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Die
Erfindung betrifft ein Segelschiff mit mindestens einem Mast nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Mastfundament nach dem
Anspruch 36.
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Bei
Segelschiffen wird die Vortriebsleistung grundsätzlich über
die an wenigstens einem Mast angeordneten Segel erzielt. Um möglichst
mit hoher Fahrtgeschwindigkeit auch bei unterschiedlichen Windverhältnissen
zu segeln, weisen Segelschiffe große Segelflächen
auf, die in Abhängigkeit der Windrichtung auszurichten
sind. Bei Segelschiffen mit Rahsegeln spricht man in diesem Zusammenhang
auch vom Anbrassen und Abbrassen, um die die Segel tragenden Rahen
in Längsrichtung des Segelschiffes auszurichten.
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Aus
der
EP 0 127 004 ist
eine Segelanordnung auf einem Schiff bekannt, die bereits eine deutliche
Steigerung der möglichen Bewegbarkeit der Segel im Bezug
auf die Längsachse des Segelschiffes bereitstellt. Mittels
einer speziellen Segelgeometrie und deren Anordnung an einem dreibeinigen
Mast wird es möglich, sehr hoch am Wind zu segeln und ein
Anbrassen bis zu 20° zu gestatten. Jedoch sind die Segel
einzeln oder zusammen nur über Taue an den Rahen um den
Mast zu drehen.
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Der
Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Segelschiff mit
mindestens einem Mast weiter zu verbessern und die Einstellbarkeit
der Segelflächen auf die Windrichtung weiter zu optimieren.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach
ist ein Segelschiff mit mindestens einem Mast, an dem die Rahen
befestigt sind, vorgesehen, wobei der Mast mit einer Lagereinheit
verbunden ist, die derart ausgebildet ist, dass der Mast um seine
eigene Achse drehbar ist.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass die an Rahen befestigten Segel zusätzlich
relativ zu dem Mast ausrichtbar sind, so dass insgesamt eine sehr variable
Einstellbarkeit der Segelflächen vorliegt. Alternativ ist
es grundsätzlich ebenso möglich, dass die Einstellung
der Segel zum Wind allein über den drehbaren Mast realisiert
wird. Brassen oder dazu äquivalente Maßnahmen
wären dann nicht erforderlich, so dass der Gesamtaufbau
wesentlich vereinfacht wäre.
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Um
einen herkömmlichen Mast leicht um die Funktionalität
eines drehbaren Mastes erweitern zu können und die Steuerung
der Drehbewegung des Mastes zu erleichtern, weist die Lagereinheit
vorzugsweise ein Drehelement auf, mit dem der Mast fest verbunden
wird, so dass eine Bewegung des Drehelementes eine Drehung des Mastes
bewirkt. Hierfür wird die Verwendung einer Drehscheibe
bevorzugt, wobei die Lagereinheit bzw. die Drehscheibe vorzugsweise
so ausgebildet ist, dass der Mast auf der Drehscheibe befestigt
ist.
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Weiterhin
ist das Drehelement bevorzugt in einer Führung der Lagereinheit
oder über ein Führungsbauteil in der Lagereinheit
geführt. Das Führungsbauteil ist dann dafür
ausgebildet, dass sich das Drehelement entlang der Führung
bewegen kann, um die Drehung des Mastes zu realisieren. Hierzu weist
die Führung grundsätzlich Lagerelemente auf, die
das Drehelement in der Führung abstützen und die
Bewegung des Drehelementes gewährleisten.
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Je
nach Ausführungsform des Führungsbauteils bzw.
der Lagereinheit kann entweder das Führungsbauteil die
Führung bereitstellen, entlang der das Drehelement bewegt
wird oder die Lagereinheit stellt die Führung bereit, so
dass ein fest mit dem Drehelement verbundenes Führungsbauteil
entlang der Führung bewegt wird. Unabhängig von
der bevorzugten Ausführungsform können als Lagerelemente innerhalb
der jeweiligen Führung Wälzlager oder Gleitlager
verwendet werden.
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Für
die stufenweise Regelung der Drehbewegung des drehbaren Mastes sieht
die Lagereinheit weiterhin eine Rastvorrichtung vor, die ebenso
dazu dienen kann die Position des Mastes zu arretieren. Eine solche
Rastvorrichtung wird dann vorzugsweise über eine Verzahnung
und ein Ritzel ausgebildet, wobei die Verzahnung oder das Ritzel mit
einem fest mit dem Mast verbundenen Ritzel oder einer fest mit dem Mast
verbundenen Verzahnung in Eingriff zu bringen sind. Bevorzugt wird
aber vorgesehen, dass das mit dem Mast verbundene Drehelement eine
Verzahnung aufweist, die mit einem Ritzel innerhalb der Lagereinheit
in Verbindung steht.
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Alternativ
oder ergänzend zu einem Ritzel, das die Position des Mastes
arretiert, kann die Lagereinheit einen verschiebbaren Arretierstift
aufweisen, der zur Arretierung der Position des Mastes mit der Verzahnung
des Drehelementes in Eingriff gebracht wird. So wird ggf. eine zusätzliche
Sicherung für die stufenweise Regelung der Drehbewegung
in der Lagereinheit untergebracht.
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Um
eine möglichst zügige Drehbewegung des Mastes
zu realisieren, wird bevorzugt eine Bremsvorrichtung innerhalb der
Lagereinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet und vorgesehen ist,
eine Drehung des Mastes abzubremsen und/oder zu stoppen. Nur auf
diese Weise kann ein unkontrolliertes Drehen des Mastes auch bei
starken Windverhältnissen vermieden werden.
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Um
die Integrationsdichte innerhalb der Lagereinheit zu erhöhen
und die einzelnen Funktionen in ansprechender Weise zu vereinen,
wird es als vorteilhaft angesehen, die Bremsvorrichtung so auszubilden,
dass sie die Rastvorrichtung integriert, und das Führungsbauteil
als Teil der Bremsvorrichtung vorzusehen.
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Dabei
wird das Führungsbauteil so ausgebildet, dass eine an dem
Führungsbauteil vorgesehene Bremsfläche mit einer
innerhalb der Lagereinheit vorgesehenen Gegenfläche in
Wirkkontakt zu bringen ist und dadurch die Drehung des Mastes abgebremst und/oder
gestoppt wird.
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In
Abhängigkeit der angestrebten Detaillösung und
dem Fertigungsaufwand für die Lagereinheit kann es einerseits
vorgesehen sein, das Führungsbauteil so auszubilden, dass
es senkrecht zu dem Mast und dem Drehelement bewegt wird, um eine
an dem Führungsbauteil vorgesehene Bremsfläche
mit einer innerhalb der Lagereinheit vorgesehenen Gegenfläche
in Wirkkontakt zu bringen. Andererseits besteht die Möglichkeit
die Bremsfläche des Führungsbauteils unabhängig
von dem Führungsbauteil senkrecht zu dem Mast zu bewegen,
um sie mit der Gegenfläche innerhalb der Lagereinheit in Wirkkontakt
zu bringen und dabei kraftschlüssig oder formschlüssig
mit dem Führungsbauteil zu verbinden.
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Ergänzend
kann es vorteilhaft sein, dass das Drehelement mindestens einen
Nocken aufweist, der mit dem Führungsbauteil in Eingriff
gebracht wird, um die Bremsfläche an dem Führungsbauteil
mit der Gegenfläche innerhalb der Lagereinheit in Wirkkontakt zu
bringen. Auf diese Weise bewirkt eine Verstellung des Mastes in
eine bestimme Position automatisch die Arretierung des Mastes. Ebenso
kann bei einer Mehrzahl solcher Nocken an dem Drehelement sichergestellt
werden, dass bei der Drehung um einen definierten Winkel, der durch
den Nockenabstand festgelegt wird, automatisch das Abbremsen und/oder
Stoppen des Mastes bedingt wird.
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Des
Weiteren sind bei einer Ausführungsvariante die Lagerelemente
so ausgebildet, dass sie bei einer Bewegung des Führungsbauteils
senkrecht zu dem Mast, um eine an dem Führungsbauteil vorgesehene
Bremsfläche in Wirkkontakt mit einer Gegenfläche
innerhalb der Lagereinheit zu bringen, eine kraftschlüssige
oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Drehelement
und dem Führungsbauteil bereitstellen. Mit anderen Worten
die Lagerelemente können zur Bremskraftübertragung
genutzt werden.
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Um
den Mast des Segelschiffes und die Lagereinheit Platz sparend an
Bord des Segelschiffes unterbringen, weist die Lagereinheit in einer
bevorzugten Ausgestaltung das Fundament für den Mast auf
und wird außerdem an Deck des Segelschiffes angeordnet.
Dabei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Drehscheibe,
auf der der Mast befestigt ist, als das Fundament des Mastes ausgebildet
ist. Falls z. B. die Unterbringung des Fundaments an Deck nicht
möglich ist oder die Stabilität erhöht
werden muss, kann der Mast grundsätzlich auch mit dem Rumpf
des Schiffes verbunden und ggf. unter Deck drehbar gelagert werden.
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Zur
Erhöhung der Einstellbarkeit der Segel auf die Windverhältnisse
wird in Anlehnung an den eingangs genannten Stand der Technik der
Mast des Segelschiffes dahingehend erweitert, dass der Mast mindestens
drei miteinander verbundene Streben aufweist, die sich im Wesentlichen
senkrecht vom Deck des Schiffes erstrecken. Dabei erstrecken sich zwei
Streben in einer Ausgangsstellung quer zur Schiffslängsachse
und eine Strebe steht als Zuganker hinter ihnen. Außerdem
werden die Rahen dann bevorzugt nur mit den beiden vorderen Streben
verbunden.
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Für
die Minimierung des personellen Aufwandes ist die Lagereinheit vorzugsweise
so ausgebildet, dass die Verstellung des Mastes mittels eines elektrischen
oder hydraulischen Antriebs erfolgt und die Steuerung dieses Antriebs
elektronisch, elektrisch oder hydraulisch realisiert wird.
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Neben
dem erfindungsgemäßen Segelschiff mit einem drehbaren
Mastes ist auch ein Mastfundament für die Abstützung
eines Mastes eines Segelschiffes, an dem die Rahen befestigt sind,
Gegenstand der Erfindung. Dieses Mastfundament wird in einer Lagereinheit
der oben dargestellten Art untergebracht, die derart ausgebildet
ist, dass sich der Mast um seine eigene Achse drehen kann.
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Auf
Basis der vorangestellten Ausführungen ist folglich auch
ein herkömmlicher Mast durch ein solches Mastfundament
um die beschriebenen Funktionalitäten zu erweitern und
gewährleistet eine optimierte Ausrichtung der Segel bei
variierenden Windverhältnissen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren
deutlich werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Drehscheibe;
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2 eine
geschnittene Seitenansicht einer Lagereinheit mit einem verschiebbaren
Arretierstift;
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3 eine
geschnittene Draufsicht der Lagereinheit;
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4A eine
Ausführungsform der Lagereinheit mit Führungsbauteil
in geschnittener Seitenansicht;
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4B eine
weitere Ausführungsform der Lagereinheit mit Führungsbauteil
in geschnittener Seitenansicht;
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4C eine
weitere Ausführungsform der Lagereinheit mit Führungsbauteil
in geschnittener Seitenansicht.
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Die 1 zeigt
in Draufsicht eine kreisförmige Drehscheibe 1,
die zur Befestigung eines aus drei röhrenförmigen
Streben bestehenden Mastes sowie als dessen Fundament ausgebildet
ist. Sie weist entsprechende Lagerstellen 2 auf, so dass
die Mittelpunkte der Streben auf der Drehscheibe 1 auf
einem gemeinsamen Innenkreis liegen und die Verbindungslinien aus
Drehscheibenmittelpunkt und Strebenmittelpunkt gleich große Kreissektoren
definieren. Am Umfang der Drehscheibe 1 ist weiterhin ein Nocken-
bzw. Zahnkranz 3 angebracht.
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In
der 2 wird in einer geschnittenen Seitenansicht das
Innere einer Lagereinheit 5 in einem Abschnitt gezeigt,
in der die Drehscheibe 1 aus 1 geführt
und gelagert ist. Es wird ersichtlich, dass am Umfang der Drehscheibe 1 die
Deckfläche und die Unterseite der symmetrischen Drehscheibe 1 aufeinander
zu laufen und so in dieser Ansicht eine konusähnliche Form
des Randbereiches der Drehscheibe 1 definieren. Dieser
Konus ist über Wälzlager 8 in einer entsprechend
gestalteten Führung 51 der Lagereinheit 5 geführt.
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Die
Lagereinheit 5 wird aus zwei übereinander anzuordnenden
Blocksegmenten 5a und 5b gebildet, wobei das obere
Blocksegment 5a oberhalb der Drehscheibe 1 und
das untere Blocksegment 5b unterhalb der Drehscheibe 1 angeordnet
sind und jeweils die obere bzw. unter Hälfte der Führung 51 bereitstellen.
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Des
Weiteren weist die Lagereinheit 5 in dieser Darstellung
einen Arretierstift 6 auf, der in Bezug zu der Drehscheibe 1 in
radialer Richtung X, also senkrecht zu dem Mast, bewegt werden kann.
Auf diese Weise greift er in einen vorstehenden Nocken oder einen
Zahn des Zahnkranzes 3 der Drehscheibe 1 ein und
wird gleichzeitig vom Mittelpunkt der Drehscheibe 1 weg
bewegt. Dadurch wird eine Bremsfläche 61 des Arretierstiftes 6,
die auf der der Drehscheibe 1 abgewandten Seite des Arretierstiftes 6 angeordnet
ist, mit einer Gegenfläche 71 der Ummantelung 7 der
Lagereinheit 5 in kraftschlüssigen Wirkkontakt
gebracht. Ein einzelner derartiger Arretierstift 6 oder
eine Mehrzahl solcher Arretierstifte 6 kann somit für
die Festlegung einer definierten Position der Drehscheibe 1 und
damit des Mastes verwendet werden.
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In
der Draufsicht der 3 wird ein innerhalb der Lagereinheit 5 vorgesehenes
Ritzel 9 veranschaulicht, das in den Zahnkranz 3 der
Drehscheibe 1 eingreift. Durch die Rotation des Ritzels 9 ist
auf diese Weise die Drehscheibe 1 stufenweise zu rotieren.
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Mit
der 4A wird eine alternative Ausführungsform
der Lagereinheit 5 mit einem Führungsbauteil 10 in
ebenfalls geschnittener Seitenansicht wie in 1 gezeigt.
Der konusförmige Randbereich der Drehscheibe 1 wird
dabei über Wälzlager 8 in einer Führung 12 eines
Führungsbauteils 10 gelagert. Dieses Führungsbauteil 10 ist
selbst in einer Aussparung 52 der Lagereinheit 5 in
radialer Richtung X verschiebbar gelagert. In Übereinstimmung
mit dem zuvor beschriebenen Arretierstift 6 ist das Führungsbauteil 10 dafür
ausgebildet mittels eines Eingriffs in den Zahnkranz 3 der
Drehscheibe 1 zunächst mit dieser form- oder kraftschlüssig
verbunden zu werden. Die sich damit ergebende Bewegung des Führungsbauteils 10 in
radialer Richtung X weg vom Mittelpunkte der Drehscheibe 1 bringt
eine an dem Führungsbauteil 10 vorgesehene Bremsfläche 11 in Wirkkontakt
mit der bereits obig erwähnten Gegenfläche 7 innerhalb
der Lagereinheit 5.
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Die 4B zeigt
in mit 4A übereinstimmender
Ansicht eine alternative Ausführungsform des Führungsbauteils 10 respektive
der Lagereinheit 5. Im Unterschied zu den vorangegangenen
Figuren ist der Randbereich der Drehscheibe 1 so ausgeführt, dass
er sich mit zunehmendem Abstand vom Mittelpunkt der Drehscheibe 1 verbreitert.
Die Führung 12' des Führungsbauteils 10,
in der der Randbereich über Wälzlager 8 geführt
ist, ist so gestaltet, dass bei einer Bewegung des Führungsbauteils 10 in
radialer Richtung X von der Drehscheibe 1 weg, die Wälzlager 8 innerhalb
der Führung 12' verklemmen. Mit anderen Worten
die Führung 12' verbreitert sich nicht in gleichem
Maße wie der Randbereich der Drehscheibe 1, so
dass die Wälzlager 8 nicht mehr in der Lage sind,
abzurollen und eine kraft- oder formschlüssige Verbindung
mit dem Führungsbauteil 10 realisieren. Das Führungsbauteil 10 weist
zusätzlich an seinem der Drehscheibe 1 abgewandten
Seite eine Konusform auf. Die Seitenwände der Konusform
bilden die Bremsfläche 11'. Diese werden durch
die Bewegung des Führungsbauteils 10 in eine die
Konusform aufnehmende Aussparung innerhalb der Ummantelung 7 eingebracht,
so dass die Seitenwände der Aussparung die Gegenflächen 71 bilden,
um die Bewegung der Drehscheibe 1 abzubremsen oder zu stoppen.
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Anhand
der 4C wird eine weitere alternative Ausführungsform
des Führungsbauteils 10 mit einem Bremselement 13 veranschaulicht.
Hierbei ist das Führungsbauteil 10 dauerhaft formschlüssig
mit der Drehscheibe 1 verbunden und wird in einer Führung 52,
die von den Lagereinheit 5 bzw. ihren Blocksegmenten 5a und 5b,
gebildet wird über Wälzlager 8 als Lagerelemente
geführt.
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Das
Führungsbauteil 10 weist ein Bremselement 13 mit
der Bremsfläche 11 auf, das innerhalb des Führungsbauteils 10 in
radialer Richtung X bewegt werden kann. Um die notwendige Brems-
oder Arretierfunktion bereitzustellen, wird es in radialer Richtung
X vom Mittelpunkt der Drehscheibe 1 weg und relativ zu
dem Führungsbauteil 10 bewegt. Dies kann durch
einen innerhalb des Führungsbauteils 10 vorzusehenden
Nocken oder über einen gesonderten Antrieb gesteuert werden.
Bereits vor oder bei der Realisierung des reibungsbehafteten Kontakts
mit der Gegenfläche 71 an der Ummantelung 7 der
Lagereinheit 5 steht das Bremselement 13 in kraft-
oder formschlüssigen Kontakt mit dem Führungsbauteil 10.
Auf diese Weise kann die aufgebrachte Bremskraft unmittelbar an
die Drehscheibe 1 weitergegeben werden. Eine entsprechende
Gestaltung des Bremselementes 13 ist in der Seitenansicht
der 4C als verschiebbarer Doppel-T-Träger
gezeigt, so dass das Bremselement 13 spätestens
beim Wirkkontakt mit der Gegenfläche 71 sowohl
mit dieser als auch innerhalb des Führungsbauteils 10 reibschlüssig
verbunden ist.
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Die
gezeigten Ausführungsbeispiele der 2–4C zeigen
jeweils nur Abschnitte der Drehscheibe 1 mit einem Führungsbauteil 10 oder
einem Arretierstift 6. Es ist aber durchaus im Rahmen der
Erfindung möglich, sowohl eine Mehrzahl solcher Elemente
vorzusehen und diese ggf. symmetrisch am Umfang der Drehscheibe 1 anzuordnen
als auch nur jeweils ein Element vorzusehen, dass sich dann zusätzlich über
den gesamten Umfang des Drehelementes bzw. der Drehscheibe 1 erstreckt.
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Ebenso
ist es möglich die Bewegungen respektive Verschiebungen
des Führungsbauteils 10 und des Arretierstiftes 6 entgegen
der bisher dargestellten, vornehmlichen mechanischen Betätigung über
einen elektrischen oder hydraulischen Antrieb auszulösen
und/oder zu steuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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