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Dokumentenidentifikation DE202004017715U1 28.04.2005
Titel Katamaran-Rumpf
Anmelder Egner, Peter, 83071 Stephanskirchen, DE
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 80336 München
DE-Aktenzeichen 202004017715
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 28.04.2005
Registration date 24.03.2005
Application date from patent application 15.11.2004
IPC-Hauptklasse B63B 1/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Katamaran-Rumpf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Katamarane zählen aufgrund ihrer geringen benetzten Oberfläche und der vergleichsweise großen Segelfläche zu den schnellsten windbetriebenen Wasserfahrzeugen. Einer der bekanntesten Katamaran-Typen ist der Tornado, der derzeit noch olypmischen Status genießt. Es handelt sich dabei um eine vergleichsweise alte Konstruktion, bei der der Rumpfquerschnitt vom Unterwasserschiff zum Decksbereich hin (im Querschnitt gesehen) breiter wird. Derartige Konstruktionen haben insbesondere in rauen Gewässern den Nachteil, dass der Bug bei Halbwind- oder Raumschotskursen unterschneidet und dann aufgrund der vorbeschriebenen Geometrie nicht genügend Auftrieb entwickelt, so dass der Bug weiter abtaucht und der Katamaran schlagartig abgebremst wird und sich überschlägt.

In jüngster Zeit wurde vom Anmelder ein neues Rumpfkonzept entwickelt, bei dem das Unterwasserschiff wesentlich breiter als der Decksbereich ausgebildet ist. Das heißt, der Rumpf verbreitert sich tropfenförmig nach unten hin. Aus dieser Geometrie resultiert die für diese neuen Bootstypen charakteristische Bugform, bei der der Bug zum Unterwasserschiffbereich hin vorspringt. Bei herkömmlichen Lösungen, wie beispielsweise beim Tornado und ähnlichen veralteten Konzepten springt der Bug zum Decksbereich hin vor, wie dies üblicherweise auch bei Einrumpfbooten der Fall ist. Der besondere Vorteil dieses neuen Rumpfkonzepts liegt darin, dass aufgrund des großen Volumens im Unterwasserschiffsbereich der Katamaran im Fall eines Unterschneidens nicht abtaucht sondern die Welle durchschneidet ohne an Geschwindigkeit zu verlieren, so dass insbesondere in rauen Revieren erheblich höhere Bootsgeschwindigkeiten realisierbar sind. Das neue Rumpfkonzept wurde unter anderem konsequent bei Katamaranen der A-Klasse umgesetzt. Es handelt sich dabei um eine freie Konstruktionsklasse, bei der lediglich einige wenige Abmessungen vorgegeben sind. Der vom Anmelder entwickelte Bootstyp "Flyer" (siehe www.flyer-cat.de) hat sich bei den A-Katamaranen gegenüber den herkömmlichen Konstruktionen durchgesetzt, so dass die Wettbewerber gezwungen waren, entweder dieses Konstruktionskonzept zu kopieren oder beim Anmelder Lizenz zu nehmen.

Im Zuge der Weiterentwicklung dieses Konzepts ist man bemüht, den statischen und hydrodynamischen Auftrieb bei möglichst geringem Rumpfgewicht zu maximieren. Durch die Klassenvorschriften ist – wie beispielsweise beim A-Katamaran – ein Mindestgewicht vorgeschrieben, die Hersteller versuchen jedoch, dieses Mindestgewicht bei maximaler Festigkeit des Bootes zu unterschreiten und dann durch optimal in der Schiffsmitte plazierte Zusatzgewichte die Klassenvorschriften einzuhalten.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Katamaran-Rumpf mit verbessertem Auftrieb und minimalem Gewicht zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Rumpf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist der Rumpfbereich zwischen seinem Bug und einer Aufnahme für einen Vorderbeam mit einer Decksstufe ausgebildet, über die der Rumpf zum Bug hin erhöht ist. Das heißt, das Volumen des Rumpfes ist im vorderen, für das Unterschneiden maßgeblichen Bereich erhöht. Diese Konstruktion ermöglicht es, den Rumpf bei einem äußerst geringen Gewicht mit maximalem Auftrieb auszubilden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Bereich dieser Decksstufe eine Aufnahme oder ein Auge integriert, an dem ein Riggstützdraht, insbesondere ein Vorstag befestigbar ist. Dieses Auge ist vorzugsweise in den Rumpf integriert, wobei es die Decksstufe ermöglicht, die Krafteinleitung in den Rumpf optimal zu gestalten. Bei dem eingangs beschriebenen Bootstyp "Flyer" ist das Vorstag an einem Niro-Pütting befestigt, das in den Rumpf einlaminiert ist. Zur Aufnahme der erheblichen Zugkräfte muss dabei im Bereich des Püttings ein Spant in den Rumpf eingesetzt werden, der in Verlängerung des Vorstags verläuft und über den die Kräfte in den Rumpf eingeleitet werden. Dieser Spant erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand und erhöht darüber hinaus noch das Gewicht des Katamarans. Durch das integrierte Auge kann auf diesen Spant verzichtet werden, wobei durch die Integration des Auges in die Decksstufe auf ein gesondertes Bauelement, wie beispielsweise das Niro-Pütting verzichtet werden kann.

Erfindungsgemäß wird es besonders bevorzugt, wenn dieses Auge in eine Formtrennebene des Rumpfes liegt - vorzugsweise wird das Auge somit mittig in einer Längsmittelebene des Rumpfes liegen. Dies erleichtert die Herstellung des Auges wesentlich, da jeweils ein Teilbereich des Auges in einer Formteilhälfte vorlaminiert und dann beim Zusammenfügen der beiden Rumpfhälften fertiggestellt wird. Beim Laminieren werden dann im Bereich dieses Auges besondere hochfeste Lagen einlaminiert, über die die Krafteinleitung vom Vorstag in den Rumpf erfolgt – es ist jedoch nicht erforderlich beim Zusammensetzen der beiden Rumpfhälften einen eigenen Spant einzusetzen. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass durch die mittige Anordnung des Auges im Bereich der Decksstufe eine nahezu laminare Anströmung im Bereich der Vorstagbefestigung gewährleistet ist, da dieser Augbereich strömungsgünstig gestaltet werden kann – bei den herkömmlichen Lösungen war dies aufgrund des eingesetzten Niro-Püttings nicht möglich. Der Anbindungsbereich des Vorstags an den Rumpf wird beim Durchfahren einer Welle mit minimalem hydrodynamischen Widerstand umströmt, so dass die auf den Rumpf in Richtung Unterschneiden wirkenden Kräfte gegenüber den herkömmlichen Lösungen minimal sind.

Die Festigkeit des Auges und dessen Umströmung ist optimal, wenn dieses sich zum Deck hin erweitert, wobei die Decksstufe vorzugsweise über hohlkehlige Ausnehmungen im niedrigeren Bereich des Decks ausläuft.

Das beim erfindungsgemäßen Konzept vorgesehene Auge wird vorzugsweise kreissegmentförmig ausgebildet.

Bei Hi-Tech-Konstruktionen werden der Rumpf und des Auge vorzugsweise aus Carbonfaser hergestellt.

Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich zwar bei herkömmlichen Konstruktionen, wie beim Tornado einsetzen, es wird jedoch bevorzugt, diese Decksstufe bei dem vom Anmelder entwickelten Rumpfkonzept anzuwenden, bei dem der Rumpfquerschnitt sich zum Unterwasserschiffbereich hin tropfenförmig erweitert.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Teildarstellung eines Katamarans;

2 eine Detailansicht einer Decksstufe aus 1 und

3 eine Draufsicht auf die Decksstufe aus 2.

1 zeigt eine stark vereinfachte Seitenansicht eines A-Katamarans des Typs "Flyer". Ein derartiger Katamaran 1 hat zwei Rümpfe (in 1 lediglich einer dargestellt) 2, die über einen Vorderbeam 4 und einen Hinterbeam 6 miteinander verbunden sind. Im Bereich zwischen den beiden Beams 4, 6 und den beiden Rümpfen 2 ist ein nicht dargestelltes Trampolin aufgespannt, auf dem der Fahrer sitzt. Auf dem Vorderbeam 4 ist mittels eines Mastfußes 8 ein Mast 10 drehbar gelagert, der über eine Want 12 sowie ein Vorstag 14 an jeweils einen Rumpf 2 abgestützt ist. Die Want 12 wird dabei über einen seitlich im Rumpf 2 befestigten Wantenbeschlag 16 am Rumpf 2 befestigt, während das Vorstag 14 erfindungsgemäß an einem Auge 18 befestigt ist, das im Bereich einer Decksstufe 20 des Rumpfs 2 ausgebildet ist. Über diese Decksstufe 20 ist der Rumpf gegenüber dem sich vom Vorderbeam zum Auge 18 hin erstreckenden Bereich stufenförmig erhöht, wobei diese Stufe sich bis hin zu einem Bug 22 des Rumpfs 2 erstreckt.

In 1 ist zusätzlich ein Schnitt entlang der Linie A–A dargestellt. Aus dieser Schnittdarstellung erkennt man, dass der Rumpf die für den "Flyer" typische Tropfenform mit einem sehr flachen, vergleichsweise breiten Unterwasserschiff 24 und einem sich zum Deck 26 hin verjüngenden Rumpfquerschnitt aufweist. Demgemäß ist das Auge 18 im Übergang zwischen dem erhöhten, bugseitigen Decksabschnitt 28 und dem dahinterliegenden, sich bis zum Vorderbeam 4 erstreckenden niedrigeren Decksabschnitt 30 in einer Trennebene 32 des Rumpfes 2 angeordnet.

Die Rümpfe des Typs "Flyer" werden in zwei Formhälften laminiert und anschließend zusammengesetzt, wobei die Trennebene 32 in der Hochachse (siehe Schnitt A–A) des Rumpfes verläuft. Demgemäß wird beim Laminieren in der Formhälfte jeweils ein Teilbereich des Auges 18 ausgeformt und dieses dann beim Zusammensetzen des Rumpfes komplettiert. Rumpf 2 und Auge 18 sind aus hochfestem Faserwerkstoff, vorzugsweise aus Kohlefasermaterial hergestellt.

Einzelheiten der Augkonstruktion werden nun anhand der 2 und 3 erläutert, die eine Detaildarstellung des in 1 strichpunktiert herausgehobenen Bereiches zeigen. Gemäß den 2 und 3 geht der erhöhte Decksabschnitt 28 über zwei Hohlkehlen 34, 36 in den niedrigeren Decksabschnitt 30 über. Zwischen den beiden Hohlkehlen 34, 36. verbleibt ein Augsteg 38, der in Querrichtung (quer zur Längsachse des Katamarans) von einem Augdurchbruch 40 durchsetzt ist. Die Hohlkehlen 34, 36 sind so ausgebildet, dass sich der Augsteg 38 vom erhöhten Decksabschnitt 28 hin zu einer Einschnürung 42 verjüngt und anschließend sich zum niedrigeren Decksabschnitt 30 hin über eine Basis 44 erweitert. Die Übergangsbereiche des Augstegs 38 zu den Decksabschnitten 28, 30 sind verrundet, um eine kontinuierliche Krafteinleitung zu gewährleisten und die Kerbwirkung zu minimieren. Gemäß 3 verläuft die Trennebene 32 dabei in der senkrecht auf der Zeichenebene stehenden Mittelebene des Augstegs 38. Die den Augsteg 38 ausbildenden Formelemente sind in die Formhälften des Rumpfes 2 integriert, so dass diese beim Laminieren des Rumpfes ausgebildet werden. Zur Optimierung der Krafteinleitung können im Bereich des Augstegs 38 besonders hochfeste Gewebelagen eingesetzt werden, es ist jedoch nicht erforderlich, besondere Bauelemente, wie beispielsweise einen Spant oder einen Niro-Beschlag vorzusehen. Durch die Konstruktion des Augstegs 38 mit den sich zu den jeweiligen Decksabschnitten 28, 30 hin erweiternden Bereichen ist eine hochfeste Einrichtung geschaffen, an der das Vorstag 14 befestigt werden kann. Diese Befestigung erfolgt vorzugsweise über eine Talje, bei der sich zwischen einer Kausch des Vorstags 14 und dem Auge 18 ein Dyneemabändsel erstreckt, der das Auge 18 und die Kausch mehrfach umschlingt. Durch Verwendung dieses vergleichsweise weichen jedoch hochfesten Dyneemabändsels ist gewährleistet, dass der Augsteg 38 nicht durch Abrieb beschädigt wird. Die vorbeschriebene Konstruktion mit dem kontinuierlichen Übergang zwischen den Decksabschnitten 28, 30 gewährleistet eine symmetrische Wasserteilung bei Durchfahren einer Welle, so dass die in Richtung Unterschneiden wirkenden Kräfte gegenüber herkömmlichen Lösungen minimiert sind. Dieses Unterschneiden wird weiter durch die Vergrößerung des Rumpfvolumens im Bereich zwischen Vorstaganbindung und Bug 22 ausgeschlossen, so dass der Rumpf 2 die Wellen ohne spürbare Geschwindigkeitsverringerung durchschneidet. Dieses zusätzliche Volumen gegenüber der bisherigen Flyer-Konstruktion ist aus 1 erkennbar, bei der die bisherige Flyer-Rumpfform strichpunktiert eingezeichnet ist.

Um ein Eintauchen des vorbeschriebenen Trampolins in die Wellen zu vermeiden, wird bei der neuen Flyer-Konstruktion der Hinterbeam 6 mittels eines Podests 46 (1) nach oben gesetzt, so dass das Trampolin im Heckbereich gegenüber der Wasseroberfläche angehoben ist. Die Höhe des Podests 46 ist so ausgelegt, dass der Hinterbeam 6 um mehr als die Hälfte seines Durchmessers gegenüber den angrenzenden Bereichen des Decks 26 angehoben ist.

Wie 1 desweiteren entnehmbar ist, steigt der niedrigere Decksabschnitt 30 vom Auge 18 weg zum Vorderbeam 4 hin etwas an, so dass dieser ebenfalls in möglichst großem Abstand zur Wasseroberfläche angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführung sind die beiden Beams 4, 6 selbst aus Kohlefaser hergestellt und mit den Rümpfen 2 durch Laminieren zu einer hochfesten Plattform verbunden.

Das erfindungsgemäße Konzept kann auch bei Konstruktionen eingesetzt werden, bei denen die Trennebene nicht mittig verläuft. So kann das Auge 18 beispielsweise auch in ein Deck integriert werden, das auf den Rumpf auflaminiert wird.

Offenbart ist ein Rumpf für einen Katamaran, bei dem im vorderen Bereich, das heißt im Bereich zwischen einem Bug und einem Vorderbeam eine Decksstufe ausgebildet ist, um dem Bug mehr Volumen zu verleihen. Im Bereich dieser Decksstufe ist ein Auge ausgeformt, an dem ein Vorstag befestigbar ist.

1Katamaran 2Rumpf 4Vorderbeam 6Hinterbeam 8Mastfuß 10Mast 12Want 14Vorstag 16Wantenbeschlag 18Auge 20Decksstufe 22Bug 24Unterwasserschiff 26Deck 28erhöhter Decksabschnitt 30niedrigerer Decksabschnitt 32Trennebene 34Hohlkehle 36Hohlkehle 38Augsteg 40Augdurchbruch 42Einschnürung 44Basis 46Podest

Anspruch[de]
  1. Katamaran-Rumpf mit einem Deck (28, 30) und einem Unterwasserschiff (24) sowie mit Aufnahmen für einen Vorder- und einen Hinterbeam (4, 6), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen der Aufnahme für den Vorderbeam (4) und einem Bug (22) eine zum Bug (22) hin erhöhte Decksstufe (20) ausgebildet ist.
  2. Rumpf nach Anspruch 1, wobei im Bereich der Decksstufe (20) ein in den Rumpf integriertes Auge (18) zur Befestigung eines Riggstützdrahts, insbesondere eines Vorstags (14) vorgesehen ist.
  3. Rumpf nach Anspruch 2, wobei das Auge (18) in einer Formtrennebene (32) des Rumpfs (2) ausgebildet ist.
  4. Rumpf nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Auge (18) in einer Mittelebene angeordnet ist.
  5. Rumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein das Auge (18) umgreifender Augsteg (38) zum Deck (26; 28, 30) hin erweitert ist.
  6. Rumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Decksstufe (20) über Hohlkehlen (34, 36) im Deck (26; 28, 30) ausläuft.
  7. Rumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Augdurchbruch (40) des Auges (18) einen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweist.
  8. Rumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dieser und der Augsteg (38) aus Carbonfaser hergestellt sind.
  9. Rumpf nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Bug (22) vom Deck (26; 28, 30) zum Unterwasserschiff (24) hin vorspringt.
  10. Rumpf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahme für den Hinterbeam (6) mittels eines Podests (46) um mehr als den halben Beamdurchmesser gegenüber dem Deck (26) erhöht ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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