NL1027410C1 - Inrichting voor het op een zeilschip verminderen van de rotatiesnelheid van de aan de mast bevestigde giek van een grootzeil tijdens het gijpen. - Google Patents

Description

*·

Inrichting voor het op een zeilschip verminderen van de rotatiesnelheid van de aan de mast bevestigde giek van een grootzeil tijdens het gijpen

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het op een zeilschip 5 verminderen van de rotatiesnelheid van de aan de mast bevestigde giek van een grootzeil tijdens het gijpen.

Bij een voordewindse koers van een zeilschip, dat wil zeggen de situatie waarbij de windrichting samenvalt of bijna samenvalt met de bewegingsrichting van het zeilschip,, 10 zal het grootzeil geheel over bakboord (links ten opzichte van de vaarrichting) of stuurboord (rechts te opzichte van de vaarrichting) uit staan. Dit om maximaal nut te hebben van de stuwkracht van de wind. Dé draaibeweging van het grootzeil, met de giek waaraan het grootzeil is bevestigd van volledig uitstaand op stuurboord naar volledig uitstaand op bakboord en vice versa noemt men “gijpen”. Deze manoeuvre is 15 schematisch weergegeven in figuur 1.

Terwijl de stand en de draaiende beweging van de giek met grootzeil bij iedere andere koers door de bemanning van het schip kan worden beheerst door middel van aanhalen of vieren van de grootschoot, is dat bij het gijpen nauwelijks mogelijk, althans zeer 20 moeilijk. Een ervaren zeiler kan bij een lagere windsnelheid nog wel een gecontroleerde gijp uitvoeren maar bij hogere windsnelheden is dit niet mogelijk omdat de snelheid van de draaibeweging van de giek dan niet voldoende kan wórden beheerst met de grootschoot (lijn met katrollensysteem waarmee de bemanning de stand en draaibeweging van de giek regelt).

25

Bovendien kan bij een voordewindse koers reeds bij een onbedoelde kleine wijziging van die koers (bijvoorbeeld door stroming of hoge golven) en als de windrichting verandert (de wind ruimt of krimpt) plotseling een gijp optreden. In die gevallen is er van enige beheersing van de draaibeweging van de giek al helemaal geen sprake en de 30 giek draait daardoor met zeer hoge snelheid en kracht van stuurboord naar bakboord of vice versa. In dergelijke gevallen spreekt men van een “klapgijp”.

Door een klapgijp ontstaat dikwijls schade aan het schip en het is ook niet alleen denkbeeldig dat een schip dan omslaat of dat in de kuip van het schip staande personen 1027410- τ.

' 2 worden verwond of overboord geslagen door de onverwacht met hoge snelheid draaiende giek.

Om die reden kiest men bij hogere windsnelheid niet voor een gijp maar voor een 5 zogenaamd “stormrondje”. Een stormrondje maakt men door met de boeg van het schip naar en door de wind te draaien om vervolgens in de nieuwe koers voor de wind te geen varen. (In vakjargon “oploeven, overstag gaan en weer afvallen”). Een als ‘stormrondje’ bekende manoeuvre kost echter véél tijd en ruimte, zodat deze niet altijd mogelijk is of gewenst is.

10

Om de gevolgen van een klapgijp te voorkomen is het bekend een zogenaamde bullentalie toe te passen. Dit is een lijn tussen het voorschip en het verst van de mast verwijderde punt van de giek. Een dergelijke lijn verhindert aldus het optreden van de gijp, omdat wordt voorkomen dat het zeil naar achteren, naar zijn neutrale positie 15 beweegt. Het plotseling optreden van een gijp wordt hiermee voorkomen, maar het beheerst gijpen eveneens. Om gewenst te gijpen, moet eerst de bullentalie worden losgemaakt, waarna toch een klapgijp op kan treden.

Uit US-A-967 073 is een inrichting bekend voor het op een zeilschip verminderen van 20 de snelheid van de giek van een grootzeil tij dens het gijpen, omvattende met de giek van het grootzeil verbonden dempingsmiddelen.

Hierbij worden de dempingsmiddelen gevormd door een samenstel van lineaire hydraulische cilinders die door middel van een tandheugel-overbrenging zijn gekoppeld 25 met een zich parallel aan de mast uitstrekkende as, die.met de giek van het grootzeil is verbonden. Omdat deze inrichting tamelijk omvangrijk is, wordt in het octrooischrift voorgesteld deze onder het dek aan te brengen; Ook onder het dek van een zeilschip is de plaats beperkt, in het bijzonder dicht bij de mast. De inrichting is bovendien, vanwege zijn véle onderdelen, kostbaar, 30

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dergelijke inrichting die minder ruimte inneemt en die tegen lagere kosten kan worden vervaardigd.

1027410* ’ 3

Dit doel wordt bereikt met een dergelijke inrichting waarbij de dempingsmiddelen een rotatiedemper omvatten, waarbij de rotatiedemper tussen een vast deel van het zeilschip en de giek is geschakeld.

5 Als gevolg van deze maatregelen wordt een zeer compacte inrichting verkregen, terwijl het aantal externe onderdelen eveneens klein is. Hierdoor is de kostprijs laag.

Deze voordelen worden versterkt wanneer de rotatiedemper van een arm is voorzien, waarbij de rotatiebeweging van de arm ten opzichte van het huis van de rotatiedemper 10 aan demping is onderworpen.

Volgens een eerste voorkeursuitvoeringsvorm is de rotatiedemper in de nabijheid van de mast van het grootzeil geplaatst, is het huis van de rotatiedemper vast met de romp van het schip verbonden en is de arm van de rotatiedemper met de giek van het grootzeil 15 verbonden.

Door deze plaatsing, dicht bij de twee delen waarmee de rotatiedemper moet worden verbonden, is slechts een klein aantal onderdelen noodzakelijk voor verbinding. Dit heeft eveneens een verlagende werking op de kostprijs. Bovendien wordt door een 20 dergelijke inrichting nauwelijks loop- en hoofdruimte verloren.

Weer een andere uitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat het huis van de rotatiedemper in de richting van het schip achter de mast is geplaatst.

25 Deze plaatsing leidt worden de op een zeilschip uit te voeren handelingen zo min mogelijk verstoord en dat op het juiste moment een vrije slag gemaakt kan worden.

Een nog verdere beperking van de door de inrichting ingenomen ruimte en van het aantal noodzakelijke onderdelen wordt verkregen wanneer het huis van de 30 rotatiedemper in de mast van het grootzeil is geïntegreerd.

Voor het vergemakkelijken van de montage van de inrichting volgens de uitvinding op een zeilschip is het aantrekkelijk wanneer de rotatiedemper voorzien is van een op zijn as geplaatste flens en wanneer de arm door middel van koppelmiddelen met de flens is 1027410' 4 4 « r verbonden. Hiermede is het mogelijk aanvankelijk de behuizing van de inrichting te plaatsen en vervolgens de arm met de giek en met de flens te verbinden. Bovendien biedt een flens, wanneer deze daartoe is ingericht, de mogelijkheid de arm onder verschillende hoeken met de flens te verbinden.

5

Bij voorkeur wordt de rotatiedemper door een hydraulische rotatiedemper gevormd. Hiermede worden de voordelen van hydraulische dempers, zoals een klein volume en goede bestuurbaarheid verkregen.

10 Volgens weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm heeft de rotatiedemper een snelheidsafhankelijke karakteristiek. Omdat de demper in het bijzonder voor het voorkomen van klapgijpen wordt toegepast, is deze snelheidsafhankelijke demping van voordeel. De demping is dan zodanig ingesteld dat bij grotere snelheden, die immers het gevaarlijkste zijn, de grootste demping wordt verkregen. Bij lagere snelheden werkt een 15 kleinere demping opdat het gijpen op de gewone wijze kan worden uitgevoerd.

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de karakteristiek van de rotatiedemper instelbaar is. Hiermede wordt het mogelijk de demping aan te passen aan de situatie, hetgeen in het bijzonder bij wedstrijdzeilen aantrekkelijk kan zijn.

20 Bovendien maakt deze uitvoeringsvorm het mogelijk om het moment van aanvang en de mate van de remmende werking telkens op eenvoudige wijze af te stellen naar rato van de grootte van het zeil (de stuwdruk) dat gevoerd zal gaan worden terwijl het eveneens mogelijk is om met dit systeem op eenvoudige wijze de bij het overstag gaan gewenste ongeremde draaibeweging (de vrije slag) van het zeil te regelen.

25

Om in gewone situaties het grootzeil te kunnen laten bewegen, heeft de rotatiedemper bij voorkeur een vrije slag. Ook het kunnen aanpassen van de vrije slag is aantrekkelijk, bijvoorbeeld in zeilwedstrijden.

30 Zowel de instelbaarheid van de vrije slag als van de demping zijn bij voorkeur instelbaar op afstand. Hiermede wordt het mogelijk, bijvoorbeeld vanaf het roer deze parameters te besturen.

1027410- * 5

Weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat dé inrichting een druksensor omvat die is ingericht voor het bij het overschrijden van een voorafbepaalde druk geven van een waarschuwingssignaal.

5 Het waarschuwihgssignaal kan gevormd worden door een geluidssignaal, een lichtsignaal óf een combinatie hiervan. Het waarschuwingssignaal is een signaal voor een gijp. De gewaarschuwde personen kunnen na het signaal een veilige positie opzoeken.

10 De uitvinding is toepasbaar op nieuw te bouwen zeilschepen, maar zij is evenzeer toepasbaar op reeds bestaande zeilschepen. Voor deze laatste situatie verschaft de uitvinding een verzameling onderdelen voor het op een zeilschip aanbrengen van een inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door een van een arm voorziene rotatiedemper.

15

De voordelen van de overige onderconclusies blijken uit de beschrijving.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: 20

Fig 1: een schematisch bovenaanzicht van een zeilschip tijdens het uitvoeren van een gijp:

Fig.2: een schematisch zijaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; 25 Fig.3: een schematisch zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens dé uitvinding;

Fig.4A: een schematisch doorsnede-aanzicht van een cilindrische demper volgens de uitvinding;

Fig.4B: een schematisch dwarsdoorsnede-aanzicht volgens de lijn IV-IV in figuur 4A: 30 Fig.5A: een schematisch doorsnede-aanzicht van een alternatieve uitvoeringsvorm van een cilindrische demper volgens de uitvinding; en

Fig.5B: een schematisch dwarsdoorsnede-aanzicht volgens de lijn V-V in figuur 5A.

1027410' ‘ 6

Een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding is in figuur 2 weergegeven. Deze omvat een rotatiedemper 2, die dient voor het dempen van de rotatiebeweging van het grootzeil 3 van een zeilschip 1 rondom de mast 4 van het zeilschip 1. Het grootzijl is aan zijn onderzijde verbonden met eert giek 5, die door middel van een lummel 6 of een 5 andere scharnierende verbinding draaibaar is verbonden met de mast 4. De rotatiebewegingen van het zeil 3 gaan aldus samen met de rotatiebewegingen van de giek 5.

De rotatiedemper 2 omvat een cilindrisch huis 7 dat vast met de mast 4 is verbonden, 10 bijvoorbeeld door middel van stroppen 8. In het cilindrische huis 7 is een hydraulische demper opgenomen die de rotatie van de flens om de verticale as dempt. Tevens omvat de rotatiedemper een arm 9, die door middel van een scharnier 11 verbonden is met een flens 10 van het cilindrische huis 7. Het scharnier 11 laat een rotatie om een horizontale as toe tussen de flens 10 en de arm 9.

15 Aan de giek 5 is een beugel 12 aangebracht, die aan zijn onderzijde door middel van een bolschamier 13 is verbonden met de arm 9. De lengte van de arm 9 is variabel door middel van een in de arm opgenomen verlengingsmechanisme. Dit mechanisme is noodzakelijk om de lengteverschillen in de afstand tussen de as van het huis 7 en de beugel 12 bij het draaien van de giek 5 te compenseren; de draaipunten vallen immers 20 niet samen.

Dit probleem kan overigens tevens worden opgelost door tussen de beugel 13 en het distale einde van de arm 9 een lijn toe te passen. Hiermee vervalt de noodzaak tot toepassing van een arm 9 met een variabele lengte. Het toepassen van deze lijn heeft 25 een verder voordeel, namelijk het feit dat de rotatie van de giek 5 en de demperarm 9 in de nabijheid van de neutrale positie (waarbij de giek zich parallel aan de bewegingsrichting van het schip uitstrekt) minder sterkt is gekoppeld. Anders uitgedrukt, kan in de nabijheid van deze centrale positie de giek over een zekere slag vrij roteren zonder dat de demper zijn dempende functie uitvoert. Van deze eigenschap 30 wordt gebruik gemaakt tijdens het overstag gaan. Bij overstag gaan is demping immers ongewenst. Uiteraard treedt deze vrije slag eveneens op bij het gijpen, doch de rotatiehoek van het gijpbeweging is in het algemeen groter dan die van het overstag gaan, zodat de lijn reeds tijdens strak is getrokken in een eerder deel van het 1027410- * ' 7 : ; rotatietraject, en het dempende effect hier gehandhaafd blijft, ook tijdens het deeltraject in de nabijheid van de neutrale positie.

Het zal duidelijk zijn dat bij het roteren van de giek rondom de mast, bijvoorbeeld bij 5 een gijp, de rotatiebeweging wordt overgedragen naar de arm en hiermee naar de rotatiedemper. Hierdoor wordt de rotatiebeweging van het zeil en de giek gedempt.

In figuur 3 is een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding afgebeeld, die op de volgende punten afwijkt van de eerste uitvoeringsvorm: 10 - De rotatiedemper is in plaats van in de bewegingsrichting van het schip niet achter de mast geplaatst, maar in de mast geplaatst. Dit is mogelijk bij de thans veelal toegepaste van kunststof, aluminium of andere metalen vervaardigde holle masten. Ter plaatse van de arm moet in de mast een opening worden aangebracht, hetgeen onherroepelijk tot een verzwakking van de mast leidt. Veelal zullen dan ook maatregelen moeten worden 15 genomen om de mast rondom de opening te verstevigen.

- In plaats van een cirkelcilindervormig huis van de vorige uitvoeringsvorm is een huis met de Vorm van een cilinder met als grondvlak een cirkelsector toegepast.

- In plaats van een koppeling tussen giek en arm door middel van een hefboom, zoals bij de vorige uitvoeringsvorm, is de arm met een stijve verbinding verbonden met de giek 20 dan wel gekoppeld met verbindingselement dat glijdbaar met de giek is verbonden. Hierbij vindt de compensatie van het feit dat de draaipunten van arm en giek niet samenvallen* automatisch plaats door verplaatsing van het verbindingselement langs de giek . Overigens treedt ook bij deze uitvoeringsvorm het hierboven beschreven voordeel op van een verminderde demping tijdens het overstag gaan en door de mate van vulling 25 van vloeistof in de cilinder.

Er wordt op gewezen dat bij bovenstaande uitvoeringsvorm, als gevolg van het feit dat de draaipunten van giek en dempingscilinder samenvallen er in principe geen compensatie van de lengte van de arm van de dempingscilinder hoeft plaats te vinden. 30 Dit biedt de mogelijkheid de arm van de dempingscilinder in te bouwen in de giek. Veelal moet dan echter wel een draaipunt worden voorzien voor de beweging in het verticale vlak van de giek. In principe is dit echter mogelijk.

1027410* . ’ 8 i

Volgens een andere uitvoeringsvorm kan de giek direct op de das van dempingscilinder worden bevestigd. De arm en de lummel komen dan te vervallen.

Overigens kunnen de diverse maatregelen van beide uitvoeringsvormen worden 5 gecombineerd.

In de figuren 4A en 4B is een hydraulische demper met een huis 7 in de vorm van een rechte cirkelcilinder weergegeven. In het huis 7 is een as 15 aangebracht, die samenvalt met de as van het huis. De as 15 is door middel van lagers 16 in het huis gelagerd. Aan 10 zijn bovenzijde is de as verbonden met een flens 10, waarop een beugel 18 is bevestigd. De beugel 18 is door middel van een schroefverbinding 19 met de flens verbonden. In de beugel 19 is de arm 9 rondom een horizontale as 21 draaibaar gelagerd.

Binnen het huis is een de as 15 verbonden met een rotor 20. De rotor 20 strekt zich uit 15 vanaf de as 15 tot aan dé inwendige cilinderwand. In het huis 7 is een wand 21 aangebracht die zich uitstrekt tot aan de as 15. In de wand 21 is een opening 22 aangebracht. Wanneer de aldus gevormde configuratie met olie wordt gevuld wordt een dempende werking verkregen. Deze dempende werking kan worden aangepast door de grootte van de openingen aan te passen, een vloeistof te kiezen met een aangepaste 20 viscositeit, de behuizing slechts gedeeltelijk met olie te vullen of door andere maatregelen te nemen die gebruikelijk zijn bij hydraulische dempers, in het bijzonder bij hydraulische rotatiedempers.

Tevens is het hierbij aantrekkelijk een aantal grootheden bestuurbaar te maken, 25 bijvoorbeeld door openingen met een bestuurbare doortocht te gebruiken.

Bij de in figuur 5A en 5B getoonde uitvoeringsvorm wordt een huis gebruikt met de vorm van een cilinder met een grondvlak in de vorm van een cirkelsector. Omdat de maximale rotatieslag van de arm in vele gevallen kleiner zal zijn dan 180°, is dit een 30 ruimtebesparende oplossing. Het is hierbij echter niet mogelijk gebruik te maken van een zich radiaal uitstrekkende wand met een opening voor het beheerst geleiden van de vloeistof; in plaats daarvan wordt bij deze uitvoeringsvorm gebruik gemaakt van een onder het hoofdreservoir aangebrachte ruimte 22 die door middel van openingen 23 met de kamers aan weerszijden van de met de as verbonden rotor is verbonden.

1027410“ * .

9

Het zal duidelijk zijn in plaats van de hier getoonde uitvoeringsvorm andere constructies kunnen worden toegepast en dat de getoonde uitvoeringsvormen kunnen worden gevarieerd. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk een enkel kanaal toe te passen voor het op gecontroleerde wijze met elkaar verbinden van de kamers aan weerszijden van de 5 rotor.

Zoals hierboven reeds is aangegeven is het aantrekkelijk gebruik te maken van op afstand bestuurbare dempingsmiddelen. Het is hierbij mogelijk gebruik te maken van besturen door middel van een galvanische verbinding of door middel van een draadloze 10 verbinding. De hiertoe bruikbare technieken zijn algemeen bekend. Hiermee is het bijvoorbeeld mogelijk een motor te besturen, waarmee de doortocht van een opening in een verbinding tussen de kamers aan weerszijden van de rotor wordt geregeld. Ook andere grootheden van de demper kunnen worden geregeld, zoals de vrije slag of de karakteristiek.

15

102741OS

Claims (17)

1. Inrichting voor het op een zeilschip verminderen van de rotatiesnelheid van de aan de mast van het zeilschip bevestigde giek van het grootzeil tijdens het gijpen, 5 omvattende met de giek van het grootzeil verbonden dempingsmiddelen, met het kenmerk, dat de dempingsmiddelen een tussen de giek en een vast deel van het zeilschip geschakelde rotatiedemper omvatten.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de rotatiedemper van een 10 arm is voorzien, waarbij de rotatiebeweging van de arm ten opzichte van het huis van de rotatiedemper aan demping wordt onderworpen.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de rotatiedemper in de nabijheid van de mast van het grootzeil is geplaatst, het huis van de rotatiedemper vast 15 met de romp van het schip is verbonden en dat de arm van de rotatiedemper van de giek van het grootzeil is verbonden.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het huis van de rotatiedemper in de vaarrichting van het zeilschip achter de mast is geplaatst. 20

5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het huis van de rotatiedemper in de mast van het grootzeil is geïntegreerd.

6. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat 25 de rotatiedemper voorzien is van een op zijn as geplaatste flens, en dat de arm door middel van een losmaakbare verbinding met de flens is verbonden.

7. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de rotatiedemper een hydraulische rotatiedemper is. 30

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de rotatiedemper een snelheidsafhankelijke karakteristiek heeft. 1027410- • ·

9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de karakteristiek van de rotatiedemper instelbaar is.

10. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat 5 de rotatiedemper een vrije slag heeft.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de vrije slag van de rotatiedemper instelbaar is.

12. Inrichting volgens conclusie 9 of 11, met het kenmerk, dat de instelbaarheid op afstand bestuurbaar is. j

13. Inrichting volgens een van de conclusies 7-12, met het kenmerk, dat het huis van de hydraulische demper cirkelcilindrisch is, dat de met de koppelmiddelen 15 verbonden as van de demper in het centrum van de cilinder is aangebracht en dat een rotor van de demper vast met de as is verbonden.

14. Inrichting volgens een van de conclusies 7-12, met het kenmerk, dat het huis van de hydraulische demper de vorm heeft van een cilinder met een cirkelsegment als 20 grondvlak, dat de met de koppelmiddelen verbonden as van de demper zich uitstrekt in het centrum van de cirkel en dat de zuiger met de as is verbonden.

15. Inrichting volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk, dat in het huis een kortsluitleiding is aangebracht, die de twee zich aan weerszijden van de zuiger 25 bevindende kamers met elkaar verbindt.

16. Inrichting volgens een van de conclusies 7-15, met het kenmerk, dat de inrichting een druksensor omvat die is ingericht voor het bij het overschrijden van een voorafbepaalde druk geven van een waarschuwingssignaal. 30

17. Verzameling onderdelen voor het op een zeilschip aanbrengen van een inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door een van een arm voorziene rotatiedemper. 1027410-