DE60031713T2 - Drehbares rigg für segelboote - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Takelung nach den Ansprüchen 1 und 2 und hat den Vorteil die Kontrolle über zwei Segel mit einer Schot zu ermöglichen, grosse Spannungen der Schoten nach oben zu verringern, wenn diese mit dem Drehmast verbunden sind, ein kleines horizontales Drehmoment aufzuweisen, eine konstante Öffnung (spot) zwischen der Fock und dem Hochsegel zu bewahren, die Überdeckung des Hochsegels über die Fock bei Rückenwind zu eliminieren, den Wind immer auf dem Vorliek zu erhalten, gefährliche Halsen zu vermeiden, und sich wie eine Windfahne vor plötzlichen Windböen ausrichten zu können.
• Die vorliegende Erfindung stellt einen bedeutenden Fortschritt bei den vorhandenen drehbaren Takelungen für Segelschiffe dar. Die Bezeichnung drehbare Takelung wird gewöhnlich für das Segelwerk des Typs Markoni verwendet, bei dem der Mast das Deck durchdringt und zum Kiel hinuntergeht, und den restlichen Teil des Tauwerks ohne Stags oder Wants trägt, während sich das gesamte Tauwerk um 360° um sich selbst dreht. Um besonders grosse horizontale Drehmomente zu verhindern, weist diese drehende Takelung auf beiden Seiten der Rotationsachse Segelflächen auf, so dass die Segelmitte hinten und nicht weit von der besagten Rotationsachse entfernt liegt. Dies wird mit einem Großsegel, das hinter dem Mast angeordnet ist und durch eine Fock erreicht, die auf einer starren Verlängerung des Baums vor dem Mast befestigt ist, die wir Rah nennen.
• Das drehbare Takelwerk ist schon seit mehreren Jahren bekannt. Die ersten wurden in den Modellbooten eingesetzt. Nach unserer Kenntnis war K.R. May im Jahr 1975 der Erste, der es in bemannten Segelbooten, in seinem „Boomsprit" (veröffentlicht von AYRS in der Nummer 81) einsetzte. Danach wurden drehbare Takelwerke für bemannte Segelboote kommerziell angeboten, wobei sich Aerorig als das erfolgreichste hervorhob, das von der Ian Howlet und Carbospars Ltd., Vereinigtes Königreich, im Jahr 1990 entwickelt wurde (Patentantrag Nummer EP0392848 A1).
• Wir denken, dass diese Takelwerke und vor allem das Aerorig, das den meisten Erfolg erreicht hat, eine Reihe bedeutender Nachteile aufweisen. Die luvseitige Effizienz dieser Auftakelungen ist dürftig, wir glauben aufgrund des Fehlens von Spannung des Vorlieks der Fock, der grossen Dicke des Mastes, der Flexibilität der Spitze eines Mastes ohne Wanten, und das Fehlen der Wölbung des Achterlieks am Großsegel.
• Desgleichen ist die Verbindung von Baum-Rah mit dem Mast eine schlechte ingenieurseitige Lösung, weil die grossen Spannungen des Großsegels und der Fock von einer festen gezielten Verbindung aufgenommen werden müssen. Diese starre Verbindung erschwert ausserdem den Aufbau und den Abbau, verhindert die Änderung des Abstandes zwischen der Rah und dem Deck, und erlaubt nicht die Segel nach unten zu spannen.
• Da das Takelwerk ausgeglichen ist, und es nur durch die Schot des Großsegels kontrolliert wird, ist dessen Rotationsstabilität schlecht, wobei es schwierig ist, dass das Takelwerk bei wenig Wind still bleibt, und dabei das Reffen forciert wird, wenn es in beiden Segeln gleichzeitig durchgeführt wird, und das Hinzufügen von mehr Segelfläche erschwert. Die Lösungen scheinen durch sich selbst auf logische Art und Weise zu entstehen:
  
  Der Verband Baum-Rah dürfte nicht starr am Mast fixiert sein, sondern sollte in angelenkter Form verbunden sein, und Baum und Rah, jeder für sich, sollte durch Spannelemente oder Schoten am unteren Teil des Mastes befestigt sein. Das würde einen einfacheren Aufbau erlauben, einen leichteren Baum-Rah, mit der Bewegung nach oben und nach unten und einer besseren Kontrolle der Spannung der Segel (Anspruch 1).
• Eine noch bessere Lösung wäre, den Baum und die Rah voneinander unabhängig zu machen. Das würde nicht nur das unabhängige Spannen der Fock und des Hochsegels erlauben, sondern auch mehr Spannung der Schote des Großsegels würde auch gleichzeitig mehr Spannung auf das Vorliek der Fock durch die Mastspitze bringen (Anspruch 1).
• Um die dem Baum und der Rah entgegengesetzten horizontalen Momente aufzunehmen, müssten deren angelenkte Verbindungen zum Mast stabil und breit sein. Eine Lösung auf der Grundlage von Spreizgaffeln (Wishbone), die auch beim Baum angewandt wird, würde dies mit Leichtigkeit erreichen, und ausserdem erlauben, dass die Segel und vor allem die Rutscher des Großsegels zwischen den Baumseiten der Wishbones herabgleiten können, speziell beim Reffen oder Fieren (Anspruch 1).
• Der nächste Schritt folgt fast automatisch. Wenn wir über eine breite Verbindung verfügen, wird das durch das Anbringen mehrerer Diamantwanten (Anspruch 1) erreicht.
• Der nächste Schritt liegt ebenfalls auf der Hand. Er wird erreicht, indem die Basis zur Ebene des Decks breiter gemacht wird. Diese Basis würde erlauben:
  
  Dazu zu verhelfen, dass der Mast durch drehbare Wanten stabiler gemacht wird.
  Das Vermeiden von Verformungen auf der Gelenkebene des Decks und dadurch eine leichtere Rotation zu erlauben.
  Es der Schote des Großsegels und dem Spannelement der Rah zu erlauben, in einem besseren Winkel zu ziehen.
  Den Mast nach hinten gespannt zu halten, dank der nach hinten ziehenden Wanten und Salings, unabhängig von der Spannung, die das Großsegel selbst übertragen kann (Anspruch 1 und 2).
• Die Lösungen, die wir vorgeschlagen haben stützen sich hauptsächlichst auf eine solide Basis im unteren Teil des Takelwerks und auf eine breitere und vernünftigere Struktur, die uns eine leichtere, solidere und billigere Takelung zur Verfügung stellt. Tatsächlich handelt es sich um eine Lösung in drei Dimensionen:
  
  Die transversale-vertikale Ebene, in Diamantenwantenkonfiguration an die Basis fixiert, wird dazu verhelfen den Mast zu tragen (1).
  Auf der hinteren vertikalen-vorderen Ebene werden die Spannungen der Schote des Großsegels in Spannungszunahme am Achterliek übersetzt und indirekt in Spannungen am Vorliek der Fock (2).
  Auf der horizontalen Ebene haben wir einen sensiblen Wishbone-Typ als Lösung (3).
• Auch wenn für die kleinen Segelschiffe die verbleibenden horizontalen Rotationsmomente der Takelung leicht von einer externen Schote des Großsegels aufgenommen werden können, müssen wir bei grösseren Schiffen auf eine andere Version zurückgreifen. Wenn wir den Baum-Rah-Verband direkt oder über ausreichend solide zwischenliegende Verbindungsstrukturen mit der Basis verbinden und die Basis mit den notwendigen Kontrollmechanismen der Rotation versehen, können wir die Rotation und die Nicht-Rotation der Takelung kontrollieren, selbst ohne die externe Schote verwenden zu müssen. Wir hätten also etwas Ähnliches wie eine permanente Halteleine, etwas, was einer verklemmten oder einer gebändigten Takelung ähnelt (Anspruch 1).
• Eine hoch entwickelte Kontrolle der Rotation könnte umfassen:
  
  Die Abbremsung der Rotation.
  Die Verlangsamung der Rotation.
  Limitierung der Rotationswinkel, besonders für Luvrichtungen.
  Möglichkeit der Rotation in eine Richtung.
  Sicherheitsrotation für plötzliche Windböen.
• Und sogar eine manuelle oder mechanische Fernsteuerung der Rotation. Tatsächlich ist der Steuervorgang der Rotation der Takelung über die Basis, anstatt dies über die Schlote des Großsegels zu tun, komplizierter als es aussieht. Wenn mit der Schlote gesteuert wird, ist nur eine Straffung der horizontalen Verbindung zwischen Baum und Rah nötig, weil die Rotation des Großsegels schon durch seine Schlote gesteuert wird. Wenn dagegen die Steuerung der Rotation von der Basis aus durchgeführt werden soll, ist zusätzlich die Straffung der horizontalen Verbindung zwischen dem Baum und der Basis nötig, und wir müssen eine sehr feste Verbindung haben, um die enormen Kräftemomente, die vom Großsegel entstehen, aufnehmen zu können, so dass beim Rotieren der Baum den Kopf der Mannschaft nicht „verletzen" kann, und dass die Spannung des Großsegels und des Vorlieks der Fock gesteuert werden kann (Anspruch 1).
• Das Vorhandensein einer starken Takelung mit ihrer einwandfrei gesteuerten Drehung erlaubt ausserdem die zeitweilige Benutzung von zusätzlichen Segeln bei schwachen Winden. Wir beziehen uns nicht nur auf drehbare Segel wie grössere Focks oder zusätzliche Fockbäume, sondern auch auf feste Focks, die unten am Deck und oben am Mast der drehbaren Takelung befestigt sind. Es wäre so etwas wie ein erstes Reff (Anspruch 2).
• Einen Flügelmasten mit dieser Takelungsart aufzustellen wäre einfach, was ein besseres luvseitiges Segeln erlauben würde. Natürlich wäre eine zweite Drehung in Bezug auf die Achse des Baums notwendig.
• Dessenungeachtet bedeutet ein fester Flügelmast ein permanent gesetztes Segel mit allen Nachteilen, die das mit einschliesst. Alternative Lösungen können sein: ein fester Mast von einem Tuch umhüllt oder ein fester Mast, der mit zwei Schienen ausgestattet ist, mit einem Stück Tuch, um den Flügel zu simulieren und einer selbstdrehenden vertikalen Stange, die mit dem Segel selbst verbunden ist, oder ein drehbarer abgerundeter Mast, ebenfalls mit zwei Schienen und mit einem Stück Tuch zur Simulierung des Flügels, und mit einer festen Verbindung mit dem selben Segel, oder letztendlich ein drehbarer Mast in einem länglichen Querschnitt und an dem das Segel direkt angeschlagen ist.
• Bei diesen drei letzten Lösungen könnten die Tücher des Flügelmastes abgenommen werden, entweder indem sie mit Hilfe der Schienen aufs Deck nach unten hin geborgen werden, oder am Mast umwickelt werden oder um das Vorliek des Segels selbst gewickelt werden.
• Der Mast und die Drehachse müssen nicht immer übereinstimmen. Die Neigung des Mastes nach vorn in Bezug auf die Achse hilft die Takelung auszugleichen. Das Vorhandensein einer breiten Basis und eines guten Kontrollmechanismus der Drehung machen den Ausgleich weniger nötig. Das Vorhandensein einer breiten und soliden Basis und starker dazwischenliegender Verbindungsstrukturen machen es unnötig, dass der Mast und die Basis ein einziges Stück sind, wobei der Mast über die Basis bis zum Kiel hinuntersenken oder sich einfach auf der Basis abstützen kann (Anspruch 1).
• Obwohl diese Takelung als selbsttragende konzipiert worden ist, könnte in einigen extremen Fällen die Verwendung von permanenten externen Stags von Interesse sein. Einer dieser Fälle könnte der eines breiten Mehrkörperschiffes mit vier Stags, einem in jeder Ecke, sein.
• Es können mehrere Focks verwendet werden.
• Es können zwei parallele Großsegel verwendet werden.
• Ein Segelboot kann mehr als eine Takelung in Spindelform und Kombinationen ortsfester Takelungen aufweisen.
• Die Fallen, Reffleinen und Tauwerks, usw., werden durch die Basis hindurchgeführt und vom Inneren des Schiffes aus kontrolliert.
• Die Fock ist starr. So ähnlich wie das vordere Querruder des Flugzeugflügels, aber natürlich symmetrisch. Sie könnte sich sogar mit dem Flügelmast verbinden. Wir würden dann so etwas Ähnliches wie die Takelung eines Windsurferbootes haben. In diesem Fall wird eine Miniwishbone benutzt, um den Mast und den Baum zu trennen.
• Anstelle eines angelenkten Baumes könnte ein nach unten hin flexibler Baum verwendet werden.
• Das Spannen des Großsegels kann sowohl vom Fockstag als auch von der Mastspitze erfolgen.
• Selbst ein Doppelmast, ein Teleskopmast, seitliche Fockstags, zwei kleine Segel an der Seite des Mastes zum Komplettieren des Öffnungseffektes der selbstschwenkenden kleinen Fock, usw.
• Eine Takelung in Spindelform, oder Segel in Spindelform werden praktisch auf jedem Segelboottyp, sowohl denen mit einem Rumpf wie denen mit mehreren Rümpfen, vorteilhaft eingesetzt.
• In den Zeichnungen:
• 1 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemässen Takelung, in Höhe der Achse im Schnitt dargestellt.
• 2 eine transversale Ansicht eines Segelbootes mit der oben erwähnten Takelung und den entfalteten Segeln, in Höhe der Achse im Schnitt dargestellt.
• 3 zeigt eine Draufsicht der Takelung mit Wishbone.
• Die 4, 5 und 6 zeigen die Bewegungen des Baums und der Rah um die Verbindung herum.
• Die 7 und 8 zeigen das Halten des Mastes durch Diamanten und Wanten.

1

Großsegel

2

Baum

3

Mast

4

Rah

5

Fock

6

Segelzentrum

7

Rotationsachse

8

Vorliek

9

Öffnung

10

Fockbaum

11

Basis

12

Wanten

13

Spannelement

14

Schothorn

15

Achterliek

16

Verbindung

17

Gelenk

18

Schote

19

Diamanten

20

Zwischenliegende Verbindungsstrukturen

21

Externe Schote

22

Kontrollmechanismus der Rotation

Claims (2)

1. DREHBARE TAKELUNG FÜR SEGELBOOTE, selbsttragende Takelung, die mit dem Deck eines Segelschiffes durch eine oder mehrere Gelenke (17) verbunden ist, die in der Lage ist, sich um 360° um sich selbst zu drehen, diese Takelung besteht aus einem Mast (3), einem Baum (2), einer Rah (4) Verlängerung des Baumes (2) vor dem Mast (3), einem Großsegel (1, das am Mast (3) und am Baum (2) befestigt ist und einer Fock (5), die am Mast (3) und an der Rah (4) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil der Takelung, der mit dem Gelenk (17) am Deck des Schiffes verbunden ist, sich erstreckt, um eine breite und solide Basis (11) zu schaffen, was die Kontrolle der Takelung von besagter Basis (11) aus erlaubt, nicht nur aufgrund der vorhandenen notwendigen Kontrollmechanismen (22), sondern auch weil die restlichen Elemente der Takelung in robuster und starrer Form mit der besagten Basis (11), direkt oder durch zwischenliegende Verbindundungsstrukturen (20) so verbunden sind, dass alle Elemente der Takelung simultan rotieren müssen, wobei diese Verbindung so ist, dass der Baum (2) und die übrigen Elemente der Takelung vom Deck ausreichend beabstandet sind, oder genügend nahe an der Achse gelegen sind, um die Mannschaft nicht zu beeinträchtigen; Die Verbindung des Baums (2) mit dem restlichen Teil der Takelung eine angelenkte Verbindung (16) um eine theoretische horizontale Achse herum ist, so dass während auf horizontaler Ebene der Baum (2) mit dem Rest der Takelung simultan rotieren muss, er sich in vertikaler Ebene nach oben und unten bewegen kann, wofür eine Schote (18) des Großsegels am restlichen Teil der Takelung befestigt ist, diese Schote kann starr oder flexibel sein und kann ziehen oder stossen.
2. DREHBARE TAKELUNG FÜR SEGELBOOTE, nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolle (22) der Rotation eine einfache Bremsung oder eine hoch entwickelte automatische Fernbedienung ist und dass deren Basis (11) ausserdem die Verwendung von drehbaren Wanten (12) und Stags (23) erlaubt, um das Stützen des Mastes (3) zu unterstützen, wobei diese permanent oder zeitweilig, flexibel oder starr sein können und dabei ebenfalls die zeitweilige Verwendung anderer drehbarer Segel und von Segeln erlaubt, die am Deck befestigt sind.