[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Trimmballast für Segelboote gemäß dem des Patentanspruches
1.
[0002] Ein solcher Trimmballast wird insbesondere bei Hochleistungs-Segelbooten verwendet,
die Regatten und insbesondere Hochseeregatten segeln. Das Segelboot weist hierbei
einen Rumpf, einen Mast und einen Kiel auf, wobei der Trimmballast als stromlinienförmiger,
parallel zur Längsrichtung des Segelbootes ausgerichteter Ballastkörper ausgebildet
ist, der etwa die Form eines Torpedos aufweist und mit dem Kiel verbunden ist. Auf
beiden Längsseiten des Ballastkörpers sind quer zur Längsrichtung des Segelbootes
ausgerichtete Stabilisierungsflossen vorgesehen. Diese Stabilisierungsflossen liegen
in der Regel bei einer Geradeausfahrt des Segelbootes ohne Krängung etwa parallel
zur Wasseroberfläche, wobei jedoch auch Stabilisierungsflossen möglich sind, die einen
gewissen Anstellwinkel gegen die Wasseroberfläche einnehmen.
[0003] Der Trimmballast mit den Stabilisierungsflossen dient insbesondere dazu, eine übermäßige
Krängung des Bootes zu verhindern, da durch das Gewicht des Trimmballastes und durch
die Stabilisierungsflossen ein Gegenmoment beim Krängen des Segelbootes aufgebaut
wird. Im Gegensatz zu Segelbooten ohne einen derartigen Trimmballast wird hierdurch
die Krängung des Segelbootes verringert, sodass Fahrmanöver mit geringeren Kurvendurchmessern
auch bei starkem Wind möglich sind.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trimmballast der in Rede stehenden
Art zu modifizieren, mit dem die Segeleigenschaften eines Segelbootes, insbesondere
einer Hochseejacht, weiter verbessert werden.
[0005] Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
[0006] Die überraschend einfache Lösung besteht darin, den Ballastkörper zumindest in dem
Bereich, in dem die Stabilisierungsflossen angeordnet sind, um seine Längsachse schwenkbar
auszugestalten.
[0007] Damit kann erreicht werden, dass der Ballastkörper bzw. der die Stabilisierungsflossen
enthaltende Bereich sich unabhängig von der Krängung des Segelbootes stets in einer
im Wesentlichen gleichen Referenzlage ausrichtet. In dieser Referenzlage liegen die
Stabilisierungsflossen spiegelsymmetrisch zur durch die Längsachse des Ballastkörpers
verlaufenden Lotebene. Dies bedeutet, dass der Ballastkörper zumindest in dem Bereich
der Stabilisierungsflossen die Krängungen, d.h. Inklinationen des Segelbootes nicht
mitmacht, sondern in seiner Referenzlage verbleibt. Wenn z.B. die Stabilisierungsflossen
senkrecht zu der Lotebene stehen, und bei aufrechter Geradeausfahrt des Segelbootes
somit mit ihrer Oberfläche parallel zu der Wasseroberfläche liegen, dann behalten
die Stabilisierungsflossen auch bei einer Krängung, d.h. einer Inklination des Segelbootes
diese Lage parallel zur Wasseroberfläche bei. Das Gegenmoment durch den Trimmballast
bei einer Krängung des Segelbootes wird mitbestimmt durch die wirksame Oberfläche
der Stabilisierungsflossen, die durch eine Projektion der Oberfläche der Stabilisierungsflossen
auf die horizontale Wasseroberfläche dargestellt werden kann. Bei einer Inklination
des Segelbootes wird bei einem fest mit dem Kiel verbundenen Trimmballast diese projizierte
Oberfläche der Stabilisierungsflossen kleiner, wohingegen sie bei einem schwenkbaren
Trimmballast stets gleich bleibt. Auf diese Weise neigt sich beim Rollen des Bootskörpers
der Mast wesentlich langsamer und ermöglicht damit auch bei Kurven fahrten Bahnen
mit wesentlich kleineren Kurvenradien und auch höhere Geschwindigkeiten des Segelbootes
aufgrund des Strömungswiderstandes der Stabilisierungsflossen. Die Manövrierbarkeit
des Segelbootes wird dadurch entscheidend erhöht.
[0008] Die Ausrichtung des Trimmballastes bzw. des Bereiches des Trimmballastes mit den
Stabilisierungsflossen erfolgt automatisch z.B. dadurch, dass die Gewichtsverteilung
des Ballastkörpers so ausgestaltet ist, dass dessen Schwerpunkt unterhalb der Längsachse
des Ballastkörpers liegt, um die dieser geschwenkt wird, wobei mit "unterhalb" die
der Wasseroberfläche abgewandte Seite der Längsachse gemeint ist. Die Lagerung des
schwenkbaren Bereiches des Trimmballastes gegenüber dem Kiel sollte natürlich durch
eine geringe Lagerreibung unterstützt werden. Der Ballastkörper weist zumindest im
Bereich der Lagerung vorzugsweise einen rotationssymmetrischen Querschnitt auf, wodurch
eine einfache schwenkbare Lagerung und Verbindung mit dem Kiel erreicht wird.
[0009] Der Ballastkörper kann aus mehreren in Längsrichtung aneinander anschließenden Sektionen
aufgebaut sein, wobei eine Sektion die Stabilisierungsflossen trägt und schwenkbar
mit dem Kiel des Segelbootes verbunden ist, wohingegen die anderen Sektionen fest
mit dem Kiel verbunden sind.
[0010] Unabhängig von der Konstruktion des Ballastkörpers ist es möglich, den Ballastkörper
bzw. die Sektion mit den Stabilisierungsflossen gegen eine andere Konstruktion mit
anderen Dimensionen auch der Stabilisierungsflossen auszutauschen, um so z.B. die
Segeleigenschaften des Segelbootes an entsprechende meteorologische Bedingungen anzupassen.
Dieses ist bei Ballastkörpern, die fest mit dem Kiel verbunden sind, nicht möglich.
[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Stabilisierungsflossen
des Trimmballastes zusätzlich um eine Querachse des Ballastkörpers schwenkbar ausgebildet,
sodass deren Neigungswinkel gegenüber der Längsachse des Ballastkörpers einstellbar
ist. Die Stabilisierungsflossen können z.B. mit Hilfe eines im Inneren des Ballastkörpers
gelegenen Schwenkgetriebes verstellt werden. Dieses Schwenkgetriebe kann über Betätigungselemente,
z.B. im Kiel verlaufende Zahnstangen von der Mannschaft des Segelbootes mechanisch
betätigt werden. Ebenso ist eine Fernsteuerung über einen separaten Antrieb, z.B.
einen Elektroantrieb möglich.
[0012] Mit dieser Konstruktion kann insbesondere bei starkem Rückenwind der Rumpf des Segelbootes
am Bug durch entsprechende Einstellung der Stabilisierungsflossen aus dem Wasser gehoben
werden, sodass höhere Geschwindigkeiten erreichbar sind.
[0013] In der Regel weist der Trimmballast nur einen einzigen direkt mit dem Kiel verbundenen
stromlinigen Ballastkörper auf. Es ist jedoch auch denkbar, mehrere, z.B. zwei Ballastkörper
vorzusehen, die symmetrisch zu der Mittelebene des Bootes gelegen und mit dem Kiel
über jeweils eine Stützkonstruktion verbunden sind. In diesem Falle sind beide Ballastkörper
bzw. zumindest die die Stabilisierungsflossen enthaltenen Bereiche schwenkbar.
[0014] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
[0015] Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.
In dieser stellen dar:
Figur 1 eine Ansicht eines Segelbootes mit einem Trimmballast gemäß der Erfindung;
Figur 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Trimmballastes gemäß der Erfindung;
Figur 3 einen Querschnitt durch einen Trimmballast gemäß der Erfindung;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Sektion eines Ballastkörpers eines Trimmballastes
gemäß der Erfindung mit verstellbaren Stabilisierungsflossen;
Figur 5 eine geschnittene Ansicht eines Schwenkgetriebes zur Verstellung der Stabilisierungsflossen
des Trimmballastes; und
Figur 6 eine Darstellung der Inklination von zwei Segelbooten, die einen mit dem Kiel
des Segelbootes fest verbundenen bzw. einen gemäß der Erfindung mit dem Kiel schwenkbar
verbundenen Trimmballast aufweisen.
[0016] In Figur 1 ist schematisch ein Segelboot 1 dargestellt, das einen Rumpf 2, einen
Mast 3 und einen Kiel 4 aufweist. Mit dem Kiel 4 ist ein Trimmballast 5 verbunden,
der einen stromlinienförmigen Ballastkörper 6 aufweist, der auf seinen beiden Längsseiten
quer zur Längsrichtung des Segelbootes ausgerichtete Stabilisierungsflossen 7 aufweist.
[0017] Mit dem Bezugszeichen 8 ist die Wasseroberfläche angedeutet; das Segelboot 1 liegt
mit etwa der Hälfte seines Rumpfes 2, dem Kiel 4 und dem Trimmballast 5 unterhalb
der Wasseroberfläche 8.
[0018] Der allgemein torpedoförmige Ballastkörper 6 ist zumindest im Bereich der Stabilisierungsflossen
7 im Querschnitt rotationssymmetrisch ausgebildet und weist dort zwei in Umfangsrichtung
des Ballastkörpers 6 verlaufende Lagersitze 9 auf, die z.B. als Nuten ausgebildet
sind. Jeder Lagersitz 9 wird von einer Lagerschale 10 umgriffen, die fest mit dem
Kiel 4 verbunden ist. Lagersitz und Lagerschale bilden ein Gleitlager; ggf. können
zwischen Lagersitz und Lagerschale Rollelemente 11 gelegen sein, z.B. Kugeln oder
Nadelrollen. Die Lagerschalen 10 können z.B. zweiteilig ausgebildet sein, um den Ballastkörper
rasch gegen einen anders ausgestalteten Ballastkörper auswechseln zu können.
[0019] Der Ballastkörper 6 ist damit um eine Längsachse 12 gegenüber dem Kiel und der Längsrichtung
des Segelbootes schwenkbar.
[0020] Die horizontal ausgerichteten Stabilisierungsflossen 7 liegen etwa in Höhe der Längsachse
12; sie können jedoch wie in Figur gestrichelt und mit 7' bezeichnet auch in einem
gewissen Neigungswinkel gegen diese horizontale Ebene angeordnet sein.
[0021] Der Ballastkörper 6 ist so ausgebildet, dass sein Schwerpunkt S unterhalb der Längsachse
12 liegt. Dies kann z.B. durch ein zusätzliches Ballastelement 13 an der Unterseite
des Ballastkörpers 6 erreicht werden.
[0022] Wenn das Segelboot krängt, so verbleibt der Trimmballast 5 mit seinem Ballastkörper
6 in der ursprünglichen Lage gegenüber der Wasseroberfläche.
[0023] Wie in Figur 2 angedeutet, kann der Ballastkörper 6 in mehrere Sektionen 6-1, 6-2
und 6-3 aufgeteilt werden, die sich aneinander anschließen. Die mittlere Sektion 6-2
ist hierbei mit den Stabilisierungsflossen 7 versehen und mit den beiden anderen vorderen
bzw. hinteren Sektionen 6-1 bzw. 6-3 schwenkbar um die Längsachse verbunden. Die Sektionen
6-1 und 6-3 sind fest mit dem Kiel 4 verbunden, wohingegen die Sektion 6-2 mit dem
Kiel 4 wie oben erläutert schwenkbar verbunden ist.
[0024] In den Figuren 4 und 5 ist eine Ausführung des Trimmballastes bzw. Ballastkörpers
6 dargestellt, bei der die Stabilisierungsflossen 7 noch um eine Querachse 21 des
Ballastkörpers verschwenkbar sind. In Figur 4 ist nur eine Sektion 6-2 des gesamten
Ballastkörpers dargestellt, der die Stabilisierungsflossen 7 trägt.
[0025] Im Inneren dieser Sektion 6-2 ist ein Schwenkgetriebe 22 gelegen, das eine Getriebewelle
23 in Richtung der Querachse 21 aufweist. Diese Getriebewelle 23 ist mit einem Schwenkhebel
24 verbunden, der über eine Steuerstange 25 um die Querachse 21 verstellbar ist. Der
Schwenkhebel 24 kann, wie in Figur 5 gezeigt, auf seiner Vorder- und Hinterseite durch
Kreisführungen 26 bzw. 27 geführt sein. Andere Ausgestaltungen sind möglich.
[0026] Durch eine vertikale Hin- und Herbewegung der Steuerstangen 25 kann der Anstellwinkel
der Stabilisierungsflossen 7 gegenüber der Horizontalen verändert werden.
[0027] Wie bereits erwähnt, ist auch ein eigener Antrieb für dieses Schwenkgetriebe möglich,
z.B. ein Elektromotor, der dann vom Bedienungspersonal des Segelbootes 1 angesteuert
werden kann.
[0028] Wie erwähnt, wird durch den Ballastkörper bei einer Krängung des Segelbootes ein
Gegenmoment aufgebaut, das bestrebt ist, das Segelboot wieder in Richtung auf die
Lotebene zu drehen. Das Gegenmoment wird unter anderem durch das Gewicht des Ballastkörpers
und durch die auf die Stabilisierungsflossen wirkenden Strömungskräfte bestimmt. Die
Strömungskräfte werden durch die "effektive" Wirkungsfläche der Stabilisierungsflossen,
das ist die auf die Wasseroberfläche projizierte Fläche bestimmt.
[0029] In Figur 6 ist gezeigt, dass die effektive Wirkungsfläche f der Stabilisierungsflossen
bei einem fest mit dem Kiel 4 verbundenen Trimmballast bei einer Krängung des Segelbootes
abhängig von dem Krängungswinkel a bei einer entsprechenden Windkraft auf das Segel
des Bootes ist. Bei der gleichen Windkraft ist jedoch die effektive Wirkungsfläche
F bei einem sich automatisch ausrichtenden Trimmballast gemäß der Erfindung größer,
nämlich gleich der bei aufrechter Fahrt des Segelbootes wirkenden Oberfläche, sodass
bei gleicher Windkraft die Krängung des Segelbootes geringer ist, wie durch b angedeutet,
und das Segelboot demnach besser manövrierfähig und auch bei Kurvenfahrten schneller
zu segeln ist.
1. Trimmballast (5) für Segelboote (1), die einen Rumpf (2), einen Mast (3) und einen
Kiel (4) aufweisen, mit mindestens einem stromlinienförmigen, parallel zur Längsrichtung
des Segelbootes (1) ausgerichteten Ballastkörper (6), der mit dem Kiel (4) verbunden
ist und auf beiden Längsseiten quer zur Längsrichtung des Segelbootes (1) ausgerichtete
Stabilisierungsflossen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Ballastkörper (6) zumindest in dem Bereich, in dem die Stabilisierungsflossen
(7) angeordnet sind, um seine Längsachse (12) schwenkbar ist.
2. Trimmballast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballastkörper (6) so ausgestaltet ist, dass sein Schwerpunkt (S) unterhalb seiner
Längsachse (12) liegt.
3. Trimmballast nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trimmballast (5) lediglich einen mit dem Kiel (4) verbundenen Ballastkörper (6)
aufweist.
4. Trimmballast nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballastkörper (6) in seiner Außenwand mehrere in Umfangsrichtung des Ballastkörpers
(6) verlaufende Lagersitze (9) für mit dem Kiel (4) fest verbundene Lagerschalen (10)
aufweist, und dass Lagersitz und Lagerschale ein Gleitlager bilden bzw. zwischen jedem
Lagersitz (9) und zugeordneter Lagerschale (10) jeweils Rollelemente (11), vorzugsweise
Kugeln oder Nadelrollen, vorgesehen sind.
5. Trimmballast nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenflächen der Lagerschalen (10) bündig mit der Außenfläche des Ballastkörpers
(6) abschließen.
6. Trimmballast nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballastkörper (6) zwei in Längsrichtung des Ballastkörpers (6) mit Abstand zueinander
angeordnete Lagersitze (9) aufweist, die im Bereich der Stabilisierungsflossen (7)
gelegen sind.
7. Trimmballast nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballastkörper (6) aus mehreren in Längsrichtung aneinander anschließenden Sektionen
(6-1, 6-2, 6-3) aufgebaut ist, wobei eine Sektion (6-2) die Stabilisierungsflossen
(7) trägt und schwenkbar mit dem Kiel (4) verbunden ist, wohingegen die anderen Sektionen
(6-1, 6-3) fest mit dem Kiel (4) verbunden sind.
8. Trimmballast nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungsflossen (7) um eine Querachse (21) des Ballastkörpers (6) schwenkbar
sind.
9. Trimmballast nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungsflossen (7) mit einer längs der Querachse (21) des Ballastkörpers
(6) verlaufenden Getriebewelle (23) eines im Inneren des Ballastkörpers (6) gelegenen
Schwenkgetriebes (22) verbunden sind.
10. Trimmballast nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkgetriebe (22) über Betätigungselemente (25), die durch den Kiel (4) bis
in den Rumpf (2) des Segelbootes (1) führen, mechanisch betätigbar ist.
11. Trimmballast nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkgetriebe (22) einen Antrieb aufweist, der ferngesteuert von einem Ort
im Rumpf des Segelbootes betätigbar ist.