Konstruktion

Die Konstruktion erfolgte mit AUTOCAD LT 2000, dessen Investition sich wirklich gelohnt hat. Mit diesem Programm läßt sich einfach und sehr schnell auch in 3-D konstruieren. Einige der 3-D Ansichten durfte ich bei einem Bekannten auf AUTOCAD erstellen. Alle anderen Konstruktionen erfolgten ausschließlich mit AUTOCAD LT, das, zumindest für mich auch besser handhabbar ist als AUTOCAD.
Die Planken für den Rumpf wurden klassisch als Kegel und Zylinder abgewickelt. Hierzu war die Decklinie in Seitenansicht und Grundansicht zu definieren. Der 3-D Schnitt in ca. 20 cm langen Teilstücken ergab jeweils die Knicklinie in 3-D. Über eine Spantenform ergaben sich die weiteren Plattengänge. Die erhaltenen Drei- und Vierecke ergaben Regionen, die in AUTOCAD LT die Gesamtflächen ergaben und zu Schnittmustern abgewickelt wurden.

Für die statischen Berechnungen wird die Vorschrift des Germanischen Lloyd und BOAT STRENGTH von Dave Gerr verwendet. Die Werte für dieses Boot liegen zwischen diesen beiden Berechnungsanleitungen, d.h etwas stärker als der GL und etwas schwächer als DG. Ausgelegt für ein Fahrtengebiet III („nahe der Küste“, wobei wir diesseits der Küstenlinie bleiben werden).

Ausmaße
Länge über alles 12,67 m
LAO
Länge Wasserlinie 12,14 m
LWL
Breite (ohne Bargholz) 3,90 m
B
Berechnungslänge 12,31 m
L
Höhe (neben Eingang-Mitte Rumpf) 1,25 m
H
Höhe Deckaufbau (max(vorne+hinten) 1,90 m
Spantenabstand 0,40 m
a
Max Geschwindigkeit 8,21 Kn
v
15,20
km/h

 

Fahrtenbereichs-
abschlag
0,90 Abschlag
F_B
Entwurfsbelastungen
Außenhautboden (max(vorne+hinten) 32,86 kN/m2
PDBM
3,35
t/m2
Außenhautseite (max vorne+hinten) 22,40 kN/m2
PDSM
2,28
t/m2
Geschwindigkeitskorrekturen 1,00
FV
alle auf 1,
Deck / Deckaufbau 10,30 kN/m2
PDD
1,05
t/m2
Alu-Faktoren
5083 1,59
k_5083
6060 3,53
k_6060
6082 2,05
k_6082
Knickspantabschlag für ca. 172 Grad 2,50
f_Knick
Platten
verwendet
Außenhaut Boden
4,68
mm
7 mm
min. Stärke 3,98 mm
Außenhaut Seite
3,87
mm
6 mm
Schotte = Außenhaut
3,87
mm
6 mm
Deckplatte=Seitenplatten Aufbau
2,67
mm
5 mm
Profile
verwendet
Bodenwangen
Länge 1,60 m
6082
24,83
cm4
T 80x80x7
Stegdicke min für 6082 5,52 mm
6060
42,76
cm4
6082
5083
19,26
cm4
52,2 cm4
Querspanten
Plattenbreite 0,40 m
T 40x40x4
min Plattenbreite 0,65 m
6082
2,04
cm4
6060
Plattenbreite f. Berechung max 0,65 m
6060
3,51
cm4
>7,4 cm4
Rahmenspanten im Maschinenraum
das 5-fache der Querspante
6082
10,21
cm4
T 60x60x6
6060
17,57
cm4
6060
25,1 cm4
Rahmenspante
Abstand 2,80 m
6082
46,30
cm4
T 80x80x7
ununterstützte Länge 1,20 m
6082
52,2 cm4
Querdeckbalken
Faktor für Querbalken 0,277
Balkenabstand 0,40 m
Ununterstützte Länge Kuesal 1,30 m
6082
3,95
cm4
6060
6,81
cm3
T 40x40x4
Ununterstützte Länge Vorne 1,00 m
6082
2,34
cm3
6060
6060
4,03
cm3
>7,4 cm4
Balken Boden 0,28
T 60x60x6
Balkenabstand 0,8 m
6060
13,61
cm3
6060
ununterst. Balkenlänge 1,3 m
13,6 cm4
Mittellängsträger
ununterstütze Länge 2,8 m
5083
58,99
cm3
Kastenkiel
Maschinenbett Gerr
min
9,5
mm
Unterzüge
Faktor 0,227
frei gelagert, Faktor 1,33
Abstand Unterzüge Kuesal 1,20 m
6082
47,79
cm3
ununterstützte Länge 2,50 m
6060
82,29
cm3
T 80x80x7
6082
Abstand Unterzüge Vorne 1,20 m
6082
47,79
cm3
52,2 cm4
ununterstützte Länge 2,50 m
6060
82,29
cm3
Abstand Unterzüge seitlich 1,20 m
ununterstützte Länge 1,20 m
6060
18,96
cm3
Steifen Deckhaus
Steifenabstand 0,40 m
T 28x20x5
Steifenlänge Kuesal 1,30 m
6082
1,92
cm3
6060
6060
3,31
cm3
3,4 cm4

 

Rechentabelle der GL Daten. Die Bewertungsgrößen der einzelnen Legierungen,
als eingehende Faktoren, sind im oberen Drittel zu finden. Die Widerstandsmomente der Profile sind mit der verschweißten PLatte zu sehen. Hier wird die Stegdicke des Profiles in 40-facher Breite der Platte als Flansch miteinbezogen.

Konstruktionselemente in Gitternetzlinien

Konstruktionselemente in Gitternetzlinien

Aluriverboat - Grundriss

Aluriverboat – Grundriss

Aluriverboat - Seitenriss

Aluriverboat – Seitenriss

Aluriverboat - Profil-Plan

Aluriverboat – Profil-Plan

Aluriverboat - Abwicklung

Aluriverboat – Abwicklung

Berechnung des Schwerpunktes vom verdrängten Wasser in aufrechter und gekrängter Lage. Das Metazentrum liegt bei 20° Krängung weit über den zu erwartenden Schwerpunkt des Bootes. Für die Fahrt in den Kanälen und anderen Binnengewässern eine für uns ausreichende Sicherheit.

Berechnung des Schwerpunktes vom verdrängten Wasser in aufrechter und gekrängter Lage. Das Metazentrum liegt bei 20° Krängung weit über den zu erwartenden Schwerpunkt des Bootes. Für die Fahrt in den Kanälen und anderen Binnengewässern eine für uns ausreichende Sicherheit.

Ausbau des Bootes durch die Profile und Schotte. In einem ersten Schritt wird die Bodenplatte mit Kiel (hier nicht dargestellt), dem Tunnel und den Wrangen gefertigt. Anschließend alle Spanten und weiteren Profilelemente montiert. Erst dann wird die Beplattung des gesamten Bootes vorgenommen.

Ausbau des Bootes durch die Profile und Schotte. In einem ersten Schritt wird die Bodenplatte mit Kiel (hier nicht dargestellt), dem Tunnel und den Wrangen gefertigt. Anschließend alle Spanten und weiteren Profilelemente montiert. Erst dann wird die Beplattung des gesamten Bootes vorgenommen.

Für einen möglichst geringen Tiefgang (angestrebt werden ca. 85 cm) wird ein Tunnel notwendig, um den Propeller (ca. 60 cm Durchmesser) unterzubringen.

Für einen möglichst geringen Tiefgang (angestrebt werden ca. 85 cm) wird ein Tunnel notwendig, um den Propeller (ca. 60 cm Durchmesser) unterzubringen.

Schnittansicht: Die Details Waschraum, Dusche und Toilette fehlen hier noch. Die durchscheinenden, grünen Objekte unter der Küchenzeile sind Wassertanks. Die Dieseltanks im Motorraum fehlen hier, ebenfalls der Abwassertank.

Schnittansicht: Die Details Waschraum, Dusche und Toilette fehlen hier noch. Die durchscheinenden, grünen Objekte unter der Küchenzeile sind Wassertanks. Die Dieseltanks im Motorraum fehlen hier, ebenfalls der Abwassertank.

Wellenanlage : da die Wellenlänge die ca. 2000 mm noch erlaubten, erheblich überschreitet, muß noch ein drittes Wellenlager in der Mitte eingebaut werden. Ein Gummigleitlager am Prop, eines am Ende des Stevenrohres und ein Drucklager, mit anschließender Knickwelle zum Getriebe (Details noch offen).

Wellenanlage : da die Wellenlänge die ca. 2000 mm noch erlaubten, erheblich überschreitet, muß noch ein drittes Wellenlager in der Mitte eingebaut werden. Ein Gummigleitlager am Prop, eines am Ende des Stevenrohres und ein Drucklager, mit anschließender Knickwelle zum Getriebe (Details noch offen).

Durch den Tunnel und die Lage des Motors ist die Länge der Welle mit ca. 400 cm vorgegeben. Durch die sehr flache Schräge des Tunnels würde eine 2-Punkt-Lagerung (Prop – Aquadrive) nicht so leicht möglich sein, da der erforderliche Platz für Stopfbuchse und AD nur mit einem sehr „dicken“ und weit in den Tunnel reichenden Kiel erreichbar wäre, dieser jedoch die Strömungsverhältnisse im Tunnel sicherlich nicht verbessern würde. Ausserdem würde man hier an die Grenze von ca. 220 cm Lagerabstand kommen, der für 70 PS und Wellendrehzahl von 1200 max erlaubt wäre (40 – 45 mm Wellendurchmesser)

Die Frage wäre, ob eine Dreipunktlagerung möglich ist, da o.g. Probleme gelöst würden.

Gedacht wird folgende Anordnung:

Lager in der Propellerstütze (Gummilager, wassergeschmiert)

Lager kurz vorm Eintritt in den Tunnel (Gummilager, wassergeschmiert, mit entsprechendem Wasserzutritt)

Stevenrohr nach innen, abgeschlossen mit Stopfbuchse (Gummibuchse o.ä.)

Aquadrive – Drucklager auf entsprechendem Widerlager, geschraubt, elektr. isoliert, (für ev. Korrektur im Wasser: Spiel für Endposition)

Aquadrivewelle zum Flansch am Motor. Alles sollte weitgehend in einer Flucht montiert werden.

Welle_unten Kopie

Ansicht von unten. Den Kiel würde ich (bei einer Lagerung mit 3 Stützstellen) sehr viel spitzer zulaufen lassen und kürzer anlegen können. Ev. müßte man für die Lagerung noch zwei Flanken/Stützen hoch/runterziehen, aber schmal.

Die Verlängerung der Kielsohle nach hinten, bis unter den Prop ist hier weggelassen.

Ansicht von oben. Wie o.a. Kielausnehmung viel kleiner.

Ansicht von oben. Wie o.a. Kielausnehmung viel kleiner.

Detail im Stützrohr vor dem Propeller. Das wassergeschmierte Wellenlager soll mit einer Lage GFK umwickelt, dann spindelförmig abgedreht und in das Stützrohr eingeklebt werden. Die spindelförmige Ausgestaltung soll eine bessere Ausrichtung der Wellenachse ermöglichen.

Detail im Stützrohr vor dem Propeller.
Das wassergeschmierte Wellenlager soll mit einer Lage GFK umwickelt, dann spindelförmig abgedreht und in das Stützrohr eingeklebt werden. Die spindelförmige Ausgestaltung soll eine bessere Ausrichtung der Wellenachse ermöglichen.

 

Schreibe einen Kommentar