Was halten Davits eigentlich aus?

„Das Boot bewegt sich noch ganz schön an den Davits… und dieses ächzen, war das schon immer so?“

Leo guckt kritisch auf das an den Davits hängende neue Beiboot. Wir sind gerade auf der Rückfahrt aus der Eckernförder Bucht nach Damp. Ein frischer Westwind pustet, und je weiter wir aus der Bucht sind, desto mehr Welle steht. Das nutze ich, um zu testen, wie sich unser neuer Tender an den Davits verhält. Immerhin hängen da jetzt über 50 Kilo mehr am Heck.

„Ja, die Verlaschung ist noch nicht perfekt, der Tender schwingt noch zu stark hin und her. Und die Arme der Davits arbeiten sichtbar, und das bei dem bisschen Seegang… nee, damit bin ich noch nicht glücklich. Da muss ich weiter forschen.“

stimme ich meinem Sohn zu.

Zurück im Hafen stehe ich auf dem Achterdeck, schaue meine Davits an und denke nach. Das Beiboot besser zu verzurren, damit es sich bei Wind und Welle möglichst wenig bewegt, ist kein Problem. AB hat unserem Tender eine Menge Augen am Rumpf spendiert, die ich nutzen kann, um Spanngurte anzubringen. Da muss ich nur noch ein wenig puzzeln, wie ich die Gurte führe, das wird aber schnell gehen.

Vielmehr beschäftigt mich die Last auf den Armen und der Befestigung der Davits. Und, dass da sicher erhebliche Scherkräfte wirken, wenn die JULIUS rollt und sich der Tender seitlich bewegen will.

„Wie lang ist der Hebel eigentlich…? Und welche Kräfte mögen wohl am Sockel und an den Schrauben wirken? Und was kann so eine M10 Schraube eigentlich vertragen? Die Sockel, auf denen die Davits stehen, sind an der Bordwand angeschweißt… die ist 4mm dick, aber welche Kräfte dürfen da eigentlich wirken…?“

Ich bin nicht so der Freund von Ratespielen und einem „na, wird schon gehen“. Mathematik ist landläufig die am meisten unterschätze Disziplin was die Nützlichkeit im Alltag betrifft. Mein Problem ist ein tolles Beispiel dafür: Alleine die Frage, welche Kraft auf die Verschraubung der Davits wirkt ist durch die Hebelwirkung nahezu trivial einfach zu beantworten. Spontan weiß ich aber nicht, wie ich rechnen soll.

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„So, du willst also dein Heck verbiegen…?“

Begrüßt mich gut gelaunt Michael Herrmann von yachtinside.de am Telefon. Ich hatte ihm vorher von meinen Fragestellungen via Mail berichtet und um Hilfe gebeten. Und es ist immer wieder faszinierend, was der Mann einfach so aus dem Stehgreif alles parat hat. Belastungsgrenze von Schrauben? Klar. Festigkeit von Schiffbaustahl? Kommt wie aus der Pistole geschossen. Hebelgesetze, Berechnungsarten – sowieso. Tagelange Recherchen im Netz und Fragen in Foren hätten nur Verwirrung gebracht, Michael aber klärt mich exakt auf und gibt mir alle Mittel an die Hand, dass ich selbst rechnen kann.

Ich finde es spannend, wie einfach das eigentlich alles ist. Wer keine Zahlen mag sollte die folgenden Absätze überspringen, wer jedoch vielleicht mal selbst abschätzen möchte, was seine Davits aushalten, liest weiter.

Mit Anker und Benzin kommt das Gewicht des Tenders ungefähr auf 200kg. Die ziehen direkt an der Aufhängung, am äußeren Arm der Davits. „Kraft“ wird durch die Einheit Newton (N) ausgedrückt, und wenn ein Kilogramm Gewicht mit der Erdanziehung von knapp 10G ziehen, dann sind das 200 * 10 = 2.000 Newton.

Der Arm der Davits ist bei mir ungefähr 1,2m lang. Darauf wirkt ebenfalls die Erdanziehung (wieder ungefähr Faktor 10), und multipliziert das am Ende hängende Gewicht. Damit kommen wir im ruhenden Zustand auf:

200kg * 10 (Erdanziehung) = 2.000 Newton * 1,2 Hebelarm * 10 Erdanziehung = 24.000 Newton

(Hinweis: Mehrere Leser haben mich darauf hingewiesen, dass die Rechnung fachlich nicht korrekt ist. Ich ignoriere hier den Begriff „Drehmoment“ und bringe Einheiten durcheinander. Sie haben alle total Recht – ich versuche hier, stark zu vereinfachen und möglichst wenig Fachbegriffe zu verwenden. Soweit ich bisher erkennen kann, ist mein Ergebnis trotzdem grundsätzlich richtig – bin da aber noch im Gespräch, ob und wenn ja wo ich im Ergebnis Fehler habe.)

Am Sockel, da wo die Davits angeschraubt sind, ziehen also – im ruhenden Zustand! – 2,4 Tonnen Gewicht (24.000 Newton / 10 Erdanziehung = 2.400kg = 2,4 Tonnen). Macht pro Arm 1,2 Tonnen.

„Wow, schon klar, dass ein Hebel ordentlich Wirkung hat, aber dass das so viel ist… irre, als wenn da ein Auto am Heck hängt!“

Ich staune.

„Eine M10 Schraube hat eine 0,2 Grenze von üblicherweise um die 20.000 Newton.“

meinte Michael Herrmann zu mir.

„0,2 Grenze…?“

Wovon spricht der Mann? Ich frage nach.

„Das ist der Wert ab dem sich das Material um mehr als 0,2% dehnt und damit seine Festigkeit verliert.“

Ah, ok. Also einfach die Belastungsgrenze.

Jeder Davit ist bei mir mit sechs Schrauben befestigt. Im ruhenden Zustand und bei der Zugrichtung wird jeder Arm im Wesentlichen von zwei Schrauben gehalten:

2 Schrauben á 20.000 Newton = 40.000 Newton maximal mögliche Belastung pro Arm.

Bei 12.000 Newton Belastung pro Arm bedeutet das… hey, kein Problem! Alles top!

„Bei dynamischen Lasten, also wenn irgendetwas, das hängt, hin und her schwingt, wird als ‚Kranfaktor‘ üblicherweise der Faktor 5 genommen.“

Meinte Michael noch. Mmmmh… dann sieht das schon anders aus:

12.000 Newton pro Arm mal "Kranfaktor" 5 = 60.000 Newton. 

Das sind 20.000 Newton zu viel – oder eine Schraube zu wenig. Das könnte zum Problem werden.

Andere Komponenten – Schweißnähte und Konstruktion der Davits, Draht, Umlenkrolle – sieht Michael nicht als Problem an. Und anhand der Fläche, mit der die Sockel an den Schiffsrumpf geschweißt sind, rechne ich aus, dass der Stahl die Last problemlos verträgt (eine Zugfestigkeit Schiffbaustahl von 260N/mm² ergibt eine notwendige Fläche von 238mm², die locker gegeben ist).

Zusätzliche Stabilisierung

Wenn Dynamik ins Spiel kommt (im Seegang) kann die Belastungsgrenze der Davits somit erreicht werden. Ich muss sie verbessern, fester, stabiler machen. Und vor allem: Last von den Schrauben und den Sockeln nehmen. Dazu (erstmal) mit einfachen Mitteln – bauliche Veränderungen kann ich erst im Herbst bei der Grube Werft machen lassen.

Zuerst widme ich mich den Scherkräften: Wenn die JULIUS rollt, bewegt sich der Tender seitlich hin- und her und erzeugt eine dynamische Last (auch, wenn der Bewegungsspielraum durch Spanngurte deutlich eingeschränkt ist). Und je nach Richtung ist immer einer der Davits stark belastet, während der andere kaum mitspielt. Daher ist es schlau, beide Davit-Arme miteinander zu verbinden. Wenn ein Arm eine seitliche Last hat, muss diese – zumindest teilweise – auch auf den anderen Arm übertragen und somit verteilt werden.

Die temporäre und sehr einfache Lösung sieht so aus:

Beide Davit-Arme habe ich mit einem Spanngurt „verbunden“. Der Trick ist, dass nur eine Belastung jeweils nach außen (rote Pfeile) abgefangen werden muss. Die Drähte, an denen das Boot aufgehängt ist, ziehen die Arme bereits stark nach außen und wirken der Belastung in der anderen Richtung – nach innen (gelbe Pfeile) – entgegen.

Der Gurt ist keine Top Qualität, aber immerhin mit 5.000 Newton belastbar, kann also eine halbe Tonne Gewicht halten. Das scheint mir für diesen Zweck genug zu sein (ja, irgendwann muss auch ich mich mit berechtigten Annahmen zufriedengeben).

Als nächstes zu dem Hauptproblem: Der Zugrichtung grob nach unten, die deutlich durch den Hebelarm verstärkt wird. Auch hier findet sich eine vorläufige, einfache Lösung:

Die Relingstütze an dem spitzen Heck der JULIUS ist äußerst massiv und kann eine Menge Kräfte aufnehmen. Das nutze ich, um mittels Spanngurt eine zusätzliche Fixierung der Davits zu erzeugen und damit Last von den Sockeln und Verschraubungen zu nehmen.

Wie sich der Tender möglichst wenig im Seegang bewegt

Das Boot hängt erstmal frei schwingend an den Davits. Je weniger es schwingt, desto weniger Spitzenlasten werden erzeugt. Also muss es möglichst straff verzurrt werden. Dazu führe ich einen Spanngurt (in besserer Qualität, mit 8.000 Newton Belastbarkeit) jeweils vorne und achtern im Dreieck: Einmal in Richtung Bug der JULIUS, dann zur Spitze des Hecks:

So wird der Spielraum für fast alle Bewegungsrichtungen (seitlich und von der JULIUS weg) auf wenige Zentimeter eingeschränkt. Die Spanngurte laufen dabei über Blöcke, die ich mit Loop-Schäkel (aus Tauwerk, gibt es hier bei Toplicht) an Relingsstützen befestigt habe:

Loop-Schäkel sind eine tolle Erfindung, es schlägt kein Metall auf Metall und sie halten erstaunliche Lasten aus (zwischen 6.000 und 15.000 Newton).

Zusätzlich liegt der eine Schlauch des Tenders an dem einen Arm an, wodurch die noch fehlende Bewegungsrichtung (zur JULIUS hin) blockiert wird. Doch wenn der Schlauch direkt an dem Metall des Davits anliegt und sich daran reibt, wird das sicher nicht gut für das Material sein. Ein Puffer muss her.

Nach ein paar mal duschen (dabei kommen ja häufig gute Ideen) bin ich auf das Schalldämmungsmaterial AIXFoam SH071 gekommen. Davon hatte ich noch Reststücke übrig, und dieser Schaumstoff hat die ideale Festigkeit, um als Puffer zu dienen. Um das Material von Umwelteinflüssen zu isolieren, habe ich es mit Silberfolie umklebt und dann mit einem guten Kleber (der auch nach der Aushärtung leicht nachgibt und nicht knallhart wird) an den einen Davit-Arm befestigt.

Was die Maßnahmen zur Davit Stabilisierung gebracht haben: Test im Seegang

„Das klingt irgendwie nicht gut…“

meinte mein Sohn bisher, wenn wir den neuen Tender an den Davits hochgekurbelt haben. Und in der Tat: Es ächzte und knarrte und quietschte, dass es mir unangenehm im Hafen war. Frühmorgens hätte ich damit Nachbarn aus den Kojen geholt.

Jetzt sind die Geräusche verschwunden, das hochziehen des Tenders läuft leise und ohne Überlastungsbekundungen ab. Auch das abfieren hat sich verändert: Vorher kamen die Arme manchmal in Schwingung, je nachdem, wie schnell wir das Boot heruntergekurbelt haben. Das ist jetzt weg, wir können beliebig schnell fieren, ohne dass Schwingungen entstehen.

Eine kurze Tour von Schleimünde nach Damp bei Südost 4-5 gab die die erste Gelegenheit für einen Test in – verhaltenem – Seegang:

https://youtu.be/Ktoz-W-QRck

https://youtu.be/UneNuCB6XF0

Es war nur ein halber bis ein Meter Welle, kein wirklicher Härtetest. Aber zu sehen ist: Der Tender bewegt sich so gut wie gar nicht. Die Davits knarzen ganz leicht, das war bei dem vorigen Beiboot (was ja über 50 Kilo leichter war) auch nicht anders. Insgesamt macht das erstmal einen sehr guten Eindruck und ich bin zuversichtlich, dass die Konstruktion bis zum Herbst und auch bei stärkerem Seegang hält. Dann werde ich von den Jungs bei der Grube Werft in Hamburg permanente Verstärkungen an die Davits schweißen lassen.

Schöne Details am AB Alumina ALX 11

Das AB ist ohne Zweifel ein teures Boot. Für mich ist der Preis jedoch gerechtfertigt: Einerseits zeugt der exzellente internationale Ruf von AB in der Blauwasserszene von sehr guter Qualität. Andererseits finde ich viele durchdachte und sehr nützliche Details, die ich bei anderen Booten dieser Art bisher nicht gesehen habe.

Ganz toll finde ich den doppelten Boden: Alle Leitungen gehen vom Bugfach (Benzinleitung) oder Steuerkonsole (Steuerung, Gaszüge, Elektrik) unter dem sichtbaren Boden nach achtern. Dort, wo wir uns aufhalten, gibt es keine Stolperfallen und es ist perfekt aufgeräumt.

Rund um die Steuerkonsole läuft ein massiver Edelstahlbügel, an dem wir uns verlässlich festhalten können.

Im großen Bug-Staufach sitzt ein darauf zugeschnittener 20 Liter Benzintank mit Füllstandsanzeige. Drumherum ist noch genug Platz für den Anker (auch hier verwende ich jetzt einen Jambo Anker statt des billigen Faltklapp-Ankers), Leinen und Kleinkram.

Die Luke schließt dicht ab, der Kasten ist belüftet und sollte einmal Wasser reinkommen, fließt es unter dem doppelten Boden nach achtern.

Das Boot hat eine LED Navigationsbeleuchtung und vorne sowie achtern an beiden Seiten versenkbare, stabile Klampen. Die Schalter an der Steuerkonsole für Licht und Bilgepumpe (die auch automatisch losläuft wenn zu viel Wasser im Boot ist) haben automatische Sicherungen, die nach Auslösung einfach wieder reingedrückt werden können.

Als weitere bemerkenswerte Details fallen mir ein:

• Eine saubere Elektro-Installation in der Steuerkonsole: Alles ist korrekt abgesichert, Kabel sind ordentlich geführt, die Batterie steht in einer eigenen Box.
• Unter der Sitzbank ist ein großer Stauraum, in dem auch zwei Teleskop-Paddel untergebracht sind. Die Paddel werden von Klemmen gehalten (eine der vielen kleinen extra Leistungen von Boote Gauert).
• Die Lenkung verhindert die Übertragung des Radeffekts: Das Boot fährt geradeaus, ohne dass das Steuerrad festgehalten werden muss.
• Anti-Rutsch-Matten auf dem Boden: Wir stehen nicht auf nacktem Aluminium.
• Ein Schutz aus Kunststoff über dem Kiel, so dass das Boot auch auf einen steinigen Strand gezogen werden kann, ohne Schaden zu nehmen.
• Achtern hat das AB eine Vielzahl von Augen an verschiedenen Positionen. So konnte ich den für meine Davits optimalen Aufhängepunkt finden.
• Am Heck unter dem Spiegel hat der Rumpf noch eine um 3cm verlängerte Abrisskante. Der Nutzen ist vermutlich ein schnellerer Übergang in Gleitfahrt – wie ausgeprägt die Wirkung ist kann ich allerdings nicht sagen.

Performance eines AB ALX 11 mit 20 PS

20 PS hatten wir vorher am Zodiac Cadett 310, 20 PS haben wir jetzt am AB. Auch wenn der neue Tender länger ist (+40cm) und einen schlauer konstruierten Rumpf hat (tieferes „V“, Abrisskante am Heck), sind mit den zusätzlichen 50kg mehr Gewicht keine Wunder zu erwarten.

Ein sehr guter Indikator für die Performance eines schnell fahrenden Bootes ist das Verhältnis Gewicht zu PS:

	Zodiac Cadett RIB 310, Suzuki 20 PS	AB ALX 11, Mercury 20 PS	AB ALX 11, Yamaha 25 PS	AB ALX 11, Mercury 30 PS
Gewicht des Bootes	87kg	129kg	129kg	129kg
Gewicht mit Motor	132kg	182kg	193kg	214kg
Verhältnis Gewicht/PS	6,6	9,1	7,7	7,1
Gewicht/PS mit 2 Pers. (140kg) und Hund (18kg)	14,5	17	14	12,4
Gewicht/PS mit 4 Pers. (260kg) und Hund (18kg)	20,5	23	18,84	16,4

In der Realität setzt sich das in folgende Performance um:

	Zodiac Cadett RIB 310, 20 PS	AB ALX 11, 20 PS
Gleitfahrt ja/nein / Geschwindigkeit 1 Person (80kg)	Ja / unbekannt	Ja / 21kn (38km/h)
2 Pers (140kg) und Hund (18kg)	Ja / unbekannt	Ja / 16kn (29km/h)
3 Pers (200kg) und Hund (18kg)	Ja / unbekannt	Ja / unbekannt
4 Pers (260kg) und Hund (18kg)	Nein	Nein

Die Grenze, ob Gleitfahrt möglich ist oder nicht, scheint bei einem Gewicht/PS Verhältnis von um die 20 zu liegen. Mit der ganzen Familie kommen wir auch mit dem AB nicht ins gleiten – aber das war auch nicht wirklich zu erwarten. Das AB ist bis 30 PS spezifiziert, da ist noch gut Luft nach oben.

Wenn ich bei der Beschaffung schon gleich den 25 PS Yamaha bekommen hätte, wäre das Verhältnis schon bei unter 20 und dann würde es vielleicht klappen mit der Gleitfahrt. Der Motor war aber einfach nicht verfügbar, und ein nachträglicher Umbau ist ein deutlicher Aufwand. Dazu ist der Yamaha dann trotzdem noch ein Zweizylinder mit wenig Hubraum und somit eher schwachem Drehmoment, und der Hersteller lässt es sich gut bezahlen, den leichtesten 25 PS Motor zu haben.

Nein, der Yamaha wäre nur eine halbe Lösung. Der wirkliche Sprung wäre ein 30 PS Motor – drei Zylinder, mehr Hubraum, und auch bei vier Personen ein Verhältnis von deutlich unter 20. Dafür aber auch noch mal um die 30kg schwerer. Dafür muss meine Werft erst bauliche Veränderungen an den Davits machen.

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„Gut siehst du aus, mit dem Dauergrinsen im Gesicht.“

Sagt Steffi mir, als wir mal eben vom Ankerplatz bei Maasholm mit dem Tender nach Kappeln fahren. Ich stehe an der Steuerkonsole, sie sitzt vorne, das Boot macht Gleitfahrt mit eben über den erlaubten 10kn. Mein (großes) iPhone ist in einer wasserdichten Hülle und mittels Klettband an der Konsole befestigt, darauf läuft die NV Charts App. Die Sonne brennt, der Fahrtwind kühlt.

„Was für ein geiles Boot.“

Ist das einzige, was mir dazu noch einfällt.