SE444296B

SE444296B - Device for keels on boats

Info

Publication number: SE444296B
Application number: SE8101365A
Authority: SE
Inventors: Maj-Britt Bohlin
Original assignee: Bohlin Maj Britt
Priority date: 1981-03-03
Filing date: 1981-03-03
Publication date: 1986-04-07
Also published as: SE8101365L

Abstract

Described here is a device for keels on boats, preferably sail boats (1) of the so-called displacement type, with a fin keel (2) which extends relatively deeply under the hull's below waterline body. The device, according to the invention, is innovative in that the keel is equipped with a fixed pliable section (5) along its forward part which is designed to be ductile with a primarily horizontal impact force against the unit.<IMAGE>

Description

40 45 50 55 60 65 70 fi" i s1(o 1l36s- aii i. _ Det är bekant att man för att lösa problemet anordnat köl-“M- infästningen till skrovet att vara särskilt stark med lastfördelan- * de förstärkningar i skrovet. Han har vidare i något fall bekant an-, ordningar, som syftar till att styra en eventuell skada till att inte nödvändigtvis innebära risk för läckage. Nackdelen med dessa anordningar är i första hand att de har en marginell effekt, dvs ”säker grundstötningsfart' (ingen farlig skada på kölinfästningen) är jämförelsevis oväsentligt ökad. I andra hand innebär de en ökad vikt och fördyring av båten. 40 45 50 55 60 65 70 fi "i s1 (o 1l36s- aii i. _ It is known that in order to solve the problem the keel- M attachment to the hull has been arranged to be particularly strong with load-distributing reinforcements in the hull. He also has in some cases known devices which aim to control a possible damage so as not to necessarily involve a risk of leakage.The disadvantage of these devices is primarily that they have a marginal effect, ie 'safe grounding speed' ( no dangerous damage to the keel attachment) is comparatively insignificantly increased, on the other hand they increase the weight and increase the cost of the boat.

Grundläggande tekniskt sett är problemet förbundet med frågan om energiomvandling. Båten, som oftast har en väsentlig massa, representerar med sin fart över grund en viss rörelseenergi, som beror av båtens massa/vikt och fart. Farten är särskilt väsent- lig då rörelseenergin beror av hastigheten i kvadrat. Vid grundstöt- ningen måste båtens rörelseenergi obetingat omvandlas - helt eller delvis - till annan energiform, i detta sannmnhang till arbete.Basically, technically, the problem is related to the issue of energy conversion. The boat, which usually has a significant mass, represents with its speed above ground a certain kinetic energy, which depends on the boat's mass / weight and speed. Speed is particularly important as the kinetic energy depends on the speed squared. During the grounding, the boat's kinetic energy must be converted unconditionally - in whole or in part - to another form of energy, in this context to work.

Helt omvandlas, om båten kommer till fullt stopp, delvis omvandlas, om båten endast delvis bromsas upp, s a s slinter av grundet, vid grundstötningen.Completely transformed, if the boat comes to a complete stop, partially transformed, if the boat is only partially braked up, so slips off the ground, at the grounding.

Vid omvandlingen av rörelseenergin till arbete komer sam- bandet mellan last (kraft) och väg (deformation) in. Vid liten defor- mation, dvs stor styvhet blir lasten hög då arbetet är produkten av kraft och väg. Omvänt blir lasten liten vid stor defonmation. Dä kölen oftast är utförd i järn, bly eller annat 'hårt' material är styvheten hos kölens anslagsdel stor (= liten deformation). Kraften blir då stor och den ger upphov till en deformation i kölens infäst- ningspunkter. Skrovet och infästningspunkterna kan normalt accep- tera endast en alltför liten elastisk deformation. Följden blir en permanent deformation, dvs bristning i kölinfästningen.When converting kinetic energy into work, the connection between load (force) and road (deformation) comes into play. With small deformation, ie great rigidity, the load becomes high as the work is the product of power and road. Conversely, the load becomes small with large defonmation. As the keel is usually made of iron, lead or other 'hard' material, the rigidity of the impact part of the keel is large (= small deformation). The force then becomes large and it gives rise to a deformation in the attachment points of the keel. The hull and the attachment points can normally accept only a too small elastic deformation. The result is a permanent deformation, ie rupture in the keel attachment.

Uppfinningen syftar till att lösa beskrivna problem och nackdelar medelst en anordning kännetecknad därav, att kölen i sin främre lägst belägna del är försedd med ett orörligt deformations- organ som är anordnat att vara plastiskt deformerbart vid en huvud- sakligen horisontellt mot organet verkande anslagskraft. §«»ea 75 80 85 90 95 100 105 ning till - , - =.s ag. -.,- uppffnfnagen sam 1 ae: följande beskrivas-eo namns- ett på bifogade ritning visat utförandeexenpel._'I:*f}¿ Fig 1 visar schematiskt undre delen av skrovet pl en segel-I f:^É båt, sedd från'sidan och delvis i sektion, med en köl med " i en anordning enligt uppfinning, vidare med punktstreckad kontur ett bottenhinder liggande omedelbart framför anord-0 ningen.The object of the invention is to solve the described problems and disadvantages by means of a device characterized in that the keel in its front lowest part is provided with a non-movable deforming member which is arranged to be plastically deformable at a striking action acting substantially horizontally against the member. § «» ea 75 80 85 90 95 100 105 ning till -, - = .s ag. Fig. 1 is shown in the following drawing. Exemplary embodiment shown in the accompanying drawing. Fig. 1 schematically shows the lower part of the hull of a sail-I f: ^ É boat, seen from the side and partly in section, with a keel with "in a device according to the invention, further with a dotted contour a bottom obstacle lying immediately in front of the device.

Fig 2 visar anordningen med anslutning till kölen sedd från sidan och i större skala.Fig. 2 shows the device with connection to the keel seen from the side and on a larger scale.

Fig 3 visar en horisontell sektion, som är tagen längs en linje III - III i fig 2.Fig. 3 shows a horizontal section taken along a line III - III in Fig. 2.

Fig 4 visar en vertikal sektion, som är tagen längs en linje IV - IV i fig 2.Fig. 4 shows a vertical section taken along a line IV - IV in Fig. 2.

Fig 5 visar anordningen enligt fig 1 men efter att ha de- formerats under inverkan av bottenhindret. Medelst pilar är angivet kraftspelet mellan bottenhindret, kölen och skrovet. ' I Fig 6 visar ett alternativt utförandeexempel av anordning- en i en vertikal sektion längs en linje VI - VI i fig 2.Fig. 5 shows the device according to Fig. 1 but after being deformed under the influence of the bottom obstacle. Arrows indicate the force play between the bottom obstacle, the keel and the hull. Fig. 6 shows an alternative embodiment of the device in a vertical section along a line VI - VI in Fig. 2.

Fig I visar ett alternativt utförandeexempel av anordning- en i en horisontell sektion, som är tagen längs en linje VII - VII i fig 2.Fig. 1 shows an alternative embodiment of the device in a horizontal section, which is taken along a line VII - VII in Fig. 2.

Fig 8 visar ett alternativt utförandeexempel av anordning- en sedd från sidan oçh i anslutning till kölen.Fig. 8 shows an alternative embodiment of the device seen from the side and adjacent to the keel.

Fig 9 visar en horisontell sektion, som är tagen längs en linje IX - IX i fig 8. ' . ._13- 110 115 120 125 130 135 140 På fig 1 på ritningen betecknar 1 ett segelbåtsskrov som-Éf;, har akteröver ett roder och midskepps en köl 2, som sträcker sig w nedåt och under skrovet. Segelbåten är av s k deplacementtyp och kölen har stor massa. Kölen är infäst till skrovet medelst fästbul-;¿ tar 3 i förstärkningsbalkar 4 på skrovet. 1 kölens frmre och nedre V del är anordnat ett deformationsorgan 5, som är avsett att vara se- V gelbåtens primära kontaktdel mot ett bottenhinder 6 i händelse av en grundstötning. Deformationsorganet 5 visas nänmare i fig 2-4. 7 betecknar ett skal, som är utfört i tunn plåt, armerad plast eller liknande och vars mantelyta väl ansluter till kölens form. Drganet 5 fyller volymmässigt en ursparing 8 i främre och nedre delen av kölen, som är utförd i järn, bly eller liknande tungt och hårt mate- rial. I direkt anslutning till ursparingen 8 avgränsas organet 5 av flänsförsedda infästningsplåtar 9 och 10, vars flänsar väl ansluter till ursparingens kantkontur. Organet är medelst skruvar 11 åtmin- stone i den vertikala infästningsplåten 9 demonterbart fäst till kölen. Den horisontella fästplåtens 10 flänsar är anpassade till kölens kontur för att hålla organet på plats. Vid behov kan själv- fallet även fästplåten 10 vara fastskruvad. Utrymmet inneslutet av skalet 7 och infästningsplåtarna 9 och 10 är fyllt med ett huvud- sakligen plastiskt deformærbart material 12. Ett lämpligt material är exempelvis cellplastmaterial, polyuretanskum, som har givits en anpassad och ändamålsenlig deformationskaraktäristik.Fig. 9 shows a horizontal section taken along a line IX - IX in Fig. 8. '. ._13- 110 115 120 125 130 135 140 In Fig. 1 of the drawing, 1 denotes a sailboat hull which -Éf ;, has a stern above a rudder and amidships a keel 2, which extends w downwards and below the hull. The sailboat is of the so-called displacement type and the keel has a large mass. The keel is attached to the hull by means of mounting bolts 3 in reinforcing beams 4 on the hull. Arranged in the front and lower V part of the keel is a deformation member 5, which is intended to be the sailboat's primary contact part against a bottom obstacle 6 in the event of a grounding. The deformation member 5 is shown in more detail in Figs. 2-4. 7 denotes a shell, which is made of thin sheet metal, reinforced plastic or the like and whose mantle surface connects well to the shape of the keel. The volume 5 fills in volume a recess 8 in the front and lower part of the keel, which is made of iron, lead or similar heavy and hard material. In direct connection to the recess 8, the member 5 is delimited by flanged fastening plates 9 and 10, the flanges of which connect well to the edge contour of the recess. The member is removably attached to the keel by means of screws 11 at least in the vertical fastening plate 9. The flanges of the horizontal mounting plate 10 are adapted to the contour of the keel to hold the member in place. If necessary, the mounting plate 10 can of course also be screwed on. The space enclosed by the shell 7 and the fastening plates 9 and 10 is filled with a substantially plastically deformable material 12. A suitable material is, for example, cellular plastic material, polyurethane foam, which has been given an adapted and expedient deformation characteristic.

Deformationskaraktären hos organet är anpassad till håll- fastheten hos kölens infästningsbultar 3 och skrovets fórstärknings- balkar 4. Den i fig S visade bakåtriktade kraften Pk uppstår när grundet påseglas av båten. Storleken av kraften Pk är primärt bero- ende av båtens massa och av kvadraten på påseglingsfarten, sekundärt beroende av deformationen hos köl-skrov-systemet. På flertalet båtar är såväl köl som kölskrovinfästningen mycket styv och deformationen därför liten innan skada på skrovet uppstår. Under inverkan av kraf- ten Pk belastas främre kölinfästningen av den nedåtriktade kraften Pf och den horisontella kraften Ph. Den bakre kölinfästningen be- lastas med den uppåtriktade kraften Pb och den horisontella kraften Ph. Storleken på krafterna Pf, Pb och Ph, av vilka Pf och Pb erfaren- 145 150 155 160 165 170 175 180 hets-lama: sr nes: 'ramar fursxravinfnsunngen, bem i primärt av °,) av anslagets avstånd (h) från kölinfästningsbultarnaëf'Y och avståndet (b) mellan kölbultarna. Då kölen oftast sträcker sig»{ långt under skrovets botten och då anslaget vid en grundstötning _W oftast träffar kölens nedersta del brukar avståndet h vara väsent- , ligt. Vid kortkölade båtar kan avstånden h och b vara ungefär samma, varvid krafterna Pf och Pb blir ungefär lika stora som kraften Pk.The deformation character of the member is adapted to the strength of the keel mounting bolts 3 and the hull reinforcing beams 4. The rearward force Pk shown in Fig. S arises when the base is sealed by the boat. The magnitude of the force Pk is primarily dependent on the mass of the boat and on the square of the approach speed, secondarily depending on the deformation of the keel-hull system. On most boats, both the keel and the keel hull attachment are very stiff and the deformation is therefore small before damage to the hull occurs. Under the influence of the force Pk, the front keel attachment is loaded by the downward force Pf and the horizontal force Ph. The rear keel attachment is loaded with the upward force Pb and the horizontal force Ph. The magnitude of the forces Pf, Pb and Ph. 'Y and the distance (b) between the keel bolts. As the keel usually extends »{far below the bottom of the hull and when the impact during a grounding _W usually hits the lower part of the keel, the distance h is usually significant. In the case of short-cooled boats, the distances h and b can be approximately the same, the forces Pf and Pb being approximately equal to the force Pk.

Vid grundstötning med båtar utan deformationsorganet 5 blir som tidi- gare behandlats deformationen obetydlig på grund av kölens och in- fästningens styvhet. Med ett defonmationsorgan anordnat enligt upp- finningen minskas kraften Pk och därmed Pf, Pb och Ph i motsvarande ågrad. Minskningen beror av defonnationssträckan d hos organet. Anta- ges 'ofarlig' deformation hos en båt utan organet vara ca 1 cm och med organet ca 10 cm blir de nämnda krafterna med organet endast 1/10 av krafterna på en båt utan organet. Detta innebär praktiskt att den 'säkra påseglingsfarten' för en båt med en anordning enligt uppfinningen och exemplifierad deformation skulle bli mer än 3 gånger högre med oförändrad kölinfästning. Omvänt - med oförändrad säker påseglingsfart - kan kölinfästningen väsentligt förenklas med åtföl- jande vinster i vikt, kostnad och komfortutrymme. Väsentligt för uppfinningstanken är att organets 5 deformationskaraktäristik är så anpassad att grundstötningskraften Pk utifrån båtens massa och önskad säker påseglingsfart blir mindre än den kraft, som motsvarar hållfastheten hos kölinfästningen.In the case of grounding with boats without the deformation member 5, as previously treated, the deformation becomes insignificant due to the rigidity of the keel and the attachment. With a defamation member arranged according to the invention, the force Pk and thus Pf, Pb and Ph are reduced to a corresponding degree. The decrease is due to the defonation distance d of the organ. It is assumed that the 'harmless' deformation of a boat without the member is about 1 cm and with the member about 10 cm the mentioned forces with the member become only 1/10 of the forces on a boat without the member. This practically means that the 'safe sailing speed' for a boat with a device according to the invention and exemplified deformation would be more than 3 times higher with unchanged keel attachment. Conversely - with unchanged safe approach speed - the keel attachment can be significantly simplified with accompanying gains in weight, cost and comfort space. It is essential for the inventive idea that the deformation characteristics of the member 5 are adapted so that the ground impact force Pk based on the mass of the boat and the desired safe sailing speed becomes less than the force corresponding to the strength of the keel attachment.

Som alternativa utförandeexempel visas i fig 6 att defonna- tionsmaterialet är utfört av s k honey-comb strukturerad plåt l2a.As an alternative embodiment, it is shown in Fig. 6 that the deposition material is made of so-called honey-comb structured plate l2a.

I fig 7 är deformationsmaterialet 12b utfört som veckad järn- eller blyplåt. 0 Under det att i fig I-7 visas utförandeexempel där en ur-» sparing 8 i kölen ger plats åt organet 5 visas i fig 8 och fig 9 ett praktiskt utförandeexempel där organet 5 är anordnat att till sin helhet ligga utanför kölen på en båt, som inte redan vid byggna-m den har försetts med anordningen. Det arbetsupptagande deformations- materialet 12 fyller här utrymmet som begränsas av det utanpå kölen:ï liggande skalet 7 och kölens 2 befintliga yta. ~ .ffifr a .w lä ar 'felt-ulﬁ nå.. i 185 190 195 200 utföres aefamzfanmzarsale: 12 1 en mearnilpiasta eller liknande) med ur praktisk synpunkt tillräcklig ythärdhet och med i övrigt ändamålsenlig deformationskaraktäristik, kan skalet 7 med fördel uteslutas. l 7 Ünﬁ Likaså kan infästningsplátarna 9 och 10 uteslutas om orga- net anordnas fast förbundet med kölen eller om deformationsmateria- let 12 som sådant är anordnat som fäste för organet till kölen. d Utförandeformer av anordningen där organet är lätt demon- terbart och utbytbart erbjuder den stora fördelen att väsentligt förenkla och förbilliga reparationsarbetet, som kan erfordras efter en grundstötning.In Fig. 7, the deformation material 12b is made as a folded iron or lead sheet. While Figs. I-7 show exemplary embodiments where a recess 8 in the keel provides space for the member 5, Fig. 8 and Fig. 9 show a practical embodiment in which the member 5 is arranged to lie completely outside the keel of a boat. , which has not already been fitted with the device during construction. The work-absorbing deformation material 12 here fills the space delimited by the shell 7 lying on the outside of the keel and the existing surface of the keel 2. ~ .ffifr a .w läar 'felt-ul ﬁ nå .. in 185 190 195 200 is performed aefamzfanmzarsale: 12 1 a mearnilpiasta or similar) with from a practical point of view sufficient surface hardness and with otherwise expedient deformation characteristics, the shell 7 can be advantageously omitted. l 7 Ün ﬁ Likewise, the fastening plates 9 and 10 can be excluded if the member is arranged fixedly connected to the keel or if the deformation material 12 as such is arranged as a fastening for the member to the keel. d Embodiments of the device where the member is easily disassembled and replaceable offers the great advantage of substantially simplifying and cheapening the repair work, which may be required after a grounding.

Ehuru ovan beskrivits och på ritningar visats några utfö- randeformer av uppfinningen, är det uppenbart. att uppfinningen ej får betraktas som begränsad härtill, utan omfattar jämväl varje mo- difikation eller tillämpning, som inses av fackmannen, och faller inom ramen för den i bifogade patentansprák angivna uppfinningstan- ken.Although some embodiments of the invention have been described above and shown in drawings, it is apparent. that the invention may not be construed as limited thereto, but likewise encompasses any modification or application which will be appreciated by those skilled in the art, and falls within the scope of the inventive concept set forth in the appended claims.

Claims

205 210 215

1. Device for keels on boats, preferably sail bolts of s & ¿_f? displacement type with a fin keel, which extends relatively deep ¥ ”l under the boat's underwater slope ﬂ pv. It is known from the fact that the keel in its front lowest part is provided with a movable deformation member, which is arranged to be plastically V deformable at an impact force acting substantially horizontally towards the member. Device according to patent claim 1, characterized in that the deformation member is made of a material, the structure of which is of a cellular nature (eg cellular plastic, honeycomb material), which collapses upon deformation. Device according to patent claim 1, characterized in that the deformation member is built up of plastically deformable metal members, which are arranged at mutual intervals.