EP0241492A1

EP0241492A1 - Schiff

Info

Publication number: EP0241492A1
Application number: EP19860905708
Authority: EP
Inventors: Silvan Hess
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1987-10-21
Also published as: WO1987002321A1

Description

S c f f

Die vorliegende Erfindung bezieht sich sowohl auf Schiffe, die auf der Wasseroberfläche fahren, als auch auf Unterwasserschiffe.

Abgesehen von ponton-ähnlichen Schwimmkörpern werden die in's Wasser eintauchenden Teile von Booten und Schiffen, insbesondere von schnellen Schiffen, hinsichtlich eines kleinen Strömungswiderstandes gebaut. Bei Lastschiffen tritt der allgemeine Wirtschaftlichkeitsaspekt in den Vor- dergrund. Bei Vergnügungsschiffen wie Ruder-, Segel- und Motorbooten spielen eher Schnelligkeit, Leichtigkeit und kleine Herstellungskosten eine vorherrschende Rolle. Selbstverständlich bleiben diese Gesichts¬ punkte auch bei kommerziellen Wasserfahrzeugen gültig, können aber nicht ohne Einbezug von Fassungsvermögen und Berücksichtigung von Hafengängig- keit, Wendigkeit und Befahrens von engen Wasserstrassen für. sich opti¬ miert werden. Beim Bau von Schiffen aus plastischen Materialien wie Beton oder Kunst¬ stoff werden Giess-, Press- oder Auflageformen benötigt; bei Schiffen aus Stahl oder Holz wird die Bootsschale in der Regel auf das Spanten- gerüst aufgebaut. In diesem Fall gelangen, zumindest ursprünglich, ebene Bauteile, Blechtafeln oder Bretter zur Anwendung. Soll der Bootskörper optimale Strömungsform erhalten, so ist diese in der Regel in wesent¬ lichen Teilen räumlich gekrümmt, das heisst ohne ebene Abwicklung. Das macht die Herstellung der genannten Giess-, Press- und Auflageformen aufwendig und teuer und zwingt bei Stahl- und Holzbooten zum räumlichen Verfor en des Ausgangsmcterials.

Das erfindungsgemässe Schiff zeichnet sich dagegen dadurch aus, dass sein in der Fortbewegung im Wasser eingetauchter Teil der Hülle ebene Abwicklung aufweist, die folgender assen zustande kommt: Zwei n zuein- ander senkrecht stehenden Ebenen liegende Ellipsen (unter Einschluss von Kreisen) schneiden einander so, dass jeweils die Peripherielinie der einen durch das Zentrum der anderen verläuft. Diese Ellipsenkombination wird auf einer Ebene abgewälzt, wobei die Peripheriel nien auf der Ebene die Konturen der Mantelfläche der abwickelbaren Raumform bezeichnen. Diese Kontur ist mit den Mitteln der Mathematik und der Geometrie ermittelbar, die aber hier nicht dargestellt werden. Diese Raumform wird als Ganzes für ein Unterwasserschiff verwendet. Soll ein Oberflächen¬ wasserfahrzeug gebaut werden, so wird durch einen ebenen Längsschnitt jener Teil der Raumform ausgewählt, der bei Fahrt unter Wasser zu liegen kommt, in aller Regel höchstens deren Hälfte.

Durch Variation der Exzentrizitäten und der Stellung der Achsen der Ellipsen können die Bootskörper in weiten Bereichen dem vorgesehenen Verwendungszweck und Geschwindigkeitsbereich angepasst werden. Grosse; Vorteile ergeben sich gleichermassen beim Formenbau für die Verwendung von plastischen Werkstoffen als auch beim Aufbau aus ebenen Platten, seien diese aus Blech, Holzfournieren oder dergleichen. Mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung wird der Erfin .ur.gsgedanke anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 zwei gleiche gekreuzte Ellipsen

Fig. 2 zvei Ellipsen mit gleicher Achse aber unterschiedlicher Exzentrität

Fig. 3 Das Fig. 1

Fig. 4 Einen ersten erfindungsgemässen Bootskörper, beruhend auf F'g. 1 und 3

Fig. 5 einen zweiten, gegenüber Fig. 4 langgestreckten Bootskörper

Fig. 6 ein erfindungsgemässes Unterwasserschiff in Auf- und Grundriss

Fig. 7 ein erfindungsgemässes Stabilisier- und/oder Steuerorgar. Fig. 1 zeigt zwei identische Ellipsen 1,2. Die Ellipse 1 liegt in der Vertikalebene, die Ellipse 2 in der Horizontalebene. Die Ellipsen 1,2 schneiden einander in den respektiven Zentren 3,4 und haben die grosse Halbachse 29 gemeinsam. Eine solche Konfiguration wird fortan das er- zeugende Ellipsenpaar genannt.

In Fig. 2 sind zwei weitere Ellipsen 5,6 als erzeugendes Ellipsenpaar dargestellt. Sie haben die gleiche relative Lage wie die in Fig. 1 ge¬ zeigten. Die grosse Halbachse der Ellipse 6 ist hier die kleine Halb- achse der Ellipse 5, deren grosse Achse somit vertikal steht. Weitere nicht gezeichnete Varianten zu den Fig. 1 und 2 sind beispielsweise zwei Ellipsen, die die kleine Halbachse gemeinsam haben, oder zwar eine gemeinsame grosse Halbachse aufweisen, aber verschiedene Exzentrizität haben. Ebenfalls eingeschlossen ist die Entartung beider Ellipsen zum Kreis.

Lässt man ein erzeugendes Ellipsenpaar gemäss Fig. 1 .auf einer Ebene abwälzen, so ergibt sich die in Fig. 3 gezeigte ebene Abwicklung 25, begrenzt durch die Kontur 26. Eingezeichnet sind die Punkte A,A',B,B', die jeweils dem Schnittpunkt der kleinen Achse mit der Ellipsenperi- pherie entsprechen. Zur Verdeutlichung der Abwälzbewegung sind die Verbindungslinien dieser Schnittpunkte ebenfalls in Fig. 3 eingetragen. Wird die in Fig. 3 gezeigte Kontur 26 auf ein ebenes, biegefähiges Mate¬ rial übertragen und die durch die Kontur 26 gegebene Fläche ausgeschnit¬ ten, so kann diese Fläche entlang der zwei Schnittkanten AB wieder zu- sammengefügt werden.

Durch einen Schnitt durch diese nun entstandene Raumform= in der Ebene der Ellipse 1 gemäss Fig. 1 ergibt sich die in Fig. 4 gezeigte, erfin- dungsgemässe Bootsform 27. Die erzeugenden Ellipsen 1,2 sind zur Ver- deutlichung eingetragen. Das eine Ende der Ellipse 2 bildet den Bug 7 des Bootskörpers, das gegenüber liegende Ende der Ellipse 1 das Heck 8.

Je nach dem Verwendungszweck des Schiffes können aber Bug 7 und Heck 8 vertauscht werden.

In Fig. 5 ist ein weiteres erfindungsgemässes Schiff 28 dargestellt, Das erzeugende Ellipsenpaar besteht hier aus zwei sehr langgestreckten Ellipsen 9, 10. Schiffe mit langgestreckten Bootkörpern wie Kajaks und Katamarane weisen daher Längenverhältnisse in den erzeugenden Ellipsen von beispielsweise a:b 10:1 auf, wobei a_ die grosse, b_ die kleine Halb¬ achse der Ellipse bedeuten. Auf der Grundform des Katamarans - also eines Schiffes mit zwei parallel liegenden, miteinander starr verbun¬ denen Bootskörpern - aufgebaut sind Schiffe mit motorischem Antrieb, Antrieb durch Muskelkraft (Pedalos) oder Segelboote.

Fig. 6a,b zeigt in Auf- und Grundriss ein Unterwasserboot. Die Hülle 11 des Unterwasserbootes ist die Abwälzfläche des erzeugenden Ellipsen¬ paares bestehend aus den Ellipsen 12,13. Fig. 6a ist der Aufriss des Unterwasserbootes dessen Bug mit 14 bezeichnet ist. Sein Heck 15 trägt die Steuerorgane, bestehend aus einem zweiteiligen Querruder 16 und einem hinteren zweiteiligen Höhenruder 17. Ergänzt wird die Höhensteue- rung durch zwei vordere Höhenruder 18 gemäss dem Grundriss Fig. 6b. Auf die Konstruktion der Ruderflächen wird in Fig. 7 gesondert eingegangen. Am Heck 15 ist schematisch ein Antriebsorgan 19 eingezeichnet. Dieses Antriebsorgan sei beispielsweise ein konventioneller Verstellpropeller oder ein Antrieb gemäss CH-Patentgesuch 484/85-0.

Fig. 7 zeigt den Kiel 20 eines Segelbootes gemäss der Konstruktion von Fig. 4. Eine langgestreckte Ellipse 21, die in der Horinzontalebene liegt, wird - wie in Fig. 2 gezeigt - geschnitten von einer Ellipse 22, deren grosse Halbachse 23 vertikal steht. Deren kleine Halbachse 24 fällt zusammen mit der grossen Halbachse der Ellipse 21. Die Ellipsen 21,22 bilden ein erzeugendes Ellipsenpaar im Sinne von Fig. 1. Durch Abwälzen auf einer Ebene und Halbieren durch einen Horizontalschnitt entsteht der gezeigte Kiel 20.Es ist ein Erfindungsgedanken mitenthal¬ ten, dass weitere Stabilisierorgane wie Schwerter oder, im Falle von Unterwasserschiffen, feststehende und bewegliche Höhenruder oder der¬ gleichen, nach derselben Konstruktionsidee erzeugt werden. Die Höhen¬ ruder 17,18 gemäss Fig. 6 werden in analoger Weise erzeugt. An die Stelle von halbierenden Schnitten treten dann geeignete Schnittfl chen, die einen glatten Uebergang der Bootskörper an die Stabilisier- und Steuerorgane (Kiel 20, Höhenruder 17,18) ermöglichen.

Claims

Patentansprüche

1) Schiff, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil der Hülle, der während der Fortbewegung im Wasser eingetaucht ist, eine ebene Abwicklung (25) aufweist, die dadurch erzeugt wird, dass zwei in zueinander senkrecht stehenden Ebenen liegende Ellipsen (1,2), unter Einschluss von Kreisen, die eine Halbachse (29) gemeinsam haben und einander so schneiden, dass jeweils die Peripherielinie der einen durch das Zentrum der anderen verläuft, auf einer Ebene abgewälzt werden, und je nach Bauart und Ver- wenduπgszweck des Schiffes verschieden grosse Teile dieser Abwicklung die Hülle des Schiffsrumpfes bilden.,

2) Schiff nach Patentanspruch 1 als Unterwasserboot ausgebildet, dadurch gekennzeichnet dass, die ganze Abwicklung die Hülle bildet.

3) Schiff nach Patentanspruch 1 als Oberflächenwasserfahrzeug ausgebil¬ det, dadurch gekennzeichnet, dass höchstens die Hälfte der Abwicklung die Hülle bildet.

4) Schiff nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel zueinander liegende, miteinander starr verbundene Bootskörper vorhanden sind.

5) Schiff nach Patentanspruch 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruder und Stabilisierorgane wie Kiel und Schwerter ebenfalls eine ebene Abwicklung aufweisen, die dadurch erzeugt wird, dass zwei in zueinander senkrecht stehenden Ebenen liegende Ellipsen (21,22), unter Einschluss von Kreisen, die eine Halbachse 24 gemeinsam haben und einan¬ der so schneiden, dass jeweils die Peripherielinie der einen so durch das Zentrum'der anderen verläuft, auf einer Ebene abgewälzt werden.

6) Schiff nach Patentanspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass es mit motorischen Mitteln angetrieben wird. 7) Schiff nach Patentanspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass es mit Muskelkraft angetrieben wird.

8)Schiff nach Patentanspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass es ein Segelboot ist.