EP2673189B1

EP2673189B1 - Hubkielvorrichtung

Info

Publication number: EP2673189B1
Application number: EP12713870.9A
Authority: EP
Inventors: Ralf Hinkel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: EP2673189A2; WO2012107237A2; WO2012107237A3; US20140026795A1; US9302741B2; EP2626289A2; EP2626289A3; DE102011113561A1; DE202013001233U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkielvorrichtung für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot, die eine Hebeeinrichtung für eine absenkbare und einziehbare Finneneinrichtung aufweist, die mit einer Finne und daran angeordneter Finnenkopfplatte versehen ist, die Finnenkopfplatte bei abgesenkter Finne in Anlage gegen eine zur dauerhaften Verbindung mit einem Schiffsrumpf vorgesehenen Kielaufnahme gelangt, die ferner mit einer Verriegelungseinrichtung versehen ist, mit der eine aufhebbare Verriegelung zwischen der Finnenkopfplatte und der Kielaufnahme erzeugbar ist. Die Erfindung betrifft zudem Schiffe, die mit einem Hubkiel versehen sind.
Der Rumpf von Schiffen, insbesondere von Segelschiffen, ist oftmals mit einem Kiel versehen. Mit einem Kiel wird dem Schiff vor allem eine größere Stabilität verliehen und bei Segelschiffen ein aufstellendes Moment gegen die auf das Segel wirkende Windkraft erzeugt sowie die seitliche Abdrift verringert. Da der Kiel den Tiefgang des Schiffs erhöht und damit das Schiff in flacheren Gewässern, wie beispielsweise in Häfen und im Uferbereich, auf Grund laufen kann, sind insbesondere für größere Segelschiffe bereits Hubkiele entwickelt worden, bei denen der Kiel mittels einer angetriebenen Hubeinrichtung aus dem Rumpf ausgefahren und bei geringer Wassertiefe in den Rumpf eingefahren werden kann.
Die Konstruktion und die praktische Fertigung eines beweglichen Kiels gestaltet sich jedoch aufgrund einiger generellen Randbedingungen im Schiffsbau als äußerst schwierig und komplex. Der Kiel sorgt für die Stabilität des Schiffes und sollte daher typischerweise 30% - 40% des Gesamtgewichts des Schiffs betragen, was eine entsprechend dimensionierte Hebeeinrichtung für das Einfahren oder Ausfahren des Kiels sowie eine stabile Aufnahme zur Verankerung und Verriegelung des Kiels mit dem Schiffsrumpf erfordert Aufgrund der enormen Kräfte, die am und im Kiel, insbesondere als Gegengewicht bei Segelschiffen, herrschen, muss der Kiel selbst sehr stabil konstruiert und gefertigt sein. Als eines der am schwierigsten zu beherrschenden Szenarien gilt dabei das unvorhergesehene Auf- oder Anfahren im Wasser befindliche Hindernisse (z.B. Felsen). Dieser so genannte Crash muss ohne große zerstörerische Wirkung abgefangen werden.
Des Weiteren muss die Sicherung bzw. Verriegelung des Kiels in der Aufnahme im ausgefahrenen Zustand jederzeit leichtgängig sein und muss auch nach einem Crash noch funktionsfähig sein. Bei vorbekannten Hubkielen ist dies nicht gegeben, weil die Sicherung durch die Führung der Hebeeinrichtung, z.B. durch einen hydraulischen Hubzylinder, und/oder einen oder mehrere horizontal angeordnete Verriegelungsbolzen gewährleistet wird, die bei einem Crash den Belastungen regelmässig nicht stand halten und zerstört werden. Um dem entgegenzuwirken, werden in der Regel die Hebeeinrichtungen, bezogen auf die eigentliche Hebefunktion, überdimensioniert, was sich nachteilig auf Kosten und Bauhöhe auswirkt.
Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Hebe- und Sicherungsanordnung mit horizontalen Verriegelungsbolzen ergibt sich aber auch schon allein aus der normalen Anwendung bei normaler See, da die Führungen der Hebeeinrichtungen und/oder die horizontalen Verriegelungsbolzen schnell ausschlagen und ausgetauscht werden müssen. Eine so exakte Herstellung von Verriegelungsbolzen, die von Anfang an ein Ausschlagen verhindert und gleichzeitig eine auch bei nicht ganz genau ausgefahrenem Kiel leichte Verriegelung ermöglicht, wird praktisch ausgeschlossen sein.
Ein weiterer Nachteil vorbekannter Hubkiele kann darin gesehen werden, daß diese aufgrund des geschilderten Erfordernisses eine im Vergleich zur Rumpfgröße übergroße Dimensionierung erfordern und viel Platz im Schiffsinneren einnehmen, wodurch das Passieren des Rumpfs für Personen oftmals erschwert wird. Ein Hubkiel nachdem Stand der Technik wird in Dokument EP 0 816 219 beschrieben.
Weil die zuvor genannten Anforderungen bzw. Probleme eine einfache und damit kosteneffiziente Fertigung von solchen beweglichen Kiels erschweren, sind solche angetriebenen Hubkiele heute nur als Sonderbauten anzufinden. Die hohen Konstruktions- und Fertigungskosten verhindern einen breiten Einsatz im Schiffsbau. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde einen Hubkiel der eingangs genannten Art zu schaffen, der trotz hoher Stabilität auch im Falle von Crashs, möglichst einfach und kosteneffizient hergestellt, gewartet und in Schiffe integriert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Hubkielvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Finneneinrichtung bildet im ausgefahrenen Zustand eine formschlüssige Verbindung zwischen der Finneneinrichtung und der Kielaufnahme. Die Finnenkopfplatte wird durch die Verriegelungseinrichtung in ihrer formschlüssigen Anordnung gehalten. Die Verriegelungseinrichtung sollte zusätzlich zur und unabhängig von der formschlüssigen Verbindung als zusätzliche Elemente vorhanden sein, die - nachdem die formschlüssige Verbindung hergestellt ist - eine Verriegelung der Finnenkopfplatte in ihrer ausgefahrenen Endposition vornehmen. Der Formschluß kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden, beispielsweise dadurch, daß mit der Finnenkopfplatte selbst ein Formschluß zur Kielaufnahme oder zu einem mit dieser wirkverbundenen Element erzeugt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, an der Finnenkopfplatte ein oder mehrere Formschlußelemente anzubringen, die zum formschlüssigen Eingriff in entsprechende Gegenelemnte der Kielaufnahme vorgesehen sind. Derartige Formschlußelemente können insbesondere Zapfen sein, die sich von der Finnenkopfplatte aus zumindest im wesentlichen senkrecht nach unten erstrecken und in entsprechende eine oder mehrere Ausnehmungen der Kielaufnahme eingreifen. Zapfen und Ausnehmungen können selbstverständlich auch vertauscht sein. Es ist hierbei bevorzugt, wenn die formschlüssige Verbindung konische Elemente, insbesondere mit einer Formschräge, aufweist, durch die trotz eventuellem Spiel zwischen den den Formschluß erzeugenden Elementen deren sicherer Eingriff ineinander ermöglicht wird.
Durch diese Maßnahme wird auch bei Hubkielen im ausgefahrenen Zustand für die durch die Finneneinrichtung in das Boot eingeleitete Kräfte - trotz der Hubmöglichkeit der Finneneinrichtung - Verhältnisse ähnlich eines Festkiels erreicht. Die durch die Verriegelung erzeugte Verbindung soll vorzugsweise eine möglichst direkte Wirkverbindung zwischen der Finneneinrichtung und dem Teil der Bootsstruktur bewirkt werden, der in der Lage ist Kräfte möglichst ohne das Boot zu beschädigen abzutragen. Bei herkömmlicher Konstruktion des Schiffsrumpfs sind dies vor allem die Längs- und Querspanten des Rumpfs. Es ist hierdurch möglich insbesondere eine unmittelbare Krafteinleitung in das Deck hierdurch zu vermeiden, bei dem eher als bei der Struktur der Seitenwände des Schiffsrumpfs die Gefahr einer Beschädigung besteht, sollten Crashkräfte des Hubkiels unmittelbar und damit vollständig in das Deck abgeleitet werden. Es ist deshalb eine Verriegelungseinrichtung bevorzugt, die im ausgefahrenen Zustand der Finneneinrichtung zur lösbaren Wirkverbindung der Finneneinrichtung mit einer Bodengruppe des Schiffsrumpfs vorgesehen ist.
Eine konstruktiv günstige Wirkverbindung kann durch eine angetriebene Bewegung erzeugt werden, bei der die hubbewegbare Finneneinrichtung in einer mit der Bodengruppe der Schiffstruktur verbundenen Kielaufnahme verschraubt oder verbolzt wird. Eine solche angetriebene Bewegung kann insbesondere eine hydraulisch erzeugte Bewegung sein. Die durch die rollenden und nickenden Schiffsbewegungen entstehenden Kräfte am Ballastgewicht der Finneneinrichtung sind hauptsächlich im rechten Winkel zur Finne und nicht in der Richtung der Finnen-Hochachse gerichtet. Die Finne ist daher im wesentlichen Drehmomenten ausgesetzt. Durch die Forderung nach einem guten hydrodynamischen Profil sind die resultierenden Kräfte am Ende der Finne gerade bei Seitenbewegungen durch Rollen des Schiffs wegen der ungünstigen Hebel von Finnendicke zu Finnenlänge, typischerweise von 1 :5, besonders groß. Durch die bevorzugte formschlüssige Verzapfung zwischen der Finnenkopfplatte und dem Schiffsboden ist es möglich die ursprünglich seitwärts wirkenden Kräfte der Finne, die als Drehmoment anstehen, in vertikal wirkende Kräfte umzuwandeln und sie dabei bis auf ein Viertel zu reduzieren, sowie sie in den Schiffsboden abzuführen. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der die Finneneinrichtung in der formschlüssigen Verbindung, insbesondere Verzapfung, gehalten wird. Zwar könnte grundsätzlich der Hubzylinder der Hebeeinrichtung auch zum Andrücken der Finneneinrichtung in die formschlüssige Verbindung verwendet werden. Dann würden allerdings mögliche Crashkräfte den Hubzylinder auf Knickung beanspruchen und damit eine Gefahr der Beschädigung des Hubzylinders bestehen. Es ist deshalb bevorzugt, wenn eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die unabhängig vom Hubzylinder für die Finne dafür sorgt, daß die formschlüssige Verbindung auch im Crashfall aufrecht erhalten wird. Insbesondere bei kleineren Booten, die wenig Platz zur Anbringung einer gesonderten Verriegelungseinrichtung bieten kann dennoch der Hubzylinder die Aufgabe der Verriegelungseinrichtung übernehmen, um auch bei solchen Booten die Vorteile der Erfindung einbringen zu können.
In bevorzugter Weise kann die Verbindung als lösbare formschlüssige Verbindung zwischen der mit der Schiffsstruktur fest verbundenen Bodengruppe der Hubkielvorrichtung und der Finneneinrichtung der Hubkielvorrichtung ausgebildet sein, mit der Kräfte der Finneneinrichtung in den Schiffsboden einleitbar und übertragbar ist. Eine solche formschlüssige Verbindung kann insbesondere als formschlüssige Verzapfung ausgebildet sein. Besonders günstig ist es hierbei, wenn die zwischen der Finneneinrichtung und dem Schiffsboden vorgesehene Verzapfung zumindest im wesentlichen vertikal ausgerichtete Zapfen aufweist, mit denen die auf die Verbindung wirkenden Belastungen besonders gut aufnehmbar und in die Schiffstruktur ableitbar sind. Unter "vertikal" ist in diesem Zusammenhang eine Ausrichtung zu verstehen, die parallel zur Hochachse des Boots bzw, der Finne verläuft.
Eine bevorzugte Ausbildung der Verzapfung kann konisch ausgebildet sein, wodurch sich diese gut lösen lässt und einem Festfressen der Verzapfung vorgebeugt werden kann. Ein Teil der seitlichen Drehmomente der Finne wird dadurch entsprechend des Konusverhältnisses in Richtung der Zapfen bzw. Finnen-Hochachse umgelenkt. Der Hebel von Finnenlänge zur Verzapfungslänge kann hierbei zwischen mit Vorteil von 10:1 bis 20:1 betragen und kann ebenfalls mit Vorteil zumindest in etwa dem Konusverhältnis von 20:1 bis 40:1 entsprechen, wodurch der Betrag der resultierenden vertikalen Kräfte maximal dem Betrag der am Ballastgewicht angreifenden horizontalen Kräfte entspricht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Hubkielvorrichtung kann zumindest ein Detektionsmittel zur Überwachung einer Position des Verriegelungsbolzens vorgesehen sein. Es ist ferner bevorzugt, daß die Hubkielvorrichtung eine Einrichtung zur Erkennung und Abführung von im Bereich einer Kulisse der Kielaufnahme eindringendem Wasser aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Hubkielvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, daß die Verriegelungseinrichtung mit zumindest einem, vorzugsweise mit mehreren, angetriebenen längsverschiebbaren Verriegelungsbolzen versehen ist, der entlang eines schräg verlaufenden Verschiebewegs bewegbar ist. Vorzugsweise weist die Verriegelungseinrichtung mehrere derart ausgerichteter Verriegelungsbolzen auf. Unter schräg ist hierbei eine Ausrichtung des Verschiebewegs zu verstehen, die von einer Horizontalen oder einer Vertikalen abweicht.
Hierbei ist es bevorzugt, wenn der zumindest eine angetriebene Verriegelungsbolzen in der Kielaufnahme angeordnet ist und bei dessen Betätigung auf die Finnenkopfplatte zu deren Verriegelung einwirkt.
Um dort Crashkräfte besonders gut aufnehmen zu können, wo diese im Bereich der Verriegelungseinrichtung am größten sind, kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen den Verriegelungsbolzen und/oder die Anzahl der Verriegelungsbolzen nicht gleich ist, sondern, dass im dem Bereich, in dem bei einem Crash die höchsten auftretenden Kräfte zu erwarten sind, der Abstand zwischen den Bolzen geringer bzw, die Anzahl der Bolzen höher ist.
Eine weitere Steigerung der Aufnahmefähigkeit von Crashkräften kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Anordnung zum Bewegen der Verriegelungsbolzen über einen Hydrozylinder und ein Deformationsglied verfügt und dass das Deformationsglied so ausgestaltet ist, dass es über die Bolzen übertragene Energie aufnehmen und ganz oder teilweise absorbieren kann.
Es ist ferner bevorzugt, dass der oder die Verriegelungsbolzen als Kolben eines Hydrozylinders ausgeführt ist bzw. sind, dessen Zylinder in der Aufnahme selbst ausgebildet ist bzw. sind und wahlweise über ein in den Zylinder integriertes Deformationsglied verfügt. Mit einer solchen Ausführungsform lassen sich kompakte und in die Kielaufnahme vollständig integrierte Verriegelungseinrichtungen ausbilden, mit denen sich trotz der kompakten Ausbildung hohe Crashkräfte aufnehmen lassen.
Beispielsweise weist der Zylinder des Verriegelungskolbens mehrere Fluidanschlüsse auf, insbesondere zumindest zwei Fluidanschlüsse, wobei einer der Fluidanschlüsse zur Fluidversorgung im regulären Betrieb der Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein kann und zumindest ein weiterer Fluidanschluss zur Fluidversorgung mittels einer handbetätigten Pumpe und/oder ein Fluidanschluss zur Ableitung von unter Überdruck stehendem Fluid vorgesehen ist
Die Aufgabe wird auch durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Hubkielvorrichtung gelöst, bei der die Verriegelungseinrichtung mit zumindest einem, vorzugsweise mehreren, Riegel versehen ist, der in Anlage gegen eine Oberseite der Finneneinrichtung bringbar ist, um hierdurch eine zumindest mit einer vertikalen Komponente versehene Niederhaltekraft auf die Finneneinrichtung auszuüben. Eine gemäß diesem erfindungsgemäßen Aspekt ausgebildete Hubkielvorrichtung kann bezüglich der Verriegelungseinrichtung konstruktiv besonders unaufwendig ausfallen und trotzdem die Finneneinrichtung sicher halten.
Ein Riegel, der gegen eine Oberseite der Finneneinrichtung, insbesondere gegen eine Oberseite der Finnenkopfplatte, bringbar ist, ermöglicht andere Antriebsbewegungen für den Riegel vorzusehen, als dies bei Bolzen der Fall ist, die zur Erzeugung einer Verriegelung in seitliche Ausnehmungen der Finnenkopfplatte eingeführt werden müssen. Auf eine äußere Fläche der Finne, insbesondere auf eine oben liegende Fläche der Finnenkopfplatte, in Anlage gebrachter Riegel kann insbesondere durch eine Schwenkbewegung um eine als Schwenkachse ausgebildete Lagerstelle des Schwenkriegels in diese die ausgefahrene Finne verriegelnde Position gebracht werden. Hierbei kann in zweckmäßigerweise des Weiteren vorgesehen sein, daß die Schwenkbewegung in Form einer angetriebenen, insbesondere einer hydraulisch angetriebenen, Bewegung erfolgt, beispielsweise mittels eines Hydraulikzylinders, der mit Abstand zur Schwenkachse am zumindest einen Riegel angreift. Hierdurch ist es möglich die hydraulisch erzeugte Kraft zu einer tatsächlich auf die Finne wirkende Niederhaltekraft zu übersetzen, wodurch geringere hydraulisch erzeugte Ausgangskräfte erforderlich sind.
Beispielsweise greift ein Hydraulikzylinder mit als Hebel wirkendem Abstand zur Schwenkachse direkt am zumindest einen Riegel an und schwenkt diesen in seine verriegelnde Position und vorzugsweise auch in seine die Finne freigebende Position. Ein möglichst großer Hebel kann die erforderlichen hydraulischen Kräfte möglichst gering halten, wodurch der konstruktive Aufwand für den Antrieb der Riegel gering gehalten werden kann. Eine hierzu ähnliche Wirkung bzw. eine Steigerung der Hebelwirkung kann auch durch eine mögliche Zwischenschaltung Getrieben oder durch Umlenkungen zwischen dem Hydraulikzylinder und dem zumindest einen Riegel erzeugt werden. Ebenso kann eine möglichst weitestgehend reibungsfreie Lagerung des zumindest einen Riegels an seiner Schwenkachse hierzu beitragen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der zumindest eine Riegel mit Mitteln versehen sein, durch die der Riegel in der Lage ist zumindest eine von vier, vorzugsweise sämtliche nachfolgend angegebenen vier, Funktionen auszuführen. Beim Schliessen drückt er vorzugsweise mit als Fangfläche ausgebildete Fangmittel eine eventuell etwas zu hoch stehende ausgefahrene Finne nach unten in ihre Sollposition für die Verriegelung. Mit Auflagemittel, die vorzugsweise als Auflagefläche des Riegels ausgebildet sind, hält letzterer die Finne unten. Mit Ausgleichsmitteln kann eventuell zwischen dem Riegel und der Finne in der Verriegelungsposition vorhandenes Spiel ausgeglichen werden. Hierzu kann der zumindest eine Riegel insbesondere eine Ausgleichsfläche aufweisen, die im weiteren Verlauf der Überführungsbewegung des Riegels in seine Verriegelungsposition in Kontakt mit der Finneneinrichtung, insbesondere mit der Finnenkopfplatte, kommt, und durch ein Nachdrücken auf die Finneneinrichtung das mögliches Spiel ausgleicht. Schließlich kann auch ein Auswerfermittel vorhanden sein durch die der Riegel bei einem Aufheben der Verriegelung Unterstützung leistet, um die Finneneinrichtung von ihrer verriegelten Position zu lösen und hierdurch eine sich möglicherweise in ihrer Position "festgefressene" Finneneinrichtung durch die Hubeinrichtung wieder bewegbar werden zu lassen. Die Auswerfermittel können separate Auswerferzylinder oder andere Mittel sein, mit der die Finneneinrichtung aus dem Formschluß heraus angehoben werden kann. Es ist hierbei jedoch bevorzugt, daß das Auswerfermittel eine an dem zumindest einen Riegel angebrachte Auswerferfläche aufweist, die bei einer Bewegung des Riegels von seiner die Finneneinrichtung verriegelnden Position hin zu einer die Finneneinrichtung freigebenden Position, in Anlage gegen die Finneneinrichtung gelangt und diese hierbei zumindest geringfügig anhebt. Damit kann der Antrieb der Riegel auch genutzt werden, um eine eventuell "festgefressene" Finneneinrichtung zu lösen. Die Verriegelungseinrichtung trägt in diesen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung nicht nur zu einer hohen Funktionssicherheit der Hebeeinrichtung der Finneneinrichtung bei, sondern auch dazu, daß die Hebeeinrichtung nicht derart dimensioniert werden muß, um nur mit stark erhöhten Hebekräften schwer aus ihrer ausgefahrenen Position in Bewegung zu bringende Finneneinrichtung anheben zu können. Solche gegenüber der Gewichtskraft stark erhöhten Hebekräfte können auch durch zusätzliche Reibungskräfte anfallen, die beim Lösen der formschlüssigen Verbindung der Finneneinrichtung mit der Kielaufnahme zu überwinden sind. Bei dieser genannten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können solche Kräfte ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand überwunden werden, da hierzu die Öffnungsbewegung des zumindest einen Riegels genutzt wird.
In einer weiteren günstigen Äusführungsform der Erfindung kann der zumindest eine Riegel mit einer nutförmigen Ausnehmung versehen sein, in die ein Randbereich der Finnenkopfplatte aufnehmbar ist, insbesondere derart aufnehmbar ist, daß eine an der Innenseite der Nut ausgebildete Auflagefläche in Anlage gegen eine Oberseite der Finnenkopfplatte bringbar ist. Die zuvor bereits genannten Mittel, insbesondere Flächen, zur Ausführung der bis zu vier Funktionen, können als Begrenzungsflächen der nutförmigen Ausnehmung vorgesehen sein. Hierbei können eine oder mehrere der drei Flächen, nämlich Fangfläche, der Auflagefläche und der Ausgleichsfläche, als obere Begrenzungsfläche - oder als Teil davon - der nutförmigen Ausnehmung ausgebildet sein. Die Auswerferfläche kann hingegen mit Vorteil als untere Begrenzungsfläche - oder als zumindest ein Teil davon - der nutförmigen Ausnehmung vorgesehen sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe auch durch eine Hubkielvorrichtung für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot gelöst, das eine Hebeeinrichtung für eine absenkbare und einziehbare Finneneinrichtung aufweist, die mit einer Finne und daran angeordneter Finnenkopfplatte versehen ist, bei der die Finnenkopfplatte bei abgesenkter Finne in Anlage gegen eine zur dauerhaften Verbindung mit einem Schiffsrumpf vorgesehenen Kielaufnahme gelangt, die ferner mit einer Verriegelungseinrichtung versehen ist, mit der eine aufhebbare Verriegelung zwischen der Finnenkopfplatte und der Kielaufnahme erzeugbar ist, wobei im Crashfall ein Kraftfluß von der Finne in deren Finnenkopf, und anschließend über die Verriegelungseinrichtung in die Kielaufnahme in einen Rumpf des Schiffs verläuft.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe auch durch eine Hubkielvorrichtung für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot, gelöst, das eine absenkbare und einziehbare Finneneinrichtung aufweist, die mit einer Finne und einem an der Finne angeordneten Ballastkörper versehen ist, wobei eine Verbindung zwischen Finne und Ballastkörper als Formschluss ausgeführt ist. Es kann mit Vorteil verbunden sein, wenn zusätzlich zum Formschluss vorgesehene Verriegelungsbolzen als Verbindung zwischen dem Ballastkörper und der Finne nur einen Teil der Verbindungskräfte, vorzugsweise den geringeren Teil der Sicherungskräfte, aufnehmen.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe auch durch eine Hubkielvorrichtung für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot, gelöst, die mit Mittel zur vorbestimmten Verformung im Falle eines Crashs versehen ist, durch die in Form von Deformationsenergie Crashenergie absorbiert werden kann. Das gezielt und in vorbestimmter Weise verformbare zumindest eine Mittel kann hierbei unterschiedlich gestaltet und an unterschiedlichen Stellen der Hubkielvorrichtung angeordnet sein.
Eine bevorzugte Möglichkeit besteht hierbei darin, den Ballastkörper im vorderen Bereich mit einer Knautschzone zu versehen, die durch Verformung Energie aufnehmen kann. Die Knautschzone ist hierbei vorzugsweise austauschbar und sollte sich nach einem Crash leicht auswechseln lassen.
Mittel zur gezielten Energieabsorption an vorbestimmten Stellen der Hubkielvorrichtung können aber auch mit Vorteil im Bereich der Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein. Insbesondere die Verriegelungsbolzen können durch eine geeignete Geometrie und/oder einen geeigneten Werkstoff in einem Abschnitt des Verriegelungsbolzens so gestaltet sein, daß in einem Crashfall an diesen Stellen eine Verformung stattfindet. Ebenso können zwischen einem Antriebszylinder für die Verriegelungsbolzen in vorbestimmter Weise verformbare Kolben vorgesehen sein. Durch derartige Mittel, mit denen sich an vorbestimmten Stellen durch gezielte Verformung Crashenergie absorbieren läßt, kann eine Beschädigung der Hubkielvorrichtung in anderen Bereichen zumindest dann verhindert werden, wenn die Crashkräfte nicht allzu groß sind. Aber selbst wenn die Crashkräfte die mit den erfindungsgemäßen Absorptionsmittel absorbierbare Energie übersteigen lassen sich mit der erfindungsgemäßen Maßnahme geringere Beschädigungen der Hubkielvorrichtung und/oder des Schiffsrumpfs herbeiführen, die sich mit weniger Aufwand als bisher beheben lassen.
Beispielsweise kann eine Führung der Finne bei der vorgespannte Führungselemente, insbesondere verstellbare vorgespannte Führungselemente, gegen die Finne anliegen. Hierdurch kann einerseits eine vorteilhafte Zentrierung der Finne bei ihrer Ein- und Ausfahrbewegungen erzielt und Verkantungen der Finne vermieden werden und andererseits die Führung jederzeit exakt eingestellt und justiert werden. Es kann hierbei von Vorteil sein, wenn in Bezug auf die vorgesehene Fahrtrichtung des Schiffs mehrere der verstellbaren Führungselemente im Bereich der vorderen Stirnseite der Finne und mehrere Führungselemente im Bereich der hinteren Stirnseite der Finne gegen letztere anliegen.
Beispielsweise kann der Ballastkörper bei eingefahrener Finne an der Kielaufnahme formschlüssig anliegt.
Dies kann beispielsweise durch miteinander korrespondierende Flächen der Kielaufnahme und des Ballastkörpers erreicht werden, mit denen diese gegeneinander anliegen. Auf diese Weise kann ein Schlagen der Finne gegen die Kielaufnahme und eine damit möglicherweise verbundene Beschädigungen des Schiffs vermieden werden.
Beispielsweise kann eine tragende Struktur der Finne aus einem oder mehreren Profilen, vorzugsweise stranggezogenen Profilen erzeugt werden. Als Profile kommen mit Vorteil Rohre in Betracht, die insbesondere parallel nebeneinander anliegend miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt, werden. Es ist somit bevorzugt, daß Profile unter Verwendung von Schweißnähten miteinander verbunden sind. Die Profile sollten hierbei mit ihrer Längserstreckung zumindest näherungsweise parallel zur Längserstreckung der Finne ausgerichtet sein. Da die Finne aufgrund ihrer hydrodynamisch günstigen Form unterschiedlich breit ist, können zur Bildung einer tragenden Struktur für eine Finne mit Vorteil Profile unterschiedlicher Querschnittsformen und/oder -größen eingesetzt werden.
Eine derart gestaltete tragende Struktur für eine Finne lässt sich auf einfachere Weise als bisher beplanken, insbesondere da für die Beplankung keine Rücksicht auf eventuell tragende Eigenschaften der Beplankung genommen werden muß. Die Beplankung kann alleine aufgrund ihrer strömungstechnischen Eigenschaften ausgewählt und gestaltet werden.
Im Stand der Technik werden Finnen gewöhnlich aus mehreren Stegen aufgebaut, die beplankt werden. Dabei wird die Beplankung, bestehend aus Platten, an die gewünschte, in der Regel stromlinienförmigen Geometrie angepasst. Die Finne trägt das Gewicht des Balastkörpers und daher müssen die Stege und die Beplankung entsprechend dick dimensioniert werden. Die Beplankung ist im Stand der Technik selbst tragendes Element. Dies bringt aber Probleme bei der Fertigung mit, z.B. Schwierigkeiten bei der Anpassung der Beplankung an die Zielform oder Verarbeitung der letzten Seitenfläche, da die zu fertigenden Verbindungsstellen (z.B. Schweißnähte) nicht mehr zugänglich sind.
Beispielsweise können die strukturellen Träger der Kielkonstruktion der Finne aus stranggezogenen Profilen ausgeführt werden und dabei bevorzugt auf industrieübliche Standardgrößen zurückzugreifen. Dies hat den Vorteil, dass dadurch die tragenden Konstruktionsteile der Finne kostengünstig und in praktisch jeder beliebigen Wandstärke, Durchmesser und Länge verfügbar sind. Weiterhin kann im Gegensatz zur Stegkonstruktion das Verbinden der Profile vor der Beplankung durchgeführt werden, was den Fertigungsablauf vereinfacht. Die Beplankung kann danach mit wesentlich dünnerem Material ausgeführt werden, weil die Beplankung keine tragende Eigenschaften mehr haben muss, sondern nur noch für Dichtzwecke benötigt wird. Dünnere Materialien können auch einfacher in die gewünschte Form gebracht werden.
Beispielsweise können der Aufbau und Konstruktion einen Kielkasten und ein Führungsblock umfassen, wobei der Führungsblock und der Kielkasten eine Linearführung bilden, welche im eingefahrenen Zustand des Hubkiels von oben austauschbar ist.
Beispielsweise weist die Hubkielvorrichtung eine Kielaufnahme mit einer Kulisse auf, die mit einer Querschnittsform versehen ist, welche mit jener der hydrodynamisch günstig gestalteten Finne zumindest näherungsweise übereinstimmt.
Beispielsweise kann der Aufbau aus Kielkasten und Führungsplatte bestehen, wobei die Führungsplatte und der Kielkasten eine Linearführung bilden, welche im eingefahrenen Zustand des Hubkiels von oben austauschbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann für eine Hubkielvorrichtung für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot, die eine Hebeeinrichtung für eine absenkbare und einziehbare Finneneinrichtung aufweist, die mit einer Finne und daran angeordneter Finnenkopfplatte versehen ist, die Finnenkopfplatte bei abgesenkter Finne in Anlage gegen eine zur dauerhaften Verbindung mit einem Schiffsrumpf vorgesehenen Kielaufnahme gelangt, die ferner mit einer Verriegelungseinrichtung
Beispielsweise können die strukturellen Träger der Kielkonstruktion der Finne aus stranggezogenen Profilen ausgeführt werden und dabei bevorzugt auf industrieübliche Standardgrößen zurückzugreifen. Dies hat den Vorteil, dass dadurch die tragenden Konstruktionsteile der Finne kostengünstig und in praktisch jeder beliebigen Wandstärke, Durchmesser und Länge verfügbar sind. Weiterhin kann im Gegensatz zur Stegkonstruktion das Verbinden der Profile vor der Beplankung durchgeführt werden, was den Fertigungsablauf vereinfacht. Die Beplankung kann danach mit wesentlich dünnerem Material ausgeführt werden, weil die Beplankung keine tragende Eigenschaften mehr haben muss, sondern nur noch für Dichtzwecke benötigt wird. Dünnere Materialien können auch einfacher in die gewünschte Form gebracht werden.
Beispielsweise können der Aufbau und Konstruktion einen Kielkasten und ein Führungsblock umfassen, wobei der Führungsblock und der Kielkasten eine Linearführung bilden, welche im eingefahrenen Zustand des Hubkiels von oben austauschbar ist.
Beispielsweise kann die Hubkielvorrichtung eine Kielaufnahme mit einer Kulisse aufweisen, die mit einer Querschnittsform versehen ist, welche mit jener der hydrodynamisch günstig gestalteten Finne zumindest näherungsweise übereinstimmt.
Beispielsweise können der Aufbau und Konstruktion aus Kielkasten und Führungsplatte bestehen, wobei die Führungsplatte und der Kielkasten eine Linearführung bilden, welche im eingefahrenen Zustand des Hubkiels von oben austauschbar ist.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen insbesondere auch Schiffe, die mit der erfindungsgemäßen Hubkielvorrichtung versehen sind.
Im Zusammenhang mit der Erfindung kann jedes der angegebenen Merkmale eigenständige Bedeutung oder in Kombination mit einem oder mehreren der hier angegebenen Merkmale Bedeutung haben.
Die Erfindung wird anhand von in den Figuren rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Hubkielvorrichtung;
Fig. 2: ein Längsschnitt durch die Hubkielvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3: ein Querschnitt durch eine Kielaufnahme aus Fig, 1;
Fig. 4: Die Kielaufnahme aus Fig. 3 zusammen mit einem Teil einer Verriegelungseinrichtung.
Fig. 5: eine Ausführungsform eines Verriegelungsbolzens;
Fig. 6: ein Beispiel einer Finnenkopfplatte der Hubkielvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 7: eine bevorzugte Ausführungsform eines Balastkörpers;
Fig. 8a-8c: Beispiele tragender Strukturen für eine Finne;
Fig. 9: eine Kulissenplatte in einer Draufsicht;
Fig. 10: eine Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Finneneinrichtung;
Fig. 11: die Finneneinrichtung aus Fig. 10 in einer teilweise geschnittenen Darstellung;
Fig. 12: ein Beispiel der Finneneinrichtung aus Fig. 11 mit einem in die Finne integrierten Deformationselement;
Fig. 13: eine Führung für die Finne in einer Querschnittsdarstellung;
Fig. 14: ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Führung der Finne;
Fig. 15: eine Ausführungsform der Hubkielvorrichtung, bei der bei eingezogener Finne ein Formschluß zwischen dem Ballastkörper und der Kielaufnahme erzeugbar ist;
Fig. 16: ein Beispiel der Finnenkopfplatte mit einem Schweißkragen;
Fig. 17: die Finne mit einer Beplankung, die mit Verschweißungshilfen versehen ist;
Fig. 18: ein Beispiel einer Verschlußplatte der Bolzeneinrichtung;
Fig. 19: ein Beispiel einer in ihrer Position fixierbaren Finnenkopfplatte;
Fig. 20: ein Beispiel einer Hebeeinrichtung, die mittels eines Loslagers mit der Finne verbunden ist.
Fig. 21-25: eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, insbesondere eine weitere Verriegelungseinrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hubkielvorrichtung 1, die eine Finneneinrichtung 2 einschließt, dargestellt. Die Hubkielvorrichtung 1 ist an der Innenseite eines nur teilweise dargestellten Schiffsrumpfs in nachfolgend noch näher erläuterter Weise befestigt. Vom Schiffsrumpf sind in Fig. 1 lediglich zwei mit Abstand zueinander angeordnete Längsspanten 3 der Struktur des Schiffsrumpfs dargestellt, an denen die Hubkielvorrichtung 1 befestigt ist und zwischen denen eine Finne 4 der zur Hubkielvorrichtung 1 gehörenden Finneneinrichtung 2 hindurchgeführt ist. In der Darstellung von Fig. 1 sind weitere tragende Bauteile des Schiffsrumpfs, wie etwa weitere Längsspanten und Querspanten, sowie die Beplankung des Schiffsrumpfs nicht gezeigt.
Die erfindungsgemäße Hubkielvorrichtung 1 weist eine in Fig. 1 gezeigte näherungsweise und - in Bezug auf ihre äußere Form - kastenförmige Kielaufnahme 5 auf, die mittels Bolzen oder auf andere Weise am Schiffsrumpf befestigt sein kann. Alternativ kann die Kielaufnahme auch einstückig in den Schiffsrumpf integriert sein, was insbesondere bei einem Kunststoffrumpf der Fall sein kann. Mittig in der kastenförmigen Kielaufnahme ist eine als Kulisse fungierende Durchführung vorhanden, deren Querschnittsform zumindest näherungsweise einer Querschnittsform einer Finne der Hubkielvorrichtung entspricht. Die in Fig. 9 gezeigte Kulisse 7 ist in eine Kulissenplatte 6 eingebracht, die sich an der Unterseite der Längsspanten 3 befindet. Da die Finne 4 vorzugsweise eine hydrodynamisch günstig gestaltete Querschnittsform aufweisen sollte, hat auch die Kulisse 7 eine solche Querschnittsform, beispielsweise eine in etwa tropfenförmige Querschnittsform. Die Querschnittsformen können identisch sein, wobei die Querschnitte sich nur bezüglich ihrer Größen insofern unterscheiden, daß die Finne 4 ohne beschädigt zu werden in der Kulisse 7 bewegt werden kann. Die Kulisse 7 kann mit einer umlaufenden Manschette zur Abdichtung gegen eindringendes Wasser versehen sein. Die erfindungsgemäße Hubkielvorrichtung 1 kann zudem mit einer Einrichtung zur Erkennung und Abführung von im Bereich der Kulisse 7 der Kielaufnahme eindringendem Wasser versehen sein, wobei vorzugsweise mittels einem oder mehreren nicht dargestellten Detektionsmitteln eindringendes Wasser erkannt und mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Pumpe über eine Öffnung 8 der Kielaufnahme abgeführt werden kann.
Vom Rand der Kulisse 7 aus erstrecken sich allseitig Seitenwände der Kielaufnahme 5 nach oben. Die Kulisse 7 ist somit ohne Lücke allseitig von den Seitenwänden umgeben. Sowohl in Längsrichtung des Schiffsrumpfs als auch quer dazu sind jeweils zwei Seitenwände parallel zueinander ausgerichtet, wobei die Seitenwände 5a, 5b, die in Längsrichtung des Schiffsrumpfs verlaufen, die größere Länge haben.
In Fig. 3 ist eine mögliche bevorzugte Ausführungsform der Kielaufnahme 5 im Querschnitt gezeigt. Wie hier zu erkennen ist, sind die in Längsrichtung des Schiffsrumpfs verlaufenden Seitenwänden 5a, 5b mit abgefasten oberen äußeren Seitenkanten 5c versehen, von denen aus in jeder der beiden Seitenwände 5a, 5b mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Durchgangsausnehmungen 9, beispielsweise im Querschnitt kreisrunde Durchgangsbohrungen, eingebracht sind. Die Durchgangsausnehmungen 9 verlaufen geneigt von den äußeren abgefaßten Seitenkanten 5c bzw. -flächen aus schräg nach unten in Richtung zur Kulisse 7 hin und treten im unteren Bereich der Seitenwände 5a, 5b aus letzteren aus. Die Längsachsen 9a der Durchgangsausnehmungen 9 können in Bezug auf eine Horizontale eine Neigung aus einem Winkelbereich von vorzugsweise 20° bis 70°, besonders bevorzugt von 40° bis 50°, aufweisen. Zur Vermeidung einer expliziten Nennung von jeder innerhalb dieser Bereiche liegenden Winkelgröße sind nur die Grenzwerte der Bereiche angegeben. Die Anmelderin offenbart hiermit jedoch jede durch die Bereichsgrenzwerte erfaßte Winkelgröße als im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung günstige Ausführungsform. Im Ausführungsbeispiel haben sämtliche Durchgangsausnehmungen 9, nämlich fünf auf jeder Seite, eine Neigung von 45°. Jede der Durchgangsausnehmungen 9 weisen Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf jeweils, wobei sich an den jeweils oberen Abschnitt 9b mit einem größeren Durchmesser, ein unterer Abschnitt 9c mit einem im Vergleich dazu kleineren Durchmesser anschließt.
In Bereich der Kielaufnahme 5, der die Kulisse 7 berandet, sind Durchgangslöcher 11 in den Berandungsbereich eingebracht, die mit nachfolgend noch näher erläuterten Zapfen der Finneneinrichtung zusammenwirken.
Wie Fig. 3 auch zu entnehmen ist, ist bei der hier wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsform der Kielaufnahme 5 diese nicht direkt mit dem Schiffsrumpf, sondern nur über zusätzliche Längsspanten 3 und über eine darunterliegende Kulissenplatte 6 mit dem Schiffsrumpf verbunden. Dies verleiht der Aufnahme weitere Stabilität. Die Befestigung der Kielaufnahme kann hierbei auch formschlüssig mit dem Rumpf erfolgen und/oder gegebenenfalls unter Einsatz von an den Längsspanten 3 befestigten Knotenblechen 12.
Die Kielaufnahme 5 ist mit einer Verriegelungseinrichtung versehen, die mehrere in gleicher Weise aufgebaute Bolzeneinrichtungen 14 aufweist, von denen jeweils eine in einer der Durchgangsausnehmungen angeordnet ist. Die in Fig. 1 und 4 lediglich eine dargestellte Bolzeneinrichtung 14 weist einen Verriegelungsbolzen 15 aus Vollmaterial, ein federndes (federelastisch) Element 16, einen Kolben 17, zwei oder mehr ringförmige Dichtungen und ein Deformationsglied 18 auf, was zugleich als Kolbenstange dient. Letztere ist so ausgebildet, dass Stöße einer definierten Größe aufgenommen werden können und gleichzeitig eine Vorspannung auf die Finnenkopfplatte 20 (Fig. 6) ausgeübt wird, um diese in der Kielaufnahme 5 zu zentrieren und spielfrei zu lagern. Die Kolbenstange 18 sollte vorzugsweise nur Kräfte in axialer Richtung übertragen können, um ein Verkanten des Kolbens 17 auszuschließen. Hierzu kann der Verriegelungsbolzen 15 unter Einsatz von einem oder mehreren Gelenken mit dem Kolben 17 verbunden sein. Der Verriegelungsbolzen 15 hat im Zylinder einen Verschiebeweg 21, der entlang der Längsachse 9a des Zylinders verläuft. Der Verschiebeweg 21 des Verriegelungsbolzens 15 weist somit die gleiche Neigung gegenüber einer Vertikalen oder Horizontalen auf, welche auch die Längsachse 9a der jeweiligen Durchgangsausnehmung 9 aufweist. Der Zylinder ist bevorzugt als einfachwirkender Zylinder aufgebaut. Die Rückbewegung des Kolbens 17 geschieht durch das federnde Element 16, die Vorwärtsbewegung bevorzugt durch den Druck eines Fluids. Der in die Kielaufnahme 5 integrierte Zylinder ist mit einer lösbar auf die geneigte Seitenfläche 5c befestigen Verschlussplatte 22 druckdicht verschlossen. Der Zylinder ist ferner mit einer Fluidversorgung, beispielsweise einer Hydraulikölversorgung verbunden, wodurch im Zylinder ein auf den Kolben 17 wirkender Druck variiert werden kann.
Die Verriegelungseinrichtung kann zudem mit einem oder mehreren Detektionsmitteln versehen sein, mit denen sich die Positionen der Verriegelungsbolzen überwachen lassen. Dies kann insbesondere dazu genutzt werden, um vor einer Verfahrbewegung der Finneneinrichtung 2 festzustellen, ob die Verriegelungsbolzen 15 eingezogen sind und damit keine Gefahr einer Kollision zwischen Verriegelungsbolzen 15 und der Finne 4 besteht. Sofern zumindest ein Bolzen 15 ausgefahren ist, kann eine nicht näher dargestellte Steuerung eine Verfahrbewegung der Finne 4 nicht freigeben.
Mittels eines Ablaufs 23 kann Fluid, was die Dichtungen überwindet, kontrolliert ablaufen gelassen werden. Der Verriegelungsbolzen 15 ist dazu vorgesehen, auf die nachfolgend näher beschriebene Finnenkopfplatte 20 zu drücken, um diese im ausgefahrenen Zustand der verfahrbaren Finneneinrichtung 2, die auch als Hubkiel bezeichnet werden kann, zu arretieren und fixieren. Hierzu kann der jeweilige Verriegelungsbolzen 15 über ein teilweise abgeschrägtes Endstück verfügen, durch das sich kurze Hubwege und eine flächige Auflage des Verriegelungsbolzens 15 auf der Finnenkopfplatte 20 ergeben, wie dies bei der in Fig. 5 gezeigten alternativen bevorzugten Ausführungsform eines Verriegelungsbolzens 15 der Fall ist. Der Verriegelungsbolzen ist hier als Rundzylinder aus Vollmaterial ausgebildet und ist mit zwei ringförmigen Dichtungen und einem Deformationsglied 15b an seinem dem abgeschrägten Endstück gegenüberliegenden Ende versehen. Das Deformationsglied 15b ist so ausgeprägt, dass Stöße einer definierten Größe aufgenommen werden können und gleichzeitig eine Vorspannung auf die Finnenkopfplatte 20 ausgeübt wird, um diese in der Kielaufnahme 5 zu zentrieren und spielfrei zu lagern. Die Abflachung ist dabei so vorgenommen, dass sich hierdurch im - in Bezug auf die Darstellung von Fig. 5 - oberen Bereich eines Übergangs von der Stirnseite des Verriegelungsbolzens 15 zu dessen Umfangsfläche eine stirnseitige Fläche 15c ergibt, die zumindest näherungsweise parallel zur inneren Seitenfläche der Seitenwand 5a, 5b, der Kielaufnahme 5 verläuft, aus der die Durchgangsausnehmung austritt und in welcher der Verriegelungsbolzen 15 angeordnet ist. In anderen Ausführungen können auch Abschrägungen vorgesehen sein, durch die die resultierende Teilfäche der Stirnseite nichtparallel zur Seitenwand der Kielaufnahme verläuft.
Schliesslich weist die Hubkielvorrichtung 1 die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Finne 4 mit an sich bekannter Querschnittsform auf, an deren unteren Ende ein Ballastkörper 24 befestigt ist. An ihrem oberen Ende geht die Finne in die Finnenkopfplatte 20 über. Der Ballastkörper 24, die Finne 4 sowie die Finnenkopfplatte 20 bilden somit eine bauliche Einheit. Der Ballastkörper 24 kann formschlüssig auf das untere Ende der Finne 4 aufgeschoben und von diesem getragen sein. Die Finne und der Balastkörper können hierzu beispielsweise mit einer profilierten Führung 25, beispielsweise eine im Querschnitt T-förmige Führung versehen sein, wie dies in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist. Die Finne 4 ist hierbei mit ihrem Führungsteil 25a in den Führungsteil 25b des Ballastkörpers eingeschoben. Durch einen formschlüssigen Anschlag am Ende des Führungsteils 25b ist die Position der Finne auf dem Ballastkörper 24 vorbestimmt. Da die aufgeschobene Finne 4 die Führung des Ballastkörpers 24 nicht vollständig ausfüllt ist ein zusätzliches Ballastkörperteil 26 hinter die Finne 4 in den Führungsteil 25b eingeschoben. Zusätzlich kann das Ballastkörperteil 26 den Ballastkörper 24 insoweit ergänzen, dass beide gemeinsam die für den Ballastkörper gewünschte äußere Form ergeben. Als zusätzliche Befestigung für den Ballastkörper an der Finne 4 können Haltebolzen vorgesehen sein, mit denen sich eine zusätzliche Sicherung des Ballastkörpers und eine zusätzliche Aufnahme von Haltekräften erzielen lassen. Vorzugsweise sollte aber der größere Teil der Haltekräfte durch die zuvor genannte formschlüssige Verbindung getragen werden.
Das in Fig. 6 dargestelltes Beispiel einer Finnenkopfplatte 20 hat eine äußere näherungsweise rechteckförmige Form, die von Seitenwänden 20a, 20b der Finnenkopfplatte 20 gebildet wird. Auch die in Längsrichtung des Schiffsrumpfs verlaufenden Seitenwände 20a der Finnenkopfplatte weisen in ihren oberen äußeren Bereichen von innen nach außen geneigte abgeschrägte Seitenflächen 20c auf. An der Unterseite der Finnenkopfplatte 20 befinden sich Zapfen 29, die bei abgesenkter Finne 4 zur passgenauen Anordnung in den Durchgangslöcher 11 der Kielaufnahme 5 vorgesehen sind. Die Zapfen 29 weisen eine Länge auf, die vorzugsweise größer als die Länge der Durchgangslöcher 11 der Kielaufnahme 5 sind, wodurch eventuell in den Durchgangslöchern 11 durch Wasser eingebrachter Schmutz aus den Bohrungen heraus gedrückt wird.
In Fig. 1 ist ferner eine rechteckförmige Kielbox 30 zu erkennen, die oberhalb der Kielaufnahme 5 angeordnet ist und die eine Kielboxdeckplatte 31 aufweist. Mit der Kielboxdeckplatte 31 ist die Kielbox 30 an der Unterseite eines Decks 32 des Schiffsrumpfs befestigt. Innerhalb der Kielbox 30 befindet sich eine Hebeeinrichtung 33, die beispielsweise als hydraulischer Hubzylinder ausgebildet sein kann. Der Hubzylinder kann sich hierbei gegen die Unterseite des Decks 32 des Schiffs abstützen, wobei der Kolben des Hubzylinders mit der Finne in nicht näher dargestellter Weise verbunden ist, um die Finne 4 und den Ballastkörper 24 aus dem Rumpf aus oder in ihn hinein zu fahren. Wie in Fig. 2 dargestellt ist sind zwei Führungsblöcke 34 mit der Finnenkopfplatte 20 verbunden, die an der Innenseite der Kielbox 30 an deren Seitenflächen flächig anliegen, und zur bzw. als Führung der Finne 4 an der Kielbox 30 bei Hubbewegungen der Finne 4 dienen. Die Führungsblöcke sind mit Ausnehmungen versehen, in die in der oberen Endlage der Finneneinrichtung 2 Führungszapfen 35 der Kielboxdeckplatte 31 eingreifen und hierdurch eine vordefinierte Endlage der Finneneinrichtung sichern. Zudem können die in die Führungsblöcke 34 eingreifenden Führungszapfen 35 als formschlüssige Sicherung für einen Crashfall im eingefahrenen Zustand der Finneneinrichtung dienen.
Fig. 7 zeigt stark schematisiert eine bevorzugte Ausführung des Ballastkörpers 24: Der vordere Bereich ist als Deformationszone ausgeführt, die auch als Knautschzone 24a bezeichnet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Crash zumindest ein Teil der Crashenergie schon vom aufgenommen werden kann. Die Knautschzone kann beispielsweise durch eine Struktur mit - für den Crashfall - vorbestimmter plastischer Verformbarkeit, ausgebildet sein. Die Deformations- oder Knautschzone weist somit eine leichtere Verformbarkeit auf, als der in Fahrtrichtung hinter ihr liegende Teil des Balastkörpers.
In den Fig. 8a, 8b, 8c sind Beispiele von Strukturen der erfindungsgemäßen Finne 4 dargestellt. Hier sind längliche Profile mit vorbestimmten Querschnittsformen, wie beispielsweise Rohre, T-, I- oder andere Profilformen, im inneren der Finne angeordnet, parallel zueinander ausgerichtet und miteinander verbunden. Die Profile können insbesondere stranggezogen, gepresst, gewalzt oder extrudiert sein. Vorzugsweise sind die Profile hintereinander gereiht und einander benachbarte Profile liegen gegeneinander an. Die Profile sind hierbei mit ihrer Längsachse vorzugsweise zumindest in etwa parallel zur Längserstreckung der Finne ausgerichtet, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Es können sowohl Profile mit unterschiedlicher als auch solche mit gleicher Querschnittsform verwendet werden, um die tragende Struktur für eine Finne zu bilden. Hierbei ist es zweckmässig, die Querschnittsgröße der verwendeten Profile an die jeweilige Breite der Finne anzupassen, die die Finne an der Stelle aufweist, an der das jeweilige Profil in der Finne benutzt wird. An breiteren Stellen können somit Profile mit größerem Querschnitt und an dünneren Stellen der Finne Profile mit entsprechend geringerem Querschnitt eingesetzt werden.
Die Verbindungen können als Schweißverbindungen ausgebildet sein. Rohre 37 als Profile können gemäß Fig. 8a mittels parallel zur Längsrichtung der Rohre verlaufenden Längsschweißnähten 38 miteinander verbunden sein. Eine weitere Möglichkeit besteht, wie in Fig. 8b dargestellt ist, zwischen zwei Rohren 37 jeweils mindestens ein, vorzugsweise auf jeder der beiden Seiten der Rohre 37 mindestens ein, Knieblech 39 anzuordnen und das eine oder die mehreren Kniebleche 39 an jedem der Rohre mittels Schweißnähten zu verbinden. Die Rohre 37 sind hier somit über die Kniebleche 39 miteinander verbunden. In einem dritten Beispiel (Fig. 8c) für eine Verbindung der Rohre 37 oder anderer Profile, können Längsbleche 40, die parallel zu den Rohren 37 verlaufen, an die Rohre 37 angeschweißt sein.
Ausgehend von einer in die Kielbox 30 eingezogenen Finne 4, kann diese durch Betätigung der Hebeeinrichtung 33 aus dem Schiffsrumpf abgesenkt werden. In der Endposition nach der Absenkung befindet sich die Finnenkopfplatte 20 innerhalb der Kielaufnahme 5. Hierbei werden die Zapfen 29 der Finnenkopfplatte 20 in den Durchgangslöchern 11 der Kielaufnahme 5 angeordnet. Bei einer Betätigung der Verriegelungseinrichtung werden durch die Zylinder und Kolben 17 vorzugsweise gleichzeitig sämtliche Verriegelungsbolzen 15 mit ihren unteren Enden aus den Durchgangsausnehmungen 9 herausgeführt und drücken auf die schrägen Flächen 20c der Finnenkopfplatte 20. Hierdurch wird die Finnenkopfplatte 20 - und damit die Finne 4 und der 24 - in dieser Endposition fixiert und gehalten. Die Kraft, die zur Verriegelung der Finnenkopfplatte 20 bzw. der Finne 4 und des Ballastkörpers 24 erforderlich ist, wird somit auf mehrere Verriegelungsbolzen 15 verteilt und damit das Risiko eines vollständigen Versagens der Verriegelungsvorrichtung minimiert.
Durch die Kielaufnahme 5 und die schräge Anordnung der Verriegelungsbolzen 15 und die schräge Ausprägung der Randflächen 20c der Finnenkopfplatte 20 muss weder die Hebeeinrichtung, die bevorzugt als hydraulischer Zylinder ausgeführt wird, noch die im Stand der Technik häufig vorgefundene Anordnung von seitlichen Führungsschienen, überdimensioniert werden, um die Kräfte bei einem Crash abzufangen. Dies ermöglicht eine einfachere und kosteneffizientere Bauweise. Weiterhin ist bei dieser Anordnung und Ausführung besonders vorteilhaft, dass die Verriegelungsbolzen 15 nicht, wie bei den horizontal angeordneten Bolzen aus dem Stand der Technik, abscheren können. Ferner können die Bolzen 15 größere Kräfte als die horizontal angeordneten Bolzen aufnehmen, da die Hauptkräfte in axialer Richtung und nicht als Scherkräfte wirken. Dies ermöglicht es, im Durchmesser geringere und damit günstigere Bolzen einzusetzen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung ist es, daß der Kiel auch nach einem Crash immer noch eingefahren werden kann
Im Falle eines Crashs wird zuerst die vorbestimmt deformiere Knautschzone 24a des Ballastkörpers 24 verformt, wodurch hierbei bereits ein Teil der Crashkräfte aufgenommen werden kann. Verbleibende und nicht absorbierte Crashkräfte führen dann zu einer Stauchung des Deformationsglieds 15b der Verriegelungsbolzen 15. Treten noch größere Kräfte auf, werden durch die schräge Anordnung von Verriegelungsbolzen 15 und seiner Kontaktfläche auf der Finnenkopfplatte 20, die Bolzen 15 weiter zurückgedrängt und der komplette Kiel (Finneneinrichtung) wird aus der Aufnahme geworfen. Dadurch werden größere Schäden an Kiel, Aufnahme und Schiffsrumpf verhindert. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Verriegelungsbolzen 15 über abgeschrägte Endstücke verfügen, damit der Hubkiel mit möglichst geringem Weg entriegelt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass der Verriegelungsmechanismus nach einem Crash einfach repariert werden kann.
Die geneigten Flächen 20c der Finnenkopfplatte 20 können vorzugsweise auch als Passung für die sichere Lagerung des Kiels in eingefahrenem Zustand verwendet werden. Als Gegenlager dient hierbei die Kielboxdeckplatte 31.
Im Folgenden werden alternative Ausführungsformen zu bereits erörterten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Für funktional gleiche Elemente werden identische Bezugszeichen benutzt, auch wenn diese konstruktiv nicht identisch sein sollten. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden bei den alternativen Ausführungsformen im wesentlichen nur die Unterschiede zu den bereits beschriebenen Ausführungsformen erörtert.
In Fig. 12 ist ein weiteres Beispiel für den konstruktiven Aufbau einer Finne 4 dargestellt. Hier ist die Finne 4 über ein Deformationselement 44 mit der Hebeeinrichtung 33 verbunden, wobei gemäß Fig. 12 eine bevorzugte Ausführungsform des Deformationselements 44 als Einschub in eine Finne 4 ausgebildet sein kann. Zur Wirkverbindung des Deformationselements 44 mit der Hebeeinrichtung 33 können beide im Bereich des unteren Endes mittels eines Bolzens 45 miteinander verbunden sein. Das Deformationselement 44 kann beispielsweise als Hohlkörper ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 12 weist das Deformationselement näherungsweise eine U-Form mit zwei parallel zur Hubrichtung der Hebeeinrichtung 33 verlaufenden Schenkeln auf, die über einen sich im Bereich des unteren Endes der Finne befindenden und querverlaufenden Verbindungsschenkel miteinander verbunden sind. Die geometrische Form des Verbindungselements kann auch als ein innen hohl ausgebildeter Flachstahl beschrieben werden, der an seinem oberen Ende an der Finnenkopfplatte 20 der Finne 4 befestigt ist, beispielsweise durch eine Schweißverbindung. Im Ausführungsbeispiel ist das Deformationselement 44 in der Finne 4 innerhalb eines der Rohrprofile 37 angeordnet, durch das auch die Hebeeinrichtung 33 verläuft. Das Deformationselement ist an seinem oberen Ende mit dem Rohrprofil 37 verschweißt und ist sonst mit Abstand zum Rohrprofil 37 angeordnet, so daß das Rohrprofil 37 eine bei Bedarf eintretende Verformung des Deformationselements nicht behindert. Das Deformationselement 44 weist zudem über seine Länge verteilt mehrere Sollknickstellen 44a auf, die beispielsweise als Durchmesser- und/oder Wandstärkenreduzierungen ausgebildet sein können. Durch das Deformationselement 44 sind Stöße insbesondere in Längsrichtung der Finne 4 aufnehmbar, bei denen sich das Deformationselement 44 aufgrund einer Überbeanspruchung in im wesentlichen der Längsrichtung des Deformationselements 44 in vorbestimmter Weise verformt, um hierdurch Crashenergie zu absorbieren. Durch diese Energieaufnahme kann eine Kraftweiterleitung von der Finne 4 zur Hebeeinrichtung 33 unterbrochen oder zumindest abgeschwächt werden und eine mögliche Beschädigung der Hebeeinrichtung 33 und weiteren Bauteilen des Schiffs verhindert werden.
In Fig. 13 ist eine alternative Ausführungsform für eine Finnenführung 46 gezeigt. Hier wird die Finne 4 über eine seitlich von der Finne angebrachte Finnenführung 46 in der Kielaufnahme 5 zentriert. Durch die zentrische Führung kann beim Verfahren der Hubkielvorrichtung 1 das bei vorbekannten Hubkielvorrichtungen vorkommende Anschlagen der Finne 4 an der Kielaufnahme 5 und eine daraus resultierende Beschädigung von Bauteilen der Hubkielvorrichtung vermieden werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Finnenführung 46 kann die Führung in die Kielaufnahme 5 integriert sein.
In Fig.13 sind mehrere, als Führungsbolzen 47 ausgebildete, Führungselemente dargestellt, von denen jedes mit einem vorgespannten Federelement 49 gegen die Finne 4 anliegt und gegen diese gedrückt wird. In Bezug auf den in Fig.13 gezeigten Querschnitt durch die Kielaufnahme 5 und die Finne 4 befinden sich Führungsbolzen 47 in Ausnehmungen der Kielaufnahme 5 im Bereich der beiden Stirnseiten der Finne 4, wobei an der vorderen - also der in Fahrtrichtung zeigenden - Stirnseite der Finne 4 auf jeder Seite der Finne zwei Führungsbolzen 47a, 47b und mittig zu diesen, ein dritter Führungsbolzen 47c angeordnet sind, wobei der mittige Führungsbolzen 47c mit der Längsachse des Querschnitts der Finne 4 fluchtet. Im Bereich der - in Bezug auf die Fahrtrichtung - hinteren Stirnseite der Finne 4 sind symmetrisch zur Längsachse der Finne 4 auf jeder Seite der Finne 4 jeweils ein Führungsbolzen 47d, 47e angeordnet. Die Vorspannkraft jedes Federelements 49 kann mittels einer Vorspannmutter 48 eingestellt werden, wobei durch ein Hineindrehen der Vorspannmutter in Richtung auf die Finne 4 die Vorspannkraft erhöht wird. Mit einer solchen Lösung kann eine kostengünstige und trotzdem sehr exakte Führung erzielt werden, bei der eine Verkantung der Finne 4 weitestgehend vermieden werden kann. Mittels den verstellbaren Führungselementen kann eine Zentrierung der Finne in Bezug auf eine vorgesehene Soll-Längsachse der Finne 4 vorgenommen werden.
In einer weiteren Beispiel kann die Führung unter der Kielaufnahme 5 angeordnet sein. Hierzu können mehrere Rollen 52 vorgesehen sein, die unter einer Vorspannkraft gegen die Finne 4 anliegen. Wie aus Fig. 14 hervorgeht, kann jede der Rollen 52 hierzu von einem Biegehalter 51 aufgenommen sein, wobei die Rolle 52 hierbei an einem Halteschenkel 51a des Biegehalters 51 drehbar angebracht ist. Der Halteschenkel 51a ist hierbei einstückig mit einem um ca. 90° gegenüber dem Halteschenkel abgewinkelten Befestigungsschenkel 51b des Biegehalters 51 verbunden und kann sich in Bezug auf den Befestigungsschenkel 51b elastisch auslenken lassen. Der zwischen dem Befestigungsschenkel 51b und dem Halteschenkel 51a eingeschlossene Winkel kann in Abhängigkeit von der gewünschten Vorspannkraft variabel sein. Mit dem Befestigungsschenkel 51b ist der Biegehalter 51 an der Unterseite der Kielaufnahme 5 angebracht, beispielsweise mittels Befestigungselementen wie Schrauben oder Nieten. In anderen Ausführungsformen kann die Biegehalterung 51 und die Kielaufnahme 5 auch eine Einheit bilden, der Biegehalter 51 ganz oder teilweise einstückig mit der Kielaufnahme 5 verbunden sein. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, daß Reparaturen und Wartungsarbeiten aufgrund der guten Zugänglichkeit ohne großen Aufwand durchgeführt werden können.
In Fig. 15 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, die vor allem beim Trockenfallen des Schiffs Vorteile mit sich bringt. So sind bei dieser Ausführungsform der Ballastkörper 24 und die Kielaufnahme 5 derart ausgebildet, daß beim Trockenfallen die Kielaufnahme 5 formschlüssig auf dem Ballastkörper 24 aufsitzt. Dies kann, wie es in Fig. 15 gezeigt ist, beispielsweise dadurch realisiert sein, daß der Ballastkörper 24 einen schräg ausgeführten Aufsatz 53a aufweist, der in flächige Anlage gegen eine dazu entsprechende Negativform 53b der Kielaufnahme 5 kommt. Hierdurch drückt das Gewicht des Schiffs vom Ballastkörper 24 aus direkt auf die gegen den Ballastkörper 24 flächig aufliegende Kielaufnahme 5, wodurch Belastungen in die Kielaufnahme 5 und von hier in den Rumpf des Schiffs geleitet werden. Bei vorbekannten Lösungen lagert beim Trockenfallen das Schiff in der Regel ebenfalls auf dem Ballastkörper, über den dann allerdings die Gewichtskraft auf die Hebeeinrichtung und von dieser ausgehend dann in das Deck eingeleitet wird. Hierbei ist es schon zu Schäden an der Hebeeinrichtung und/der dem Deck gekommen, was durch die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform vermieden werden kann. Da die Kielaufnahme 5 vorzugsweise mit der gesamten Schiffsstruktur verbunden ist, werden bei der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform die Belastungen auch in die gesamte Schiffstruktur geleitet und hier aufgenommen. Diese Ausführungsform bringt zudem den weiteren Vorteil mit sich, daß die Finneneinrichtung 2 bei zu Wasser gelassenem Schiff in eingefahrenem und verankertem Zustand der Finneneinrichtung 2 spielfrei gelagert werden kann. Da der Ballastkörper 24 aufgrund seiner Formgebung und die der Kielaufnahme 5 bei seiner Anlage gegen die untere äußere Kielaufnahme 5 formschlüssig anliegt, können eventuell auftretende Stöße des Ballastkörpers 24 gegen die Kielaufnahme zusammen mit der damit verbundenen Gefahr einer Beschädigung der Kielaufnahme vermieden werden. Um die Hebeeinrichtung und Hydraulik zu entlasten kann vorgesehen sein, daß die eingefahrene Finne mittels einer Halteeinrichtung, vorzugsweise einem Handrad, fixierbar ist.
In Fig. 16 ist Beispiel der Finnenkopfplatte 20 dargestellt, die hier über einen nach oben aus der Oberseite der Finnenkopfplatte herausragenden Schweißkragen 54 verfügt, dessen geometrischer Verlauf in etwa dem Querschnitt der innerhalb der Finne 4 verwendeten Profile 37 entspricht. Der Schweißkragen 54 soll eine zu große Wärmeabfuhr beim Zusammenschweißen der Profile 37 mit der Finnenkopfplatte 20 verhindern und ist deshalb als eine von der Oberseite der Finnenkopfplatte 20 abstehende Materialerhebung ausgebildet. Vorzugsweise verfügt der Schweißkragen über eine angearbeitete Schweißfase 55, die zur Vorbereitung der Schweißnaht dient.
Um die Verschweißung der Beplankung der Finne 4 mit innerhalb in der Beplankung liegenden und der Finne 4 Stabilität verleihenden Profilen 37 zu erleichtern, kann die Beplankung mit den in Fig. 17 gezeigten außenliegenden länglichen Ausformungen 62 versehen sein, die zur Verschweißung genutzt werden. Einzelne Ausformungen 62 können hierbei strichlinienartig hintereinander und parallel zur jeweiligen Längsachse des Rohrprofils 37 angeordnet sein, für dessen Verschweißung mit der Beplankung 4a es vorgesehen ist. Die Ausformungen 62 befinden sich hierbei mit Vorteil an den Stellen auf der Außenseite an der Beplankung 4a, an denen die Profile 37 gegen die Innenseite an der Beplankung 4a anliegen. Durch die Ausformungen 62 kann einerseits die Erzeugung der Verschweißung erleichtert werden, da die Ausformungen 62 als Orientierung dienen, an welchen Stellen die Verschweißungen vorzunehmen sind. Zudem helfen die als Materialansammlungen ausgebildeten Ausformungen 62 eine zu starke flächige Wärmeausdehnung und damit auch Wärmeverzug in der Beplankung 4a zu vermeiden.
In Fig. 18 ist Beispiel der Verschlussplatte 22 der Bolzeneinrichtung 14 aus Fig. 4 gezeigt, die über drei Anschlüsse 56a, 56b, 56c verfügt, über die das Druckmedium zur Bewegung und Positionierung des Kolbens der Bolzeneinrichtung 14 zu- oder abgeführt werden kann. Einer der drei Anschlüsse 56a, 56b, 56c ist für den Regelbetrieb vorgesehen. Über diesen Anschluss 56a wird die jeweilige Bolzeneinrichtung 14 mit einem Fluid versorgt, wobei das Fluid vorzugsweise mit einer in den Figuren nicht näher dargestellten mechanisch angetriebenen Pumpe gefördert wird. Ein weiterer der drei Anschlüsse dient zum Aufbau eines redundanten Systems, dieser Anschluß 56b wird mit einem Fluid versorgt, das mittels einer Handpumpe gefördert wird.
Um eine im Zusammenhang mit einem Crash bedingte Überbeanspruchung der gesamten Hubkielvorrichtung 1 aufgrund einer bestehenden Verriegelung ausschließen zu können, ist ein weiterer Anschluss 56c an der Verschlussplatte 22 vorgesehen. Dieser Anschluss 56c verfügt über eine Überdruckeinheit, die bei Überschreiten eines voreingestellten Drucks das in der Bolzeneinrichtung 14 befindliche Fluid aus der Bolzeneinrichtung abströmen lässt. Aufgrund des Abströmens des Fluids kann der in Fig. 4 gezeigte Verriegelungsbolzen 15 weiter zurückgedrängt werden und die Finne (Finneneinrichtung) wird aus der Kielaufnahme geworfen.
Die in Fig. 19 gezeigtes Beispiel bringt den Vorteil mit sich, daß ein Schiff für Wartungs- oder Reparaturarbeiten an der Hubkielvorrichtung 1, nicht wie es bisher erforderlich war, trockenfallen muß. Hierzu wird die Finnenkopfplatte 20 im eingefahrenen Zustand der Hubkielvorrichtung fixiert. Eine bevorzugte Möglichkeit hierfür kann ein Handrad 57 vorsehen, mit dem eine von oben in ein Innengewinde der Finnenkopfplatte 20 eingeschraubte und durch die Kielboxdeckplatte 31 durchgeführte Gewindespindel 58 angetrieben wird. Mit dem Handrad 57 kann somit die Finne 4 auch bei im Wasser befindlichen Schiff in den Rumpf eingefahren werden. Zudem kann durch die Fixierung der Finnenkopfplatte 20 die Hebeeinrichtung 33 entlastet werden. Schließlich ist hierdurch eine Möglichkeit gegeben, die Hebeeinrichtung 33 bei Bedarf aus- und wieder einzubauen.
Vorbekannte Hubeinrichtungen sind meistens starr am Deck und mit der Finne 4 verbunden. Bei einem Crash oder bei einer normalen Auslenkung des Kiels kommt es durch den starren Einbau zu Krafterhöhungen, was zu Schäden an der Hubkielvorrichtung 1 führen kann. Um hier eine Verbesserung zu erzielen wird in einer in Fig. 20 dargestelltes Beispiel der Erfindung vorgeschlagen, daß die Hebeeinrichtung 33 über ein Kardangelenk 59 mit einem Rutschelement 60 verbunden ist, wodurch ein loser Lagersitz (Loslager) hergestellt werden kann. Beim Hebevorgang der Finne 4 sitzt das Rutschelement 60 auf der Kielboxdeckplatte 31 auf. Bei einer ungewollten, zum Beispiel durch einen Crash verursachte Bewegung der Finne 4 in Richtung Deck, wird das Rutschelement 60 durch ein über dem Rutschelement 60 sitzendes Anschlagelement 61 begrenzt. Das Rutschelement 60 wird durch das Anschlagelement 61 abgelenkt und die Finne 4 kann sich frei in Richtung Deck bewegen.
In Fig. 21 ist schließlich eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt, die sich insbesondere hinsichtlich der Verriegelungsvorrichtung von der in Fig. 1 und 3-6 unterscheidet. Anstelle von Verriegelungsbolzen sind hier schwenkbare Riegel 71 einer Riegeleinrichtung 70 vorgesehen, mit denen die Finnenkopfplatte 20 erfasst und arretiert werden kann. Die vier Riegeleinrichtung 70 sind identisch aufgebaut. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 21 sind insgesamt vier Riegel 71 vorgesehen, von denen jeder sich in einem der Eckbereiche der Finnenkopfplatte befindet. Wie insbesondere in Fig. 22 zu erkennen ist sind die Riegel um eine untere zumindest näherungsweise horizontal ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar, die sich durch jeweils eine horizontal ausgerichtete Achse 72 ergibt, auf der die Riegel jeweils mit einem Gleitlager angeordnet sind.
Die Riegel 71 sind an ihrem oberen jeweils an einem Hydraulikzylinder 73 angelenkt, die sowohl Druck- als auch Zugkräfte auf den Riegel ausüben können, um den jeweiligen Riegel 71 sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn schwenken zu können. Die Hydraulikzylinder sind mit ihrem dem Riegel 71 abgewandten Ende an einem als Kiel-Modul 75 ausgebildeten Kielaufnahme 5 angeordnet und stützen sich an diesem ab. Die Riegel 71 werden somit um einen sich durch den Abstand der jeweiligen Anlenkstelle der Hydraulikzylinder 73 an den Riegeln 71 von der jeweiligen Schwenkachse sich ergebenden Hebel um die Schwenkachse gedreht. Die Riegel können durch angetriebene Bewegungen in zwei Endpositionen bewegt werden, nämlich in die in Fig. 22 gezeigte Freigabeposition sowie in die in den Fig. 23 und 24 gezeigten Verriegelungsposition. In ersterer gibt der jeweilige Riegel die Finnenkopfplatte 20 frei, in der Verriegelungsposition ist ein Randbereich der Finnenkopfplatte 20 in einer nutförmigen Ausnehmung 74 des jeweiligen Riegels 71 angeordnet, der Riegel 71 umfasst somit mit der nutförmigen Ausnehmung 74 die Finnenkopfplatte 20 der Finneneinrichtung, die sich hierbei in der ausgefahrenen und damit abgesenkten Position befindet. In der Verriegelungsposition sollte die Anlenkstelle des Hydraulikzylinders in Bezug auf eine durch die Schwenkachse verlaufende Vertikale über die Vertikale hinweggeführt sein, so daß sich die Befestigung des Hydraulikzylinders 73 am Kiel-Modul 75 und die Anlenkstelle auf unterschiedlichen Seiten der jeweiligen Vertikale befinden.
Wie in der Darstellung von einem der Riegel 71 in Fig. 25 zu entnehmen ist, weist dessen nutförmige Ausnehmung 74 eine obere Begrenzungsfläche auf, die sich durch drei hintereinander angeordnete Teilflächen ergibt. Ausgehend vom Nutgrund hin zur offenen Seite der Ausnehmung 74 handelt es sich um eine Ausgleichsfläche 76, an die sich eine Auflagefläche 77 und an diese eine Fangläche 78 anschließt. Die Fangfläche 78 ist nach oben geneigt, so daß sich die Öffnungsweite der Ausnehmung 74 von der Auflagefläche 77 aus hin zur Öffnung vergrößert. Die Auflagefläche 77 ist in der Verriegelungsposition im wesentlichen horizontal ausgerichtet. Die Ausgleichsfläche 76 ist ausgehend von Auflagefläche 77 nach unten geneigt, so daß sich die Höhe der nutförmigen Ausnehmung 74 zum Nutgrund verkleinert.
Gegenüber dieser Flächen 76, 77, 78 befindet sich eine untere Begrenzungsfläche der Ausnehmung 74, die im Öffnungsbereich der Ausnehmung als Teil der Begrenzungsfläche eine Auswerferfläche 79 aufweist. Die Ausrichtung der Auswerferfläche ist hierbei derart gestaltet, daß sie bei einer Schwenköffnungsbewegung des Riegels hin zur Freigabeposition in Anlage gegen die Unterseite der Finnenkopfplatte 20 gelangt. Der Riegel kann hierbei nur in seine Freigabeposition gelangen, wenn er hierbei bei seiner Schwenkbewegung die Finnenkopfplatte 20 geringfügig nach oben anhebt. Diese Situation ist in Fig. 22 dargestellt. Da sämtliche Riegel diese Bewegung gleichzeitig ausführen sollten wird die Finnenkopfplatte von sämtlichen Riegeln 71 gleichzeitig angehoben und hierdurch aus dem Formschluß zwischen den Zapfen mit ihren Ausnehmungen freigegeben.
Bei der Schwenkbewegung von der Freigabeposition in die in den Fig. 23 und 24 gezeigten Verriegelungsposition gelangt zunächst die Fangfläche 78 über die Finnenkopfplatte 20. Eine eventuell zu hoch angeordnete Finnenkopfplatte kann hierbei aufgrund der Neigung der Fangfläche mit ihrer Oberseite 20e trotzdem erfasst, in die Ausnehmung 74 gelangen und leicht nach unten gedrückt werden. Nachfolgend gelangt die Auflagefläche 77 in Kontakt mit der Oberseite 20e der Finnenkopfplatte 20 und hält diese nach unten nieder. Mit der Ausgleichsfläche 76 kann durch Nachdrücken mittels des Riegels 70 ein eventuell vorhandenes Spiel, insbesondere zwischen dem Riegel 70 und der Finnenkopfplatte 20, ausgeglichen und trotz des Spiels die Finnenkopfplatte 20 niedergehalten werden.
Wie ebenfalls in den Fig. 21 - 24 zu entnehmen ist, ist in den Bereichen der Oberseite 20e der Finnenkopfplatte 20, in denen letztere in Kontakt mit jeweils einem der Riegel 71 gelangt, eine Ausgleichsplatte 80 in die Finnenkopfplatte eingesetzt. Durch diese kann individuell für jeden Riegel 71 die Auflagefläche angepasst werden. Abnutzungen können durch Austausch der Ausgleichsplatten kompensiert werden. Schwenkriegel 71 und Ausgleichsplatten 80 können so auch entsprechend ihrer Aufgabe im verwendeten Werkstoff optimal gepaart und angepasst werden.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Hubkiele sind bei erfindungsgemäßen Lösungen die bisher benutzten Führungsschienen zur Führung der Finneneinrichtung nicht erforderlich. Eine Möglichkeit zur sicheren Führung besteht bei erfindungsgemäßen Lösungen darin, die Finneneinrichtung in der Kielaufnahme 5, insbesondere im Kiel-Modul 75, wie es in Fig. 21 gezeigt ist, zu führen. Eine solche Führung kann durch auswechselbare seitliche Gleitlager 83 an der Finnenkopfplatte 20 vorgenommen werden, die sich auf Gleitflächen 84 der Kielaufnahme 5, bzw. des Kiel-Moduls 75 bewegen. Die Finne 4 selbst kann durch die zuvor bereits erwähnten gefederten Andruckrollen geführt werden, wodurch Verkratzungen der Lackschicht der Finne vermieden werden kann. Sobald die Finne ganz eingefahren ist sorgt eine formschlüssige Verbindung, insbesondere eine Verzapfung 35 am oberen Ende der Kielbox, insbesondere der Kielboxdeckplatte, mit der Finneneinrichtung, insbesondere mit der Finnenkopfplatte 20, für eine sichere und spielfreie Lagerung der Finneneinrichtung. Dies gilt insbesondere wenn vorzugsweise gleichzeitig am anderen Ende der Finneneinrichtung das Ballastgewicht formschlüssig gegen die Unterseite des Schiffsrumpfs anliegt.
Formschluss des Ballastgewichts/Finne mit dem Schiffsboden Das untere Ende der Finne kann entweder über die Andruckrollen oder durch einen Formschluss zwischen Ballastgewicht und Kielmodul positioniert und stabilisiert werden. Dieser Formschluss sorgt auch beim Trockenfallen dafür, dass das Bootsgewicht, anstatt über die Kielbox bzw. das Deck und die Schiffshülle, direkt über das Ballastgewicht abgeleitet wird. Kann je nach gewähltem Hub und Tiefgangdas Ballastgewicht nicht ganz herangezogen werden, kann die Finne im unteren Teil entsprechend verdickt sein und bei Einzug so den Formschluss mit dem Schiffsrumpf bilden.

==> Hydraulik-Auspress-Vorichtung

Zum Lösen der formschlüssigen Verbindung können wegen dem ungünstigen Hebelverhältnis hohe Kräfte notwendig sein. Auch Korrosion und Materialauswahl haben auf diese Kräfte einen Einfluss. Zur Unterstützung des Hubzylinders können nun entsprechende hydraulische Auspresshilfen die Finnenkopfplatte anheben. Diese benötigen im Gegensatz zum Hubzylinder nur einen geringen Weg.

==> Hochdruck-Auspress-Vorichtung

Weiterhin könnten Bohrungen im Kielmodul zu der formschlüssigen Verbindung derart angebracht sein, dass bspw. Wasser mit hohem Druck dazwischen geleitet wird und so die notwendige Auspresskraft erreicht wird. Um einem Verkanten der Verzapfung vorzubeugen, bestehen vorzugsweise mehrere Kreise, so dass kann gewählt werden kann, wo und mit welchem Druck ausgepresst wird. Ein Kraftsensor könnte diese Verkantung messen und die einzelnen Kreise steuern.
==> automatische Verriegelung/Lösen des Hubkielzylinders zur Wartung Der Hubzylinder greift tief in der Finne ein und ist dort schwierig zu montieren. Deshalb kann eine Vorrichtung vorhanden sein um ihn dort automatisch montieren bzw. zur Wartung lösen zu können. Dazu ist in der Finne oder am Ende des Hubzylinders ein Kupplungsmaul ähnlich wie für Traktoren und Anhänger angebracht, das automatisch einschnappt wenn der Hubzylinder in die Finne eingeschoben wird. Das Lösen kann mithilfe einer mechanischen Vorrichtung (Gestänge, Zugseil), einer elekromagetischen Vorrichtung (Elektromagnet) oder einer hydraulischen Vorrichtung geschehen, die den Kupplungsmaulriegel bei Bedarf öffnet.
Um beim Crash einen Teil der auftretende Energie zu absorbieren, erhält das Ballastgewicht in der Spitze eine Knautschzone (Bild). Diese wird sich beim Aufprall deformieren und die Bremsbeschleunigung reduzieren, so dass die in die Finne eingeleitenden Kräfte erheblich reduziert werden. Diese Knautschzone kann unterschiedlich ausgeführt werden (Bild); bspw. aus einem verkleideten Rohrpaket, das durch Stauchung Energie aufnimmt. Solche mit Kunstoff verkleidete Pakete vermeiden grössere Schäden an der Bootsstruktur und können im Schadensfall überall leicht ausgetauscht werden. Prinzipiell sind sie auch für Festkiele geeignet.
Das Kielbox-Modul kann ebenfalls mit definiert vorverformbaren Elementen versehen sein, um im Falle eines Crash auch durch diese austauschbare Baugruppe Crashkräfte aufnehmen zu können. Zudem kann das Kielbox-Modul als standardisierte Baugruppe vorgesehene sein, die in verschiedene Schiffsrumpfe eingesetzt wird und so eine wirtschaftliche Serienfertigung von Hubkielen zu ermöglichen. Unterschiedliche Bootsgrößen können hierbei durch eine geringe Anzahl von unterschiedlich dimensionierten Kielbox-Modulen und deren jeweilige Finneneinrichtung erfasst werden.

Es liegt im Rahmen der Erfindung die in den verschiedenen gezeigten und zuvor erörterten Ausführungsformen auch miteinander zu kombinieren.

Bezugszeichenliste

1	Hubkielvorrichtung	21	Verschiebeweg
2	Finneneinrichtung	22	Verschlussplatte
3	Längsspante	23	Ablauf
4	Finne	24
4a	Beplankung	24a	Knautschzone
5	Kielaufnahme	25	profilierte Führung
5a	Seitenwand	25a	Führungsteil
5b	Seitenwand	25b	Führungsteil
5c	obere abgefaste Seitenkante	26	Balastkörperteil
6	Kulissenplatte	29	Zapfen
7	Kulisse	30	Kielbox
8	Öffnung	31	Kielboxdeckplatte
9	Durchgangsausnehmung	32	Deck
9a	Längsachse	33	Hebeeinrichtung
9b	oberer Abschnitt	34	Führungsblock
9c	unterer Abschnitt	35	Führungszapfen
11	Durchgangsloch	37	Rohr
12	Knotenblech	38	Längsschweißnaht
14	Bolzeneinrichtung	39	Knieblech
15	Verriegelungsbolzen	40	Längsblech
15b	Deformationsglied	44	Deformationselement
15c	abgeschrägte stirnseitige Fläche	45	Bolzen
16	federelastisches Element	46	Finnenführung
17	Kolben	47a-e	Führungsbolzen
18	Deformationsglied	48	Vorspannmutter
20	Finnenkopfplatte	49	Federelement
20a	Seitenwand	51	Biegehaler
20b	Seitenwand	51a	Halteschenkel
20c	geneigte Fläche	51b	Befestigungsschenkel
20d	Unterseite	52	Rolle
20e	Oberseite	53a	Aufsatz
53b	Negativform	73	Hydraulikzylinder
54	Schweißkragen	74	Nutförmige Ausnehmung
55	Schweißfase	75	Kiel-Modul
56a-c	Anschluß	76	Ausgleichsfläche
57	Handrad	77	Auflagefläche
58	Gewindespindel	78	Fangfläche
59	Kardangelenk	79	Auswerferfläche
60	Rutschelement	80	Ausgleichsplatte
61	Anschlagelement	83	Gleitlager
62	Ausformung	84	Gleitfläche

70	Riegeleinrichtung
71	Riegel
72	Achse

Claims

Hubkielvorrichtung für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot, die eine Hebeeinrichtung für eine absenkbare und einziehbare Finneneinrichtung aufweist, die mit einer Finne (4) und daran angeordneter Finnenkopfplatte (20) versehen ist, die Finnenkopfplatte bei abgesenkter Finne in Anlage gegen eine zur dauerhaften Verbindung mit einem Schiffsrumpf vorgesehenen Kielaufnahme (5) gelangt, die ferner mit einer Verriegelungseinrichtung versehen ist, mit der eine aufhebbare Verriegelung zwischen der Finnenkopfplatte (20) und der Kielaufnahme (5) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung mit zumindest einem schwenkbaren Riegel versehen ist, der in einer Freigabeposition und in einer Verriegelungsposition anordenbar ist, wobei der Riegel in der Verriegelungsposition mit einer Ausnehmung die Finnenkopfplatte erfasst.
Hubkielvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im ausgefahrenen Zustand der Finneneinrichtung formschlüssige Verbindung zwischen der Finneneinrichtung und der Kielaufnahme (5), sowie durch die Verriegelungseinrichtung, mit der die Finnenkopfplatte in ihrer formschlüssigen Anordnung gehalten wird.
Hubkielvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine formschlüssige Verbindung zwischen der Finneneinrichtung und der Kielaufnahme (5) mit konisch ausgebildeten Formschlußelementen.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine lösbare formschlüssige Verzapfung oder Verschraubung zwischen der in der Kielaufnahme angeordneten Verriegelungseinrichtung und der Finneneinrichtung in deren ausgefahrenen Zustand.
Hubkielvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die in die Kielaufnahme vollständig integrierte Verriegelungseinrichtungen.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Finnenkopfplatte über einen oder mehrere Zapfen oder Bolzen verfügt, die im ausgefahrenen Zustand der Hubkielvorrichtung in Löcher der Kielaufnahme eingreifen und die Finnenkopfplatte und Kielaufnahme somit miteinander verzapft sind.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine bei eingefahrener Finne formschlüssige Verbindung zwischen einem oberen Ende einer Kielbox (30) mit der Finneneinrichtung (2).
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung zwischen dem oberen Ende der Kielbox (30) mit der Finneneinrichtung (2) eine Verzapfung (35) der Kielboxdeckplatte mit der Finnenkopfplatte (20) aufweist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Riegel der Verriegelungseinrichtung in Anlage gegen eine Oberseite der Finneneinrichtung bringbar ist, um hierdurch eine zumindest mit einer vertikalen Komponente versehene Niederhaltekraft auf die Finneneinrichtung auszuüben.
Hubkielvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Riegel um eine Schwenkachse schwenkbar ausgebildet ist, wobei eine Schwenkbewegung des Riegels vorzugsweise als nicht manuell angetriebene Bewegung ausführbar ist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der beiden vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Riegel mit einer Auflagefläche versehen ist, mit der der Riegel in Anlage gegen eine Oberseite der Finnenkopfplatte bringbar ist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Riegel der mit einem Auswerfermittel versehen ist, durch die der Riegel bei einem Aufheben der Verriegelung zumindest Unterstützung leistet, um die Finneneinrichtung von ihrer verriegelten Position zu lösen.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Riegel, der mit einem Fangmittel versehen ist, durch die eine eventuell zu hoch stehende ausgefahrene Finne nach unten in ihre Sollposition für die Verriegelung drückbar ist, mit einem Auflagemittel versehen ist, das die Finne nach unten hält sowie mit einem Ausgleichsmittel versehen ist, mit dem eventuell zwischen dem Riegel und der Finne in der Verriegelungsposition vorhandenes Spiel ausgleichbar ist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine nutförmige Öffnung des zumindest einen Riegels, in die ein Randbereich der Finnenkopfplatte aufnehmbar ist, insbesondere derart aufnehmbar ist, daß eine an der Innenseite der Nut ausgebildete Auflagefläche in Anlage gegen eine Oberseite der Finnenkopfplatte bringbar ist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in die Finnenkopfplatte eingesetzte zumindest eine Ausgleichsplatte, die zur Anlage gegen die Auflagefläche des zumindest einen Riegels vorgesehen ist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot, die eine absenkbare und einziehbare Finneneinrichtung aufweist, die mit einer Finne und einem an der Finne angeordneten Balastkörper versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen Finne und Ballastkörper als Formschluss ausgeführt ist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, für ein Schiff, insbesondere für ein Segelboot, die eine Hebeeinrichtung für eine absenkbare und einziehbare Finneneinrichtung aufweist, die mit einer Finne und daran angeordneter oberer Finnenkopfplatte und unterem Ballastkörper versehen ist, die Finnenkopfplatte bei abgesenkter Finne in Anlage gegen eine zur dauerhaften Verbindung mit einem Schiffsrumpf vorgesehenen Kielaufnahme gelangt, gekennzeichnet durch Mittel zur vorbestimmten Verformung im Falle eines Crashs, insbesondere mit einem Ballastkörper, der in seinem vorderen Bereich mit einer Knautschzone ausgestattet ist.
Hubkielvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Crashfall der Kraftfluß von der Finne in deren Finnenkopf, und anschließend über die Verriegelungseinrichtung in die Kielaufnahme in einen Rumpf des Schiffs verläuft.