Onderwerp: Ontwerp en bouw van de stuurinrichting.

Het ontwerp van de stuurinrichting heeft mij best wel veel hoofdbrekens gekost. De bouwtekeningen bieden een aantal rudimentaire oplossingen voor zowel een helmstok als stuurwiel maar die zijn verder niet uitgewerkt. Ook hier wordt weer een flink beroep gedaan op eigen inzichten en creativiteit.


Je kunt het net zo makkelijk of moeilijk maken zoals je wilt. Er bestaat zelfs een F36 met een kolderstok (waar overigens best iets voor te zeggen valt)


De wielbesturing is getekend met trek-duw kabels met een roerblad dat aan een rudder-box zit.


In de basis is er een keuze tussen helmstok en wiel en wat het roer betreft tussen “kick-back” en “rudder-box”. Het roer dient ophaalbaar te zijn. Een “kick-back” roer heeft een vast draaipunt en kan net als een zwaard verticaal op en neer bewegen. Het roer met de “rudder-box” zit met het draaipunt aan een scharnierend deel van de boot vast, al dan niet conventioneel uitgevoerd met een hennegatskoker.

Dan is er ook nog zoiets als een stuurautomaat. Welke oplossing er ook gekozen wordt, er moet de mogelijkheid zijn om een onderdekse stuurautomaat te kunnen monteren.

Kortom, veel variabelen en oplossingen die mij eigenlijk geen van allen aanspreken, met uitzondering van het “kick-back” roer die ook weer in een aantal variaties uitgevoerd kan worden. Dat is voor mij al snel een uitgemaakte zaak. De performance van het verticaal ophaalbare roerblad is ook in gedeeltelijk opgehaalde stand superieur aan de anderen. Iets waar ik ook al eens ervaring mee heb opgedaan.

De uitwerking en bouw van het roer heb ik al eens uitgebreid beschreven in het draadje “Roer bouwen 2.0”.

Nu het roer kwa uitvoering bekend is wordt de volgende vraag “helmstok” of “stuurwiel”.

Zoveel zeilers, zoveel meningen. Daar gaan we in een discussie dus niet uitkomen. In feite heb ik nu een heel banale voorkeur voor een stuurwiel. Ik heb immers nog niet eerder een stuurwiel gehad maar altijd boten met een helmstok en verandering van spijs doet eten, toch ......

Hoe je het ook wendt of keert, er dient bij deze boot een overbrenging gerealiseerd te worden tussen helmstok/stuurwiel en roerblad. Dat zou wel eens ten koste kunnen gaan van het zo onvolprezen roergevoel met de helmstok. Een stuurautomaat die daar ergens onderweg op zit kan daar ook nog eens afbreuk aan doen.

Dat een stuurwiel de(ze) kuip (nog) kleiner maakt vind ik geen argument. Een stuurwiel verdeelt de kuip in een voor- en achterkant. Een helmstok in een SB en BB zijde. Bij overstag gaan kun je elkaar in de weg zitten, hetgeen met een stuurwiel niet aan de orde is. Zo’n stuurwiel geeft ook een logische plek voor kompas en motor bediening. Manoeuvreren met een stuurwiel geeft overzicht en overwicht
terwijl met de helmstok je benen nog wel eens klunzig in de weg willen zitten.

Ach kortom, allemaal heel discutabele argumenten die ik toch niet inruil voor andere

Hoe groot moet het stuurwiel dan worden? Op de tekening van Farrier schrijft hij een maximale diameter voor van 600mm. Ik heb geen idee waarom hij dat doet, of je moet je er beter langs heen kunnen wurmen. In zeilbepakking zie ik dat absoluut niet zitten. Als je dat al wil lijkt mij een autostuurtje beter. Nee, bij het eerder genoemde “overwicht” past een zo groot mogelijk wiel met als voordeel dat je er ook nog vanaf de kuiprand bij kunt.

Er om heen klimmen moet je toch.

Het volgende dilemma is de overbrenging van stuurstand naar roer. Ruwweg zijn de meest gebruikte systemen:

1. Trek- en duwstangen.
2. Transmissie systeem met tandwiel boxen.
3. Kabel systeem
4. Hydraulisch

Deze opsomming is niet geheel toevallig in volgorde van mijn voorkeuren. Hydraulisch lijkt mij meer een systeem voor motorboten zonder enig roergevoel. Meest gebruikt denk ik is de kabel besturing. Die kent ook zo zijn eigen problematiek. Transmissie systemen met tandwiel overbrengingen zijn vooral duur en vind je vooral terug op de grotere jachten.

Een overbrenging met trek- en duw stangen spreekt mij nog het meest aan en lijkt ogenschijnlijk simpel. Speurende op het Internet kom je dan al snel terecht op de site van Jefa. Die lijken er verstand van te hebben en op hun website geven ze zeer veel info prijs. Het bestaan van de Wide Angle Geometry kende ik niet. Dit is een soort stuurbekrachtiging die rondom de 0 heel direct stuurt en naarmate de roerhoek groter wordt indirecter en meer kracht levert. Het is een logisch verhaal en het spreekt mij aan.

Maar dan de praktijk. Om te zien of die Jefa stangenbesturing op mijn boot past heb ik een mock-up gemaakt.


De schets


De mock-up.

Ik kwam daar niet lekker mee uit. In het erg structurele beamschot moet voor mijn gevoel een te groot gat worden gemaakt ten behoeve van de bewegingsruimte van de lange koppelstang. Daarnaast is de ruimte achter de spiegel vanwege het smaller en ondieper wordend achterschip niet toereikend om de koppelstukke kwijt te raken. Ten opzichte van de Jefa maatvoering moet ik om het te laten passen te veel concessies doen.


Ik heb nog wel een aantal alternatieven overwogen en geschetst, maar het geheel voelde niet goed. Het zou kunnen dat er nog andere oplossingen zijn maar op een gegeven moment moet je gewoon het besluit nemen dat het dat niet gaat worden.

Daarom ben ik overgestapt naar optie 2, een transmissiesysteem met tandwielkasten. Jefa heeft mij overtuigd dat dit goed gaat werken, zonder speling en met behoud van voldoende roergevoel.


Linksom of rechtsom, dit moet gaan lukken. Daarom koop ik de benodigde Jefa onderdelen (torq stangen niet op de foto) om in ieder geval de juiste componenten ook in de praktijk ter beschikking te hebben. Jefa levert dit als een goed doordacht bouwpakketje van standaard onderdelen aan. Alleen de verticale as die van de tandwielkast omhoog voor de overbrenging naar het roer is (duur) maatwerk. Goed, ik had dan ook gevraagd om het werkend op te leveren met de juiste spiebanen, in de goede hoek, etc.


Maar ja, nu met de echte spullen in de hand ontstaan er wel weer nieuwe uitdagingen. Zo loopt de koppelstang dwars door de waterballast tank. Maar dat is geen verrassing en met een waterdichte bekisting nog wel op te lossen. Helaas blijkt de tandwielkast achter de spiegel van een dermate grofstoffelijk formaat te zijn dat deze ook last krijgt van de beperkte ruimte in de scoop achter de spiegel. In eerste instantie zakt mij de moed in de schoenen omdat de tandwielkast niet ver genoeg naar achteren kan waardoor de koppelstang niet door de waterballast tank loopt maar er over heen. En dat slaapt volgens mij verdomd lastig, met zo’n stang door het midden van het bed.

Uiteindelijk haal ik voor de uiterste punt van de tandwielkast het schuim uit de romp weg tot aan het buitenlaminaat. Dat lijkt te lukken met die concessie dat de bedbodem in de achterkajuit 16 mm. omhoog moet. Ook het roer zelf komt nu 96mm. meer naar voren. Nou ja, daar is nog wel overheen te komen.


Om verdere verrassingen te voorkomen heb ik een nu wel goede schets gemaakt. Er moet een niet gepland gat komen in de spiegel waar de tandwielkast door heen steekt. Dus dat betekent nog een extra putje (waterdicht) in de waterballast tank.


Eerst maar eens een fundatie voor de tandwielkast maken. Kwa schuiven, passen en meten kan ik daar beter mee uit de voeten dan met die zware tandwielkast. Jammer genoeg doet de dikte van het plaatje ook nog enige afbreuk aan het zo ver mogelijk naar achteren plaatsen van de tandwielkast. Maar de achterste hoek links steekt al flink door het schuim heen tot tegen het buitenlaminaat.


De tandwielkast wordt met bouten op het funderingsplaatje bevestigd. Dat gaat alleen met de moeren bovenop dus voorzie ik het plaatje van 4 ingelijmde RVS bouten. De kop wordt vastgehouden door een met aerosill ingedikte epoxy. Een plastic borrelglaasje is daarvoor de goede mal. De rest van de wigvormige ruimte heb ik met Corecell schuim opgevuld.


En zo is het dan geworden. Een stevige fundatie die behalve gelijmd ook nog eens rondom is afgelamineerd. De schroefdraad vrij houden van epoxy is dan nog een kunst op zich. Met het putje in de waterballast tank heb ik ook een begin gemaakt. Het ronde gat ernaast is de BB ontluchting van de tank die nog wel z'n eigen route naar buiten moet krijgen.

Hoe krijg je dan de bovenkant zo mooi strak en glanzend terwijl het hele plaatje is ingelamineerd. Nou, dat gaat simpel. De tandwielkast inpakken in plastic(tape), met earosill verdikte epoxy op de onderkant aanbrengen en dan het geheel over de bouten laten zakken, even aandrukken en de uitpuilende epoxy afmessen.

Je kan ook nog een vertikaal gemonteerde helmstok kiezen. Niet confentioneel en lekker eigenwijs. [Url=http://www.duckworksmagazine.com/15/howto/tiller/index.htm#.WIZFKMvvLqA[/url]

FKZ schreef :
Ja dat noemde ik al, heet een kolderstok. Deze tri heeft er één.

die had ik ff gemist in de lap tekst.

succes

Zowel het gekozen stuurwiel met die tandwiel overbrengingen als die helmstok met die lever lijken mij allebeide elegante oplossingen eerlijkgezegd. Beide hebben altijd beetje speling t.o.v. een helmstok schat ik in. Ik vraag mij alleen af waar het korte helmstokje aan de stuurkabel in de eerste tekening voor is omdat die op dezelfde plek zit als de lange of is die voor een onderdekse stuurautomaat?

Freek

Het blijft altijd machtig interesant wat je allemaal doet!

Voelt dat niet spannend om je romp zo te verdunnen om een onderdeel te kunnen plaatsen?

Mooi weer! Heb je met de stangen besturing nog wel die mooie wide angle geometry?

freek1970 schreef : Freek, in dat tekeningetje staan een tweetal opties voor een helmstok aangegeven. De lange met een stangbediening (waarbij uit het plafond van de achterkajuit ineens zo'n stuurding naar beneden komt) of die korte met een kabel of touw verbinding naar het roer. Als ik er nu nog eens goed naar kijk beschrijft hij zelfs de kolderstok optie. Hmm, dat zie ik nu pas. Het is dus het één of het ander. Een derde meer elegante oplossing is de lange helmstok met stangverbinding op de plek van die ander. Dan is die verticale draaias ook beter geintegreerd in de achterkajuit. Dat is hoe het is uitgevoerd op Noreen met als voordeel dat je de helmstok ook nog vanuit de beschutte buiskap kunt bedienen.

Voor de KISS aanhangers, dat rond lopende touwtje is wel de meest simpele oplossing en functioneert (op een andere trimaran) ook prima.

BartWNL schreef :
Nee, het is maar een plekje van 5x5 of zo, te vergelijken met een doorvoer. De constructie er omheen compenseert ruimschoots. Het was uiteindelijk de boutkop (schuins afgevijld) die maatgevend was en tegen de binnenzijde van het buitenlaminaat zit en met ruim aerosill verdikte epoxy er omheen.

Mooi werk weer!

Ik heb ook de besturing van Jefa en zie veel van de zelfde componenten terug op jouw foto's. Ik heb er nu 55.000 mijl mee gevaren inclusief zware optaters in het ijs en een paar keer echt hardhandig zijwaarts van een golf af gegooid. Tot op heden helemaal geen speling en ik zou het systeem zo weer kiezen.

Het enige nadeel vind ik dat de stuurmotor van de AP zo ontzettend veel onderhoud nodig heeft. Het systeem van de koppeling zit heel knullig in elkaar en de draadjes die van de spoeltjes afkomen breken telkens.
Jefa zegt dat ik de enige ben die een dergelijke klacht heeft ingediend, maar ik zit momenteel al aan mijn tweede stuurmotor en 7e set met spoeltjes. Ik ga er dus voorzichtig vanuit dat er iets niet goed zit op mijn boot, maar zelfs met de techneuten van Jefa ben ik (nog) niet uitgekomen. Ik zelf beschuldig de knullige spoeltjes ervan en ben van plan deze winter wat modificaties aan de motor te maken om dit euvel te verhelpen.

Noballast,
Allereerst heb ik respect hoe je het allemaal toch maar doet!
Als van oorsprong mechanische man heb ik altijd wat moeite met enkelvoudige levers en roerkoningen. Mechanisch wringt dat principeel altijd, of heeft een neiging daartoe. Lompe constructies en fundaties verhullen de wring krachten en koppels die er op uitgeoefend worden. Ondanks het verhaal van Erik en 55000 mijl blijf ik er mechanisch een unheimisch gevoel bij houden.

Maar het is al ingewikkeld genoeg.

Nogmaals, ik doe het je niet na......
(diepe buiging)

Jeetje Noballast,

Vakwerk. Ik ben jaloers op het project wat je bent aangegaan. Zal straks flink afkikken zijn als je eenmaal klaar bent!

Wat ik het mooiste vind is dat alles ook gewoon werkt, hoe je dingen uitdenkt.
Zoals eerste de motor fundatie en nu dit, alles klopt(geen rare dingen of frutsel oplossingen )

Sunday schreef :
Jazeker, daar was het nou helemaal om begonnen en waarom ik het mijzelf zo moeilijk heb gemaakt


Zoals Jefa dat getekend heeft kan het niet bij mij uitgevoerd worden. De tandwielbox (of zo je wilt het roer) is bij mij 180 graden andersom. daarnaast had ik rekening te houden met de praktische beperkingen van de plaatsing van de tandwielbox alsmede om met de roerpositie niet te veel af te wijken van het ontwerp. Dat laatste is beperkt gebleven tot een afwijking van net geen 10cm.

Maar volgens mij is het wel gelukt

Erikdejong schreef :


Erik, bedoel je de pancake motor in de rode circel. Die zit bij mij achterop de koppeling tussen de horizontale en verticale torq as. Hij schuift om de as heen met een spie en is met 4 boutjes vastgeschroefd op het huis van de koppeling. Uit mechanisch oogpunt lijkt mij dat een uitermate simpele en degelijke oplossing. Of mis ik dan iets ?

WADnWIND schreef :
Het "verhaal" is nog niet af. De verticale as waar de lever naar het roer op zit wordt vlak onder de bevestiging van de lever nog ondersteunt door een lager dat normaal gesproken onderin een hennegatskoker wordt toegepast voor een 70mm roerkoning. Ik herken dat dus niet en lompe constructies al helemaal niet. Ik heb niet precies de maatvoering in mijn hoofd, maar de arm (het ongesteunde deel) die een moment moet veroorzaken in de verticale as op de tandwielkast is minder dan 10mm. Lijkt mij verwaarloosbaar.

Alhoewel, een gevleugelde uitspraak van één van onze forumleden is "Als het niet breekt is het te zwaar gebouwd"
Zover wil ik niet gaan. De intentie is om dit in te bouwen en mij te overleven voor de rest van mijn zeilcarrière.

De 45 mm dikke en bijna 3 meter lange aluminium torq stang tussen de tandwielkast in de spiegel en de haakse overbrenging onder de stuurstand loopt dwars door de achterkajuit heen op het niveau net even onder de bedbodem. Omdat deze ook door de waterballast tank loopt moet er een waterdichte buis gecreëerd worden waar de stang doorheen loopt. De bovenkant van deze buis is gelijk aan de bovenkant van de bedbodem en wordt afgedekt met een wegneembaar plaatje.


De buis maak ik weer van schuim. Eerst een paar “spantjes” opzetten met over het rechte deel een brede strook Corecell schuim.


De ronding maak ik met smalle latjes van Corecell schuim


Laminaat er over heen aan de buitenzijde,


En laminaat aan de binnenzijde.


Flenzen aan de zijkant voor de oplegging van de bedbodems en rechts op de tafel het prefab putje voor de waterdichtheid naar de waterballasttank en ruimte voor de bevestiging van de lange torq stang aan de tandwielkast.


Nadat ik nog flenzen heb aangebracht voor de verlijming van de bedbodem is de buis hier definitief aangebracht. (note voor Il Cigno, zie de dubbeling achter de huiddoorvoer in de toekomstige waterballast tank)


Tezamen met de bedbodem en het “putje” voor de aansluiting naar de tandwielkast ziet het er dan zo uit.


Het moet nog wel verder afgelamineerd worden maar dat doe ik op het moment dat ik de bedbodems er in lijm. Die liggen er nu nog los in.

Die dubbeling is inderdaad precies zoals ik het ook bedoel.

Je schrijft dat je de bedbodem verlijmt. Is het niet nodig om deze demontabel te maken voor de ruimtes er onder?

Noballast schreef : Die bedoel ik inderdaad. Als je de montage plaat van de motor er afschroeft (4x inbus bout) dan kom je in het koppeling gedeelte van de motor. De motor staat namelijk losgekoppeld als deze niet in gebruik is zoadat er geen weerstand is.
De koppeling bestaat uit twee pennen die in twee gaten springen. Die pennen zijn magnetisch en door een stroomje door twee spoeltjes te sturen word de koppelingpennen geactiveerd. Het zijn de spoeltjes die de koppelingpennen bedienen die het probleem vormen. Dat zit binnen in de motor.
Ik heb exact dezelfde als die jij op de tekening hebt (ze hebben maar twee types bij Jefa) zij refereren naar deze motor als "de paddestoel".

Mijn eerste AP was een Furuno 511. Die had een 'harde' aan en uit schakeling. Feitelijk vol vermogen of niets. Dat kan deze motor niet aan. De eerste motor heb ik dus zelf om zeep geholpen en daar kan ik Jefa de schuld niet van geven
Nu heb ik een Simrad AC42 op deze motor aangesloten, en die heeft een softstart. Bouwd dus langzaam de energie toevoer naar de motor op waardoor deze veel minder schokbelasting te voortduren krijgt.

WADnWIND schreef : Ik ben ook erg Mechanisch georienteerd, en juist daardoor wilde ik geen kabel besturing op mijn boot. Om kabels speling vrij te gerbuiken heb je ongeveer 500kg voorspanning nodig. Dat betekend dat je kwadrant altijd met een ton(!) in rust in het lager staat te drukken. Daarbij hebben kabels rek en zijn daardoor minder direct. Het is juist de besturing met stangen die voor het directe gevoel en de feedback zorgt. De enige wringing die er is die bij een kabels besturing niet besaat is de wringing in de fundatie plaat van de tandwielkast. Die heb ik zelf uitgevoerd als een 12mm dikke stalen plaat die aan het casco vastgelast, daar zit echt geen beweging in. Dat zal ook bij Henny echt geen probleem zijn. Ik zou het niet anders meer willen als ik eerlijk ben.
Als je er over nadenkt zijn er zoveel onderdelen op een boot die aan torsie onderhevig zijn, als dat neit goed zou zijn, dan zou je ook geen lieren, rolreef, blokken of wat dan ook op je boot hebben.

Ik ben benieuwd, of de nadelen die Erik noemt, ook de overwegingen van Noballast waren om geen kabelbesturing te kiezen, of dat er nog andere zijn. Hij schrijft er weinig over.
Het kabelsysteem op Apae is KISS, goed stelbaar, kent weinig of geen voelbare speling, en geeft een goed stuurgevoel, plus voldoende stuurkracht. Ik zie geen reden om iets anders te willen.
Het is natuurlijk ook heel anders dan op de tri: een aangehangen roer zonder balansdeel, korte afstand (1,5 meter misschien) tussen stuurstand en roerblad. Daardoor kan het heel anders uitpakken.

ilCigno schreef :
Demontabel is niet nodig en is structureel ook niet gewenst.


De achterzijde van het bed is de afdekking van de waterballasttank, daar hoef ik niet meer bij.


Wel heb ik aan één kant ter plaatse van de aan- en afvoer een rond inspectieluikje gemaakt.


Hier nog een overzichtje van de bedbodem in wording. De voorzijde van het bed krijgt nog wel twee luikjes om er onder bij te kunnen. De ronde gaten in de luikjes zijn t.b.v. ventilatie onder de matras (ligt op een Froli bedsysteem)

Erikdejong schreef :
OK, nou snap ik het, je hebt het hier over de clutch. De motor heb ik nog niet gekocht. Ik wacht daar mee totdat ik deze echt nodig ga hebben. Ik ben blij met je opmerking, want dit is dan wel een aandachtspuntje die ik zeker ga meenemen naar Armin als ik de motor bestel.

Die clutch is jammer genoeg een noodzakelijk kwaad en een stroom verbruiker waar je verder niets aan hebt.

Waar ik me nog zorgen over maak is de hefboom constructie op het roer.

De draaipunten van de twee hefbomen liggen aan verschillende kanten van de trek-drukstang.

Deze hefbomen maken behoorlijk grote uitslagen en de stang is vrij kort.

Dan gaat deze constructie een heel vreemde karakteristiek hebben aan het einde van de uitslagen. Dat moet je over de volledige slag heel goed uitzetten, anders komen er onaangemame verrassingen te staan.

Tandwielkasten hebben inderdaad enige speling, en wrijving. En vergeet ook de torsieslapte van de assen niet. Het voordeel is wel weer dat de assen weinig ruimte innemen.