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(11) | EP 0 114 050 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Segeleinrichtung, mit Kentersicherung |
| (57) Anstattt der üblichen, einstückig ausgebildeten, Vor-und/oder Hauptsegel werden Vielfach-Profilsegel
mit sich überlappenden Einzelprofilen 1, 2, 3 vorgeschlagen, die ggf. über ein besonderes
Vertäuungssystem 7, 8, 9 getrimmt und nach Luv oder Lee gespannt werden können. Da
die Einzelprofile um ihre Vorliek-Achse sehr rasch gedreht werden können, ist systembedingt
eine windstärken- und/oder krängungsabhängige Kentersicherung möglich. |
[0001] Auf ein Bootssegel wirken grundsätzlich dieselben Vortriebskräfte wie etwa auf einen vertikal aufgestellten Flugzeugflügel. Die Vortriebsvorleilung am Segel, die sich aus dem Überdruck auf der Luvseite und dem Unterdruck auf der Leeseite zusammensetzt, gehorcht dabei den Gesetzen der Auftriebsverteilunq für den aerodynamischen Auftrieb, das heißt bei einer Unterschallanströmung verhalten sich die resultierenden Vortriebskäfto auf Saug- und Druckseite etwa wie zwei zu eins.
[0002] Überträgt man diese Gesetzmäßigkeiten und Erfahrungen auf ein Segel, dann sollte es zur Erzielung eines optimalen Vortriebs folgende Forderungen erfüllen :
A) Die Anströmgeschwindigkeit auf der Segelrückseite sollte zur Steigerung des Unterdrucks durch besondere technische Vorrichtungen auf einen maximalen Wert gesteigert werden.
B) Das Verhältnis Segelhöhe zu Segelfläche sollte zur Erzielung eines optimalen Wirkungsgrades weitestgehend zugunsten der Segelhöhe ausfallen, da der Auftrieb eines Flügelprofils grundlegend von der Flügelstreckung (=gleich Spannweite im Quadrat durch Flügelfläche) bestimmt wird.Die Forderung nach einer optimalen Flügelstreckung, sprich Segelhöhe, sind naturgemäß Grenzen gesetzt, da ein extrem hohes Segel für den Bootsrumpf ein entsprechend starkes Krängungsmoment darstellt. Diese Forderungen werden von der bisherigen Segeltechnik nicht oder nur ungenügend erfüllt, etwa durch ein weitausladendes Vorsegel ( Genua ), um den anströmenden Wind auf die Rückseite des Hauptsegels zu führen, oder man setzt besonders bei größeren Booten mehrere Vorsegel, was aber mit zusätzlicher Vertäuungsarbeit verbunden ist, daher keine schnellen Segelmanöver erlaubt und darüber hinaus das Boot luvgierig macht und vom Raumbedarf her ausschließlich größeren Booten vorbehalten ist. Auch Neuerungen, die darauf beruhen, durch Schlitzen der Segel einen stärkeren Vortrieb über die Segelrückseite zu nützen, haben sich nicht durchgesetzt aufgrund der relativ schlechten Führung der Luftströmung auf der Segelrückseite und des schlechten Wirkungsgrades bei Vormwindkursen bei diesem Verfahren, da durch die Schlitze ein zwangsläufiger Druckverlust auf der Luvseite den Wirkungsgrad entsprechend herabsetzt. Auch dem Versuch, die Schlitze mit Segelklappen zu hinterlegen, um eine Art Düseneffekt zu erzielen, blieb bislang der Durchbruch versagt, da diese Lösung mit folgenden Nachteilen behaftet ist :
1. Sie nützt grundsätzlich nur einen Teil der Zirkulation auf der Luveseite der Segelfläche aus.
2. Der optimale einheitliche Strömungsverlauf auf der Profilober- oder
wird durch Wirbelbildung an den Klappen gestört.
3. Werden die Klappen nur einseitig angewandt, sind sie nur auf bestimmten Kursen wirksam.
4. Werden sie beidseitig angewandt, wird der Strömungsablauf des luvseitigen Profils durch flatternden Klappen zusätzlich gestört und es gilt daher in erhöhtem Maße Einwand 2.
[0003] Die vorzuschlagende Neuerung erfüllt alle oben beschriebenen Forderungen.
1. Neuerungsgemäß wird vorgeschlagen, das jeweilige Segel durch eine Vorrichtung zu ersetzen, bei der mehrere miteinander verbundene Einzelprofile, die in ihrer Relation Spannweite zu Flügelfläche optimiert sind und die sich in einem bestimmten Verhältnis zueinander überlappen.
2. Die Neuerung erlaubt darüberhinaus durch das ihr eigene Vertäuungssystem nicht nur eine absolut strömungsgerechte Stellung der Einzelprofile zum Wind, sondern auch die bislang gewohnte schnelle Handhabung gleich einem einzigen Vor- oder Hauptsegel.
3.Systembedingt beinhaltet die Neuerung weiterhin eine winddruck- oder wahlweise krängungsabhängige Kentersicherung für das Boot, wenn Teile der Vertäuung elastisch ausgebildet sind, da die Einzelprofile sich um die Längsachse am vorderen Befestigungspunkt aufgrund des kurzen Weges sehr rasch drehen lassen, im Gegensatz zu einem Gesamtvor- oder -großsegel, dessen Drehpunkt Vorliek oder Mast darstellen.
4. Die Neuerung gestattet außerdem eine nachträqliche Profilierung der Einzelsegelfläche mit minimalem Aufwand im Sinne einer optimierten Aerodynamik wahrend der Fahrt.
[0004] Die Neuerung wird anhand nachfolgender Skizzen beschrieben :
Abb. 1 und 2 zeigt ein Bootshauptsegel mit Mast und Baum. Das Segel besteht aus drei Einzelprofilen (1,2,3). Die einzelnen Profile sind angelenkt an den Punkten ( 4/4' ) am Oberliek und ( 5/5' ) am Unterliek. In das Schothorn ( 6 ), sowie in das Achterliek der Profile greifen die Steuerleinen ( 7, 7' und 7" ). Die Steuerleinen sind befestigt in den Ringen (8) durch die ein umlaufendes Tau (9) führt. Dieses umlaufende Tau (9) wird durch die Rolle am Mast (lo) und durch die beiden Rollen (11) am Baumende geführt. Am Beispiel von Abb. 1 und 2 stellt dieses Tau gleichzeitig die Großschot dar. Wird die Großschot nun einseitig gespannt, dann werden über die eingelassenen Anschläge (12) die Ringe (8) auf der gleichen Seite nach hinten gezogen und damit Schothorn und Achterliek der einzelnen Profile straff gespannt. Die gleichzeitig auf der Gegenseite nach vorne rutschenden Blöcke (12) geben Ringe (8) und Steuerleinen (7) der Gegenseite frei und werden locker um das Vorliek der nachfolgenden Profile herumgeführt. Die geschilderte Segeleinrichtung in der vorliegenden Form ( Abb. 1 und 2 ) hat also den Vorteil, daß über die Großschot gleichzeitig mehrere Segelprofile strömungsgerecht in den Wind gestellt werden, statt eines einzigen Hauplsegels.
[0005] Abb. 3 und 4 bringen eine weitere vorteilhafte Ausbildung der beschriebenen Segeleinrichtung.Hier ist das umlaufende Tau (9), in der vorigen Ausführung als Großschot verwendet, als Endlostau um zwei Rollen (lo) Die Figur zeigt den gleichzeitigen Linsatz mehrerer Vorsegelprofile (1,2,3) nach dem gleichen Prinzip. Als Variante sind hier die Vorlieke der Einzelprofile am Vorsegel über ein gemeinsamen Vorfall geführt.Die Vorschot ist über eine Rolle (lo'), an der gleichzeitig das erste Segelprofil befestigt ist, herurngeführt und spannt durch die Anschläge (12) und die Ringe (8) die Steuerleinen (7) und damit die Achterlieke der Vorsegelprofile. In Masthöhe teilt sich die Vorschut : Eine Leine greift in das Schothorn des letzten Vorsegelprofils und spannt über das gemeinsame Unterliek das gesamte Vielfachvorsegel strömungsgerecht. Die zweite Leine der Vorschot bedient über die vordere Rolle (lo') die Profile des Vorsegels und eine dritte über das umlaufende Tau (9) die Profile des Großsegels. Bei dieser Anordnung muß der Baum des Großsegels in einer eigenen Großschot gefiert werden. Diese, möglicherweise auf dem Papier kompliziert aussehende Anordnung dor Vertäuung, läßt sich in der Praxis jedoch sehr einfach bedienen und rührt nicht nur zu einer überragenden Effektivität, was den Vortrieb der Besegelung betrifft, sondern auch zu überraschender Schnelligkeit bei Wendemanövern. Trotz der Vielfachprofile bleibt die Möglichkeit des Segelreffens im Bedarfsfall erhalten. Dies kann geschehen über das Vorliek beim Vorsegel oder über das Oberliek beim Hauptsegel. Beim Reffen des Vorsegels kann das umlaufende Tau (9) durch Legen eines weiteren Schlags um die Rolle (lo') entsprechend der Verkürzung des Unterlieks des ersten Profils des Vorsegels gekürzt werden. Werden Teile der-Vertäuung (lo) aus elsatischen Materialien gefertigt, deren Elastizität so ausgelegt ist, daß die einzelnen Profile ab einem bestimmten Winddruck sich lastabhängig öffnen und wieder schließen, ohne daß die allgemeine Segelstellung verändert werden muß, ergibt die Anlage gleichzeitig eine einfache aber effektive Kentersicherung. Da sich die einzelnen Profile aufgrund des sehr kurzen Weges sehr rasch drehen lassen, im Gegensatz zu einem Gesamtvor- oder -großsegel, dessen Drehpunkt Vorliek oder Mast darstellt, spricht eine derartige Kentersicherung sehr rasch an und verleiht der gesamten Anlage ein hohes Sicherheitsmoment.
[0006] Abb. 5 zeigt eine schematisch skizzierte Ausführung einer krängungsabhängigen Kentersicherung mit einstellbarem Auslösemoment und selbsttätiger Rückstellung bei nachlassendem Winddruck. Auf einer Grundplatte (1) ist ein. Geharnier über den Bolzen (11) drehbar gelagert, dessen beide Sehenkel (3,10) durch die Druckfeder (2) zusammengedrückt werden. Durch die von beiden Scharnierhälften gebildete Öse läuft das Tau (14) mit dem Auschlagnippel (8). Auf der Grundplatte ebenfalls drehbar ( Bolzen 13 in Buchse 12) gelagert ist die Pendelstange (6) mit dem verstellbaren Pendelgewicht (7). Krüngt nun das Boot, dann drückt der konstant senkrecht hängende Pendel die beiden Scharnierschenkel (3,lo) auseinander und gibt den Anschlagnippel (8) frei. Auf der Innenseite beider Scharnierhälften sind Druckscheiben (5) angelegt, die mit gekonterten Druckschrauben (4) in Richtung Pendelstange (6) verstellt werden können. Damit ist das Auslösemoment je nach Krängungswinkel einstellbar. Diese Kenternicherung hat darüberhinaus den Vorteil, daß sie bei unvorhersehbaren Segelmanövern nach beiden Seiten wirksam ist.
[0007] Hat das Boot sich unter nachlassendem Winddruck wieder aufgerichtel, wird das Tau (14) mittels Rückholfeder wieder in seine Ausgangsposition hinter das Scharnier gezogen. Die kegelförmige Ausbildung des Anschlagnippels (8), eine ausreichende Menge Gleitmittel, sowie eine entsprechende Auslegung der Druckfeder (2) sorgen dafür, daß die beiden Scharnierhälften leicht auseinandergedrückt werden können bei der automatischen Rückführung der Schot. Bei einer Kombination der in Abb. beschriebenen krängungsabhängigen Kentersicherung mit der winddruckabhängigen Kenlersicherung durch das elastische Schotzwischenstück (13, Abb. 3 und 4) wird ein weiches segelqerechtes Ansprechen der Takelage bei entsprechenden Gefahrenmomenten erzielt mit vollständigem " In-den-Wind-steilen " der Einzelprofile im Extremfall.
[0008] In Abb. 6 und 7 wird eine vorteilhafte Variante des Vielfachprofilsegels für sogenannte Surfbretter demonstriert.Da das Unterliek beim Surfsegel keine Führung in einem eigenen Baum hat, werden die vorliegenden Profile in diesem Fall über eigene zusätzliche Steuerleinen (11) gespannt, die in Ringen geführt werden, die wiederum über die Blöcke (12) des umlaufenden Taus (9) auf der Luvseite nach vorne gezogen werden, was durch die gegensinnige Bewegung des Taus (9) auf Lav und Lee gleichsam selbsttätig geschieht. Dadurch ist gewährleistet, daß die Vorlieke der Einzelprofile straff und strömungsgünstig gespannt sind. Die Anlage auf dem Surfbrett wird einfach dadurch bedient, daß der Segler, der auf der luvseite steht, das umlaufende Tau (9) nach vorne zieht und gleichzeitig mit dem Holmen festhält oder aber es in einer Curryklemme fixiert, beim Wenden oder Halsen mit einem kurzen Ruck löst, um es auf der Gegenseite im gegenläufigen Sinne wieder anzuspannen und zu fixieren. Versuche haben auch hier gezeigt, daß die Handhabung unkompliziert genug ist, um bei den sehr schnellen Segelmanövern auf dem Surfbrett mitbedient zu werden. Die Vorliekspanner (11) eignen sich darüberhinaus sehr gut, um etwa bei den Einzelsegeln ein ausgeprägtes flügelähnliches Profil auszubilden, wenn die Steuerleinen (11) auf der Leeseite der Segclprofile unmittelbar hinter dem Vorliek gleichzeitig an der Segellatte angelenkt ist, insbesondere wenn diese Latte im vorderen Teil relativ elastisch ist, mit einem Elastizitätsmaximum am Anlenkpunkt und zunehmender Starre nach achtern.
[0009] Das beschriebene Vielfachprofilsegel mit Kentersicherung hat den Vorteil, mit bislang üblichem Material ( im Gegensatz zu Starrsegeln! ) auszukommen und aufgrund des relativ simplen Aufbaues eine Umrüstung von Booten ohne großen Aufwand zu ermöglichen.
[0010] Besonders im Bereich des umlaufenden Taus (9) ist es segeltechnisch von Vorteil, anstatt der Anschläge (12) das Tau (9), wie in Abb. 8 dargestellt, zweischenklig als Schlinge auszubilden, in der der Ring (8) nach Art einer "Rutschkupplung" gleitet, um die Steuerleinen (7, 7', 7") je nach Stellung zu spannen. Dabei wird das Tau (9) um die Strecke (a), die mit der Schlingenlänge identisch ist, verstellt. In Stellung B dient es als Vorliekstrammer, in Stellung C spannt es das Achterliek.