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Segelschiff mit rahgetakelten Masten Segelschiffe der bisher bekannten
und üblichen Bauweise haben folgende Mängel: sie brauchen eine Menge Personal zur
Bedienung der Segel, die Arbeit dieses Personals ist vor allem bei Kälte und schwerem
Wetter gefährlich, und die Manövrierfähigkeit ist unzureichend; dazu kommen schlechte
aerodynamische Verhältnisse (niedrige Vortriebskraft des Segels und hohe schädliche
Widerstände der Gesamttakelage) vor allem beim Segeln »Beim Wind«, so daß sich als
Folge a11 dieser Mängel auch unzulässig lange Reisezeiten ergeben. Bisher bekannte
Versuche einer Verbesserung wenigstens der Segelbehandlung z. B. in Form ainer Ouerreffung
oder in die Rahen eingebauter Elektrowinden mußten vor allem daran scheitern, daß
am Grundprinzip des Regierens der Segel durch viele lose Spieren und Taue nichts
geändert wurde, so daß die genannten Verbesserungen sich nicht auswirken konnten.
Auch bei bereits bekannten rahgetakelten, um ihre senkrechte Achse drehbaren Gittermasten
konnte auf die Verstagung nicht verzichtet werden. Endlich bleibt wegen der vielen
Taue und .sonstigen Bedienungselemente nicht mehr ausreichend Platz für die Luken
und deren Bedienung. Auch die bei rahgetakelten Segelschiffen bekannte Fernsteuerung
zur Bedienung der Segel konnte in der Praxis nicht Eingang finden. Als Ergebnis
ist heute zu verzeichnen, -daß Segelschiffe - insbesondere große Frachtsegler -unrentabel
geworden und demzufolge praktisch ausgestorben sind, obwohl die Windkraft auf vielen
Langstrecken der Ozeane nach wie vor mit ausreichender Stärke und Regelmäßigkeit
zur Verfügung steht.
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Verbesserungsversuche am Segelschiff müssen sich also zunächst die
Beseitigung der heute üblichen komplizierten Bedienung der Segel und die Verbesserung
der aerodynamischen Verhältnisse zur Aufgabe machen. Die Erfindung betrifft ein
Segelschiff mit rahgetakelten Masten, die um ihre ,senkrechten Achsen drehbar sind
und an denen die Rahen fest angeordnet sind. Die Erfindung besteht in der Kombination
folgender zum Teil bekannter Merkmale: a) daß die Masten mindestens dreibeinig ausgebildet
sind, b) daß die zur Befestigung,der Rahen dienenden zwei Mastbeine so geneigt sind,
daß die Drehachse des Mastes annähernd durch den Schwerpunkt der zu dem Mast gehörigen
Teile geht, und daß bei normaler Schräglage des Schiffes die Segelfläche noch annähernd
lotrecht steht, c) daß die an den Mastbeinen befestigten Rahen in einer Ebene, die
annähernd senkrecht zur Mastachse verläuft, gekrümmt .sind, d) daß die Segel zwischen
den Rahen horizontal geführt und reffbar sind, e) daß die Bewegung der Masten, Rahen
und Segel von einem oder mehreren beliebig gelegenen Punkten aus und unabhängig
voneinander ferngesteuert wird.
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Durch die mehrbeinigen Masten können alle Wanten, Stage und sonstigen
Verspannungen entfallen, was erheblich geringere .schädliche Luftwiderstände beim
Segeln »Beim Wind« ergibt und die Größe und Zugänglichkeit der Ladeluken verbessert.
An diesen mehrbeinigen Masten sind die Rahen starr so befestigt, daß keinerlei Taue
oder Ketten mehr notwendig sind, um sie in der richtigen Lage zu halten; durch diese
starre Befestigung wird es weiter möglich, die Rahen selbst derart in einer annähernd
horizontalen Ebene zu krümmen, daß sie eine aerodynamisch günstige Wölbung der Siegelfläche
begünstigen und zum Teil überhaupt erst ermöglichen. Der ganze Mast wird durch eine
drehgestellartige Konstruktion mit dem Schiffsrumpf verbunden, was an sich die Drehbewegung
des Mastes zum Brassen der Rahen erleichtert und auf mechanischem Wege ermöglicht;
dadurch fällt eine große Zahl weiterer Taue, Taljen usw. weg. In Abb. 1 ist 1 ein
Dreibeinmast, 2 sind Aussteifungsplattformen, die z. B. mittels Flanschen mit den
Maststreben verbunden werden können, so daß man den Mast auch aus verhältnismäßig
kleinen Einzelteilen zusammenbauen kann - dies kann im Schadensfall lebenswichtig
sein -, 3 sind fest an den Maststreben bzw. an den Plattformen angebrachte und gekrümmte
Rahen, 5 ist ein Drehkranz, der durch Traversen 6 und ähnliche Aussteifungsteile
mit .dem Schiffsrumpf fest verbunden ist, und 7 sind Laufrollensätze, mittels deren
sich die Mastbeine innerhalb des Drehkranzes bewegen können.
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Die Beine 1 des Mastes sind so angeordnet und schräggestellt, daß
die Gewichte .der einzelnen Takelageteile ihren gemeinsamen Schwerpunkt ungefähr
in der Drehachse des Mastes haben, so daß die Drehung der Masten keine Lageänderung
des Schiffes durch
Schwerkräfte zur Folge hat. Die Schräglage der
Mastbeine bewirkt weiter, daß bei seitlichem Wind und normaler Schräglage des Schiffes
die Segelflächen annähernd senkrecht stehen und damit ihren größten Wirkungsgrad
ergeben; bei achterlichem Wind dagegen ermöglicht die dann schrägstehende Segelfläche
besseren Windabfluß. Die Abb. 2a und 2b machen die beschriebenen Wirkungen deutlich,
wobei jeweils 8 die Hochachse des Schiffes bzw. Mastes ist, 9 die Lage der Segelflächen
und 10 die Horizontalprojektion der Windrichtung.
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Daß die Rahen durch Drehen des ganzen Mastes gebraßt werden, ist bekannt.
Es ist möglich, die Drehgestelle der :Masten zusätzlich mit Druckgliedern auszurüsten
- z. B. Schraubspindeln oder Hydraulikzylindern -, durch deren Betätigung die Laufrollen
entlastet und die Mastbeine kraftschlüssig fest mit dem Drehkranz 5 verbunden werden,
so daß Laufrollen und Schienen nicht ständig den wechselnden Drücken aus den Bewegungen
des Schiffes im Seegang ausgesetzt sind. Als Beispiel sind in Abb. 1 zwei Hydraulikzylinder
mit Kolben 16 und zwei Druckplatten 16a dargestellt. Die Betätigung dieser Druckglieder
kann so von der z. B. elektrischen Betätigung des Drehgestellantriebes abhängig
gemacht werden, daß die kraftschlüssige Verbindung vor Einschaltung der Drehbewegung
automatisch gelöst und nach deren Beendigung wiederhergestellt wird. An Hand :der
Abb. 3 sei dies erläutert: der Drehgestellantrieb ist mit einem Bremslüftmagnet
17 ausgerüstet, wie dies z. B. bei Kranantrieben üblich ist; die von diesem Magneten
gelieferte Bewegung kann zur Steuerung der ganzen Anlage benutzt werden. Wird z.
B. der Magnet 17 eingeschaltet, so lüftet er nicht nur über den Hebel 17a die hier
nicht dargestellte Bremse ,des Drehgestellantriebes,sondern er unterbricht zunächst
auch über den Arbeitskontakt 18 und das Schaltschütz 19 die Stromzuführung zum Motor
20 der Hydraulikpumpe 21, und er verbindet mit Hilfe des Winkelhebels 22 und der
beiden mit letzterem auf einer gemeinsamen Achsre sitzenden Steuerorgane 23 die
Hydraulikzylinder 16 der Druckglieder mit einem Rücklauf- und Vorratsbehälter 25,
bevor er über den zweiten Arbeitskontakt 26 und ein hier nicht dargestelltes Schütz
den Antriebsmotor des Drehgestells einschaltet. Wird umgekehrt der Magnet 17 stromlos,
so schaltet er zunächst über den Kontakt 26 den Antriebsmotor des Drehgestells ab,
verbindet dann mittels Kurvenhebel 22 und Steuerorganen 23 die Hydraulikzylinder
16 mit der Pumpe 21, um endlich über -den Arbeitskontakt 18 und das Schütz 19 den
Pumpenmotor 20 einzuschalten und die Fahrgestellbriemse zu betätigen; es kann nun
über die Rückschlagventile 27 Druckflüssigkeit in die Zylinder 16 strömen, bis der
Höchstdruck erreicht ist und ein druckbetätigter Ruhekontakt 28 den Pumpenmotor
abschaltet; ein Windkessel 29 mit einem Trennsack 30 sorgt dafür, daß der Druck
im System für längere Zeit erhalten bleibt. Bei Störungen der elektrischen Anlage
kann der Bremslüfthebel 17a durch einen hier nicht dargestellten Handhebel angehoben
und das Hydrauliksystem durch eine gleichfalls nicht dargestellte Handpumpe unter
Druck gesetzt werden. Im übrigen sind alle Einzelteile der Anlage bekannt und handelsüblich,
so daß sie hier nicht näher beschrieben zu werden brauchen.
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Das Setzen und Wegnehmen der Segel kann auf rein mechanischem Wege
geschehen durch die an sich bekannte Querreffung, bei der das Segel zwischen zwei
Rahen in der Art eines Vorhanges geführt wird; einfach, zuverlässig und aerodynamisch
befriedigend wird diese Querreffung aber erst dadurch, daß die Rahen - wie weiter
oben beschrieben - erfindungsgemäß an zwei Maststreben starr in der richtigen Form
und Lage befestigt sind. Kopf und Fuß des Segels können nunmehr in Jackstagen, die
zweckmäßig die Form einer starren Schiene haben, geführt werden; das Nachspannen
des Segels geschieht entweder dadurch, daß die Jackstage bzw. eines derselben im
ganzen starr oder erfindungsgemäß unter Zwischenschaltung von Federn nachgestellt
werden, oder aber dadurch, daß man erfindungsgemäß das Segel selbst mit Hilfe von
starren oder federnden Reihspannern nachspannt. In Abb. 4a sind ein festes und ein
federnd nachstelLb-ares Jackstag im Schnitt dargestellt, in Abb. 4b ein starrer
Reihspanner und in Abb. 4c ein federnder Reihspanner; dabei sind jeweils 31 die
Rah, 32 das Jackstag, 33 Nachstellschrauben für das Jackstag, 34 Nachstellfedern
für das Jackstag, 35 Führungsschuhe in der jackstagschiene, 36 Halteösen für das
Liek, 37 Nachstellschrauben für das Segel, 38 Federn für die Segelnachstellschrauben,
39 Schutzhülsen für die genannten Schrauben, 40 Taschen hierfür am Segel, 41 das
Segel und 42 das Kopf- bzw. Fußliek. Das Setzen des Segels geschieht in bekannter
Weise mit Ausholern (Schoten), das Reffen bzw. Wegnehmen mit horizontal geführten
Geitauen und Gordings, wobei erfindungsgemäß für die Mechanisierung dieses Vorganges
eine kombinierte Winde benutzt wird, die beispielsweise vier Ausholer, vier Geitaue
und vier Gordingenden eines Segels gleichzeitig ab- bzw. aufspulen kann; dabei sitzt
auf der von Hand oder mechanisch angetriebenen Windenwelle die Gordingstrommel fest,
die Ausholer- und Geitautrommel dagegen etwa einen Umgang lose, wodurch erreicht
wird, daß jedesmal zu Beginn eines Spulvorganges die Gordings im richtigen Sinne
fest oder lose werden; ferner werden die Gordings konzentrisch gespult, wodurch
sich .die Führung vereinfacht und das Segel zum Schluß der Reffung dicht zusammengeholt
wird. In Abb. 5 ist die kombinierte Winde schematisch dargestellt, wobei 43 die
Windenwelle, 44 der Antriebsmotor, 45 die Handkurbel, 46 die vierfache Gordingtrommel,
47 die durchgehende Ausholer- und Geitautrommel, 48 die beiden Mitnehmer für letztere
Trommel, 49 die vier Gordingenden und 50 a bzw. 50
b die vier Ausholer und die vier Geitaue sind. Die einzelnen Winden selbst
finden ihren Platz bevorzugt auf den Aussteifungsplattformen 2 der Abb. 1 dicht
bei den Rahen.
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Für den Gesamtwirkungsgrad des Segelantriebes ist es wichtig, daß
man auf Änderungen von Windrichtung und Windstärke ohne Verzug durch Änderung der
Segelführung und Segelstellung reagieren kann; für die Sicherheit des Schiffes und
für seine Manövrierfähigkeit in engen Gewässern ist es ausschlaggebend, daß alle
Änderungen sofort und notfalls bei allen Masten gleichzeitig durchgeführt werden
können. Bei einem Segelantrieb der beschriebenen Bauweise kann beiden Forderungen
dadurch entsprochen werden, daß in an sich bekannter Weise alle Bewegungen der Masten
und Segel von -einem oder mehreren Punkten aus ferngesteuert werden können, was
sowohl bei elektrischem wie z. B. bei hydraulischem Mast- und Segelwindenantrieb
möglich ist. Zweckmäßig faßt man dabei alle Bedienungs- und Anzeigeorgane in einem
Bedienungsstand zusammen, bei dem z. B. entsprechend Abb. 6 a und 6b für die Segelflächen
jedes Mastes ein Symbol in Form einer senkrecht stehenden, entsprechend Zahl und
Form der Segel unterteilten Tafel 62 vorhanden ist; auf diesen Symbolen
befinden
ich sinnfällig angeordnete kleine Steuerschalter 63 zur Bedienung der Segelwinden
bzw. deren Steuerschütze und weiter Kontrollämpchen 64 zur Anzeige der Segel-Endstellungen,
die wiederum in an sich vom Aufzugsbau her bekannter Weise durch Endschalter an
den Winden oder Segeln geschaltet werden können; die einzelnen Symboltafeln 62 ,sind
um ihre senkrechten Achsen 65 drehbar und stellen sich der tatsächlichen Stellung
des Mastes entsprechend mit Hilfe von Drahtzügen oder sonstigen bekannten Übertragungsmitteln
jeweils ein, während um die gleichen lotrechten Achsen 65 drehbare Handhebel 66
vorgesehen sind, mit denen die gewünschte Maststellung über einem Gradbogen 67 vorgewählt
werden kann, leas- zur Folge hat, daß mit Hilfe von hier als bekannt nicht dargestellten
Nachführkontakten oder entsprechenden hydraulischen Steuerhähnen die Masten mittels
ihrer Drehorgane auf die gewünschte Stellung eingesteuert werden. Mit Hilfe dieses
Kommandostandes kann z. B. der Wachoffizier des Schiffes selbst alle Segelmanöver
so exakt und schnell durchführen, daß er -nur mit Unterstützung durch den Rudergänger
-in schwierigen Gewässern allein manövrieren und -auf Grund der weiter oben beschriebenen
Durchbildung des Segelantriebes - notfalls .sogar rückwärts segeln und rückwärts
wenden kann.
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Bei einem Segelschiff der beschriebenen Bauweise ist der Personalbedarf
entscheidend herabgesetzt, gefährliche Arbeiten in der Takelage sind normalerweise
nicht mehr notwendig, die Laderäume und Luken sind besser b.edienbar, die Reisegeschwindigkeit
ist höher, und die Manövrierfähigkeit ist ausschlaggebend verbessert, welche Kennzeichen
insgesamt einen auch heute noch wirtschaftlichen Fahrbetrieb ermöglichen.