DE3445331A1

DE3445331A1 - Ganz oder teilweise aufblasbares segel und mit einem derartigen segel oder segelteil ausgeruestetes boot

Info

Publication number: DE3445331A1
Application number: DE19843445331
Authority: DE
Inventors: Michel Paris Ferronniere
Original assignee: Zodiac SA
Current assignee: Zodiac Aerospace SA
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1985-06-13
Also published as: GB8431118D0; FR2556310A1; FR2556310B1; GB2151199A

Description

Ganz oder teilweise aufblasbares Segel und mit einem derartigen Segel oder Segelteil ausgerüstetes Boot

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 10.

Wenn auch aufblasbare Segel bereits bekannt sind (z.B. durch die FR-PS 2 415 573), haben diese Segel jedoch den Nachteil, Konstruktionen zu sein, die durch Stage unter Spannung gesetzt werden, was ihre Bedienung z.B. in der "eingesackten" (oder asymmetrischen oder teilweise aufgeblasenen) Gestalt erschwert. Diese bekannte Segelkonstruktionen ermöglichen somit nicht eine maximale Ausnutzung ihrer Vorteile, die übrigens sehr wichtig sind, insbesondere was ihren Nutzeffekt betrifft.

Aufgabe der Erfindung ist somit die größtmögliche Beseitigung der Nachteile der bereits vorhandenen aufblasbaren Segel und deren mögliche Verbesserung, die einen maximalen Nutzeffekt des Segels unabhängig von der Gestalt - symmetrisch (oder aufgeblasen) oder asymmetrisch (oder teilweise aufgeblasen) und das Aufrechterhalten des Segels in einem Format gestattet, das ihm die besten aerodynamischen Eigenschaften gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Das Segel nach der Erfindung kann leicht dadurch bedient werden, daß der Druck innerhalb der Hülle so geregelt wird, daß es von seinem symmetrischen Zustand in seinen asymmetrischen Zustand oder umgekehrt gebracht werden kann. Außerdem hat dieses Segel eine größere Widerstandsfähigkeit als die bekannten Segel, weil die durch den Überdruck der Luft in der Hülle bedingte Belastung mechanisch durch den Verstärkungsteil ausgeglichen wird, der aus wahlweise zu-

sammengebauten Latten besteht (druckseitige und saugseitige Latte).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich jedes Verstärkungsteil innerhalb des Segels und verbindet das mechanische Verbindungssystem die beiden Latten auf ihrer gesamten Länge.

Bei einer speziellen Ausführungsform sind die Enden der Latten in die starren Vorder- und Hinterkantenteile eingepaßt. Um einen freien Übergang des Segels von einem Zustand in einen anderen zu erzielen, ist es erwünscht, daß sich die Latten dank einer Biegsamkeit elastisch verformen können, die in ihrem Mittelbereich größer als in ihren Endbereichen ist.

Um ein automatisches Aufblasen des Segels zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, daß es wenigstens einen vom Segel aus nach vorn offenen Schöpfer aufweist, der den Staudruck des scheinbaren Winds einfängt und automatisch in die Hülle Luft einführt, die gegenüber dem mittleren Druck der außerhalb des Segels befindlichen Luft einen Überdruck aufweist. Der Schöpfer ist vorzugsweise an der Segelspitze auf der Vorderkante des Segels angeordnet. Dieser Schöpfer weist gegebenenfalls eine gesteuerte Einstelleinrichtung auf, die den Druck der Luft innerhalb der Hülle einstellt. Bei einer wichtigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einstelleinrichtung ein Verschlußglied mit einstellbarem Volumen aufweist, das ungefähr im Hals des Schöpfers angeordnet ist.

Um jede Bewegungsmöglichkeit des Segels gegenüber dem es tragenden Mast freizulassen, scheint es wünschenswert, daß dieses Segel Mittel zum im Abstand erfolgenden Einhängen am Mast aufweist, die an der Vorderkante des Segels verteilt

sind. Die Einhängemittel weisen Anlenkstangen auf, die jeweils starr mit den starren Vorderkantenteilen verbunden und jeweils an Gleitstücken angelenkt sind, die zum frei verschiebbaren Eingriff in eine Längsgleitführung des Masts bestimmt sind.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Boot, das mit wenigstens einem ganz oder teilweise aufblasbaren Segel, wie es oben erwähnt ist, ausgerüstet ist.

Ein derartiges Boot kann vorteilhaft zwei Stage aufweisen, die zwischen der Segelspitze und dem Boot gespannt sind und einen Baum überqueren, an dem der untere Rand des Segels befestigt ist, wobei außerdem mit weniastens einem der Stage eine Spannungseinstelleinrichtung verbunden ist. Es ist somit möglich, durch Einwirken auf die jeweiligen Spannungen der Stage, die Verwindung des Segels einzustellen.

Bei einem auf diese Weise ausgerüsteten Boot, kann man außerdem vorsehen, daß die beiden Stage denselben unteren Befestigungspunkt am Boot aufweisen und hierdurch eine gedachte Drehachse festlegen, um die sich das Segel drehen kann.

Es ist dann wichtig, daß dieser untere Befestigungspunkt parallel zur Mittschiffslinie des Boots verschiebbar ist, wodurch es möglich ist, die gedachte Achse in einem gegebenen Ausmaß zu verschieben. Es ist auf diese Weise möglich, den freien Abstand des Segelrands gegenüber dem Mast abzuändern und somit die Größe des sich zwischen dem Segelrand und dem Mast erstreckenden Haftspalts einzustellen.

Tm folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene schematische Seitenansicht eines Bootteils mit einem Segel nach der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt H-II des Segels von Fig. 1 in einer ersten Funktionsstellung;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht des Segels von Fig. 2 in seiner anderen Funktionsstellunq;

Fig. 4 eine weiter vergrößerte schematische Seitenansicht eines Elements zur Befestigung eines aufblasbaren Segels nach der Erfindung an einem Mast;

Fig. 5 eine schematische Schrägansicht eines weiteren Bauelements eines aufblasbaren Segels nach der Erfi ndung;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht eines Boots, das mit zwei Segeln (Großsegel und Focksegel) nach der Erfindung ausgerüstet ist.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein Boot 1 mit einem Mast 2 und einem aufblasbaren Segel 3 ausgerüstet.

Das Segel 3 besteht aus einer biegsamen gasdichten Folie 4, die zur Bildung einer inneren Hülle 5 geschlossen ist, die mit Luft gefüllt werden kann. Der untere Rand oder Abschluß des Segels ist mit einem Baum 6 fest verbunden, während seine obere Spitze oder sein Kopf auf Zug am Mastkopf befestigt ist. Das Segel 3 hat im waagrechten Schnitt eine Stromlinienform, die sich von einer relativ abgerundeten Vorderkante 7 bis zu einer relativ spitzen Hinterkante 8 erstreckt. In Fig. 1 und 2 ist ein Focksegel dargestellt,

dessen Hinterkante sich längs des Masts erstreckt.

Diese Stromlinienform des Segels 3 ergibt sich einerseits aus der Kraft durch den Überdruck der Luft in der Hülle 5 (einer Kraft, die von innen nach außen auf die biegsame Folie 4 wirkt) und andererseits aus der Gegenkraft durch Verstärkungsteile 9, die auf der gesamten Höhe des Segels verteilt sind.

Jedes dieser Verstärkungsteile 9 besteht aus zwei Latten 10, die sich längs der Saugseite und der Innenseite des Segels erstrecken und (z.B. durch ein System von Taschen) mit der Folie 4 fest verbunden sind. Ein frontal abgerundetes Vorderkantenteil 11 stützt die Folie längs ihrer Vorderkante, während ein spitzes Hinterkantenteil 12 die Folie längs ihres hinteren Randes stützt. Die Vorder- und Hinterkantenteile 11 bzw. 12 nehmen die Enden der Latten 10 durch einfaches Einpassen auf und können von letzteren getragen werden, ohne daß es nötig ist, sie einzeln mit der Folie 4 fest zu verbinden. Schließlich verbindet ein nachgiebiges mechanisches Verbindungssystem die beiden Latten 10 auf ihrer gesamten Länge. Gemäß Fig. 2 kann es sich um ein Verschnürungssystem handeln, das einen freien Durchgang für die Luftzirkulation auf der gesamten Höhe des Segels freiläßt.

Jede Latte hat eine unregelmäßige Längsbiegsamkeit, wobei die mittlere Zone der Latte eine größere Biegsamkeit als diejenige der Endzonen hat.

Wenn die innerhalb des Segels befindliche Hülle 5 mit Luft gefüllt ist, deren Druck größer als der mittlere Umgebungsdruck ist, nimmt dank dieser Ausbildung das Segel eine symmetrische Stromlinienform an, wie sie in Fig. 2 und gestrichelt in Fig. 3 (Kontur A) gezeigt ist. Die Verschnürung jedes Paars von Latten 10, ausgeführt für die Gesamtheit der

Verstärkungsteile des Segels, widersetzt sich mechanisch der Aufblaswirkunq des Segels, die sich aus dem inneren Überdruck ergibt. Für den Fall dagegen, daß der Luftdruck innerhalb der Hülle vermindert ist, kann sich eine der Latten unter der Wirkung einer durch den Querwind bedingten Kraftkomponente durchbiegen. Die beiden Latten haben dann zur selben Seite gewandte Krümmungen, und das Segel besitzt ein dickes asymmetrisches Profil (in Fig. 3 bei B ausgezogen dargestellt) analog demjenigen eines Flugzeugflügels, das für die Luftströmung besonders günstig ist und den Luftwiderstand vermindert.

Die Einführung von Druckluft erfolgt vorzugsweise automatisch mittels eines oder mehrerer Schöpfer 14, die an der Segelspitze angeordnet sind und sich auf der Vorderkante des Segels öffnen. Diese Schöpfer ermöglichen das Einfangen der Luft, deren Druck dem Staudruck des scheinbaren Winds entspricht.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann ein derartiger Schöpfer aus einer kegel stumpfförmigen Hülse bestehen, die an ihren beiden Enden offen ist. Die große Öffnung 14a öffnet sich in der Vorderkante des Segels nach außen, während sich die kleine öffnung 15 in die Hülle 5 öffnet. In der Öffnung 15 befindet sich ein Verschlußglied 16 mit veränderlichem Volumen, das aus einem kleinen Ballon besteht, der unter der Wirkung einer nicht dargestellten, z.B. pneumatischen oder hydraulischen, Steuereinrichtung am Boot aufblasbar ist, oder aus dem die Luft abgelassen werden kann. Durch diesen fernsteuerbaren Schöpfer kann der Überdruck der Luft in der Hülle eingestellt und somit die Größe der Asymmetrie des Segelprofils gesteuert werden.

Überdies erstrecken sich zwei Stage 17 innerhalb der Hülle 5 zwischen der Segelspitze und dem Boot durch den Baum 6.

Wenigstens eines der Stage kann mit einer Einrichtung zur Einstellung seiner Spannung (z.B. durch einen Flaschenzug 18) derart versehen sein, daß die Verschränkung des Segels auf seiner Höhe eingestellt werden kann.

In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die Stage 17 durch ein und dasselbe Seil zu bilden, dessen eines Ende z.B. am Baum befestigt ist und das sich bis zur Segelspitze erstreckt, von wo aus es über eine Segelspitzenseilrolle 19 verläuft und sich dann längs des Segels hinab bis zu einer Baumseilrolle 20 erstreckt und auf eine vom Boot getragene Seilrolle 21 aufgewickelt wird. Außerdem befindet sich der Flaschenzug 18 zwischen der Treibrolie 21 und dem Anfangsbesfestigungspunkt, während die Treibrolle 21 von einem Schlitten 22 getragen wird, der sich längs einer Führung 23 verschieben kann, die am Boot, z.B. an dessen Brücke, befestigt ist und sich längs der Mittschiffslinie erstreckt.

Diese Anordnung legt eine gedachte oder neutrale Achse 24 fest, die die Segelspitzenrollen 19 mit der Treibrolle 21 verbindet, um welche das Segel 3 schwenken kann. Die oben angegebene Montage der Rolle ermöglicht in gegebenen Grenzen eine Änderung der Stellung der Achse 24. Auf diese Weise kann die Stellung des Segels, insbesonder seiner Vorderkante, so eingestellt werden, daß der Luftwiderstand vermindert wird, was klarer aus Fig. 6 ersichtlich ist.

Um dieselbe Verstellbarkeit bei einem hinter dem Mast (in Bewegungsrichtung des Boots) befindlichen Großsegel zu ermöglichen, ist ein gelenkiges System zur Verbindung des Großsegels mit dem Mast vorgesehen, vgl. Fig. 4 (in der die mit Fig. 1 und 2 identischen Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind).

Bei dieser Anordnung ist für jede Verstärkung des Segels 3'

it

das Vorderkantenteil 11', welches wie beim Segel 3 die Latten 10 trägt und die Folie 4 hält, über die Vorderkante 7 des Segels durch einen Arm oder eine Stütze 24 verlängert, die die Folie 4 durchquert. Das Ende der Stütze 24 ist mittels eines Zapfens 25 an einem T-Stück oder Gleitstück 26 angelenkt, das einen Schuh bildet, der in eine Längsgleitführung 27 eingesetzt ist, die auf der gesamten Höhe des Masts 2 ausgebildet ist.

Fig. 6 ist eine sehr schematische Draufsicht des Boots 1 von Fig. 1, bei dem alle angegebenen Anordnungen vereinigt sind. Das Boot 1 ist ausgerüstet mit einem aufblasbaren vorderen Segel oder Focksegel 3, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, und mit einem aufblasbaren hinteren Segel oder Großsegel 3', das nach demselben Vorbild wie das Focksegel 3 angeordnet und durch das in Fig. 4 dargestellte gelenkige System mit dem Mast 2 verbunden ist. Der Mast 2 kann ein profilierter Mast sein, der um eine senkrechte Achse um sich selbst gedreht werden kann.

Das Boot soll sich längs des Pfeils 28 bewegen und steuert hart am Wind mit backbordsei tiger Halse, d.h. mit einem backbordseitigen und dreiviertel von vorn längs des Pfeils 29 gerichteten Wind.

Das Focksegel 3 und das Großsegel 3¹ sind asymmetrisch eingedrückt und so ausgerichtet, daß zwei Grenzschicht-Haftspalte 30,31 gebildet sind: einerseits zwischen der Hinterkante des Focksegels 3 und der Vorderkante des Masts 2 und andererseits zwischen der Hinterkante des Masts 2 und der Vorderkante des Großsegels 3'. Der Mast selbst ist selbstverständlich wie die Segel ausgerichtet.

Die Luftfäden strömen auf der Saugseite des Focksegels 3, dringen in die Grenzschicht-Haftspalte 30 und 31 ein und

zirkulieren dann längs der Druckseite des Großsegels 3', was eine beträchtliche Verminderung des Luftwiderstands des Großsegels 3¹ ermöglicht.

Wie sich von sich aus und aus dem vorhergehenden ergibt, ist die Erfindung in keiner Weise auf die im einzelnen in Betracht gezogenen Anwendungs- und Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten.

Im einzelnen kann die Herstellung von außerhalb der biegsamen Folie befindlichen äußeren Verstärkungsteilen nach Art eines Gabelbaums eines Surfbretts in Betracht ziehen. Die Latten können mit der Folie auch noch durch ein System von Taschen fest verbunden sein, die diesmal auf den Außenflächen der Druckseite bzw. der Saugseite angeordnet sind. Das Verbindungssystem kann auch noch z.B. ein System mit verspannter Verschnürung zwischen den Innenflächen der Druckseite bzw. der Saugseite in Höhe der Lattenpaare sein.

Claims

Dr. F. Zumsteih" seh. - öf. E'Assmann Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PAT E N TA N WA LT E

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICL

PL/101241158

ZODIAC, Issy Les Moulineaux, Frankreich

Ganz oder teilweise aufblasbares Segel und mit einem derartigen Segel oder Segelteil ausgerüstetes Boot

PATENTANSPRÜCHE

Ganz oder teilweise aufblasbares Segel mit einer Saugseite und einer Druckseite, die durch eine Vorderkante und eine Hinterkante miteinander verbunden sind, wenigstens eine Hülle bilden und aus einer biegsamen, gasdichten Folie bestehen, und mit einer aufblasbaren Einrichtung zum Einführen eines unter Druck stehenden Gases in die Hülle,
gekennzeichnet durch

örtliche Verstärkungsteile, die über die Höhe des Segels in Abständen verteilt sind, ungefähr die Querkontur des Segels einnehmen und jeweils folgendes sind:

- ein starres Vorderkantenteil (11),

- ein starres Hinterkantenteil (12),

- zwei halbstarre elastisch verformbare Latten (10), die jeweils mit der Saugseite und der Druckseite fest verbunden sind, sich zwischen den Vorderkanten- und Hinterkantenteilen erstrecken und hiermit verbunden sind, und

- ein nachgiebiges mechanisches Verbindungssystem (13), das die Saugseiten- und Druckseitenzonen in Höhe eines Paars von Latten (10) miteinander verbindet.
2. Segel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Verstärkungsteil sich innerhalb des Segels befindet,und daß das mechanische Verbindungssystem die beiden Latten auf ihrer gesamten Länge verbindet.
3. Segel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Enden der Latten (10) in die starren Vorder- und Hinterkantenteile (11,12) eingepaßt sind.
4. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Latten (10) in ihrem mittleren Bereich eine größere Nachgiebigkeit als in ihren Endbereichen haben.
5. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufblaseinrichtung wenigstens einen vom Segel (14) aus (bei 14a) nach vorn offenen Schöpfer (14) aufweist, der den Staudruck des scheinbaren Windes einfängt und automatisch in die Hülle Luft einführt, die gegenüber dem mittleren Druck der außerhalb des Segels befindlichen Luft einen Überdruck aufweist.
6. Segel nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schöpfer (14) an der Segelstütze auf der Vorderkante (7) des Segels (3,3) angeordnet ist.
7. Segel nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schöpfer (14) eine gesteuerte Einstelleinrichtung (16) aufweist, die den Druck der Luft innerhalb der Hülle (5) einstellt.
8. Segel nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Einstelleinrichtung ein Verschlußglied (16) mit einstellbarem Volumen aufweist, das ungefähr im Hals (15) des Schöpfers angeordnet ist.
9. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit auf der Vorderkante verteilten Mitteln zum im Abstand erfolgenden Einhängen an einem Mast,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Einhängemittel Anlenkstangen (24) aufweisen, die jeweils starr mit den starren Vorderkantenteilen (11) verbunden und jeweils an Gleitstücken (26) angelenkt sind, die zum frei verschiebbaren Eingriff in eineLängsgleitführung (27) des Masts (2) bestimmt sind.
10. Boot,

dadurch gekennzeichnet,

daß es mit wenigstens einem aufblasbaren Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgerüstet ist.
11. Boot nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch

zwei Stage (7), die zwischen der Segelspitze und dem Boot gespannt sind und einen Baum (6) überqueren, an dem der untere Rand des Segels (3) befestigt ist, wobei mit

wenigstens einem der Stage eine Spannungseinstelleinrichtung (18) verbunden ist, die zur Einstellung der Verwindung des Segels dient.
12. Boot nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Stage (17) denselben unteren Befestigungspunkt (bei 21) am Boot aufweisen und hierdurch eine gedachte Drehachse (oder neutrale Achse) festlegen, um die sich das Segel drehen kann.
13. Boot nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß der untere Befestigungspunkt (bei 22) parallel zur Mittschiffslinie des Boots verschiebbar ist zur Verschiebung der gedachten Achse (24) in einem gegebenen Ausmaß.