DE2835085C2 - Hubkiel für Sportsegelboote - Google Patents
Hubkiel für SportsegelbooteInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen der Gattung des
Patentanspruchs 1 entsprechenden Hubkiel für Sportse-
gelboote.
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, daö der
senkrecht nach unten oder aus hydrodynamischen Gründen in Fahrtrichtung nach unten hinten schräg
geführten Hubkiel bei den bisher bekanntgewordenen Konstruktionen, wie sie beispielsweise in der der
Gattung des Patentanspruchs I entsprechenden FR-PS 21 48 864 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 Verschleißbeanspruchungen und störenden Geräuschen,
die ihrerseits wiederum zu Spielvergrößerungen und damit zu einer Verstärkung der ursprünglichen
Nachteile führen.
Bei der vorgenannten 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 Hubkeiles 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 anliegend, 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 Nacheinslellung bedarf, wenn nicht
noch aufgrund der ständigen Betriebsbeanspruchunjien
in den Führungen entsprechende Spielvergrößerungen und dadurch wiederum vergrößerte Verschleißerscheinungen
usw. in Kauf genommen werden sollen.
Der Erfindung liegt, ausgehend von dt;n der Gattung
des Patentanspruchs 1 entsprechenden Hubkiel, die Aufgabe zugrunde, eine einfachere und zugleich auch
wartungsfreiere Führung des Hubkeiles zu finden, die gegenüber den betriebsmäßig auftretenden Beanspruchungen
weniger verschleißempfindlich und damit auch im Dauerbetrieb haltbarer und wartungsfrei ist.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen 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 η 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 whksamen Strömungskräften auszuschließen.
Da an der maßgeblichen einen Führung überhaupt kein Spiel des Hubkieles mehr verhanden ist, brauchen
dort auch während der betriebsmäßigen 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 ungüsntigen Auswirkungen
einer Verkantung des Hubkieles auf dessen etwaige gleichzeitige Hubbewegunptv. ;.:τΙι Möglichkeit verringert
werden, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:
Fig. 1 den ih einem Schacht eines zugeordneten
Segelbootes geführten Hubkiel in einem zugleich Teile des Schachtes /.lügenden Teillängsschnitt nach der Linie
Il der F ig. 2;
F i g. 2 einen Teillängsschnitt des Hubkieles nach der
Linie 11-11 der F ig. 1;
Fig.3 einen Querschnitt des Hubkieles nach der
Linielll-IIIderFig. 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 Kubkiel 1 auf.
Zu einer 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 Bohrstrebe 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 Profiles des Hubkieles 1 befinden.
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 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 Kettenbetrieb 16 eine im Schacht befindliche und unten in die vordere Rohrstrebe 10 hineinragende
Schraubenspindel 17 antreiben kann. Die Schraubenspindel 17 greift mit ihrem unteren Ende in
eine in der Rohrstrebe 10 festgelegte, als Aufhängepunkt A (F i g. 5) des Hubkieles 1 dienende Spindelmutter
18 ein, so daß der Hubkiel 1 durch eint Drehung der Schraubenspindel 17 angehoben oder abgesenkt werden
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 Grundriß auf der demselben zugekehrten Seile des Schwerpunktes Sdzs Hubkieles 1
vorgesehen.
Wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich ist, weist der vordere Gleitschuh 6 an seinen beiden Seiten je ein
vorstehendes V-Profil 19a bzw. 196 auf, während die zugeordnete vordere Führung 8 die beiden V-Profile
19a und 196 mit einem entsprechenden Doppel-V-Innenprofil 20 formschlüssig umfaßt. Damit die bei
Schaukel- oder Schlingerbewegungen des Segelbootes
2 am Hubkiel 1 auftretenden Querkräfte dessen durch die Verkantung in seiner Längsebene bewirkte Einspannun^
nicht aufheben können, weisen die beiden V-Profile des vorderen Gleitschuhes 6 und der
zugeordneten prismatischen Führung 8 jeweils in Fahrtrichtung des Bootes gegenüberliegend Spitzenwinkel
auf, die kleiner als 126°. iedoch nicht kleiner als
60° sein sollten, weil sonst durch die Verkantung des Hubkieles 1 dessen Hubbewegungen große Reibungswiderstände entgegenwirken könnten. Gemäß Fig.6
beträgt der vordere Spitzenwinkel 2« des dargestellten Ausführungsbeispiels 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 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 Rohrstrebe
U 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 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 braucht.
Gemäß F i g. 5 beträgt der Neigungswinkel <5 des Hubkieles 1 etwa 11° und der horizontale Abstand a
zwischen dem Schwerpunkt 5 und dem Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 etwas mehr als 1/6 der Keilbreite d
zuzüglich des mit dem Tangens des Neigungswinkels ö multiplizierten vertikalen Abstandes c zwischen dem
Schwerpunkt S und dem Aufhängepunkt A. Weiterhin beträgt der vorgenannte Abstand c etwa das 1,3-fachc
der Kielbreite d. Außerdem beträgt die Länge / des einen Gleitschuhes 6 etwa das 1,4-fache des horizontalen
Abstandes a zwischen dem Schwerpunkt 5und 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 Gleitschuhs 6 im Doppel-V-Innenprofil
20 aufzuheben. Aufgrund des stets größeren.
innerhalb der Kielebene im Gegenuhrzeigerann wirksa
men Verkantungsmomentes bleibt die einmal einge nommene spielfreie Lage des Gleitschuhes 6 in de
prismatischen Führung 8 stets erhalten, so daß aucl während einer längeren Betriebsdauer weder an de
vorderen noch an der hinteren Führung des Hubkieles mit Verschlcißerscheinungen gerechnet zu werdet
braucht.
Trotzdem läßt sich der Hubkiel I mittels de
Trotzdem läßt sich der Hubkiel I mittels de
ίο Elektromotors 13 ohne sonderliche Reibungswiderstän
de in den prismalischen Führungen 8 und 9 verschieben da die im Aufhängepunkt A des Hubkieles 1 angreifend'
Hubkraft Z ohnehin größer als dessen Gewicht C seir muß und außerdem auch die beim Anheben durch di
Verkantung in der Führung 8 entstehende Reibungs kraft wegen ihres Abstandes a\ vom Aufhängepunkt
das Verkantungsmoment verringert.
Zum Heben und Senken des Hubkieles 1 könnte stat des Elektromotors 13 auch ein hydraulischer ode
irgendein sonstiger geeigneter Antrieb dienen. Damii
das bei ausgefahrenem Hubkiel 1 an der vorderer prismatischen Führung 8 wirksame Kippmoment beirr
Anheben des Hubkieles 1 möglichst weitgehenc aufgehoben werden kann, kann die vordere Rohrstrebi
10 auch weiter nach hinten in den mittleren Profilbereich des Hubkieles 1 versetzt angeordnet oder es kann
die Schraubenspindel 17 auch in einer dortiger gesonderten (nicht dargestellten) Rohrstrebe geführt
sein.
Die konstruktiven Einzelheiten der Aufhängung un der Führung des Hubkieles 1 könnten vom beschriebe
nen Ausführungsbeispiel in verschiedener Hinsichi abweichen, ohne daß dadurch der in den nachstehender
Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindun:
verlassen wird. So genügt es, wenn der horizontale Abstand a zwischen dem Schwerpunkt 5 und dem
Aufhängepunkt 5 des Hubkieles 1 etwa 1/3 bis 1/6 der Kielbreite d zuzüglich des mit dem Tangens des
Neigungswinkels <5 des Hubkieles 1 multiplizierten vertikalen Abstandes c zwischen dem Schwerpunkt S
und dem Aufhängepunkt A beträgt. Der vorgenannte vertikale Abstand c könnte statt des 1,3-fachen auch bis
zum 3-fachen der Kielbreite d betragen. Weiterhi könnte die Länge / des einen Gleitschuhes 6 auc
weniger als das 1,4-fache des horizontalen Abstandes zwischen dem Schwerpunkt 5 und dem Aufhängepunkt
A des Hubkieles 1 betragen, und zwar bis zu einem dem horizontalen Abstand a gleichen Wert. Da es für di
Gewährleistung der spielfreien Führung des Hubkieles
so in der vorderen prismatischen Führung 8 grundsätzlic ausreicht, wenn überhaupt ein verkantendes Drehmoment
um eine quer zum Hubkiel 1 verlaufende Achs entsteht, genügt es, wenn der Aufhängepunkt A des
Hubkieles 1 innerhalb von dessen Mittelebene im Grundriß seitlich von dessen Schwerpunkt 5 vorgesehen
ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
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 Hubkiels verlaufenden Stirnseite als auch beiderseits des Hubkiels führt,
dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gleitschuh (6) an seinen beiden Seiten je ein
vorstehendes V-Profil (19a bzw. i9b) aufweist und
die zugeordnete Führung (8) die beiden V-Profile (19a und i9b) 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 Hubkiels (1) vorgesehen ist.
3. Hubkiel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine prismatische Führung
(8) an der vorderen Längskante (4) des Hubkiels (1) vorgesehen ist. so
4. Hubkiel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge
(1) des einen Gleitschuhes (6) etwa das Vierfache des seitlichen Abstandes (b) des Aufhängepunktes (A)
vom Schwerpunkt (S), in Längsrichtung des Hubkieles (1) betrachtet, beträgt und der horizontale
Abstand (^zwischen dem Schwerpunkt (S)und dem
Aufhängepunkt (A) etwa ein Drittel bis ein Sechstel der Keilbreite (d) zuzüglich des mit dem Tangens des
Neigungswinkels (ό) des Hubkiels (1) multiplizierten senkrechten Abstandes (c) zwischen dem Schwerpunkt
(S) und dem Aufhängepunkt ^beträgt.
5. Hubkiel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (1) des einen Gleitschuhes (6)
etwa das I- bis 1,4-fache des horizontalen Abstandes (^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 3-fache der
Kielbreite (d)isi.
7. Hubkiel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fahrtrichtung
des Bootes gegenüberliegenden Spitzenwinkel (2oc
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.
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