DE2632110A1 - Drehenergie aufnehmende einrichtung fuer die streben von wassertragflaechen - Google Patents
Drehenergie aufnehmende einrichtung fuer die streben von wassertragflaechenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Tragflächenboote und insbesondere
eine SicherheitsabStützung für die die Tragflächen tragenden
Streben.
Tragflächenboote weisen Tragflächen auf, die bei der Tragflächenfahrt
durch das Wasser gleiten und dabei auf ähnliche Weise wie ; ein Flugzeugtragflügel einen Auftrieb erzeugen. Die Tragflächen
sind an Streben befestigt, die ihrerseits am Rumpf des Boots angeschlagen sind und diesen während der Tragflächenfahrt au® dem
Wasser haben. Die Streben sind gewöhnlich so am Bootskörper befestigt, daß die Streben eingeschlagen werden können; dann schwimmt
der Bootsrumpf auf dem Y/asser und das Boot läßt sich in der Yerdrängungsfahrt
wie ein herkömmliches Wasserfahrzeug betreiben.
Ist die Tragflächenfahrt erwünscht, werden die Streben ausgeschwenkt
und in ihrer Arbeitslage versperrt. Bei dieser Betriebs-
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art. lassen sioh im Vergleich zu herkömmlichen Wasserfahrzeugen
sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen. Diese hohen Geschwindigkeiten
bringen jedoch ein Sicherheitsrisiko mit sich, da es möglich ist, daß sich an unerwünschten oder nicht erwarteten Stellen
im Wasser schwimmende oder untergetauchte Gegenstände befinden können,, Prallt eine der Streben öder Tragflächen auf einen ausreichend
großen Gegenstand auf - bspv/. einen treibenden Baumstamm
- kann die Aüfprallkraft zu einer extrem starken Verlangsamung
des Bootes und Schäden an der Tragflächenaufhängung und am Bootsrumpf
selbst führen. Diese abrupte Verlangsamung vom Zeitpunkt des Auftreffens bis zum Aufsetzen des Rumpfes auf die Wasseroberfläche
kann für die Passagiere und Mannschaftsmitglieder an Bord des Bootes sehr gefährlich werden.
Aus diesem Grund weisen herkömmliche Tragflächenboote eine Sicherheitseinrichtung
bzw. eine mechanische Sicherung auf, die die Aufprallenergie aufnimmt und den Streben erlaubt, auf zuschwenken.
Diese Sicherheitseinrichtungen sind jedoch nur wirksam, wenn der Aufprall an der Strebe selbst oder nahe am Übergang von der Tragfläche
zur Strebe erfolgt. Schläge an der Tragfläche und insbesondere an der Tragflächenspitze brauchen nicht unmittelbar Kräfte
zu erzeugen, die die Streben zum Bruch bringen; vielmehr erteilen sie der Strebe eine Drehung. Bisher ist aus dem Stand der
Technik keine Lösung dieses Problems auf kontrollierte Weise bekannt geworden.
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Folglich ist die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dazu .
konstruiert, eine Zwangsdrehung einer einzelnen Strebe im Fall j eines Aufpralls von Baumstämmen oder Treibgut auf die Außenflächen j
der Tragfläche nach Drehgeschwindigkeit und -winkel zu kontrol- ;
lieren. |
Eine unkontrollierte Drehung der Strebte infolge des Aufpralls auf i
derartige Gegenstände kann Schäden am Bootsrumpf und der Streben- ι
lagerung bzw«, in schweren Fällen auch einen Strebenbruch zur Folge
hab en.
Vorrichtungen nach dem Stand der Technik weisen mehrere Scherbolzen
an der Anlenkstelle zwischen Streben und Bootsrumpf auf 5 wo
die Streben als Ruder wirken und sich somit um ihre Längsachse drehen können, sind derartige Scherbolzen zwischen der Betätigungseinrichtung
und dem Strebensteuerarm angeordnet. Diese herkömmliche Scherbolzenlösung kann zwar Schaden an der Steuermechanik
verhindern. Eine plötzliche Drehung der Strebe bei hoher Geschwindigkeit kann jedoch zu sehr hohen hydrodynamischen Lasten
auf der Strebe führen, die zu einem Gewaltbruch derselben führen. Weiterhin ist der plötzliche Übergang von der Tragflächen- zur
Verdrängungsfahrt für die Menschen an Bord des Tragflächenboots sehr gefährlich.
Folglich soll die vorliegende Erfindung die Aufprallenergie aufnehmen
und eine kontrollierte Strebendrehung zulassen. Die Auf-
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prallenergie wird dabei über mehrere kleine Schritte aufgenommen .
und erscheint als glatter Übergang anstelle eines abrupten Übergangs beim Durchbrechen des Scherbolzens. Auf diese Weise wird
die Heftigkeit des Aufpralls verringert, indem man die Zeit, über
die die Energie absorbiert wird, streckt, obgleich die Gesamtzeit
selbst immer noch extrem kurz bleibt»
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Absorption der bei Schlägen auf die Streben auftretenden
Energie zu schaffen, die nach einem Aufprall zu einer sofortigen
Notreparatur bereit ist und eine Neuausrichtung der Strebe zum
Einschwenken und zur Weiterfahrt zuläßt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eineSicherheitslagerung
■ für die Streben eines Tragflächenboots angegeben, die die beim
.■Aufprallen der Tragflächen auf einen treibenden oder untergetauchten Gegenstand die Verlangsamung begrenzt oder reduziert
; und weiterhin den möglichen Schaden an der Konstruktion begrenzt :
; bzw. gering hält, indem sie einen bestimmten Bruchweg vorschreibt.'
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Zu diesem Zweck, sind die Streben auf dem Bootskörper so festge- f
! legt, daß sie sich nach Steuer- oder Backbord drehen können, nor-;
; malerweise aber, gegen eine solche Bewegung durch im wesentlichen
' starre Haltemittel festgelegt sind* Da eine Strebe entweder orts-j
! ■-.-"■" ■■■""■- .---"■■- - - ," . ■"■-■"■■ ' ί;
■; fest oder einschwenkbar angeordnet oder im kompliziertesten Fall J
auch steuerbar ist wie bspwa die ediizelne" vordere S teuer streb e /
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in der Oanard-Konfiguration oder die einzelne Hecks teuerstrebe
in der Aeroplan-Eonfiguration, soll die Erfindung im folgenden am
Konzept einer steuerbaren Strebe beschrieben werden. Die steuerbare
Strebe ist im allgemeinen an eine Steuermechanik angekoppelt, die ebenfalls gegen Schäden geschützt werden muß.
Die Besonderheiten, die für die Erfindung sowohl in deren Organisation
als auch Arbeitsweise charakteristisch sind, sowie weitere Gegenstände und Vorteile derselben sollen nun anhand der beigefügten
Zeichnungen im Einzelnen beschrieben werden,,
Figo 1 ist eine Seitensicht des Bugs eines Tragflächenboots mit
einer einzigen steuerbaren Bugstrebe; ein Teil der Bootshaut ist dabei weggeschnitten, um die Anordnung der Haptb es tandteile und
deren Verbindungen zur Strebe und zum Bootskörper darzustellen;
Pig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Oberteils der Strebenanordnung
im zusammengesetzten Zustand;
Figo~ 3 ist eine Draufsicht der Drehenergie aufnehmenden Einrichtung
auf der Linie 3-3 der Mg. 2;
Fig. 4 ist eine Ansicht auf der Linie 4-4 der Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Ansicht auf der Linie 5-5 der Fig. 3? Fig. 6, 9, 12 und 13 sind der Draufsicht der Fig. 3 ähnlich;
die Strebe ist jedoch zwangsweise durch das Aufprallen der Tragfläche auf einen Gegenstand zwangsweise verdreht und jede Ansicht ;
zeigt eine fortschreitend stärkere Verdrehung;
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Figo 7 ist eine Ansicht auf der linie 7-7 der Fig. 6;
Fig.' 8 ist eine der Figo7 ähnliche Ansicht, jedoch bei fortgesetzter
Drehung und gerade abscherendem Bolzen; Figo 10 ist ein Ansicht auf der Linie 10-10 der Fig. 6, und
Figo 11 ist eine Ansicht auf der linie 11-11 der Figo 9.
Die Erfindung ist an einem Tragflächenboot 20 mit einer Bugstrebe
22 dargestellt, wobei die Tragfläche 26 von einem Strebenhalter getragen wird.
Die Strebe 22 läßt sich für die Verdrängungsfahrt durch Einziehen
des Zylinders 28 nach vorn hochschwenken.
Zwischen der Strebe und dem Bootskörper 34 ist eine mechanische
Sicherung oder Schereinrichtung 30 angeordnet, die die Aufprallenergie aufnimmt, die unmittelbar auf der Strebe 22, dem Halter
oder der Schnittstelle ("undersection") von Tragfläche und Halter
auftrittο
In der Einzelheit der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Strebe 22
drehbar gelagert ist und bei Betätigung durch den Steuerzylinder 36 als Ruder dienen kann.
•Der Steuerzylinder 36 dreht die Strebe bei Beaufschlagung, !,und
kann, wie in Figo 3 ersichtlich, den Drehzapfen oder die Strebenachse 40 mittels der Schwenkverbindung 42 innerhalb eines begrenz-
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ten Ausschlagwinkels im oder gegen den Uhrzeigersinn verdrehen. Zwecks einfacher Darstellung ist die Schwenklagerung 42 als mit
Scheiben 46 und dem Bolzen 48 ausgeführt dargestellt.
Zwischen der Schwenkverbindung 42 und der Achse 40 befindet sich
ein Paar im wesentlichen rundgeformter Platten oder Außenplatten 50, 52, die an einer Strebenplatte 54 befestigt sind, die ihrerseits
auf der Achse 40 befestigt bzw. mit Feder und Keilnut festgelegt -ist, wie in den Mg0 3 - 6, 9, 12, und 13 gezeigt.
Die Lagerung der Außenplatten 50, 52 auf der inneren bzwo Strebenplatte 54 erfolgt mittels eines Paares von Bolzen 60 und weiterhin
in gewissem G-rad durch vier Sätze mit drei Scherbolzen 61, 62,
63 und 64. Jeder der Sätze von Scherbolzen ist im wesentlichen gleichmäßig beabstandet um die Achse 40 in den Platten 50, 52
und 54 angeordnet. Folglich brechen unmittelbar nach dem Aufprall zunächst die beiden Bolzen 60 und danach dann nacheinander die
Scherbolzensätze 61, 62 und 63 abo
Die Strebenplatte 54 ist weiterhin mit vier Gruppen von nacheinander
größer werdenden langlöchern 71, 72, 73 und 74 versehen, die auch beiderseits der Platte 54 angeschrägt sind, so daß die Scherbolzen
nicht unmittelbar abscheren, sondern sich vor dem Scheren verbiegen und damit erheblich mehr Energie aufnehmen als beim
sofortigen Scheren. Eine Vielzahl von löchern 80 ist in der Platte 54 vorgesehen, die entsprechenden Löchern 82 in den Platten 50,52
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zugeordnet lsindo Der Zweck der Iiöoher 80, 82 ist, die Möglichkeit
einer N euaus richtung der Strebe 22 mit dem Steuerzylinder 56 zu
gewährleisten, falls der Drehenergieabsorber zum Einsatz gekommen ist, so daß das Tragflächenboot seine Fahrt zu einer Wartungsbasis
fortsetzen kann. :
Die Strebenplatte 54 ist weiterhin mit einem Ansatz 86 versehen,
der mittels der Bolzen 88 mit der Platte 54 verkeilt ist.
Ein Rechts·- und ein Linksanschlag 90 bzw. 100 liegen auf Abstand
zueinander innerhalb der Bewegungsbahn des Ansatzes 86 derart, daß
bei einer Drehung der Platte 54 der Ansatz 86 an den rechten oder
den linken Anschlag 90 bzw«, 100 anschlägt.
Jeder Anschlag 90 und 100 ist aus zweiTeilen aufgebaut, einem
ersten Teil 92 bzw. 102, der starr auf dem Bootskörper 34 festgelegt ist, und einem um den ersteren herum teleskopartig angebrachten
zweiten Teil 94 bzw» ί04, die durch drei Sätze von Seherbolzen
oder nachgiebigen Haltemitteln 96, 97, 98 bzw* 106, 107, 108 verbunden
sind, die ihrerseits in nacheinander größer werdenden Langlöchern
110, 111, 112 bzWp 120, 121, 122 sitzen. Diese Löcher sind
angeschrägt, so daß ein großer Energiebetrag nach dem gleichen:
Scher- und Biegeprinzip aufgenommen wird, wie es oben erläutert
ist. Die Figo 7, 8, 10 und 11 zeigen die Auswirkung auf die Scherstifte,
wenn die Strebenplatte sich gedreht hat.
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In Mg. 7 ist gezeigt, daß der Bolzen von einer Scheibe und einem Splint 130 und 132 in der Sollage gehalten wird; in der Pig. 8
hat die Biege-Scherkraft den Bolzen an jedem Ende zunächst gebogen,
dann abgeschert,,
Entsprechendes erfahren die nachgiebigen Haltemittel am Anschlag 90,
wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt.
Wie die Pig. 11 zeigt, wird die erste Punktion des Anschlags 90
vollständig ausgenutzte Die drei G-ruppen nachgiebiger Rückhalteeinrichtungen
werden abgeschert, dann der zweite Teil 94 teleskopartig auf den ersten, starr gelagerten Teil 92 rückgezogen. Die
zweite Punktion des Anschlags 90 ergibt sich aus einer Betrachtung der Pig. 12; dort ist der Ansatz 86, der mit der Strebenplatte verkeilt war, bei weitergehender Drehung der Strebenplatte
54- abgeschert.
Es ist also offensichtlich, daß bei einem Aufprall, der eine Strebendrehung um die Längsachse der Streben bewirkt, die Streben
und die Tragflächen gegen einen Schaden infolge der Absorption der Energie durch die schrittweise Energieabsorption der Befestiger,
Scherbolzen, nachgiebigen Rückhalteeinrichtungen und des Ansatzes geschützt sind. Nachdem der Ansatz abgeschert ist, ist die
Strebenplatte von der Mittelplatte und damit die Streben völlig frei, kann sich drehen und das Tragflächenboot seine Fahrt fortsetzen.
Damit es die Reise mit Verdrängungsfahrt forsetzen kann, .
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sollte die Strebe vorzugsweise ho chge schwenkt werden, damit ihr Strömungswiderstand entfällt. Um dieses Hochschwenken der Strebe
durch den Zylinder 28 zu bewerkstelligen, sind die Strebenplatte und die Außenplatte mit einer Reihe auf Abstand liegender Löcher
80, 82 versehen. Durch Annäherung lassen sich mindestens zwei Löcher so miteinander ausrichten, daß ein Bolzen oder eine Verbindungseinrichtung
150 in sie eingesetzt und festgezogen v/erden kann.
lach dieser Beschreibung der vielen nützlichen Besonderheiten der vorliegenden Erfindung läßt sich in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen feststellen, daß die Ziele, für die sie konstruiert wurde, erreicht worden sind. Obgleich hier eine einzelne spezielle
Form der Erfindung beschrieben und im Einzelnen ausgeführt worden ist, ist einzusehen, daß im Rahmen der allgemeinen Lehre der Erfindung
bestimmte .Änderungen und Modifikationen möglich sind. Die
Erfindung und der von ihr erwirkte Schutzumfang sollen also nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt sein.
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Leers este
Claims (1)
- P a te η ta η s ρ r: ü ο h e ; .1. forehenergie aufnehmende Vorrichtung: zum Schutz einer Streben-Jragflächen-Anordnung eines Tragflächenboots gegen Schäden durch Drehung verursachenden Aufprall, gekennzeichnet durch eine Strebenplatteneinrichtung, die starr auf der Strebe sitzt, eine auf der Strebenplatte angeordnete und starr am Bootskörper befestigte Außenplatte, eine Vielzahl nachgiebiger Einrichtungen, die mit der ■Strebenplatte und der Außenplatte verbunden sind und nacheinander .: .abscheren können, wenn die Strebenplatte um eine im wesentlichen "\ gemeinsame rechtwinklige Achse zwischen der Streben und .'der Außen- j platte dreht, welche Achse im wesentlichen parallel zur Drehachse ji - ..-.■-■-■. , - - \- - " "■'■'. - "- - ■■■'■..- · "■'"■'.[ 'der Strebe verläuft, wobei das Abscheren jedes der Vielzahl Von ; !nachgiebigen Einrichtungen einen !Deil der Aufprallenergie aufinimmt, durch einen Ansohlaganordnung, die an der Strebenplätte an-'geordnet ist und einen starr gelagerten ersten Teil, einen mittels!mindestens einer nachgiebigen Rüokhalteinrichtung am ersten Teil befestigten zweiten Teil sowie einen Strebenplattenteil aufweist, der den zweiten Teil berühren kann, wenn die Strebenplatte sich dreht und die nachgiebige Einrichtung abgeschert hat, wodurch der ;strebenplattenteil den zweiten Teil relativ zum ersten Teil versetzen und damit die nachgiebige Rückhalteinrichtung abscheren kann. ; ;2o Drehenergie aufnehmende Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch 1 gekennzeichnet, daß der Strebenplafcfcenteil nachgiebig an der- te? -Strebenplatte befestigt ist, so daß, nachdem der zv/eite Teil versetzt worden ist, die Strebenplatte durch die weitere Drehung gegen die Anschlaganordnung abgeschert wird.3a Drehenergie aufnehmende Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß': die starre Lagerung der Außenplatte an der Bootskonstruktion eine Strebensteuerbetätigungsmechanik aufweist, die mit der äußeren Platte verbunden ist, wobei die Steuerbetätigungsmechanik einen Berstdruck aufweist, der höher als die Scherdruckkraft ist, die zum Abscheren der nachgiebigen Einrichtung,der nachgiebigen Rückhalteinrichtung bzw. der Befestigung der Strebenplatte an der Strebe erforderlich ist04o Drehenergie aufnehmende Einrichtung zum Schutz einer Streben-Tragflächenanordnung eines Tragflächenboots gegen Aufprallschäden, die eine Drehung der Strebenachse bewirken, gekennzeichnet durch j eine Strebenplatte, die starr mit der Strebe verbunden ist und einen nachgiebigen Ansatzteil aufweist, der nachgiebig mit der Strebenplatte verbunden ist, durch eine Außenplatteneinriehtung, idie in Oberflächenberührung mit der Strebenplatte angeordnet und ;mit dieser über eine Anzahl nachgiebiger Einrichtungen verbunden !ist, die nacheinander von der Platte abgeschert werden können, wobei die Außenplatte starr an der Struktur des Tragflächenboots befestigt ist, so daß die nachgiebige Einrichtung unter einer Last unterhalb der starren Befestigung der Strebenplatte an der Strebe und der starren Befestigung der Außenplatte an der Struktur709815/0259263211Qdes Tragflächenboots abschert, wenn der Aufprall schaden eintritt, durch eine an vorbestimmten gegenüberliegenden Stellen nahe der Strebenplatte und mit dem Ansatzteil ausgerichteten Anschlaganordnung derart, daß beim Abscheren der nachgiebigen Einrichtungen die Strebenplatte versetzt wird und der Ansatzteil in Berührung mit der Anschlaganordnung tritt, wobei die Anschlaganordnung einen ersten und starr am Aufbau des Tragflächenboots befestigten Teil sowie einen zweiten Teil aufweist, der nachgiebig mittels nachgiebiger Haltemittel am ersten Teil befestigt ist und durch den Ansatzteil vom ersten Teil abgeschert und versetzt werden kann, wobei weiterhin die nachgiebige Verbindung des Ansatzteils von der Strebenplatte abscheren kann, nachdem der zweite Teil bereits vom ersten Teil abgeschert und versetzt ist, indem die Scherlast geringer ist als die der starren Befestigung des ersten Teils am Aufbau des'Tragflächenboots, so daß die nachgiebige Verbindung des Ansatzteils von der Strebenplatte . abschert, nachdem der zweite Teil der Anschlaganordnung vom ersten Teil der Anschlaganordnung abgeschert und versetzt worden ist,5ο Drehenergie aufnehmende Einrichtung nach einem der - vorgehen-"den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der nach- ! giebigen Einrichtungen zum aufeinanderfolgenden Abscheren eine Reihe von Sätzen von Scherbolzen aufweist, jeder Satz eine Viel- ; .zahl von beabstandet angeordneten Bolzen enthält, der erste Satz in Löchern gehalten wird, die in der Außenplatte angeordnet und angeschrägt sind, und der zweite und die folgenden Sätze in ange-70981-B/.02SI•γ.schrägten und aufeinanderfolgend größer werdenden Löchern in der Außenplatte angeordnet sind, so daß die Energieaufnahme in der Reihenfolge der Bolzensätze zunimmt,,6. Drehenergie aufnehmende Einrichtung nach Anspruch 1 oder 4, ;i dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Rückhalteinrichtung jder Anschlaganordnung eine Anzahl von Bolzen aufweist, die in · ; beabstandeten Intervallen zueinander angeordnet sind und nacheinander abscheren können, wobei der erste Bolzen in einem angeschrägtten ten Loch und jeder folgende Bolzen in aufeinanderfolgend größer werdenden angeschrägten Löchern in einem der Teile der Anschlaganordnung angeordnet sind, um eine sequentielle Energieaufnahme zu erreichen.7. Drehenergie aufnehmende Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anschlaganordnung der zweite ; Teil teleskopartig um den ersten Teil herum angeordnet ist und auf diesem sich unten aufweitet ("bottom out"), wenn die nachgiebigen Sückhalteinrichtungen abscheren.8O Drehenergie aufnehmende Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenplattenanordnung eine Gruppe von Platten aufweist, die die Streb enplattenanor dnung von beiden Seiten umgibt.9. Drehenergie aufnehmende Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch709815/025S26321IQgekennzeichnet, daß die starre Befestigung der Außenplattenanordnung am Aufbau des Tragflächenboots eine starre Schwenklagerung auf einer zugeordneten Betätlgungs-vOrricbtung für die Streb ens teue-t rung aufweist, und das Abscheren der nachgiebigen Einrichtung bei : einer Last unter der starren Schwenklagerung eine geringe Last ' als die Berstdrucklast der Betätigungseinrichtung betrifft»: IQe Drehenergie aufnehmende Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Streb^plattenanordnung vaiä. die Außen- 7 plattenanordnung im wesentlichen kreisförmig gestaltet sind, wo-• bei die Strebenplatte während des und beim Abscheren(s) der nach- j giebigen Einrichtung, der nachgiebigen Rückhalteinrlchturig und des Strebenteils um die Längsachse der Streben drehen kanno■11. Drehenergie aufnehmende Torrichtung nach Anspruch 10, dadurch; ; gekennzeichnet, daß die Strebenplatte und die Außenplattenanord- !jnung mit Mitteln versehen sind, um die Strebenplatte zeitweilig ■der Außenplattenanordnung in etwa der Lage zu verbinden, inder sie sich vor dem Aufprall befanden. / r12, Drehenergie aufnehmende Einrichtung zum Schutz einer Stre- j ben-Trägflächenanordnung eines Tragflächenboots, wie sie Im wesentlichen hier unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.709815/0259
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