[0001] Die Erfindung betrifft einen Kiel für Segelschiffe, insbesondere für einrumpfige
Segelyachten, mit wenigstens zwei Kielteilen, die am Rumpf des Segelschiffes um eine
im wesentlichen in Längsrichtung des Segelschiffes ausgerichtete Achse voneinander
unabhängig mit Hilfe von Antrieben verschwenkbar gelagert sind.
[0002] Ein derartiger Kiel ist aus der GB 2 232 126 A bekannt.
[0003] Die Hauptfunktion eines Kiels bei Segelschiffen, insbesondere bei einrumpfigen Segelyachten,
besteht zum einen darin, durch Vergrößern des Lateralplanes die zum Segeln notwendigen
Querkraft im Wasser zu erzeugen, um eine Reaktion zur Windquerkraft am Segel zu schaffen.
Zum anderen dienen Kiele bei Segelschiffen der Aufnahme von Ballast, um die Stabilität
des Schiffes zu erhöhen, da die im Segel angreifende Windquerkraft ein Moment erzeugt,
welches das Segelschiff nach Lee krängt und daher durch ein entsprechendes Gegenmoment
des nach Luv auswandernden Ballastes zum Teil ausgeglichen werden muß.
[0004] Bei Krängung des Segelschiffes wirkt auch der Vortriebsschwerpunkt im Segel im Lee,
der Vortriebswiderstandsschwerpunkt der gesamten benetzten Fläche des Unterwasserschiffes
einschließlich des Kiels liegt aber im Luv. Der Abstand zwischen resultierender Vortriebskraft
im Segel und resultierender Widerstandskraft im Wasser erzeugt ein Moment, welches
das Schiff luvgierig macht. Beim Gegensteuern steht das Ruderblatt schräg zur Fahrtrichtung
und erzeugt einen zusätzlichen Strömungswiderstand. Ein Ausgleich durch Versetzen
des Segelschwerpunktes vor den Lateralschwerpunkt in Schiffslängsachse erzeugt zwar
ein Gegenmoment in Richtung Leegierigkeit, doch stellt dieses Moment durch seine fixe
Hebellänge einen vorgegebenen Wert dar, wogegen das die Luvgierigkeit verursachende
Moment je nach Krängung eine andere Hebellänge hat. Daher ist die Kompensation beider
Momente nicht in allen Lagen möglich.
[0005] Ein weiterer Nachteil üblicher Kielkonstruktionen besteht darin, daß sich der Lateralplan
bei Krängung des Schiffes durch die Schrägstellung der Kielflosse verkleinert, sodaß
sich die Abtrift des Segelschiffes vergrößert.
[0006] Um auch in geringen Wassertiefen, vor allem in Landnähe oder im Hafenbecken, nicht
auf Grund zu laufen, wird entweder ein Langkiel mit geringem Tiefgang und großem Ballast
verwendet, der das Gesamtgewicht des Segelschiffes und damit auch die benetzte Fläche
des Rumpfes wesentlich erhöht und so einen erhöhten Widerstand im Wasser hervorruft.
Bekannt sind auch Kimkiele, nach hinten schwenkende Kiele oder Hubkiele, wobei die
ersten beiden keine annehmbaren hydrodynamischen Eigenschaften aufweisen. Ein Hubkiel
benötigt einen im Yachtinnenraum liegenden, äußerst störenden Kielkasten.
[0007] Hydrodynamisch am günstigsten sind tiefgehende, in Schiffslängsrichtung kurze Kiele,
also Kiele mit großer Streckung und idealen Profilquerschnitten. Neben geringeren,
weil tieferliegendem Ballast und damit geringerer benetzter Fläche bei gleicher hydrostatischer
Stabilität weisen diese Kiele auch den geringsten "induzierten Widerstand" als den
größten Widerstandsanteil der bekannten Kielformen auf. Dieser Widerstand wird durch
den Druckausgleich um die Kielunterkante herum von der druckbeaufschlagten Leeseite
des Kiels zur sogbeaufschlagten Luvseite des Kiels hervorgerufen, da dabei ein äußerst
ungünstiger Strömungswirbel entsteht. Eine Verringerung des induzierten Widerstandes
ist nur durch teilweises Unterbinden der Umströmung der Kielunterkante mittels Flügel
möglich. Diese vergrößern jedoch die benetzte Fläche und somit den Reibungswiderstand
des Unterwasserschiffes.
[0008] Bei zunehmender Schiffsgröße wird ein angemessener Tiefgang jedoch, wie zuvor erwähnt,
revierbedingt problematisch. Wollte man die gleiche Wirksamkeit eines Kiels einer
12 Meter langen Yacht mit Tiefgang von z.B. 2,35 Meter bei einer Yacht von 30 Meter
Länge erreichen, müßte diese eine Kieltiefe von 6,35 Meter haben.
[0009] Mit zunehmender Schiffsgröße werden daher bei begrenztem Tiefgang zum Anlaufen von
weniger tiefen Häfen die Verhältnisse immer ungünstiger. Die Streckung wird kleiner
und der Ballastschwerpunkt liegt, relativ gesehen, höher. Die Stabilität nimmt ab,
wenn nicht durch ein hohes Ballastgewicht Ausgleich geschaffen wird.
[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Segelschiff mit Kiel, insbeondere eine
Segelyacht, so weiterzubilden, daß der Kiel ohne nachteiligen Einfluß auf die Segeleigenschaften,
vielmehr diese vorteilhaft unterstützend, den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt
werden kann.
[0011] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Segelschiff mit den Merkmalen des Anspruches
1 erreicht.
[0012] Vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Segelschiffes sind
Gegenstand der Unteransprüche.
[0013] Mit der Erfindung und ihren bevorzugten Ausführungsformen ergeben sich je nach Ausführungsform
der Erfindung einige oder mehrere der nachstehend erläuterten Vorteile.
[0014] Bei der Erfindung wird durch das Teilen des Kiels in einen für den Lateralplan zuständigen
(tiefen) Flügelkiel mit großer Streckung und einen für das aufrichtende Moment zuständigen
(tiefen) Ballastkiel, wobei beide Kiele quer zur Längsachse des Segelschiffes unabhängig
voneinander verschwenkt werden können, die Möglichkeit geschaffen, den Kiel durch
Verschwenken seiner Kielteile an die jeweils herrschenden Verhältnisse anzupassen.
Durch Verändern der Lage des Ballastkiels einerseits und/oder des Flügelkiels anderseits
können also die Eigenschaften des Segelschiffes mit dem erfindungsgemäß in wenigstens
einen Flügelkiel und wenigstens einen Ballastkiel geteilten Kiel den jeweils herrschenden
Bedingungen sowohl beim Fahren als auch beim Ankern angepasst werden.
[0015] Im tiefen Wasser kann eine große Streckung und geringer induzierter Widerstand durch
großen Tiefgang sowie ein tiefliegender Ballastschwerpunkt und daher ein geringerer
Ballastanteil bei gleicher Stabilität des Segelschiffes erreicht werden, wodurch die
Verdrängung des Segelschiffes verkleinert wird. In flachen Buchten oder Häfen oder
bei Fahrt unter Maschine kann ein geringer Tiefgang erreicht werden. Der Lateralplananteil
des erfindungsgemäß geteilten Kiels kann trotz Krängung in jeder Lage beibehalten
werden. Die Teile des Kiels, insbesondere der Flügelkiel, müssen bei Krängung nicht
nach Luv auswandern, sodaß die Luvgierigkeit verringert wird und die Querkraft unter
Wasser gleich bleibt. Der Ballastkiel kann dafür nach Luv verschwenkt werden, wodurch
das aufrichtende Moment erhöht wird. Bei starker Krängung, z.B. bei Böeneinfall, hebt
sich der nach Luv geschwenkte Kielballast unter Umständen aus dem Wasser, wodurch
einerseits sein Auftrieb wegfällt und so das aufrichtende Moment des Ballastkiels
weiter erhöht wird, anderseits fällt die benetzte Fläche des Kielballastes weg, wodurch
seine Reibung im Wasser entfällt.
[0016] Bei im Hafen oder vor Anker liegenden Segelschiffen kann durch die nach gegenüberliegenden
Seiten verschwenkten Kielteile die Krängung durch quer zum Segelschiff laufende Wellen
verringert werden, da bei bereits geringer Krängung der luvseitige Kielteil über die
Wasserfläche gehoben und durch Entfall seines Auftriebs ein höheres Rückstellmoment
verursacht wird.
[0017] Beide Kielteile, also nicht nur der Ballastkiel, sondern auch der Flügelkiel, können,
z.B. bei Fahrtenyachten, mit Ballast ausgestattet sein, sodaß sie sich bei gleichem
Schwenkwinkel auf gegenüberliegenden Seiten die Waage halten oder bei sehr sportlichen
Yachten mit wesentlich höherem Ballastkielmoment im Verhältnis zum Flügelkielmoment
bei gleichem Schwenkwinkel ausgeführt werden. Im zweiten Fall steht die Segelyacht
im Hafen nur vertikal, wenn der Ballastkiel weniger weit verschwenkt wird als der
Flügelkiel.
[0018] Bei größeren Segelyachten oder wenn höhere Kursstabilität gewünscht wird, ist auch
die Aufteilung des Kiels in zwei Flügelkiele und einen insbesondere dazwischen angeordneten
Ballastkiel möglich. Alternativ ist zur besseren Aufteilung des Ballastes auch eine
Ausführungsform mit einem in der Mitte zwischen zwei Ballastkielen liegenden Flügelkiel
denkbar.
[0019] Grundsätzlich ist das Ausschwenken der Kielteile quer zur Schiffslängsachse mittels
mechanischer Antriebe, z.B. mittels Schraubenrad- oder Schneckengetrieben, die direkt
oder über Kettenübertragung vom Rumpfinneren aus z.B. auf Schwenkwellen der Kielteile
angreifen, möglich.
[0020] Wenn bei Kursänderungen vor allem beim Wenden oder Halsen das Umstellen von Flügelkiel
und Ballastkiel auf den neuen Kurs rasch vor sich gehen soll, wird im Rahmen der Erfindung
ein hydraulischer Antrieb für das Verschwenken der beiden Kielteile bevorzugt.
[0021] Mit dem bevorzugten hydraulischen Antrieb ist das Verschwenken der Kielteile oder
eines derselben einfach und schnell möglich, indem beispielsweise die Ventile der
Druckleitungen, welche die Kielteile gegenüber der Vertikalen in höhere Lagen verschwenkt
halten, geöffnet werden. Bei entsprechend großen Leitungsquerschnitten fallen die
seitlich ausgeschwenkten Kielteile durch ihr Gewicht sofort in die senkrechte Lage
und werden über Pumpen oder über einen zu einem früheren Zeitpunkt entsprechend aufgeladenen,
z.B. mit Druck beaufschlagten Hydrospeicher in die gewünschte neue Lage verschwenkt.
Eine weitere Möglichkeit des raschen Momentenausgleichs beider Kielteile beim Wenden
besteht darin, daß die potentielle Energie des stärker ausgeschwenkten und daher höher
liegenden Ballastkieles durch Druckumleitung in den tiefer liegenden Flügelkiel ersteren
absenkt und zweiteren hebt, bis ein Momentenausgleich erreicht ist. Ein allenfalls
vorgesehenes, entsprechend hoch über der Wasseroberfläche liegendes, gefülltes Leitungssystem
verhindert durch den höheren hydrostatischen Druck im Inneren des Schwenkantriebes
das Eindringen von (See-)Wasser über die Dichtungsfugen zwischen den starren und den
beweglichen Teilen der erfindungsgemäßen Kielteile in den Schwenkantrieb.
[0022] Zur Sicherung der Lage hochgeschwenkter Kielteile an Plätzen mit geringer Wassertiefe,
wie z.B. in flachen Buchten oder Hafenbecken, können die hochgeschwenkten Kielteile
z.B. mittels Seilschlingen in ihrer Lage gehalten werden, sodaß der Schwenkantrieb
für die Kielteile entlastet wird.
[0023] Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen verschiedene
bevorzugte Ausführungformen der Erfindung am Beispiel von Segelyachten beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine Segelyacht mit vertikal gestelltem Flügelkiel 1 und Ballastkiel
2 und strichliert deren Schwenkbereich,
Fig. 2 zeigt die Yacht mit zueinander gegenüberliegenden Seiten ausgeschwenkten Kielteilen
1 und 2.
Fig. 3 zeigt die Yacht gekrängt, wobei der Flügelkiel 1 vertikale gestellt ist, um
einen größtmöglichen Lateralplan zu erreichen. Der Ballastkiel 2 ist luvseitig so
weit nach oben verschwenkt, daß sein Ballastkörper über dem Wasserspiegel liegt, um
ein möglichst großes aufrichtendes Moment zu erzeugen.
Fig. 4 zeigt eine Yacht in Seitenansicht mit einem Flügelkiel 1 und einem Ballastkiel
2.
Fig. 5 zeigt (teilweise) eine abgeänderte Ausführungsform einer Yacht mit einem Ballastkiel
2 und zwei Flügelkielen 1.
Fig. 6 zeigt (teilweise) eine Yacht, bei der zwei Ballastkiele 2 und ein Flügelkiel
1 vorgesehen sind.
Fig. 7 zeigt im Längsschnitt schematisch einen mechanischen Antrieb zum Verschwenken
des Flügelkieles 1 und des Ballastkieles 2. Jeder der beiden Kielteile 1 und 2 ist
mit einer Welle 3 verbunden, in die ein Schneckengetriebe 4 als Schwenkantrieb eingreift.
Alle mechanischen Teile des Antriebes und der Lagerung der Kielteile 1 und 2 liegen
in einem mit hydrostatischem Druck (Ausgleichsgefäß 16 und Leitung 15) - beaufschlagten
Gehäuse 5, sodaß das Eindringen von (See-)Wasser über die Dichtungen der Lager 6 verhindert
ist.
Fig. 8 zeigt einen mechanischen Antrieb ähnlich dem von Fig. 7 am Beispiel einer Segelyacht
mit zwei Flügelkielen 1, die an einer gemeinsamen Welle 7 befestigt sind, die durch
eine als Hohlwelle ausgeführte Welle 8 des Ballastkieles 2 geführt ist. Eine sinngemäß
gleiche Ausführungsform dieses Antriebes ist für eine Ausführungsform mit zwei Ballastkielen
2 und einen dazwischenliegenden Flügelkiel 1 (Fig. 6) möglich.
Fig. 9 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform eines hydraulischen Antriebes zum
Verschwenken des Flügelkieles 1 und des Ballastkieles 2.
[0024] Das Verschwenken der Kielteile 1 und 2 erfolgt hier über an ihren Enden als Bewegungsschraubenspindel
ausgebildete Kolbenstangen 3, die in die als Schraubenmutter ausgebildeten Lagerkörper
4 der Kielteile 1 und 2 eingreifen. Die Bewegungsschraubenspindeln, die auf Führungsachsen
8 geführt sind, und die Muttern in den Lagerkörpern 4 sind mit hohem Steigungswinkel,
mehrgängig und vorzugsweise mit Kugelgewinden ausgebildet, um keine Selbsthemmung,
dafür aber einen sehr hohen Wirkungsgrad zu erreichen.
[0025] Die Kolbenstangen 3 sind mit Kolben 5, die in doppelt wirkenden Zylindern 6 laufen,
verbunden und über in den Kolben 5 vorgesehene Kugelführungsbüchsen an Führungsstäben
7 in den Zylindern 6 geführt, um ein Verdrehen der Kolbenstangen 3 um ihre Achse zu
verhindern.
[0026] Die Kielteile 1 und 2 sind über hohle Lagerkörper 4 in Lagern 9, vorzugsweise Wälzlagern,
in den starren Teilen der Antriebe (Zylinder 6 und Lagerböcke 9) verschwenkbar gelagert
und über diese am Mittelkielträger 10 des Schiffsrumpfes angelenkt.
[0027] Die Kolben 5 werden über Ventile 11 von einer Pumpe 12 direkt oder indirekt unter
Zwischenschaltung eines oder mehrerer aufladbaren Hydrospeicher 13 mit Druckmittel
beaufschlagt. Ein Überlaufventil 14 erlaubt durch Öffnen ein rasches Vertikalstellen
der Kielteile 1 und/oder 2 bei einem Kurswechsel auf den anderen Bug. Gleichwertiges
wird durch Druckausgleich zwischen den beaufschlagten Zylindern der Kielteile 1 und
2 durch Öffnen der Verbindungsleitung 29a bzw. 29b erreicht.
[0028] Hier findet der Momentenausgleich und damit die Vertikalstellung der Yacht auch dann
statt, wenn die beiden Kiele 1 und 2 noch nicht vertikal stehen. Außerdem bleibt hier
ein Energiepotential bestehen. Ein aufladbarer Hydrospeicher 13 hat den Vorteil, daß
das Aufladen langsam, also mit geringem Leistungsbedarf erfolgen kann, das Entladen
aber schnell mit hoher Leistungsabgabe erfolgen kann. Da ein Hydrospeicher bei Abgabe
von Volumen an Druck verliert, zum Hochschwenken eines Kielteiles jedoch gerade gegen
Ende des möglichen Schwenkwinkels der höchste Druck benötigt wird, ist die Aufteilung
des Hydrospeichers in mehrere Druckstufen von Vorteil. In diesem Fall könnte auch
mit der potentiellen Energie eines stark ausgeschwenkten Kieles, also mit der höchsten
Druckstufe belastetem Kiel, bei der Rückholung dieses Kieles eine niedrigere Druckstufe
des mehrgliedrigen Hydrospeichers ohne Fremdenergiezufuhr aufgeladen werden.
[0029] Die über der Wasseroberkante liegenden Hydraulikflüssigkeitsleitungen 15 und Ausgleichsgefäße
16 für Leckagen etc. üben auf die unter Wasser liegende Mechanik und ihre Dichtungen
in den Fugen 17 zwischen den beweglichen und den stillstehenden Teilen der erfindungsgemäßen
Kielteile 1 und 2 einen permanenten hydrostatischen Druck von innen aus, sodaß kein
(See-)Wasser eindringen kann.
[0030] Fig. 10 zeigt einen hydraulischen Abtrieb, der an eine Ausführungsform mit einem
Ballastkiel 2 und mit zwei Flügelkielen 1 angepasst ist. Die Bewegungsschraubenspindeln
für die Flügelkiele 1 sind über eine Schubstange 18 miteinander verbunden, um eine
synchrone Bewegung durch Betätigen des einen Kolbens 5 auszuführen. Die Schubstange
18 ist durch die als Rohr ausgeführte Schraubenkolbenstange 3a des dazwischen liegenden
Ballastkiels 2 geführt.
[0031] Die gleiche Lösung ist sinngemäß für eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei
Ballastkielen 2 und einem dazwischenliegenden Flügelkiel 1 anwendbar.
[0032] Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform ähnlich der von Fig. 9, bei der die Kolbenstangen
26 mit einer Keilwelle 19 gekuppelt sind, die über achsial geführt laufende kugelförmige
Wälzkörper in Käfigen 20 mit starren Lagerungen 21 am Mittelkielträger 10 verdrehsicher
abgestützt ist. Bei dieser Ausführungsform können statt, wie gezeigt, je eines doppelt
wirkenden Zylinders für die Kielteile 1 und 2 auch zwei einfach wirkende Zylinder
22 und 23, deren Kolben 24 und 25 mit Kolbenstangen 26 verbunden sind, vorgesehen
sein. Außerdem sind bei der Ausführungsform von Fig. 11 und 12 die Bewegungsschraubenspindeln
3 eigene mit den mit den Kolbenstangen 26 verbundenen Keilwellen 19 über Rundfedern
27 verbundene Bauteile. Auch die Bewegungsschraubenmuttern 4, die mit den Kugelgewindespindeln
3 zusammenwirken, sind eigene Bauteile, die über Federn 30 mit den Kielteilen 1 und
2 verbunden sind.
[0033] Die eigentlichen Kielteile 1 und 2 können mit Schwenkteilen la und 2a, wie in Fig.
11 bis 14 beispielhaft dargestellt, verbunden sein.
[0034] Fig. 12 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung der Ausführungsform des Antriebes
von Figur 11.
[0035] Fig. 13 zeigt eine der Ausführungsform von Fig. 11 und 12 ähnliche Ausführung für
drei Kielteile 1 und 2, wobei die beiden äußeren Flügelkiele 1 ähnlich der Figur 10
über eine Schubstange 18, die auch bei der Ausführungsform von Fig. 10 durch die hohle
Keilwelle 19a des mittleren Ballastkieles 2 geführt ist, miteinander zum gemeinsamen
Verschwenken gekuppelt sind.
[0036] Fig. 14 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung der Ausführungsform des Antriebes
von Figur 13.
[0037] Fig. 15 zeigt einen Schnitt längs der Line A-A von Fig. 14 durch einen der Hydraulikzylinder
22 oder 23, die Kolben 24 oder 25, die Kolbenstange 26, eine mögliche Aufhängung 28
der Zylinder 22 oder 23 auf dem Mittelkielträger 10 sowie die Rohrverbindung 29 für
die Hydraulikflüssigkeit.
[0038] Fig. 16 zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B von Fig 14 neben der Hydraulikrohrverbindung.
[0039] Fig. 17 zeigt einen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 12 im Bereich eines Kielteiles
1 oder 2 mit der Keilwelle 19a als Hohlwelle für darin gelagerte Führungsachsen 8
oder die durchgeführte Schubstange 18 bei drei Kielteilen 1 un 2, weiters die über
Rundfedern 27 mit der Keilwelle 19 verbundene Kugelgewindespindel 3, sowie die über
Federn 30 mit den zu schwenkenden Kielteilen la und 2a verbundene Kugelgewindemutter
4.
[0040] Fig. 18 zeigt in einem Schnitt längs der Linie D-D in Fig. 12 die Kugelkeilwellenführung
und Verdrehsicherung 20, die als Lager 21 mit den Mittelkielträger 10 verbunden ist.
Die für jede Nut der Kugelkeilwelle 19 in der Verdrehsicherung 20 umlaufenden Kugelbahnen
werden an den Umlenkungen durch halbringförmig ausgedrehte Stirnscheiben 31 begrenzt,
die über Schrauben 32 mit den Innenkörpern 33 der Kugelführungen verbundensind. Dies
ist in der rechten Schnitthälfte dargestellt. Im Umlenkungsbereich von der inneren
auf die äußere Kugelbahn weisen die Innenkörper 33 pro Kugelbahn einen radialen Schlitz
34 auf, der wesentlich schmäler als der Kugeldurchmesser ist, durch welchen die Kugeln
eine Führung erhalten.
[0041] Fig. 19 zeigt eine andere Ausführungsform der hydraulischen Lösungsmöglichkeit, wobei
der Mechanismus für einen der Kielteile 1 oder 2 dargestellt ist. Hier werden zwei
starre Lager 21, welche mit dem Mittelkielträger 10 des Schiffes verbunden sind, über
die Führungsachse 8 miteinander über die Rundfedern 27 verbunden.
[0042] Auf der Führungsachse 8 ist eine Hülse 19 aufgeschrumpft oder verdrehfest aufgeklebt,
welche im Mittelteil ihrer Gesamtlänge als Keilwelle mit Kugelführungsnuten fungiert.
Das die Kielteile 1 oder 2 tragende Hohlrohr ist mit einer eingeschobenen Hülse 4,
welche im Mittelteil seiner Gesamtlänge ein mehrgängiges Kugelgewinde mit hohem Steigungswinkel
aufweist, verdrehfest z.B. durch Einpressen oder Verklebung, verbunden.
[0043] Die Kolbenstange 3 mit den Kolben 5 und 5a an seinen Enden ist als Hülse ausgebildet,
in der außen ein mit der Hülse 4 über die Wälzkörper zusammenarbeitendes Kugelgewinde
eingearbeitet ist. An der Innenseite der Hülse 4 sind Kugelführungsnuten eingearbeitet,
welche über die Wälzkörper wieder mit den Kugelführungsnuten der Hülse 19 zusammenarbeiten.
[0044] Sowohl die Kugel-Keilwellenwälzkörper als auch die Kugel-Gewindespindelwälzkörper
werden in hülsenförmigen Wälzkörperkäfigen 20 und 20a zueinander distanziert.
[0045] Im Bereich außerhalb der im Mittelteil befindlichen Kugelführungen bzw. Kugelgewinde
bilden die dann glatten Hülsen 19 und 4 an beiden Enden je einen Zylinder 6 bzw. 6a
mit Ringquerschnitt, in welchen die Kolben 5 bzw. 5a jeweils einseitig beaufschlagt
gegeneinander wirken. Die Hydraulikflüssigkeit wird über die Endlager 21 und über
die Führungsachse 8 zu- und abgeführt. Die das Schwenkmoment und den achsialen Gewindeschub
aufnehmenden Wälzlager 9 sind im eingearbeiteten Edelstahlteilen geführt, welche zueinander
die unter Innendruck stehenden Fugen 17 zwischen den bewegten und starren Teilen aufweisen.
[0046] Fig. 20 zeigt einen Schnitt längs der Linie E-E von Fig. 19 im Bereich der Kugel-Keilwellenführung
19 und der Kugelgewindespindel 3 mit der Kugelkeilwellengegenführung und der Kugelgewindemutter
4. Weiters zeigt der Schnitt die mit den beiden Endlagern 21 verbundene Schiene 21a.
[0047] Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt
werden:
[0048] Eine Segelyacht besitzt zusätzlich zu ihrem Ballastkiel 2 wenigstens einen Flügelkiel
1, der gegebenenfalls auch einen Ballast trägt. Sowohl der Ballastkiel 2 als auch
der Flügelkiel 1 sind am Rumpf des Segelschiffes um eine im wesentlichen in Längrichtung
des Segelschiffes ausgerichtete Achse verschwenkbar gelagert. So kann durch Verschwenken
des Ballastkiels 2 das aufrichtende Moment verändert, beispielsweise vergrößert werden.
Durch Verschwenken des Flügelkiels 1 kann dessen Lateralplananteil verändert und so
auch beim Krängen der Segelyacht groß gehalten werden.
1. Kiel für Segelschiffe, insbesondere für einrumpfige Segelyachten, mit wenigstens zwei
Kielteilen, die am Rumpf des Segelschiffes um eine im wesentlichen in Längsrichtung
des Segelschiffes ausgerichtete Achse voneinander unabhängig mit Hilfe von Antrieben
verschwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ballastkiel
(2) und wenigstens ein Flügelkiel (1) vorgesehen ist, daß sowohl der Ballastkiel (2)
als auch der Flügelkiel (1) über rohrartig ausgebildete Lagerkörper (4) in am Schiffsrumpf
außen befestigten Lagern (9) verschwenkbar gelagert sind, und daß die Lagerung (4,
9) für den Ballastkiel (2) und den Flügelkiel (1) sowie die Antriebe zum Verstellen
von Ballastkiel (2) und Flügelkiel (1) in wenigstens einem Gehäuse (5) untergebracht
sind, das mit einer Flüssigkeit beaufschlagt ist, die unter permanentem, hydrostatischem
Druck steht, der höher ist als der Druck des (See-)Wassers im Bereich der Dichtungen
in den Fugen zwischen beweglichen und stillstehenden Teilen der Kielteile (1 und 2).
2. Kiel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ballastkiel (2) näher zum Bug
und der Flügelkiel (1) näher zum Heck des Schiffes oder umgekehrt der Ballastkiel
(2) näher zum Heck und der Flüssigkeit (1) näher zum Bug des Schiffes angeordnet ist.
3. Kiel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Flügelkiel (1) an
seinem freien, vom Schiffsrumpf entfernt liegenden Ende einen Ballast trägt.
4. Kiel nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ballastkiele (2) und
ein Flügelkiel (1) vorgesehen sind.
5. Kiel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ballastkiel (2) zwischen den
beiden Flügelkielen (1) angeordnet ist.
6. Kiel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Flügelkiele (1) und ein Ballastkiel
(2) vorgesehen sind.
7. Kiel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelkiel (1) zwischen Ballastkielen
(2) angeordnet ist.
8. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken
des Flügelkiels (1) ein Antrieb und zum Verschwenken des Ballastkiels (2) ein vom
Antrieb für den Flügelkiel (1) unabhängiger Antrieb vorgesehen ist.
9. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Flügelkielen
(1) diesen ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet ist.
10. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung für
den Ballastkiel (2) und den Flügelkiel (1) sowie die Antriebe zum Verstellen der Kielteile
(1 und 2) in einem gemeinsamen Gehäuse (5) untergebracht sind, das mit einer Flüssigkeit,
vorzugsweise mit einer die Antriebe schmierenden Flüssigkeit, die unter Druck steht,
beaufschlagt ist.
11. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für
das Verstellen von Flügelkiel (1) und/oder Ballastkiel (2) Schneckengetriebe (4) sind.
12. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für
das Verstellen von Flügelkiel (1) und/oder Ballastkiel (2) Spindel-Spindelmutter-Antriebe
(3) sind.
13. Kiel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Lagerkörper (4)
von Flügelkiel (1) und Ballastkiel (2) innen ein Gewinde aufweisen, in das die Spindeln
(3) der Antriebe eingreifen.
14. Kiel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmuttern der Spindel-Spindelmutter-Antriebe
(3) mit den rohrförmigen Lagerkörpern (4) von Flügelkiel (1) und Ballastkiel (2) verbunden
sind.
15. Kiel nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (3)
des Antriebes für den Ballastkiel (2) und für den Flügelkiel (1) mit hydraulischen
Antrieben (5, 6) gekuppelt sind.
16. Kiel nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde der
Spindeln und Spindelmuttern mit hohem Steigungswinkel, vorzugsweise mehrgängig, ausgebildet
sind.
17. Kiel nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde von
Spindeln und Spindelmuttern als Kugelgewinde ausgebildet sind.
18. Kiel nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln
mit den Kolbenstangen der hydraulischen Verstellantriebe gekuppelt sind.
19. Kiel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Verstellantriebe
von einem aufladbaren Speicher für Hydraulikmedium mit Hydraulikmedium beaufschlagbar
sind.
20. Kiel nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (5)
der hydraulischen Verstellantriebe in den Zylindern (6) gegen Verdrehung um ihre Achse
gesperrt geführt sind.
21. Kiel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen der Betätigungszylinder
mit Keilwellen (19) gekuppelt sind, die in ortsfest und unverdrehbar am S-chiff befestigen
Führungen (20, 21) geführt sind.
22. Kiel nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen Käfige (21) sind,
in welchen in die Nuten der Keilwellen (19) eingreifende kugelförmige Wälzkörper (20)
aufgenommen sind.
23. Kiel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Wälzkörper (20)
in den Käfigen (21) längs einer in sich geschlossenen Bahn geführt sind.
24. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Schiffsrumpf
vorzugsweise über einen Kielträger (10) starr verbundene Führungsachse (8) vorgesehen
ist, daß die Kolben (5, 5a) auf der Führungsachse (8) geführt und miteinander über
eine hohle Kolbenstange (3) verbunden sind.
25. Kiel nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (3) zwischen den
Kolben (5, 5a) innenseitig achsparallele Nuten aufweist, in denen Wälzkörper aufgenommen
sind, die in achsparallele Nuten, die an der Außenseite der Führungsachse (8) zwischen
den Kolben (5, 5a) ausgebildet sind, eingreifen.
26. Kiel nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des den
Flügelkiel (1) oder den Ballastkiel (2) tragenden Rohres ein, vorzugsweise mehrgängiges,
Kugelgewinde ausgebildet ist, das über Wälzkörper mit einem an der Außenseite der
Kolbenstange (3) ausgebildeten Kugelgewinde gekuppelt ist.
27. Kiel nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde des den Flügelkiel
(1) oder den Ballastkiel (2) tragenden Rohres an einer mit diesem verbundenen Hülse
(4) ausgebildet ist.
28. Kiel nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelgewinde nicht
selbsthemmende Gewinde mit hohem Steigungswinkel sind.
29. Kiel nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten an
der Außenseite der Führungsachse (8) in der Außenseite einer mit der Führungsachse
(8) verbundenen Hülse (19) ausgebildet sind.
30. Kiel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher für das Hydraulikmedium
ein mehrstufiger Speicher ist, in dessen wenigstens zwei Speicherteilen Hydraulikmedium
mit verschieden hohem Druck gespeichert ist.
31. Kiel nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellantrieb am Beginn des
Ausschwenkens eines Kielteils (1 oder 2) aus einem Speicherteil der mit geringerem
Druck und im Endabschnitt des Ausschwenkbereiches aus einem Speicherteil mit höherem
Druck mit Hydraulikmedium beaufschlagt wird.
32. Kiel nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn des Rückschwenkens
eines Kielteiles (1 oder 2), also aus einer Lage, die einen höheren Druck im Verstellantrieb
erfordert, aus dem Verstellantrieb Hydraulikmedium in den mit niedrigerem Druck beaufschlagten
Teil des Speichers rückgeleitet wird.