DE2835085C2

DE2835085C2 - Hubkiel für Sportsegelboote

Info

Publication number: DE2835085C2
Application number: DE2835085A
Authority: DE
Inventors: Norbert Binzer; Juergen Dipl.-Ing. Guido
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-10
Filing date: 1978-08-10
Publication date: 1980-06-04
Also published as: GB2027642B; US4316425A; FI65404C; ES483281A1; NL7905573A; ATA544279A; IT7924684A0; SE7906494L; GB2027642A; FR2432973B1; CH640464A5; DK332579A; NL175712C; FR2432973A1; IT1122358B; FI65404B; FI792376A; AT382836B; CA1108481A; SE438134B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden Hubkiel für Sportse-

gelboote.

Bei Hubkielen, deren Ballastgewicht in der Regel mehrere Tonnen beträgt, bereitet die einwandfreie bewegliche Führung und das sichere spielfreie Halten des Kieles im zugeordneten Schacht des Segelbootes erhebliche Schwierigkeiten. Abgesehen davon, daö der senkrecht nach unten oder aus hydrodynamischen Gründen in Fahrtrichtung nach unten hinten schräg geführten Hubkiel bei den bisher bekanntgewordenen Konstruktionen, wie sie beispielsweise in der der Gattung des Patentanspruchs I entsprechenden FR-PS 21 48 864 offenbart sind, zwischen seiner vorderen und seiner hinteren Führung einer ständigen Verkantungsbeanspruchung ausgesetzt ist, führen die während der Liegezeiten im Hafen und während der Fahrt unvermeidlichen seitlichen Schaukelbewegungen des Segelbootes zu ständigen entsprechenden seitlichen Kippbeanspruchungen des Hubkieles in seinen Führungen. Da wegen der Verschiebbarkeit des Hubkieles auf ein gewisses Spiel zwischen den Gleitschuhen des Kieles und den im Schacht des Bootes befindlichen Führungen nicht verzichtet werden kann, führen die ständigen Wechselbeanspruchungen zu entsprechend starken Verschleißbeanspruchungen und störenden Geräuschen, die ihrerseits wiederum zu Spielvergrößerungen und damit zu einer Verstärkung der ursprünglichen Nachteile führen.

Bei der vorgenannten bekannten Hubkielführung hat man den vorgenannten Schwierigkeiten dadurch zu begegnen versucht, daß man entlang den beiden Längskanten des Hubkieles im Schacht Führungen vorgesehen hat, die zugeordnete Gleitschuhe des Hubkeiles entlang und beiderseits deren vor der benachbarten Längskante des Hubkieles verlaufenden Außenkante führen, wobei jeder Gleitschuh nach jeder der drei zugeordneten Führungsflächen seiner Führung hin voneinander unabhängige Gleitstücke aufweist, von denen die beiden seitlichen in ihrem gegenseitigen Abstand im Sinne einer gewünschten Spieleinstellung zu den Führungen veränderbar sind. Damit die Führungsstücke an den zugeordneten Führungsflächen nach Möglichkeit stets flächig anliegend, sind sie am Hubkiel außerdem in gewissem Umfange kippbar gelagert. Trotz dieser sehr aufwendigen Konstruktion kann aber nicht auf ein gewisses seitliches Spiel der Gleitschuhe in den Führungen verzichtet werden, welches bei den betriebsmäßigen seitlichen Schaukelbewegungen des Segelbootes nach wie vor zu entsprechend wechselnden relativen Kippbewegungen zwischen den Führungen und dem Hubkiel, und damit nach wie vor zu nicht vernachlässigbaren Verschleißerscheinungen und störenden Geräuschen führt, die eben nur durch ein wiederholtes Nachstellen des Spieles der genannten seitlichen Gleitstücke in den Seitenführungen oder durch konstruktiv sehr aufwendige Spannvorrichtungen ausgeglichen werden können. Da es überdies auch schwierig ist, den gegenseitigen Abstand der beiden Führungen des Hubkieles so genau vorzusehen, daß möglichst keine Verkantungen des darin geführten Hubkieles — mit entsprechenden Verschleißerscheinungen — entstehen können, müssen auch die unmittelbar vor den beiden Längskanten des Hubkieles befindlichen Gleitstücke der gegenüberliegenden Gleitschuhe in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbar sein. Damit handelt es sich um eine außerordentlich aufwendige Konstruktion, die überdies einer regelmäßigen Wartung und Nacheinslellung bedarf, wenn nicht noch aufgrund der ständigen Betriebsbeanspruchunjien

in den Führungen entsprechende Spielvergrößerungen und dadurch wiederum vergrößerte Verschleißerscheinungen usw. in Kauf genommen werden sollen.

Der Erfindung liegt, ausgehend von dt;n der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden Hubkiel, die Aufgabe zugrunde, eine einfachere und zugleich auch wartungsfreiere Führung des Hubkeiles zu finden, die gegenüber den betriebsmäßig auftretenden Beanspruchungen weniger verschleißempfindlich und damit auch im Dauerbetrieb haltbarer und wartungsfrei ist.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannte Maßnahme gelöst

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann auf eine genaue gegenseitige Justierung der beiden Führungen über die gesamte Breite des Kieles verzichtet werden, weil die durch das Ballastgewicht hervorgerufenen Verkantungskräfte des schräg oder senkrecht geführten Kieles bereits η der einen Seitenführung zwischen deren dicht nebeneinander verlaufenden gegenüberliegenden Führungsflächen aufgenommen werden. Es kann deshalb im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Führungen über die ganze Kielbreite auch von einer »Schmalführung« gesprochen werden. Überdies ergibt die vorgeschlagene formschlüssige Führung des zugeordneten Gleitschuhes je nach der gewählten Lage des Aufhängepunktes des Hubkieles zu seinem Schwerpunkt im entsprechenden Doppel-V-Innenprofil dieser Führung, daß der Gleitschuh in der Führung aufgrund der an ihm angreifenden Verkantungskraft oben stets in die einen und unten stets in die gegenüberliegenden V-Führungsflächen der Führung mehr oder weniger stark hineingedrückt wird, womit der Hubkiel in der Führung nicht nur innerhalb seiner Ebene, sondern genauso auch in Querrichtung völlig spielfrei geführt ist. Die Führung entlang der anderen Längskante des Hubkieles dient lediglich noch dazu, ein seitliches Ausschwenken des Kieles gegenüber den an ihm whksamen Strömungskräften auszuschließen. Da an der maßgeblichen einen Führung überhaupt kein Spiel des Hubkieles mehr verhanden ist, brauchen dort auch während der betriebsmäßigen Schaukelbeanspruchungen praktisch keine Verschleißerscheinungen mehr befürchtet zu werden. Schließlich lassen sich auch sowohl der Gleitschuh mit seinen beiden vorstehenden V-Profilen als auch die zugeordnete Prismenführung mit dem entsprechenden Doppel-V-Innenprofil verhältnismäßig einfach und doch genau fertigen, wobei es nicht einmal auf die Einhaltung besonders enger Toleranzen ankommt, weil sich durch die V-Führungen in Verbindung mit den beträchtlichen Verkantungskräften des schweren Hubkieles an dieser Führung ohnehin stets sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Segelbootes eine zuverlässig spielfreie Führung ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die insbesondere eine bevorzugte Zuordnung des Aufhängepunktes des Hubkieles zu dessen Schwerpunkt betreffen, durch welche die ungüsntigen Auswirkungen einer Verkantung des Hubkieles auf dessen etwaige gleichzeitige Hubbewegunptv. ;.:τΙι Möglichkeit verringert werden, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 den ih einem Schacht eines zugeordneten Segelbootes geführten Hubkiel in einem zugleich Teile des Schachtes /.lügenden Teillängsschnitt nach der Linie Il der F ig. 2;

F i g. 2 einen Teillängsschnitt des Hubkieles nach der Linie 11-11 der F ig. 1;

Fig.3 einen Querschnitt des Hubkieles nach der Linielll-IIIderFig. 1;

Fig.4 einen vergrößerten Teilausschnitt IV der Fig.3;

Fig. 5 und 6 den Fig. 1 und 3 entsprechende Schemadarstellungen, aus denen jeweils konstruktive Einzelheiten der Aufhängung des Hubkieles und des einen Gleitschuhes nebst zugeordneter prismatischer Führung ersichtlich sind.

Ein lediglich im Bereich seines Hubkieles 1 dargestelltes Segelboot 2 weist einen schräg nach oben vorn geneigten Schacht 3 für den darin verschiebbaren Kubkiel 1 auf.

Zu einer Führung im Schacht 3 sind im oberen Bereich des Hubkieles 1 an seiner vorderen Längskante 4 und an seiner hinteren Längskante 5 Gleitschuhe 6 und 7 angebracht, die in zugeordneten prismatischen Führungen 8 bzw. 9 des Schachtes 3 geführt sind.

Der Hubkiel 1 weist ein im Querschnitt etwa tropfenförmiges Profil auf und ist sowohl durch eine vordere und eine hintere Bohrstrebe 10 bzw. 11 als auch durch eine diese verbindende Zwischenwand 12 versteift. Während die vordere Rohrstrebe 10 mit ihrem vollen Querschnitt ganz im Profil des Hubkieles 1 untergebracht ist, ist die hintere Rohrstrebe 11 in dem bei ganz nach unten ausgefahrenem Hubkiel 1 aus dem Schacht 3 des Segelbootes 2 herausragenden Bereich des Hubkieles 1 auf diejenigen Umfangsteile reduziert, die sich innerhalb des Profiles des Hubkieles 1 befinden. Der Profilhohlraum des Hubkieles 1 ist im übrigen in nicht besonders dargestellter Weise mit einem geeigneten Ballast gefüllt, der dem Hubkiel ein Gesamtgewicht von mehreren Tonnen verleiht.

Zum Heben und Senken des Hubkieles 1 dient ein im unteren Bereich des Schachtes 3 außen angeordneter Elektromotor 13, der über ein Getriebe 14 und eine Welle 15 sowie einen am oberen Ende des Schachtes 3 befindlichen Kettenbetrieb 16 eine im Schacht befindliche und unten in die vordere Rohrstrebe 10 hineinragende Schraubenspindel 17 antreiben kann. Die Schraubenspindel 17 greift mit ihrem unteren Ende in eine in der Rohrstrebe 10 festgelegte, als Aufhängepunkt A (F i g. 5) des Hubkieles 1 dienende Spindelmutter 18 ein, so daß der Hubkiel 1 durch eint Drehung der Schraubenspindel 17 angehoben oder abgesenkt werden kann. Dabei ist der Aufhängepunkt A des Hubkieles

1 innerhalb von dessen Mittelebene etwa in der horizontalen Ebene des oberen Endes des einen Gleitschuhes 6 im Grundriß auf der demselben zugekehrten Seile des Schwerpunktes Sdzs Hubkieles 1 vorgesehen.

Wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich ist, weist der vordere Gleitschuh 6 an seinen beiden Seiten je ein vorstehendes V-Profil 19a bzw. 196 auf, während die zugeordnete vordere Führung 8 die beiden V-Profile 19a und 196 mit einem entsprechenden Doppel-V-Innenprofil 20 formschlüssig umfaßt. Damit die bei Schaukel- oder Schlingerbewegungen des Segelbootes

2 am Hubkiel 1 auftretenden Querkräfte dessen durch die Verkantung in seiner Längsebene bewirkte Einspannun^ nicht aufheben können, weisen die beiden V-Profile des vorderen Gleitschuhes 6 und der zugeordneten prismatischen Führung 8 jeweils in Fahrtrichtung des Bootes gegenüberliegend Spitzenwinkel auf, die kleiner als 126°. iedoch nicht kleiner als

60° sein sollten, weil sonst durch die Verkantung des Hubkieles 1 dessen Hubbewegungen große Reibungswiderstände entgegenwirken könnten. Gemäß Fig.6 beträgt der vordere Spitzenwinkel 2« des dargestellten Ausführungsbeispiels 100° und der hintere Spitzenwinkel 2ß lediglich 90°.

Sowohl der Gleitschuh 6 als auch die Führung 8 sind in spanabhebender Bearbeitung mit einem eine reibungsarme gegenseitige Verschiebung zulassenden Spiel hergestellt, wobei die Oberflächen des Gleitschuhes 6 zur Verbesserung der Gleiteigenschaften noch mit einem reibungsarmen Gleitbelag versehen sind. Der hintere Gleitschuh 7 ist an dem oberen, noch das volle Rundprofil aufweisenden Teil der hinteren Rohrstrebe U festgelegt und bildet an seinem äußeren Ende nach der hinteren Längskante 5 des Hubkieles 1 hin eine Art Flosse 21 mit beiderseits parallel zueinander verlaufenden Gleitflächen 22 und 23, mit denen er zwischen entsprechenden gegenüberliegenden inneren Gleitflächen 24 und 25 der hinteren prismatischen Führung 9 geführt ist. Auch an dieser Stelle kann zwischen den genannten Gleitflächen ein ausreichendes Spiel vorhanden sein, da der Hubkiel 1 hier nur mehr gegen ein seitliches Ausschwenken, aber nicht mehr gegenüber Verkantungskräften geführt zu werden braucht.

Gemäß F i g. 5 beträgt der Neigungswinkel <5 des Hubkieles 1 etwa 11° und der horizontale Abstand a zwischen dem Schwerpunkt 5 und dem Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 etwas mehr als 1/6 der Keilbreite d zuzüglich des mit dem Tangens des Neigungswinkels ö multiplizierten vertikalen Abstandes c zwischen dem Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A. Weiterhin beträgt der vorgenannte Abstand c etwa das 1,3-fachc der Kielbreite d. Außerdem beträgt die Länge / des einen Gleitschuhes 6 etwa das 1,4-fache des horizontalen Abstandes a zwischen dem Schwerpunkt 5und dem Aufhängepunkt A und zugleich etwa das Vierfache des seitlichen Abstandes b des Aufhängepunktes A vom Schwerpunkt S, in Längsrichtung des Hubkieles 1 betrachtet.

Der in der dargestellten Weise ausgefahrene Hubkiel 1 kann sich aufgrund des vorgenannten Ballastgewichtes nur so weit (gemäß Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn) verkanten, bis sich sein vorderer Gleitschuh 6 oben an den hinteren Führungsflächen und unten an den vorderen Führungsflächen des Doppel-V-Innenprofils 20 der Führung 8 abstützt. Bei dieser Abstützung ergibt sich infolge der Profilausbildung eine spielfreie Halterung des Hubkieles 1 innerhalb der Längsmittelebene des Schachtes 3 — und damit zugleich des Segelbootes 2 —, ohne daß die bei Schlinger- oder Schaukelbewegungen des Segelbootes 2 in Querrichtung des Hubkieles 1 wirksamen strömungs- und gewichtsmäßig bedingten Querkräfte dazu in der Lage wären, die vorgenannte spielfreie Anlage des Gleitschuhs 6 im Doppel-V-Innenprofil 20 aufzuheben. Aufgrund des stets größeren.

innerhalb der Kielebene im Gegenuhrzeigerann wirksa men Verkantungsmomentes bleibt die einmal einge nommene spielfreie Lage des Gleitschuhes 6 in de prismatischen Führung 8 stets erhalten, so daß aucl während einer längeren Betriebsdauer weder an de vorderen noch an der hinteren Führung des Hubkieles mit Verschlcißerscheinungen gerechnet zu werdet braucht.
Trotzdem läßt sich der Hubkiel I mittels de

ίο Elektromotors 13 ohne sonderliche Reibungswiderstän de in den prismalischen Führungen 8 und 9 verschieben da die im Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 angreifend' Hubkraft Z ohnehin größer als dessen Gewicht C seir muß und außerdem auch die beim Anheben durch di Verkantung in der Führung 8 entstehende Reibungs kraft wegen ihres Abstandes a\ vom Aufhängepunkt das Verkantungsmoment verringert.

Zum Heben und Senken des Hubkieles 1 könnte stat des Elektromotors 13 auch ein hydraulischer ode irgendein sonstiger geeigneter Antrieb dienen. Damii das bei ausgefahrenem Hubkiel 1 an der vorderer prismatischen Führung 8 wirksame Kippmoment beirr Anheben des Hubkieles 1 möglichst weitgehenc aufgehoben werden kann, kann die vordere Rohrstrebi 10 auch weiter nach hinten in den mittleren Profilbereich des Hubkieles 1 versetzt angeordnet oder es kann die Schraubenspindel 17 auch in einer dortiger gesonderten (nicht dargestellten) Rohrstrebe geführt sein.

Die konstruktiven Einzelheiten der Aufhängung un der Führung des Hubkieles 1 könnten vom beschriebe nen Ausführungsbeispiel in verschiedener Hinsichi abweichen, ohne daß dadurch der in den nachstehender Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindun:

verlassen wird. So genügt es, wenn der horizontale Abstand a zwischen dem Schwerpunkt 5 und dem Aufhängepunkt 5 des Hubkieles 1 etwa 1/3 bis 1/6 der Kielbreite d zuzüglich des mit dem Tangens des Neigungswinkels <5 des Hubkieles 1 multiplizierten vertikalen Abstandes c zwischen dem Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A beträgt. Der vorgenannte vertikale Abstand c könnte statt des 1,3-fachen auch bis zum 3-fachen der Kielbreite d betragen. Weiterhi könnte die Länge / des einen Gleitschuhes 6 auc weniger als das 1,4-fache des horizontalen Abstandes zwischen dem Schwerpunkt 5 und dem Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 betragen, und zwar bis zu einem dem horizontalen Abstand a gleichen Wert. Da es für di Gewährleistung der spielfreien Führung des Hubkieles

so in der vorderen prismatischen Führung 8 grundsätzlic ausreicht, wenn überhaupt ein verkantendes Drehmoment um eine quer zum Hubkiel 1 verlaufende Achs entsteht, genügt es, wenn der Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 innerhalb von dessen Mittelebene im Grundriß seitlich von dessen Schwerpunkt 5 vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hubkiel für Sportsegelboote, der mit im oberen Bereich seiner vorderen und hinteren Längskanten angebrachten Gleitschuhen in einem zugeordneten Schacht über einen Aufhängepunkt an einer Hubeinrichtung hängend entlang ebenen Gleitflächen vorderer und hinterer prismatischer Führungen verschiebbar ist, von denen eine den zugeordneten Gleitschuh sowohl entlang seiner vor der benachbarten Längskante des Hubkiels verlaufenden Stirnseite als auch beiderseits des Hubkiels führt, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gleitschuh (6) an seinen beiden Seiten je ein vorstehendes V-Profil (19a bzw. i9b) aufweist und die zugeordnete Führung (8) die beiden V-Profile (19a und i9b) des Gleitschuhes (6) formschlüssig umfaßt, während der andere Gleitschuh (7) lediglich mit zwei seitlich gegenüberliegenden Gleitflächen (22 und 23) in der zugeordneten Führung (9) geführt ist.

2. Hubkiel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Aufhängepunkt (A) im Grundriß zwischen seinem einen Gleitschuh (6) und dem Schwerpunkt (S)des Hubkiels (1) vorgesehen ist.

3. Hubkiel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine prismatische Führung (8) an der vorderen Längskante (4) des Hubkiels (1) vorgesehen ist. so

4. Hubkiel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (1) des einen Gleitschuhes (6) etwa das Vierfache des seitlichen Abstandes (b) des Aufhängepunktes (A) vom Schwerpunkt (S), in Längsrichtung des Hubkieles (1) betrachtet, beträgt und der horizontale Abstand (^zwischen dem Schwerpunkt (S)und dem Aufhängepunkt (A) etwa ein Drittel bis ein Sechstel der Keilbreite (d) zuzüglich des mit dem Tangens des Neigungswinkels (ό) des Hubkiels (1) multiplizierten senkrechten Abstandes (c) zwischen dem Schwerpunkt (S) und dem Aufhängepunkt ^beträgt.

5. Hubkiel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (1) des einen Gleitschuhes (6) etwa das I- bis 1,4-fache des horizontalen Abstandes (^beträgt.

6. Hubkiel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufhängepunkt (A) etwa in der horizontalen Ebene des oberen Endes des einen Gleitschuhes (6) liegt und der vertikale Abstand (c) des Schwerpunktes (S) vom Aufhängepunkt (A) das 1,3- bis 3-fache der Kielbreite (d)isi.

7. Hubkiel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fahrtrichtung des Bootes gegenüberliegenden Spitzenwinkel (2oc und 2ß) des einen Gleitschuhes (6) jeweils kleiner als 126°, jedoch nicht kleiner als 60° sind.

8. Hubkiel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Gleitschuh (7) an einer den Hubkiel (1) in dessen Längsrichtung durchsetzenden Rohrstrebe (11) befestigt ist.