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Eielflossenbefestigung Die Erfindung betrifft eine Kielflossenbefestigung
für ein aus faserverstärktem Kunststoff Ododgle bestehendes Segelboots bei welchem
ein insbesondere lenz- oder flutbarer Schalenkiel mittels Kielbolzen mit dem Schiffskörper
verbunden ist sowie ein zu dessen Herstellung geeignetes Verfahren.
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Es ist bereits bekannt, bei einem aus Kunststoff bestehenden Segelboot
die Kielflosse als Schalenkiel auszubilden, wobei in dem unteren Teil des schalenförmigen
Kieles ein Ballast, z.B. in Form eines gußeisernen Körpers eingeformt ist0 Dabei
ist es auch bekannt, den Innenraum des Kieles über dem eigentlichen Ballastgewicht
hohl auszubilden, so daß der obere Kielschalenbereich einen verhältnismäßig großen
Hohlraum einschließt, welcher während des Betriebes des Segelbootes mit Wasser gefüllt
oder auch gelenzt werden kann. Dabei ist es üblich den gesamten Schalenkiel mittels
in dem Ballastkörper befestigter langer Bolzen mit dem Unterteil des Schiffskörpers
zu verbinden. Hierbei ergibt sich die große Schwierigkeit, daß die Durchtrittsstellen
für die verhältnismäßig langen Kielbolzen gegen den Durchtritt von Wasser in den
Schiffsraum hinein abgedichtet werden müssen, Bei dieser Anordnung ist es nicht
möglich, eine dichtende Zwischenlage zwischen die oberen Enden der Kielschale und
den Schiffskörper einzulegen, da wegen der langen Berührungsflächen und wegen der
Unmöglichkeit, eine genaue Bearbeitung herbeizuführen, eine einwandfreie Dichtwirkung
nicht erzielt werden kann0 Dabei war es bereits bekannt, die langen Kielbolzen mit
Gummimanschetten zu überziehen, welche eine größere Länge als
der
Abstand zwischen den oberen Enden der Kielschalen und dem oberen Ende der Gummimanschetten
aufweisen, so daß beim Einführen der Kielbolzen in die Öffnungen des Schiffskörpers
und nach dem Anziehen der Kielbolzen die Gummimanschetten längsgespannt werden und
hierbei eine Abdichtung bewirken sollen. Bei dieser Ausbildung der Kielschalen ist
es auch nicht möglich, auf der gesamten Oberfläche der Kielschalen ein sattes Anliegen
an dem Schiffskörper zu erzielen, so daß dementsprechend häufig örtliche hohe Spitzenspannungen
entstehen, welche durch entsprechende Verformung des Schiffskörpers abgebaut werden
müssen.
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Ferner ist es nicht möglich, bei starkem Schlingern des Schiffes bzw.
bei starkem Wellengang Bewegungen der Schalen gegenüber dem Schiffskörper zu verhindern,
so daß sich hierdurch häufig ein Lösen bzw. ein Lockerwerden der Kielbolzen ergab.
Infolge der großen Länge der Kielbolzen konnte es auch vorkommen, daß sich der Kiel
durch Versatz, insbesondere gegenläufigen Versatz der Kielbolzen gegenüber dem Schiffskörper
entweder seitlich oder sogar im Anstellwinkel verlagerte, so daß diese bisher bekannte
Flossenkielbefestigung nicht zu befriedigen vermochte. Andererseits war es erforderlich,
daß eine Lösbarkeit des Kieles vorhanden sein muß, da zum Zwecke des Transportes
des Schiffes, insbesondere auf einem Trailer, bzw beim Bahntransport die maximale
Höhe des Schiffes nicht überschritten werden durfte, so daß es erforderlich war,
den Kiel abnehmbar auszubilden.
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Ausgehend von diesen Schwierigkeiten ist es Aufgabe der Erfindung,
einen Schalenkiel derart auszubilden, daß die Befestigungs- und tfbergangsstelle
an dem Schiffsrumpf eine großflächige allseitige Kraftübertragung ermöglicht und
daß gleichzeitig eine Verlagerung des Kieles ausgeschlossen
wird.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung die lästigen langen Kielbolzen mit der korrosionsgefährdeten
Oberfläche zu vermeiden und gleichzeitig eine dichte und feste spitzenspannungsfreie
Verbindung zu schaffen.
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Ausgehend von einer Kielflossenbefestigung für ein aus faserverstärktem
Kunststoff od.dglO bestehendes Segelboot, bei Welchem ein insbesondere lenz- bzw.
flutbarer Schalenkiel mittels Kielbolzen mit dem Schiffskörper verbunden ist, besteht
die erfindung darin, daß der Schiffskörper im Bereich des Schalenkieles einen insbesondere
allseits mit schrägen Zentrierflächen ausgebildeten, sich nach abwärts erstreckenden,
annähernd pyramidenstumpfförmigen Zentrieransatz aufweist, auf welchen allseits
formtreu ein im oberen Innenraum der Kielschalen mit diesen verbundener Zentriereinsatz
mittels nur den Pyramidenstumpf und den Zentriereinsatz durchdringender und diese
zusammenspannender Kielbolzen aufgespannt ist.
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Durch diese Ausbildung des Schiffskörpers wird einmal ein Ansatzstück
geschaffen, welches nur bei abgenommener Kielflosse zugänglich ist. Durch die pyramidenstumpffórmige
Ausformung des unteren Schiffskörperteiles wird einmal im Schiffsinnenraum eine
Bilge geschaffen, ferner wird ein Zentrieransatz geschaffens welcher nur bei abgenommenem
Eiel offenliegt, so daß eine Beschädigung des Zentrieransatzes vermieden wird, während
durch den allseits formtreuen Anschluß des Kielschalen-Einsatzteiles eine allseitige
Übertragung der Kräfte erzielt wird, welche großflächig auf den Schiffsrumpf übergeleitet
werden, so daß örtliche Spitzenpressungen vermieden werden. Außerdem können die
Kielbolzen nur noch als verhältnismäßig kurze Schrauben ausgebildet werden, welche
leicht und genau an ihren jeweiligen Durchschrittsstellen eingeformt werden können.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zentriereinsatz
aus einer kunstharzgetränkten Mehrschicht-Laminiereinlage aus einem Faservlies od.dgl.
besteht. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Kielschalen beim Aufsetzen
auf den Zentrieransatz des Schiffskörpers infolge der Kunstharztränkung und infolge
der verhältnismäßig hohen Materialstärke des Faservlieses bzw. der Mehrschicht-Laminiereinlage
sich formtreu an die Kielschalen anpassen kann, so daß dementsprechend eine einwandfreie
beliebig oft lösbare Kielzentrierung gegenüber dem Schiffskörper erzielt werden
kanne In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Kielflossen-Innenraum
durch einen den Kielbolzenkopf abstützenden Halteeinsatz durch eine aus aushärtendem
Eunststoff bestehende Gußmasse od.dgl. nach oben abgeschlossen ist. Durch diese
Maßnahme kann erreicht werden, daß durch den Halteeinsatz bzw. durch die Aufgußmasse
die Kielbolzen insbesondere gegenüber einem formtreuen Modellstück des Zentrieransatzes
des Schiffsrumpfes oder aber gegenüber dem Schiffskörper-Zentrieransatz selbst in
ihrer Sollage derart unlösbar befestigt werden, daß gleichzeitig ein erster dichter
Abschluß des lenzbaren Flosseninnenraumes erreicht wird und gleichzeitig der eigentliche
Kielbolzen völlig nach oben abgedichtet ist, so daß sich eine weitere Abdichtung
erübrigt.
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Die Erfindung sieht nach einer weiteren Ausführungsform vor, daß die
Kielbolzenköpfe und/oder die Kielbolzenmuttern auf einer durchgehenden Verteilerschiene
aufsitzen.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß eine großflächige Kraftübertragung
sowohl auf die Kielschalenteile wie auch auf den Boden des Zentriereinsatzes erzielt
wird. Durch diese Maßnahme können sowohl die Sielbolzenköpfe, wie
auch
die einzelnen Verteilerschienen in Kunstharzmasse eingegossen und somit lagegetreu
und formgetreu, insbesondere mit allseitiger Kraftübertragung eingebettet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß in einer der Kielschalen eine insbesondere verschließbare Einfüllöffnung angeordnet
ist. Durch diese Maßnahme ist der Innenraum der Kielschalen zum Einbringen einer
Gußmasse auf die Kielbolzenköpfe zugänglich, so daß dementsprechend die Kielbolzen
gegenüber dem Schiffskörper bzw. einem formtreuen Modell in ihre Sollage ausgerichtet,
gleichzeitig abgedichtet und festgehalten sind, ohne daß es hierzu weiterer Schraubbefestigungen
oder anderer Haltemittel bedürfte.
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Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kielflossenbefestigung ist erfindungsgemäß
ein Verfahren derart vorgesehen, daß auf den Zentrieransatz des Schiffskörpers,
oder auf ein formtreues Modell hiervon, die Kielschalen unter allseitiger Zwischenlage
einer mit aushärtbarem Kunststoff getränkten Laminiereinlage, ein Dickvlies od.dgl.
formtreu aufgepreßt werden, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Einsatzteiles.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, daß man einen allseitig dichten und formtreuen
Anschluß erzielt, so daß dementsprechend Leckagen der Kielbolzen, wie diese bisher
üblich waren, in Fortfall kommen. Gleichzeitig aber ist durch die vorerwähnten erfindungsgemäßen
Maßnahmen erreicht, daß die vom Kiel auf den Schiffskörper oder umgekehrt zu übertragenden
Kräfte großflächig übergeleitet werden können, daß ferner lange Kielbolzen vermieden
werden können und daß nicht mehr einzelne örtliche Spitzenkräfte infolge ungenauer
Passung zur Auswirkung kommen können0
Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar: Fig.
1 einen schematischen Schnitt durch den unteren Teil des Schiffskörpers sowie durch
die Kielflosse; Fig. 2 ein Beispiel für eine Herstellungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen
Kielflossenbefestigung unter Verwendung eines formtreuen Modelles; Fig. 3 eine weitere
Möglichkeit der Herstellung der erfindungsgemäßen Kielflossenbefestigung ebenfalls
unter Verwendung eines Modelles sowie einer Zwischenlage; Fig. 4 zeigt in schematischer
Darstellung die Überleitung der wesentlichen Kräfte vom Kiel in den Schiffskörper.
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ie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist in dem unteren Bereich eines
Schiffskörpers 1 ein Zentrieransatz 2 angebracht, welcher im Querschnitt annähernd
trapezförmig ausgebildet ist, so daß seitliche Schrägflächen 2a und eine untere
annähernd waagerechte Fläche 3 entstehen Insbesondere kann dieser Bereich mit einer
erhöhten Wandstärke versehen werden. Je nach der Länge der vorgesehenen Kielflosse
verläuft diese trapezförmige Ausbildung des Zentrieransatzes 2 über einen bestimmten
Teil der Schiffslänge, wobei sowohl ein annähernd gleichbleibender Querschnitt wie
auch ein jeweils nach vorne und nach hinten zu schmäler werdender Querschnitt der
trapezförmigen Ausformung des Zentrieransatzes 2 vorgesehen sein
kann.
Die Längsformgebung des Zentrieransatzes 2 ist annähernd konform zu der strömungstechnisch
günstigen Querschnittsformgebung der Kiel schalen 9 vorgesehen.
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Die Kielschalen 9 sind aus strömungstechnischen Gründen verhältnismäßig
eng benachbart und weisen eine strömungstechnisch günstige Querschni ttsformgebung
auf, wobei zwischen den beiden Kielschalen 9 ein Hohlraum gebildet wird, welcher
als Wasserballastraum 14 dient. Dieser Wasserballastraum ist vorgesehen, um die
Kielflosse verhältnismäßig leicht ausbilden zu können, so daß ein Transport und
auch die Montage erleichtert wird, wobei im unteren Teil der Kielschale 9 ein z.B.
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aus Gußeisen bestehender Eisenballast 15 angebracht ist, und wobei
ferner an der Unterseite des Kieles eine Abstellfläche 16 ausgebildet sein kann.
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Der Wasserballastraum 14 kann insbesondere, wie dies aus der Fig.
2 zu entnehmen ist 9 durch eine an geeigneter Stelle angebrachte Öffnung 9b zugänglich
sein, derart, daß ein Füllen und Entleeren des Wasserballastraumes möglich ist,
wobei die Füllöffnung 9b auch verschließbar ausgebildet sein kann. Die hielschalen
9 sind in ihrem oberen Bereich mit Abstand von dem Zentrieransatz 2 ausgebildet,
wobei dieser Abstand durch einen Zentriereinsatz 8 ausgefüllt ist, welcher z.B0
aus einer kunstharzimprägnierten Laminiereinlage, insbesondere einer mehrschichtigen
Laminiereinlage, einem Dickfaservlies od.dglO mit einer verhältnismäßig großen Wandstärke
hergestellt sein kann. Dabei ist vorgesehen, daß der Zentriereinsatz 8 den Zentrieransatz
2 allseitig formtreu umschließt, so daß die Kielschalen 9 in einer genauen Sollage
gegenüber dem Schiffskörper 1 zentriert sind. Die Verbindung zwischen Schiffskörper
1 und Kielschalen
9 erfolgt durch Kielbolzen 4, welche mit einem
Kopf 4a den Ansatz 2 und den Zentriereinsatz 8 untergreifen, wobei insbesondere
zwischen dem Zentriereinsatz 8 und dem Kielbolzenkopf 1 noch eine, insbesondere
über sämtliche Kielbolzen längs verlaufende Verteilerschiene 10 eingelegt ist. Die
Kielbolzen 4 durchsetzen mit ihrem freien Schraubende über ein entsprechendes Loch
die untere ebene Fläche 3 des Zentrieransatzes 2 bzw. des Schiffskörpers 1, ferner
eine darüber angeordnete obere Verteilerschiene 7 und gegebenenfalls eine aufgelegte
Druckscheibe 6 und sind mittels je einer Kielbolzenmutter 5 gespannt. Die Kielbolzenköpfe
4a sind nach unten abgestützt gegen einen Halteeinsatz 11, welcher mit umlaufenden
Flanschen 12 an die Innenseite der Kielschalen 9 angepaßt und mittels einer Klebstoffuge
13 mit diesen verbunden ist. Hierdurch ist der obere Teil des Wasserballastraumes
14 und damit die Kielbolzen dicht gegen den Wasserballast abgeschlossen, so daß
von dieser Seite her ein Durchdringen von Wasser ohne Anwendung einer Dichtung verhindert
wird. Da auch der Zentriereinsatz 8 allseits formtreu an den Schrägflächen 2a des
Zentrieransatzes 2 anschließ t, ist eine völlige Abdichtung erzielt0 Die Herstellung
der erfindungsgemäßen Eielflossenbefestigung kann z.B. gemäß Fig. 3 derart erfolgen,
daß insbesondere mittels eines Modellformstückes 20 in dem oberen Bereich der Kielschalen
9 ein den ganzen oberen Bereich der Kielschalen 9 abschließender Halteeinsatz 11
eingebracht wird, wobei die seitlich angeformten Flanschen 12 mittels eines Klebstoffes,
insbesondere mittels einer aushärtenden Kunststoffmasse an den Innenseiten der Kielschalen
9 befestigt sind. Hierauf werden die Kielbolzen insbesondere mittels eines Modellstückes
zusammen mit
einer Verteilerschiene 10 unter Zwischengabe einer
Kunststoffschicht auf den Halteeinsatz 11 aufgelegt und sind nach deren Aushärtung
in ihrer Sollage befestigt. Danach wird in den oberen dann noch freien Innenraum
der Kielschalen ein mit aushärtbarem Kunststoff getränktes Dickvlies,oder eine oder
mehrere mit Kunststoff getränkte Laminiereinlagen eingegeben, wonach der Schiffskörper
bzw. das Modellstück 20 auf den Oberteil des Ballastkieles aufgepreßt wird oder
es werden die wie vorerwähnt behandelten Kielschalen von unten her an den Schiffskörper
bzw. an den Zentrieransatz 2 angepreßt.
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Durch die Eingabe des kunstharzgetränkten Faservlieses schließt sich
letzteres formtreu an die Außenflächen des Zentrieransatzes 2 an, wobei überschüssiger
Kunststoff durch die nicht zu vermeidenden Ungenauigkeiten der Bearbeitung im Bereich
der oberen Schrägflächen 17 der Kielschalen 9 austreten kann, so das durch diese
Maßnahme ein allseitiger formtreuer und dichter Anschluß und eine genaue lagetreue
Anpassung der Kielschalen an den Zentrieransatz 2 des Schiffskörpers 1 erzielt wird.
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Demzufolge ist es möglich, den Kiel beliebig oft abzunehmen und wieder
am Schiffskörper zu befestigen, wobei jeweils ohne besondere Maßnahmen die genaue
Sollage erzielt wird und wobei insbesondere auch durch die Ausbildung der oberen
Schrägflächen 17 sowohl an dem Zentriereinsatz 8, wie auch an den oberen Enden der
Kielschalen 9 eine breite, allseitig sich formtreu dem Schiffsrumpf anschließende
Übergangs fläche erzielt wird, so daß dementsprechend eine großflächige Auflage
des gesamten Kiel es an dem Schiffskörper hergestellt werden kann und wobei ferner
die Kielbolzen 4 nur noch ganz kurz ausgebildet werden, so daß sich so
eine
Gewichtseinsparung ergibt, wie auch wegen der allseitigen Einbettung in Kunststoff
eine Korrosion der Kielbolzen ausgeschlossen ist.
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Insbesondere ist es wichtig, daß durch diese erfindungsgemäße Ausbildung
der Kielflossenbefestigung jegliche Dichtmaßnahme sich erübrigt, so daß auch bei
starkem Arbeiten des Schiffes im Wellengang kein Wasser eindringen kann.
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In der Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für die Herstellung
der formtreuen Anpassung der Eielflossenbefestigung an den Schiffsrumpf dargestellt,
wobei ein Formstück 20 verwendet wird. Dieses Formstück 20 ist in die jeweils zur
Herstellung des Schiffsrumpfes erforderliche Negativform eingeformt worden und stellt
demnach eine formtreue Abbildung des jeweiligen Zentrieransatzes 2 des jeweils in
derselben Form herzustellenden Schiffskörpers 1 dar und kann dementsprechend beliebig
oft verwendet werden. Hierbei wird auf den oberen Teil des Formstückes 20, welches
also in seiner Form dem Zentrieransatz 2 des Schiffskörpers 1 genau entspricht,
ein aus verhältnismäßig dickem Faservlies bzw. aus verhältnismäßig dicken Mehrschicht-Laminiereinlagen
od.dglO hergestellter Zentriereinsatz 8 aufgelegt, wobei der Zentriereinsatz 8 mit
aushärtbarem Kunststoff getränkt ist und wobei anschließend die Kielbolzen 4 durch
entsprechende Öffnungen sowohl durch den noch formfähigen Zentrieransatz 8, wie
auch durch entsprechende Öffnungen 20a des Formteiles 20 durchgesteckt werden, insbesondere
unter Zwischenlage einer Verteilerschiene 10c Danach wird die Kielflosse auf das
Formteil 20 aufgepreßt, so daß sich ein allseitiger Formschluß ergibt,
wobei
überschüssiger Kunststoff durch die seitlichen Fugen 17 entweichen kann. Durch diese
Maßnahme ist erreicht, daß sich der gesamte Zentrieransatz 2, welcher an dem Formstück
20 ausgebildet ist, formtreu in den Zentriereinsatz 8 einformt, wobei nach dem Aushärten
des Kunststoffes die einzelnen Kielbolzen mit ihrer Verteilerschiene 10 fest und
dicht eingeformt sind. Durch Einfüllen einer Aufgußmasse 19, welche insbesondere
aus aushärtbarem Kunststoff besteht, durch eine entsprechende Öffnung 9b in einer
der Kielschalen kann ein völliger dichter Abschluß sowie eine innige Kraftübertragung
zwischen den Kielbolzen und Kielschalen erzielt werden, so daß nach dem Aushärten
aller Teile die Kielflossen zusammen mit den Kielbolzen abgenommen werden kann,
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, wie dies in Fig. 3 dargestellt, wird derart
vorgegangen, daß bei normal gestellter Ballastkielflosse in den oberen Bereich der
beiden Kielschalen 9 ein Halteeinsatz 11 in einer vorbestimmten Lage eingebracht
und mittels einer Klebefuge 13 und entsprechender Befestigungsflanschen 12 an den
Innenseiten der Kielschalen 9 befestigt wird derart, daß sich ein allseitiger Anschluß
und Abschluß ergibt. Daraufhin werden die Kielbolzen 4 zusammen mit ihrer Verteilerschiene
10 in den oberen Raum des dalteeinsatzes 11, welcher durch die Flanschen 12 annähernd
schüsselförmig ausgebildet ist, eingesetzt und mittels einer entsprechenden Zentriervorrichtung
gehalten, wonach eine Aufgußmasse 21 eingefüllt wird, welche die gesamte Oberfläche
des ilalteeinsatzes 11 und damit auch die Verteilerschiene 10 und die Kielbolzenköpfe
4a abdeckt und wobei insbesondere aushärtbarer Kunststoff verwendet wird. Danach
wird in den oberen noch freien Innenraum der Kielschalen 9 eine mit aushärtbarem
Kunststoff
getränkte Laminiereinlage, ein mit aushärtbarem Kunststoff
getränktes Faservlies ein oder mehrlagig eingelegt, wonach anschließend das vorerwähnte
Formstück 20 auf den noch fließfähigen' aus der Laminiereinlage oder aus dem Faservlies
gebildeten Zentriereinsatz aufgepreßt wird, wobei in einfacher weise die bereits
vorher befestigten Kielbolzen 4 zum Anspannen des Formstückes 20 dienen können,
nachdem die Kielbolzen durch die bereits vorerwähnte aushärtbare Aufgußmasse 21
in ihrer Sollage befestigt sind. Demzufolge kann ebenfalls wiederum eine genaue
Formtreue des Zentriereinsatzes 8 und damit eine völlige Abdichtung erzielt werden,
wobei es jedoch, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, auch zusätzlich noch möglich
ist, ein bereits vorher hergestelltes und insbesondere vorher auf das Formstück
20 aufgeformtes Einsatzteil 22, welches insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff
besteht, auf das Formstück 20 aufzusetzen und zusammen mit diesem in den noch fließfähigen
Kunststoff des Zentriereinsatzes 8 einzupreßen, wobei in diesem Falle die Wandstärke
des Zentriereinsatzes 8 verhältnismäßig dünn, gegebenenfalls ohne Einlage eines
Vlieses oder einer Laminiereinlage ausgebildet sein kann. Nach dem Aus härten aller
Schichten, wobei überflüssiges Kunstharz durch die schrägen Auflageflächen 17 entweichen
kann, ist wiederum ein allseitiger Formschluß erzielt, wobei gleichzeitig eine allseitige
Abdichtung der Kielbolzen erreicht wird0 In der Fig. 4 ist dargestellt, daß man
durch die erfindungsgemäße Anordnung erreichen kann, daß man eine großflächige Verteilung
der Kräfte S1 bzw. S2 mittels der mittleren Kielbolzenkraft M erzielen kann, so
daß dementsprechend sowohl die Lateralkräfte Lat wie auch die
dynamisch
bedingten Massenkräfte, die aus der kasse des Ballastkieles und aus dessen gewicht
herrühren und im wesentlichen nach unten gerichtet sind, in einwandfreier Weise
aufgefangen und allseitig ohne Spannungsspitzen auf den Schiffskörper übergeleitet
werden können. Zur Verbesserung der Abdichtung der Kielbolzen 4 können im Bereich
deren Durchtrittslöcher zusätzlich elastische Dichtungen, insbesondere mit axialer
Vorspannung bzw.
-
mit Dichtlappen versehen, in entsprechenden Ausnehmungen angeordnet
sein.