DE2163329B2

DE2163329B2 - Sicherheitsrigg für Mehrrumpfboote

Info

Publication number: DE2163329B2
Application number: DE2163329A
Authority: DE
Inventors: Franz Xaver Prof. Dr. 7030 Boeblingen Wortmann
Original assignee: Kortenbach & Rauh Kg 5650 Solingen
Current assignee: Kortenbach & Rauh Kg 5650 Solingen
Priority date: 1971-12-21
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1974-08-15
Also published as: AU5019472A; SE383497B; DE2163329C3; TR17522A; ES186545Y; ATA955772A; ES186545U; ZA729028B; FR2165627A1; IT972649B; BR7208994D0; BE793021A; AT330001B; NL7217211A; GB1395405A; JPS4869291A; DE2163329A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsrigg für Mehrrumpfboote, deren Schwimmkörper durch Traversen miteinander verbunden sind, mit einem mit Stagen und Wanten verstagten und in einem Schuh an Deck aufgestellten Mast, der am Fuß um eine Kippachse nach backbord und steuerbord kippbar ist, und wobei zwischen den Wanten und ihrer Verankerung eine Feder angeordnet ist.

Von der am Segel angreifenden Luftkrafl wird nur eine Teilkomponente als Vortriebskraft wirksam. Eine bedeutend größere, senkrecht zur Vortriebskraft wirkende Querkraft versucht das Boot um seine Längsachse zu krängen. Segelboote benötigen deshalb um ihre Längsachse eine größere Stabilität als alle anderen Wasserfahrzeuge. Mit einer Aufteilung der Wasserverdrängung auf mehrere Rümpfe kann bei gleichem Gewicht eine wesentlich größere Anfangsstabilität als bei einem Boot mit nur einem Rumpf erzielt werden. Ein weiterer Vorteil der Mehrrumpfboote ist ihr geringer Wellenwiderstand infolge der geringen Breite der Einzelrümffe, wodurch größere Geschwindigkeiten möglich werden.

Die bekannten Mehrmmpfboote mit einem starr verstagten Rigg haben den Nachteil, daß sie kentern können, weil die maximale Stabibtät bei einem geringeren Krängungswinkel liegt als es bei Einrumpfbooten mit einem Ballastkiel der Fall ist Während die Stabilität eines Mehrrumpfbootes ihren maximalen Wert bei einem Krängungswinkel von 20 bis 30° erreicht und bei weiterer Krängung steil abfällt nimmt die Stabilität eines Einrumpfbootes mit Ballastkiel bis zu einem

ίο Krängungswinkel von etwa 90° ständig zu, ohne daß unmittelbare Kentergefahr besteht Diese Verhältnisse machen deutlich, daß bei Mehrrumpfbooten ein dringendes Bedürfnis für ein gut funktionierendes Sicherheitsrigg besteht

Aus der belgischen Patentschrift 666 201 ist ein »Ausgleichsmast für Segler aller Kategorien« bekannt, wobei der Mast am Fuß um eine in Längsrichtung des Bootes verlaufende Achse nach steuerbord und backbord kippbar aufgestellt ist und zwischen den Wanten

und ihrer Verankerung eine Ausgleichsvorrichtung angeordnet ist, die durch Verlängerung der Wanten ein Ausweichen des Mastes zur Steuerbord- oder Backbordseite hin erlaubt Diese bekannte Ausgleichsvor richtung besteht aus einem am Bootskörper veranker-

»5 ten Rohr mit durchbohrten Deckeln, durch welche die Wanten geführt sind. In dem Rohr sind die Enden der Wanten etwa in der Mitte an einem gemeinsamen Ring befestigt Weiterhin ist in dem Rohr eine Schraubfedei um zwei entgegengesetzt gerichtete. U-förmig gebogc ne Schienen herumgeschlungen, die zwischen sich den Verbindungsring für die Wanten aufnehmen und deren offene Enden durch Querriegel verbunden sind. Bei einer Relativverschiebung zwischen dem Rohr und der. Wanten zur einen oder anderen Richtung hin wird die Schraubfeder von einer der U-förmig gebogenen Schienen und ihrem Querriegel vom einen oder anderen Ende her gespannt. Bei dieser bekannten Ausgleichsvorrichtung wird die zwischen den Enden der Wanten und ihrer Verankerung angeordnete Feder erst mit zunehmender Auslenkung des Mastes bis zu 30' gespannt. Danach ist die Feder aber vollständig zusammengedrückt, so daß das luvseitige Want praktisch fest verankert ist und der Bootskörper bei zunehmendem Winddruck zu krängen beginnt, bis bei einer Krängung von 60° der Mast parallel zur Wasseroberfläche liegt. Diese Ausbildung der bekannten Ausgleichsvorrich tung hat den Nachteil, daß der Mast bereits bei geringem Winddruck zur Leeseite hin ausweicht und dadurch die im Wind stehende Segelfläche verkleinert wird. Die Form- oder Gewichtsstabilität des Bootsrumpfes wird durch diese bekannte Ausgleichsvorrichtung teilweise aufgehoben. Jede Verminderung der im Wind stehenden Segelfläche führt aber, ganz gleich, ob sie durch Reffen, Ausweichen des Mastes oder Krängen des Bootsrumpfes bewirkt wird, zu einer Verminderung der Vortriebskraft. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist bei der bekannten Vorrichtung zusätzlich zu der Ausgleichsvorrichtung noch eine Einstellvorrichtung vorgesehen, mit der bei gleichmäßigem Wind das seitliche Ausweichen des Mastes zwischen 0 und 30° begrenzt werden kann. Durch diese teilweise oder völlige Ausschaltung der Ausgleichsvorrichtung besteht jedoch die Gefahr, daß im Notfall, wenn bei Einfall einer Bö die Einstellvorrichtung nicht schnell genug gelöst werden kann, die beabsichtigte Sicherheitswirkung der Ausgleichsvorrichtung nicht eintreten kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsrigg

für Mehrrumpfboote zu schaffen, mit welchem die für ein Segelboot sehr erwünschte große Anfangsstäbiiität dieses Bootstypes einfach und sicher beibehalten werden kann, gleichzeitig aber das krängende, vom Rigg auf das Boot übertragene Moment der Windkraft auf einen maximalen Wert begrenzt wird, der unterhalb des Wertes der maximalen Stabilität, d. h. dem maximalen aufrichtenden Moment des Bootes liegt. Als technische Lösung dieser Aufgabe wird beansprucht, daß die zwischen den Wanten und ihrer Verankerung angeordnete feder vorgespannt ist, daß die Vorspannung einem Moment von mehr als 50% der maximalen Formstabilität des Bootes entspricht und daß zwischen jedem Want und der Feder ein Widerlager so angeordnet ist, daß die Vorspannung der Feder beim Ausweichen des Mastes aus der senkrechten Lage auf der Leeseite an dem Widerlager abgefangen wird und nur auf der Luvseite an dem Want angreift

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Sicherhehsriggs hat gegenüber der bekannten »weichen« Auisiei- ao lung des Mastes, bei der die Feder erst durch das Auslenken des Mastes au;: ihrer entspannten Lage bis zu einem Anschlag vorgesapnnt wird, den Vorteil, daß die Feder bereits von Anfang an erheblich vorgespannt ist, so daß der Mast erst dann auszuweichen beginnt, wenn as der Winddruck ein Moment erreicht hat, welches erheblich größer ist als 50% der maximalen Formstabilitäi des Bootes entspricht. Dadurch kann die Formstabilität des Bootskörpers nahezu vollständig für die Umwandlung der Windkraft in Vortriebskraft ausgenutzt werden, ohne daß eine Kenterung riskiert werden muß. F.s kommt hinzu, daß Mehrrumpfboote einen ganz anderen Stabilitätsverlauf besitzen als Einrumpfboote. Mehrrumpfboote erreichen das Maximum ihrer Formsiabilität nämlich bereits bei einer geringen Krängung von 20 bis 25°. Bei größerer Krängung können sie bereits kentern. Aus diesem Grunde gelten insbesondere größere Mehrrumpfboote im Vergleich zu Kielbooten als nicht hochseesicher. Aber gerade wegen ihrer großen Anfangsstabilität sind Mehrrumpfboote schneller als Kielboote vergleichbarer Größe. Solange es Mehrrumpfboote gibt, besteht deshalb ein dringendes Bedürfnis, eine Ausgleichsvorrichtung oder eine Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, die ohne Beeinträchtigung der großen Anfangsstabilität und damit der Schnelligkeit die Mehrrumpfboote sicherer macht. Diesen Anforderungen kann mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitsrigg genügt werden Sowohl das Sicherheitsrigg als auch das Boot selbst können aufrecht und schnell gesegelt werden, aber sobald es gefährlich wird, weicht das Sicherheitsrigg automatisch aus und kommt erst wieder in seine Ausgangslage zurück, wenn die Bö vorübergezogen ist. Bei böigem Wind werden die über den vorgegebenen Grenzwert hinausgehenden Spitzen der auf die Segel einwirkenden Querkraft automatisch vom Sicherheitsrigg ausge glichen, ohne daß die Mannschaft eingreifen und die Segelfläche verringern müßte. Wenn die auf den Mast wirkenden Querkräfte oberhalb des Grenzwertes pendeln, kann das Sicherheitsrigg auch als elastischer Energiespeicher angesehen werden, der einen Teil dei überschüssigen Windkräfte in Vortrieb umsetzt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitsrigg besteht darin, daß das große Trägheitsmoment des Mastes beim plötzlichen Anheben eines Rumpfes, beispielsweise durch eine steile Welle, nicht zu Trägheitskräften führen kann, die über die maximale Federspannung hinausgehen. Das schützt nicht nur die Wanten, sondern beispielsweise bei Trimaranen auch die Traversen vor Überlastung, die den Mittelrumpf und die seitlichen Schwimmer miteinander verbinden.

Bei einer praktischen Ausführungsform kann das erfindungsgemäß ausgebildete Sicherheitsrigg so konstruiert sein, daß die unteren Enden der Wanten lösbar an den freien Enden einer am Fuß des Mastes angeordneten Saling befestigt sind und daß die Feder zwischen der Saling und dem Deck angeordnet ist. Die Saling wird dabei zweckmäßig über Gelenke am Fuß des Mastes befestigt.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen den Enden der Feder und der Saling je einen Seilzug mit einem festen Block und einer losen Rolle anzuordnen, so daß die Vorspannung der Feder nur etwa halb so groß sein muß, wie es dem vorgegebenen Grenzwert entsprechen würde. Die äußeren Enden der Saling können in einem gewissen Bereich auf den Wanten gleiten. Wegen der großen Kräfte würde eine feste Verbindung der Saling mit den Wanten bei pendelndem Mast eine erhebliche Gefahr für die Besatzung darstellen. Aus dem gleichen Grund sollen auch die Feder und die Widerlager und die feste Rolle nicht auf, sondern geschützt unter Deck liegen.

Die Feder selbst besteht in bevorzugter Ausführungsform aus Gummisträngen, die mit Rücksicht auf eine genügende Federlänge über zwei Umlenkrollen nach achtern um das Cockpit des Bootes herumgeführt sind. Die Vorspannung der Feder wird in Ruhelage von den Widerlagern auf der Steuer- und Backbordseite des Decks aufgenommen.

Der Gegenstand der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, näher erläutert in der eine vereinfachte, bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitsriggs für Mehrrumpfboote am Beispiel eines hochgetakelten Katamarans dargestellt ist. Der Einfachheit halber sind die Beschlagteile zum Verbinden der Wanten mit der Feder über Deck liegend dargestellt. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Katamaran ohne Segel in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 ein Krängungsdiagramm mit Krängungskurven für ein Mehrrumpfboot und ein Kielboot,

F i g. 3 eine Kraft-Weg-Kennlinie einer vorgespannten Feder,

F i g. 4a und 4b die schematische Darstellung eines

Katamarans in gekenterter Lage.

Der dargestellte Katamaran besteht im Prinzip aus zwei Rümpfen 1, 2, die durch Traversen 3, 4 starr miteinander verbunden sind, einem flachen Cockpit 5 und einem Mast 6 mit einem Baum 7. Der Mast 6 ist mit einem Vorstag 8, einem Achterstag 9, einem Backbordwant 10 und einem Steuerbordwant 11 am Deck

verstagt.

Der Mast 6 steht mit seinem Fuß 13 in einem Schuh 14. Er ist um eine Achse 15 zur Backbord- und zur Steuerbordseite hin kippbar in dem Schuh 14 gelagert.

Dicht über dem Fuß 13 ist am Mast 6 eine Saling angeordnet, die aus einer Backbordsaling 16a und einer Steuerbordsaling 16b besteht. Beide Salings sind um je eine Achse 17 schwenkbar am Mast 6 angelenkt.

Die Backbord- und Steuerbordwanten 10,11 sind mit ihren unteren Enden an je einem Seilzug 18, 19 mit einer festen Rolle 20 und einer losen Rolle 21 angeschlagen, wobei die lose Rolle 21 an den unteren Enden der Backbord- und Steuerbordwanten 10, U befestigt

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ist. Due freien Enden der Seilzüge 18, 19 sind an einer aus Gummisträngen bestehenden Feder 22 befestigt, die über Umlenkrollen 23 um das Cockpit 5 herumgeführt ist. Damit die Seilzüge 18, 19 bei Neigung des Mastes 6 auf der Leeseite nicht lose kommen, sollen die losen Rollen 21 durch — nicht dargestellte — Gummistropps nach oben gezogen werden.

In Ruhelage wird die Vorspannung der Feder 22 von Widerlagern 24 aufgenommen. Bei Neigung des Mastes 6 nimmt das leeseitige Widerlager 24 die Federkraft auf.

Aus dem in der F i g. 2 dargestellten Krängungsdiagramm ergeben sich die theoretischen Grundlagen der Wirkungsweise für das erfindungsgemäß ausgebildete Sicherheitsrigg. In diesem Diagramm ist über den Krängungswinkel das aus der Querkraft der Windkraft resultierende Krängungsmoment M bzw. das aufrichtende Moment des Bootskörpers aufgetragen worden. Die ausgezogen dargestellte Linie veranschaulicht den Krängungsverlauf eines Mehrrumpfbootes, während ao die strichpunktiert ausgezogene Linie den Krängungsverlauf eines Kielbootes darstellt. Aus dem Krängungsdiagramm kann abgelesen werden, daß das Mehrrumpfboot schon von Hause aus durch seine Konstruktion eine wesentlich größere Anfangsstabilität besitzt «5 als ein Kielboot. Das erfindungsgemäß ausgebildete Sicherheitsrigg bewirkt, daß der Mast 6 beim Erreichen eines durch die Vorspannung der Feder 22 vorgegebenen Grenzmomentes Mg ausweicht und dadurch die im Wind stehende Segelfläche verringert Von jetzt an sind Krängung des Bootes und des Mastes nicht mehr gleich. Bei weiterer Steigerung der Windkraft wird die Krängung des Mastes anwachsen. Die Kraft der Feder 22 kann jedoch nur ein begrenztes Krängungsmoment auf das Boot übertragen, welches im Grenzfall einer Neigung des Mastes 6 von 90° das maximale aufrichtende Moment des Bootes nicht überschreiten soll. Diese Überlegungen vernachlässigen die Tatsache, daß bei stark bewegter See einerseits die Stabilität des oberflächengebundenen Mchrrumpfbootes vermindert ist und andererseits noch zusätzliche nicht vom Rigg herrührende Krängungsmomente auftreten können. Es wird deshalb zweckmäßig sein, das maximale aufrichtende Moment des Bootes immer größer zu halten als das maximale vom Sicherheitsrigg übertragbare Moment. Da die Differenz der Krängungsmomente Μπαχ minus Mg klein bleiben sollte, muß auch der Arbeitsweg der Feder 22 im Verhältnis zu ihrer Länge relativ klein gehalten werden.

Das Sicherheitsrigg ist in der F i g. 1 in einem zur Steuerbordseite hin leicht geneigten Winkel dargestellt worden, um die Wirkungsweise zu veranschaulichen. In dieser Stellung ist der durch die Vorspannung der Feder 22 vorgegebene Grenzwert des Krängungsmomentes Mg gerade überschritten worden. Das Backbordwant 10 hat über den Seilzug 18 die Feder 22 gestreckt und vom backbordseitigen Widerlager 24 abgehoben. Auf der Steuerbord- oder Leeseite kommt lediglich das Want 11 lose. Sobald das Krängungsmoment den Grenzwert Mg wieder unterschreitet, richtet sich der Mast 6 selbsttätig wieder auf.

In der F i g. 3 ist die Kraft-Weg-Kennlinie der vorgespannten Feder 22 dargestellt. Danach kann die über die Segel auf den Mast einwirkende Querkraft des Windes zunächst bis zu einer vorgegebenen Grenzkraft Kg ansteigen, ohne daß der Mast 6 nachgeben würde. Erst beim Überschreiten der Grenzkraft Kg weicht der Mast 6 zur Leeseite hin aus.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Sicherheitsrigg ist in erster Linie eine Sicherung gegen Kentern bei zu großen Windkräften. Es ist aber auch denkbar, daß ein extrem hoher Seegang ein Boot ganz ohne Windkraft zum Kentern bringen kann. Auch in diesem Fall kann das Sicherheitsrigg wesentlich zum Wiederaufrichten des Bootskörpers mit bordeigenen Mitteln beitragen. Bei einem elastisch nachgiebigen Sicherheitsrigg ist zunächst die Gefahr, den Mast 6 beim Kentern zu verlieren, wesentlich geringer als bei einem starren Rigg. Wenn beispielsweise am Topp des Mastes 6 ein Auftriebskörper 25 befestig! ist. kann das Boot nach dem Kentern in der in F i £. 4a gezeichneten Lage gehalten werden. Wenn dann der Mast 6 mit Hilfe einer Längenänderung der Wanten 10,11 im Verhältnis zur Ebene des Decks 12 verschwenkt wird, kann der untere Rumpf f unter den Schwerpunkt des Bootes und noch weiter einwärts geholt werden, so daß schließlich ein ausreichend großes Moment zum Aufrichten des Bootes entsteht.

Die Längenänderung der Wanten 10. 11 kann beispielsweise dadurch geschehen, daß auf jeder Seite zwischen der losen Rolle 21 und einem Ring an den Wan ten 10.11 je eine Talje eingeschäkelt wird, deren holende Parten miteinander zu einer gemeinsamen holenden Part verbunden sind, die von der Backbordtalje zum Cockpit und ohne Unterbrechung zurück zur Steuerbordtalje läuft. Auf diese Weise bleibt das Cockpit frei von überflüssigen Leinen, weil eine Verkürzung einer Talje durch die Verlängerung der anderen kompensiert wird. Weiterhin soll das Unterwantstück zwischen Ring und Rolle 21 entweder durch einen Bolzen gesichert sein, der sich z. B. durch eine Leine vom Cockpit aus lösen läßt. Nach einer Kenterung wird lediglich der in der Luft befindliche Bolzen gelöst und die Leine der im Wasser liegenden Talje geholt bis sich das Boot wieder aufrichtet. Mit Hilfe der Taljen kann dann der Mast 6 auch unter Segel in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht werden. Bei genügender Untersetzung der Tal jen kann auch mit größeren Booten das in den F i g. 4a und 4b skizzierte Manöver gefahren werden, ohne nach dem Kentern das Boot verlassen zu müssen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L·.

Il Sicherheitsrigg für Mehrrumpfboote, deren Schwimmkörper durch Traversen miteinander verbunden sind, mit einem mit Stagen und Wanten verstagten in einem Schuh an Deck aufgestellten Mast, der am Fuß um eine Kippachse nach backbord und steuerbord kippbar ist, und wobei zwischen den Wanten und ihrer Verankerung eine Feder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (22) vorgespannt ist, daß die Vorspannung einem Moment von mehr als 50% der maximalen Formstabilität des Bootes entspricht und daß zwischen jedem Want (10, 11) und der Feder (22) ein Widerlager (24) so angeordnet ist, daß die Vorspannung der Feder (22) beim Ausweichen des Mastes (6) aus der senkrechten Lage auf der Leeseite an dem Widerlager (24) abgefangen wird und nur auf der Luvseite an dem Want (10, U) angreift.
2. Sicherheitsrigg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden der Wanten (10, 11) lösbar an den freien Enden einer am Fuß (13) des Mastes (6) angeordneten Saling (16a, 166) befestigt sind und daß die Feder (22) zwischen der Saling (16a, 166) und dem Deck (12) angeordnet ist.
3. Sicherheitsrigg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saling (16a, 166) am Fuß (13) des Mastes (6) um Schwenkachsen (17) schwenkbar angelenkt ist
4. Sicherheitsrigg nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden der Fedtr (22) und der Saling (16a, 166) je ein Seilzug (18, 19) mit einem festen Block (20) und einer losen Rolle (21) angeordnet ist.
5. Sicherheitsrigg nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (22) aus Gummisträngen besteht.
6. Sicherheitsrigg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummistränge der Feder (22) über zwei Umlenkrollen (23) nach achtern um das Cockpit (5) des Bootes herumgeführt sind.