DE8810315U1

DE8810315U1 - Windbetätigte Selbststeuervorrichtung für Segelboote

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Publication number: DE8810315U1
Application number: DE8810315U
Authority: DE
Original assignee: HAMBURGER LADEN ARBEITS- BERUFS- SPORT- und SEEMANNSKLEIDUNG KLARA BINIAKOWSKI INH WALTER KAMINSKI 1000 BERLIN DE
Current assignee: HAMBURGER LADEN ARBEITS- BERUFS- SPORT- und SEEMANNSKLEIDUNG KLARA BINIAKOWSKI INH WALTER KAMINSKI 1000 BERLIN DE
Priority date: 1988-08-14
Filing date: 1988-08-14
Publication date: 1988-11-17

Description

Windbetätigte Selbststeuer*n4-»#e für Segelboote

Die Erfindung betrifft eine windbetätigte Selbststeueranlage für Segelboote mit einer Windfahne und einem Servo-Pendelruder, das in Abhängigkeit von der Bewegung der Windfahne um eine im wesentlichen vertikale Drehachse drehbar und um eine im wesentlichen horizontale Pendelachse pendelnd bewegbar ist und dessen Pendelbewegung ein Steuerruder betätigt.

Derartige Windfahnen-Selbststeueranlagen sind seit Jalirzehnten bekannt. So hat die Firma Marine Vane Gears in Nofthwood, Cowes, IsTe of Wight, Großbritannien, schon vor niehf als einem Jahrzehnt eine derartige Selbststeueranlage unter dem Namen "ARIES" herausgebracht, die mit einer um eine horizontale Achse schwenkbaren Windfahne ausgerüstet war, deren Bewegung intern auf das Servo-Pendelruder übertragen wurde. Dieses wird durch die Bewegung der Windfahne, die

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entsprechend Ihrer Anstellung zum wind um die horizontale Achse schwenkt, zum Wasser» 1n dem das Servo-Pendeiruder sUSi bewegt, unterschiedlich angestellt und schwenkt dadurch seinerseits um die horizontale Achse aus. Die geringen Kräfte, die die Windfahne aufbringt, werden dadurch um ein Vielfaches verstärkt und die übertragung der Pendelbewegung des Servo-Pendeiruders wurde dann Über Kegelräder auf zwei gegenläufig bewegte Hebel übertragen, die mit Steuersellen des Hauptruders verbunden sind= Dabei 1st es besonders vorteilhaft, daß das Servo-Pendelruder 1m Falle des Nichtgebrauchs, beispielsweise bei Hafenmanövern oder zur Wartung, aus dem Wasser geschwenkt werden kann, und zwar um 360°.

Aus dem DE-GM 86 11 787 1st eine Selbststeueranlage bekanntgeworden, bei der auf einer bootsfesten Achse schwenkbar die Pendellagerung und bootsfest eine Windfahnen-Halterung angebracht 1st. Die Windfahne betätigt über eine Zug-/Druckstange ein in Verlängerung der Pendellagerung angebrachtes Kegelrad, das die Drehung des Servo-Pendelruders bewirkt. Dieses Servo-Pendelruder kann ebenfalls hochgeschwenkt werden, jedoch nicht um volle 360°, well die zwar unter einem Winkel gegeneinander angestellten, jedoch im wesentlichen In einer vertikalen Ebene mit dem Servo-Pendelruder Hegende Windfahnen-Halterung dies verhindert.

Aufgabe der Erfindung 1st es, eine Selbststeueranlage vorzuschlagen, die insbesondere in ihrer Lagerung sehr robust aufgebaut ist und eine volle Schwenkbarkeit des Servo-Pendelruders ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, das die Übertragung def Windfahnenbewegung auf die Drehachse des Servo-Pendelraders eine koaxial durch eine feststehende Pendellager-Hohlachse hindurch verlaufende Übertragungswelle enthält.

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■k Besondere vorteilhaft kann die Übertragungswelle bo5>t&s9it1g an einen UbertragungstMeb von der Windfahne und auf der

ä anderen Seite über einen Stirnradtrieb an ein vorzugsweise an einer Im schwenkbaren Teil der Pendel lagerung gelagerten Zwischenwelle vorgesehenes Kettenritzel angeschlossen sein, das ein Kegelrad auf der Drehachse des Servo-Pendelruders antreibt.

Dadurch 1st eine besonders robuste Lagerung des SerVQ-Pen~ delruders gewährleistet, Insbesondere, wenn die Übertragungswelle 1n der einseitig an einem bootsfesten Rahmenteil angebrachten Pendellager-Hohlachse angeordnet 1st, an deren freiem Ende der Stirntrieb hervorragt. Besonders bevorzugt kann dabei die Pendellagerung einen um die Hohlachse pendelnd gelagerten Lagerbock enthalten, dessen Pendellager beidseitig der Verlängerung der Drehachse angeordnet sind. Dieses Lager ist besonders kritisch, da es sowohl 1n Schiffsquerrichtung als auch in Längsrichtung durch die auf das Ruder einwirkenden hydrodynamischen Querkräfte, die Widerstandskräfte und insbesondere durch Wellenbewegung sehr stark belastet 1st. Die innere Öffnung der Hohlachse kann durch den Rahmen hindurch verlaufen, so daß vorteilhaft an der aus einer Schub-/Zugstange bestehenden und die Übertragungswelle Über einen Kurbeltrieb antreibende Übertragungstrieb von der Windfahne, an der der Pendellagerung des Servo-Pendelruders gegenüberliegenden Seite des Rahmentriebs angeordnet !st

Die Windfahnen-Halterung kann fest am bootsseitigen Teil des Rahmens angebracht sein.

An dem Lagerbock des Pendellagers können Schub-/Zugstangen-Angriffspunkte für die Schwenkung eines am Rahmes g-* - garten =- Quadranten for die zum Hauptruder führenden Steuerseile an-

-_- geordnet sein. Über diese von dem Quadranten kommenden, über

% Umlenkrollen zur Ruderpinne oder zum Steuerrad geführten

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Sel>e wird normalerweise das normale Ruder des Bootes betätigt. Es 1st Jedoch bei der Erfindung auch denkbar, an dem Rahmen ein gesondertes Hilfsruder anzubringen, das unabhängig vom Hauptruder des Bootes die windabhängige Steuerung übernimmt. Das Hauptruder kann dann festgesetzt und ggf. zum Trimmen eingesetzt werden.

Bei der Erfindung können die als 1m wesentlichen horizontal bzw. vertikal Hegenden Pendel-Drehachsen auch um recht erhebliche Hinkelstellungen von der Horizontalen bzw. Vertikalen abweichen, beispielsweise zur Stabilisierung der Windfahne und des Pendelruders und zur Schaffung eindeutiger Kraftverhältnisse auf den Lagern, jeweils gegenüber der Strömungsrichtung nachlaufend angestellt sein.

Vorteilhaft kann das Servo-Pendeiruder um die Pendellager- Hohlachse nach Ausrasten des Quadrantenantriebes um 360°

schwenkbar sein, wobei der Schwenkbereich des Servo-Pendelruders den Wirkungsbereich der Windfahne und deren Halterung nicht Überschneidet. Das Servo-Pendelruder kann also bei Hafenmanövern oder bei sonstigen Fällen von Handsteuerung senkrecht nach oben gekippt und mittels einer z.B. an der VHndfahnen-Haiterung angebrachten Befestigung 1n dieser Lage gehalten werden kann.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Ausfuhrungen der -■ Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Be- ' Schreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren 1 &eegr; Form ·, von Unterkombinationen bei einer AusfUhrungsforin der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteil- ;^; hafte sowie f\lr sich schutzfühige Ausfuhrungen darstellen !] können, fUr die hler Schutz beansprucht wird. Ein Ausfühpungtbo1si9ie1 der Erfindung fit 1n den Zeichnungen dargestellt urvl wird 1m folgenden viüher eritfutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht der Heckpartie eines Bootes mit einer windbetätigten Selbststeueranlage;

Fig. 2, eine perspektivische, schräg von achtern gesehene Draufsicht auf das Boot;

Fig. 3 eine von der anderen Seite her schräg^rspektivische Ansicht der Heckpartie;

Fig. 4 eine schräg von vorne gesehene Ansicht eines Details der Selbststeueranlage, und

Fig. 5 einen Schnitt durch das Pendel- und Drehlager und den Hauptteil des Rahmens der Selbststeueranlage.

Ein Segelboot oder -schiff 11 mit einem Rumpf 12 und einem Ruderblatt 13 1st mit einer Selbststeueranlage 14 versehen, die am Spiegel-Heck 15 des Bootes mittels zweier bogenförmiger, 1m Profil L-förm1ger BefestigungsbUgei 16 befestigt. Aufgrund Ihrer Bogenforra und durch Langlöcher erlauben die BefestigungsbUgei 16 die Anpassung der Selbststeueranlage an alle üblichen Heckformen. Die Selbststeueranlage besitzt einen Rahmen 17 1n Form eines abgeschrägten, nach vorn offenen Kastens, der an den Befestigungsbügeln 16 angebracht 1st. Aus 1hm ragt nach oben eine Windfahnen-Haltetsing 18 1n Form eines Rohrs und nach achtern das Gehäuse 19 einer Lagerung 20 heraus, an der ein Servo-Pendeiruder 21 mit einem Schaft 22 und einem 1ns Wasser ragenden Servo-Ruderblatt 23 um eine 1m Ruhezustand 1m wesentlichen vertikale Drehachse 24 drehbar und zusätzlich um eine 1m wesentlichen horizontale und 1n Bootslängsrichtung verlaufende Pendelachse 25 pendelnd gelagert 1st.

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In der Windfahnen-Halterung 18 1st ein Windfahnefc-Tragrohr 26 um seine Achse drehend verstellbar angebracht, an dessen oberem Ende eine mit Gegengewichten versehene Windfahne 27 mit einem starren Blatt um eine Windfahnenachse 28 schwenkbar gelagert ist. Die Windfahnenachse verläuft unter einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen, so daß die Windfahne gegenüber der Windrichtung 29, die nur in der Zeichnung zur Verdeutlichung von vorn gezeigt 1st, nacheilend so angeordnet 1st, daß sie sich pendelnd zur einen oder anderen Beatssei te bewegen kann, je nachdem, von welcher Seite das Windfahnenblatt angeströmt wird.

Zur Einstellung der Drehlage der Windfahne ist das Windfahnen-Tragrohr 26 in der Windfahnen-Halterung 18 drehbar gelagert, und zwar mittels eines Schneckentriebes, der durch eine Seilscheibe 30, die auch eine nicht dargestellte Handkurbel avfwei-t, und mittels eines Seilzuges 31 vom Cockpit des Bootes aus zur Kurseinstellung und -korrektur betätigbar 1st.

Aus den Fig. 2 und 3 1st zu erkennen, daß an der jündfahnen-Halterung 18 um eine in Bootslängsrichtung liegende horizontale Achse ein halbkreisförmig ausgebildetes, entsprechend seiner Funktion ähnlich einem Ruderquadranten als Quadrant 32 bezeichnetes Steuerelement um seinen Mittelpunkt schwenkbar angeordnet 1st. Auf der halbkreisförmigen Außenfläche laufen Steuerse11e 33, die Über Umlenkrollen 34 die Ruderpinne 35 des Bootes und damit das Hauptruder 13 betätigen. Der Quadrant 32 wird Über eine Schub-/Zugstange 36 betätigt, die an einem Ausleger 37 (F1g. 2) der Lagerung 20 angreift und somit den Quadranten gleichsinnig mit dem Servo-Pendeiruder 21 verschwenkt, über eine Lochreihe kann die Rudermenge eingestellt werden.

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Die Schwenkung der Windfahne 27 um die Achse 28 wird über einen nicht dargestellten Kurbeltrieb auf eine Schub-/Zugstange 40 übertragen, die durch das Windfahnen-Tragrohr 26 und die Windfahnen-Halterung 18 hindurchragt und an einem Kurbalarm 41 angelenkt ist (Fig. 4), der auf einer Übertragungswelle 42 innerhalb des kastenförmigen Rahmens angeordnet 1st- Wie aus der detaillierteren Fig. 5 zu erkennen ist, verläuft die Übertragungswelle 42 koaxial im Inneren einer Hohlachse 43, die 1n die im wesentlichen vertikale Basiswandung 44 das Rahmens 17 eingesetzt und eingeschweißt 1st und aus dieser etwas ins Innere des Rahmens und über ihre übrige Länge frei nach achtern auskragt. Im Inneren des Rahmens 1st ein Stützkonus eingeschweißt.

Auf der Hohlachse 43 1st ein Lagerbock 45 um die Pendelachse 25 pendelnd gelagert. Der Lagerbock 45 hat dazu eine gabelförmige Gestalt, wobei in beiden Schenkeln 46 jeweils ein Gleitlager 47 eingesetzt ist, das auf der Hohlachse 43 läuft und durch eine auf der Hohlachse 48 befestigte Innenhülse 48 axial gesichert 1st.

Im Inneren der Höhlwelle ^s% ein Lager 42 für die Übertragungswelle 42 vorgesehen, deren anderes Ende 1n einem am Lagerbock 49 angebrachten Lagerbügel 50 läuft. Statt dessen oder zusätzlich dazu kann vorteilhaft eine LagerhUlse 51 1n der Hohlachse vorgesehen sein.

Auf der Übertragungswelle 1st ein Zahnrad 52 eines Stirnradtriebs 53 vorgesehen, dessen zweites Zahnrad 54 auf einer

% Zwischenwelle 55 befestigt 1st, die drehbar und parallel zur

Übertragungswelle 42 Im Lagerbock gelagert 1st. Sie trägt an Ihrer anderen Seite ein Kegelritzel 56, das mit einem Kegelrad 57 zusammenarbeitet, dessen Drehachse 24 1m wesentlichen senkrecht zur Achse 25 verläuft. Die zugehörige Wellt 58

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lauft 1n einem Lager 69 Im Verbindungsschenkel des Lagerbocks 48 und 1st mit dem Schaft 22 des Servo-Pendeiruders 21 verbunden.

Ein am Lagerbock 45 befestigtes, den Schaft 22 umgebendes StUtzrohr 60 sorgt mit einem Gleitlager 61 welter unterhalb für einen ausreichenden Lagerungsabstand zwischen den Lagern 59 und 61 und damit für eine Reduzierung der Lagerkräfte.

Die Selbststeueranlage arbeitet wie folgt: Nachdem Über die Seilscheibe 30 die Windfahne so eingestellt 1st, daß sie 1n die gewünschte Windrichtung relativ zum Kurs des Bootes eingestellt 1st und die Pinne bei 1m wesentlichen vertikaler Stellung des Servo-Pendelruders ?uf einen Geradeaus-Kurs eingestellt 1st, läuft das Boot 1n dieser Richtung, bis es geringfügig von der eingestellten Kursrichtung abweicht. Dadurch wird die Windfahne 27 etwas schräg angeströmt und erzeugt eine seitlich auslenkende Kraft, die die Windfahne um die Achse 28 schwenken läßt. Dadurch wird über die Schub-/Zugstange 40 die Übertragungswelle 42 gedreht, die über den St1rnradtr1eb 53 und die Kegelräder-Paarung 56, 57

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«cn ^\* it u &igr; u e. «. usja JCi lUTCHUC I r UUCI3 £ I UF CII L · UOUUI WM WlTU auch das Servo-Ruderblatt 23 gegenüber der Kursrichtung des Bootes verschwenkt und die somit schräge Anströmung des Ruderblattes läßt dieses seitlich auspendeln, und zwar mit großer Kraft, die sich zwar nach der Bootsgeschw1nd1gke1t richtet, aber um ein Vielfaches stärker 1st als die Kraft an der Windfahne 27.

Über den am Lagerbock befestigten Angriffspunkt 37 für die Schub-/Zugstange 36, diese selbst und den Quadranten 32 sowie die Steuerseile 33 wird die Pinne 35 so gelegt, daß das Boot über das Hauptruder 13 wieder auf den eingestellten Kurs zurückgesteuert wird. Diese Übertragung könnte auch auf

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ein gesondertes Hilfsruder erfolgen, das vor dem Servo-Pendeiruder an einem ähnlichen senkrechten Schaft gelagert sein könnte.

Durch das Auspendeln des Servo-Pendelruders wird Über das Pendelgetriebe 53, 56, 57 eine Rückstellung des Servo-Ruderblattes 23 1n seine Mittel-Stellung bewirkt, so daß das Servo-Ruderblatt 1n einer entsprechend der von Windfahne ange-

Lciybcn nuj iciiruiiy cn <. a pr ei iieiiuen ausyepenueicen Stellung stehen bleibt und nach Rückkehr auf den Kurs und Rückstellung der Windfahne 1n die Mittellage durch entsprechende Gegendrehung des Schaftes 22 wieder 1n die Mittellage zurückgefahren wird. Es wird dadurch also eine automatische Regelrückkopplung bewirkt, die ein überregeln verhindert. Durch die gezeigten Getriebe 53, 56, 57 1st eine besonders feinfühlige Regelung bei großer Stabilität des 1n einem Block zusammengefaßten Getriebes möglich, das durch einen Gehäusedeckel 62 abgeschlossen und vor Umwelteinflüssen weltgehend geschützt ist.

Beim Außerbetriebnehmen der Anlage kann das Servo-Pendel-

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.. — — .. .. _—_, .Uli·,«.·! u»i ^UMUU r i.u>|3vaii<)c «/« iti ei nc i/ci ic — b1ge Lage geschwenkt werden, auch eine genau nach oben weisende Lage, wo das Ruder durch eine nicht dargestellte Befestigung an der Windfahnen-Halterung festgehalten werden kann. Trotz dieser leichten Anpaßbarkelt an alle Betriebsbedingungen ist die Lagerung des S«rvo-Pendelruders auf der auskragenden Hohlachse 43 außerordentlich solide und widersteht den Seegangsfcräften, die auf das Servo-Pendelruder einwirken können.

Die Anlage kann auch mit einer anderen Windfahnen-Anordnung arbeiten, beispielsweise einer Windfahne mit etwa vertikaler Achse. Sie 1st in jedem Fall zur Bedienung und Wartung

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leicht 2ugäng11eh und aufgrund Ihrer Konstruktion auch aus rostfreiem Stahl ohne die Notwendigkeit komplizierter ßußftmnert herstellbar.

Claims

V Windbetätigte Selbststeueranlage- für Segelboote

1. Windbetätigte Selbststeue- für Segelboote (11} mit einer Windfahne (27) und einem Servo-Pendelruder (21), das in Abhängigkeit von der Bewegung der Windfahne (27) um eine Drehachse (24) drehbar und um eine 1m wesentlichen horizontale bzw« in Boptsrichtung verlaufende Pendelachse (25) pendelnd bewegbar 1st und dessen Pendelbewegung ein Steuerruder (13) betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung für die Windfahnenbewegung auf die Drehachse (24) des Servo-Pendelruders (21) eine koaxial durch eine feststehende Pendellager-Hohlachse (43) hindurch verlaufende Übertragungswelle (42) enthält.

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2. Selbststeuer**+»*^ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswelle (42) bootsseitig an einem Übertragungstrieb (40, 41) von der Windfahne (27) und auf der anderen Seite über einen Stirnrandtrieb (53) an ein vorzugsweise an einen schwenkbaren Teil der Pendel!agerung (20) gelagerten Zwischenwelle (55) vorgesehenes Kegelritzel (56) angeschlossen ist, das ein Kegelrad (57) auf der Drehachse (24) des Serve-Pendelruders (21) antreibt.

3. Selbststeuerai'4*§e nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswelle (42) in der einseitig an einen bootsfeiten Rahmenteil (17) angebrachten Pendellager-Hohlachse (43) angeordnet ist, an deren freiem Ende der Stirnradtrieb (53) hervorragt.

4. Selbststeueranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendellagerung (20) einen um die Hohlachse (43) pendelnd gelagerten Lagerbock (45) enthält, dessen Pendellager (47) beidseitig der Verlängerung der Drehachse (24) angeordnet sind.

5. SelbststeuereiH-e-ge nach einem der vorhergehenden An-

■1 Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innere Öffnung

der Hohlachse (43) durch den Rahmen (17) hindurch verlauft.

6. Selbststeueranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise

g aus einer Schub-/Zugstange (46) bestehende und die

Übertragungswelle (42) über einen Kurbeltrieb (41) an-

treibende Übertragungstrieb von aer Windfahne (27) an

&Pgr; <ter der Pendeiiagerufig (20) des Servo-Pendeirudert (21)

j gegenüberliegenden Seite des Rahmenteil, (17) angeord

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7. Seibststeuera-fr^a««* nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (18) der Windfahne (27) Tel 1 des Rahmens (17) 1st.

8. Selbststeuera nach einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Lagerbock (45) des Pendeilagers (20) ein Schub'/Zugstangen-Angriffspunkt (36) für die Schwenkung eines am Rahmen (17} gelagerten Quadranten (32) für die zum Hauptruder (13) führenden Steuerselle (33) angeordnet 1st.

9. Selbststeueranag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Servo-Pendelruder (23) um die Pendellager-Hohlachse (43) nach Ausrasten des Quadrantenantriebes um 360° schwenkbar 1st und der Schwenkbereich des Servo-Pendelrudei s (21) den Wirkungsbereich der Windfahne (27) und deren Halterung (18) nicht überschneidet.