DE102008025894A1 - Vorwärtsruder für Ruderboote - Google Patents

Vorwärtsruder für Ruderboote Download PDF

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Abstract

Vorwärtsruder für Ruderboote, bei denen der Ruderer in Fahrtrichtung sitzt und in gewohnter Weise rudern kann. Es wird ein Vorwärtsruder vorgeschlagen, welches absolut die gleichen Rudereigenschaften und die gleiche Richtungsstabilität aufweist, wie das traditionelle Ruder, und ein aus dem vorgeschlagenen Vorwärtsruder abgeleitetes zweites Vorwärtsruder, ein Differenzialruder, welches bessere Rudereigenschaften und eine höhere Richtungsstabilität bewirkt als das bekannte Ruder. Beide vorgeschlagenen Vorwärtsruder bestehen aus zwei zweiteiligen Rudern, die auf je einer Achse dreh- und zur Wasserseite schwenkbar am Boot gelagert sind. Beim ersten vorgeschlagenen Vorwärtsruder ist jeweils der Außenhebel mit dem Innenhebel über Streben und eine Kurbel, die auf dem Boot gelagert ist, verbunden, und beim Differenzialruder sind alle vier Ruderhebel durch eine freie Koppel miteinander verbunden, wobei die Koppelenden, die mit den Ruderhebeln quer verschiebbar zur Bootslängsachse in Verbindung stehen, senkrecht drehbar mit der Koppel verbunden sind, um das Absenken der Ruder ins Wasser zu gewährleisten.

Description

  • Die Erfindung betrifft Vorwärtsruder für Ruderboote, bei denen der Ruderer in Fahrtrichtung im Boot sitzt und in gewohnter Weise richtungsstabil rudern kann und nicht, wie bisher üblich, verkehrsgefährdend rückwärts im Boot sitzt.
  • Stand der Technik
  • Bekannt sind zahlreiche Patente von Vorwärtsrudern für Ruderboote, die sich nach ihrem Wirkungsprinzip in etwa drei Gruppen einteilen lassen:
    • 1. Gruppe: Vorwärtsruder mit zweiteiligen Ruder, dem Außen- und dem Innenruder, die gemeinsam auf einer Achse am Bootsrand gelagert sind und durch Streben so miteinander verbunden sind, dass der Außen- und der Innenhebel unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen, wobei sich mindestens eine Strebe am Boot quer abstützt.
    • 2. Gruppe: Vorwärtsruder mit zweiteiligen Ruder, dem Außen- und dem Innenhebel, die getrennt auf je einer Achse am Bootsrand gelagert sind und durch Zahnsegmente, Getriebe, Ketten, Seile oder Hebel miteinander in Verbindung stehen, zur Erzeugung unterschiedlicher Drehrichtungen der Ruderhebel.
    • 3. Gruppe: Vorwärtsruder mit einteiligen Rudern, wobei die Ruder entlang der Bordwand bewegt werden, bzw. über Gestänge vom Bug nach Heck gezogen und kreisförmig geschwenkt werden.
  • Im Folgenden werden die bekannten Vorwärtsruder kritisch beurteilt und es wird aufgezeigt, warum sich bislang keines der bekannten Vorwärtsruder gegenüber dem traditionellen Ruder durchsetzen konnte.
  • Das wichtigste Merkmal eines Ruders für ein Ruderboot ist die Richtungsstabilität, die mit dem Ruder erreicht wird.
  • Unter Richtungsstabilität wird das Geradeaus-Fahrverhalten eines Ruderbootes verstanden.
  • Je höher die Richtungsstabilität ist, desto leichter ist es, das Ruderboot auf Fahrkurs zu halten und das Rudern als angenehm zu empfinden. Eine hohe Richtungsstabilität ist deshalb erforderlich, weil nur angenähert gleichmäßig mit beiden Rudern gerudert werden kann. Sie wird erzielt, wenn alle Ruderkräfte in Längsrichtung des Bootes gerichtet sind, nahe an der Bootslängsachse auf das Boot einwirken und das Boot einen hohen Querwiderstand aufweist. Anders ausgedrückt, die Drehmomente und Querkräfte, die durch das Rudern auf das Boot einwirken, müssen gering und der Querwiderstand des Bootes muss groß sein.
  • Das herkömmliche Ruderboot weist eine hohe Richtungsstabilität auf. Deshalb soll zur kritischen Betrachtung der bekannten Vorwärtsruder gelten:
    Ein Vorwärtsruder muss mindestens die gleich hohe Richtungsstabilität bewirken wie das traditionelle Ruder, um ihm in den Rudereigenschaften gleichwertig und damit anwendungstauglich zu sein. Um dies zu ermitteln, werden die Kräfteverhältnisse der bekannten Vorwärtsruder gruppenweise dem Kräfteverhalten des herkömmlichen Ruders gegenüber gestellt.
  • Für die Vergleichbarkeit sind nachfolgend die Ruderabmessungen und die Ruderkraft für alle betrachteten Fälle gleich groß bemessen.
  • Zur Beurteilung der Richtungsstabilität der bekannten Vorwärtsruder werden die Querkräfte und die Drehmomente um das Ruderlager berechnet und es wird aus den Kräften, die in Längsrichtung des Bootes am Ruderlager auftreten und den Kräften, die entlang der Bootslängsachse wirken, die resultierende Vortriebskraft des Bootes ermittelt.
  • Kräfteverteilung am herkömmlichen Ruder, 1
  • 1 zeigt die Kräfteverteilung an einem herkömmlichen Ruder.
  • Es bedeuten:
  • a
    – Ruderkraft
    b
    – Kraft am Stemmbrett
    c
    – Kraft am Ruderlager
    g
    – einteiliges Ruder
    d
    – Kraft am Ruderblatt gegen den Wasserwiderstand
    e
    – resultierende Vortriebskraft
    s
    – Abstand: Ruderlager zur Bootslängsachse = 1
  • Beim bekannten Ruderboot treten nur Kräfte in Längsrichtung des Bootes auf. Bei der angenommenen Dimensionierung wirken am Ruderlager die Vortriebskraft c der Größe 1.5× die Ruderkraft in Fahrtrichtung und auf der Längsachse des Bootes die entgegen der Fahrtrichtung gerichtete Kraft b am Stemmbrett der Größe –1× Ruderkraft. Die resultierende Vortriebskraft e wirkt am Ruderlager in Fahrtrichtung und hat die Größe von 0,5× die Ruderkraft, die gleich der Kraft d am Ruderblatt gegen den Wasserwiderstand ist und sich aus dem Verhältnis der Außenruderlänge zur Länge des Innenruders von 2:1 ergibt. Das beim nicht gänzlich vermeidbaren ungleichmäßigen Rudern mit beiden Skulls wirksam werdende Drehmoment der Vortriebskraft am Ruderlager gegenüber der Bootslängsachse der Größe M = 1,5 (1,5× die Ruderkraft ×1 Abstand s des Ruderlagers von der Bootslängsachse) wird durch den Querwiderstand des Bootes weitgehend kompensiert, so dass mit dem herkömmlichen Ruder eine hohe Richtungsstabilität erreicht wird, da keine weiteren Drehmomente auf das Boot einwirken. Die Drehmomente um das Ruderlager sind: M = 0.
  • Kräfteverteilung an den bekannten Vorwärtsrudern der Gruppe 1, 2.
  • In 2 ist die Kräfteverteilung eines bekannten Vorwärtsruders der Gruppe 1 dargestellt:
    Patentschrift: DE 605621 , vom 25.10.1934, wirkungsgleich US Patent: 5,248,272 vom 28.9.1993.
  • Es bedeuten:
  • a
    – Zugstange
    b
    – Druckstange
    c
    – Koppel
    d
    – Kurbel
    e
    – Kurbellager
    f
    – Ruderlager
    g
    – Ruderkraft
    h
    – Kraft am Stemmbrett
    i
    – Kraft am Ruderblatt
    j
    – Wasserwiderstandskraft
    k
    – Querkräfte
    R
    – resultierende Vortriebskraft
    m
    – Vortriebskraft am Ruderlager
    n
    – Zugkraft
    o
    – Druckkraft
    p
    – Innenhebel
    q
    – Außenhebel
    s
    – Abstand zur Bootsmitte = 1
  • Das Vorwärtsruder ist zweiteilig, wobei der Außen- und der Innenhebel auf einer gemeinsamen Achse gelagert und über Streben mit einer Koppel verbunden sind, die mit einer Kurbel in Verbindung steht, die auf dem Boot drehbar angeordnet ist.
  • Die Kräfteverteilung in 2 zeigt, dass sich die Ruderkräfte weitgehend durch die Gegenkräfte, durch die Wasserwiderstandskraft j bewirkt, kompensieren. Es verbleiben durch die Zugkraft n an der Zugstange a und die Druckkraft o an der Druckstange b die Querkräfte k und die Kraft am Stemmbrett h, sowie die negative Vortriebskraft m am Ruderlager f, die auf das Boot einwirken.
  • Die Querkräfte 2× k bewirken um das Ruderlager f ein großes Drehmoment und zwar für die angenommene Dimensionierung M = –2 (1× Ruderkraft × 2× Abstand s zwischen dem Ruderlager und der Koppel). Die resultierende Vortriebskraft R ergibt sich aus der negativen Vortriebskraft m von –0,5× Ruderkraft am Ruderlager f und der Vortriebskraft h am Stemmbrett von 1× die Ruderkraft und hat eine Größe von 0,5× die Ruderkraft.
  • Vorwärtsruder der Gruppe 1 weisen aufgrund des hohen Drehmomentes um das Ruderlager von M = –2 eine wesentlich schlechtere Richtungsstabilität als das traditionelle Ruder auf, bei dem kein Drehmoment um das Ruderlager wirkt.
  • Beim geringsten ungleichmäßigen Rudern dreht sich das Boot vom Fahrkurs ab nach der schwächer beruderten Seite hin.
  • Kräfteverteilung an den bekannten Vorwärtsrudern der Gruppe 2, 3
  • In 3 ist die Kräfteverteilung eines bekannten Vorwärtsruders der Gruppe 2 dargestellt.
    • Patentschrift: Japan 2000198492 A , vom 18.7.2000.
  • Das dargestellte Vorwärtsruder besteht aus zwei getrennt gelagerten Ruderhebeln, die über Zahnsegmente oder andere Verbindungselemente, in anderen Patentschriften, miteinander in Verbindung stehen, über die die Ruderkraft vom Innen- auf das Außenruder übertragen wird.
  • Es bedeuten:
  • a
    – Ruderkraft
    b
    – Kraft am Stemmbrett
    c
    – Kraft am Innenruderlager
    d
    – Kraft am Außenruderlager
    e
    – Kräfte am Zahneingriff
    f
    – Kraft am Ruderblatt
    g
    – Gegenkraft durch den Wasserwiderstand
    h
    – negative Vortriebskraft
    R
    – resultierende Vortriebskraft
    s
    – Abstand Ruderlager zur Bootslängsachse = 1
  • Die Kräfteverteilung in 3 zeigt, dass beim Rudern an den Achsen der Ruderlager gegeneinander entgegengesetzt gerichtete Längskräfte c, d auftreten, die die entgegen der Fahrtrichtung gerichtete Vortriebskraft h von der Größe –0,5× die Ruderkraft bewirken und um den Zahneingriffspunkt beider Ruder Drehmomente um das Ruderlager zur Folge haben.
  • Durch den Wasserwiderstand g am Ruderblatt wird die Kraft von 0,5× die Ruderkraft am Ruderblatt kompensiert, sowie die Kräfte e an der Kraftübertragungsstelle der Ruder von der Größe 3× die Ruderkraft und die Ruderkraft a selbst.
  • Die resultierende Vortriebskraft R der Größe 0,5× die Ruderkraft ergibt sich aus der Kraft b am Stemmbrett (1× die Ruderkraft) minus der negativen resultierenden Vortriebskraft h an den Ruderachsen mit der Größe 0,5× die Ruderkraft.
  • Um das Ruderlager werden zwei Drehmomente erzeugt: 1. Kraft c am Innenruderlager mal Abstand zum Zahneingriff: 4 × 0,25 = 1 und 2. Kraft d am Außenruderlager mal Abstand zum Zahneingriff: 3,5 × 0,25 = 0,875, was ein Gesamtdrehmoment um das Ruderlager von M = –1,875. ergibt.
  • Das Drehmoment von M = –1,875 um das Ruderlager hat eine geringere Richtungsstabilität des Vorwärtsruders gegenüber dem traditionellen Ruder zur Folge.
  • Bei geringfügig nicht vermeidbaren ungleichmäßigen Rudern verdreht sich das Boot nach der schwächer beruderten Seite hin, so dass ständig durch Gegenrudern korrigiert werden muss, was das Kurshalten erschwert und das Rudervergnügen einschränkt.
  • Kräfteverteilung an den bekannten Vorwärtsrudern der Gruppe 3, 4
  • In 4 ist die Kräfteverteilung eines bekannten Vorwärtsruders der Gruppe 3 dargestellt.
  • Es bedeuten:
  • a
    – Ruder
    b, c
    – Trapezschenkel
    d, e
    – Trapezlager
    f
    – Ruderkraft
    g
    – Kraft am Stemmbrett
    h, i
    – Querkräfte
    j
    – Kraft am vorderen Ruderlager
    k
    – Gegenkraft am vorderen Trapezlager
    l
    – Kraft am Ruderblatt = Wasserwiderstandskraft m
    s
    – Abstand, Bootslängsachse zu Bootsrand = 1
    R
    – resultierende Vortriebskraft, g–k
    D
    – Drehpunkt des Drehmomentes
  • Bei diesem Vorwärtsruder wird ein fest an einem entsprechend dimensionierten Trapez angebrachtes Ruder a von der Bug- zur Heckseite gezogen und dabei kreisförmig geschwenkt, wobei der Ruderer in Fahrtrichtung sitzt und der Vortrieb des Bootes über den Druck des Ruderers gegen das Stemmbrett erfolgt. Das Kräftebild zeigt aber außerdem, dass an den Schenkeln des Trapezes b, c Querkräfte h, i, auftreten und zwar in 4 an der vorderen Trapezaufhängung d nach rechts und an der heckseitigen Trapezaufhängung e nach links gerichtet. Dadurch wirkt ein Drehmoment auf das Boot ein, welches das Boot beim unvermeidlich ungleichmäßigen Rudern zur schwächer beruderten Seite zu drehen versucht. Die Ruderkraft f hält sich mit der Kraft am vorderen Ruderlager j und der Kraft am Ruderblatt l im Gleichgewicht, so dass für die resultierende Vortriebskraft R = Kraft am Stemmbrett g minus Gegenkraft k am vorderen Trapezlager d der Wert von R = 1 – 0,5 = 0,5× Ruderkraft f erhalten wird. Die Querkräfte h, i bewirken bei den in 4 dargestellten Ruder ein zu den betrachteten anderen Vorwärtsrudertypen vergleichbares Drehmoment von M = 4/3 (2× Ruderkraft f × 2/3 Abstand s), wobei sich der Drehpunkt D in der Mitte zwischen der Trapezaufhängung im Boot befindet.
  • Die Vortriebskraft des Bootes und die Kraft am Ruderblatt betragen in der Mittelstellung des Ruders gleich 0,5× die Ruderkraft h, die sich aus der Übersetzung von 1:2 des Innenruderweges zum Außenruderweg ergibt und auch aus der Kräfteverteilung in 4 ablesbar ist. Vorwärtsruder der Gruppe 3 weisen zwar ein geringeres Drehmoment und damit eine bessere Richtungsstabilität als die Vorwärtsruder der 1. und 2. Gruppe auf, erreichen aber nicht die gute Richtungsstabilität des herkömmlichen Ruders, bei dem keine Querkräfte auf das Boot einwirken. Vorwärtsruder der Gruppe 3 sind nur bedingt geeignet, als Vorwärtsruder verwendet zu werden, zumal sie sperrig oder mechanisch aufwendig sind.
  • Ergebnis:
  • Die bekannten Vorwärtsruder genügen ausnahmslos nicht den Anforderungen, die an gebrauchsfähige Ruder zu stellen sind, weil sie nicht die gleich hohe Richtungsstabilität und die gleich guten Rudereigenschaften der traditionellen Ruder erreichen. Mit den bekannten Vorwärtsrudern ist es schwierig, sicheren Kurs zu halten und deshalb ist mit ihnen kein entspanntes Rudern möglich. Aus diesem Grunde konnte sich bislang auch keines der bekannten Vorwärtsruder gegen das traditionelle Ruder behaupten.
  • Aufgabenstellung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, „Vorwärtsruder” vorzuschlagen, mit denen der Ruderer in Fahrtrichtung im Boot sitzt und in gewohnter Weise mindestens so richtungsstabil, wie mit dem herkömmlichen Ruderboot, rudern kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 2, 3, 4.
  • 1. Erfindungsgemäßes Vorwärtsruder 1
  • 5 zeigt die Kräfteverteilung an einem erfindungsgemäßen Vorwärtsruder unter Berücksichtigung der Gegenkräfte, die durch die Wasserwiderstandskraft auf das Ruder einwirken.
  • Es bedeuten:
  • a
    – Innenruder
    b
    – Außenruder
    c
    – Ruderlager
    d
    – Innenruderstrebe
    e
    – Außenruderstrebe
    f
    – Kurbel
    g
    – Kurbellager
    o
    – Stemmbrett
    i
    – Ruderkraft
    j
    – Kraft am Ruderblatt
    k
    – Wasserwiderstand
    l
    – Bootslängsachse
    p
    – Querkräfte
    q
    – Kraft am Kurbellager
    r
    – resultierende Ruderlagerkraft (3–1,5)
    s
    – Kraft an der Bootslängsachse
    h
    – Kraft am Stemmbrett
    t
    – Bootsvortriebskraft
    n
    – Strebenlager
    m
    – Boot
  • Beim Rudern wird die Ruderkraft i über die Innenruderstrebe d auf die Kurbel f übertragen und von ihr über die Außenruderstrebe e auf das Außenruder b, wobei sich die Ruder immer in die gleiche Richtung bewegen. Die in Fahrtrichtung wirkende Kraft r am Ruderlager c und die entgegen der Fahrtrichtung auf der Bootslängsachse l wirkende Kraft s ergeben die in Fahrtrichtung gerichtete Bootsvortriebskraft t der Größe 0,5× die Ruderkraft i, die gleich groß der Kraft j am Ruderblatt ist, die gegen den Wasserwiderstand k drückt. Außer den Ruderkräften und Gegenkräften, die durch den Wasserwiderstand entstehen, werden zusätzlich an der Kurbel zwei Querkräfte p und an jedem Ruder eine Querkraft p erzeugt, die durch die gewählte Ruderdimensionierung gleich groß und einander entgegengerichtet sind. Die Kräfte p heben sich gegenüber dem Ruderlager und gegenüber dem Kurbellager einander auf, so dass keine Querkräfte auf das Boot gelangen.
  • Beim Rudern werden die Kräfte am Ruderblatt j, die resultierende Kraft am Ruderlager r, sowie die Kraft am Stemmbrett h und die Gegenkraft q am Kurbellager g erzeugt, die alle in Längsrichtung des Bootes gerichtet sind.
  • Die resultierenden, auf das Boot einwirkenden Kräfte sind: die Vortriebskraft r am Ruderlager c der Größe 1,5× die Ruderkraft i und die auf der Bootslängsachse wirkende Gegenkraft s = –1 (Kraft h am Stemmbrett o der Größe 1× die Ruderkraft i minus Gegenkraft q am Kurbellager g der Größe –2).
  • Die Drehmomente um das Ruderlager haben die Größe M = 0.
  • Die mit dem erfindungsgemäßen Vorwärtsruder auf das Boot wirkenden Kräfte sind in Größe, den Angriffspunkten und der Richtung die gleichen wie am Ruderboot mit den herkömmlichen Rudern. Deshalb sind die Rudereigenschaften und die Richtungsstabilität des Bootes mit den erfindungsgemäßen Vorwärtsrudern absolut gleich den Rudereigenschaften und der Richtungsstabilität des herkömmlichen Ruderbootes.
  • Damit ist der Nachweis erbracht, dass das erfindungsgemäße Vorwärtsruder anwendungstauglich ist.
  • Quot erst demostrandum!
  • 2. Erfindungsgemäßes Vorwärtsruder 2 (Differenzialruder) 6
  • Wesentlich bessere Rudereigenschaften werden erzielt, wenn bei dem vorgeschlagenem Vorwärtsruder in 5 die dargestellte linke Kurbel und die Kurbel des rechten Ruders durch eine freie Koppel ersetzt werden und verkürzte Zug- und die Druckstreben verwendet werden, die entlang der Koppel so wie an der Kurbel in 5 positioniert werden. Die Enden der Koppel, an denen die Zug- und Druckstreben gelagert sind, sind senkrecht drehbar mit der Koppel verbunden, um das Ruderabsenken in das Wasser zu gewährleisten. 6 zeigt das so erhaltene Vorwärtsruder für beide Ruderseiten und die beim Rudern auftretenden Ruderkräfte.
  • Es bedeuten:
  • a
    – Innenruder
    b
    – Außenruder
    c
    – Druckstrebe
    d
    – Zugstrebe
    e
    – Koppel
    f
    – Ruderlager
    g
    – Koppelgelenke
    h
    – Stemmbrett
    i
    – Ruderkraft
    j
    – Kraft am Stemmbrett h
    m
    – Boot
    k
    – Kraft am Ruderlager
    R
    – resultierende Vortriebskraft (Kraft am Stemmbrett minus Kraft an den Ruderlagern)
  • Folgendes ist aus 6 ablesbar:
    Während beim herkömmlichen Ruder die Vortriebskraft in den Ruderlagern entsteht und zwar gemäß 1 je Ruderseite mit der Größe 1.5× die Ruderkraft i, von der die Gegenkraft (2× die Ruderkraft i) am Stemmbrett abzuziehen ist, wirkt als Vortriebskraft in 6 für beide Ruderseiten die Kraft am Stemmbrett der Größe 2× die Ruderkraft i (für jedes Ruder 1× die Ruderkraft i) und an den Ruderlagern je die gegen die Fahrtrichtung gerichteten Kräfte von –0,5× die Ruderkraft i. Beim einseitigen Rudern ergibt sich beim bekannten Ruder gegenüber der Bootslängsachse ein Drehmoment von M = 1.5× Ruderkraft i × s und beim Vorwärtsruder in 6 ein Drehmoment von M = –0,8× Ruderkraft i × s (s = Abstand vom Ruderlager bis zur Bootslängsachse = 1).
  • Die unterschiedlichen Ruderarten ergeben, dass beim Vorwärtsruder in 6, aufgrund der geringen Ruderlagerkraft k und damit des geringen Drehmomentes um die Bootslängsachse, die Richtungsstabilität höher als beim bekannten Ruder in 1 und die Ruderlagerbelastung geringer ist.
  • Bedeutsamer ist das Verhalten des vorgeschlagenen Vorwärtsruders 2 beim beidseitigen aber ungleichmäßigen Rudern. In 7 ist das Vorwärtsruder von 6 gezeigt, wenn das linke Ruder mit der Kraft 1 und das rechte Ruder mit der Kraft 0,5 gezogen wird.
  • Es ist erkennbar, dass nicht, wie beim herkömmlichen Ruder, das linke Ruderblatt mit der doppelten Kraft gegenüber dem rechten Ruder durch das Wasser bewegt wird (Kräfteverhältnis 2:1), sondern ein Teil der Ruderkraft des stärker beruderten Ruders auf das schwächer beruderte Ruder übertragen wird und zwar wirkt am linken Ruder nur die 1,5-fache Kraft der Kraft am rechten Ruder (Kräfteverhältnis 1,5:1). Das Vorwärtsruder 2 besitzt ein Differenzialverhalten. Dadurch werden mit ihm eine höhere Richtungsstabilität und bessere Rudereigenschaften als mit dem bekannten Ruder erzielt.
  • In 8 ist eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Vorwärtsruders 2 (Differenzialruders) dargestellt.
  • Es bedeuten:
  • 1
    Boot
    2
    Ruderlagerbefestigung am Boot
    3
    Ruderlager (Gewindelagerung)
    4
    Innenruder
    5
    Außenruder
    6
    Koppelendstück
    7
    Koppel
    8
    Koppelgelenk (Gewindelagerung)
    9
    Ruder-Koppelverbindung (Seilrolle)
    10
    Rudersitz
    11
    Ruderlager-Trägerstange (Gewindelagerung)
  • Gegenüber dem in 6 gezeigtem Differenzialruder wurden die Zug- und Druckstangen weggelassen und die Koppelstange direkt mit den Strebenlagern der Ruder verbunden. In 8 sind die Ruderlager auf Brücken gesetzt, um die Koppelstange unter das Ruderlager hindurchführen zu können. Die Koppelenden, die mit den Ruderlagern in Verbindung stehen, sind senkrecht drehbar mit der Koppel verbunden, um das Absenken der Ruder ins und aus dem Wasser zu ermöglichen. Die Koppelstange kann im Boot beliebig gebogen, z. B. unter dem Rudersitz oder vor oder hinter dem Ruderer entlang geführt werden. Die Verbindungen der Koppel mit den Rudern sind dreh- und quer zur Bootslängsachse verschiebbar, z. B. durch Schubgelenke zu realisieren. Die Koppelstange hängt frei im Boot und wird nur von den Strebenlagern der Ruder gehalten. Trotz der miteinander verkoppelten Ruder sind diese unterschiedlich beliebig bewegbar. Das gilt für beide vorgeschlagenen Differenzialruder. Das Funktionsprinzip beider Differenzialruder ist gleich, so dass auch die Rudereigenschaften beider Ruder gleich sind.
  • Drei charakteristische Arbeitsstellungen ergeben sich bei den modifizierten Vorwärtsrudern nach 6 und 8:
    • 1. Beim ungleichmäßigen Rudern wird eine höhere Richtungsstabilität als beim ungleichmäßigen Rudern mit den bekannten Rudern erzielt, da 1. das stärker betätigte Ruder einen Teil seiner Ruderkraft, abhängig von der Dimensionierung der Ruder, auf das schwächer beruderte Ruder überträgt (Differenzialverhalten) und 2. die Ruderlagerkräfte, und damit die Drehmomente um die Bootslängsachse ohnehin geringer als beim traditionellen Ruder sind.
    • 2. Wird nur ein Ruder betätigt, bewegt sich das zweite Ruder, aufgrund des Differenzialverhaltens, mit einem, durch die Ruderdimensionierung bestimmten Kraftanteil, ebenfalls in die gleiche Richtung wie das aktive Ruder.
    • 3. Betätigt man hingegen ein Ruder und hält das zweite Innenruder fest, bewegt sich das zweite Außenruder entgegen der Richtung des aktiven Ruders, wodurch das Bootwenden leichter als mit dem bekannten Ruderboot durchführbar ist.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorwärtsruder sind:
    Das erfindungsgemäße Vorwärtsruder 1 besitzt absolut die gleichen Rudereigenschaften wie das traditionelle Ruder mit dem Vorteil, dass der Ruderer in Fahrtrichtung sitzt.
  • Das erfindungsgemäße Vorwärtsruder 2 (Differenzialruder) hat gegenüber dem herkömmlichen Ruder folgende Vorteile:
    • 1. bessere Rudereigenschaften, da durch das Differenzialverhalten und die geringeren Ruderlagerkräfte eine höhere Richtungsstabilität erzielt wird,
    • 2. das Bootwenden durch das Differenzialverhalten unterstützt wird,
    • 3. der Wirkungsgrad der Differenzialruder ist höher, da beim unvermeidlich ungleichmäßigen Rudern, die Abtriebsarbeit, aufgrund der geringeren Ruderlagerkräfte und damit des kleineren Drehmomentes gegenüber der Bootslängsachse, kleiner als beim bekannten Ruder ist.
    • 4. der Ruderer in Fahrtrichtung sitzt.
  • Für die Nachrüstung vorhandener Ruderboote mit den erfindungsgemäßen Vorwärtsrudern sind besonders die beiden Differenzialruder geeignet, da nur die Ruderlager auszutauschen sind und keine Kurbellager, wie beim erfindungsgemäßen Vorwärtsruder 1, auf dem Boot zu installieren sind. In der Praxis ist von den erfindungsgemäßen Vorwärtsrudern dem Differenzialruder mit der direkten Koppelverbindung mit den Rudern der Vorzug zu geben, weil es das Vorwärtsruder mit dem geringsten Aufwand und Platzbedarf ist und außerdem in den Ruderendlagen die besten Rudereigenschaften aufweist.
  • Sinnvollerweise sind die Ruderblätter an den Außenrudern drehbar anzuordnen und von den Drehgriffen aus beim Ruderzurückholen flach zu stellen, z. B. über Bowdenzüge oder eine Lösung unter Verwendung von biegsamen Wellen.
  • Die Mehrkosten für die erfindungsgemäßen Vorwärtsruder sind, gemessen an den Gesamtosten für ein Wanderruderboot, von untergeordneter Bedeutung, anbetracht der gewaltigen Vorteile, gegenüber dem herkömmlichen Ruderboot verkehrssicher und erlebnisreicher vorwärts rudern zu können.
  • Erwähnt sei noch, dass der Wirkungsgrad der Ruder und die Richtungsstabilität des Bootes erhöht werden können, wenn die Ruderblätter horizontal frei drehbar um die Blattmitte am Außenruder gelagert werden, weil dadurch das Verquirlen des Wassers und das Entstehen von Querkräften, auch bei den herkömmlichen Rudern auftretend, in den Endlagen des Ruders entfallen. Die Ruderblätter stellen sich selbsttätig optimal dem Wasserwiderstand entgegen.
  • 9 zeigt ein 1. Beispiel, ein Doppelzweierruderboot mit dem erfindungsgemäßen Vorwärtsrudern 1 nach Patentanspruch 1.
  • 10 zeigt ein 2. Beispiel, ein Ruderboot mit dem erfindungsgemäßen Vorwärtsrudern 2 (Differenzialruder) nach Patentanspruch 3.
  • 11 zeigt ein 3. Beispiel, einen Ruderkatamaran mit den erfindungsgemäßen Vorwärtsrudern 2 (Differenzialruder) nach den Patentanspruch 2 und 4.
  • Ausführungsbeispiele
  • Beispiel 1: Bei dem in 9 dargestelltem Doppelzweier-Ruderboot mit den erfindungsgemäßen Vorwärtsrudern 1 nach Patentanspruch 1 sind die Innenruder mit den Außenrudern horizontal drehbar und zur Wasserseite hin schwenkbar auf je einer Achse an der Bordwand des Bootes gelagert und die Zugstangen an den Außenrudern sowie die Druckstangen an den Innenrudern sind an verschiedenen Lagerstellen entlang der quer zum Boot angeordneten Kurbeln mit diesen verbunden, wobei sowohl die Zug- als auch die Druckstangen beidseitig in Kugelgelenken gelagert sind. Die Kurbeln sind auf der Bootslängsachse horizontal drehbar gelagert und zur Wasserseite hin leicht abgewinkelt. Die Konstruktion des Ruders ist so ausgeführt, dass beim ins Wasser abgesenkten Ruderblatt die Ruderhebel und die Kurbelendstücke, an denen die Zug- und die Druckstangen gelagert sind, den gleichen Neigungswinkel zur Wasserseite hin haben und sich die Strebenlager jeder Strebe annähernd in der gleichen Höhe befinden. Durch die Kugelgelenklagerung der Zug- und Druckstangen wird das problemlose Herausheben des Ruderblattes aus dem Wasser und das Zurückschwenken des Vorwärtsruders ermöglicht. Anstelle der nur horizontal drehbaren Kurbeln können auch Kurbeln verwendet werden, die sowohl horizontal als auch begrenzt vertikal drehbar sind, zum Beispiel durch Lagerung der Kurbeln in Pendelkugellagern und Begrenzung der Kurbelabsenkung bis in die Ruderarbeitslage, weil dann die Strebenlager nur horizontal drehbar auszuführen sind.
  • Beispiel 2: In 10 ist ein Ruderboot mit den erfindungsgemäßen Vorwärtsruder 2 (Differenzialruder) nach Patentanspruch 3 gezeigt. Die Koppel ist nicht mit dem Boot verbunden, sie ist nur mit den Rudern über die vier Streben verbunden und wird durch sie in der Höhe gehalten. Die Koppel kann beliebig gebogen sein, um den Ruderer nicht zu stören.
  • Beispiel 3: In 11 ist ein Ruderkatamaran mit den Vorwärtsrudern 2 (Differenzialrudern) nach Patentanspruch 2 und 4 dargestellt. Die Koppel ist mit den Rudern direkt über Schubgelenke verbunden, wobei die Koppelenden, die mit den Rudern in Verbindung stehen, durch senkrecht schwenkbare Koppelgelenke mit der Koppel verbunden sind, um das Absenken der Ruder ins Wasser zu gewährleisten. Die Ruderlager sind auf Brücken gesetzt, um die Koppelenden unter den Ruderlagern hindurch bewegen zu können. Die Koppel ist gebogen unter dem Rudersitz entlanggeführt und nur mit den Rudern verbunden. Die Koppel kann auch über den Rudern angeordnet werden, dann brauchen die Ruderlager nicht auf Brücken gesetzt zu werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 605621 [0013]
    • - US 5248272 [0013]
    • - JP 2000198492 A [0020]
    • - DE 20116742 U1 [0029]

Claims (4)

  1. Vorwärtsruder, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweiteilige Ruder, bestehend aus je einem Außenhebel mit Ruderblatt und einem Innenhebel mit Griff, je auf einer Achse am Boot dreh- und zur Wasserseite hin schwenkbar gelagert sind, verwendet werden, wobei jedes zweiteilige Ruder über zwei Streben, wovon eine Strebe entlang am Innenhebel gelenkig gelagert ist und eine zweite Strebe entlang am Außenhebel gelenkig gelagert ist, mit einer quer zur Längsachse des Bootes und entfernt vom Ruderlager auf der Bootslängsachse gelenkig gelagerten Kurbel verbunden ist, wobei die Streben an verschiedenen Stellen entlang der Kurbel gelenkig gelagert sind.
  2. Vorwärtsruder nach Patentanspruch 1, Differenzialruder, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben und die Kurbeln durch eine quer zur Bootslängsachse angeordnete freie Koppel ersetzt werden, die mit allen vier Ruderhebeln durch Schubgelenke direkt verbunden ist, wobei die Koppelendstücke, die mit den Ruderhebeln in Verbindung stehen, senkrecht drehbar mit der Koppel verbunden sind, um das Absenken der Ruder ins Wasser zu gewährleisten.
  3. Vorwärtsruder nach Patentanspruch 2, Differenzialruder, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppel nicht direkt durch Schubgelenke mit den vier Ruderhebeln verbunden ist, sondern über vier Streben, die zwischen der Koppel und den vier Ruderhebeln horizontal drehbar angeordnet sind, wodurch die Schubgelenke entfallen.
  4. Vorwärtsruder nach den Patentansprüchen 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruderblätter horizontal frei drehbar um die Blattmitte am Außenruder gelagert werden, um den Wirkungsgrad der Ruder und die Richtungsstabilität des Bootes zu erhöhen.
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