Kiel für Segelschiffe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kieleinrichtung für Segelschiffe, insbesondere für einrumpfige Segelyachten, mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.

[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. Diesem Moment muß durch ein entsprechendes Gegenmoment des nach Luv auswandernden Ballastes zum Teil entgegengewirkt werden.

[0004] Beim Krängen eines Segelschiffes wirkt auch der Vortriebs-schwerpunkt 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 beim Krängen des Schiffes durch die Schrägstellung der Kielflosse verkleinert, so daß 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, 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 einem 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, insbesondere eine Segelyacht, so weiterzubilden, daß der Kiel ohne nachteiligen Einfluß auf die Segeleigenschaften, vielmehr diese vorteilhaft unterstützend, den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden kann, wobei bei Kursänderungen vor allem beim Wenden oder Halsen ein rasches Umstellen von Flügelkiel und Ballastkiel auf den neuen Kurs möglich sein soll.

[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 der Kielteile an die jeweils herrschenden Verhältnisse anzupassen. Durch Verändern der Lage des Ballastkiels einerseits und/oder des Flügeikiels anderseits können also die Eigenschaften des Segelschiffes mit der erfindungsgemäß wenigstens einen Flügelkiel und wenigstens einen Ballastkiel aufweisenden Kieleinrichtung den jeweils herrschenden Beding-ungen sowohl beim Fahren als auch beim Ankern angepaßt werden.

[0015] Im tiefen Wasser kann eine große Streckung und ein geringer induzierter Widerstand durch großen Tiefgang sowie ein tiefliegender Ballastschwerpunkt und daher auch bei geringem Ballastanteil eine gute 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, so daß 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 Kiele, also nicht nur der Ballastkiel, sondern auch der Flügelkiel, können, z.B. bei Fahrtenyachten, mit Ballast ausgestattet sein, so daß 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 eine Kieleinrichtung mit zwei Flügelkielen und einen insbesondere dazwischen angeordneten Ballastkiel möglich. Alternativ ist zur besseren Aufteilung des Ballastes auch eine Ausführungsform mit einem zwischen zwei Ballastkielen liegenden Flügelkiel denkbar.

[0019] Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen, hydraulischen Antrieb ist das Verschwenken der Kiele 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 Kiele durch ihr Gewicht sofort in die senkrechte Lage und werden über Pumpen oder über einen aufgeladenen, z.B. mit Druck beaufschlagten, Hydrospeicher in die gewünschte neue Lage verschwenkt. Eine weitere Möglichkeit des raschen Momentenausgleichs beider Kiele 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.

[0020] Ein allenfalls vorgesehenes, entsprechend hoch über der Wasseroberfläche liegendes, gefülltes Leitungssystem verhindert durch den höheren hydrostatischen Druck im Inneren des Schwenkantriebes für die Kiele das Eindringen von (See-)Wasser über die Dichtungsfugen zwischen den starren und den beweglichen Teilen der erfindungsgemäßen Kiele in den Schwenkantrieb.

[0021] 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, so daß der Schwenkantrieb für die Kielteile entlastet wird.

[0022] Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen verschiedene bevorzugte Ausführungformen der Erfindung am Beispiel von Segelyachten beschrieben. Es zeigen Fig. 1 bis 3 vom Bug aus gesehen eine Segelyacht mit unterschiedlich ausgerichteten Kielen einer Kieleinrichtung, Fig. 4 in Seitenansicht eine Segelyacht mit einer Kieleinrichtung aus zwei Kielen, Fig. 5 und 6 in Seitenansicht eine Segelyacht mit einer Kieleinrichtung aus drei Kielen, Fig. 7 eine Ausführungsform des Antriebes der Kiele einer Kieleinrichtung mit zwei Kielen, Fig. 8 eine abgeänderte Ausführungsform eines Antriebes der Kiele einer Kieleinrichtung mit drei Kielen, Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Antriebes der Kiele einer Kieleinrichtung mit zwei Kielen, Fig. 10 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 9, Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel für den Antrieb der Kiele einer Kieleinrichtung mit drei Kielen, Fig. 13 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit des Antriebes von Fig. 11, Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 12, Fig. 14 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 12, Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 10 und Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie D-D in Fig. 10, Fig. 17 eine weitere Ausführungsform eines hydraulischen Antriebes und Fig. 18 einen Schnitt längs der Linie E-E in Fig. 17.

[0023] Fig. 1 zeigt eine Segelyacht mit vertikal gestelltem Flügelkiel 1 und Ballastkiel 2 und strichliert deren Schwenkbereich,

[0024] Fig. 2 zeigt die Yacht mit nach gegenüberliegenden Seiten ausgeschwenkten Kielen 1 und 2.

[0025] 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.

[0026] Fig. 4 zeigt eine Yacht in Seitenansicht mit einem Flügelkiel 1 und einem Ballastkiel 2.

[0027] Fig. 5 zeigt (teilweise) eine abgeänderte Ausführungsform einer Yacht mit einem Ballastkiel 2 und zwei Flügelkielen 1.

[0028] Fig. 6 zeigt (teilweise) eine Yacht, bei der zwei Ballastkiele 2 und ein Flügelkiel 1 vorgesehen sind.

[0029] Fig. 7 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform eines hydraulischen Antriebes zum Verschwenken des Flügelkieles 1 und des Ballastkieles 2.

[0030] Das Verschwenken,der Kiele 1 und 2 erfolgt hier über an ihren Enden als Bewegungsschraubenspindel ausgebildete Kolbenstangen 50, die in die als Schraubenmutter ausgebildeten Lagerkörper 51 der Kiele 1 und 2 eingreifen. Die Bewegungsschraubenspindeln, die auf Führungsachsen 52 geführt sind, und die Muttern in den Lagerkörpern 51 sind mit hohem Steigungswinkel, mehrgängig und vorzugsweise mit Kugelgewinden ausgebildet, um keine Selbsthemmung, dafür aber einen sehr hohen Wirkungsgrad zu erreichen.

[0031] Die Kolbenstangen 50 sind mit Kolben 53, die in doppelt wirkenden Zylindern 54 laufen, verbunden und über in den Kolben 53 vorgesehene Kugelführungsbüchsen an Führungsstäben 55 in den Zylindern 54 geführt, um ein Verdrehen der Kolbenstangen 50 um ihre Achse zu verhindern.

[0032] Die Kiele 1 und 2 sind über die hohlen Lagerkörper 51 in Lagern 9, vorzugsweise Wälzlagern, in den starren Teilen der Antriebe (Zylinder 54 und Lagerböcke 9) verschwenkbar gelagert und über diese am Mittelkielträger 10 des Schiffsrumpfes angelenkt.

[0033] Die Kolben 53 werden über Ventile 11 von Pumpen 12 direkt oder indirekt unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer aufladbarer Hydrospeicher 13 mit Druckmittel beaufschlagt. Ein Überlaufventil 14' erlaubt durch Öffnen ein rasches Vertikalstellen der Kiele 1 und/oder 2 bei einem Kurswechsel auf den anderen Bug. Gleichwertiges wird durch Druckausgleich zwischen den beaufschlagten Zylindern der Kiele 1 und 2 durch Öffnen der Verbindungsleitung 29a bzw. 29b erreicht. Hier findet der Momentenausgleich und damit die Vertikalstellung der Yacht auch dann statt, wenn die Kiele 1 und 2 noch nicht vertikal stehen. Außerdem bleibt hier ein Energiepotential bestehen.

[0034] 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 13 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.

[0035] 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 Kiele 1 und 2 einen permanenten hydrostatischen Druck von innen aus, so daß kein (See-)Wasser eindringen kann.

[0036] Fig. 8 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 53 auszuführen. Die Schubstange 18 ist durch die als Rohr ausgeführte Schraubenkolbenstange 50a des dazwischen liegenden Ballastkiels 2 geführt.

[0037] Die gleiche Lösung ist sinngemäß für eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Ballastkielen 2 und einem zwischen diesen angeordneten Flügelkiel 1 anwendbar.

[0038] Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform ähnlich der von Fig. 7, bei der die Kolbenstangen 26 mit einer Keilwelle 19 gekuppelt sind, die über achsial geführt laufende kugelförmige Wälzkörper in Käfigen 20 mit starren Lagern 21 am Mittelkielträger 10 verdrehsicher abgestützt ist. Bei dieser Ausführungsform können statt, wie gezeigt, je eines doppelt wirkenden Zylinders für die Kiel 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. 9 und 10 die Bewegungsschraubenspindeln 3 eigene mit den mit den Kolbenstangen 26 verbundenen Keilwellen 19 über Rundfedern 27 (Fig. 10) verbundene Bauteile. Auch die Bewegungsschraubenmuttern 4, die mit den Kugelgewindespindeln 3 zusammenwirken, sind eigene Bauteile, die über Federn 30 mit den Kielen 1 und 2 verbunden sind.

[0039] Die Kiele 1 und 2 können mit Schwenkteilen la und 2a, wie in Fig. 9 bis 12 beispielhaft dargestellt, verbunden sein.

[0040] Fig. 10 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung der Ausführungsform des Antriebes von Figur 9. In Fig. 10 ist ersichtlich, daß die als Verdrehsicherung dienenden, in Käfigen 20 geführten, kugelförmigen Wälzkörper, Stirnscheiben 31 und Innenkörper 33 aufweisen, die gemeinsam die Kugelführungen begrenzen.

[0041] Fig. 11 zeigt eine der Ausführungsform von Fig. 9 und 10 ähnliche Ausführung für drei Kiele 1 und 2, wobei die beiden äußeren Flügelkiele 1 ähnlich der Figur 8 über eine Schubstange 18, die auch bei der Ausführungsform von Fig. 8 durch die hohle Keilwelle 19a des mittleren Ballastkieles 2 geführt ist, miteinander zum gemeinsamen Verschwenken gekuppelt sind.

[0042] Fig. 12 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung der Ausführungsform des Antriebes von Figur 13. In Fig. 12 ist ersichtlich, daß als Verdrehsicherung in Käfigen 20 geführte, kugelförmige Wälzkörper 20 dienen. Stirnscheiben 31 und Innenkörper 33 begrenzen gemeinsam die Kugelführungen. Dabei weisen die Innenkörper 33 pro Kugelbahn einen radialen Schlitz 34 auf, der schmäler ist als der Durchmesser der Kugeln 20, so daß eine Führung für die Kugeln 20 gebildet ist.

[0043] Fig. 13 zeigt in einem Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 12 einen der Hydraulikzylinder 22 oder 23, die Kolben 24 oder 25 und die Kolbenstange 26 in einer möglichen Ausführungsform der Aufhängung 28 der Zylinder 22 oder 23 auf dem Mittelkielträger 10 sowie die Rohrverbindung 29 für die Hydraulikflüssigkeit.

[0044] Fig. 14 zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B von Fig 14 neben der Hydraulikrohrverbindung.

[0045] Fig. 15 zeigt einen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 10 im Bereich eines Kieles 1 oder 2 mit der Keilwelle 19 als Hohlwelle für darin gelagerte Kolbenstangen 26 oder eine durchgeführte Schubstange 18 bei drei Kielen 1 und 2, weiters die über Rundfedern 27 mit der Keilwelle 19 verbundene Kugelgewindespindel 57, sowie die über Federn 30 mit den zu schwenkenden Kielen 1 und 2 über die Schwenkteile la und 2a verbundene Kugelgewindemutter 56.

[0046] Fig. 16 zeigt in einem Schnitt längs der Linie D-D in Fig. 10 die - Führung der Keilwellen 19, die zur und Verdrehsicherung über kugelförmige Wälzkörper 20 in Käfigen mit starren Lagern 21 mit den Mittelkielträger 10 verbunden ist. Die für jede Nut der Keilwelle 19 im Käfig vorgesehenen Kugelbahnen werden an den Umlenkungen durch halbringförmig ausgedrehte Stirnscheiben 31 begrenzt, die über Schrauben 32 mit dem Innenkörper 33 des Käfigs verbunden sind. Dies ist in der rechten Schnitthälfte dargestellt. Im Umlenkungsbereich im Käfig 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.

[0047] Fig. 17 zeigt eine andere Ausführungsform eines hydraulischen Antriebes, wobei der Mechanismus für den Kiel 1 der Kiele 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.

[0048] Auf der Führungsachse 8 ist eine Hülse 19 aufgeschrumpft oder verdrehfest aufgeklebt, welche im Mittelteil ihrer Gesamtlänge als Keilwelle mit Kugelführungsnuten dient. Das den Kiel 1 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 Verkleben, verbunden.

[0049] Die Kolbenstange 3 mit den Kolben 5 und 5a an ihr 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.

[0050] Sowohl die Kugel-Keilwellenwälzkörper als auch die Kugel-Gewindespindelwälzkörper werden in hülsenförmigen Wälzkörperkäfigen 20 und 20a zueinander distanziert.

[0051] 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 in Edelstahlteilen geführt, welche zueinander die unter Innendruck stehenden Fugen 17 zwischen den bewegten und starren Teilen aufweisen.

[0052] Fig. 18 zeigt einen Schnitt längs der Linie E-E von Fig. 17 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.

[0053] Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden:

[0054] 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.

Ansprüche

1. Kieleinrichtung für ein Segelschiff, insbesondere für eine einrumpfige Segelyacht, mit wenigstens zwei Kielen (1,2), die außen am Rumpf des Segelschiffes gelagert und um eine im wesentlichen in Längsrichtung des Segelschiffes ausgerichtete Achse voneinander unabhängig mittels eines in einem Gehäuse (5) angeordneten Antriebes verschwenkbar sind, wobei von diesen Kielen (1, 2) wenigstens einer als Ballastkiel (2) und wenigstens einer als Flügelkiel (1) ausgebildet ist, und wobei der Ballastkiel (2) und der Flügelkiel (1) in Längsrichtung des Segelschiffes hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kiele in Längsrichtung des Segelschiffes hintereinander angeordnet sind, und über rohrartig ausgebildete Lagerkörper (51) in am Schiffsrumpf außen befestigten Lagern (9) um eine gemeinsame Achse verschwenkbar gelagert sind, daß die Lager (9) für den Ballastkiel (2) und den Flügelkiel (1) sowie die als Spindel-Spindelmutter-Antriebe ausgebildeten Antriebe (50, 52, 53, 54; 25, 26; 56, 57) 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 Außenwassers im Bereich der Dichtungen in den Fugen zwischen beweglichen und stillstehenden Teilen der Kiele (1, 2), daß die rohrförmigen Lagerkörper (51) von Flügelkiel (1) und Ballastkiel (2) innen ein Gewinde aufweisen, in das die verdrehfest gelagerten Schub-Spindeln der Antriebe eingreifen, daß die Spindel des Antriebes für den Ballastkiel (2) und für den Flügelkiel (1) mit hydraulischen Antrieben (53, 54) gekuppelt sind.

2. Kieleinrichtung 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 Flügelkiel (1) näher zum Bug des Schiffes angeordnet ist.

3. Kieleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Flügelkiel (1) an seinem freien, vom Schiffsrumpf entfernt liegenden Ende einen Ballast trägt.

4. Kieleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ballastkiele (2) und ein Flügelkiel (1) vorgesehen sind.

5. Kieleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flügelkiel (2) zwischen den Ballastkielen (1) angeordnet ist.

6. Kieleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Flügelkiele (1) und ein Ballastkiel (2) vorgesehen sind.

7. Kieleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ballastkiel (2) zwischen den Flügelkielen (1) angeordnet ist.

8. Kieleinrichtung 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. Kieleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Flügelkielen (1) oder bei zwei Ballastkielen (2) diesen ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet ist.

10. Kieleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde der Spindeln und Spindelmuttern mit hohem Steigungswinkel, vorzugsweise mehrgängig, ausgebildet sind.

11. Kieleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde von Spindeln und Spindelmuttern als Kugelgewinde ausgebildet sind.

12. Kieleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln mit den Kolbenstangen (50) der hydraulischen Verstellantriebe (53, 54) gekuppelt sind.

13. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich net, daß die hydraulischen Verstellantriebe (53, 54) von einem aufladbaren Speicher (13) für Hydraulikmedium mit Hydraulikmedium beaufschlagbar sind.

14. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (53) der hydraulischen Verstellantriebe (53, 54) in den Zylindern (54) gegen Verdrehung um ihre Achse gesperrt geführt sind.

15. Kiel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen der Betätigungszylinder mit Keilwellen (19) gekuppelt sind, die in ortsfest und unverdrehbar am Schiff befestigen Führungen (20, 21) geführt sind.

16. Kiel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen Käfige (21) sind, in welchen in die Nuten der Keilwellen (19) eingreifende kugelförmige Wälzkörper (20) aufgenommen sind.

17. Kiel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Wälzkörper (20) in den Käfigen (21) längs einer in sich geschlossenen Bahn geführt sind.

18. Kiel nach einem der Ansprüche 1 bis 17, 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.

19. Kiel nach Anspruch 18, 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.

20. Kiel nach Anspruch 18 oder 19, 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.

21. Kiel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde des den Flügelkiel (1) oder den Ballastkiel (2) tragenden Rohres an einer mit diesem verbundenen Hülse (4) ausgebildet ist.

22. Kiel nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelgewinde nicht selbsthemmende Gewinde mit hohem Steigungswinkel sind.

23. Kiel nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten an der Außenseite der Führungsachse (8) an der Außenseite einer mit der Führungsachse (8) verbundenen Hülse (19) ausgebildet sind.

24. Kiel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher für das Hydraulikmedium ein mehrstufiger Speicher ist, in dessen wenigstens zwei Speicherteilen Hydraulikmedium mit verschieden hohem Druck gespeichert ist.

25. Kiel nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellantrieb am Beginn des Ausschwenkens eines Kiels (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.

26. Kiel nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn des Rückschwenkens eines Kiels (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.

Claims

1. Keel for a sail ship, especially for one single hull sailing yacht, with at least two keels (1, 2) which are supported on the outside of the hull of the sail ship and which can swivel independently by a drive in a housing (5) around an axis essentially orientated in the longitudinal direction of the ship and wherein the two keel parts (1,2) comprise at least one ballast keel (2) and at least one winged keel (1); wherein the ballast keel (2) as also the winged keel (1) are mounted in the longitudinal direction of the ship one after the other; wherein these keels (1,2) are both supported to swivel around a common axis via tubular pillow blocks in bearings (51) attached externally to the ship's hull; wherein the bearings (9) for the ballast keel (2) and for the winged keel (1) as well as the drives, designed as spherical threaded shaft / spherical threaded nut drives (50, 52, 53,54; 25, 26; 56, 57) for the swiveling of ballast keel (2) and winged keel (1) are located in at least one housing (5) which stands under permanent hydrostatic pressure which is higher than the pressure of the water around the seals in the gaps between the moving and the fixed parts of the keel sections (1) and (2); wherein the tube-like bearing elements (51) of winged keel (1) and ballast keel (2) feature internal spherical threads which interact with the twist-proof spherical threaded shafts of the drives; wherein the spherical threaded shafts for the ballast keel (2) and the winged keel (1) are coupled to hydraulic drives (53, 54).

2. Keel as claimed in claim 1, wherein the ballast keel (2) is nearer the bow of the ship, and the winged keel (1) is nearer the stern of the ship or, conversely, the ballast keel is nearer the stem and the winged keel nearer the bow.

3. Keel as claimed in claim 1 or 2 wherein the winged keel (1) on its free end, away from the ship's hull carries ballast.

4. Keel as claimed in claims 1 or 3 wherein there are two ballast keels (2) and one winged keel (1).

5. Keel as claimed in claim 4 wherein there is one ballast keel (2) between two winged keels (1).

6. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 3 wherein there are two winged keels (1) and one ballast keel (2).

7. Keel as claimed in claim 6 wherein there is a winged keel (1) located between ballast keels (2).

8. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 7 wherein there is a drive to swivel the winged keel (1) and a drive independent of the drive for the winged keel (1) for swiveling the ballast keel (2).

9. Keel as claimed in one of the claims 6 or 7 wherein a common drive is assigned to two winged keels (1), or to two ballast keels (2) respectively.

10. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 9 wherein the threads of the spindles and feed nuts are made with high pitch angle, preferably with multiple turns.

11. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 10 wherein the threads of the spindles and nuts are made as spherical threads.

12. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 11 wherein the spindles are connected via the piston rods (59) with the hydraulic adjustment drives (53, 54)

13. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 12 wherein the hydraulic adjustment drives can be charged with a hydraulic medium from a chargeable reservoir for the hydraulic medium.

14. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 13 wherein the hydraulic adjustment drives (53,54) comprise pistons (53) which are guided in actuating cylinders (54) blocked against twisting around their axis.

15. Keel as claimed in claim 14 wherein the piston rods of the actuating cylinders are coupled to spline shafts (19) which are guided stationary on guides (20, 21) attached to the ship, without the capacity to twist.

16. Keel as claimed in claim 15 wherein the guides are cages (21) in which spherical roll bodies (20) which fit into grooves of spline shafts (19) are held.

17. Keel as claimed in claim 16 wherein the spherical roll bodies (20) are guided in the cages (21) along a closed path.

18. Keel as claimed in one of the claims 1 thru 17 wherein there is a guide axle (8) which is rigidly connected to the ships hull via a keel carrier (10) and wherein the pistons (5, 5a) are guided on guide axle (8) and are joined to one another via a hollow piston rod (3).

19. Keel as claimed in claim 18 wherein there is a piston rod (3) between the pistons (5, 5a) which has internal axially parallel grooves for holding roll bodies which fit into axially parallel grooves which are made on the outside of the guide axle (8) between the pistons (5, 5a).

20. Keel as claimed in claims 18 or 19 wherein a pipe carrying the winged keel (1) or the ballast keel (2) has a multiple, spherical inner thread for coupling via roll bodies to a spherical thread formed on the outside of the piston rod (3).

21. Keel as claimed in claim 20 wherein the inner thread of the pipe which carries the winged keel (1) or the ballast keel (2) is formed on a sleeve (4) connected to it.

22. Keel as claimed in claim 20 or 21 wherein the spherical thread is a non-self-locking thread with a high pitch angle.

23. Keel as claimed in one of the claims 19 thru 22 wherein the grooves on the exterior wall of guide shaft (8) are machined into the exterior wall of a sleeve (19) connected to guide shaft (8).

24. Keel as claimed in claim 13 wherein the reservoir for the hydraulic medium is a multi-stage reservoir, storing the hydraulic medium with varying high pressures in at least two of its parts.

25. Keel as claimed in claim 24 wherein one of the adjustment drives at the start of swiveling out of one keel part (1) or (2) is charged with the hydraulic medium from a reservoir part with lower pressure and in the end segment of the swivel-out range from a reservoir part with higher pressure.

26. Keel as claimed in claim 24 or 25 wherein at the start of swiveling back one keel part (1 or 2), from a location which requires a higher pressure in the adjustment drive, the hydraulic medium from the adjustment drive is returned to the part of the reservoir charged with a lower pressure.

Revendications

1. Dispositif de quilles pour un voilier, en particulier pour un yacht à voiles monocoque, comprenant au moins deux quilles (1, 2) qui sont montées extérieurement sur la coque du voilier et sont réglables par pivotement autour d'un axe orienté essentiellement dans la direction longitudinale du voilier, indépendamment l'une de l'autre, au moyen d'un système d'entraînement disposé dans un carter (5), quilles (1, 2) parmi lesquelles l'une au moins est réalisée sous forme de quille-lest (2) et l'une au moins sous forme de quille-dérive (1), la quille-lest (2) et la quille-dérive (1) se trouvant l'une derrière l'autre dans la direction longitudinale du voilier, caractérisé par le fait que les quilles sont disposées l'une derrière l'autre dans la direction longitudinale du voilier, sont montées par des corps de paliers (51) tubulaires dans des paliers (9) fixés extérieurement sur la coque du voilier de manière à être réglables par pivotement autour d'un axe commun, que les paliers (9) pour la quille-lest (2) et la quille-dérive (1) ainsi que les systèmes d'entraînement (50, 52, 53, 54; 25, 26; 56, 57) en forme de systèmes à vis-écrou pour le réglage de la quille-lest (2) et de la quille-dérive (1) sont disposés dans au moins un carter (5) qui est alimenté en un liquide se trouvant sous une pression hydrostatique permanente supérieure à la pression de l'eau extérieure dans la zone des joints dans les interstices entre les parties mobiles et fixes des quilles (1, 2), que les corps de paliers (51) de la quille-dérive (1) et de la quille-lest (2) présentent intérieurement un filetage dans lequel sont engagées les vis de translation non rotatives des systèmes d'entraînement, et que les vis pour l'entraînement de la quille-lest (2) et de la quille-dérive (1) sont couplées avec des actionneurs hydrauliques (53, 54).

2. Dispositif de quilles suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la quille-lest (2) est disposée plus près de la proue et la quille-dérive (1) plus prés de la poupe du voilier ou inversement la quille-lest (2) plus près de la poupe et la quille-dérive (1) plus près de la proue du voilier.

3. Dispositif de quilles suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la quille-dérive (1) porte également un lest à son extrémité éloignée de la coque du voilier.

4. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend deux quilles-lest (2) et une quille-dérive (1).

5. Dispositif de quilles suivant la revendication 4,caractérisé par le fait que la quille-dérive (1) est disposée entre les quilles-lest (2).

6. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend deux quilles-dérive (1) et une quille-lest (2).

7. Dispositif de quilles suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que la quille-lest (2) est disposée entre les quilles-dérive (1

8. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un système d'entraînement pour le pivotement de la quille-dérive (1) et un système d'entraînement indépendant du système d'entraînement de la quille-dérive (1) pour le pivotement de la quille-lest (2).

9. Dispositif de quilles suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'un système d'entraînement commun est associé aux deux quilles-dérive (1) ou aux deux quilles-lest (2).

10. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 9, caractérisé par le fait que les filetages des vis et des écrous sont réalisés avec un grand angle d'hélice, et sont de préférence à filets multiples.

11. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 10, caractérisé par le fait que les filetages des vis et des écrous sont réalisés sous forme de filetages à billes.

12. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 11, caractérisé par le fait que les vis sont couplées avec les tiges de piston (50) des actionneurs hydrauliques (53, 54).

13. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 12, caractérisé par le fait que les actionneurs hydrauliques (53, 54) sont alimentés en fluide hydraulique par un accumulateur (13) rechargeable de fluide hydraulique.

14. Dispositif de quilles suivant l'une des revendication 1 à 13, caractérisé par le fait que les pistons (53) des actionneurs hydrauliques (53, 54) sont guidés dans les cylindres (54) en étant immobilisés contre la rotation autour de leur axe.

15. Dispositif de quilles suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que les tiges de piston des cylindres actionneurs sont couplées avec des arbres cannelés (19) guidés dans des guides (20, 21) fixés en position stationnaire et sans possibilité de rotation au voilier.

16. Dispositif de quilles suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que les guides sont des cages (21) contenant des éléments roulants (20) en forme de billes engagés dans les rainures des arbres cannelés (19).

17. Dispositif de quilles suivant la revendication 16, caractérisé par le fait que les éléments roulants (20) en forme de billes sont guidés suivant un trajet fermé.

18. Dispositif de quilles suivant l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait qu'il est prévu un axe de guidage (8) relié rigidement à la coque du voilier, de préférence en passant par un support de quilles (10), et que les pistons (5, 5a) sont guidés sur l'axe de guidage (8) et sont reliés entre eux par une tige de pistons (3) creuse.

19. Dispositif de quilles suivant la revendication 18, caractérisé par le fait que la tige de pistons (3) présente entre les pistons (5, 5a) intérieurement des rainures parallèles à l'axe, contenant des éléments roulants engagés dans des rainures parallèles à l'axe ménagées dans le côté extérieur de l'axe de guidage (8) entre les pistons (5, 5a).

20. Dispositif de quilles suivant la revendication 18 ou 19, caractérisé par le fait que sur le côté intérieur du tube portant la quille-dérive (1) ou la quille-lest (2) est formé un filetage à billes, de préférence à filets multiples, qui est couplé par des éléments roulants avec le filetage à billes formé sur le côté extérieur de la tige de pistons (3).

21. Dispositif de quilles suivant la revendication 20,caractérisé par le fait que le filetage intérieur du tube portant la quille-dérive (1) ou la quille-lest (2) est formé sur une douille (4) reliée à ce tube.

22. Dispositif de quilles suivant la revendication 20 ou 21 caractérisé par le fait que le filetage à billes est un filetage réversible (non autobloquant) à grand angle d'hélice.

23. Dispositif de quilles suivant l'une des revendications 19 à 22, caractérisé par le fait que les rainures sur le côté extérieur de l'axe de guidage (8) sont formées sur le côté extérieur d'une douille (19) reliée à l'axe de guidage (8).

24. Dispositif de quilles suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que l'accumulateur pour le fluide hydraulique est un accumulateur multi-étages dans les au moins deux sections d'accumulateur duquel du fluide hydraulique est accumulé sous des pressions différentes.

25. Dispositif de quilles suivant la revendication 24, caractérisé par le fait que l'actionneur de pivotement est alimenté en fluide au commencement du relevage par pivotement d'une quille (1 ou 2) à partir d'une section d'accumulateur sous pression plus faible et dans la partie terminale du mouvement de relevage par pivotement à partir d'une section d'accumulateur sous pression plus élevée.

26. Dispositif de quilles suivant la revendication 24 ou 25, caractérisé par le fait qu'au commencement de l'abaissement par pivotement d'une quille (1 ou 2), donc à partir d'une position nécessitant une pression plus élevée dans l'actionneur de pivotement, du fluide hydraulique est ramené de l'actionneur de pivotement dans la section d'accumulateur sous pression plus faible.

Zeichnung