DE2947523A1

DE2947523A1 - Schwenkbarer universalkiel mit spreizbarer kielflosse

Info

Publication number: DE2947523A1
Application number: DE19792947523
Authority: DE
Inventors: Ernst-W. Ing.(grad.) 4400 Münster Zühlke
Original assignee: ZUEHLKE ERNST W ING GRAD
Current assignee: ZUEHLKE ERNST W ING GRAD
Priority date: 1979-11-26
Filing date: 1979-11-26
Publication date: 1981-06-04

Description

Technische Beschreibung
Titel : Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse Anwendungsgebiet : Die Erfindung betrifft einen neuartigen Kiel für Segolwasserfahrzeuge jeder Bauart und Größe.
Zweck Der neue Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse ermöglicht bei Segelwasserfahrzeugen jeder Bauart und Größe kursstabile Segelfahrt auf allen Kursen zum Wind,unabhängig von der Wassertiefe.
Bei Trockenfallen in Tidengebieten oder bei der Lagerung kleinerer Segelwasserfahrzeuge an Land soll der verschwenkte Universalkiel selbst ( bei zwei und mehr Aggregaten ) oder die gespreizte Kielflosse Standsicherheit auf allen Untergründen gewährleisten.
Stand der Technik Es sind verschiedenartige Konstruktionen von im Tiefgang verringerbaren Kielen und Schwertern bekannt. Bei den Kielen erfolgt die Aufholung entweder nur senkrecht ( Hubkiel ) oder in ganzem Kielkörper rechtwinklig zur Mittschiffsebene ( Schwenkkiel Bei den Schwertern erfolgt die Aufholung nur in der Senkrechten, auch mit Verschwenkung nach achtern.
Kritik des Standes der Technik Es bestehen keinerlei Schwierigkeiten, +,egelfahr3euge jeglicher Bauart und Größe mit Aggregaten des scheinbaren Universalkiels mit spreizbarer Kielflosse auszurüsten. oie Sicherheitsvorschrifteuer Schiffbau-Uberwachungsinstanzen werden dabei berücksichtigt.
Aufgabe Der schwenkbare Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse erfüllt die Aufgabe, ohne bedeutende Veränderung des Gesamtschwerpunktes, Segelwassefahrzeuge jeder Bauart und Größe auf allen Kursen zl.r ..indrichtung, ohne Berücksichtigung der optimalem Vortrieb unter fesegelung fortbewegen zu können, wobei weder der Lateraiplan verkleinert, noch der Lateraldruckpunkt des eingestellten Segelkurses verändert werden kann.
Da in der festen Kielflosse im Regelfall ein großer Anteil des mitgeführten Ballasts vorhanden ist, entfillt im Regelfall auf Deide Halbkörper der spreizbaren Kielflosse ein geringer Ballastanteil, der es ermöglicht, die Spreizung mit minimalen Drehmonentkraften vorzunehmen. Im Regelfall soll der Gesamtschwerpunkt immer nahezu konstant bleiben. (Mit Ausnahme der Fracht) Der schwenkbare Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse soll in neue Segelwasserfahrzeuge und solche aus früheren Herstellungsjahren eingebaut werden.
Lösung Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß außer einem festen i;ittelkiel in hydrodynamisch optimaler Formgebung ( K u r z k i e 1 ), der im Regelfall einen Antdl des Gesamtballasts von 30 - 50 °h aufzunehmen hat, eine spreizbare Kielflosse ( zwei Halbkörper ) Verwendung findet, die in geschlossenem Zustand, wenn die beiden Kielflossenhalbkörper durch hydraulischen Druck oder Luftdruck fest gegeneinander gepreßt worden sind, den festen Kurzmittelkiel einschließt.
Daher sind die Innenseiten der Flossenkielhalbkörper entweder völlig eben oder sie weisen im oberen Teil der ebenen Innenflächen Wölbungen auf, in denen der feste Kurzmittelkiel eingeschlossen wird.
I Regelfall beträgt der Anteil am Gesamtballast für jeden Flossenkielhalbkörper eta 25 %. Dieser Anteil kann natürlich, je nach dem Verwendungszweck, erhöht oder erniedrigt werden.
Falls erwünscht, kann in den festen Kurzmittelkiel und in die Flossenkielhalbkörper herausnehmbarer Ballast ( Granulat ) unterschiedlicher Füllungsstoffe wie Blei, Schwerspat, Wasser, eingefüllt werden.
Für die Konstruktion der Mechanik sind sehr unterschiedliche Ausführungen möglich und vorgesehen. Diese richten sich danach, ob die Verstellung der Flossenkielhalbkörper entweder einzeln oder synchron zu erfolgen hat. Im Regelfall wird der Einzelverstellung, die ja die gleichzeitige synchrone Verstellung nicht ausschließt, der Vorzug gegeben. ( Ausführung unter Verwendung von ein bis zwei Achsen oder Keilwellen ) Die Kielverstellungsmechanik befindet sich im Regelfall außerhalb des Schiffsrumpfes. Es sind sehr unterschiedliche Konstruktionen möglich. Daher werden in den Zeichnungen nur Angaben über die Wirkungsweise des schwenkbaren Universalkiels gemacht.
Durch hydraulischen Druck oder Luftdruck ( auch Gasdruck ) wird auf die Kielverstellungsmechanik so eingewirkt, daß sich die Flossenkielhalbkörper rechtv.inklig zur Mittschiffsebene öffnen oder schließen. Außerdem kann die gesamte schwenkbare Universalkieleinheit ebenso rechtwinklig zur Mittschiffsebene verschwenkt werden In den beiden genannten T$.ewegunen des Universalkiels wird nicht nur eine Verringerung des £iefgangs vorgenommen, sondern es werden an den Außenseiten der Kielflossenhalbkörper die Kräfte des hydrodynamischen Auftriebs frei gesetzt, die zur Stützung der aufrechten Schwimmlage des Segelwasserfahrzeugs oder sogar zu Steuerzwecken herangezogen werden. Außerdem wird in beiden Fällen das Ballastgewicht so verschoben, daß es ebenfalls die aufrechte Schwimmlage unterstützt. in Weggleiten des Lateralplans, der durch starke Krängung verursacht wird, kann aus diesen Gründen ausgeschlossen werden.
meist Werden die symmetrischen Kielflossenhalbkörper zusammengepreßt, so haben sie bei Einschluß des Kurzmittelkiels die Form einer optimal geformten Flosse, die in nicht überbietbarer Festigkeit aufgehängt ist, da den großen Verwindungskräften der Hydrodyna mik, die vorallem an den gespreizten Flossenkielhalbkörpern sehr stark in Erscheinung treten, nur durch eine besonders solide Verbindung der Kielverstellungsmechanik mit dem Schiffsrumpf entgegengewirkt werden kann.
Als Beispiel dazu wird vorallem in den Zeichnungen 5 und 7 dargestellt, vrie die zwei Keilwellen, an denen die Haltearme der Flossenkielhalbkörper befestigt sind, jede für sich durch einen Hydraulikzylinder mit angesetzter Kulisse, die die Kolbenstange wälzt, exakt und stabil geführt werden können.
Da die Hydraulikzylinder fest verbunden sind und die falzungen in allen Fällen gegenläufig sind, können bei gleichzeitiger Spreizung oder Schließung keine großen Kräfte auf den Schiffsrumpf übertragen werden.
erden die symmetrischen Kielflossenhalbkörper gespreizt, so verringert sich nicht der Tiefgang bis zur unteren Fläche des festen Mittelkiels, sondern es kann der Schiffsrumpf auf der festen Kurzmittelflosse ruhen, wobei er von den Kielflossenhalbkörpern in der aufrechten Lage gestützt wird.
Da je nach dem Kurs des Segelwasserfahrzeugs zur /:iindrichtung auch unterschiedliche Lateralplangrößen nötig sind, ist auch ein unterschiedlicher Spreizungswinkel an den Steuerhebeln der Kraftquelle ( Hydraulik oder Preßluft ) einstellbar.
In den Zeichnungen 8 - 22 sind die Gesamtverschwenkung und die unterschiedlichen Spreizungen und deren Wirkungen übersichtlich dargestellt.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung Die in dem Abschnitt " Lösung " beschriebene v1i rkungsweise stellt das grundsätzliche Prinzip dar. Es ist durchaus möglich, bei sehr unterschiedliches Bauausführungen der Segelwasserfahrzeuge in Anpassung an die technischen Möglichkeiten, Abweichungen vorzunehmen. Zum Beispiel sind Mehrrumpffahrzeuge im Kielbereich oft so schmal, daß der integrierte Einbau in die Rimpfe als beste Lösung vorgeschlagen werden muß.
Außer diesem grundsätzlichen Prinzip werden die nachfolgenden Ausgestaltungen der Erfindung vorgeschlagen 1. Ausführun des Aggregats wie vor beschrieben, Jedoch anstelle einer manuellen Betätigung der Hydraulik- oder Preßluftanlage ( Fußpedal ) mit einer solchen durch Dlektromotor 12 V-24 V und einer automatischen Steuerung über das Echolot und einen Krängungsmesser.
2. Ausführung des Aggregats wie 1., jedoch mit einer gesonderten hydraulik- oder Preßluftanlage, mit der die Kielverstellungsmechanik so gewälzt werden kann, daß das gesamte aggregat innerhalb eines festgelegten winkels nach beiden oeiten verschwenkt wird.
Bei Katamaranen können Universalkieleinheiten vorteilhaft so verschwenkt werden, daß der Luv-Rumpf nicht in ungewolltem Maße aus dem Wasser steigen oder der Lee-Schwimmer nicht unterschneiden kann. ( Beim Lee-Rumpf wird aber meistens eine unverschwenkte synchrone Spreizung bis nahe der Wasseroberfläche vorteilhafter sein. ) 3. Ausführung des Aggregats wie 1 + 2, jedoch bei größeren und großen Segelwasserfahrzeugen ( Frachtsegler ) mit mehreren Universalkielaggregaten für einen Schiffsrumpf.
+. Ausführung des Aggregats wie 1-3, jedoch mit einem größten Spreizungswinkel bei gleichzeitiger Anstellung der Kielflossenhalbkörper durch Hebung des vorderen Keilwellenlagers.
5. Ausführung des Aggregats wie 1 - ¾, , jedoch mit einer Monta der Kielverstellungsmechanik auf ein Drehgestell, mit @@ Hilfe die Anstellung der Universalkieleinheit bis etwa 10 beiderseits der 1'1ittschiffsebene, %. B. zur Aussteuerung von Abdrift und Meeresströmungen, vorgenommen werden kann, wenn die Steuerleistung der senkrecht gestellten und !nit hydrodynamischen Auftrieb wirkenden Kielflossenhalbkörper nicht ausreichen oder aus besonderem Grunde nicht ausnützbar in sollte.
Erzielbare Vorteile 1. Für alle Segelwasserfahrzeug und auf allen Segelkursen ist eine immer optimale Stellung der schwenkbaren Universalkieleinheit mit spreizbaren Kielflossen bei Ausnutzung einer geringstmöglichen Wassertiefe, wie in den Zeichnungen 8,-22 dar gestellt, durchführbar.
Dabei wird sowohl der notwendige Lateraiplan hergestellt, als auch die Unterstützung der aufrechten Schwimmlage des Segelwasserfahrzeugs auf allen Kursen durch günstigeren Ballast trimm nach Luv und durch hydrodynamischen Auftrieb in Lee vorgenommen. Der hydrodynamische Auftrieb an den Außenflächen der Flossenkielhalbkörper kann bei Senkrechtstellung natürlich auch zu Steueraufgaben herangezogen werden.
2.Die Aggregatteile sind für eine Vielzahl von Schiffstypen standardisierbar. Dadurch können die heute gebräuchlichen Kiele, auch bei Segelschiffen aus früheren Fertigungsjahren, sehr leicht ersetzt werden.
3. Der Spreizungs- und Schließungsvorgang wird bei minimalen Kraftaufwand ( geringstmögliches Drehmoment ) dadurch erleichtert, daß bei der Spreizung die Kräfte dew hydrodynamischen Auftriebs und bei der Schließung die Kräfte der Schwerkraft wirksam werden. ( Spreizung unter Beschleunigung und Qchließung unter Fahrtverlust des Segelwasserfahrzeugs ) 4. Völlig automatisches Trockenfallen von Segelwasserfahrzeugen ohne jegliche Verankerung, da die gespreizten Kielflessenhalbkörper unter leichtem Druck der Hydraulik- oder Preßluft anlage bis zu ihrer Senkrechtstellung genügend Grundhaftung behalten. - Es ist sogar vorhersehbar, daß eine Vielzahl von Segelschiffen an fast allen Kästen mit Tidenhub zumindest eine berechenbare Zeit ohne Verankerung durch Ankergeschirr ( Ankermanöver ) einen Ankerplatz einnehmen kann.
5. Völlig automatische Fahrtbereitschaft unter Besegelung.
6. Vermeidung des Weggleitens der Kiellateralfläche durch die Unterstützung der aufrechten Schwinnolage un + otfalls durch eine minimale Spreizung.
7. Austauschbarkeit der Kielflossenhalbkdrper in einem Schadensfall oder wenn ein unterschiedliches Gewicht für spezielle Einsatzzwecke hergestellt werden soll. Die Austauschbarkeit wird durch die Befestigung der Haltearme an Kupplungen der Keilwellen erleichtert.
8. Auf ein Minimum reduziertes Ballastgewicht, das weit unter dem Anteil liegt, das von Schiffen herkömmlicher Bauweise mitgeschleppt werden muß, sollte aus dem Grunde nach umfangreicher Erprobung hergestellt werden können, da der Ballasttrieb nach Luv und die AuftriebsunterstUtzung in Lee dies'-rein rechnerisch gewährleisten.
Leichte Sportfahrzeuge könnten mit gering angestellten max.
gespreizten Kielflossenhalbkörpern auf mehreren Kursen zum ,ind für kurze Zeit sogar die Wirkung von Tragflügelbooten besitzen, da vorauszusehen ist, daß ein großer Teil des Bootsrumpfes sich aus dem Wasser heben wird und sein Verdrängerwellensystem weit hinter sich läßt.
9. Die Aggregate des schwenkbaren Universalkiels mit spreizbarer Kielflosse sollten auf sog. Drehgestelle montiert werden, falls die Steuerung durch lotrecht gestellte Kielflossenhalbkörper nicht erwünscht oder zu ing ist.
Es ist auch möglich, durch diese Anordnung die allgemeinen Steueraufgaben auf weiträumigen Kursen zu erfüllen.
Reicht die Steuerwirkung der nahezu senkrecht gestellten Kielflossenhalbkörper aus, so kann eine Ubertragung aller Steueraufgaben auf weiträumigen Reisen, ohne Fahrtverlust durch I?uderwiderstand, der bei unzureichendem Trimm durch unterschiedliche äußere Einfliisse sonst beträchtlich werden kann, auf die Flossenkielhalbkörper erfolgen.
10. Da die gespreizten Flossenkielhalbkörper die Wirkung von Stabilisatoren mit hydrodynamischem Auftrieb besitzen, sind sie außer bei Segelwasserfahrzeugen auch zu Stabilisierungszwecken für alle Wasserfahrzeuge mit Maschinenantrieb geeignet. Natürlich auch zur Wahrung des Richtungsgleichgewichts ud darüberhinaus auch zur stetigen Einhaltung des Steuerkurkurses, die ebenfalls, gänzlich ohne hemmende Ruderwirkungen, exakt einstellbar Erklärung zu den Zeichnungen 1 - 7 5 bedeuten : 1 = Hydrodynamisch günstig gestaltete Kielform, die falls erforderlich, an der Unterseite der Pumpfaußenhaut angebracht und mit dem Rumpf fest verbunden ist.
Die Kielform ist unterteilt in Trockenzonen und eine ,iasserzone zur Aufnahme der Teile der Kielverstellungsmechanik.
2 = Spreizbarer Flossenkiel mit zwei Kielflossenhalbkörpern.
3. = Festkurzkiel 4. = Abdichtungen gegen feste Stoffe ( Sand, Schlick ) durch senkrecht gestellte Gummiltiellen oder andere Konstruktion.
5 = Keilwellen ( Achsen ) mit den Kupplungen zum Befestigen der Haltearme für die Kielflossenhalbkörper 6 = Haltearme der spreizbaren Flossenkielhalbkörper 7 = Synchronverzahnte Sektoren für lälzungen bis 110° an beiden Keilwellen, falls auf unsynchrone Spreizung verzichtet wird und daher nur ein Kraftantrieb an nur einer Keilwelle erforderlich ist.
8 = Querschotte zur Begrenzung der Wasserzone.
9 = Keilwellenlager 10 = Hochdruckdichtung für die Abdichtung der angetriebenen durchgehenden Keilwelle. ( Nur ausnahmsweise erforderlich ) 11 = Kraftantrieb durch Hydraulik- oder Luftdruckanlage ( etwa zwei doppelt beaufschlagte Hydraulikzylinder mit vorgesetzter Rohrkulisse ) 12 = Verzahnte Xellenschiebestücke, die die Schubes der Kolbenstange auffangen.
Zeichnung 1 Die Darstellung der Anordnung der Aggregatteile erfolgte an einem einfachen Segelwasserfahrzeug in einem Krängungszustand von 10 ° in der Mittschiffsebene. Da das Prinzip erklärt werden soll, kommt es darauf an, die Lage der oft nicht einmal erforderlichen Kielform, ihre Verbindung mit dem Schiffsrumpf und die spreizbare geschlossene Kielflosse zu zeigen.
l)ie Kräfte des hydrodynamischen Auftriebs heben sich auf, es i t daher nur das Ballastgewicht bei der Unterstützung der aufrechten Schwimmlage wirksam.
Andeutungsweise wird auch die solide Aufhängung der Kielform, die den Rumpfboden verstärkt, gezeigt; sie richtet sich nach Bauart und Größe des Segelwasserfahrzeugs.
Zeichnung 2 Es wird der Festmittelkiel mit den gespreizten Flossenkielhalbkörpern gezeigt. Im Regelfall ist die Tiefe des Festmittelkiels abhängig von der Tiefe der spreizbaren Kielflosse.
Ebenfalls erkennbar ist die Aufteilung des Ballast, sie liegt im Regelfall bei etwa 40 % in dem festen Kurzkiel und bei etwa jeweils 25 % in den Flossenkielhalbkörpern.
Zeichnung 3 In einer Querschnittzeichnung in Höhe der Wasserzone in der sog. Kielform, wird die Lage der zwei Keilwellen mit den Keilwellenkupplungen, die Abdichtung der Schlitze in der Kielform; die zwei verzahnten Sektoren ( falls nötig ) und die Andeutung der soliden Verbindung der Kielft>rrn mit dem Schiffsrumpf deutlich gezeigt.
Zeichnung 4 In einer Längsschnittzeichnung wird die Wasserzone und eine Trockenzone der Kielform, in der die Antriebskraft für die Kielverstellungsmechanik untergebracht ist, dargestellt.
Zeichnung 4 unterscheidet sich von Zeichnung 5 nur durch die Darstellung der zwangssynchronen Keilwellenwälzung mit IIilfe der synchron-verzahnten Sektoren.
Zeichnung 5 In einer Darstellung wie Zeichnung 4 wird der Antrieb cr Keilwellen durch gesonderte Kraftquellen( Hydraulikzylinder nit Pohrkulisse ) für synchrone ( gleichzeitige ) und unsynchron@ Spreizungen der Kielflossenhalbkörper gezeigt.
Zeichnung 6 An Beispiel einer Dreiviertel-Tonner-Segelyacht kann sehi gut dargestellt werden, welchen störungsfreien und harmonischen Aufbau bei der Unterbringung aller Aggregatteile man bei allen Segelwasserfahrzeugen voraussetzen kann.
Zeichnung 7 Hier wurde in einer Grundrißzeichnung der Kielform eine Ubersicht gegeben, welche Teile ( mit Ausnahme der verzahnten Synchronsektoren ) überhaupt vorhanden sind und ie wie siezweckmäßig im Regelfall plaziert werden sollten.
Zeichnungen 8 - 16 In den genannten Zeichnungen wurde dargestellt, welche iirkungen dem schwenkbaren Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse innewohnen. Grunsätzlich wurde dabei angenommen, daß für jeden Flossenkielhalbkörper ein eigener Antrieb vorhanden ist und daher synchrone und auch unsynchrone oder einzelne Spreizungen möglich sind.
Zeichnung 8 stellt den geschlossenen schwenkbaren Universalkiel dar, der die Wirkung eines optimalen Festkiels besitzt.
Dieser Aggregatzustand wirkt nur durch den mitgeführten Ballast auf die aufrechte Schwimmlage ein.
Zeichnung 9 zeigt den Aggregatzustand mit geschlossenem schwenkbaren Universalkiel, wenn der gesamte Kielkörper nach Luv geschwenkt worden ist. Dadurch ist nicht nur eine Vergrößerung der Querstabilität vorhanden, sondern sondern es könnte auch an Ballastgewicht eine Einsparung vorgenommen werden, falls die Kielverschwenkung automatisch und zuverlässig den Krinrungslagen des Schiffsrumpfes angepaßt werden kann.
Zeichnung 10 zeigt die Wirkungsweise der Kräfte, wenn nur ein Flossenkielhalbkörper um ca. 50 ° gespreizt wira.
Die Kräfte des hydrodyn. Auftriebs können bei einer Mehrfachan- Mehrfachanordnung des Aggregats sehr gut zu Steuerzwecken ausgenutzt werden. ( Z.B. Aussteuerung einer ungewollten Luv- oder Leegierigkeit, -- auch natürlich zur Wahrung des Richtungsgleichgewichtsbei allgemeiner Betrachtung ) Bei größeren Einheiten von Segelwasserfahrzeugen ist daher eine vollautomatische Steuerung der Kielflossenhalbkörper zur immer währenden wahrung des Richtungsgleichgewichts von solch großem orteil, daß evtl. davon ausgegangen werden darf, das die zusätzlichen Widerstandskräfte, die durch die Spreizung an den Flossenkielhalbkörpern entstehen, durch die ruder-Steuerwirkung gegenüber einem mit Ruder zu steuernden Segelwasserfahrzeug, kaum in Erscheinung treten.
Zeichnung 11 wie Zeichnung 10. (In Luv wird B größer, A kleiner) Zeichnung 12 Beispiel für eine synchrone Spreizung, bei der sich alle Kräfte etwa aufheben. Ebenso Zeichnung 13 und Zeichnung 14 . Zeichnung 15 stellt sicher zu Anschauungszwecken eine etwas extreme Situation dar, die aber durchaus real sein Gürfte. Zeichnung tS zeigt Trockenfallen in weichem Untergrund.
Zeichnungen 17 - 22 In den genannten Zeichnungen v:erden Fracht-Segel-Schiffe unterschiedlicher Größe dargestellt, die im Regelfall mit mehrercn Universalkieleinheiten bestückt sind und bei denen noch bedeutend größere Vorteile vorhanden sind, als bei kleinen Einheiten, wie z.B. Segelyachten.
Diese Vorteile sind außer der bereits genannten Steuerung mit den Kielflossenhalbkörpern zur Wahrung des Richtungsgleichgewichts, die unter Verzicht auf die Ruderanlage vollautomatisch betätigt werden sollte, der Fortfall jeglichen Wasserballasts und der dazu in den Schiffsrümpfen erforderlichen Tieftanks.
dadurch kann das Ballastgewicht durch wirksamere Plazierung nicht nur reduziert werden, sondern es wird auch dafür ein bedeutend geringeres Volumen benötigt.
In frachtlosem Zustand kann ein solches Segelfrachtschiff mit Hilfe des geringeren Gewichts und der Auftriebswirkungen, die den gesamten Rumpf und die aufrechte Schwimmlage unterstützen, bedeutend schneller reisen als herkömmliche Segel- oder Motorfrachtschiffe in Sparfahrt.
Außerdem ist recht günstig, daß die bei Motorschiffen gewonnenen Verbesserungsmerkmale an der Rumpfform nicht zu Gunsten einer noch zu erprobenden neun Form für Frachtsegler umgeworfen werden müssen, da sowohl der Ballast als auch der Kiellateralplan rein rechnerisch im günstigsten liereich an jede Rumpfform richtig plaziert werden kann.
Können die Körper von Festkurzkiel und Flossenkiel aus Stahlblech-oder Kunststoffhohlformen hergestellt werden, so sollten die Ballasteinfüllungen mit einfachem Blei ( Bleischrott ) ohne Gießereiarbeiten erfolgen. ( Kein Antimonzusatz ) Bei günstigem Segelkurs und ausreichendem Vortrieb kann sich an leichten Segelfrachtesn ohne größere Maschinen-und Krananlagen zumindest zeitweise so großer hydrodynamischer Auftrieb an den maximal gespreizten Stabilisatoren- Kielflossenhalbkörpern bemerkbar machen, daß ein Teil des Schiffsrumpfes dadurch angehoben und die benetzte Fläche der Außenhaut in der Grenzschicht merklich verkleinert worden ist.
Zeichnung 17 zeigt ein Küstenfrachtschiff von etwa 42 yn l !fl und 14 In Breite. Die Masten wurden auf Drehbünnen paarweise so gegenüberliegend aufgestellt, daß sie sich nach entsprechender Dreh#ung der ßUhne mit den Segelflächen nicht abdecken können.
Masthöhe 27 m, Segelfläche am Wind ca. 1000 m², Besatzung 4 Mann bei ca. 950 BRT. Es sind vier Einheiten des schwenkbaren Universalkiels vorhanden, die für alle Fahrt- und Steuerzwecke völlig ausreichen. Zeichnung 18 zeigt das gleiche Schiff bei unterschiedlichen Aggregatzuständen der schwenkbaren Universalkieleinheiten. Die aufrechte Schwimmlage wird durch den nach Luv verschwenkten Gesamtkielkörper und den hydrodynamischen Auftrieb an den leeseitigen gespreizten Kielflossenhalbkörpern unterstützt. Der auf der Leeseite annähernd senkrecht gestellte Flossenkielhalbkörper stellt nicht nur einen günstigen Kiellateralplan her, sondern nimmt auch eine Steueraufgabe wahr ( leichtes Abfallen bei Luvgierigkeit ).
Zeichnung; 19 zeigt das Küsten-Segel-Frachtscliiff mit synchron gespreizten gleichmäßig tragenden Kielflossenhalbkörpern.
Es ist eine bedeutend große Stabilisatorwirkung vorhanden, so daß das Schiff auch bei unruhiger See minimale Bewegungen macht. Zeichnung 20 zeigt eine extreme Situation kurz vor dem Trockenfallen. Es kommt hier darauf an, mit möglichst geringem Tiefgang nicht nur aufrecht segeln zu können, sondern auf das Aufsetzen des Rumpfes " unter Segelfahrt " vorbereitet zu sein.
Zeichnung 21 zeigt das trocken gefallene Schiff, das bei steigendem Wasser auch ohne Anker sicher an dem Standplatz auf den nach innen verschwenkten Kielkörpern stehen bleibt, bis der Wasserstand für die Weiterreise ausreicht.
Zeichnung 22 zeigt ein großes Segelfrachtschiff für den Seeverkehr mit Anordnung von 10 Universalkieleinheiten mit allergrößtem der schon beschriebenen Vorteile und größter flirtschaftlichkeit, bei sehr kleiner Crew.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Schwenkbarer Universalkiel mit symmetrisch uns unsymmetrisch spreizbarer Kielflosse, geeignet für Segelwasserfahrzeuge jeder Bauart und Größe, der in geschlossenem Zustand aus einer Festkurzkiel und zwei Kielflossenhalbkörpern zusammengesetzt ist, die den Festkurzkiel allseitig dicht umschließen.

Während der Festkurzkiel seine Lage gegenüber der Mittschiffsebene nur zu ändern vermag, wenn das gesamte Aggregat oder je nach dem Aggregataufbau, wenn die Kielverstellungsmechanik gewälzt werden kann, lassen sich die Kielflossenhalbkörper außerdem mit Hilfe einer durch hydraulischen Druck oder Preßluft ( Gasdruck ) bewegten Mechanik, auf beiden Seiten des Festkurzkiels, rechtwinklig zur Mittschiffsebene des Segelwasserfahrzeugo nach außen ssrcizen.

Dadurch kann der schwenkbare Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse ohne Berücksichtigung der Gebrauchsnachteiie, aie ein großer Tiefgang bei Festkielschiffen mit sich bringt, eine optimale Formgebung erhalten, da durch den genannten Spreizvorgang der KielflossenhalbkGrper dieser große Tiefe gang in beträchtlichem Maße verringert weraen kann.
2. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nacn Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verschwenkung der gesamten Kieleinheit durch Wälzung der Kielverstellungs mechanik oder bei der synchronen und unsynchronen Spreizung der Flossenkielhalbkörper nicht nur ein optimaler Lateralplan im Kielbereich unter Ausnutzung einer geringstmöglichen Wassertiefe hergestellt werden kann, sondern daß auch eine bestmö>-liche Unterstützung der aufrechten Schwimmlage der Segelwasserfahrzeuge auf allen Kursen durch einen Ballasttrimm nach LW und durch gHnstig gerichteten hydrodynamischen Auftrieb in LEE gewährleistet ist.
3. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 2 dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Kielverstellungsmechanik einschließlich ihres Kraftantriebs durch Hydraulik oder Preßluft ( Gasdruck ) entweder außerhalb oder innerhalb der Rumpfaußenhaut untergebracht werden kann.
4. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nacn Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß durch den genannten Spreizungsvorgang der Kielflossenhalbkörper nicht nur der festgelegte Segelkurs ohne Berücksichtigung der Wassertiefe unverändert beibehalten werden kann, da bei der rechtwinklig ziir ì;ittschiffsebene erfolgenden Spreizung nicht nur der Lateralplan im Kielbereich nicht verkleinert wird und der Iateraldruckpunkt erhaltenbleibt, sondern daß auch jederzeit möglich ist, bei abnehmender wassertiefe automatisch trocken zu fallen. In den meisten Fällen ist dabei eine Verankerung mit speziellem hnkermanöver gar nicht erforderlich und außerdem ist unwichtig, welche Beschaffenheit der Ankergrund aufweist.
( Ebenso automatische Weiterreise unter Besegelung nach gestiegenem Wasserstand ) 5. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Kielflossenhalbkörper auf beiden Seiten des Festkurzkiels an den Außen-und Innenflächen unterschiedlich geformt sind. An den Außenflächen besitzen sie eine nach dem vorhandenen Schiffstyp erforderliche optimale hydrodynamisch wirkungsvolle Wölbung und an den sonst völlig ebenen Innenflächen eine Einformung zur Aufnahme eines Teils ( Hälfte ) des Festkurzkiels.
,. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß hauptsächlich bei Aggregatbauweisen mit Unterbringez4n dem Schiffsrumpf die gegen Seewasser unempfindlichea Teile der Kielverstellungsmechanik ( Achsen, Keilwellen, Lager, Kupplungen ) in einer sog. Wasserzone eingebaut sind, die gegen den Schiffsrumpf völlig wasserdicht abgeschottet ist. Diese ;7asserzone, die bei Anordnung außerhalb der Außenhaut des Schiffsrumpfes in einer hydrodynamisch günstigen Form gebaut wird, besitzt an ihrer Unterseite Schlitze zum Durchlassen der Haltearme fUr die Flossenkielhalbkörper. Die Durchlaßschlitze mUssen mit speziellen Abdichtungen, die gegen das Eindringen fester Stoffe schützen ( Sand, Schlick ), bewehrt sein.
7. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Festkurzkiel als auch die spreizbaren Kielflossenhalbkörper außer als Gußstücke auch als Hohlkörper aus Stahlblech oder Spezialkunststoff hergestellt werden, in die der Ballast ( Blei, eisen, Schwerspat, wasser ), entweder in flüssiger oder fester Form ( Granulat ), auch vom Schiffseigner oder dessen Beauftragten eingefüllt werden kann. ( Herausnehmbarer oder auch variabler Ballast ).
8. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 7 durch gekennzeichnet, daß das Ballastgewicht bei fast allen Segelwasserfahrzeugen auf ein absolutes filinimum reduziert werden kann, das weit unter dem zusä'tlichen Gewicht liegt, das von Schiffen mit herkömmlicher Bauweise mitgeschleppt werden muß, da der Ballasttrimm nach LUV und die Unterstützung der aufrrchten Schwimmlage durch wirkunjrs voll gerichteten hydrodynamischen Auftrieb an den Kielflossenhalbkörpern in LEE diese Maßnahme auch rein rechnerisch unterstützen.
9. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Haltearme der spreizbaren Kielflossenhalbkörper entweder außerhalb der Außenhaut des Schiffsrumpfes angekuppelt oder von außen durch die Schlitze der Wasserzone gesteckt erden und mit den Kuplungen an den Keilwellen ( Achsen ) der Kielverstellungsme chanik fest verbunden werden können. Da diese feste Verbindung leicht lösbar ist, wenn das Segelwasserfahrzeug auf festem Grunde ruht ( auch Trockenfallen ), können die Kielflossenhalbkörper mit geringem Aufwand überprüft und nötigenfalls ausgetauscht werden.
10. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzung des gesamten Aggregats oder die Wälzung der Kielverstellungsmechanik mit einer elastischen Verbindung zum Schiffsrumpf hergestellt wird, die entweder mit Hydraulikeinheiten oder Druckluftanlagen ( Gasdruck ), die mit dem Schiffsrumpf fest verbunden sina, auszuführen ist. ( auch elektronisch -automatisch gesteuert )
11. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Hielflosse, nach Anspruch 1 - 10 dadurch gekennzeichnet, daß bei größeren und großen Segelwasserfahrzeugen mehrere Aggregate hinter-und nebeneinander an der Unterseite der Schiffsaußenhaut angebracht werden können.
12. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 11 dadurch gekennzeichnet, daß die spreizbaren Kielflossenhalbkörper außer bei Segeli!asserfahrzeugen, bei allen Schiffen, die Stabilisatoren mit hydrodynamischem Auftrieb benötigen, verwendet werden können.

1). Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 12 dadurch gekennzeichnet, daß vorallem bei Sport fahrzeugen besonderer Bauart der hydrodynamische Auftrieb an den Kielflossenhalbkörpern so enorm gesteigert werden kann, daß diese wie Stabilisatoren wirkenden Auftriebsflächen mit oder ohne geringem Anstellwinkel, die Sitrkung von Tragflügeln erhalten, mit deren Unterstützung das Vorschiff sich über die Bugwelle aufheben und das vom Rumpf erzeugte Wellensystem verlassen kann.

Kann die Querstabilität dabei nicht vom Festkurzkiel allein gesichert werden, so ist für solche Segelfahrten außerdem ein profiliertes Schwert hinter dem Festkurzkiel auszufahren. ( Steckschwert ) 14. Schwenkbarer Universalkiel mit spreizbarer Kielflosse, nach Anspruch 1 - 13 dadurch gekennzeichnet, daß die gespreizten Flossenkielhalbkörper bei ungefährer Senkrechtstellung eine durch den hydrodynamischen Auftrieb hervorgerufene Steuerwirkung besitzen.

Reicht diese Steuerwirkung nicht aus, so können die Aggregate auf sog. Drehgestelle montiert werden, mit deren Hilfe sie bis etwa 10 ° beiderseits der Längsachse des Segelwasserfahrzeugs um die Stehachse drehbar sind.

verhindert, sondern auch generelle Steueraufgaben über weiträumige Reisen ohne Fahrtverlust durch Ruderwiderstand durchgeführt werden,~ auch in Kombination der Drehgestell und der Kielflossenhalbkörperwirkung.