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Stand der Technik.
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Für den Gütertransport und Personentransport sowie Erledigung von Arbeitsleistungen auf See und auf Grund, wie z. B. Verlegung von Seekabel, werden Schiffe und schwimmende Arbeitsgeräte verwendet. Es ist bekannt, dass Schiffe, gleich welcher Art, je nach Seegang Schaukelbewegungen machen. Im Zusammenhang mit den auf- und ab-Bewegungen eines Schiffes, stampfen genannt, nennt man diese Schiffsbewegung rollen. Das rollen schränkt jedwede Aktivität des Schiffe bzw. des schwimmenden Arbeitsgerätes stark ein. Beim Personentransport stellt das rollen eine erhebliche Beeinträchtigung der Aufenthaltsbedingungen der Personen an Bord dar.
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Die Nachteile der vorhandenen Schiffstechnik.
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Diese Schiffsbewegung, das rollen, führt zu Unwohlsein bis hin zur Seekrankheit bei Personen, z. B. auf Personenfähren. Eine noch größere, negative Auswirkung dieser Schiffsbewegung ist bei Fischerbooten, Fischereifahrzeugen, Versorgungsboote für Bohrinseln und Kabelleger gegeben. Diese negativen Auswirkungen der schaukelnden Schiffsbewegungen bestehen darin, dass z. B. die Arbeitsleistungen der Personen an Bord eines Fischereifahrzeuges auf See geringer sind, als wenn gleiche Arbeitsleistung an Land bzw. auf einer horizontal ruhenden Ebene durchgeführte würden. Zusätzlich zu dieser Verringerung der Arbeitsleistung kommt, dass je nach Stärke des Seeganges und damit erheblichen Bewegungen der Arbeitsplattform, also des Fischerreibootes, Unfallgefahren verbunden sind. Weiter führen diese Schiffsbewegungen zu frühzeitigem Materialverschleiß verschiedene Bauteile an Bord des Schiffes. Diese negativen Auswirkungen sind noch stärker z. b. bei Versetzbooten und Versorgungsbooten von Ölbohrplattformen. Diese Plattformen müssen auf hoher See und bei jedem Wetter von Versorgungbooten angefahren werden. Wegen der durch den Wellengang verursachten Schaukelbewegungen eines Versetzbootes oder Versorgungsbootes ist die Aktion des Anlegens dieser Boote an eine Öl-Plattform oft ein Experiment mit sehr hohem Havaririsiko. Schwimmende Arbeitsgeräte wie z. b. Kabelleger sind in Ihrer Kabelverlege-Effizienz eingeschränkt, wenn hoher Seegang den Arbeitsablauf verlangsamt oder dieser wegen zu starker See ganz eingestellt werden muss. Im Bereich der Personenfähren und privaten Yachten ist die Schaukelbewegung eine lästige bis hin zur Seekrankheit führende Beeinträchtigung der Aufenthaltsbedingung der Personen an Bord.
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Die neue technische Lösung zur Beseitigung dieser Nachteile:
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Ein Schiff oder schwimmendes Arbeitsgerät besteht aus einem Baukörper der sich schwimmend im Wasser befindet. Er übernimmt mehr oder weniger stark alle Bewegungen des Wassers. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass der Schiffskörper aus dem Wasser gehoben und über der Wasserlinie auf zwei Rümpfen beweglich montiert wird. Dadurch hat der Schiffskörper keine Berührung mehr mit dem Wasser und übernimmt somit keine Wellenbewegungen mehr, insbesondere die störenden seitlich einwirkenden Wellen, welche dass Querschaukeln, das rollen, herbeiführen. Um diese Funktion sicher zu stellen, wird der aus dem Wasser gehobenen Schiffskörper auf Teilkreisschienen des Katamarans rollend, beweglich auf den Katamaranrümpfen montiert. Dadurch entsteht ein Schiff oder schwimmendes Gerät, bestehend aus den zwei Bauteilen. Ein Katamaranbauteil mit Wasserberührung und ein darauf beweglich montierter Hauptkörper dieses Schiffes, genannt Kajütteil.
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Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen technischen Lösung:
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- 1. Durch die Herausnahme des Schiffskörpers aus dem Wasser muss dieses Bauteil nicht mehr strömungstechnisch geformt sein. Das ermöglicht durch die freie Wahl neuer Konstruktionsmaße die Herbeiführung von mehr Raumvolumen, weil strömungstechnische Zwänge für den Konstrukteur nun nicht mehr gegeben sind. Diese neue Konstruktion, hier Kajütteil genannt, hat deshalb gegenüber herkömmlichen Schiffskörpern gleicher Außenmaße ein wesentlich größeres Raumvolumen. Das mittleren Bauteil, hier Kajütteil genannt, hat einen ebenen Boden, der das Unterdeck dieser Schiffsart darstellt. Diese Fläche ist so zu sagen umhaust, also versehen mit einer die ganze Grundflächen umfassenden Kajüte. Auf Grund ihrer großen Grundfläche kann sie alle Arbeitsgeräte, Versorgung- und Entsorgungseinrichten aufnehmen ebenso die Mannschaftsräume und auch Frachtraum. Diese Grundfläche stellt das Unterdeck dar.
- 2. Das darüber befindliche Deck, also das Dach des Kajütteils, so wie in 1 mit Pos. 7a gekennzeichnet, hat eine wesentlich größere, freie Nutzfläche als bei schwimmenden Schiffkörpern gleicher Hauptabmessungen, da alle für ein Schiff erforderlichen Aggregate, Geräte und Mannschaftsräume im Kajütteil untergebracht werden können. Die Maschinen für den Antrieb des Schiffes können im hinteren Teil der Katamaranrümpfe eingebaut werden. Das Oberdeck Nr. 7a muss also nicht, wie bei herkömmlichen Schiffen, zwangsläufig Kajütaufbauten aufnehmen, bzw. kann den überwiegenden Teil der Fläche des Oberdecks frei nutzen.
- 3. Die Einbringung der Maschinen in die Rümpfe des Katamaran-Bauteiles bringt zur Raumersparnis des Kajütteils einen zusätzlichen Vorteil dadurch, dass eine wesentliche Verringerung der Fahrtgeräusche stattfindet und so das Kajütteil von den ansonsten starken und lästigen Fahrgeräuschen, besonders bei Volllast der Maschinen, befreit ist. Besonders für Yachten ist dies von großer Bedeutung.
- 4. Die Beseitigung der Querschaukel-Bewegungen, des Rollens, bringt höhere quantitative Arbeitsleistungen bei gleicher Anstrengung bzw. Kraftaufwand und Arbeitsdauer, als auf herkömmliche Fischereifahrzeugen und anderen schwimmenden Arbeitsgeräten, welche sich infolge Seegang in ständiger, allseitiger Bewegung befinden.
- 5. Die Verdrängung der Katamaran-Rümpfe insgesamt haben im Vergleich zu einem herkömmlichen Schiffsrumpf gleicher Verdrängung einen geringeren Formwiederstand, also einen geringeren Wasserwiederstand bei der Fahrt durchs Wasser. Das führt zu einer Ersparnis des Treibstoffverbrauches.
- 6. Wegen des geringeren Fahrtwiderstandes sind geringerer Antriebsleistung, also kleinere Maschinen erforderlich, was zunächst Baugewicht und damit Schiffsgewicht erspart, aber vor allem auch Investitionskosten.
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Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung:
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1 zeigt die erfindungsgemäße Schiffseinheit im Querschnitt gezeichnet. Zwei Katamaran-Schwimmkörper Nr. 1 und Nr. 1a sind durch einen Konstruktionsrahmen Nr. 2 fest miteinander verbunden. Auf diesen Rahmen sind vier Konsolen Nr. 3 bis 3c fest montiert, deren Längen-Montageabstand, in dieser Ansicht nicht sichtbar, sich nach der Länge des darauf befindlichen Kajütteils Nr. 7 richtet. Diese vier Konsolen Nr. 3 bis 3c, von denen die ersten zwei, Nr. 3 und Nr. 3a als in diesem Querschnitt sichtbar, gezeichnet sind, sind oben mit je einer Teilkreisschiene Nr. 4 versehen, welche je zwei Begrenzungsanschläge Nr. 5 hat. Auf diese vier Teilkreisschienen Nr. 4 ist ein oberes Bauteil, hier mit Nr. 7 Kajütteil genannt, aufgesetzt, an welchem Rollen Nr. 6 montiert sind. Mittels dieser Rollen Nr. 6 kann sich das untere Bauteil, der Katamaran Nr. 1 und 1a mit Rahmen Nr. 2 und den Konsolen Nr. 3 rollend bewegen. Diese Bewegung des Katamarans geschieht durch die seitlich auf den Katamaran einwirkenden Wellen. Auf das darüber befindliche Kajüte Nr. 7 werden diese auf- und ab-Bewegungen der Rümpfe des Katamarans und damit dessen Rollbewegungen nicht übertragen. Verhindert wird diese Bewegungsübertragung durch die Rollen-Lagerung des Kajütteils Nr. 7. Durch diese Massnahme wird die andernfalls gegebene gemeinsame Bewegung von Katamaran und Kajütteil, wie dies bei herkömmlichen Schiffen der Fall ist, entkoppelt. An den Positionen Nr. 8, Nr. 8a und Nr. 9 im Kajütteil Nr. 7 sind Massen fest positioniert, mit der das Kajütteil einer fremd ausgelösten Pendelbewegung entgegenwirkt. Diese Massen stellen keine Ballast dar, sondern resultieren aus einer Aufteilung des apparativen Eigengewichtes von Kajütteil Nr. 7 und seiner Einbauten und Aggregate. Zusätzlich sind bei Nr. 10 und 10a zwei Stoßdämpfer mittig am Kajütteil Nr. 7 unten am Bauteil Nr. 9 und deren Widerlager mittig am Rahmen Nr. 2 montiert, um eventuelle von der Massenaufteilung nicht kompensierte Pendelausschläge von Nr. 7 zu unterbinden bzw. zu dämpfen. Diese Maßnahme kann weiter optimiert werden durch Verwendung elektronisch gesteuerter Schwingungsdämpfer.
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Funktionsbeschreibung:
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Gemäß 2 befindet sich eine schwimmende Vorrichtung wie dargestellt, hier die erfindungsgemäße Schiffseinheit, auf dem Wasser. Wasserberührung haben nur die beiden Katamaranrümpfe Nr. 1 und 1a. Wirken nun seitlich oder diagonal von Voraus oder von Achtern Wellen auf diese neue Schiffeinheit ein, so setzt sich der Katamaranbauteil, wie jeder im Wasser schwimmender Gegenstang, in eine Bewegung, die mit den Wellenbewegungen mehr oder weniger korrespondiert. Das bedeutet konkret, dass der Katamaran, in der dargestellten Ansicht gesehen, nach rechts und links abwechselnd eine Auf- und eine Ab-Bewegung macht. Diese Bewegung nennt man in der Seefahrt das Rollen eines Schiffes. Aufgabe dieser Neuentwicklung ist es, diese Rollbewegungen nicht auf das Kajütteil Nr. 7 übertragen zu lassen. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass der Katamaran mit seinen Teilkreisschienen Nr. 4 an den Rollen Nr. 6 auf und ab-rollt. An dieser Stelle erfolgt also eine Bewegungs-Entkoppelung der ansonsten vorhandenen Auf- und Ab-Bewegungen eines aus einem Bauteil bestehenden Schiffes. Die aufgeteilten Massen Nr. 8, 8a und 9 im Kajütteil Nr. 7 haben experimentell ergeben, dass hierdurch die Bewegungen des Katamarans auf das Kajütteil nicht überragen werden und dadurch ein Pendeln des Kajütteils nicht stattfindet. Um diese Funktion zusätzlich abzusichern und im Bedarfsfall zu minimieren, z. B. bei extrem hoher Quersee, sind die Dämpfer Nr. 10 und 10a eingebaut. Diese sind jeweils an den am wenigsten in Bewegung geratenden Positionen der neuen Schiffseinheit bei Nr. 9 und bei Nr. 2 mittig angebracht, sodass eine optimale Wirkung auch bei starker Querwelle erreicht wird. Diese Funktion kann zusätzlich optimiert werden durch die Verwendung von elektronisch gesteuerten Stoßdämpfern.