrad entlang der Längsachse A1, A2 desjenigen Rumpfes
orientiert, zu welchem die jeweilige Ausgleichsverbindung eine Verbindung bereitstellt.
[0090] In der Figur 3 ist der Freiheitsgrad der jeweiligen Ausgleichsverbindung jeweils
durch einen Pfeil 40, 41, 42, 43 symbolisiert.
[0091] Es hat sich gezeigt, dass durch jeder der Freiheitsgrade 40, 41, 42 und 43 die Lagerbelastung
auf zumindest eines der Verstelllager verringert werden kann. Bei jeder der Ausgleichsverbindungen
20, 21, 22, 23 führt eine Relativbewegung zwischen dem Balken und dem Rumpf, welche
entlang des Freiheitsgrades ausgeführt wird, zu einer Veränderung einer Lagerbelastung
zumindest eines der Verstelllager.
[0092] Jede der Ausgleichsverbindungen 20, 21, 22, 23 überträgt einen Teil der Kraft zur
Veränderung der Position der Rümpfe 2, 3.
[0093] Jeder der Freiheitsgrade 40, 41, 42 und 43 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer
Verfahrrichtung des Balkens orientiert, welcher zur Ausgleichsverbindung des jeweiligen
Freiheitsgrades führt. Dadurch ist die Richtung der Kraftübertragung, welche durch
den Balken bewirkt wird, im Wesentlichen senkrecht zum Freiheitsgrad. Daher blockiert
oder fixiert jede der Ausgleichsverbindungen 20, 21, 22 und 23 diejenigen Freiheitsgrade,
welche zur Kraftübertragung an der jeweiligen Ausgleichsverbindung verwendet werden.
Dadurch ist jeder der Freiheitsgrade 40, 41, 42 und 43 bei der Verstellung der Position
der Rümpfe 2 und 3 im Wesentlichen unbeteiligt.
[0094] Die Freiheitsgrade 40 und 41 der Ausgleichsverbindungen 20 und 21 zwischen dem Balken
10 und dem Rumpf 2 sind entlang der Längsachse A2 des Rumpfes 2 orientiert. Die Freiheitsgrade
42 und 43 der Ausgleichsverbindungen 22 und 23 zwischen dem Balken 11 und dem Rumpf
3 sind entlang der Längsachse A1 des Rumpfes 3 orientiert. Es hat sich gezeigt, dass
dadurch effektiv unterschiedliche Dehnungen an den Rümpfen 2, 3 und/oder an Komponenten
Tragstruktur ausgeglichen werden können. Diese Dehnungen können beispielsweise temperaturbedingte
Dehnungen sein. Diese Dehnungsunterschiede führen dann nicht zu einer Erhöhung der
Lagerbelastung der Verstelllager. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass die Ausgleichsverbindungen
20, 21, 22 und 23 den Einfluss von wechselnden Belastungen auf die Lagerbelastung
verringern können; Die wechselnden Belastungen können beispielsweise durch Wellenbewegungen
erzeugt werden.
[0095] Der heckseitige Balken 12 ist mit mehreren fixierenden Verbindungen 25, 26, 27 mit
dem Rumpf 3 verbunden. Ebenso ist der heckseitige Balken 13 mit mehreren fixierenden
Verbindungen 28, 29, 30 mit dem Rumpf 2 verbunden. Jede der fixierenden Verbindungen
fixiert zumindest alle drei translatorischen Freiheitsgrade.
[0096] Jede der fixierenden Verbindungen 25, 26, 27, 28, 29, 30 kann beispielsweise als
Schraubverbindung ausgebildet sein.
[0097] Für jeden der Rümpfe 2 und 3 sind alle fixierenden Verbindungen 25, 26, 27, 28, 29
und 30 axial separiert von allen Ausgleichsverbindungen 20, 21, 22, 23. In anderen
Worten befindet sich eine Separierungsdistanz s zwischen den Ausgleichsverbindungen
20, 21, 22, 23 und den fixierenden Verbindungen 25, 26, 27, 28, 29 und 30. Die Separierungsdistanz
s kann größer sein als ein Viertel, größer sein als ein Drittel, oder größer sein
als die Hälfte der axialen Länge des jeweiligen Rumpfes.
[0098] Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug weist ferner eine Messvorrichtung auf (nicht gezeigt
in der Figur 3), welche ausgebildet ist, Positionsparameter und/oder Bewegungsparameter
der Position des ersten Rumpfes relativ zum zweiten Rumpf zu erfassen.
[0099] In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Messvorrichtung ausgebildet,
einen Abstand d1 zwischen den Längsachsen A1, A2 der Rümpfe 2, 3 an den bugseitigen
Endabschnitten der Rümpfe 2, 3 zu erfassen. Ferner erfasst die Messvorrichtung einen
Abstand d2 zwischen den Längsachsen A1, A2 an den heckseitigen Endabschnitten der
Rümpfe 2, 3. Alternativ kann die Messvorrichtung ausgebildet sein, Änderungsgeschwindigkeiten
der Abstände d1 und d2 zu erfassen.
[0100] Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug weist mehrere Antriebe auf zur Veränderung der Position
des ersten Rumpfes 2 relativ zum zweiten Rumpf 3.
[0101] Die Antriebe werden abhängig von den erfassten Positionsparametern durch eine Steuereinrichtung
(nicht gezeigt in der Figur 3) gesteuert. Dadurch ist es möglich, dass während des
Verstellens der Abstand d1 im Wesentlichen gleich ist zum Abstand d2. Es hat sich
gezeigt, dass dadurch die Lagerbelastung der Verstelllager gering gehalten werden
kann.
[0102] Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch die Ausgleichsverbindung 20 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel. Die Ausgleichsverbindung 20 ist zwischen dem Balken 10 und dem
Rumpf 2 angeordnet. Die Längsachse des Rumpfes 2 ist senkrecht zur Papierebene der
Figur 4 orientiert. Die Ausgleichsverbindungen 21, 22 und 23 können entsprechend zur
dargestellten Ausgleichsverbindung 20 ausgebildet sein.
[0103] Die Ausgleichsverbindung 20 ist als Linear-Gleitlager ausgebildet, dessen Freiheitsgrad
entlang der Längsachse des Rumpfes 2 orientiert ist, also senkrecht zur Papierebene
der Figur 4.
[0104] Der Balken 10 weist eine tunnelförmige Ausnehmung 57 in der Bodenfläche 49 des Balkens
10 auf, welche sich entlang der Längsachse des Rumpfes 2 erstreckt. In der Ausnehmung
57 ist ein Schlitten 42 angeordnet. Auf der Oberseite des Rumpfes 2 ist eine Bodenplatte
59 montiert.
[0105] Auf der Bodenplatte 59 ist eine Schiene 71 befestigt. Die Schiene weist ein T-förmiges
Profil auf. Die Schiene erstreckt sich mit gleichbleibendem Profil in einer Richtung,
welche parallel zur Längsachse des Rumpfes 2 orientiert ist. Auf den Oberflächen des
Querbalkens des T-förmigen Profils sind Gleitbeläge 44, 45, 46, 47 und 48 angeordnet,
welche mit Gleitflächen des Schlittens 42 zusammenwirken. Die Gleitbeläge 44, 45,
46, 47 und 48 können beispielsweise zumindest teilweise aus Kunststoff sein.
[0106] Figur 5A zeigt eine Ausgleichsverbindung 20A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
[0107] Das in der Figur 5A gezeigte zweite Ausführungsbeispiel einer Ausgleichsverbindung
20a weist Komponenten auf, welche zu den in der Figur 4 dargestellten Komponenten
des ersten Ausführungsbeispiels 20 in ihrer Struktur und/oder Funktion analog sind.
Daher sind die Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels teilweise mit ähnlichen
Bezugszeichen versehen, die jedoch das Begleitzeichen "a" aufweisen.
[0108] Die Ausgleichsverbindung 20a weist ein Gleitelement 50a als Lagerelement auf, welches
von einer Schiene als Gegenlagerelement verschiebbar geführt wird. Die Schiene wird
durch die Bodenplatte 59a und einen Aufbau 61a gebildet und weist ein C-Profil auf.
Im Inneren des C-Profils sind Laufflächen angeordnet, auf welchen die Gleitflächen
des Gleitelements 50a gleiten.
[0109] Das Gleitelement 50a weist einen Fuß auf, welcher im Inneren der Schiene angeordnet
ist. Ferner weist das Gleitelement 50a einen Fortsatz 51a auf, welcher sich vom Fuß
weg erstreckt und ein Gewindeloch aufweist. Im Gewindeloch des Fortsatzes 51a ist
ein Bolzen 55a anordenbar, durch welchen das Gleitelement 50a am Balken 10 befestigbar
ist. Der Bolzen 55a und ein Teil des Fortsatzes 51a sind in einer Öffnung des Balkens
10 anordenbar und mittels einer Mutter 54a am Balken 10 befestigbar.
[0110] Der Fortsatz 51a weist eine Schulter 58a auf, auf welcher ein Kragenelement 56a aufliegt.
Auf dem Kragenelement 56a liegt wiederum ein Stabilisierungselement 53a auf, über
welches der Fortsatz 51a mit dem Balken 10 formschlüssig befestigt ist. Der Formschluss
blockiert oder fixiert zwei translatorische Freiheitsgrade, welche orthogonal zum
translatorischen Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung orientiert sind. Durch das
Stabilisierungselement 53a wird in den zwei blockierten oder fixierten translatorischen
Freiheitsgraden eine höhere Stabilität erhalten. Zusätzlich ermöglicht das Stabilisierungselement
53a eine großflächigere Krafteinleitung in den Balken 10.
[0111] Jede der Figuren 5B und 5C ist eine perspektivische Darstellung der Ausgleichsverbindung
20a. In der Figur 5B ist die Ausgleichsverbindung 20a mit dem Stabilisierungselement
53a abgebildet, während in der Figur 5C die Ausgleichsverbindung 20a ohne das Stabilisierungselement
53a abgebildet ist. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in den Figuren 5B und 5C
der Balken 10 nicht gezeigt.
[0112] Wie in den Figuren 5B und 5C zu erkennen ist, weist die Ausgleichsverbindung 20a
zusätzlich ein zweites Gleitelement 52a als Lagerelement auf, welches relativ zum
ersten Gleitelement 50a versetzt entlang einer Richtung angeordnet ist, welche parallel
zur Längsachse des Rumpfes 2 verläuft. Das zweite Gleitelement 52a ist im Wesentlichen
gleich ausgebildet, wie das erste Gleitelement 50a. Ebenso wie das erste Gleitelement
50a ist auch das zweite Gleitelement 52a über einen Bolzen (nicht dargestellt in den
Figuren 5B und 5C) am Balken 10 befestigbar. Das zweite Gleitelement 52a läuft in
einer Schiene als Gegenlagerelement, welche durch die Bodenplatte 59a und den Aufbau
61a gebildet wird.
[0113] Wie in der Figur 5C zu sehen ist, weist der Aufbau 61a ein erstes Langloch 72a und
ein zweites Langloch 73a auf. Jedes der Langlöcher 72a, 73a ist so konfiguriert, dass
die Bodenplatte 59a und der Aufbau 61a ein C-Profil zur Führung des ersten Gleitelements
50a und des zweiten Gleitelements 52a bildet. Das erste Gleitelement 50a erstreckt
sich durch das erste Langloch 72a und das zweite Gleitelement 52a erstreckt sich durch
das zweite Langloch 73a. Das Stabilisierungselement 53a weist eine erste Öffnung 74a
auf, durch welche sich das erste Gleitelement 50a zumindest teilweise erstreckt. Ferner
weist das Stabilisierungselement 53a eine zweite Öffnung 75a auf, durch welche sich
das zweite Gleitelement 52a zumindest teilweise erstreckt. Dadurch stabilisiert das
Stabilisierungselement zumindest zwei Gleitelemente stabilisieren 50a, 52a.
[0114] Wie nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 6A und 6B erläutert wird, weist das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug
1 eine Abstützvorrichtung auf. Die Abstützvorrichtung ist so konfiguriert, dass eine
mechanische Überbrückung des Verstelllagers aktivierbar ist. Über die mechanische
Überbrückung wird zumindest ein Teil der Lagerbelastung des Verstelllagers abgeleitet.
Dies ist dargestellt in der Figur 6A für den bugseitigen Balken 11. Für die übrigen
Balken 10, 12 und 13 ist die Abstützvorrichtung entsprechend ausgebildet.
[0115] Wie in der Figur 6A zu erkennen ist, ist der Balken 11 als I-Balken ausgebildet.
Auf dem I-Balken ist die Linearlager-Schiene 31 angeordnet, welche sich im Wesentlichen
entlang der gesamten Länge des Balkens 11 erstreckt. Auf der Linearlager-Schiene 31
sind die Linearlager-Schlitten 34 und 35 angeordnet, welche mit der Tragstruktur 4
(gezeigt in den Figuren 2A und 2B) verbunden sind. Die Linearlager-Schlitten 34 und
35 bilden zusammen mit der Linearlager-Schiene 31 ein Verstelllager. Zusammen mit
den Verstelllagern, welche an den übrigen Balken angeordnet sind, bildet dieses Verstelllager
eine Lagerung zur Veränderung der Position der Rümpfe relativ zueinander. Wie in der
Figur 6A ebenfalls gezeigt ist, ist der Balken 11 über die Ausgleichsverbindungen
22 und 23 mit der Oberfläche 36 des Rumpfes 3 (ebenfalls dargestellt in den Figuren
1, 2A und 2B) verbunden.
[0116] Die Tragstruktur 4 weist einen ersten Rahmen 62 und einen zweiten Rahmen 63 auf.
Der zweite Rahmen 63 ist zur Unterseite hin offen ausgebildet. Der Balken 11 und die
darauf angeordnete Linearlager-Schiene 31 erstrecken sich durch die Öffnung 64 des
ersten Rahmens 62 und durch die Öffnung 65 den zweiten Rahmens 63. Der erste Rahmen
62 ist im Wesentlichen in der Mitte des Mehrrumpf-Wasserfahrzeuges angeordnet. Wie
in der Figur 1 dargestellt ist, ist der zweite Rahmen 63 an einer Außenseite der Tragstruktur
4 angeordnet, an welcher der Balken 11 unter der Tragstruktur 4 heraustritt.
[0117] Der Balken 11 weist an einem ersten Ende eine erste Endplatte 66 auf und an einem
zweiten Ende eine zweite Endplatte 69. Ferner weist der Balken 11 auf der in der Figur
6A dargestellten Seite eine erste Rippe 68 und eine zweite Rippe 67 auf. Auf der gegenüberliegenden,
in der Figur 6A nicht dargestellten Seite, weist der Balken 11 eine zur ersten Rippe
68 korrespondierende Rippe auf, welche eine gleiche axiale Position wie die erste
Rippe 68 aufweist, und eine zur zweiten Rippe 67 korrespondierende Rippe, welche eine
gleiche axiale Position, wie die zweite Rippe 67 aufweist.
[0118] Die Figur 6A zeigt den Balken 11, wenn der Katamaran sich in der zweiten Konfiguration
(gezeigt in der Figur 2B) befindet, in welcher die Rümpfe eingefahren sind. In dieser
Konfiguration befindet sich die erste Endplatte 66 im Anschlag gegen den zweiten Rahmen
63. Des Weiteren befindet sich die erste Rippe 68 und die dazu korrespondierende Rippe
im Anschlag gegen den ersten Rahmen 62. Der erste Rahmen 62 weist zwei Bolzen (nicht
gezeigt) auf, welche in der zweiten Konfiguration in entsprechende Öffnungen (nicht
gezeigt) in der ersten Rippe 68 und der dazu korrespondierenden Rippe eingreifen.
Des Weiteren weist der zweite Rahmen 63 zwei Bolzen (nicht gezeigt) auf, welche in
der zweiten Konfiguration in entsprechende Öffnungen (nicht gezeigt) in der ersten
Endplatte 66 eingreifen. Jeder der Bolzen ist entlang der Längsachse des Balkens 11
orientiert, so dass durch das Verfahren des Balkens in einer Richtung parallel zu
seiner Längsachse die Bolzen in die Öffnungen eingeführt oder aus den Öffnungen entfernt
werden können.
[0119] Durch den Eingriff der Bolzen in die Öffnungen wird eine zusätzliche formschlüssige
Verbindung bereitgestellt, welche die Tragstruktur mit dem Balken 11 verbindet. Diese
formschlüssige Verbindung ist eine zusätzlich Verbindung zu der Verbindung zwischen
der Tragstruktur und dem Balken 11 über das Verstelllager. Diese zusätzliche formschlüssige
Verbindung stützt die Lagerbelastung des Verstelllagers ab. Das Verstelllager wird
daher mechanisch überbrückt. Die mechanische Überbrückung wird aktiviert, wenn der
Katamaran in die zweite Konfiguration gebracht wird und damit die Bolzen in die entsprechenden
Öffnungen eingreifen.
[0120] Wird der Katamaran von der zweiten Konfiguration (gezeigt in der Figur 2B) in die
erste Konfiguration (gezeigt in der Figur 2A) übergeführt, so bewegt sich der Balken
11 in Pfeilrichtung 70. Die Position des Balkens 11 relativ zu dem ersten und dem
zweiten Rahmen 62, 63 in der ersten Konfiguration ist in der Figur 6B dargestellt.
[0121] Durch das Entfernen des Balkens 11 aus der zweiten Konfiguration lösen sich die erste
Rippe 68 und die dazu korrespondierende Rippe, sowie die erste Endplatte 66 jeweils
vom Anschlag und die Bolzen des ersten und des zweiten Rahmens 62, 63 treten aus den
entsprechenden Öffnungen aus. Dadurch wird die mechanische Überbrückung deaktiviert.
[0122] Wie in der Figur 6B dargestellt ist, befindet sich in der ersten Konfiguration die
zweite Endplatte 69 im Anschlag gegen den ersten Rahmen 62. In der Darstellung der
Figur 6B ist die zweite Rippe 67 verdeckt durch den zweiten Rahmen 63, da sich die
zweite Rippe und die dazu korrespondierende Rippe im Anschlag gegen den zweiten Rahmen
63 befinden.
[0123] Der zweite Rahmen 63 weist zwei Bolzen auf, welche in der ersten Konfiguration in
entsprechende Öffnungen in der zweiten Rippe 67 und in der dazu korrespondierenden
Rippe eingreifen. Des Weiteren weist der erste Rahmen 62 zwei Bolzen auf, welche in
der ersten Konfiguration in entsprechende Öffnungen in der zweiten Endplatte 69 eingreifen.
Jeder der Bolzen ist entlang der Längsachse des Balkens ausgerichtet.
[0124] Durch den Eingriff der Bolzen in die Öffnungen wird auch in der ersten Konfiguration
eine zusätzliche formschlüssige Verbindung bereitgestellt, welche die Tragstruktur
mit dem Balken 11 verbindet. Diese formschlüssige Verbindung ist eine zusätzliche
Verbindung zu der Verbindung zwischen der Tragstruktur und dem Balken 11 über das
Verstelllager. Diese zusätzliche formschlüssige Verbindung stützt die Lagerbelastung
des Verstelllagers ab. Das Verstelllager wird daher mechanisch überbrückt. Die mechanische
Überbrückung wird aktiviert, wenn der Katamaran in die erste Konfiguration gebracht
wird.
[0125] Die mechanische Überbrückung durch den Eingriff der Bolzen in die Öffnungen wird
insbesondere ermöglicht durch die Ausgleichsverbindungen 20, 21, 22, 23. Diese Ausgleichsverbindungen
sind insbesondere konfiguriert zum Ausgleich von Dehnungsunterschieden zwischen Komponenten
des Katamarans. Ferner sind diese Ausgleichsverbindungen konfiguriert, wechselnde
mechanische Belastungen auszugleichen, welche durch Wellenschlag erzeugt werden.
[0126] Dadurch wird ein Mehrrumpf-Wasserfahrzeug erhalten, welches in effizienter Weise
eine hohe Stabilität in der ersten und in der zweiten Konfiguration bereitstellt.
[0127] Die Figur 7 zeigt eine Ausgleichsverbindung 20b gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Diese Ausgleichsverbindung 20b weist Komponenten auf, welche zu den in den Figuren
4 und 5A dargestellten Komponenten des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels 20
und 20A der Ausgleichsverbindung in ihrer Struktur und/oder ihrer Funktion analog
sind. Daher sind die Komponenten des dritten Ausführungsbeispiels teilweise mit ähnlichen
Bezugszeichen versehen, die jedoch das Begleitzeichen "b" aufweisen.
[0128] Die Ausgleichsverbindung 20b weist eine konvexe Fläche 80b und eine konkave Fläche
81b auf. Die konvexe Fläche 80b greift in die konkave Fläche 81b ein. Die konvexe
Fläche 80b und die konkave Fläche 81b sind so konfiguriert, dass die Ausgleichsverbindung
20b eine verschwenkbare Verbindung aufweist. Die konvexe Fläche 80b kann in gleitendem
Kontakt mit der konkaven Fläche 81b sein. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar,
dass die konvexe Fläche 80b und die konkave Fläche 81b jeweils Laufflächen für Wälzkörper
der Ausgleichsverbindung bilden, welche in der Figur 7 nicht dargestellt sind. Die
konkave Fläche 81b und die konvexe Fläche 80b können daher gleitend und/oder rollend
zusammenwirken.
[0129] Die verschwenkbare Verbindung ist so konfiguriert, dass ein Lagergehäuse 84b der
Ausgleichsverbindung 20b relativ zu einer Welle 83b der Ausgleichsverbindung 20b verschwenkbar
ist. Das Lagergehäuse 84b ist starr mit dem Balken 10 verbunden. Die Welle 83b ist
über einen Träger 87b und eine Bodenplatte 59b starr mit dem ersten Rumpf 2 verbunden.
Alternativ ist es auch denkbar, dass die Ausgleichsverbindung 20b so konfiguriert
ist, dass das Lagergehäuse 84b starr mit dem Rumpf 2 verbunden ist und die Welle 83b
starr mit dem Balken 10 verbunden ist. Folglich wird durch die Ausgleichsverbindung
eine Verschwenkung eines ersten Verbindungselements der Ausgleichsverbindung 20b relativ
zu einem zweiten Verbindungselement der Ausgleichsverbindung 20b ermöglicht. Das erste
Verbindungselement wird hierbei durch die Welle 83b repräsentiert, während das zweite
Verbindungselement durch das Lagergehäuse 84b repräsentiert wird.
[0130] Die verschwenkbare Verbindung der Ausgleichsverbindung 20b ist als Radiallager konfiguriert.
Das Radiallager ist als Gleitlager konfiguriert. Es ist jedoch auch denkbar, dass
das Radiallager als Wälzlager konfiguriert ist. Eine Rotationsachse
RA des Radiallagers ist senkrecht zur Papierebene der Figur 7 orientiert. Dies entspricht
einer Richtung parallel zu einer Längsachse des ersten Rumpfes 2. Die Rotationsachse
RA repräsentiert daher eine Verschwenkachse der verschwenkbaren Verbindung.
[0131] Es hat sich gezeigt, dass durch die Konfiguration der Ausgleichsverbindung entsprechend
dem dritten Ausführungsbeispiel eine zuverlässigere Vorrichtung zur Veränderung der
Position und/oder Orientierung der Rümpfe zueinander erhalten werden kann. Insbesondere
hat sich gezeigt, dass dadurch Torsionskräfte während der Verstellung der Position
und/oder Orientierung des ersten Rumpfes relativ zum zweiten Rumpf besser aufgenommen
werden können. Dies verringert die Gefahr des Verklemmens des Verstelllagers und führt
dazu, dass der Verschleiß des Verstelllagers deutlich reduziert wird.
[0132] Die Ausgleichsverbindung 20b ist ferner so konfiguriert, dass das Lagergehäuse 84b
axial entlang der Längsachse der Welle 83b verlagerbar ist. Dadurch wird ein translatorischer
Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung 20b bereitgestellt, welcher parallel zur Längsachse
des ersten Rumpfes 2 orientiert ist und parallel zur Rotationsachse RA des Radiallagers
orientiert ist. Das Lagergeäuse 84b und die Welle 83b sind dadurch relativ zueinander
in einer Richtung entlang oder parallel zu dem translatorischen Freiheitsgrad bewegbar.
[0133] In der Ausgleichsverbindung 20b umgreift das Lagergehäuse 84b teilweise die Welle
83b. Dadurch ist es möglich, dass die Welle 83b entlang eines Längenbereiches durch
den Träger 87b gestützt werden kann, welcher dem axialen Verfahrbereich des Lagergehäuses
84b entspricht. Dadurch kann über die Welle 83b ein vergleichsweiser großer Teil der
Vertikallast abgeleitet werden, ohne dass sich die Welle durchbiegt. Alternativ ist
es jedoch auch denkbar, dass das Lagergehäuse geschlossen ist, und die Welle 83b an
axialen Positionen relativ zur Rotationsachse RA gestützt wird, welche außerhalb des
Verfahrbereiches des Lagergehäuses 84b angeordnet sind.
[0134] In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Welle einen Durchmesser, welcher größer
ist als 20 Millimeter, oder größer ist als 30 Millimeter, oder größer ist als 40 Millimeter.
Der Durchmesser kann geringer sein als 200 Millimeter oder geringer sein als 100 Millimeter.
1. Ein Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1), umfassend
einen ersten Rumpf (2) und einen zweiten Rumpf (3); und
eine Verbindungsstruktur, über welche der erste Rumpf (2) mit dem zweiten Rumpf (3)
verbunden ist;
wobei die Verbindungsstruktur ein Verstelllager aufweist zur zumindest teilweisen
Lagerung einer Veränderung einer Position und/oder einer Orientierung des ersten Rumpfes
(2) relativ zum zweiten Rumpf (3), wobei das Verstelllager ein Linearlager aufweist,
wobei durch die Veränderung der Position und/oder der Orientierung ein Abstand zwischen
dem ersten Rumpf (2) und dem zweiten Rumpf (3) veränderbar ist, um eine Breite des
Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs (1) zu verändern;
eine Kraftübertragungskomponente zu einer Kraftübertragung an den ersten Rumpf zur
Veränderung der Position und/oder der Orientierung des ersten Rumpfes (2) relativ
zum zweiten Rumpf (3);
eine Tragstruktur, wobei eine Verbindung zwischen der Tragstruktur und der Kraftübertragungskomponente
eine bewegliche Verbindung ist, welche das Linearlager der Verbindungsstruktur aufweist,
wobei die Verbindungsstruktur so ausgebildet ist, dass das Verstelllager über mindestens
eine Ausgleichsverbindung (20) mit zumindest einem Teil des ersten Rumpfes (2) verbunden
ist; wobei die Ausgleichsverbindung an einem Übergang zwischen der Kraftübertragungskomponente
und dem ersten Rumpf (2) angeordnet ist;
wobei die Ausgleichsverbindung (20) mehrere geführte Freiheitsgrade (40) aufweist
zur Verringerung einer Lagerbelastung des Verstelllagers;
wobei einer der Freiheitsgrade (40) der Ausgleichsverbindung (20) ein translatorischer
Freiheitsgrad ist; und
wobei ein weiterer Freiheitsgrad der Freiheitsgrade (40) der Ausgleichsverbindung
(20) ein rotatorischer Freiheitsgrad ist, wobei ein Winkel zwischen dem translatorischen
Freiheitsgrad und einer Achse, welche parallel zu einer Rotationsachse des rotatorischen
Freiheitsgrades verläuft, geringer ist als 45 Grad.
2. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß Anspruch 1, wobei der translatorische Freiheitsgrad
der einzige translatorische Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung (20) ist.
3. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche , wobei ein
Winkel zwischen dem translatorischen Freiheitsgrad und einer Achse, welche parallel
zu einer Längsachse (A2) des ersten Rumpfes verläuft, geringer ist als 45 Grad.
4. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein
Winkel zwischen einer Rotationsachse des rotatorischen Freiheitsgrades und einer Achse,
welche parallel zu einer Längsachse (A2) des ersten Rumpfes (2) verläuft, geringer
ist als 45 Grad.
5. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Ausgleichsverbindung (20) ein Loslager aufweist.
6. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Ausgleichsverbindung (20) ausgebildet ist, Dehnungsunterschiede zwischen Komponenten
des Mehrrumpf-Wasserfahrzeugs (1) auszugleichen, wobei die Lagerbelastung erzeugt
wird durch die Dehnungsunterschiede.
7. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der
translatorische Freiheitsgrad durch ein Linearlager gebildet wird.
8. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß Anspruch 7, wobei ein Winkel zwischen dem translatorischen
Freiheitsgrad des Linearlagers und einer Achse, welche parallel zu einer Längsachse
(A2) des ersten Rumpfes (2) verläuft, geringer ist als 45 Grad.
9. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Ausgleichsverbindung (20b) eine verschwenkbare Verbindung aufweist,
wobei die verschwenkbare Verbindung zur Verschwenkung eines ersten Verbindungselements
der verschwenkbaren Verbindung relativ zu einem zweiten Verbindungselement der verschwenkbaren
Verbindung konfiguriert ist.
10. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß Anspruch 9, wobei
das erste Verbindungselement mit zumindest einem Teil des ersten Rumpfes (2) starr
verbunden ist oder mit zumindest dem Teil des ersten Rumpfes einstückig ausgebildet
ist; und wobei
das zweite Verbindungselement mit der Kraftübertragungskomponente starr verbunden
ist oder mit zumindest dem Teil der Kraftübertragungskomponente einstückig ausgebildet
ist.
11. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die verschwenkbare
Verbindung ferner so konfiguriert ist, dass das erste Verbindungselement gegenüber
dem zweiten Verbindungselement um einen Winkel verschwenkbar ist, welcher mindestens
1 Grad beträgt.
12. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Kraftübertragungskomponente eine longitudinale Form aufweist, welche sich entlang
einer longitudinalen Achse der Kraftübertragungskomponente erstreckt; wobei die Kraftübertragung
im Wesentlichen entlang der longitudinalen Achse erfolgt.
13. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der
rotatorische Freiheitsgrad der Ausgleichsverbindung (20b) durch ein Radiallager bereitgestellt
wird.
14. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug (1) gemäß Anspruch 13, wobei das Radiallager eine Welle
(83b) und ein Lagergehäuse (84b) aufweist, wobei die Welle (83b) und das Lagergehäuse
(84b) relativ zueinander entlang einer Längsachse der Welle (83b) verschiebbar sind.
15. Das Mehrrumpf-Wasserfahrzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei bei der Veränderung der Position und/oder Orientierung die Kraftübertragungskomponente
mit dem ersten Rumpf (2) eine im Wesentlichen gleiche Positions- und Orientierungsänderung
durchführen.