CH640464A5

CH640464A5 - Hubkiel fuer sportsegelboote.

Info

Publication number: CH640464A5
Application number: CH679179A
Authority: CH
Inventors: Juergen Dipl Ing Guido; Norbert Binzer
Original assignee: Juergen Dipl Ing Guido
Priority date: 1978-08-10
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1984-01-13
Also published as: IT1122358B; ATA544279A; GB2027642A; DE2835085B1; ES483281A1; DK332579A; FI65404B; DE2835085C2; IT7924684A0; FI792376A7; NL175712B; CA1108481A; SE438134B; SE7906494L; FR2432973A1; NL7905573A; GB2027642B; NL175712C; AT382836B; US4316425A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden Hubkiel für Sportsegelboote.

Bei Hubkielen, deren Ballastgewicht in der Regel mehrere Tonnen beträgt, bereitet die einwandfreie bewegliche Führung und das sichere spielfreie Halten des Kieles im zugeordneten Schacht des Segelbootes erhebliche Schwierigkeiten. Abgesehen davon, dass der senkrecht nach unten oder aus hydrodynamischen Gründen in Fahrtrichtung nach unten hinten schräg geführte Hubkiel bei den bisher bekanntgewordenen Konstruktionen, wie sie beispielsweise in der der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden FR-PS

2 148 864 offenbart sind, zwischen seiner vorderen und seiner hinteren Führung einer ständigen Verkantungsbeanspruchung ausgesetzt ist, führen die während der Liegezeiten im Hafen und während der Fahrt unvermeidlichen seitlichen Schaukelbewegungen des Segelbootes zu ständigen entsprechenden seitlichen Kippbeanspruchungen des Hubkieles in seinen Führungen. Da wegen der Verschiebbarkeit des Hubkieles auf ein gewisses Spiel zwischen den Gleitschuhen des Kieles und den im Schacht des Bootes befindlichen Führungen nicht verzichtet werden kann, führen die ständigen Wechselbeanspruchungen zu entsprechend starken Ver-schleissbeanspruchungen und störenden Geräuschen, die ihrerseits wiederum zu Spielvergrösserungen und damit zu einer Verstärkung der ursprünglichen Nachteile führen.

Bei der genannten bekannten Hubkielführung hat man den vorgenannten Schwierigkeiten dadurch zu begegnen versucht, dass man entlang den beiden Längskanten des Hubkieles im Schacht Führungen vorgesehen hat, die zugeordnete Gleitschuhe des Hubkieles entlang und beiderseits deren vor der benachbarten Längskante des Hubkieles verlaufenden Aussenkante führen, wobei jeder Gleitschuh nach jeder der drei zugeordneten Führungsflächen seiner Führung hin voneinander unabhängige Gleitstücke aufweist, von denen die beiden seitlichen in ihrem gegenseitigen Abstand im Sinne einer gewünschten Spieleinstellung zu den Führungen veränderbar sind. Damit die Führungsstücke an den zugeordneten Führungsflächen nach Möglichkeit stets flächig anliegen, sind sie am Hubkiel ausserdem in gewissem Umfange kippbar gelagert. Trotz dieser sehr aufwendigen Konstruktion kann aber nicht auf ein gewisses seitliches Spiel der Gleitschuhe in den Führungen verzichtet werden, welches bei den betriebsmässigen seitlichen Schaukelbewegungen des Segelbootes nach wie vor zu entsprechend wechselnden relativen Kippbewegungen zwischen den Führungen und dem Hubkiel, und damit nach wie vor zu nicht vernachlässigbaren Verschleisserscheinungen und störenden Geräuschen führt, die eben nur durch ein wiederholtes Nachstellen des Spieles der genannten seitlichen Gleitstücke in den Seitenführungen oder durch konstruktiv sehr aufwendige Spannvorrichtungen ausgeglichen werden können. Da es überdies auch schwierig ist, den gegenseitigen Abstand der beiden Führungen des Hubkieles so genau vorzusehen, dass möglichst keine Verkantungen des darin geführten Hubkieles — mit entsprechenden Verschleisserscheinungen — entstehen können, müssen auch die unmittelbar vor den beiden Längskanten des Hubkieles befindlichen Gleitstücke der gegenüberliegenden Gleitschuhe in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbar sein. Damit handelt es sich um eine ausserordentlich aufwendige Konstruktion, die überdies einer regelmässigen Wartung und Nacheinstellung bedarf, wenn nicht doch aufgrund der ständigen Betriebsbeanspruchungen in den Führungen entsprechende Spielvergrösserungen und dadurch wiederum vergrösserte Verschleisserscheinungen usw. in Kauf genommen werden sollen.

Der Erfindung liegt, ausgehend von dem der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden Hubkiel, die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Führung des Hubkieles zu finden, die gegenüber den betriebsmässig auftretenden Beanspruchungen weniger verschleissempfindlich und damit auch im Dauerbetrieb haltbarer und möglichst ganz wartungsfrei ist.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannte Massnahme gelöst.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme kann auf eine genaue gegenseitige Justierung der beiden Führungen über die gesamte Breite des Kieles verzichtet werden, weil die durch das Ballastgewicht hervorgerufenen Verkantungskräfte des schräg oder senkrecht geführten Kieles bereits an

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der einen Seitenführung zwischen deren dicht nebeneinander verlaufenden gegenüberliegenden Führungsflächen aufgenommen werden. Es kann deshalb im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Führungen über die ganze Kielbreite auch von einer «Schmalführung» gesprochen werden. Überdies ergibt die vorgeschlagene formschlüssige Führung des zugeordneten Gleitschuhes je nach der gewählten Lage des Aufhängepunktes des Hubkieles zu seinem Schwerpunkt im entsprechenden Doppel-V-Innenprofil dieser Führung,

dass der Gleitschuh in der Führung aufgrund der an ihm angreifenden Verkantungskraft oben stets in die einen und unten stets in die gegenüberliegenden V-Führungsflächen der Führung mehr oder weniger stark hineingedrückt wird, , womit der Hubkiel in der Führung nicht nur innerhalb seiner Ebene, sondern genauso auch in Querrichtung völlig spielfrei geführt ist. Die Führung entlang der anderen Längskante des Hubkieles dient lediglich noch dazu, ein seitliches Ausschwenken des Kieles gegenüber den an ihm wirksamen Strömungskräften auszuschliessen. Da an der massgeblichen einen Führung überhaupt kein Spiel des Hubkieles mehr vorhanden ist, brauchen dort auch während der betriebsmässi-gen Schaukelbeanspruchungen praktisch keine Verschleisserscheinungen mehr befürchtet zu werden. Schliesslich lassen sich auch sowohl der Gleitschuh mit seinen beiden vorstehenden V-Profilen als auch die zugeordnete Prismenführung mit dem entsprechenden Doppel-V-Innenprofil verhältnismässig einfach und doch genau fertigen, wobei es nicht einmal auf die Einhaltung besonders enger Toleranzen ankommt, weil sich durch die V-Führungen in Verbindung mit den beträchtlichen Verkantungskräften des schweren Hubkieles an dieser Führung ohnehin stets sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Segelbootes eine zuverlässig spielfreie Führung ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die insbesondere eine bevorzugte Zuordnung des Aufhängepunktes des Hubkieles zu dessen Schwerpunkt betreffen, durch welche die ungünstigen Auswirkungen einer Verkantung des Hubkieles auf dessen etwaige gleichzeitige Hubbewegungen nach Möglichkeit verringert werden, sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 den in einem Schacht eines zugeordneten Segelbootes geführten Hubkiel in einem zugleich Teile des Schachtes zeigenden Teillängsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt des Hubkieles nach der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt des Hubkieles nach der Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 einen vergrösserten Teilausschnitt IV der Fig. 3;

Fig. 5 und 6 den Fig. 1 und 3 entsprechende Schemadarstellungen, aus denen jeweils konstruktive Einzelheiten der Aufhängung des Hubkieles und des einen Gleitschuhes nebst zugeordneter prismatischer Führung ersichtlich sind.

Ein lediglich im Bereich seines Hubkieles 1 dargestelltes Segelboot 2 weist einen schräg nach oben vorn geneigten Schacht 3 für den darin verschiebbaren Hubkiel 1 auf.

Zu seiner Führung im Schacht 3 sind im oberen Bereich des Hubkieles 1 an seiner vorderen Längskante 4 und an seiner hinteren Längskante 5 Gleitschuhe 6 und 7 angebracht, die in zugeordneten prismatischen Führungen 8 bzw. 9 des Schachtes 3 geführt sind.

Der Hubkiel 1 weist ein im Querschnitt etwa tropfenförmiges Profil auf und ist sowohl durch eine vordere und eine hintere Rohrstrebe 10 bzw. 11 als auch durch eine diese verbindende Zwischenwand 12 versteift. Während die vordere Rohrstrebe 10 mit ihrem vollen Querschnitt ganz im Profil des Hubkieles 1 untergebracht ist, ist die hintere Rohrstrebe

11 in dem bei ganz nach unten ausgefahrenem Hubkiel 1 aus dem Schacht 3 des Segelbootes 2 herausragenden Bereich des Hubkieles 1 auf diejenigen Umfangsteile reduziert, die sich innerhalb des Profils des Hubkieles 1 befinden. 5 Der Profilhohlraum des Hubkieles 1 ist im übrigen in nicht besonders dargestellter Weise mit einem geeigneten Ballast gefüllt, der dem Hubkiel ein Gesamtgewicht von mehreren Tonnen verleiht.

Zum Heben und Senken des Hubkieles 1 dient ein im io unteren Bereich des Schachtes 3 aussen angeordneter Elektromotor 13, der über ein Getriebe 14 und eine Welle 15 sowie einen am oberen Ende des Schachtes 3 befindlichen Kettentrieb 16 eine im Schacht befindliche und unten in die vordere Rohrstrebe 10 hineinragende Schraubenspindel 17 15 antreiben kann. Die Schraubenspindel 17 greift mit ihrem unteren Ende in eine in der Rohrstrebe 10 festgelegte, als Aufhängepunkt A (Fig. 5) des Hubkieles 1 dienende Spindelmutter 18 ein, so dass der Hubkiel 1 durch eine Drehung der Schraubenspindel 17 angehoben oder abgesenkt werden 20 kann. Dabei ist der Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 innerhalb von dessen Mittelebene etwa in der horizontalen Ebene des oberen Endes des einen Gleitschuhes 6 im Grund-riss auf der demselben zugekehrten Seite des Schwerpunktes S des Hubkieles 1 vorgesehen.

25 Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der vordere Gleitschuh 6 an seinen beiden Seiten je ein vorstehendes V-Profil 19a bzw. 19b auf, während die zugeordnete vordere Führung 8 die beiden V-Profile 19a und 19b mit einem entsprechenden Doppel-V-Innenprofil 20 formschlüs-30 sig umfasst. Damit die bei Schaukel- oder Schlingerbewegungen des Segelbootes 2 am Hubkiel 1 auftretenden Querkräfte dessen durch die Verkantung in seiner Längsebene bewirkte Einspannnung nicht aufheben können, weisen die beiden V-Profile des vorderen Gleitschuhes 6 und der zuge-35 ordneten prismatischen Führung 8 jeweils in Fahrtrichtung des Bootes gegenüberliegend Spitzenwinkel auf, die kleiner als 126°, jedoch nicht kleiner als 60° sein sollten, weil sonst durch die Verkantung des Hubkieles 1 dessen Hubbewegungen grosse Reibungswiderstände entgegenwirken könnten. 40 Gemäss Fig. 6 beträgt der vordere Spitzenwinkel 2a des dargestellten Ausführungsbeispieles 100° und der hintere Spitzenwinkel 2ß lediglich 90°.

Sowohl der Gleitschuh 6 als auch die Führung 8 sind in spanabhebender Bearbeitung mit einem eine reibungsarme 45 gegenseitige Verschiebung zulassenden Spiel hergestellt, wobei die Oberflächen des Gleitschuhes 6 zur Verbesserung der Gleiteigenschaften noch mit einem reibungsarmen Gleitbelag versehen sind. Der hintere Gleitschuh 7 ist an dem oberen, noch das volle Rundprofil aufweisenden Teil der hinteren so Rohrstrebe 11 festgelegt und bildet an seinem äusseren Ende nach der hinteren Längskante 5 des Hubkieles 1 hin eine Art Flosse 21 mit beiderseits parallel zueinander verlaufenden Gleitflächen 22 und 23, mit denen er zwischen entsprechenden gegenüberliegenden inneren Gleitflächen 24 und 25'der 55 hinteren prismatischen Führung 9 geführt ist. Auch an dieser Stelle kann zwischen den genannten Gleitflächen ein ausreichendes Spiel vorhanden sein, da der Hubkiel 1 hier nur mehr gegen ein seitliches Ausschwenken, aber nicht mehr gegenüber Verkantungskräften geführt zu werden 60 braucht.

Gemäss Fig. 5 beträgt der Neigungswinkel S des Hubkieles 1 etwa 11° und der horizontale Abstand a zwischen dem Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 etwas mehr als V6 der Kielbreite d zuzüglich des mit dem 65 Tangens des Neigungswinkels § multiplizierten vertikalen Abstandes c zwischen dem Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A. Weiterhin beträgt der vorgenannte Abstand c etwa das l,3fache der Kielbreite d. Ausserdem beträgt die

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Länge 1 des einen Gleitschuhes 6 etwa das l,4fache des horizontalen Abstandes a zwischen dem Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A und zugleich etwa das Vierfache des seitlichen Abstandes b des Aufhängepunktes A vom Schwerpunkt S, in Längsrichtung des Hubkieles 1 betrachtet.

Der in der dargestellten Weise ausgefahrene Hubkiel 1 kann sich aufgrund des vorgenannten Ballastgewichtes nur so weit (gemäss Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn) verkanten, bis sich sein vorderer Gleitschuh 6 oben an den hinteren Führungsflächen und unten an den vorderen Führungsflächen des Doppel-V-Innenprofils 20 der Führung 8 abstützt. Bei dieser Abstützung ergibt sich infolge der Profilausbildung eine spielfreie Halterung des Hubkieles 1 innerhalb der Längsmittelebene des Schachtes 3 — und damit zugleich des Segelbootes 2 —, ohne dass die bei Schlinger- oder Schaukelbewegungen des Segelbootes 2 in Querrichtung des Hubkieles 1 wirksamen strömungs- und gewichtsmässig bedingten Querkräfte dazu in der Lage wären, die vorgenannte spielfreie Anlage des Gleitschuhes 6 im Doppel-V-Innen-profil 20 aufzuheben. Aufgrund des stets grösseren, innerhalb der Kielebene im Gegenuhrzeigersinn wirksamen Verkantungsmomentes bleibt die einmal eingenommene spielfreie Lage des Gleitschuhes 6 in der prismatischen Führung 8 stets erhalten, so dass auch während einer längeren Betriebsdauer weder an der vorderen noch an der hinteren Führung des Hubkieles 1 mit Verschleisserscheinungen gerechnet zu werden braucht.

Trotzdem lässt sich der Hubkiel 1 mittels des Elektromotors 13 ohne sonderliche Reibungswiderstände in den prismatischen Führungen 8 und 9 verschieben, da die im Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 angreifende Hubkraft Z ohnehin grösser als dessen Gewicht G sein muss und ausserdem auch die beim Anheben durch die Verkantung in der Führung 8 entstehende Reibungskraft wegen ihres Abstandes a-L vom Aufhängepunkt A das Verkantungsmoment verringert.

Zum Heben und Senken des Hubkieles 1 könnte statt des Elektromotors 13 auch ein hydraulischer oder irgendein 5 sonstiger geeigneter Antrieb dienen. Damit das bei ausgefahrenem Hubkiel 1 an der vorderen prismatischen Führung 8 wirksame Kippmoment beim Anheben des Hubkieles 1 möglichst weitgehend aufgehoben werden kann, kann die vordere Rohrstrebe 10 auch weiter nach hinten in den mitt-10 leren Profilbereich des Hubkieles 1 versetzt angeordnet oder es kann die Schraubenspindel 17 auch in einer dortigen gesonderten (nicht dargestellten) Rohrstrebe geführt sein.

Die konstruktiven Einzelheiten der Aufhängung und der Führung des Hubkieles 1 könnten vom beschriebenen Aus-15 führungsbeispiel in verschiedener Hinsicht abweichen. Es genügt, wenn der horizontale Abstand a zwischen dem Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 etwa V3 bis 1/6 der Kielbreite d zuzüglich des mit dem Tangens des Neigungswinkels S des Hubkieles 1 multiplizierten 20 vertikalen Abstandes c zwischen dem Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A beträgt. Der vorgenannte vertikale Abstand c könnte statt des l,3fachen auch bis zum 3fachen der Kielbreite d betragen. Weiterhin könnte die Länge 1 des einen Gleitschuhes 6 auch weniger als das l,4fache des 25 horizontalen Abstandes a zwischen dem Schwerunnkt S und dem Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 betragen, und zwar bis zu einem dem horizontalen Abstand a gleichen Wert. Da es für die Gewährleistung der spielfreien Führung des Hubkieles 1 in der vorderen prismatischen Führung 8 grund-30 sätzlich ausreicht, wenn überhaupt ein verkantendes Drehmoment um eine quer zum Hubkiel 1 verlaufende Achse entsteht, genügt es, wenn der Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 innerhalb von dessen Mittelebene im Grundriss seitlich von dessen Schwerpunkt S vorgesehen ist.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Hubkiel für Sportsegelboote, der mit im oberen Bereich seiner vorderen und hinteren Längskanten angebrachten Gleitschuhen in einem zugeordneten Schacht über einen Aufhängepunkt an einer Hubeinrichtung hängend entlang ebenen Gleitflächen vorderer und hinterer prismatischer Führungen verschiebbar ist, von denen eine den zugeordneten Gleitschuh sowohl entlang seiner vor der benachbarten Längskante des Hubkieles verlaufenden Stirnseite als auch beiderseits des Hubkieles führt, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Gleitschuh (6) an seinen beiden Seiten je ein vorstehendes V-Profil (19a bzw. 19b) aufweist und die zugeordnete Führung (8) die beiden V-Profile (19a und 19b) des Gleitschuhes (6) formschlüssig umfasst, während der andere Gleitschuh (7) lediglich mit zwei seitlich gegenüberliegenden Gleitflächen (22 und 23) in der zugeordneten Führung (9) geführt ist.

2. Hubkiel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Aufhängepunkt (A) im Grundriss zwischen seinem einen Gleitschuh (6) und dem Schwerpunkt (S) des Hubkieles (1) vorgesehen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Hubkiel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine prismatische Führung (8) an der vorderen Längskante (4) des Hubkieles (1) vorgesehen ist.

4. Hubkiel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (1) des einen Gleitschuhes (6) etwas das Vierfache des seitlichen Abstandes (b) des Aufhängepunktse (A) vom Schwerpunkt (S), in Längsrichtung des Hubkieles (1) betrachtet, beträgt und der horizontale Abstand (a) zwischen dem Schwerpunkt (S) und dem Aufhängepunkt (A) etwa ein Drittel bis ein Sechstel der Kielbreite (d) zuzüglich des mit dem Tangens des Neigungswinkels (5) des Hubkieles (1) multiplizierten senkrechten Abstandes (c) zwischen dem Schwerpunkt (S) und dem Aufhängepunkt (A) beträgt.

5. Hubkiel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (1) des einen Gleitschuhes (6) das 1- bis 1,4-fache des horizontalen Abstandes (a) beträgt.

6. Hubkiel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufhängepunkt (A) etwa in der horizontalen Ebene des oberen Endes des einen Gleitschuhes (6) liegt und der vertikale Abstand (c) des Schwerpunktes (S) vom Aufhängepunkt (A) das 1,3- bis 3fache der Kielbreite (d) ist.

7. Hubkiel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Fahrtrichtung des Bootes gegenüberliegenden Spitzenwinkel (2a und 2ß) des einen Gleitschuhes (6) jeweils kleiner als 126°, jedoch nicht kleiner als 60° sind.

8. Hubkiel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Gleitschuh (7) an einer den Hubkiel (1) in dessen Längsrichtung durchsetzenden Rohrstrebe (11) befestigt ist.