OPPBLÅSBART SKROG, KONFIGURASJON OG FORBINDELSE FOR ET FLERSKROGSFARTØY

1 OPPBLÅSBART SKROG, KONFIGURASJON OG FORBINDELSE FOR ET FLERSKROGSFARTØY KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTET SØKNAD I foreliggende søknad er det begjært prioritet fra provisorisk US-patentsøknad nr. 61/177,86, inngitt 3. mai, 2009, og publisert 18. november, 2010 som søknad US 2010/0238174. 10 BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN 1. Teknisk område Foreliggende oppfinnelse vedrører fartøyer for bruk på vann, og spesielt oppblåsbare fartøy. 1 2. Teknisk bakgrunn US-patent nr. 6,874,439 og 7,62,633 beskriver teknologier for båter med oppblåsbare skrog forbundet ved hjelp av en sammenføyd konstruksjon slik at disse skrogene tilpasser seg sjøoverflaten. WO 2006/06872 utgjør den nærmeste kjente teknikk. 20 2 30 KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE Fig. 1 illustrerer komponentutformingen for en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 illustrerer detaljer ved en aktre armforbindelse i overensstemmelse med en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 illustrerer detaljer ved en fremre armforbindelse i samsvar med en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 illustrerer en utførelsesform av arm- og skrog-folding i samsvar med en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Fig. illustrerer ytterligere detaljer ved utførelsesformen av arm- og skrogfoldingen på fig. 4. 3 DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer elementer som er forbedret i forhold til tidligere konstruksjoner av bølgeadaptive, modulære fartøy ("wave adaptive modular vessels", WAM-V ) av den type som er beskrevet i de foregående patentpublikasjonene. En forbedring er tilføyelsen på toppen av de oppblåsbare skrogene 30 av et langsgående byggeelement på hvert skrog, som kan være stivt eller halvstivt ifølge type båt og dens tilsiktede bruk. Stivhetsgraden blir en konstruksjonsparameter

2 10 1 20 2 30 3 som er tilgjengelig for konstruktørens valg avhengig av båtstørrelse, nyttelastvekt, hastighet, forventede sjøforhold, osv. Dette langsgående elementet (meien) for hvert skrog kan betraktes som ekvivalenten til felgen i et bilhjul: den er forbundet med den oppblåsbare delen av skrogene den er nå en uavhengig konstruksjon akkurat som dekket er uavhengig og fjernbart fra felgen til et hjul (se meien 2 på fig. 1). Fordelene ved denne fremgangsmåten for å konstruere et skrog på er: 1. Stivheten til meien kan bestemmes ved konstruksjonstrinnet. 2. Meien 2 er gjennom fjærsystemet 10 (fig. 3) forbundet med resten av oppkonstruksjonen på en fast måte som ikke avhenger av trykket i det oppblåsbare skroget 30. 3. Trykket i den oppblåsbare delen av skrogene kan nå fastsettes innenfor et bredere område enn før. Dette gjør det mulig å regulere trykket for å ta hensyn til sjøforholdene og maksimal bevegelseseffektivitet gjennom vannet. I krapp sjø med korte bølger gjør f.eks. et lavt oppblåsingstrykk det mulig for de oppblåste skrogene å absorbere bølgeslaget før det når nyttelasten og resten av båtkonstruksjonen. En annen forbedring ved utformingen av et WAM-V er en forbedret fremgangsmåte for å forbinde de to skrogene med resten av konstruksjonen på en slik måte at det blir mulig for skrogene å bevege seg halvveis uavhengig mens de følger vannoverflaten. Fig. 1 illustrerer en slik konstruksjon som forbinder to skrog som hvert har en mei 2 på toppen av det oppblåste skroget. Konstruksjonen består av fremre armer 9 og aktre armer 1 som er forbundet med den sentral kropp 14. De to fremre armene danner den fremre buen som er forbundet med den sentrale kroppen 14 ved hjelp av et kuleledd 13 for å kunne rotere som en enhet i forhold til den sentrale kroppen. Kuleleddene som er beskrevet her, muliggjør i det minste en begrenset rotasjon omkring minst to akser og vanligvis omkring alle tre aksene. Kuleleddene som blir beskrevet i forbindelse med den foretrukne utførelsesformen innbefatter i virkeligheten selv om uttrykket kuleledd her og i kraven blir brukt i en mer generell mening for å beskrive eller antyde egenskapene til leddet og ikke for å begrense den aktuelle konstruksjonen. De aktre armene er fortrinnsvis stivt forbundet med den sentrale kroppen 14, men kan likevel være noe fleksibel om det er ønskelig. Fig. 2 illustrerer et eksempel på en armforbindelse 31 som vil tillate rotasjon omkring de transversale og vertikale aksene, men ikke omkring den langsgående aksen. Endene (flatene) til de fire armene er forbundet med ledd og fjærer til skrogenes meier. De aktre armforbindelsene 31 (A, også vist på fig. 2) omfatter en

3 10 1 20 2 30 3 transversal dreietapp 4 og en vertikal dreietapp 3 hvor den vertikale dreietappen 3 er innsatt i slisser i føringsskinner. Huset til kuleleddet 6 er festet ved sin bunn til platen som det hviler på og dermed indirekte til meien 2. Det er en viss klaring mellom toppen av huset til kuleleddet 6 og platen som den aktre armen 1 er festet til, slik at platen og den aktre armen kan rotere omkring den transversale aksen til dreietappen 4, og den aktre armen og platen kan rotere omkring den vertikale dreieaksen 3. Platen er innfestet mellom føringsskinnene og hindrer dermed lineær bevegelse langs den transversale aksen. Den transversale svingetappen 4 tillater dermed den aktre armen 1 å rotere omkring den vertikale aksen, men holder skroget transversalt. Kuleleddet 6 tillater bevegelse i de vertikale og transversale akseretningene, men blir forhindret fra å rotere omkring den langsgående aksen til skroget av føringsskinnene. Føringsskinnene begrenset også rotasjonen omkring den vertikale aksen 3 ved hjelp av tapper 7 for å muliggjøre en liten bevegelsesvinkel som er nødvendig for å unngå at uønskede torsjonspåkjenninger som blir overført til konstruksjonen når skrogene beveger seg uavhengig av hverandre. Fig. 3 illustrerer et eksempel på en fremre armforbindelse 32 som vil tillate rotasjon omkring alle akser. Forbindelsen av de fremre armene 9 til meiene 2 (fig. 3) er kuleledd 8 som tillater rotasjon omkring alle akser. Dette eliminerer torsjonsmessige spenninger og implementerer det maksimale antall frihetsgrader. Kuleleddet 8 forbinder den fremre armen 9 med et fjærsystem 10 som på fig. 3 er implementert som et eksempel, med en luftfjær 12. Fjærsystemet er forbundet med meien 12 ved hjelp av et hengselledd 11. De fremre leggenes forbindelsessystemer 32 (detalj B) hindrer ikke skrogsystemet fra vridning omkring den transversale aksen. Denne rotasjonen blir ene og alene hindret av de aktre armforbindelses-systemene (A). De modifikasjonene av forbindelsene og leddene som er beskrevet ovenfor, øker frihetsgradene for den WAM-V -teknologien som er beskrevet i US-patent nr. 6,874,439, og minimaliserer dermed spenninger på grunn av relative skrogbevegelser. Hver og alle forbedringer som er beskrevet ovenfor, vil resultere i økt støpbestandighet og tilveiebringe en glattere seilas. Et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse kan ses på figurene 4 og. På disse figurene kan armforbindelsen til meiene være den samme som for utførelsesformen på fig. 1. WAM-V -fartøyet er et meget allsidig fartøy, og har når det er utformet som vist på figurene 4 og, ytterligere fordeler. Det grunnleggende vannfartøyet er spesielt meget stabilt, har høy hastighet, grunt dypgående og kan avhengig av de kraft-

4 10 1 20 2 30 3 anleggene som brukes, bringes opp på en strand. Det har dermed mange anvendelser hvor transport av fartøyet med fly eller på vei er meget ønskelig. For disse formål kan den sentrale kroppen 14 som er vist skjematisk på disse figurene, senkes ved bruk av armhengslene 1 mellom den nedre armseksjonen 16 og de midtre armseksjonene 17 slik at den sentrale fremre seksjonen 18 som er forbundet med den sentrale kroppen 14 ved hjelp av et kuleledd som på fig. 1, er tilnærmet i flukt med toppen av meiene. Samtidig kan skrogene 21 beveges nærmere hverandre for å redusere bredden av fartøyet under transport. Før dette kan gjøres, er det i samsvar med dette aspekt ved oppfinnelsen imidlertid nødvendig at maskinhusene blir rotert 180 omkring vertikale hengsler 19 for å ligge ved siden av skrogene 21 mellom skrogene som vist i snitt A på fig. 4. Dette forkorter i betydelig grad den totale lengden av fartøyet for transportformål, og likevel har det hovedsakelig ingen virkning på evnen til å bevege skrogene 21 nærmere sammen for å redusere bredden til fartøyet. Ytterligere detaljer ved hengslingen av motorhusene 20 og motorhusfoldingen kan ses på fig. hvor den sentrale kroppen 14 og den aktre armen 1 er flyttet for tydelighets skyld. Det vertikale motorhushengslet 19 gjør det mulig for motorhuset 20 å bli rotert som vist og plassert i den roterte posisjonen ved hjelp av leppe- og holdeenheten som er vist i forstørret skala i detalj B på fig.. Leppen 2 passer spesielt mellom holdeorganet 26 på en stiv del av skroget med en festetapp 27 som passerer gjennom hullene i holderen 26 og leppen 2 for å låse motorhuset 20 på plass. En lignende ufoldet posisjonslåsemekanisme 23 blir brukt til å låse motorhusene 20 i den ikke sammenfoldede posisjonen for normal bruk av fartøyet. Fig. illustrerer også det horisontale motorhushengslet 22. Som vist spesielt på fig., er det vertikale motorhushengslet 19 fortrinnsvis anbrakt noe foran den dobbelthengslede skrogseksjonen 24. Det vil si at den skrogseksjonen som også innbefatter det horisontale hengslet som er karakteristisk for fartøyer av WAM-V -typen. Ytterligere detaljer ved den horisontale hengselmekanismen og dens funksjon kan finnes i US-patent nr. 6,874,439 og 7,62,633 og US-patentsøknadspublikasjon nr. US-2009-0178602-A1. Alternativt kan selvsagt det vertikale hengslet 19 vær akter for det horisontale hengslet til fartøyet av WAN-V typen selv om dette ikke blir foretrukket. Foreliggende oppfinnelse har dermed et antall aspekter, hvilke aspekter kan praktiseres alene eller i forskjellige kombinasjoner eller delkombinasjoner etter ønske. Selv om en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet og diskutert her med det formål å illustrere og ikke for å begrense, vil fagkyndige på området innse at forskjellige endringer i form og av detaljer kan gjøres uten å avvike fra oppfinnelsen slik den er definert i full bredde i de etterfølgende patentkrav.

P A T E N T K R A V 10 1 20 1. Fartøy med første og andre fra hverandre atskilte og parallelle oppblåsbare skrog som bærer en sentral kropp (14) på armer mellom disse og over de oppblåsbare skrogene; legemet blir båret i forhold til hvert oppblåsbart skrog ved hjelp av en aktre arm (1) og en fremre arm (9); de fremre armene (9) er koplet til den sentrale kroppen som en enhet i forhold til den sentrale kroppen; en øvre ende av hver aktre arm er stivt koplet til en øvre ende av hver aktre arm som er stivt koplet til den sentrale kroppen; k a r a k t e r i s e r t v e d a t hvert oppblåsbart skrog har et langsgående byggeelement som strekker seg over toppen av det oppblåsbare skroget og er festet til dette; at en nedre ende av hver fremre arm (32) er koplet til en fremre del av et respektivt langstrakt byggeelement gjennom et fjærmontert kuleledd (13); og at en nedre ende av hver aktre arm (31) er koplet til en bakre del av et respektivt langsgående byggeelement gjennom et ledd som tillater i det minste begrenset rotasjon omkring en vertikal akse (3) og omkring en horisontal akse (4) som er perpendikulær til en lengde av et respektivt langsgående byggeelement, men ikke omkring en akse parallell med lengden av det respektive langsgående byggeelementet. 2 2. Fartøy ifølge krav 1, hvor de fremre armene (9) er koplet sammen og til den sentrale kroppen (14) gjennom et kuleledd (13). 30 3. Fartøy ifølge krav 1, hvor de aktre armene (1) er koplet til en bakre del av et respektivt langsgående byggeelement gjennom en kuleleddenhet som tillater i det minste begrenset rotasjon omkring en vertikal akse og omkring en horisontal akse perpendikulær til lengden av et respektivt langsgående byggeelement, hvor kuleleddenheten innbefatter en anordning som hindrer rotasjon omkring en akse parallell med lengden av det respektive langsgående byggeelementet. 3 4. Fartøy ifølge krav 1, hvor de oppblåsbare skrogene (30) hver har et motorhus (20) koplet til en akterende ved hjelp av et horisontalt hengsel (22) som har en horisontal hengselakse perpendikulær til en lengde av et respektivt langsgående byggeelement.

6. Fartøy ifølge krav 4, hvor motorhusene også er koplet til en aktre ende av de oppblåsbare skrogene ved hjelp av et vertikalt hengsel som tillater motorhusene å rotere 180 omkring de vertikale hengselaksene slik at de ligger ved siden av og mellom de oppblåsbare skrogene. 6. Fartøy ifølge krav 6, hvor det vertikale hengslet (19) er forut for det horisontale hengslet. 10 7. Fartøy ifølge krav, hvor det vertikale hengslet (19) er akterut for det horisontale hengslet. 8. Fartøy ifølge krav, videre innbefattende en lås (23) for å låse motorhusene i den uroterte posisjonen, hver i forhold til det respektive oppblåsbare skroget. 1 9. Fartøy ifølge krav, hvor hver fremre arm og hver aktre arm er hengslet for å bli foldet for å tillate den sentrale kroppen å bli senket i forhold til de oppblåsbare skrogene og de oppblåsbare skrogene å bevege seg nærmere hverandre. 20 10. Fartøy ifølge krav 1, videre omfattende: hvert oppblåsbart skrog har et motorhus koplet til en aktre ende ved hjelp av et horisontalt hengsel som har en horisontal hengselakse perpendikulært til en lengde av et respektivt langsgående byggeelement. 2 11. Fartøy ifølge krav 10, hvor motorhusene også er koplet til en aktre ende av de oppblåsbare skrogene ved hjelp av et vertikalt hengsel som tillater motorhusene å rotere 180 omkring de vertikale hengselaksene for å ligge ved siden av og mellom de oppblåsbare skrogene. 30 12. Fartøy ifølge krav 11, hvor det vertikale hengslet er forut for det horisontale hengslet. 13. Fartøy ifølge krav 11, hvor det vertikale hengslet er aktenfor det horisontale hengslet. 3 14. Fartøy ifølge krav 11, videre innbefattende en lås for å låse motorhusene i den uroterte posisjonen, hver i forhold til sitt respektive oppblåsbare skrog.

7 1. Fartøy ifølge krav 11, hvor hver fremre arm og hver aktre arm er hengslet for å kunne foldes for å tillate den sentrale kroppen å bli senket i forhold til de oppblåsbare skrogene og de oppblåsbare skrogene å bevege seg nærmere hverandre.

8

9

10

11

12