| (19) |
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(11) |
EP 2 516 246 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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04.12.2013 Patentblatt 2013/49 |
| (22) |
Anmeldetag: 23.12.2010 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2010/007928 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2011/076431 (30.06.2011 Gazette 2011/26) |
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| (54) |
WASSERFAHRZEUG
WATERCRAFT
VEHICULE MARIN
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
| (30) |
Priorität: |
23.12.2009 DE 202009017432 U
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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31.10.2012 Patentblatt 2012/44 |
| (73) |
Patentinhaber: Enzmann, Klaus |
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82152 Planegg (DE) |
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Erfinder: |
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- Enzmann, Klaus
82152 Planegg (DE)
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| (74) |
Vertreter: Wiese, Gerhard |
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Patentanwalt
Gartenstraße 8 86865 Markt Wald 86865 Markt Wald (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-B- 1 071 521 US-A- 5 054 410 US-A- 5 237 947
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GB-A- 1 557 539 US-A- 5 168 824
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Aus der
DE 1 071 521 C ist ein Tragflügelboot bekannt, das einen zentralen Rumpf und drei an diesem befestigte,
sich nach unten unter die Wasserlinie erstreckende Beine aufweist. Am heckseitig mittig
angeordneten hinteren Bein ist ein quer zur Längsachse des Bootes verlaufender hinterer
Tragflügel fest angeordnet. An den bugseitig zu beiden Seiten des Rumpfes einander
gegenüberliegend angeordneten vorderen Beinen sind unter dem Wasser vordere, im Wesentlichen
horizontal quer zur Längsachse des Bootes verlaufende Tragflügel angeordnet, deren
Anstellwinkel veränderbar ist. Durch die von den Tragflügeln erzeugten Auftriebskräfte
wird bei schnellerer Fahrt der Rumpf aus dem Wasser angehoben. Durch die Veränderung
des Anstellwinkels der Tragflügel können die Höhe des Rumpfes gegenüber der Wasseroberfläche
und die Seitenneigung des Bootes beeinflusst werden. Zur Berechnung und Ansteuerung
des Anstellwinkels der Tragflügel werden zwei seitlich am Bootsrumpf angeordnete Schwingungsgeneratoren
verwendet, in deren Schwingkreisen kapazitive Sensoren vorhanden sind, die auf beiden
Seiten des Bootes den Abstand zur Wasseroberfläche messen.
[0003] Die kapazitive Messung des Abstandes hat sich als sehr fehlerbehaftet erwiesen. Die
starr am Bootsrumpf angeordneten Beine verhindern ein Fahren auch in flacherem Wasser.
[0004] Das Dokument
GB 1 557 539 wird als nächstliegender Stand der Technik angesehen. Es beschreibt ein Tragflügelboot
mit verbesserter Abstandmessung.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserfahrzeug der eingangs genannten
Art mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
[0007] Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Tragfläche an einem seitlich des
Rumpfes angeordneten Seitenschwert angeordnet ist, welches relativ zum Rumpf bewegbar
ist.
[0008] Durch eine derartige Ausbildung wird eine Verwendung des Wasserfahrzeugs beziehungsweise
dessen zu Wasser lassen oder aus dem Wasser holen auch in flacherem Wasser möglich,
da die bevorzugt T-förmig ausgebildeten Tragflächen hierbei mit samt den Seitenschwertern
nach oben über den Rumpf beziehungsweise die Rümpfe bewegbar sind. Sobald tieferes
Wasser erreicht ist, werden die Seitenschwerter mit den T-Tragflächen in ihre Betriebsposition
unter der Wasserlinie bewegt, wo sie bei etwas höherer Fahrgeschwindigkeit und einem
entsprechenden Anstellwinkel der T-Tragflächen für Auftriebskräfte sorgen, durch welche
der Rumpf beziehungsweise die Rümpfe nach oben über die Wasserlinie herausgehoben
werden. Durch den dadurch stark verminderten Strömungswiderstand können mit dem Wasserfahrzeug
sehr hohe Geschwindigkeiten erreicht werden, wobei die unter der Wasserlinie geführten
T-Tragflächen neben dem für das Gleiten des Rumpfes bzw. der Rümpfe über dem Wasser
notwendigen Auftrieb auch für die notwendige Stabilisierung, - erforderlichenfalls
auch durch eine zumindest zeitweise nach unten gerichtete Abtriebskomponente - sorgen.
[0009] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass zu beiden Seiten eines
mittig angeordneten Rumpfes jeweils ein Seitenrumpf angeordnet ist. Dabei sind der
mittig angeordnete Hauptrumpf und die seitlich davon angeordneten Seitenrümpfe durch
quer zur Längsachse des Wasserfahrzeugs verlaufende Planken verbunden, so dass ein
einem Katamaran oder Trimaran ähnliches Wasserfahrzeug entsteht. Die Seitenschwerter
sind in diesem Falle jeweils an der Außenseite der Seitenrümpfe bzw. an der Stirnseite
der Planken angeordnet.
[0010] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Seitenschwerter schwenkbar am Rumpf angeordnet sind. Die Schwenkbewegung erfolgt
dabei bevorzugt gegenüber dem Rumpf nach oben, wobei die Seitenschwerter mitsamt den
T-Tragflächen in der nach oben geschwenkten Außerbetriebsstellung an Bauteilen des
Wasserfahrzeugs-beispielsweise an den Wanten oder an einem Gabelbaum-Rigg - oberhalb
des Rumpfes befestigbar sind.
[0011] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Seitenschwerter
in einem Winkel α bezüglich einer Senkrechten nach unten und außen geneigt angeordnet
sind. Der Winkel α liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 10° bis 30°, besonders
bevorzugt bei etwa 20°. Hierdurch wird durch eine Verlängerung der für die seitlichen
Auftriebsmomente der T-Tragflächen maßgeblichen Hebelarme eine besonders wirksame
Abstützung des Wasserfahrzeugs erreicht. Die Anwinkelung bewirkt zusätzliche Auftriebskräfte
auf der Lee-Seite und Abtriebskräfte auf der Luv-Seite, wodurch das erfindungsgemäße
Wasserfahrzeug um etwa 5° besser am Wind segeln kann.
[0012] Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, dass die Seitenschwerter in einem Winkel
β bezüglich einer Senkrechten nach vorne unten geneigt angeordnet sind. Dieser Winkel
β beträgt etwa zwischen 5° und 10°, bevorzugt etwa 7°. Hierdurch wird durch den in
der Aerodynamik beziehungsweise Hydrodynamik unter dem Begriff "Grenzzäune" bekannten
Effekt erreicht, dass keine Luft nach unten gezogen, sondern nach oben abgezogen wird.
[0013] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Seitenschwerter
mittels einer schräg verlaufenden, vorzugsweise zumindest teilweise als Stütztragfläche
ausgebildeten Stützstrebe an den Planken und/oder am Rumpf befestigt sind. Hierdurch
wird zum einen eine besonders stabile Abstützung der Seitenschwerter erreicht und
zum anderen werden über die Stütztragflächen zusätzliche Auftriebskräfte erzeugt.
[0014] Die Stütztragflächen bzw. die Stützstreben sind bevorzugt lösbar an den Seitenrümpfen
befestigt, so dass die Schwenkbewegung der Seitenschwerter nach dem Lösen erfolgen
kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stütztragflächen fest mit den
Seitenschwertern verbunden. Die Stützstreben können einstückig mit den Stütztragflächen
ausgebildet sein; sie sind jedoch bevorzugt gelenkig mit diesen verbunden und beim
oder nach dem Hochschwenken der Seitenschwerter an diese anschwenkbar. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform sind die Stütztragflächen gelenkig an den Seitenrümpfen gelagert,
so dass sie nach dem Lösen von den Seitenschwertern von unten gegen die Planken oder
die Rümpfe angeschwenkt werden können.
[0015] Eine auch für sich gesehen äußerst vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, dass eine Messvorrichtung zum Messen des Abstandes des Rumpfes zur Wasseroberfläche
wenigstens einen Schleppstab aufweist, dessen oberes Ende bugseitig gelenkig an einem
der Rümpfe oder einem mit diesem verbundenem Bauteil angelenkt ist und dessen unteres
Ende auf der Wasseroberfläche gleitet, wobei die von der Messvorrichtung ermittelten
Signale als Eingangssignale einer elektronischen Steuereinrichtung zugeführt werden,
die mittels eines Rechenprogramms die notwendige Verstellung des Anstellwinkels γ
berechnet und ein entsprechendes Ausgangssignal an die Stellvorrichtung übermittelt.
[0016] In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform weist die Messvorrichtung weiterhin
einen bevorzugt elektronischen Winkelmesser zur Erfassung des Winkels des Schleppstabes
gegenüber einer Senkrechten auf. Der auf der Wasseroberfläche gleitende Schleppstab
tastet die Oberfläche der auf das Wasserfahrzeug zulaufenden Wellen ab. Der sich bei
Wellengang ständig ändernde Winkel, den er dabei mit dem relativ horizontal stehenden
Bootsrumpf einschließt, bildet über die Winkelfunktion ein Maß für den Abstand des
Rumpfes zur Wasseroberfläche. Dieses Abstands-Signal wird in einem Steuergerät ausgewertet
mittels eines Rechenprogramms und für eine Steuerung des Anstellwinkels der T-Tragflächen
verwendet.
[0017] In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform weist der auf der Wasseroberfläche
gleitende und dadurch die Wellenform und -höhe detektierende Schleppstab an seinem
unteren Ende eine Reflektionsfläche auf, die von einer Sendeeinrichtung eines an einem
Rumpf angeordneten Abstandsmessers mit einer Mess-Strahlung beaufschlagt wird. Eine
am Abstandsmesser vorgesehene Empfangseinrichtung fängt die reflektierte Strahlung
auf und berechnet daraus den Abstand zur Wasseroberfläche. Als Mess-Strahlung sind
beispielsweise Laser, Ultraschall oder Radar geeignet.
[0018] Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Wasserfahrzeug anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht eines Wasserfahrzeugs mit einer ersten Ausführungsform
einer Messvorrichtung zur Abstandsmessung der Wasseroberfläche (bzw. zur Wellendetektierung);
- Fig. 2
- das Wasserfahrzeug gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von hinten;
- Fig. 3
- den unteren Teil des Wasserfahrzeugs gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben (ohne
Rigg);
- Fig. 4
- eine schematische Seitenansicht eines Wasserfahrzeugs mit einer zweiten Ausführungsform
einer Messvorrichtung zur Abstandsmessung der Wasseroberfläche (bzw. zur Wellendetektierung);
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung einer Auslenkung eines Schleppstabes durch mehrere aufeinanderfolgende
Wellenberge und Wellentäler; und
- Fig. 6
- eine schematische Darstellung möglicher Auslenkwinkel-Bereiche des Schleppstabes.
[0019] Ein Wasserfahrzeug 10 weist einen mittleren Rumpf 12 und zu beiden Seiten davon angeordnete
Seitenrümpfe 14, 16 auf. Die Seitenrümpfe 14, 16 sind mit dem mittleren Rumpf 12 über
quer zur Längsachse des Wasserfahrzeugs 10 verlaufende Planken 124, 126 verbunden.
Der mittlere Rumpf 12 ist höher angeordnet als die beiden Seitenrümpfe für 14, 16.
Im flachen Wasser, insbesondere beim zu Wasser lassen oder aus dem Wasser holen des
Wasserfahrzeugs oder bei langsamer Fahrt schwimmt das Wasserfahrzeug 10 auf den beiden
Seitenrümpfen 14, 16. Die Wasserlinie für diesen Einsatzbereich ist in Figur 2 mit
104 bezeichnet.
[0020] Das Wasserfahrzeug 10 verfügt ferner über ein Heckruder 22 mit einer an dessen unterem
Ende angeordneten, quer verlaufenden T-Tragfläche 220 und zwei jeweils an der Außenseite
einer Quer-Planke 124, 126 oder eines Seitenrumpfes 14 bzw. 16 angeordnete Seitenschwerter
24, 26. Die Seitenschwerter 24 bzw. 26 weisen an ihrem unteren Ende T-Tragflächen
240 beziehungsweise 260 auf, welche senkrecht zur Längsachse der Seitenschwerter angeordnet
sind. Die T-Tragflächen 240, 260 an den Seitenschwertern 24, 26 und optional auch
die T-Tragfläche 220 am Heckruder 22 sind mittels einer nicht dargestellten Verstellvorrichtung
in ihrem Anstellwinkel γ bezüglich der Strömung verstellbar. Durch den verstellbaren
Anstellwinkel γ können in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit unterschiedliche
Auftriebs- bzw. Abtriebskräfte der T-Tragflächen 220, 240, 260 bewirkt werden, wodurch
der Abstand A der Rümpfe 12, 14, 16 über der Wasseroberfläche einstellbar ist. Der
Begriff "T-Tragflächen" resultiert aus der in der Vorderansicht (Fig. 2) erkennbaren
umgekehrten "T"-Form, die die T-Tragflächen 220, 240, 260 mit den Seitenschwertern
24, 26 bzw. mit dem Heckruder 22 bilden.
[0021] Die Seitenschwerter 24 bzw. 26 sind mit ihren oberen Enden an Schwenkachsen 241 bzw.
261 schwenkbar gegenüber den Planken 124, 126 oder gegenüber den Seitenrümpfen 14,
16 gelagert. Sie können dadurch in der in Figur 2 mit gestrichelten Linien angedeuteten
Außerbetriebsstellung über die Seitenrümpfe 14, 16 nach oben geschwenkt und in dieser
mit 24A bzw. 26A bezeichneten Position bevorzugt an oberhalb der Rümpfe angeordneten
Bauteilen, wie den Wanten 138 in Figur 2 oder dem Gabelbaum-Rigg 238 in Figur 4 fixiert
werden.
[0022] Die Seitenschwerter 24 bzw. 26 sind in ihrer abgesenkten Betriebsstellung gegenüber
den Seitenrümpfen 14, 16 unter einem Neigungswinkel α schräg nach unten außen geneigt
angeordnet. Der in Figur 2 dargestellte Neigungswinkel α beträgt etwa 10° bis 20°
gegenüber der Vertikalen. Die T-Tragflächen 240, 260 sind ihrerseits im rechten Winkel
zu den Seitenschwertern 24 bzw. 26 angeordnet und weisen somit nach außen ansteigend
denselben Anstellwinkel α gegenüber einer Horizontalen auf.
[0023] Die Seitenschwerter 24 bzw. 26 werden an Befestigungspunkten 2422 bzw. 2622 etwa
in der Mitte zwischen den Gelenken 241, 261 und den T-Tragflächen 240, 260 an ihrer
Innenseite von schräg nach oben verlaufenden Stütztragflächen 242 bzw. 262 abgestützt.
Die Stütztragflächen 242 bzw. 262 sind an ihrem oberen Ende mit einem Gelenk 2421
bzw. 2621 lösbar am unteren Ende der Innenseiten der Seitenrümpfe 14 bzw. 16 befestigt.
Die lösbare Befestigung an den Gelenken 2421 bzw. 2621 wird vor dem nach oben schwenken
der Seitenschwerter 24, 26 in die in Figur 2 angedeutete Außerbetriebsstellung gelöst.
Die Außerbetriebsstellung dient dem zu Wasser lassen oder aus dem Wasser holen des
Fahrzeugs, der Bewegung in flachem Wasser und gegebenenfalls auch dem Transport auf
einem Trailer.
[0024] Alternativ dazu können die Stütztragflächen 242 bzw. 262 ausgehend von den Gelenken
2421 bzw. 2621 auch durch Stützstreben 244 bzw. 264 weiter nach oben verlängert sein.
Das obere Ende der Stützstreben 244 bzw. 264 ist mit einer Befestigung 2441 bzw. 2641
an der Unterseite der Planken 124 bzw. 126 angeordnet. In diesem Fall ist das untere
Ende der Stützstreben 244 bzw. 264 im Bereich des Gelenks 2421 bzw. 2621 am jeweiligen
Seitenschwert 24, 26 befestigt. Nach dem Lösen der Befestigungen 2441 bzw. 2641 und
dem nach oben schwenken der Seitenschwerter 24, 26 in deren Außerbetriebsstellung
werden die Stützstreben 244 bzw. 264 bei dieser Variante um das Gelenk 2421 bzw. 2621
an die Seitenschwerter 24, 26 angeschwenkt. Gemäß einer weiteren Variante können die
Stützstreben 244 bzw. 264 auch nach dem Lösen von den Stütztragflächen 242 bzw. 262
in den Gelenken 2421 bzw. 2621 in ihrer Position verbleiben.
[0025] Das Heckruder 22 kann durch den seiner Führung dienenden Ruderkasten 222in eine Außerbetriebsstellung
nach oben gezogen und in dieser Position fixiert werden.
[0026] Die Seitenschwerter 24 bzw. 26 weisen gegenüber der Vertikalen nach vorne unten einen
Neigungswinkel β auf, der etwa 5° bis 10° und bevorzugt etwa 7° beträgt, wodurch die
Hydrodynamik verbessert wird.
[0027] Das Rigg des Wasserfahrzeugs 10 besteht aus einem Mast 130, einem Großbaumrohr 132
und einem an diesen befestigten Großsegel 134. Der Mast 130 wird von einem Vorstag
136 in Längsrichtung und von seitlichen Wanten 138 in Querrichtung gehalten. Der Mastfuß
131 des Masts 130 befindet sich bevorzugt vor den Seitenschwertern 24 bzw. 26. Das
Großsegel 134 ist zur Verkleinerung der Segelfläche vorzugsweise mittels eines quer
verlaufenden Reißverschlusses 140 teilbar. Das Großsegel 134 kann bevorzugt ganz oder
nach Abtrennen eines Teils mittels des Reißverschlusses 140 teilweise auf eine Segellatte
aufgerollt im Inneren des hohlen Großbaumrohres 132 verstaut oder auf eine Welle im
Inneren des hohlen Großbaumrohres 132 aufgerollt werden. Bei einer alternativen Ausführungsform
gemäß Figur 4 ist der Mast 230 mit seinem Mastfuß 231 sehr weit vorn am Bug des mittleren
Rumpfes 12 angeordnet. Er wird in diesem Falle von einem zu beiden Seiten verlaufenden
Gabelbaum-Rigg 238 gehalten. Das Großbaumrohr 232 und das Großsegel 234 sind an diese
geänderte Form angepasst. Auch hier ist das Großsegel 234 bevorzugt mittels eines
Reißverschlusses 240 teilbar und zumindest teilweise ihm Großbaumrohr 232 aufrollbar
bzw. aufgerollt verstaubar.
[0028] Das Wasserfahrzeug 10 verfügt über eine Messvorrichtung 40, die wenigstens einen
nahe des Bugs eines der Rümpfe 12, 14, 16 in einem Drehgelenk 44 angelenkten Schleppstab
42 aufweist. Wenn nur ein Schleppstab 42 vorgesehen ist, ist dieser bevorzugt am mittleren
Rumpf 12 angelenkt. Bei dem mit drei Rümpfen 12, 14, 16 versehenen Wasserfahrzeug
10 können jedoch auch bevorzugt zwei Schleppstäbe 42 an jeweils einem der beiden Seitenrümpfe
14, 16 vorgesehen sein. Der wenigstens eine Schleppstab 42 gleitet mit seinem unteren
Ende auf der Wasseroberfläche, die bei schnellerer Fahrt mit über die Wasseroberfläche
herausgehobenen Rümpfen 12, 14, 16 zwischen einem unteren Niveau 100 und einem oberen
Niveau 102 liegt.
[0029] In einer ersten Variante gemäß Figur 1 weist die Messvorrichtung 40 einen bevorzugt
elektronischen Winkelmesser 46 auf, der im Drehgelenk 44 des Schleppstabes 42 angeordnet
ist und den Auslenkwinkel δ gegenüber der Horizontalen misst. In Figur 1 sind beispielhaft
zwei unterschiedliche Auslenkpositionen 42A und 42B des Schleppstabes 42 gezeigt.
Der vertikale Abstand A
42 bei der Auslenkposition 42A ergibt sich dabei über die einfache Berechnung unter
Verwendung der Winkelfunktion gemäß der Formel:

, wobei L
42 der Länge des Schleppstabes 42 entspricht.
[0030] In einer zweiten Variante gemäß Figur 4 ist wenigstens ein Schleppstab 42 an der
Unterseite des mittleren Rumpfes 12 und/oder eines Seitenrumpfes 14, 16 in einem Drehgelenk
44 drehbar befestigt. Der Schleppstab 42 ist in diesem Fall etwas länger ausgeführt
als bei der ersten Variante und weist an seinem unteren bzw. hinteren Ende eine Reflexionsfläche
43 auf. Das die Reflexionsfläche 43 aufweisende hintere Ende des Schleppstabes 42
gleitet auf der Wasseroberfläche, die sich bei Wellengang zwischen einem unteren Niveau
100 und einem oberen Niveau 102 bewegt. Oberhalb der Reflexionsfläche 43 ist an dem
entsprechenden Rumpf 12, 14, 16 ein Abstandsmesser 48 angeordnet, der über eine Sendeeinrichtung
und eine Empfangseinrichtung verfügt. Die Sendeeinrichtung sendet Strahlen nach unten,
die von der Reflektionsfläche 43 nach oben reflektiert und von der Empfangseinrichtung
des Abstandsmessers 48 aufgenommen werden. Als Strahlen kommen beispielsweise Laser,
Ultraschall oder Radar in Betracht. Die Reflektionsfläche 43 hat in Längsrichtung
des Wasserfahrzeugs 10 eine solche Ausdehnung, die sicherstellt, dass die Strahlen
des Abstandsmessers 48 bei jedem Auslenkwinkel des Schleppstabes 42 auf die Reflektionsfläche
43 auftreffen.
[0031] Der vom Abstandsmesser 48 direkt oder der vom Winkelmesser 46 indirekt gemessene
Abstand A wird einem Steuergerät 50 zugeführt und in diesem ausgewertet. Sofern mehrere
Abstandsmesser 48 und/oder mehrere Winkelmesser 46 am Wasserfahrzeug 10 verteilt vorgesehen
sind, werden alle von diesen gemessenen Abstände A dem Steuergerät 50 zugeführt. Das
Steuergerät 50 steuert mit einem Rechenprogramm die Veränderung des Anstellwinkels
γ der seitlichen T-Tragflächen 240, 260 und optional auch der hinteren T-Tragfläche
220. Hierdurch wird der Abstand A der Rümpfe 12, 14, 16 zur Wasseroberfläche 100 bzw.
102 auf einem gewünschten Niveau gehalten. Die Verstellung des Anstellwinkels γ erfolgt
über eine nicht gezeigte Verstellmechanik, beispielsweise einen im Bereich eines Seitenschwerts
24, 26 oder des Heckruders 22 angeordneten Schrittschaltmotor, der über ein im Inneren
eines Seitenschwerts 24, 26 oder des Heckruders 22 geführtes Betätigungsgestänge auf
ein im Bereich der Schwenkachsen der T-Tragflächen 220, 240, 260 angeordnetes, mit
den T-Tragflächen verbundenes Stellorgan, wie einen Hebel, eine Kurbel oder ein Zahnsegment,
einwirkt.
[0032] Das Wasserfahrzeug 10 ist in drei Betriebsarten betreibbar:
[0033] Die erste Betriebsart betrifft das zu Wasser lassen oder aus dem Wasser holen des
Wasserfahrzeugs oder dessen Fahren in extrem flachem Wasser. In diesem Fall werden
die Seitenschwerter 24, 26 über die Seitenrümpfe 14, 16 nach oben geklappt und das
Heckruder 22 durch den Schwertkasten 222 in die in Fig. 2 mit 22A gestrichelt angedeutete
Position nach oben gezogen. Das Wasserfahrzeug 10 gleitet in diesem Fall mit wenig
Tiefgang auf den beiden Seitenrümpfen 14, 16. Es kann in dieser Betriebsart beispielsweise
durch einen nicht dargestellten Außenbordmotor oder durch Rudern bewegt werden.
[0034] In der zweiten Betriebsart sind die Seitenschwerter 24, 26 und das Heckruder 22 in
ihre Betriebsstellung nach unten geschwenkt bzw. geschoben. Das Wasserfahrzeug 10
gleitet in dieser Betriebsart bei niedrigen Windstärken, beispielsweise unter Windstärke
3 bis 4, im Segelbetrieb weiterhin auf den Seitenrümpfen 14, 16. Der mittlere Rumpf
12 ist aufgrund seiner erhöhten Anordnung in allen Betriebsarten oberhalb der Wasseroberfläche.
[0035] In der dritten Betriebsart oberhalb einer Grenz-Windstärke von beispielsweise 3 bis
4, erzeugen die T-Tragflächen 220, 240, 260 zumindest anfangs noch unterstützt durch
die Stütztragflächen 242, 262 bei einem entsprechenden Anstellwinkel γ Auftriebskräfte,
die die Seitenrümpfe 14, 16 über die Wasseroberfläche 104 nach oben heben. Das Wasserfahrzeug
10 gleitet in diesem Fall mit einem sehr geringen Strömungswiderstand auf den stets
unter der Wasseroberfläche 100 bzw. 102 befindlichen T-Tragflächen 220, 240, 260 und
kann dadurch eine sehr hohe Geschwindigkeit erreichen. Durch die Möglichkeit, die
verschiedenen T-Tragflächen 220, 240, 260 mit einem unterschiedlichen Anstellwinkel
γ anzusteuern, ist das Wasserfahrzeug 10 dabei jederzeit sicher und in einer weitestgehend
horizontalen Anordnung der Rümpfe 12, 14, 16 betreibbar.
[0036] Die Aufnahme von Besatzung und Passagieren erfolgt bevorzugt in Cockpits 121, 122,
die im mittleren Rumpf 12 vorgesehen sind. Das Wasserfahrzeug 10 kann dabei wahlweise
vom vorderen Cockpit 121 oder vom hinteren Cockpit 122 aus gesteuert werden. Für die
Steuerung des Wasserfahrzeugs 10 ist eine Drehung des Heckruders 22 um eine vertikale
Drehachse 23 vorgesehen.
[0037] Auch wenn in den beiden Ausführungsbeispielen jeweils ein Wasserfahrzeug 10 mit drei
Rümpfen 12, 14, 16 gezeigt ist, können sowohl die schwenkbaren Seitenschwerter 24,
26 als auch das anhebbare Heckruder 22 ebenso vorteilhaft in Verbindung mit einem
Wasserfahrzeug verwendet werden, das nur über einen zentralen Rumpf 12 oder nur über
zwei Seitenrümpfe 14, 16 ohne zentralen Rumpf verfügt.
[0038] Auch die innovative Messevorrichtung 40 ist in beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
(indirekte Abstandsmessung über den Winkel oder direkte Abstandsmessung mit Unterstützung
der Reflektionsfläche) ebenso vorteilhaft bei Wasserfahrzeugen mit einem Rumpf oder
zwei Rümpfen einsetzbar.
[0039] Zusätzlich oder alternativ zu einem Teil der Messvorrichtungen 40 können auch elektronische
Kreisel verwendet werden, mittels derer alle Veränderungen der horizontalen Lage in
Längsrichtung ("nick") oder in Querrichtung ("roll") gemessen und an das Steuergerät
50 übermittelt werden. Der gewünschte Ausgleich dieser Lageabweichungen wird vom Steuergerät
50 wiederum durch eine entsprechende Veränderung der Anstellwinkel γ an den verschiedenen
T-Tragflächen 220, 240, 260 gesteuert.
[0040] Die Steuerung der Anstellwinkel γ an den verschiedenen T-Tragflächen 220, 240, 260
wird vom Steuergerät 50 mittels eines Rechenprogramms gesteuert, das die von der einen
Messvorrichtung bzw. von den mehreren Messvorrichtungen 40 sowie die gegebenenfalls
zusätzlich von den elektronischen Kreiseln übermittelten Signale auswertet. Dabei
werden im Steuergerät 50 mehrere aufeinanderfolgende Messwerte integriert und mit
Schwellwerten verglichen, so dass ein um kurzfristige Spitzen oder Täler geglättetes
Auswertungsergebnis als Ausgangsgröße eine sanfte Veränderung der Anstellwinkel γ
an den verschiedenen T-Tragflächen 220, 240, 260 ermöglicht, mittels dem das Wasserfahrzeug
10 ohne hektische Steuerbewegungen in einem weitestgehend konstanten Abstand A zur
Wasseroberfläche 100 bzw. 102 gehalten wird.
[0041] In Fig. 5 sind exemplarisch mehrere Wellenberge WB
0, WB
1 und WB
2 und die dazwischen liegenden Wellentäler WT
1 und WT
2 gezeigt. Vom Wasserfahrzeug 10, das sich in Fig. 5 in Fahrtrichtung F von rechts
nach links bewegt, ist dort vereinfacht nur ein Schleppstab 42 in mehreren aufeinander
folgenden Positionen 42.1, 42.2, 42.3 und 42.4 angedeutet. Die Steuerung im Steuergerät
50 wertet beispielsweise die Tiefe zweier oder mehrerer aufeinanderfolgender Wellentäler
WT
1 und WT
2 in folgender Weise aus:
[0042] Wenn der von der schwimmenden Seite des Schleppstabs 42 gemessene Abstand A zur Wasseroberfläche
bei einem nachfolgenden Wellental WT
2 2 kleiner ist als beim vorhergehenden Wellental WT
1, erfolgt über das Rechenprogramm eine Veränderung des Anstellwinkels γ an den verschiedenen
T-Tragflächen 220, 240, 260 in positiver Richtung. Dadurch wird das Wasserfahrzeug
10 in der Folge etwas mehr nach oben bewegt. Bei einem Wasserfahrzeug 10 mit einer
exemplarischen Länge von etwa 5,5 m, einer exemplarischen Breite von etwa 3,5 m, einer
exemplarischen Segelfläche von etwa 14 m
2 und einem exemplarischen Abstand A der Unterkante des mittleren Rumpfes 12 zur Wasseroberfläche
100 von etwa 1 m werden die T-Tragflächen 220, 240, 260 dabei während der Fahrt konstant
auf einem Niveau T
240,260 gehalten, das um einen exemplarischen Betrag ΔT von etwa 300 mm unter dem vorauslaufend
gemessenen Wellental WT liegt. Um die Steuerung der Höhe der T-Tragflächen 220, 240,
260 sanft und in kleinen Schritten zu gestalten, werden bevorzugt mehr als zwei Wellentäler
WT und Wellenberge WB und dies bevorzugt durch wenigstens zwei an beiden Seitenrümpfen
angelenkte Schleppstäbe 42 ausgewertet. Eine Korrektur erfolgt dann erst, wenn entweder
ein voreingestellter Schwellenwert über- oder unterschritten wird oder wenn der aus
mehreren Werten erkennbare Trend eine Veränderung des Anstellwinkels γ als notwendig
erscheinen lässt. Die Veränderung des Anstellwinkels γ ist mittels eines elektrischen
Schrittschaltmotors sehr feinfühlig im Bereich von etwa 10 Winkelsekunden möglich.
[0043] Wie in Fig. 6 gezeigt, sorgt die elektronische Steuereinrichtung 50 dabei je nach
gemessenem Winkel δ für eine entsprechende Ansteuerung des Anstellwinkels γ. Bei einem
Winkel δ von etwa 10° bis etwa 30° wird ein mit steigendem Winkel δ abnehmend negativer
Anstellwinkel γ an den T-Tragflächen 220, 240, 260 eingestellt. Bei einem Winkel δ
von etwa 30° ist der Anstellwinkel γ gegenüber der Horizontalen gleich null. Bei einem
Winkel δ von etwa 30° bis etwa 70° wird ein mit steigendem Winkel δ zunehmend positiver
Anstellwinkel γ an den T-Tragflächen 220, 240, 260 eingestellt. Die schraffierten
kritischen Bereiche in Fig. 6 mit einem Winkel δ, der kleiner ist als etwa 10° oder
mit einem Winkel δ, der größer ist als etwa 70°, werden durch die elektronische Steuereinrichtung
50 durch eine entsprechende vorauseilende Korrektur des Anstellwinkel γ vermieden,
da es in diesen kritischen Bereichen zu einem Aufsetzen eines Seitenrumpfes 14 bzw.
16 auf der Lee-Seite oder zu einem Austreten einer T-Tragfläche 220 bzw. 240 auf der
Luv-Seite kommen könnte. Insofern ist die in Fig. 5 gezeigte Position 42.1 des Schleppstabes
42, bei der dieser einen Winkel von 0° (mit einer Vertikalen) bildet, nur theoretischer
Natur.
[0044] Eine derartige Steuerung mittels einer elektronischen Steuereinrichtung 50 weist
gegenüber einer bekannten, unmittelbar durch einen Schleppstab gesteuerten mechanischen
Übertragung zur Veränderung des Anstellwinkels γ wesentliche Vorteile auf. Das Wasserfahrzeug
liegt durch das elektronische Eliminieren von nur kurzzeitig oder einmalig auftretenden
Extremwerten bei den Wellenbergen und/oder Wellentälern wesentlich ruhiger im Wasser
und kann dadurch insgesamt komfortabler und mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit
bewegt werden.
[0045] Ein weiterer wesentlicher Vorteile der elektronischen Steuerung mittels des elektronischen
Steuergeräts 50 liegt darin, dass durch eine unterschiedliche Einstellung der Anstellwinkel
γ der seitlichen T-Tragflächen 240, 260 auf beiden Seiten des Wasserfahrzeugs 10 der
Abtrieb auf der Luv-Seite und der Auftrieb auf der Lee-Seite gezielt regelbar ist,
so dass das Wasserfahrzeug 10 wesentlich bessere Fahreigenschaften aufweist und mit
einem günstigeren Winkel am Wind gesegelt werden kann als bisher bekannte Wasserfahrzeuge.
Bezugszeichenliste
| 10 |
Wasserfahrzeug |
132 |
Großbaumrohr |
| 12 |
(mittlerer) Rumpf |
134 |
Großsegel |
| 121 |
(vorderes) Cockpit |
136 |
Vorstag |
| 122 |
(hinteres) Cockpit |
138 |
Wanten |
| 124 |
Planke |
140 |
Reißverschluss |
| 126 |
Planke |
230 |
Mast |
| 128 |
Schwenkachse |
231 |
Mastfuß |
| 14 |
Seitenrumpf |
232 |
Großbaumrohr |
| 16 |
Seitenrumpf |
234 |
Großsegel |
| 22 |
Heckruder |
238 |
Gabelbaum-Rigg |
| 220 |
T-Tragfläche (an 22) |
240 |
Reißverschluss |
| 222 |
Ruderkasten |
40 |
Messvorrichtung |
| 23 |
Drehachse |
42 |
Schleppstab |
| 24 |
Seitenschwert |
43 |
Reflexionsfläche |
| 240 |
T-Tragfläche (an 24) |
44 |
Drehgelenk |
| 241 |
Schwenkachse |
46 |
Winkelmesser |
| 242 |
Stütztragfläche |
48 |
Abstandsmesser |
| 2421 |
Gelenk |
50 |
Steuereinrichtung |
| 2422 |
Befestigungspunkt |
100 |
Wasseroberfläche (Wellental) |
| 244 |
Stützstrebe |
102 |
Wasseroberfläche (Wellenkamm) |
| 2441 |
Befestigung |
|
| 26 |
Seitenschwert |
104 |
Wasseroberfläche (beim Start) |
| 260 |
T-Tragfläche (an 26) |
A |
Abstand |
| 261 |
Schwenkachse |
F |
Fahrtrichtung |
| 262 |
Stütztragfläche |
α |
(seitlicher) Anstellwinkel (von 24, 26) |
| 2621 |
Gelenk |
|
| 2622 |
Befestigungspunkt |
β |
Anstellwinkel nach vorn (von 24, 26) |
| 264 |
Stützstrebe |
|
| 2641 |
Befestigung |
γ |
Anstellwinkel (von 240, 260) |
| 130 |
Mast |
δ |
Winkel (von 42) |
| 131 |
Mastfuß |
|
|
1. Wasserfahrzeug (10) mit wenigstens einem zumindest zeitweise in einem Abstand (A)
über einer Wasseroberfläche (100) befindlichen Rumpf (12, 14, 16), mit wenigstens
einer Messvorrichtung (40) zum Messen des Abstandes (A) des Rumpfes (12, 14, 16) zur
Wasseroberfläche (100) und mit wenigstens einer unter der Wasseroberfläche (100) geführten
Tragfläche (220, 240, 260), deren Anstellwinkel (γ) zur Steuerung des Abstandes (A)
veränderbar ist, wobei zu beiden Seiten eines mittig angeordneten Rumpfes (12) jeweils
ein Seitenrumpf (14, 16) angeordnet ist und wenigstens eine Tragfläche (240, 260)
an einem seitlich des Rumpfes (12, 14, 16) angeordneten Seitenschwert (24, 26) angeordnet
ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Seitenschwerter (24, 26) relativ zum Rumpf (12, 14, 16) nach oben schwenkbar
und in dieser nach oben geschwenkten Position befestigbar ist, und
dass die Seitenschwerter (24, 26) in Ihrer abgesenkten Betriebsstellung in einem Winkel
(α) bezüglich einer Senkrechten nach unten und außen geneigt angeordnet sind..
2. Wasserfahrzeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel α der Seitenschwerter (24, 26) in ihrer abgesenkten Betriebsstellung
gegenüber der Vertikalen etwa 10° bis 20° beträgt.
3. Wasserfahrzeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenschwerter (24, 26) in einem Winkel (β) bezüglich einer Senkrechten nach
vorne unten geneigt angeordnet sind.
4. Wasserfahrzeug (10) mit wenigstens einem zumindest zeitweise in einem Abstand (A)
über einer Wasseroberfläche (100) befindlichen Rumpf (12, 14, 16), mit wenigstens
einer Messvorrichtung (40) zum Messen des Abstandes (A) des Rumpfes (12, 14, 16) zur
Wasseroberfläche (100) und mit wenigstens einer unter der Wasseroberfläche (100) geführten
Tragfläche (220, 240, 260), deren Anstellwinkel (γ) zur Steuerung des Abstandes (A)
veränderbar ist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messvorrichtung (40) wenigstens einen Schleppstab (42) aufweist, dessen oberes
Ende bugseitig gelenkig an einem der Rümpfe (12, 14, 16) oder einem mit diesen verbundenem
Bauteil in einem Drehgelenk (44) angelenkt ist und dessen unteres Ende auf der Wasseroberfläche
(100) gleitet, wobei die von der Messvorrichtung (40) ermittelten Signale als Eingangssignale
einer elektronischen Steuereinrichtung (50) zugeführt werden, die mittels eines Rechenprogramms
die notwendige Verstellung des Anstellwinkels (γ) berechnet und ein entsprechendes
Ausgangssignal an die Stellvorrichtung übermittelt.
5. Wasserfahrzeug nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (40) einen Winkelmesser (46) zur Erfassung des Winkels (δ) des
Schleppstabes (42) aufweist.
6. Wasserfahrzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelmesser (46) im Drehgelenk (44) angeordnet ist.
7. Wasserfahrzeug nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schleppstab (42) am unteren Ende eine Reflexionseinrichtung (421) und die Messvorrichtung
(40) wenigstens einen Abstandsmesser (48) zur Erfassung des Abstandes (A) der Reflexionseinrichtung
(421) zum Rumpf (12, 14, 16) aufweist.
8. Wasserfahrzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsmesser (48) eine Sende- und Empfangseinrichtung für Strahlen, wie Laser,
Ultraschall oder Radar, umfasst.
9. Wasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Anstellwinkels (γ) der Tragfläche (220, 240, 260) relativ zum
Seitenschwert (24, 26) bzw. relativ zu einem Heckruder (22) mittels einer im Inneren
des Seitenschwerts (24, 26) bzw. des Heckruders (22) angeordneten Stellvorrichtung
erfolgt.
10. Wasserfahrzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung eine mechanische Stellvorrichtung ist, die von einem oben im
Bereich des Seitenschwerts (24, 26) bzw. des Heckruders (22) angeordneten Antriebs
erfolgt.
11. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung (50) zur Erfassung und Steuerung der Roll- und Nickbewegungen
des Fahrzeugs zusätzlich ein Eingangssignal eines elektronischen Kreisels übermittelt
wird.
12. Verfahren zum Steuern eines Wasserfahrzeugs (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche mit wenigstens einem zumindest zeitweise über einer Wasseroberfläche (100)
befindlichen Rumpf (12, 14, 16),
• mit wenigstens einer Messvorrichtung (40) zum Messen des Abstandes (A) des Rumpfes
(12, 14, 16) zur Wasseroberfläche (100),
• mit wenigstens einer unter der Wasseroberfläche (100) geführten Tragfläche (220,
240, 260), deren Anstellwinkel (γ) zur Steuerung des Abstandes (A) veränderbar ist,
• wobei die Messvorrichtung (40) wenigstens einen Schleppstab (42) aufweist, dessen
oberes Ende gelenkig an einem der Rümpfe (12, 14, 16) oder einem mit diesen verbundenem
Bauteil in einem Drehgelenk (44) angelenkt ist, und wobei das untere Ende des Schleppstabs
(42) auf der Wasseroberfläche (100) gleitet,
• wobei die von der Messvorrichtung (40) ermittelten Signale als Eingangssignale einer
elektronischen Steuereinrichtung (50) zugeführt werden, die mittels eines Rechenprogramms
die notwendige Verstellung des Anstellwinkels (γ) berechnet und ein entsprechendes
Ausgangssignal an die Stellvorrichtung übermittelt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50) zusätzlich von elektronischen Kreiseln übermittelte Signale
auswertet.
14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (50) mehrere aufeinanderfolgende Messwerte integriert und
mit Schwellwerten verglichen werden, so dass ein um kurzfristige Spitzen oder Täler
geglättetes Auswertungsergebnis als Ausgangsgröße eine sanfte Veränderung der Anstellwinkel
(γ) an den verschiedenen Tragflächen (220, 240, 260) ermöglicht, mittels dem das Wasserfahrzeug
(10) in einem weitestgehend konstanten Abstand (A) zur Wasseroberfläche (100 bzw.
102) gehalten wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleppstab (42) eine Länge (L42) aufweist und zur Ermittlung des Abstands (A42) ein in einem Drehgelenk (44) des Schleppstabes (42) gemessener Winkel (δ) verwendet
wird, wobei sich der vertikale Abstand (A42) bei einer Auslenkposition (42A) des Schleppstabes (42) gemäß der Formel A42 = sin δ * L42 ergibt.
1. Watercraft (10) having at least one hull (12, 14, 16) located at least partially at
a distance (A) above the water surface (100), having at least one measuring device
(40) for measuring the distance (A) of the hull (12, 14, 16) from the water surface
(100) and having at least one foil (220, 240, 260) conducted under the water surface
(100), the angle of attack (γ) of said foil for controlling the distance (A) being
variable, wherein a side hull (14, 16) is arranged on either side of a centrally located
hull (12) and at least one foil (240, 260) is arranged on a leeboard (24, 26) disposed
to the side of the hull (12, 14, 16),
characterized in that
the leeboards (24, 26) are upwardly pivotable relative to the hull (12, 14, 16) and
can be fastened in this upwardly pivoted position and that
the leeboards (24, 26) are arranged tilted downwardly and outwardly in their lowered
operating position at an angle (α) relative to a perpendicular.
2. Watercraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the angle of inclination α of the leeboards (24, 26) in their lowered operating position
is roughly 10° to 20° relative to the vertical.
3. Watercraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the leeboards (24, 26) are arranged tilted forwards at the bottom at an angle (β)
relative to a perpendicular.
4. Watercraft (10) having at least one hull (12, 14, 16) located at least partially at
a distance (A) above the water surface (100), having at least one measuring device
(40) for measuring the distance (A) of the hull (12, 14, 16) from the water surface
(100) and having at least one foil (220, 240, 260) conducted under the water surface
(100), the angle of attack (γ) of said foil for controlling the distance (A) being
variable, according to one of the preceding claims
characterized in that
the measuring device (40) has at least one drag bar (42), the upper end of which is
hinged in a swivel joint (44) in an articulated manner to one of the hulls (12, 14,
16) or to a component connected thereto at the bow end and the lower end of which
glides on the water surface (100), wherein the signals detected by the measuring device
(40) are supplied as input signals of an electronic control device (50), which calculates
the necessary adjustment of the angle of attack (γ) by means of a computing program
and transmits a corresponding output signal to the operating device.
5. Watercraft according to Claim 4,
characterized in that the measuring device (40) has an angle meter (46) for determining the angle (δ) of
the drag bar (42).
6. Watercraft according to Claim 5,
characterized in that the angle meter (46) is arranged in the swivel joint (44).
7. Watercraft according to Claim 4,
characterized in that the drag bar (42) has a reflection device (421) at the lower end and the measuring
device (40) has at least one distance meter (48) for determining the distance (A)
of the reflection device (421) to the hull (12, 14, 16).
8. Watercraft according to Claim 7,
characterized in that the distance meter (48) comprises a transmitter device and a receiver device for
beams such as laser, ultrasound or radar.
9. Watercraft according to one of the preceding claims,
characterized in that the adjustment of the angle of attack (γ) of the foil (220, 240, 260) relative to
the leeboard (24, 26) or relative to a stern rudder (22) takes place by means of an
adjustment mechanism arranged within the leeboard (24, 26) or the stern rudder (22).
10. Watercraft according to Claim 9,
characterized in that the adjustment mechanism is a mechanical adjustment mechanism involving a drive disposed
at the top in the region of the leeboard (24, 26) or the stern rudder (22).
11. Watercraft according to one of the Claims 4 to 10,
characterized in that an input signal from an electronic gyro is transmitted to the control unit (50) for
determining and controlling the rolling and pitching movements of the craft.
12. Method for controlling a watercraft (10) according to at least one of the preceding
claims having at least one hull (12, 14, 16) located at least partially above the
water surface (100),
• having at least one measuring device (40) for measuring the distance (A) of the
hull (12, 14, 16) from the water surface (100),
• having at least one foil (220, 240, 260) conducted under the water surface (100),
the angle of attack (γ) of said foil for controlling the distance (A) being variable,
• wherein the measuring device (40) has at least one drag bar (42), the upper end
of which is hinged in a swivel joint (44) in an articulated manner to one of the hulls
(12, 14, 16) or to a component connected thereto and wherein the lower end of the
drag bar (42) glides on the water surface (100),
• wherein the signals detected by the measuring device (40) are supplied as input
signals of an electronic control device (50), which calculates the necessary adjustment
of the angle of attack (γ) by means of a computing program and transmits a corresponding
output signal to the operating device.
13. Method according to Claim 12, characterized in that the control device (50) additionally evaluates signals transmitted by electronic
gyros.
14. Method according to Claim 11 or 12, characterized in that a plurality of consecutive measurements is integrated in the control unit (50) and
compared with threshold values, so that an evaluation result smoothed of short-term
peaks and troughs as the output variable facilitates a smooth change in the angle
of attack (γ) at the different T-foils (220, 240, 260), by means of which the watercraft
(10) is held at a largely constant distance (A) from the water surface (100 or 102).
15. Method according to one of the Claims 12 to 14, characterized in that the drag bar (42) has a length (L42) and an angle (δ) measured in a swivel joint (44) of the drag bar (42) is used to
determine the distance (A42), wherein the vertical distance (A42) results with a deflection position (42A) of the drag bar (42) according to the formula
A42 = sin δ * L42.
1. Bateau (10) présentant
au moins une coque (12, 14, 16) située à une distance (A) au-dessus de la surface
(100) de l'eau,
au moins un dispositif de mesure (40) qui mesure la distance (A) entre la coque (12,
14, 16) et la surface (100) de l'eau et
au moins une surface portante (220, 240, 260) guidée en dessous de la surface (100)
de l'eau et dont l'angle d'incidence (γ) peut être modifié pour commander la distance
(A),
au moins une coque latérale (14, 16) étant disposée sur chacun deux côtés d'une coque
(12) disposée centralement et au moins une surface porteuse (240, 260) étant disposée
sur une dérive latérale (24, 26) disposée latéralement par rapport à la coque (12,
14, 16),
caractérisé en ce que
la dérive latérale (24, 26) peut pivoter vers le haut par rapport à la coque (12,
14, 16) et peut être immobilisée dans cette position inclinée vers le haut et
en ce que dans leur position de fonctionnement abaissée, les dérivées latérales (24, 26) sont
inclinées vers le bas et l'extérieur sous un angle (α) par rapport à la verticale.
2. Bateau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison α des dérives latérales (24, 26) placées dans leur position
abaissée est d'environ 10° à 20° par rapport à la verticale.
3. Bateau selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dérives latérales (24, 26) sont inclinées vers l'avant et le bas sous un angle
(β) par rapport à la verticale.
4. Bateau (10) présentant au moins une coque (12, 14, 16) située à une distance (A) au-dessus
de la surface (100) de l'eau, au moins un dispositif de mesure (40) qui mesure la
distance (A) entre la coque (12, 14, 16) et la surface (100) de l'eau et au moins
une surface portante (220, 240, 260) guidée en dessous de la surface (100) de l'eau
et dont l'angle d'incidence (γ) peut être modifié pour commander la distance (A) selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (40) présente au moins une barre traînante (42) dont l'extrémité
supérieure est articulée en proue sur l'une des coques (12, 14, 16) ou sur un composant
relié à ces coques par une articulation de rotation (44) et dont l'extrémité inférieure
glisse sur la surface (100) de l'eau et en ce que les signaux relevés par le dispositif de mesure (40) sont apportés en tant que signaux
d'entrée à un dispositif électronique de commande (50) qui calcule l'ajustement nécessaire
de l'angle d'incidence (γ) au moyen d'un programme de calcul et transmet au dispositif
d'ajustement un signal de sortie qui y correspond.
5. Bateau selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (40) présente un dispositif (46) de mesure d'angle qui saisit
l'angle (δ) de la barre traînante (42).
6. Bateau selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif (46) de mesure d'angle est disposé dans l'articulation de rotation
(44).
7. Bateau selon la revendication 4, caractérisé en ce que la barre traînante (42) présente à son extrémité inférieure un dispositif réfléchissant
(421) et en ce que le dispositif de mesure (40) présente au moins un dispositif (48) de mesure de distance
qui relève la distance (A) entre le dispositif réfléchissant (421) et la coque (12,
14, 16).
8. Bateau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (48) de mesure de distance comporte un dispositif émetteur et un dispositif
récepteur de rayonnement, par exemple de rayonnement laser, ultrasonique ou radar.
9. Bateau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ajustement de l'angle d'incidence (γ) de la surface porteuse (220, 240, 260) par
rapport à la dérive latérale (24, 26) ou par rapport à un gouvernail arrière (22)
s'effectue au moyen d'un dispositif d'ajustement disposé à l'intérieur de la dérive
latérale (24, 26) ou du gouvernail arrière (22).
10. Bateau selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif d'ajustement est un dispositif mécanique d'ajustement qui est réalisé
par un entraînement disposé au niveau de la dérive latérale (24, 26) ou du gouvernail
arrière (22).
11. Bateau selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'un signal d'entrée d'un circuit électronique est transmis en supplément au dispositif
de commande (50) pour relever et commander les déplacements de roulis et de tangage
du bateau.
12. Procédé de commande d'un bateau (10) selon au moins l'une des revendications précédentes
et qui présente
au moins une coque (12, 14, 16) située au moins une partie du temps au-dessus de la
surface (100) de l'eau,
au moins un dispositif de mesure (40) qui mesure la distance (A) entre la coque (12,
14, 16) et la surface (100) de l'eau,
au moins une surface portante (220, 240, 260) guidée en dessous de la surface (100)
de l'eau et dont l'angle d'incidence (γ) peut être modifié pour commander la distance
(A),
le dispositif de mesure (40) présentant au moins une barre traînante (42) dont l'extrémité
supérieure est articulée sur l'une des coques (12, 14, 16) ou sur un composant relié
à ces coques par une articulation de rotation (44) et dont l'extrémité inférieure
glisse sur la surface (100) de l'eau,
les signaux relevés par le dispositif de mesure (40) étant apportés en tant que signaux
d'entrée à un dispositif électronique de commande (50) qui calcule au moyen d'un programme
de calcul l'ajustement nécessaire de l'angle d'incidence (γ) et transmet au dispositif
d'ajustement un signal de sortie qui y correspond.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de commande (50) évalue de plus les signaux transmis par des circuits
électroniques.
14. Procédé selon les revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que plusieurs valeurs de mesure successives sont intégrées dans le dispositif de commande
(50) et sont comparées à des valeurs de seuil de telle sorte qu'un résultat de l'évaluation
dont les pointes ou creux de courte durée sont lissés permette en tant que grandeur
de sortie une modification progressive de l'angle d'incidence (γ) sur les différentes
surfaces porteuses (220, 240, 260) de telle sorte que le bateau (10) soit maintenu
à une distance très largement constante (A) par rapport à la surface (100 ou 102)
de l'eau.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la barre traînante (42) présente une longueur (L42) et en ce qu'un angle (δ) mesuré sur l'articulation de rotation (44) de la barre traînante (42)
est utilisé pour déterminer la distance (A42), la distance verticale (A42) qui s'établit lorsque la barre traînante (42) est déviée une la position de déploiement
(42A) étant donnée par la formule A42 = sin δ * L42.
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