6.   Konstruktion der Winden

6.1           Abmessungen

Die Anlage 13 zeigt die prinzipielle Konstruktion der Winden.

Die Konstruktion der 10-Trommel Brasswinden für die geplante Fünfmastbark „France II Renaissance“ erfolgt so nah wie möglich an den alten Vorbildern, wie sie Middendorf beschreibt und wie sie noch auf einigen Viermastbarken zu finden sind. Dies geschieht aus mehreren Gründen:

·         Es sind bewährte Konstruktionen aus wenigen verschiedenen Bauteilen, von denen viele aus handelsüblichen Halbzeugen (Rundstahl, Winkel, Rohre...) bestehen.

·         Falls es in der nahen Zukunft noch weiteren Bedarf an Brasswinden gibt, oder falls dem Eigner der FR II die Idee der 10-Trommel-Winden allzu verwegen erscheint, kann diese Konstruktion mit geringen Veränderungen benutzt werden.

Die Abmessungen von vielen Bauteilen (Winkel, Stangen, Rohre, Lagerblöcke, Schrauben, Scheiben, Stäbe etc.) werden also unverändert übernommen und hier nicht extra besprochen.

Selbst die meisten globalen Maße der Winden können (als Ergebnis der unveränderten Zahnraddurchmesser – aus den Berechnungen der Brasskräfte und der erforderlichen Untersetzung) übernommen werden.

Die Länge der Stäbe (auf die die Brassläufer aufgewickelt werden) ergibt sich aus den Berechnungen der Trommeln (Anlage 9) und ist bestimmend für den Abstand der Wellenlagerblöcke, die von den Rahmen (Winkelstahl) gehalten werden:

·         Das lichte Maß zwischen den Lagerblöcken der 6 großen Trommeln ergibt sich aus der folgenden Summe: maximale Stablänge (850 mm) + Luft (10+20 mm) + Unteres Antriebsrad (65 mm) + Bremse (65 mm) + Luft für die Bremse (10 mm) = 1020 mm

·         Das lichte Maß zwischen den Lagerblöcken der 4 kleinen Trommeln ergibt sich aus: maximale Stablänge (600 mm) + Luft (2*25 mm) = 650 mm

Die Höhe der Antriebswelle, auf der außen die Kurbeln befestigt werden, wird oft mit 900 mm über Deck angenommen, damit die Leute eine angenehme Höhe zum Kurbeln haben. Daraus folgend ergeben sich die Höhen der übrigen Wellen und sonstigen Bauteile.

 

6.2           Anordnungen

Im Folgenden werden einige Anordnungen hintergründig beleuchtet:

·         Verhältnis der Drehzahlen der Trommel-Wellen zueinander: Die 3 trommel-tragenden Wellen werden untereinander mit 3 Zahnrädern verbunden. Bei den alten Winden hatte das Verbindungsrad (das Rad auf der mittleren Welle) 40 Zähne und die beiden anderen 50. Dadurch drehten sich die Außenwellen 4 mal, wenn sich die Mittelwelle 5 mal drehte. Dadurch wurde es möglich, daß die am stärksten belastete Brasse (die der Unterrah) in vielen kleinen Lagen aufgewickelt und somit das von der Welle zu ertragende Moment klein gehalten werden konnte. Würde man die Marsbrassen mit derselben Anzahl an Lagen aufwickeln bekäme man recht kleine Trommel-Durchmesser und damit u.U. bauliche Probleme (wie es bei den Trommeln der Brambrassen der Fall ist, wo jedoch andere, schmale Stäbe verwendet werden können). Außerdem ist „Gut nachgemacht“ oft besser als „Schlecht selbsterfunden“. Diese Anordnung wird also übernommen.

·         Anordnung der kleinen Trommeln: Die Trommeln, auf die die Brambrassen aufgewickelt werden, werden auf denselben Wellen plaziert, wie die der Marsbrassen, damit (wie eben erläutert) die Brassen mit weniger Lagen aufgespult werden können, und somit die Trommeldurchmesser nicht zu klein werden. Die Stäbe, aus denen die kleinen Trommeln bestehen haben einen anderen (kleineren) Querschnitt, als die der großen Trommeln, damit diese kleinen Trommeldurchmesser baulich verwirklicht werden können (wenn die Unterkanten der (gegossenen) Stäbe dann doch gegen die Welle stoßen, muß eben am Ende der Stäbe eine Ecke abgeschnitten werden.

Alle konischen Trommeln werden so angeordnet, daß die kleinen Durchmesser nach innen zeigen. Dadurch soll vermieden werden, daß beim Aufwickeln der Brassen Lücken entstehen (was theoretisch möglich wäre, wenn die Konusse anders herum angeordnet würden, weil die Brassen ja fast von mittschiffs (nämlich der Marsstenge) kommen und somit eine natürliche Tendenz nach innen auf der Trommel haben). Allerdings befinden sich die Umlenkblöcke der Brambrassen in 33 m Höhe über dem Deck und die Trommeln sich höchstens 1,50 m seitlich der Blöcke (Winkel = 2,6°), so daß man diesen Einfluß nicht überbewerten braucht.

·         Feststellmöglichkeiten: Bei der gewöhnlichen Ausführung der Brasswinden haben die massiven Gußkörper des Verbindungsrades und der Unteres-Antriebsrad-mit-Bremstrommel-Einheit an den Außenseiten je 4 Ausschnitte, welche die Riegel aufnehmen. Die Letztgenannten werden zwischen den Winkelstählen des mittleren Rahmens hindurch- und in die Räder gesteckt, so daß die Mittelwelle (und damit auch die mit ihr verbundenen Außenwellen) blockiert sind. Diese Riegel müssen leicht von dem Volk an den Kurbeln zugänglich sein.

Bei dieser speziellen Winde müssen demzufolge extra „Blockierscheiben“ an den äußersten Enden der Mittelwelle vorgesehen werden, weil es zu umständlich ist, die Zahnräder zu erreichen. Je nachdem, wie teuer die Herstellung der Gußformen (oder anderweitige Fertigung) ist, kann das Verbindungsrad als Blockierscheibe ausgeführt (und noch 2 mal angefertigt) werden, oder es werden besondere Scheiben entworfen und hergestellt. Die letztgenannte Version ist natürlich eleganter, aber die andere Methode hat sicherlich einige Vorteile (wie Redundanz und Einfachheit), und die Zahnräder können ja auch mit einem Schutzblech abgedeckt werden, so daß sich niemandes Zöpfe reinwickeln.

·         Die Winde am Besanmast (Achtermastbrassen): Die Winde am Besanmast steht nicht, wie bei den anderen Masten, hinter dem Mast, sondern davor – weil den Platz dahinter ja das Besansegel beansprucht. Die Hilfswelle und die Bremse werden deswegen (um die Mittelwelle) gespiegelt angeordnet, so daß sie sich auf der Vorderseite dieser Winde (also wie üblich der Mastabgewandten Seite) befinden. Außer den Schutzblechen müssen dafür keine Bauteile verändert werden, sie werden nur anders herum angebaut.

·         Schutzbleche: Die Zähne der Zahnräder sollten in der Regel gefettet sein (die Zahnräder auf der „Stad Amsterdam“ wurden allerdings aus Bronze und Niro gefertigt (so daß je Bronze auf Niro abrollt) und werden nicht gefettet). Aus Sicherheitsgründen und um die Berührung mit diesen schmutzigen Teilen zu vermeiden, werden die Zahnräder (soweit möglich) mit Schutzblechen abgedeckt (die Bleche folgen in geringer Distanz dem Verlauf der Laufflächen der Zahnräder). Die Anbringung dieser Bleche ist deswegen nur bedingt möglich, weil die Räder auf der Hilfswelle und das kleine Antriebsrad (mit seiner Welle) verschieblich sind und mit dem über sie gestülpten Halteblech in ihrer jeweiligen Position fixiert werden (so daß sie nicht durch Bleche abgedeckt werden können).

Lager : Zwischen den Wellen und den Lagerblöcken, durch die sie laufen, werden Bronzebuchsen vorgesehen. Auf den alten Winden war es üblich, schräg von oben Löcher bis zur Welle zu bohren und durch diese Öl einzufüllen, und damit die Wellen zu schmieren. Durch diese Löcher läuft aber auch Regenwasser und wäscht das Öl heraus und führt zu Korrosion, wenn nicht sehr häufig und regelmäßig nachgeölt wird (wobei das Öl auch unten aus den Lagern wieder herausläuft). Praktischer sind Schmiernippel anstelle der offenen Löcher, so daß das Fett zwischen Buchse und Welle gepresst werden kann und dort auch bleibt (erstmal).