[0001] Die Erfindung betrifft eine profilgebende Stützvorrichtung für ein Soft-Wing-Segel
eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs, wobei die Stützvorrichtung dazu eingerichtet
ist, zwischen wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch, die das Soft-Wing-Segel aufweist,
eingesetzt zu werden, um dem Soft-Wing-Segel ein vorgegebenes aerodynamisches Profil
mit einer durch eine Schicht aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon
beabstandeten, durch eine andere Schicht aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite
zu verleihen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen
Fahrzeugs mit wenigstens einer solchen profilgebenden Stützvorrichtung, ein Set aus
einem Soft-Wing-Segel und einem Mast zum Anbringen des Soft-Wing-Segels sowie ein
Segel-angetriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem Mast und wenigstens einem an dem
Mast angebrachten Soft-Wing-Segel.
[0002] Solche Profilsegel, oder "Wing-Sails", haben bessere aerodynamische Eigenschaften
im Vergleich zu klassischen Segeln mit einem flachen Tuch. Diese besseren Eigenschaften
resultieren in mehr Schub bei gleicher Segelfläche. Im Regattasport werden Profilsegel
bereits verwendet, im Breitensport jedoch kaum.
[0003] Profilsegel unterscheiden sich in "starre" Segel und "flexible" Segel. Starre Profilsegel
gleichen einem Flugzeugflügel - sie müssen zumeist mit einem Kran auf ein Boot gestellt
werden. Flexible, oder "Soft-Wing" Segel arbeiten zumeist mit einem Segeltuch, welches
durch ein Gestell zu einem aerodynamischen Profil ausgestellt wird. Diese flexiblen
Profilsegel lassen sich ähnlich klassischen Segeln setzen, bergen und reffen.
[0004] Profilsegel nutzen das gleiche Funktionsprinzip wie ein Flugzeugflügel. An der stärker
gewölbten Profiloberseite strömt die Luft schneller als an der geraden und geringer
gewölbten Profilunterseite. Dies erzeugt einen Unterdruck auf der Profiloberseite,
der als Auftrieb beim Flugzeug bzw. als Vortrieb beim Segel genutzt werden kann.
[0005] Während beim Flugzeug immer Auftrieb nach oben erzeugt werden soll, wechselt beim
Boot die Richtung, aus der der Wind einfällt. Das heißt, die Profiloberseite muss
sich mal auf der linken und mal auf der rechten Seite ausstellen. Die Profiloberseite
muss dabei immer länger sein als die Profilunterseite. Diese "asymmetrische" Anordnung
erzeugt den besten Vortrieb. Das bedeutet, dass es einen Längenausgleich geben muss,
wenn das Profilsegel von der einen auf die andere Seite ausgestellt wird.
[0006] Beim 36. Americas Cup Segel Wettbewerb wurden medienwirksam Profilsegel eingesetzt.
Diese hatten den Längenausgleich am Achterliek (= an der hinteren Kante).
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionalität eines Soft-Wing-Segels
weiter zu verbessern, sie für einem breiten Markt verfügbar zu machen z.B. dadurch,
dass sie an bereits vorhandene Aufbauten (Masten) angebracht werden kann.
[0008] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine profilgebende Stützvorrichtung für ein Soft-Wing-Segel
eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs, wobei die Stützvorrichtung dazu eingerichtet
ist, zwischen wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch, die das Soft-Wing-Segel aufweist,
eingesetzt zu werden, um dem Soft-Wing-Segel ein vorgegebenes aerodynamisches Profil
mit einer durch eine Schicht aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon
beabstandeten, durch eine andere Schicht aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite
zu verleihen, wobei die Stützvorrichtung folgende Merkmale hat:
- a) wenigstens eine Zentralleiste und wenigstens zwei Außenleisten, wobei die Zentralleiste
zwischen den Außenleisten angeordnet ist,
- b) wenigstens ein im Nasenbereich des aerodynamischen Profils angeordnetes, verschwenkbares
Kopplungselement, mit dem die Außenleisten und die Zentralleiste miteinander verbunden
sind,
- c) wobei das Kopplungselement zumindest gegenüber der Zentralleiste verschwenkbar
ist,
- d) wobei durch Verschwenkbewegung des Kopplungselements gegenüber der Zentralleiste
die Krümmung einer auf einer Seite der Zentralleiste angeordneten Außenleiste verringerbar
und zugleich die Krümmung einer auf der gegenüberliegenden Seite der Zentralleiste
angeordneten Außenleiste vergrößerbar ist.
[0009] Durch eine solche profilgebende Stützvorrichtung kann die eingangs erläuterte Pro-blematik
des Längenausgleichs bei einem Soft-Wing-Segel sehr effizient gelöst werden. Die profilgebende
Stützvorrichtung kann dabei hinsichtlich ihrer mechanischen Konstruktion relativ einfach
gestaltet sein und dementsprechend kostengünstig bereitgestellt werden. Es sind keine
komplizierten Mechanismen für die Bereitstellung des Längenausgleichs erforderlich,
sodass die profilgebende Stützvorrichtung mit einer einfachen, robusten Mechanik gestaltet
werden kann, die sehr langlebig ist. Zudem kann auch das verwendete Segeltuch geschont
werden, insbesondere kann ein Verschleiß durch Entlanggleiten des Segeltuchs am Mast
oder anderen Bauteilen vermieden werden.
[0010] Die profilgebende Stützvorrichtung kann bei Segeln aus handelsüblichem Segeltuch
eingesetzt werden. Ein mit einer oder mehreren profilgebenden Stützvorrichtungen ausgebildetes
Soft-Wing-Segel kann von der praktischen Handhabung wie ein konventionelles einschichtiges
Segel eingesetzt werden, insbesondere auch im Hinblick auf das Setzen, Reffen und
Bergen des Segels. Ein solches Soft-Wing-Segel kann bei vorhandenen Segel-angetriebenen
Fahrzeugen ohne weiteres nachgerüstet werden, auch unter Verwendung des vorhandenen
Masts. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass kein drehbarer oder
verschwenkbarer Mast erforderlich ist, sodass auch in dieser Hinsicht kein erhöhter
Aufwand anfällt und bewährte Komponenten weiter eingesetzt werden können.
[0011] Durch die bessere Aerodynamik eines mit der profilgebenden Stützvorrichtung ausgebildeten
Soft-Wing-Segels wird mehr Leistung erzielt und der Druckpunkt mit vorteilhaftem Kraftvektor
in X-Richtung wandert nach vorne. Dies führt zu:
- Aufrechterem Segeln (mehr Komfort), d.h. weniger Krängung. Bei Neukonstruktionen kann
Gewicht im Kiel gespart werden.
- Schnelleres Segeln (mehr Spaß, Vorteil bei Wettbewerben, weniger Kraftstoffverbrauch).
- Weniger Kraftstoffverbrauch, weniger CO2 - auch Segler nutzen den Dieselmotor um Stecken
zügig zu überbrücken.
- "Höher am Wind" - Profilsegel erlauben typischerweise "höher am Wind" zu fahren.
- Vorteilhafte Konstruktion - kürzerer "Baum", dadurch mehr Komfort und Sicherheit im
Cockpit.
[0012] Ein solches Soft-Wing-Segel erlaubt die Vorteile von Profilsegeln für den breiten
Massenmarkt zugänglicher zu machen. Fahrtsegler profitieren von dem Komfortfaktor
des aufrechteren Segelns und des etwas schnelleren Segelns. Regattasegler werden mehr
auf Geschwindigkeit achten.
[0013] Die höhere Effizienz macht auch den kommerziellen Einsatz im Frachtbereich attraktiver
- zur Reduzierung von CO2 Ausstoß.
- Soft-Wing Prinzip - lässt sich setzen und bergen
- Es lassen sich auch dicke Profile erzeugen = gute Performance auch bei leichteren
Winden
- Kann an vorhandener Takelage nachgerüstet werden = großer Markt
- Benötigt keinen freistehenden Mast aus teuren Werkstoffen wie z.B. Carbon = preiswert
- Keine sich überlappenden und gegeneinander reibenden Segelflächen = langlebiger
- Einfache Konstruktion ohne Elektronik und Hydraulik
- Akzeptablere Optik = größere Markakzeptanz. Im Vergleich zu anderen Systemen sieht
ein erfindungsgemäßes Soft-Wing-Segel einem klassischen Segel noch halbwegs ähnlich.
[0014] Durch die Zentralleiste, z.B. in Form einer zentralen Segellatte, wird eine stabile
Konstruktion erreicht. Diese Zentralleiste fixiert den Drehpunkt für das schwenkbare
Kopplungselement, erzeugt Spannung im Segeltuch sowie eine vorteilhafte Längsstabilität
im Segel.
[0015] Die Außenleiste mit der verringerten Krümmung gibt dabei der Profilunterseite ihre
Form, die Außenleiste mit der vergrößerten Krümmung gibt der Profiloberseite ihre
Form. Durch Verschwenkbewegung des Kopplungselements gegenüber der Zentralleiste ist
ein Längenausgleich zwischen den wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch bei einer
Wende oder Halse des Segel-angetriebenen Fahrzeugs herstellbar. Die Zentralleiste
und die wenigstens zwei Außenleisten erstrecken sich in Längsrichtung des aerodynamischen
Profils.
[0016] Dabei ist die Profilunterseite die dem Wind zugewandte Seite (Luv-Seite) und die
Profiloberseite die dem Wind abgewandte Seite (Lee-Seite). Bei einer Wende oder Halse
des Segel-angetriebenen Fahrzeugs wechselt bei einem Segel bekanntlich die Luv-Seite
und die Lee-Seite. Beim erfindungsgemäßen Soft-Wing-Segel bzw. bei der profilgebenden
Stützvorrichtung wechselt dann gleichermaßen die Profilunterseite und die Profiloberseite.
Dabei führt das Kopplungselement automatisch, zum Beispiel durch Windkraft und/oder
durch eine Fremdkraft, oder aufgrund manueller Betätigung eine Verschwenkbewegung
durch, bei der sich die Krümmung der einen Außenleiste verringert und die Krümmung
der anderen Außenleiste vergrößert.
[0017] Das Segel-angetriebene Fahrzeug kann ein Wasserfahrzeug, zum Beispiel ein Segelboot,
Segelschiff oder ein Windsurfer, oder ein Landfahrzeug sein, zum Beispiel ein Strandsegler.
[0018] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die
Zentralleiste in Längsrichtung des aerodynamischen Profils durch das Kopplungselement
hindurch und/oder außen am Kopplungselement vorbei erstreckt. Auf diese Weise kann
eine insgesamt kompakte und flachbauende Stützvorrichtung gebildet werden. Zudem kann
das Kopplungselement durch die sich hindurch oder außen vorbei erstreckende Zentralleiste
gestützt werden, sodass die Verschwenkbewegung des Kopplungselements lediglich in
der durch die Zentralleiste definierten Ebene erfolgt.
[0019] Das Kopplungselement kann z.B. einen plattenartigen Basiskörper haben, an dem die
Außenleisten und die Zentralleiste befestigt sind. Das Kopplungselement kann insbesondere
zwei voneinander beabstandete plattenförmige Basiskörper haben, zwischen denen ein
Freiraum gebildet ist, durch den sich die Zentralleiste hindurcherstreckt. Die Außenleisten
können sich ebenfalls zumindest ein Stück weit in den Freiraum hineinerstrecken.
[0020] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die
Zentralleiste über das zur Vorderseite des aerodynamischen Profils weisende Ende des
Kopplungselements hinaus erstreckt. Dies hat den Vorteil, dass sich die Zentralleiste
aus dem vom Segeltuch umgebenen Bereich des Segels hinauserstrecken kann und dementsprechend
zur Befestigung der Stützvorrichtung und damit des gesamten Soft-Wing-Segels am Mast
genutzt werden kann.
[0021] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kopplungselement
mittels eines Schwenkgelenks mit der Zentralleiste verbunden ist. Das Schwenkgelenk
kann z.B. als ein um eine Drehachse drehbares Gelenk sein. Die Drehachse kann z.B.
senkrecht zu dem wenigstens einen plattenförmigen Basiskörper des Kopplungselements
verlaufen, z.B. parallel zum Mast des Fahrzeugs.
[0022] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine oder
zwei Außenleisten jeweils mittels eines Schwenkgelenks mit dem Kopplungselement verbunden
sind. Das Schwenkgelenk kann z.B. als ein um eine Drehachse drehbares Gelenk sein.
[0023] Auf diese Weise können die Zentralleiste und/oder die Außenleisten zuverlässig und
leicht verschwenkbar mit dem Kopplungselement verbunden sein. Die Drehachsen der vorhandenen
Schwenkgelenke können parallel zueinander verlaufen.
[0024] Das Kopplungselement kann an seiner zur Vorderseite des aerodynamischen Profils gerichteten
Seite einen Nasenbereich des aerodynamischen Profils ausbilden. Gemäß einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Außenleiste mittels
eines Schwenkgelenks mit dem Kopplungselement verbunden ist, durch das eine Drehachse
beim Verschwenken der Außenleiste gebildet ist, die unmittelbar an die Außenseite
des von der profilgebenden Stützvorrichtung gebildeten aerodynamischen Profils angrenzt,
sodass die der jeweiligen Profilseite zugeordnete Schicht aus Segeltuch unmittelbar
an die Drehachse angrenzt. Auf diese Weise wird der erforderliche Längenausgleich
am Segeltuch beim Wenden oder Halsen besonders präzise durch die profilgebende Stützvorrichtung
bereitgestellt, sodass es nicht zu einer Faltenbildung im Segeltuch in diesem Bereich
kommt. Zudem kann ein gleichmäßiger Übergang vom Nasenbereich des Kopplungselements
zu der jeweiligen Außenleiste geschaffen werden. Insbesondere kann die gekrümmte Form
des Nasenbereichs gleichmäßig in die Krümmung der Außenleiste übergehen, z.B. ohne
sprunghafte Veränderungen in der Krümmung. Hierzu kann z.B. ein Schwenkgelenk für
die Kopplung der Außenleiste mit dem Kopplungselement eingesetzt werden, das eine
virtuelle außenliegende Drehachse bereitstellt, beispielsweise ähnlich wie bei Möbelscharnieren.
Dabei kann der Übergang vom Nasenbereich des Kopplungselements zur Außenleiste gleichmäßig
und ohne Stufen oder Absätze realisiert sein. Hierdurch wird die Aerodynamik des Soft-Wing-Segels
weiter verbessert.
[0025] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Außenleiste
oder beide Außenleisten an der ihnen jeweils zugeordneten Schicht aus Segeltuch fixiert
sind, beispielsweise mittels Klettband oder einer anderen lösbaren Fixierung. Dies
hat den Vorteil, dass einer Kipp-Neigung der Stützvorrichtung um ihre Längsachse entgegengewirkt
wird, sodass die gewünschte horizontale Lage der Stützvorrichtung innerhalb des Soft-Wing-Segels
zuverlässig beibehalten wird.
[0026] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsstelle
der Zentralleiste mit dem Kopplungselement in Längsrichtung des aerodynamischen Profils
hinter den Verbindungsstellen der Außenleisten mit dem Kopplungselement angeordnet
ist. Auf diese Weise kann das Kopplungselement selbsttätig, d.h. auch ohne manuelle
Betätigung durch den Benutzer, z.B. allein durch Windkraft, die erforderliche Verschwenkbewegung
bei einem Wechsel der Richtung des auf das Soft-Wing-Segel einströmenden Winds ausführen,
z.B. bei einer Wende oder Halse.
[0027] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützvorrichtung
eine oder mehrere Querstreben hat, durch die eine Außenleiste gegenüber einer anderen
Außenleiste abgestützt ist. Durch solche Querstreben kann ein gewünschter Profilverlauf
des aerodynamischen Profils über die Längserstreckung in definierter Weise sichergestellt
werden. Insbesondere kann sich die Biegung der Außenleisten durch eine oder mehrere
Querstreben vorteilhaft ausbilden. Die Außenleisten werden durch solche Querstreben
aufgespreizt. Die Querstreben sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung nicht an der
Zentralleiste fixiert. Die Querstreben erstrecken sich quer, zum Beispiel ungefähr
rechtwinklig, zur Zentralleiste.
[0028] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kopplungselement
eine Befestigungsfläche hat, die zum Befestigen des Segeltuchs des Soft-Wing-Segels
am Kopplungselement eingerichtet ist. Das Segeltuch kann dabei lose, d.h. verschiebbar,
oder fest positioniert an der Befestigungsfläche befestigt sein. Im letztgenannten
Fall kann keine Verschiebung des Segeltuchs gegenüber der Befestigungsfläche erfolgen,
was den Vorteil hat, dass ein Verschleiß des Segeltuchs durch Reibung vermieden wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Zentralleiste an der Seite der Befestigungsfläche
aus dem Kopplungselement herausragen. Das herausragende Ende der Zentralleiste kann
zur Anbringung des Software-Wing-Segels am Mast genutzt werden.
[0029] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem
Profilendbereich des aerodynamischen Profils die Zentralleiste mit den Außenleisten
verbunden ist, insbesondere unmittelbar fest verbunden ist. Auf diese Weise können
die im Bereich des Achterlieks miteinander verbundenen Schichten aus Segeltuch dort
an einer festen Position anliegen und es ist insbesondere kein Längenausgleich beim
Wenden oder Halsen im Bereich des Achterlieks erforderlich. Das Achterliek des Segels
bildet den Profilendbereich des aerodynamischen Profils.
[0030] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsstelle
der Zentralleiste mit dem Kopplungselement wenigstens so weit von den Verbindungsstellen
der Außenleisten mit dem Kopplungselement beabstandet ist, wie die Verbindungsstellen
der Außenleisten mit dem Kopplungselement voneinander beabstandet sind. Hierdurch
wird ein automatisches Verschwenken des Kopplungselements beim Wenden oder Halsen
allein durch Windkraft unterstützt. Vorteilhafterweise können die Verbindungsstellen
der Zentralleiste und der Außenleisten mit dem Kopplungselement in den Eckpunkten
eines gleichschenkeligen Dreiecks liegen.
[0031] Die Steifigkeit der Zentralleiste und der Außenleisten kann grundsätzlich beliebig
gewählt werden. Die Steifigkeit der Zentralleiste kann geringer oder gleich der Steifigkeit
der Außenleisten sein. Die Außenleisten können mit identischer Steifigkeit ausgebildet
sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Steifigkeit der Zentralleiste größer ist als die Steifigkeit der Außenleisten, insbesondere
wenigstens um den Faktor 1,5. Auf diese Weise kann eine besonders robuste Konstruktion
der Stützvorrichtung mit einer leichten Verformbarkeit der Außenleisten kombiniert
werden, die bei einer Wende oder Halse hinsichtlich ihrer Krümmung leicht veränderbar
sein sollen.
[0032] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützvorrichtung
im Nasenbereich des aerodynamischen Profils, insbesondere an der Zentralleiste, ein
Mastbefestigungselement zum Befestigen der Stützvorrichtung an einem Mast des Segel-angetriebenen
Fahrzeugs hat. Dies erlaubt eine einfache Anbringung der Stützvorrichtung und eines
damit ausgestatteten Soft-Wing-Segels am Mast des Segel-angetriebenen Fahrzeugs. Insbesondere
kann das Soft-Wing-Segel wie ein konventionelles Segel dort angeschlagen werden. Beispielsweise
kann als Mastbefestigungselement ein Mastrutscher vorhanden sein, der entlang einer
Profilkontur des Masts entlangrutschen kann.
[0033] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kopplungselement
an seiner zur Vorderseite des aerodynamischen Profils gerichteten Seite eine konvexe
Wölbung hat, um einen Nasenbereich aerodynamischen Profils auszubilden. Auf diese
Weise wird eine gute Aerodynamik eines mit der Stützvorrichtung ausgestatteten Soft-Wing-Segels
sichergestellt. Das Kopplungselement kann insbesondere ähnlich einem Nasenbereich
eines Flugzeugflügel-Profils gewölbt sein.
[0034] Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Soft-Wing-Segel eines
Segel-angetriebenen Fahrzeugs, wobei das Soft-Wing-Segel wenigstens zwei Schichten
aus Segeltuch aufweist, zwischen denen wenigstens eine profilgebende Stützvorrichtung
der zuvor erläuterten Art eingesetzt ist, um dem Soft-Wing-Segel ein vorgegebenes
aerodynamisches Profil mit einer durch eine Schicht aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite
und einer davon beabstandeten, durch eine andere Schicht aus Segeltuch gebildeten
Profiloberseite zu verleihen. Die innerhalb des Segeltuchs angeordneten profilgebenden
Stützvorrichtungen wirken somit wie Profil-Segellatten, die mit dem Segeltuch umspannt
sind. Hierbei wird die Profilunterseite durch die Luv-seitige Schicht aus Segeltuch
und die Profiloberseite durch die Lee-seitige Schicht aus Segeltuch gebildet. Vorteilhafterweise
kann sich bei dem Soft-Wing-Segel das Profil zu beiden Seiten ausbilden, d. h. bei
einer Wende oder Halse verändert sich durch die Verschwenkbewegung der Kopplungselemente
der Stützvorrichtungen die Profilwölbung an der linken und der rechten Seite des Segels,
sodass immer die zur Lee-Seite gewandte Profiloberseite die größere konvexe Krümmung
hat. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden.
[0035] Beispielsweise können innerhalb der zwei Schichten aus Segeltuch in Längsrichtung
des Masts verteilt mehrere profilgebende Stützvorrichtungen vorhanden sein, z.B. in
gleichen oder ungleichen Abständen voneinander. Die Stützvorrichtungen können im Wesentlichen
parallel zueinander angeordnet sein. Die Stützvorrichtungen können gleiche oder unterschiedliche
Längen haben, um entsprechende Profiltiefen des aerodynamischen Profils auszubilden.
Beispielsweise können weiter unten am Mast angeordnete Stützvorrichtungen eine größere
Länge haben als weiter oben am Mast angeordnete Stützvorrichtungen.
[0036] Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Set aus einem Soft-Wing-Segel,
insbesondere einem Soft-Wing-Segel der zuvor erläuterten Art, und einem Mast zum Anbringen
des Soft-Wing-Segels, wobei der Mast ein an den Nasenbereich des aerodynamischen Profils
des Soft-Wing-Segels angepasstes Profil und/oder wenigstens ein Luftleitelement hat,
durch das der Strömungswiderstand des Mastes mit dem daran angebrachten Soft-Wing-Segel
reduzierbar ist. Hierdurch kann der Übergang zwischen dem Soft-Wing-Segel und dem
Mast aerodynamisch optimiert werden, sodass Verwirbelungen minimiert werden und dementsprechend
der Strömungswiderstand der gesamten Anordnung verringert werden kann. Beispielsweise
kann der Mast an der zum Nasenbereich des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels
gerichteten Seite eine konkave Kontur haben, die als Gegenstück zur konvexen Kontur
des Nasenbereichs ausgebildet ist.
[0037] Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Segel-angetriebenes
Fahrzeug mit wenigstens einem Mast und wenigstens einem an dem Mast angebrachten Soft-Wing-Segel
der zuvor erläuterten Art. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert
werden. Dabei können das Soft-Wing-Segel und der Mast aus einem zuvor erläuterten
Set gebildet sein.
[0038] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung
von Zeichnungen näher erläutert.
[0039] Es zeigen
- Figur 1
- ein Segel-angetriebenes Fahrzeug in perspektivischer Ansicht,
- Figur 2
- eine profilgebende Stützvorrichtung in Draufsicht,
- Figur 3
- den Nasenbereich der Stützvorrichtung gemäß Figur 2 in vergrößerter Ansicht,
- Figuren 4, 5
- perspektivische Ansichten des Nasenbereichs,
- Figur 6
- der Nasenbereich in einer Frontansicht,
- Figur 7
- der Profilendbereich der Stützvorrichtung in vergrößerter Darstellung,
- Figuren 8 bis 10
- die Funktionsweise der profilgebenden Stützvorrichtung bei unterschiedlichen Windrichtungen,
- Figur 11
- eine weitere Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung in perspektivischer
Ansicht,
- Figur 12
- ein Segel-angetriebenes Fahrzeug mit Stützvorrichtungen gemäß Figur 11,
- Figur 13
- eine weitere Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung in perspektivischer
Ansicht,
- Figur 14
- eine weitere Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung in Draufsicht,
- Figur 15
- ein Mast mit profilgebender Stützvorrichtung in Draufsicht,
- Figur 16
- ein Abschnitt des Masts gemäß Figur 15 in perspektivischer Ansicht,
- Figur 17
- die Anbringung des Soft-Wing-Segels am Baum,
- Figur 18
- einen Mastrutscher,
- Figur 19
- den Nasenbereich einer weiteren Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung.
[0040] Die Figur 1 zeigt ein Segel-angetriebenes Fahrzeug 1 in Form eines Segelboots, das
einen Rumpf 2 und einen am Rumpf 2 befestigten Mast 3 hat. Der Mast 3 kann in konventioneller
Weise am Rumpf 2 befestigt sein und z.B. über Wanten abgestützt sein. Am Mast 3 ist
ein Soft-Wing-Segel 4 befestigt. Das Soft-Wing-Segel 4 hat ein durch darin angeordnete
Stützvorrichtungen vorgegebenes aerodynamisches Profil, das durch außen angeordnete
Schichten 40, 41 aus Segeltuch gebildet ist. Das aerodynamische Profil hat im vorderen
durch die Luft angeströmten Bereich, dem sogenannten Nasenbereich 42, eine konkave
Wölbung und erstreckt sich bis hin zu einem Profilendbereich 43, der zugleich das
Achterliek des Soft-Wing-Segels 4 bildet. Im Nasenbereich 42 befinden sich Befestigungselemente
zur Befestigung des Soft-Wing-Segels 4 am Mast 3.
[0041] Man erkennt, dass bei der dargestellten Position des Segels 4, d.h. bei der in Figur
1 dargestellten Fahrt des Fahrzeugs 1 über Steuerbordbug (das Großsegel befindet sich
auf der Steuerbordseite des Rumpfs 2), dass die Segeltuchschicht 40 die Profilunterseite
und die Segeltuchschicht 41 die Profiloberseite des aerodynamischen Profils bildet.
Wird über Backbordbug gesegelt, ändert sich die Zuordnung derart, dass die Segeltuchschicht
40 die Profiloberseite bildet, und die Segeltuchschicht 41 die Profilunterseite.
[0042] Die Figur 2 zeigt eine in dem Soft-Wing-Segel 4 angeordnete profilgebende Stützvorrichtung
5, die wie ein profilgebendes Gerüst oder eine profilgebende Segellatte gestaltet
ist. Dargestellt ist ferner der Mast 3, um zu verdeutlichen, wie das Segel 4 bzw.
die profilgebende Stützvorrichtung 5 am Mast 3 befestigt werden kann.
[0043] Die Stützvorrichtung 5 weist eine Zentralleiste 6 und zwei Außenleisten 7, 8 auf.
Die Zentralleiste 6 ist zwischen den Außenleisten 7, 8 angeordnet. Die Zentralleiste
6 ist mittels eine Schwenklagers 91 verschwenkbar mit einem verschwenkbaren Kopplungselement
9 verbunden. Die Zentralleiste 6 erstreckt sich über diese Verbindungsstelle mit dem
Kopplungselement 9, d.h. das Schwenklager 91, zum Nasenbereich hin weiter und ragt
dort mit einem Abschnitt 60 aus dem Kopplungselement 9 heraus. Dieser Abschnitt 60
kann zur Befestigung der Stützvorrichtung 5 am Mast 3 verwendet werden, z.B. indem
am Abschnitt 60 ein Mastbefestigungselement angeordnet ist, das in einer Befestigungsnut
30 des Masts 3 aufgenommen und darin geführt sein kann.
[0044] Die Außenleiste 7 ist mittels eines Schwenklagers 92 mit dem Kopplungselement 9 verbunden.
Die Außenleiste 8 ist mittels eines Schwenklagers 93 mit dem Kopplungselement 9 verbunden.
Die Außenleisten 7, 8 und die Zentralleiste 6 sind am hinteren Ende 95 des Profils
miteinander verbunden, wobei die Verbindung eine starre oder eine gelenkige Verbindung
sein kann. Das Kopplungselement 9 weist auf seiner zum Mast 3 weisenden Seite, d.h.
der zum Nasenbereich des aerodynamischen Profils gerichteten Seite, eine Befestigungsfläche
90 auf, die zum Befestigen des Segeltuchs des Soft-Wing-Segels 4 am Kopplungselement
9 dient.
[0045] Das aerodynamische Profil des Soft-Wing-Segels wird durch die Formgebung der Befestigungsfläche
90 im Nasenbereich sowie dahinter durch die Formgebung der Außenleisten 7, 8 definiert.
Das Segeltuch liegt dabei eng an den Außenleisten 7, 8 und der Befestigungsfläche
90 an. Optional kann zur Sicherstellung eines definierten Profilverlaufs eine oder
mehrere Querstreben 10 vorhanden sein, durch die ein definierter Abstand zwischen
den Außenleisten 7, 8 festgelegt wird. Es können insbesondere mehrere Querstege 10
in Längsrichtung hintereinander beabstandet angeordnet sein. Da sich die Zentralleiste
6 hinsichtlich ihrer Position gegenüber den Außenleisten 7, 8 im Betrieb des Soft-Wing-Segels
4 verändern soll, ist vorteilhafter Weise keine Verbindung zwischen der Zentralleiste
6 und einer Querstrebe 10 vorhanden.
[0046] Die Figur 2 zeigt die Stützvorrichtung 5 in einer Neutralposition, die beispielsweise
eingenommen wird, wenn das Soft-Wing-Segel 4 genau von vorne vom Wind beströmt wird.
In diesem Zustand verläuft die Zentralleiste 6 etwa mittig zwischen den Außenleisten
7, 8. Im praktischen Segelbetrieb ändert sich diese Profilform je nachdem, ob das
Segelboot über Steuerbordbug oder Backbordbug fährt. Hierbei kann eine Verschwenkbewegung
des Kopplungselements 9 gegenüber der Zentralleiste 6 erfolgen, die dazu führt, dass
die Krümmung einer der Außenleisten 7, 8 vergrößert wird und die Krümmung der anderen
Außenleiste verringert wird.
[0047] Die Figur 3 zeigt den vorderen Bereich der Stützvorrichtung 5 sowie den Mast 3 in
einer Verschwenkposition des Kopplungselements 9, die eingenommen wird, wenn der Wind
von der Backbordseite her anströmt, d.h. beim Segeln über Steuerbordbug. Man erkennt,
dass die Zentralleiste 6 nun relativ nahe zur Außenleiste 8 angeordnet ist. Dagegen
ist der Abstand zwischen der Außenleiste 7 und der Zentralleiste 6 vergrößert. Erkennbar
ist ferner, dass die Außenleiste 7 nun eine größere Krümmung hat als in der Neutralposition
der Figur 2. Dagegen ist die Krümmung der Außenleiste 8 verringert. In diesem Zustand
bildet die Außenleiste 7 die entsprechende Kontur für das Segeltuch an der Profiloberseite
des aerodynamischen Profils, und die Außenleiste 8 die Kontur für das Segeltuch an
der Profilunterseite.
[0048] Die Figuren 4 und 5 verdeutlichen eine vorteilhafte Konstruktion des Kopplungselements
9 in verschiedenen Ansichten, jeweils in der in Figur 2 dargestellten Neutralposition.
Erkennbar ist, dass das Kopplungselement 9 aus zwei voneinander beabstandeten, im
Wesentlichen parallel zueinander angeordneten plattenförmigen Basiskörpern 94 gebildet
sein kann, die über die Schwenklager 91, 92, 93 miteinander verbunden sind. Die Zentralleiste
6 erstreckt sich durch das Schwenklager 91 hindurch bis zu dem vorne herausragenden
Abschnitt 60. Erkennbar ist zudem, dass die Befestigungsfläche 90 zur Befestigung
des Segeltuchs im Nasenbereich zweigeteilt ist, d.h. durch einen an der oberen Basisplatte
94 angeordneten Bereich und einen an der unteren Basisplatte 94 angeordneten weiteren
Bereich gebildet ist.
[0049] Die Figur 6 zeigt den vorderen Abschnitt der Stützvorrichtung 5 in Frontansicht,
d.h. mit einer Blickrichtung auf die Befestigungsflächen 90. Links von der Außenleiste
7 und rechts von der Außenleiste 8 sind die jeweiligen Schichten 40, 41 aus Segeltuch
zur Verdeutlichung wiedergegeben.
[0050] Die Figur 7 zeigt den Endbereich 95 der Stützvorrichtung 5. Erkennbar ist, dass die
Außenleisten 7, 8 und die Zentralleiste 6 dort miteinander verbunden sind, z.B. durch
Verkleben und/oder Verschrauben.
[0051] Die Figuren 8 bis 10 verdeutlichen die Verschwenkbewegung des Kopplungselements 9
bei Anströmung des Soft-Wing-Segels 4 aus unterschiedlichen Windrichtungen sowie die
entsprechende variierende Krümmung der Außenleisten 7, 8. In den Figuren 8 bis 10
sind die Schichten 40, 41 aus Segeltuch nicht dargestellt, man kann sich aber vorstellen,
dass diese die Außenleisten 7, 8 und die Befestigungsfläche 90 umhüllen.
[0052] Die Figur 8 zeigt die Anordnung beim Segeln über Steuerbordbug. Der Wind strömt von
Backbord her ein, sodass ähnlich wie in Figur 1 die Segeltuchschicht 40 die Profilunterseite
und die Segeltuchschicht 41 die Profiloberseite des aerodynamischen Profils bildet.
Die Profilunterseite bzw. die Außenleiste 8 kann in diesem Fall eine geradlinige Form
oder leichte konkave Wölbung einnehmen, die Profiloberseite bzw. die Außenleiste 7
ist relativ stark konvex verwölbt. Wechselt das Fahrzeug 1 nun den Kurs zum Segeln
über Steuerbordbug, stellt sich die in Figur 10 dargestellte Anordnung ein. Das Kopplungselement
9 verschwenkt nun in die gegenüberliegende Position. Die Außenleiste 7, die die Segeltuchschicht
41 stützt, ist nun dem Wind zugewandt und definiert die Profilgebung der Profilunterseite.
Dementsprechend ist die Außenleiste 7 nun gerade oder geringfügig konkav gewölbt.
Die Außenleiste 8, die die Segeltuchschicht 40 stützt, ist nun vom Wind abgewandt
und definiert die Profilgebung der Profiloberseite. Dementsprechend ist sie nun relativ
stark konvex gewölbt.
[0053] Der beim Wechsel von der Anordnung gemäß Figur 8 auf die Anordnung gemäß Figur 10
und umgekehrt erforderliche Längenausgleich am Segeltuch wird durch die Verschwenkbewegung
des Kopplungselements 9 bereitgestellt. Das Segeltuch kann dabei fest an den Befestigungsflächen
90 angebracht sein und wird somit nicht durch Reibung über diese Flächen verschlissen.
[0054] Die Figur 9 zeigt beispielhaft die Neutralposition der profilgebenden Stützvorrichtung,
d.h. die Position, wenn der Wind genau gradlinig von vorne anströmt. Die beiden Außenleisten
weisen dann im Wesentlichen die gleiche konkave Wölbung auf, wobei die Krümmungen
geringer sind als die Krümmungen der Außenleisten an der Profiloberseite gemäß den
Figuren 8 und 10.
[0055] Wie erwähnt, kann der Profilwechsel des Soft-Wing-Segels 4 von der einen zur anderen
Seite, d.h. beim Wechseln der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 auf einen anderen Bug,
automatisch durch den Winddruck und die Aerodynamik erfolgen. Bei einer Wende oder
Halse des Fahrzeugs 1 ändert sich der Einfallswinkel des Windes auf das Soft-Wing-Segel
4. Das Segel 4 kann durch eine Großschot, wie bei einem konventionellen Segel, auf
den für die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 geeigneten Anstellwinkel zum Wind eingestellt
werden. Bei einem Kurswechsel bildet sich auf der Luvseite des Segels 4 ein Überdruck
und auf der Leeseite ein Unterdruck. Hierdurch wird das Profil bzw. das Kopplungselement
9 automatisch in die richtige Position "gesaugt" bzw. "gedrückt".
[0056] In manchen Fällen kann eine zusätzliche manuelle Unterstützung für die Verschwenkung
des Kopplungselements 9 sinnvoll sein, z.B. bei relativ schwachem Wind. Hierzu wird
in den Ausführungsbeispielen der Figuren 11 und 12 vorgeschlagen, innerhalb des Segels
4 eine zusätzliche Steuerschot 11 zu verlegen, mit der die Verschwenkbewegung des
Kopplungselements 9 gezielt unterstützt oder überhaupt erst hervorgerufen werden kann.
Die Steuerschot 11 kann somit zusätzlich zur Großschot 12 vorhanden sein. Die Figur
11 zeigt, dass jeweils eine Steuerschot 11 an der linken und der rechten Seite des
Kopplungselements 9 angebracht sein kann, z.B. indem die Steuerschot 11 an oder in
der Nähe der Schwenklager 92, 93 angebracht wird, mit denen die Außenleisten 7, 8
mit dem Kopplungselement 9 verbunden sind. Die Steuerschoten 11 können durch eine
an der Zentralleiste 6 angebrachte Seilführung 61 geführt sein und an der Unterseite
des Segels 4 aus dem Segel herausgeführt sein. Wird an der einen Steuerschot 11 gezogen,
wird hierdurch eine Verschwenkbewegung nach rechts bewirkt. Wird an der anderen Steuerschot
11 gezogen, wird eine Verschwenkbewegung nach links hervorgerufen.
[0057] Dabei ist es für die Steuerung der Kopplungselemente 9 mehrerer Stützvorrichtungen
5 möglich, dass eine jeweilige Steuerschot 11 durch sämtliche oder mehrere Stützvorrichtungen
hindurchgeführt wird, um damit sämtliche oder mehrere Kopplungselemente 9 zu steuern.
Auf diese Weise kann z.B. die Steuerung mehrerer oder aller Kopplungselemente 9 der
Stützvorrichtungen 5 durch nur zwei Steuerschoten 11 erfolgen.
[0058] Die Figur 13 zeigt eine Gestaltung einer Stützvorrichtung 5, bei der zur definierten
Verschwenkung des Kopplungselements 9 ein unter Spannung stehendes elastisches Zugelement
13 vorhanden ist, z.B. ein Gummiseil oder eine Feder. Das Zugelement 13 ist einerseits
an der Zentralleiste 6 befestigt, insbesondere an einem Befestigungselement 62 der
Zentralleiste 6, das deutlich von dem Kopplungselement 9 beabstandet ist, z.B. wenigstens
um die Länge des Kopplungselements 9 davon beabstandet ist. Auf der anderen Seite
ist das Zugelement 13 im Bereich der Mittelachse des Kopplungselements 9 an diesem
an einer Befestigungsstelle 96 befestigt. Die Befestigungsstelle 96 des Zugelements
13 sollte von dem Schwenklager 91 ausreichend beabstandet sein, um die gewünschte
Wirkung zu erzielen, z.B. etwa mittig zwischen den Schwenklagern 91, 92, 93.
[0059] Durch das Zugelement 13 wird eine bistabile Funktionalität des Kopplungselements
9 unterstützt. Hat das Kopplungselement 9 nach einer Wende oder Halse seine neue Verschwenkposition
eingenommen, wird dieser Zustand durch das Zugelement 13 stabilisiert. Dies hat den
Vorteil, dass sich das Profil des Soft-Wing-Segels 4 auch bei beispielsweise kurzzeitig
ausbleibendem Wind nicht unerwünschter Weise wieder verändert. Erst bei einem Kurswechsel,
d.h. einer Wende oder Halse, verschwenkt das Kopplungselement 9 in die entsprechende
entgegengesetzte Stellung. Durch das Zugelement 13 "flippt" die gesamte Stützvorrichtung
5 in eine stabile Lage, sobald das Kopplungselement 9 eine Verschwenkbewegung über
den mittleren Scheitelpunkt durchgeführt hat.
[0060] Zur Optimierung der aerodynamischen Strömung entlang des Masts 3 zum Nasenbereich
des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels 4 kann der Mast z.B. ein an den Nasenbereich
des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels 4 angepasstes Profil haben. Alternativ
oder zusätzlich kann der Mast 3 wenigstens ein Luftleitelement haben, durch das der
Strömungswiderstand in diesem Bereich reduziert wird. Eine weitere vorteilhafte Gestaltung
zur Optimierung der aerodynamischen Strömung in diesem Bereich besteht z.B. darin,
dass wie bei einem klassischen Rigg eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs eine Fock,
d.h. ein Vorsegel, verwendet wird, das teilweise mit dem als Großsegel verwendeten
Soft-Wing-Segel 4 überlappt. Auf diese Weise wird die durchströmende Luftmenge auf
der Leeseite des Soft-Wing-Segels 4 durch einen Düsen-ähnlichen Effekt zwischen dem
Vorsegel und dem Großsegel erhöht. Hierdurch wird die Fließgeschwindigkeit der Luft
in diesem Bereich erhöht. Zusammen mit dem damit verbundenen Unterdruck werden die
Verwirbelungen in diesem Bereich verringert.
[0061] Die Figur 14 zeigt eine weitere vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeit des Übergangs
zwischen dem Mast 3 und dem Soft-Wing-Segel 4 zur Optimierung der Aerodynamik in diesem
Bereich. Erkennbar ist, dass gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen,
z.B. wie in Figur 3 dargestellt, der Abschnitt 60, mit dem die Vorderseite des Soft-Wing-Segels
4 mit dem Mast 3 verbunden ist, deutlich verlängert ist, z.B. auf ein Maß, das mindestens
der Profillänge des Mastprofils entspricht. Auf diese Weise wird eine größere Lücke
zwischen dem Mast 3 und dem Nasenbereich des Soft-Wing-Segels 4 geschaffen. Hierdurch
kann ein Luftstrom den Mast 3 besser umfließen und am Nasenbereich des aerodynamischen
Profils des Soft-Wing-Segels 4 mit verringerter Verwirbelung entlangströmen.
[0062] Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Verbesserung der Aerodynamik in diesem
Bereich ist das Anbringen von Windleitelementen 31 (Shapelets) seitlich am Mast 3,
wie dies beispielhaft anhand der Figuren 15 und 16 verdeutlicht wird. Durch solche
Windleitelemente 31 kann der Luftstrom vorteilhaft umgeleitet werden und kann auf
diese Weise mit weniger Verwirbelungen entlang des Masts 3 und des aerodynamischen
Profils des Soft-Wing-Segels 4 entlangfließen. Die Windleitelemente 31 können z.B.
durch in gewissen Abständen voneinander angeordnete Verbindungszapfen 32 am Mast 3
befestigt sein. Solche Windleitelemente 31 können vorteilhaft auch an vorhandenen
Masten nachgerüstet werden.
[0063] Die Windleitelemente 31 können z.B. als profilierte Elemente ausgebildet sein, die
eine der Außenkontur des Masts 3 folgende Form bzw. Profilierung haben. Die Windleitelemente
31 können z.B. aus Blech, Kunststoff oder einem anderen geeigneten, ausreichend stabilen
Material hergestellt sein.
[0064] Anhand der Figur 17 wird eine vorteilhafte Möglichkeit zur Befestigung des Soft-Wing-Segels
4 am Baum 33 eines ansonsten konventionellen Segelboot-Riggs verdeutlicht. Das Soft-Wing-Segel
4 ist wie bereits erläutert über Mastrutscher am Mast 3 befestigt. Um das Soft-Wing-Segel
4 über eine konventionelle Großschot 12 steuern zu können, ist ein Baum 33 vorhanden,
an dem im hinteren Bereich die Großschot 12 befestigt ist. Der Baum 33 ist an seiner
Vorderseite am Mast 3 befestigt und dort verschwenkbar angebracht. In einer vorteilhaften
Ausgestaltung kann das Soft-Wing-Segel 4 an seiner Unterseite über ein vorderes Verbindungselement
35 und ein hinteres Verbindungselement 36 mit dem Baum 33 verbunden sein. Die Verbindungselemente
35, 36 können z.B. als kurze Seilstücke, Schäkel oder ähnliche Verbindungselemente
ausgebildet sein. Beispielsweise kann das vordere Verbindungselement 35 mit der Zentralleiste
6 an einer Stelle kurz hinter dem Kopplungselement 9 verbunden sein (vom Mast 3 aus
gesehen). Das hintere Verbindungselement 36 kann im hinteren Bereich mit der Zentralleiste
6 verbunden sein oder direkt an der Verbindungsstelle 95, an der die Zentralleiste
6 mit den Außenleisten 7, 8 verbunden ist, angebracht sein.
[0065] Die Figur 18 zeigt einen am Mast 3 angebrachten Mastrutscher 37 im Detail. Der Mastrutscher
37 hat ein zum Mast 3 hin gewandtes Profilelement 38, das formschlüssig in die innere
Profilkontur des Masts 3 eingesetzt werden kann und in Längsrichtung des Masts darin
verschieblich ist. Der Mastrutscher 37 hat eine Gelenkanordnung 39, die, ähnlich wie
bei einem Kardangelenk, eine um zwei zueinander orthogonale Raumachsen verschwenkbare
Verbindung mit dem Abschnitt 60 der Zentralleiste 6 herstellt. Der Mastrutscher 37
kann z.B. ähnlich einem konventionellen Mastrutscher ausgebildet sein, mit dem ein
Baum am Mast befestigt wird.
[0066] Die Figur 19 zeigt eine Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung 5,
bei der die Außenleiste 7 mittels eines Schwenklagers 92 mit dem Kopplungselement
9 verbunden ist, das eine nach außen hin versetzte Drehachse 7a (gekennzeichnet durch
das "x") hat. Hierdurch bildet die Außenleiste 7 einen gleichmäßigen, stufenfreien
Übergang zur gekrümmten Nasenkontur 90 des Kopplungselements 9. Die Drehachse 7a ist
dabei so weit außen angeordnet, dass sie praktisch direkt an die Schicht 40, 41 aus
Segeltuch angrenzt, die sich an der Außenleiste 7 befindet. Die andere Außenleiste
8 kann über ein vergleichbares Schwenkgelenk 93 mit dem Kopplungselement 9 verbunden
sein wie die Außenleiste 7, d.h. auch mit einer möglichst weit außen liegenden Drehachse
7a.
1. Profilgebende Stützvorrichtung (5) für ein Soft-Wing-Segel (4) eines Segel-angetriebenen
Fahrzeugs (1), wobei die Stützvorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, zwischen wenigstens
zwei Schichten (40, 41) aus Segeltuch, die das Soft-Wing-Segel (4) aufweist, eingesetzt
zu werden, um dem Soft-Wing-Segel (4) ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit
einer durch eine Schicht (40) aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer
davon beabstandeten, durch eine andere Schicht (41) aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite
zu verleihen, wobei die Stützvorrichtung (5) folgende Merkmale hat:
a) wenigstens eine Zentralleiste (6) und wenigstens zwei Außenleisten (7, 8), wobei
die Zentralleiste (6) zwischen den Außenleisten (7, 8) angeordnet ist,
b) wenigstens ein im Nasenbereich (42) des aerodynamischen Profils angeordnetes, verschwenkbares
Kopplungselement (9), mit dem die Außenleisten (7, 8) und die Zentralleiste (6) miteinander
verbunden sind,
c) wobei das Kopplungselement (9) zumindest gegenüber der Zentralleiste (6) verschwenkbar
ist,
d) wobei durch Verschwenkbewegung des Kopplungselements (9) gegenüber der Zentralleiste
(6) die Krümmung einer auf einer Seite der Zentralleiste (6) angeordneten Außenleiste
(7) verringerbar und zugleich die Krümmung einer auf der gegenüberliegenden Seite
der Zentralleiste (6) angeordneten Außenleiste (8) vergrößerbar ist.
2. Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zentralleiste (6) in Längsrichtung des aerodynamischen Profils durch das
Kopplungselement (9) hindurch und/oder außen am Kopplungselement (9) vorbei erstreckt.
3. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zentralleiste (6) über das zur Vorderseite des aerodynamischen Profils weisende
Ende des Kopplungselements (9) hinaus erstreckt.
4. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (9) mittels eines Schwenkgelenks mit der Zentralleiste (6) verbunden
ist.
5. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder zwei Außenleisten (7, 8) jeweils mittels eines Schwenkgelenks mit dem Kopplungselement
(9) verbunden sind.
6. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle der Zentralleiste (6) mit dem Kopplungselement (9) in Längsrichtung
des aerodynamischen Profils hinter den Verbindungsstellen der Außenleisten (7, 8)
mit dem Kopplungselement (9) angeordnet ist.
7. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (9) eine Befestigungsfläche (90) hat, die zum Befestigen des
Segeltuchs des Soft-Wing-Segels (4) am Kopplungselement (9) eingerichtet ist.
8. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Profilendbereich (43) des aerodynamischen Profils die Zentralleiste (6)
mit den Außenleisten (7, 8) verbunden ist, insbesondere unmittelbar verbunden ist.
9. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (5) eine oder mehrere Querstreben (10) hat, durch die eine Außenleiste
(7, 8) gegenüber einer anderen Außenleiste (7, 8) abgestützt ist.
10. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle der Zentralleiste (6) mit dem Kopplungselement (9) wenigstens
so weit von den Verbindungsstellen der Außenleisten (7, 8) mit dem Kopplungselement
(9) beabstandet ist, wie die Verbindungsstellen der Außenleisten (7, 8) mit dem Kopplungselement
(9) voneinander beabstandet sind.
11. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen der Zentralleiste (6) und der Außenleisten (7, 8) mit dem
Kopplungselement (9) in den Eckpunkten eines gleichschenkeligen Dreiecks liegen.
12. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (5) im Nasenbereich (42) des aerodynamischen Profils, insbesondere
an der Zentralleiste (6), ein Mastbefestigungselement zum Befestigen der Stützvorrichtung
(5) an einem Mast (3) des Segel-angetriebenen Fahrzeugs (1) hat.
13. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (9) an seiner zur Vorderseite des aerodynamischen Profils gerichteten
Seite eine konvexe Wölbung hat, um einen Nasenbereich (42) aerodynamischen Profils
auszubilden.
14. Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs (1), wobei das Soft-Wing-Segel
(4) wenigstens zwei Schichten (40, 41) aus Segeltuch aufweist, zwischen denen wenigstens
eine profilgebende Stützvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt
ist, um dem Soft-Wing-Segel (4) ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit einer
durch eine Schicht (40) aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon
beabstandeten, durch eine andere Schicht (41) aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite
zu verleihen.
15. Set aus einem Soft-Wing-Segel (4), insbesondere einem Soft-Wing-Segel (4) nach Anspruch
14, und einem Mast (3) zum Anbringen des Soft-Wing-Segels (4), wobei der Mast (3)
ein an den Nasenbereich (42) des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels (4)
angepasstes Profil und/oder wenigstens ein Luftleitelement (31) hat, durch das der
Strömungswiderstand des Mastes (3) mit dem daran angebrachten Soft-Wing-Segel (4)
reduzierbar ist.
16. Segel-angetriebenes Fahrzeugs (1) mit wenigstens einem Mast (3) und wenigstens einem
an dem Mast (3) angebrachten Soft-Wing-Segel (4) nach Anspruch 15.