Bootsbau
Das Baumaterial
Vollholz war das klassische Bootsbaumaterial. Es vereinigt Festigkeit mit langer Lebensdauer und guten Verarbeitungsmöglichkeiten. Außerdem ist es von Natur aus schwimmfähig, weil sein spezifisches Gewicht geringer ist als das des Wassers. Eine sorgfältig gebaute Vollholzyacht hat eine Lebensdauer von mindestens 40 Jahren. Holz besitzt ein gefälliges Aussehen und gute Isoliereigenschaften, hat aber auch Nachteile. Es arbeitet unter der Einwirkung von Trockenheit und Feuchtigkeit, was zu einem undichten Schiff führen kann. Außerdem ist es gegen Fäulnis anfällig. Yachtneubauten werden nicht mehr aus Vollholz gefertigt.
Sperrholz, kochfest verleimt, ist eine Alternative. Es besteht aus Holzplatten, die aus einer ungeraden Anzahl von Furnieren verleimt werden. Diese Platten können kaum noch schrumpfen, schwellen oder sich verziehen. Eine sorgfältig gebaute Sperrholzbootshaut bleibt immer dicht.
Stahl ist etwa zehnmal so schwer wie Teak oder Eiche. Da seine Festigkeit aber wesentlich größer ist, kann die Außenhaut viel dünner sein als bei einem Holzboot; doch sind dem natürlicherweise Grenzen gesetzt, sodass kleinere Yachten aus Stahl verhältnismäßig schwer werden. Ein Stahlschiff ist unbedingt dicht; doch isoliert Stahl wenig und neigt zu Kondenswasserbildung im Inneren des Bootes als Folge von Temperaturunterschieden. Stahl ist rostanfällig und gefährdet durch galvanische Korrosion.
Aluminium verbindet mit den Vorteilen der Stahlbauweise große Leichtigkeit. Reinaluminium ist allerdings ein zu weiches Metall, deshalb handelt es sich im Bootsbau immer um eine Aluminiumlegierung mit Magnesiumgehalt. Da Aluminium in der galvanischen Reihe der Metalle sehr weit unten liegt, neigt es bei unsachgemäßer Bauweise und/oder Behandlung in starkem Maße zu galvanischer Korrosion. Das Material ist beliebt bei Langfahrtseglern.
Ferrozement, besser bekannt als Stahlbeton, ergibt verhältnismäßig schwere, aber auch sehr feste und unempfindliche Rümpfe. Er würde sich theoretisch ausgezeichnet als Baumaterial für Langfahrtyachten eignen. Dennoch sind Boote aus Ferrozement Exoten geblieben.
Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK):
Kunststoff ist das hauptsächlich verwendete Bootsbaumaterial. Die Kunstharze allein besitzen nur eine geringe Festigkeit. Erst die Verbindung mit der Glas- oder einer anderen Faser zu einem Laminat ergibt ein für den Bootsbau geeignetes Material. Die Harze sind: ungesättigtes Polyester (UP), Vinylester und Epoxid (EP).
Epoxid hat mit Abstand die besten mechanischen Eigenschaften, ist aber auch am teuersten und lässt sich zudem schwieriger verarbeiten. Deshalb werden im Yachtbau überwiegend Polyester und Vinylester verwendet.
Drei Arten von Glasfasern kommen für die Armierung des Harzes infrage: E-, R- und S-Glas. Die Mehrheit aller Bootsrümpfe ist mit E-Glas verstärkt. R- und S-Glas sind - neben anderen positiven Eigenschaften - zwar leichter, fester und stärker, jedoch auch erheblich teurer. Deshalb werden sie allenfalls als Verstärkung in extrem belasteten Bereichen eingesetzt, im Übrigen aber nur für Rennyachten.
Glasseidenmatten überwiegen im Laminataufbau. Sie bestehen aus gehäckselten, regellos geschichteten und mit einem styrollöslichen Binder verklebten Glasfasern. Mit Matten allein erreicht man jedoch relativ geringe Glasgehalte und damit geringere Festigkeit, denn je höher der Glasanteil, desto besser ist das Laminat.
Rovinggewebe, verflochtene Glasseidenstränge, ermöglichen Laminate mit weniger Harzanteil, was zu höheren Festigkeitswerten des Bootskörpers führt. Rovinggewebe liefern zudem eine bidirektionale oder eine unidirektionale Belastungsrichtung. Dadurch lassen sich die stärkeren Fasern auf die vorausberechneten Lasten im Rumpf und Deck ausrichten. Häufig besteht ein Laminat aus Matten und Gewebe.
Prepregs sind vom Hersteller bereits mit Harz und Härter vorimprägnierte Gewebe. Der Harzgehalt kann niedrig gehalten und genau definiert werden, aber zur Verarbeitung sind hohe Temperaturen und enorme Pressdrücke erforderlich.
Kohlefasern (Kohlenstofffasern, Carbonfasern, C-Fasern) haben eine weitaus höhere Festigkeit als Glasfasern und sind widerstandsfähiger gegen Ermüdung. Nur die Punktbelastbarkeit ist gering. Deshalb werden C-Fasern oft mit besser punktbelastbaren Materialien wie Kevlar und Glas kombiniert. Es gibt sie als Rovings, Gewebe, Gelege und Prepregs, die mit Epoxidharz zu Laminaten verarbeitet werden. Abkürzung: CFK oder KFK. Hauptsächlich finden sie Verwendung für Ruder, Masten und Spinnakerbäume. Die Verarbeitung ist schwierig, die Kosten sind hoch. Dennoch ist CFK für den Bau von Regatta- und Megayachten nicht wegzudenken.
Aramidfasern, besser bekannt unter dem Produktnamen Kevlar des Chemiekonzerns DuPont, weisen von allen gebräuchlichen Fasern die höchste spezifische Bruchfestigkeit auf. In Verarbeitung speziell mit Epoxid ergeben sich extrem schlagfeste und leichte Laminate, vornehmlich für Verstärkungen in hoch belasteten Bereichen eingesetzt. Kevlar wird für Rennyachten verwendet.
Glasseidenmatte
Rovinggewebe
Unidirektional-Gelege
Triaxial-Gelege
Hybridgewebe sind Kombinationen von verschiedenen - meist zwei - Faserarten, etwa Carbon und Aramid. Dadurch versucht man, die jeweils positiven Eigenschaften zu optimieren. Beispielsweise die hohe Steifigkeit und Druckfestigkeit von Carbon mit der Schlagfestigkeit von Aramid.
Sandwich bezeichnet einen Laminataufbau, der aus einer äußeren und einer inneren Laminatschicht und einem dazwischenliegenden Sandwichkern besteht. Der Kern kann aus Balsaholz, Schaum oder Wabenstrukturen bestehen, die Laminatschichten aus verschiedenen Glasfasern, Kevlar oder CFK. Der Kern dient nur als Distanzhalter und verdickt den Laminataufbau, ohne ihn deutlich schwerer werden zu lassen. Das dickere Material lässt die Steifigkeit des Laminats sprunghaft ansteigen.
Vollholzbau
Zweck und Benennung der Bauteile sind bei allen Bauweisen annähernd gleich. Am besten und vollständigsten lassen sie sich am Beispiel einer konventionellen Vollholzyacht aufzeigen. Denn die Benennungen sind im Stahlbau dieselben und die meisten tauchen auch im Kunststoffbau auf, wenngleich das Verfahren ein völlig anderes ist und andere Elemente die Funktionen des so bezeichneten Bauteils übernehmen.
Der Kiel bildet das Rückgrat des Schiffskörpers. Er wird mit dem Vor- und Achtersteven verzapft, verlascht und verbolzt.
Die Spanten werden auf dem Kiel aufgestellt, sofern es sich um gewachsene, aus einem Stück Holz herausgesägte Spanten handelt - im Yachtbau längst Vergangenheit. Stattdessen verwendet man dampfgeformte, sogenannte eingebogene Spanten. Für sie werden zunächst Mallen aufgestellt. Spanten können auch aus mehreren Holzschichten lamelliert werden.
Die Mallen sind Spantschablonen aus einfachem Holz, bei Einheitsklassen auch aus Stahl. Außen auf den Mallen befestigt man die Senten, lange biegsame Holzlatten. Sie legen die Form der Außenhaut fest. Die in Dampf geschmeidig gemachten Spanten werden nun innerhalb der Sentenlatten an den Mallen in ihre Form gebogen. Für Sperrholzboote verwendet man lamellierte Spanten. Sie bestehen aus mehreren miteinander verleimten Holzschichten.
Vorschiff eines konventionellen Holzbaus
Beplankung von Vollholzbooten
Bodenwrangen dienen der Aussteifung des Schiffsbodens. Sie verbinden Spant und Gegenspant miteinander und mit dem Kiel.
Die Stringer sind Längsverbindungen, die vom Vorsteven bis zum Heck durchlaufen und von innen mit jedem Spant verbunden werden.
Der Balkweger verbindet auf jeder Seite in der Längsrichtung die oberen Spantenden. Er dient zugleich als Auflage für die Decksbalken. Sie bilden die Querverbindung und Aussteifung der Spantenden.
Die Decksbalken verhindern, dass sich die Spantköpfe unter dem Druck der Außenhaut nach innen zusammenpressen, und tragen das Deck. Sie werden allerdings von Kajütaufbauten, Luken und Cockpit unterbrochen und müssen deshalb an diesen Stellen von Schlingen, längs verlaufenden Bauteilen, abgefangen werden.
Auf dem so entstandenen Gerippe wird nun die Außenhaut und das Deck angebracht. Es...
