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Beschreibung
Teilbarer Schwenkkiel für alle Segelwasserfahrzeuge
3te Erfindung betrifft einen neuartigen Kiel für alle Gegelwasserfahrzeuge in Einzel-
und Mehrfachanordnung dieses Kiels.
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Wesentliches Merkmal der Leistungsfähigkeit eines Segelwasserfahrzeugs
ist ein ausreichend großer und möglichst hydrodynamisch verwirbelungsfrei geformter
Kiel zur Herstellung der günstigsten Lateralfläche und Stabilität des Rumpfes unterhalb
der Wasserlinie.
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vin solcher Kiel hat notwendigerweise auch einen sehr großen Tiefgang,
der im Flachwasser oder an Küsten mit Gezeiten oftmals Schwierigkeiten verursachen
kann.
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Daher kommt es darauf an, einen aufholbaren Kiel herzustellen, der
bei Segelfahrt im Tiefwasser, wie auch im rlachwasser,günstigste Eigenschaften besitzt.
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r Technik Es ist bekannt, das verschiedenartige Konstruktionen mit
senkrecht aufholbaren Kielen, Ballastschwertern, Kielschwertern und Kimmkielschwertern
mit mehr oder weniger geringem Erfolg erprobt wurden, da die Nachteile schwer zu
kompensieren waren.
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Die Verschwenkung von Kielhalbkörpern rechtwinklig zur Längsachse
des Schiffsrumpfs in entgegengesetzter Weise nach außen, ist auch unter Zuhilfenahme
von Hydraulikkräften bisher in keiner Schrift bekannt gemacht worden.
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Der in der internationalen Zeitschrift für Segelsrort " Segeln " in
Ausgabe 11 / 1978 erschienene Artikel ilber den teilbaren Schwenkkiel dürfte somit
die bisher einzige Veröffentlichung huber derartige Kiele sein. ( Anlage
des Standes der Technik Grundlage der ionstruktion des Aggregats ist der heutige
Stand der Technik und das Fortschreiten der Hydraulikan-Wendung in fast allen technischen
Bereichen. Außerdem ist die heutzutage immer mehr fortschreitende ;tand1rdisieruxgstechnik
hervorzuheben. Dadurch ist es möglich, künfcif: alle bisherigen Kielkonstruktionen
aufzugeben und mit optimaler Leistung für alle Zwecke zu vereinheitlichen.
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Der Erfindung des teilbaren Schwenkkiels für alle Se gelvrasserfahrzeuge
liegt die Aufgabe zugrunde, unabhängig von der Bauart und Größe des Segelwasserfahrzeugs,
eine unkomplizierte, daher jederzeit einfach zu wartende preisgünstige optimale
Kielanordnung für die Fahrt in tiefem, wie auch in flachem Wasser herzustellen,
die bei allen anderen Konstruktionen mit senkrecht aufholbarem Kiel oder Schwert
nicht möglich ist, da hierbei eine ungewollte Verkleinerung der-Lateralflache und
bei manchen Ausführungen eine überproportionale ungünstige Verschiebung des Schwerpunktes
des Schiffes in Kauf genommen werden muß. Bei senkrecht aufholbaren Kielen oder
Ballastschwertern muß auch bei minimalem Hub immer das gesamte Gewicht angehoben
werden, während es ja beim teilbaren Schwenkkiel die Kräfte des Drehmomentes sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß der teilbare
Schwenkkiel nicht aus-einem Stück, sondern aus zwei symmetrischen Kielhalbkörpern,
die als Hohlkörper mit Füllungsstoffen von verschiedenem Gewicht durchaus unterschiedlich
sein können, obwohl sie
zu dem Schiffstyp passende Lateralfläche besitzen, zusammengesetzt ist. Die Kielhalbkörper
sind je nach der bevorzugten Bauausführung an einer oder zwei Achsen oder zwei Keilwellen
auf gehängt. Die Kielverstellungsmechanik mit den Keilwellen und der Kompakthydraulik
ist in der sogenannten Kielform untergebracht. ( Ringtunnel ) Die Kielhalbkörper
werden hydraulisch mit Hilfe der Kielverstellungsmechanik nach beiden Seiten des
Schiffes entgegengesetzt rechtwinklig zur Schiffslängsachse, -entweder einzeln nacheinander
oder zusammen, von Hand oder mit Elektromotorauslösung verschwenkt.
Ausgestaltung der Erfindung Je nach den Ansprüchen der Eigner von Segelwasserfahr
zeugen kann eine perfektionierte und komfortablere Ausführung des Aggregats des
teilbaren Schwenkkiels nach dem neuesten Stande der Technik hergestellt werden0
Zum Beispiel Ausführung der praktischen Anwendung des teilbaren Schxenkkiels zu
den Zeichnungen 1 - 3 mit einer oder zwei Arsen oder zwei gesondert angetriebent
Keilwellen (Fortfall der verzahnten Synchronsektoren) Ausführung der praktischen
Anwendung viie vor mit Elektrcmotor 12 V - 24 V anstelle der manuellen Bedienung.
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Ausführung der praktischen Anwendung wie vor mit Elektromotorantrieb
und elektronischer Steuerung der vollautomatischen Schenkkielbetätigung über ein
Echolot.
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Ausführung der praktischen Anwendung des teilbaren Schwenkkiels zu
den Zeichnungen 4 - 5 mit gedämpft elastischer Aufhängung der Kielverstellungsmechanik
beiderseits 25 gegenüber der Lotrechten mit manueller Bedienung oder Elektromotor.
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Ausführung der praktischen Anwendung wie vor und teilweise ballastlosen
Kielhalbkörpern, bei der über die Luv-Seite durch Verschiebung (Pumpen) von beweglichem
Innenballast in Form von Bleistaubpaste, lasse oder in Kombination dem Schiffsrumpf
ein großes aufritende Moment verlieiien wird.
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Dabei kann größtmögliche Schlankheit der Kielform und
reduziertes
Gewicht Xton Ri UPd RLwg hergestellt werden.
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Ausführung der praktischen Anwendungen zu den Zeichnungen 1 - 5 mit
genau herstellbarem Kielgewicht entsprechend den Wünschen des Eigners oder Konstrukteurs,
indem die Kielhohlkörper wie in Zeichnung 6 mit Stoffen von unterschiedlichem Gewicht
gefüllt werden. (Blei, Schwerspat, Ferrozement) Ausführung der praktischen Anwendung
zu den Zeichnungen 1 - 5 wie vor, bei denen das gesamte Aggregat oder die Kielverstellungsmechanik
auf Drehgestellen ruht, damit ur Aussteuerung der Abdrift eine Kielanstellung bis
10 beiderseits der Mittschiffslinie ermöglicht wird.
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Ausführung der praktischen Anwendung wie vor, wit mehreren Schwenkkielaggregaten
wie in Zeichnung 90 Erzielbare Vorteile : Durch eine Standardisierung des Aggregats
des teilbaren Schwenkkiels zu wenigen Ausführungen für alle Segelwasserfahrzeuge
der Welt - die auch in bereits vorhandene Segelwasserfahrzeuge eingesetzt werden
sollen - werden Vorteile angeboten, die bisher durch keine andere Konstruktion verwirklicht
werden konnten.
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Diese sind : Optimale Segeleigenschaften im Tiefwasser mit tiefreichender,
nur vom Material her beschränkter hydrodynamisch günstigster Kielform, die nahezu
abdriftfrei ist und kaum noch meßbare Werte des induzierten Widerstandes und der
Verwirbelungen im Grenzbereich des den Kiel umströmenden Wassers garantiert.
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Noch gute Segeleigenschaften mit hydraulisch gespreizten Kielhalbkbrpern
im Flachwasser, etwa wie bei einem Segelwasserfahrzeug mit Kimmkielen.
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Völlig automatisches Trockenfallen-des Segelwasserfahrzeugs inoTiedengebieten,
wenn die Kielhalbkörper vorher bis etwa 50 beiderseits der Lotrechten angehoben
worden sind, wozu kein großer Kraftaufwand erforderlich ist, da die für die Uberwindung
des Drehmoments meistens minimalen Kräfte noch durch den Auftrieb der vom Wasser
umströmten Kielaußenflächen unterstützt werden.
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Ebenso automatische Fahrbereitschaft unter Segeln nach gestle genem
Wasserstand, Problemlose Aufstellung und Lagerung des Segelwasserfahr zeugs auf
festem Grund oder an Land, da die gespreizten Kielhalbkörper den Rumpf ohne jede
Stützung oder Verpallung sicher zu tragen vermögen.
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Austauschbarkeit der Schwenkkielhalbkörper ( Zeichn. 6), da sie von
außen mit den Kielschwenkarmen durch die vier Schlitze in der Kielform gesteckt
und an den Keilwellen fest verschraubt werden können.
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Reduzierbares Gewicht von Rumpf und Rigg ohne Stärkeverlust durch
geringere Materialstärken und Reduzierung des E:illastanteils bei den praktischen
Aggregat-Ausführungen nach den Zeichnungen 4 - 5 unter Verwendung von verschiebbarem
Innenballast.
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Genau herstellbares variables Kielgev(icht bei gleicher TA-teral fläche.
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Erläuterung der praktiXen Aus Ausfii?lrunen -des teilbaren Schwenkkiels0
Zeichnung 1 und 2 Es bedeuten: (1) = Kielform des Rumpfes, (2) = Querschott, (5)
= Keilwellenlager, (7) = Durchgehende Keilwelle, (8) = Keilwelle in "A", (10) =
Hubarm, (11) = Kielschwenkarm, (13) = Auflager, (14) = Dichtung an der Keilwelle
(7), (15) = Verzahnter Synchron Sektor der Keilwelle (7), (16) = Verzahnter Synchron-Sektor
der Keilwelle (8), (1?) = Auflager für Kajütbodenteilstück, (18) = Kajütbodendichtung,
(19) = Kajütbodenteilstück, (20) = Abdichtung der Kielform, (21) = Bilde.
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In der Zeichnung 1 wird die einfachste Anordnung des SchwenkRielaggregats
vorgestellt. Als von Hand bedienbares Modell (wahlweise Elektromotor) ist sie besonders
kostengünstig undeignet sich besonders auch für den Einbau in bereits ältere Segelwasserfahrzeuge.
Die völlige Wartungslosigkeit ist gegeben.
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Die Hydraulik und die Kielverstellungsmechanik sind in der Kielform
des Rumpfes in den beiden Tunneln "A" = Wasserzone und "B" = Trockenzone untergebracht.
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In Tunnel "A" befindet sich die wartungsfreie Kielverstellungsmechanik,
in Tunnel "B" ist der hydraulische Kraftantrieb und die Kraftübertragung für die
Kielwelle (7).
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Aus Zweckmäßigkeitsgründen befindet sich Tunnel "A" unter dem Fußboden
der Kajüte, der Tunnel "B" kann unter dem Niedergang oder ebenfalls unter dem Kajütboden
eingebaut werden.
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In der Kielform sind vier schlitzförmige Öffnungen eingelassen, durch
die die Kielschwenkarme von außen durchgesteckt und mit den Keilwellen fest verschraubt
werden können.
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Die Abdichtungen der vier schlitzförmigen Öffnungen gegen feste Stoffe,
wie Sand usw. erfolgen durch Gummi- oder Kunststofflamelle Wirkungsweise: Die Kräfte
der Kompakthydraulik werden durch eine geeignete Kraftübertragung mit Untersetzung
(Hubarm, Getriebe usw.) auf die Keilwelle (7( übermittelt. Von dort erfolgt die
Kraftübertragung auf die Keilwelle (8) durch die auf den Keilwellen aufgesetzten
verzahnten Synchronsektoren. Dadurch wird die Gegenläufigkeit der Keilwellen ermöglicht.
Die in die Keilwellenkupplungen eingesteckten Kielschwenkarme (ii) führen die erwünschten
gegenläufigen Verschwenkungen aus.
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Die Alternativen zu dieser Anordnung der Kielverstellungsmechanik
wurden schon aufgezeigt. Allen gemeinsam ist aber die Kielform in hydrodynamischer
Ausführung mit entweder zwei durchgehenden oder mit vier von einem Stabilisierungssteg
unterbrochenen Schlitzen in der Kielform zum Durchlassen der Kielschwenkarme.
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Zeichnung t 3 In der Zeichnung 3 wird eine Alternativlösung mit nur
einer Achse und vier Kielschwenkarmen, die in Paaren hintereinander angeordnet sind,
gezeigt. Die Kraftübertragung kann sowohl durch iivbaime als auch durch zentrierte
Doppelwellen erfolgen.
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Auch hier ist wieder die Kielform, in der zwei oder vier Schlitze
eingelassen sind, deutlich zu sehen. (Anspruch 6)
Zeichnungen 4
und 5 Es bedeuten (1) = Kielform des Rumpfes, (2) = Querschotten in der Kielform,
(3) = Dichtungen zwischen den Schotten und dem Rohrkörper, (4) = Rohrkörper als
durchgehender Träger der Kielverstellungsmechanik, (5) = Keilwellenlager im Rohrkörper,
(6) = Rohrkörperlager, (7) und (8) = Keilwellen, (11) = Kielschwenkarme, (20) =
Abdichtung der Kielform des Rumpfes, (22) = Dämpfungshydraulik, (23) = Rumpf des
Segelwasserfahrzeugs.
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In den Zeichnungen 4 und 5 werden im Quer- und Längsschnitt eine Ausführung
des Aggregats gezeigt, in der Kiel und Rumpf des Segelwasserfahrzeugs nicht in starrer
Verbindung stehen, wie in den Zeichnungen 1 und 2, sondern über eine Dämpfungshydraulik
eine elastische Verbindung haben. Die elastische Verbindung des Rohrkörpers, der
in seiner Fortsetzung im "Bereich B" die starre UbOrtragung der Kompakthydraulikkräfte
besitzt, ist aber nur bis 25 gegenüber der Lotrechten erforderlich.
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Die Dämpfung erfol0t. in zunehmender Weise bis zur starren Verbindung
bei ca. 25 .
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Diese Anordnung dient dem Zweck, einerseits die Kräfte des Luftmeeres
abfedern zu können, andererseits aber auch den Rumpf selbst - ohne Zutun des Kielballasts
- durch Beschweren der Luvseite mit Innen ballast zu stabilisieren.
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Dadurch werden zwei ganz entscheidende Vorzüge an einem Segelfahrzeug
ermöglicht.
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Einmal kann die Kielform noch günstigere schwertartige Form erhalten,
da Außenballast nicht gefragt ist, wenn der Innenballast in Anwendung von elektronisch
kontrollierter Verschiebung von Bleistaubpaste, Wasser oder in Kombination vollkommen
ausreichend ist, zum anderen wird garantiert, daß der Kiel, der eine wirklich optimale
Form besitzt, ruhig und an der Unterseite geradlinig durch das Wasser geführt wird.
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Natürlich ist es vorteilhaft, auch bei der starren Anordnung des Aggregats
nach Zeichnung 1 - 3 Innenballast zum Beschweren der Luvseite des Rumpfes vorzusehen.
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Der Rohrkörper (4) ist zum Durchlassen der Kielschwenkarme mit Aussparrungen
versehen und muß aus diesem Grunde an der Oberseite verstärkt sein.
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Durch die Querschotten (2) wird die Kielform des Rumpfes in die drei
Bereiche A - C unterteilt.
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Bereich "A" = Wasserzone, Bereich "B" und Bereich "C" sind völlig
trocken und jederzeit zu kontrollieren.
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Bereich "A" kann natürlich nur geöffnet werden, wenn das Segelwasserfahrzeug
auf festem Grunde ruht.
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Auch bei diesem Aggregattyp lassen sich Standardisierungen du1Dhführen.
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Zeichnung 6 Zeichnung 6 zeigt den Schwenkkielhalbkörper als Hohlkörper
und die Möglichkeit, ihn mit Hilfe des Kielschwenkarms von außen mit der Keilwelle
fest zu verschrauben. (Garantie der Austruscobarkeit.) In den Zeichnungen 7 - 10
ist die praktische Unterbringung des Aggregats des teilbaren Schwenkkiels erläutert.