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Die Erfindung betrifft eine Foilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein mit einer derartigen Foilanordnung ausgeführtes Wassersportgerät/Wasserfahrzeug.
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Derartige als Hydrofoils ausgeführte Foilanordnungen werden beispielsweise beim Kite- und Windsurfen eingesetzt und erlauben es, mit vergleichsweise kleinen Kites/Segelflächen auch bei sehr wenig Wind im Windbereich ab 2 Bft schneller als der Wind zu fahren. In jüngster Zeit werden auch SUP-Boards oder Boards zum Wellenreiten mit derartigen Foilanordnungen ausgeführt, die es ermöglichen, bei kleinen Wellen oder hinreichendem Vortrieb sich deutlich schneller als mit herkömmlichen Boards zu bewegen.
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Üblicherweise werden derartige Foilanordnungen mit ihrem Mast über eine Grundplatte oder ein Boxsystem, wie beispielsweise eine Tuttle-Box, Future-Box oder dergleichen am Board befestigt.
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Eine derartige Foilanordnung ist beispielsweise in der auf die Anmelderin zurückgehenden
DE 10 2015 104 199 A1 beschrieben.
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Das Dokument
US 2015/0017850 A1 offenbart eine Foilanordnung für ein Wasserfahrzeug, bei dem der Mast mit einer Vielzahl von Vorsprüngen in entsprechende Ausnehmungen einer am Wasserfahrzeug befestigten Grundplatte eingesetzt ist. Die dabei erforderlichen Passelemente an der Grundplatte und am Mast beziehungsweise am Mastfuß sind sehr komplex ausgeführt, sodass die Foilanordnung nur mit hohem vorrichtungstechnischem Aufwand realisierbar ist.
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In der
DE 10 2015 103 553 A1 wird eine Foilanordnung beschrieben, die bei geringer Wassertiefe oder beim Überfahren eines Hindernisses verschwenkbar ist, um den Tiefgang zu verringern. Eine derartige verschwenkbare Foilanordnung ist im Hinblick auf die Steifigkeit und den einhergehenden hydrodynamischen Belastungen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten gattungsgemäßen Lösungen unterlegen.
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Das nachveröffentlichte Dokument
WO 2020/021138 A1 offenbart eine Foilanordnung, bei der der Mast mit einer Adapterplatte ausgeführt ist, die an einer Grundplatte mittels zwei Sicherungssplinten befestigt ist. Diese kragen jeweils beidseitig aus der Grundplatte aus, sodass die An- und Umströmung in diesem Bereich behindert ist und zudem besteht die Gefahr, dass die Sicherungssplinte versehentlich gelöst werden.
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In der
WO 2011/075808 A1 ist ein Foilboard beschrieben, das mit einer abnehmbaren Foilanordnung versehen ist, so dass sich dieses Board sowohl zum Foilen als auch zum herkömmlichen Wellenreiten oder Kitesurfen (ohne Foil) verwenden lässt.
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Bei dieser bekannten Lösung wird der Mast der Foilanordnung mit einer Adapterplatte ausgeführt, die mit einer boardseitigen Grundplatte verschraubt ist. Das Lösen oder Befestigen der Foilanordnung am Board ist relativ aufwendig, da eine Vielzahl von Schrauben gelöst bzw. festgezogen werden müssen.
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Zur Überwindung dieses Nachteils wird in der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden Druckschrift
DE 10 2018 106 212 A1 vorgeschlagen, dass die Verbindung zwischen der boardseitigen Grundplatte und dem Mast mittels eines Quickrelease-Mechanismus erfolgt, so dass das Lösen und das Befestigen ohne ein Werkzeug erfolgen kann. Diese sehr einfach zu handhabende Lösung erfordert jedoch, dass die Aufnahme der Grundplatte und das entsprechende mastseitige Gegenstück, das in die Aufnahme der Grundplatte eingesetzt wird, mit höchster Präzision gefertigt wird, wobei beim Einsetzen darauf geachtet werden muss, dass diese Passung nicht beschädigt wird. Dabei ist insbesondere darauf zu achten, dass in den Passungsbereich keine Fremdkörper, beispielsweise Sandkörner eindringen.
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Die Verbindung des Mastes mit der Fuselage erfolgt üblicher Weise dadurch, dass ein Endabschnitt des Mastes in eine entsprechende Aufnahme der Fuselage eintaucht und dort verschraubt wird. Dieser Schraubvorgang bedingt das Mitführen eines Werkzeugs, beispielsweise eines Schraubendrehers oder eines Inbusschlüssels mit sich, so dass entsprechender Stauraum vorgesehen werden muss. Die Benutzung des Werkzeugs am Strand ist zudem problematisch, da sorgfältig darauf geachtet werden muss, dass in den Eingriffsbereich des Werkzeugs kein Sand eindringt. Eine derartige Lösung mit verschraubter Fuselage ist beispielsweise in der
DE 20 2019 103 496 U1 beschrieben.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Foilanordnung für ein Wassersportgerät/Wasserfahrzeug bzw. ein mit einer derartigen Foilanordnung ausgeführtes Wassersportgerät zu schaffen, bei denen die Montage gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht ist.
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Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Foilanordnung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und im Hinblick auf das Wassersportgerät durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruches 27 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Foilanordnung ist insbesondere zur Nutzung an einem Surf-, SUP-, Windsurf- oder Kiteboard ausgelegt und hat einen an dem Wassersportgerät befestigbaren Mast, dessen vom Wassersportgerät entfernter Endabschnitt lösbar mit einer Fuselage verbunden ist. Diese ist in an sich bekannter Weise ausgelegt, Wings (Winglets) zu tragen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept ist die Verbindung zwischen dem Mast und der Fuselage so ausgeführt, dass letztere werkzeuglos am Mast fixierbar ist.
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Durch dieses Konzept entfällt die Notwendigkeit, ein oder mehrere Werkzeuge mit sich zu führen, so dass die Montage wesentlich einfacher als bei den herkömmlichen Lösungen durchgeführt werden kann.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Mast einen Schuh, der kraft- und/oder formschlüssig in eine fuselageseitige Aufnahme einsetzbar ist und dort mittels zumindest eines Befestigungsmittels lagefixierbar ist.
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In kinematischer Umkehr ist es prinzipiell auch möglich, die Aufnahme im Mast auszubilden und die Fuselage in diese Aufnahme zumindest abschnittsweise einzusetzen.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Schuh und die Aufnahme in Einsetzrichtung konifiziert, so dass eine passgenaue Relativpositionierung der beiden Bauelemente gewährleistet ist.
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Die werkzeuglose Montage ist besonders einfach, wenn das Befestigungsmittel eine Handhabe hat, die bei mit dem Mast verbundenem Schuh in einer Fixierposition in eine Tasche der Fuselage eintaucht, so dass praktisch kein Überstand entsteht und die Handhabe mit minimalem Strömungswiderstand hydrodynamisch optimal integriert ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungsmittel ein Spannelement, vorzugsweise eine Spannschraube, ein Spannbolzen oder ein Spannhebel.
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Die Funktionssicherheit ist weiter verbessert, wenn das Befestigungsmittel/Spannelement in der Fixierposition mittels einer Sicherung gesichert ist.
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Diese Sicherung kann beispielsweise eine Verrastung sein, wobei Rastvorsprünge einerseits und entsprechende Rastausnehmungen andererseits ausgebildet sind, die in der Fixierposition mit einander in Wirkeingriff gelangen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Sicherung eine vorzugsweise an der Fuselage schwenkbar gehaltene Abdeckung sein, die in der Fixierposition die Ausnehmung und das Spannelement überdeckt, so dass ein versehentliches Lösen nicht möglich ist.
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Prinzipiell kann die Befestigung der Fuselage am Mast auch über zwei zu einander beabstandete Befestigungsmittel erfolgen, die beide einen ähnlichen Aufbau haben.
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Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird der Schuh durch Einwinkeln in die Aufnahme eingesetzt.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in der Aufnahme oder am Schuh ein Schwenklager vorgesehen ist, dem ein Gegenstück am Schuh bzw. an der Aufnahme zugeordnet ist, wobei die Aufnahme und das Schwenklager derart ausgebildet sind, dass das Schwenklager und das Gegenstück in der Fixierposition form- und/oder kraftschlüssig in Wirkeingriff derart stehen, dass die Fuselage zuverlässig am Mast fixiert ist und allen einwirkenden Kräften standhält.
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Bei einem sehr einfach ausgeführten Ausführungsbeispiel ist das Schwenklager durch einen in die Ausnehmung eingesetzten Pin ausgebildet, der in der Fixierposition in eine Ausnehmung des Gegenstücks eintaucht und von deren Umfangswandung hintergriffen ist.
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Bei einer alternativen Lösung ist das Schwenklager als eine entsprechend des Schwenkradius ausgebildete Einschwenktasche ausgeführt, in die das komplementär ausgebildete Gegenstück in der Fixierposition eintaucht.
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Die Verbindung zwischen der Fuselage und dem Mast ist besonders stabil, wenn das Befestigungsmittel im Abstand zum Schwenklager ausgebildet ist.
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In dem Fall, in dem das Befestigungsmittel eine Spannschraube ist, wird diese vorzugsweise mit einem selbsthemmenden Gewinde, beispielsweise einem Feingewinde ausgeführt.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Handhabe als Drehhebel ausgeführt, dessen Drehachse koaxial zu einer Achse des Befestigungsmittels ausgebildet ist.
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Dabei kann der Drehhebel beispielsweise ein Schwenkhebel sein, der in der Fixierposition in die Tasche der Fuselage eingeschwenkt ist.
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Wenn die Tiefe der Tasche in etwa der Höhe des Drehhebels entspricht, taucht dieser in der Fixierposition vollständig in die Ausnehmung ein.
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In der Fixierposition lassen sich die Spaltmaße weiter minimieren, wenn der Außenumfang des Drehhebels entsprechend dem Radius der Umfangswandung der Tasche verrundet ist.
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Für den Fall, dass die Foilanordnung bei der Nutzung extremen Kräften ausgesetzt ist, die bei einer Normalnutzung nicht entstehen, beispielsweise während einer Regatta oder eines Speed-Contests, kann am Drehhebel ein Werkzeugansatz ausgeführt sein, so dass bei Verwendung eines Werkzeugs eine zusätzliche Fixierkraft in Richtung der Fixierposition auf das Befestigungsmittel übertragbar ist.
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Bei einer alternativen Lösung sind Mast und Schuh einstückig ausgebildet. Eine derartige Lösung lässt sich beispielsweise aus Kohlefaserwerkstoff oder dergleichen herstellen.
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Bei herkömmlichen Foilanordnungen ist der Mast über eine Mastplatte an dem Wassersportgerät, beispielsweise dem Kiteboard/Windsurfboard befestigt. Fuselageseitig ist der Mast entweder mit einem Mastfuß versehen, der mit der Fuselage verbunden ist oder aber der Mast wird direkt in eine Aufnahmetasche der Fuselage eingesetzt.
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Ein Problem bei einer derartigen Vorgehensweise ist, dass der Mast ein hydrodynamisch optimiertes „tropfenförmiges“ Profil hat, mit einer etwas verrundeten Anströmkante und einer relativ spitz verjüngten Abströmkante. Zum passgenauen Einsetzen dieses Mastprofils in die Mastplatte oder die Fuselage / den Mastschuh muss die Aufnahmetasche entsprechend dieses komplexen Profils des Mastes ausgebildet sein. Da diese Aufnahmetaschen üblicherweise in einem Aluminiumteil ausgebildet sind, können diese nur durch Fräsen hergestellt werden, wobei dieser Fräsvorgang jedoch durch die sehr geringen Radien beziehungsweise spitz zulaufenden Flächenabschnitte im Bereich der Abström- und Anströmkante sehr aufwendig ist. Aus diesem Grund werden vor dem Einsetzen des Masts die Endabschnitte üblicherweise in einem extra Arbeitsgang abgefräst, sodass die Aufnahmetasche entsprechend mit einer Geometrie ausgeführt ist, die sich vergleichsweise einfach herstellen lässt. Eine derartige Vorgehensweise ist sehr aufwendig. Dementsprechend wird mit der Foilanordnung gemäß Patentanspruch 24 vorgeschlagen, die Anström- und Abströmkante des Masts im Bereich der Aufnahmetasche unverändert zu lassen und dafür letztere mit einem einfach herzustellenden Profil auszubilden, das nicht passgenau dem Mastprofil entspricht. Der dabei entstehende Raum zwischen der Umfangswandung der mit einem einfachen Profil ausgeführten Aufnahmetasche und dem Endabschnitt des Mastes wird dann über ein Zwischenstück ausgefüllt, das bei der Montage eingesetzt wird.
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Dieses Zwischenstück kann beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein, sodass der fertigungstechnische Aufwand minimal ist.
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Das Zwischenstück ist erfindungsgemäß lediglich im Bereich der Anström- und / oder Abströmkante ausgebildet, die dazwischenliegenden Bereiche des Mastes liegen passgenau in der Aufnahmetasche.
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Zur Sicherung des Zwischenstücks am Mast kann eine Bodenwandung ausgebildet sein, die als eigenes Bauteil eingesetzt oder aber einstückig mit dem Zwischenstück ausgeführt ist. Diese Bodenwandung und das Zwischenstück bilden dann eine etwa kappenförmige Struktur.
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Wie eingangs erläutert, gehört zur Erfindung auch ein Wassersportgerät/Wasserfahrzeug, das mit einer Foilanordnung gemäß den vorangehenden Ausführungen ausgeführt ist, wobei die Fuselage Wings/Winglets trägt.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine stark vereinfachte Ansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Foilanordnung ausgeführten Wassersportgerätes;
- 2 eine Detaildarstellung der Foilanordnung gemäß 1 in einer Montageposition, in der eine Fuselage noch nicht an einem Mast der Foilanordnung angesetzt ist;
- 3 eine 2 entsprechende Abbildung, wobei der Mast mit einem Schuh in die Fuselage eingeschwenkt wird;
- 4 eine den 2 und 3 entsprechende Darstellung, wobei der Mast mit der Fuselage verbunden ist;
- 5 Detaildarstellungen eines Schuhs des Masts und einer den Schuh aufnehmenden Aufnahme der Fuselage;
- 6 die Anordnung gemäß 5, wobei der Schuh in die Aufnahme eingesetzt ist;
- 7 eine Unteransicht der Anordnung gemäß 6;
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Foilanordnung,
- 9 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Foilanordnung mit teilweise in die Fuselage eingewinkeltem Schuh,
- 10 die Foilanordnung gemäß 9, wobei der Schuh in seiner Fixierposition mit der Fuselage verbunden ist,
- 11 eine Prinzipdarstellung eines fuselageseitigen Endabschnitts eines Masts einer Foilanordnung, der in einen Schuh eingesetzt ist,
- 12 eine Detaildarstellung eines abströmseitigen Bereichs der Anordnung gemäß 11 und
- 13 ein Zwischenstück der Foilanordnung gemäß den 11 und 12.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines zum Surfen, Kiten, Wellenreiten, Stehpaddeln („SUPen“) oder Windsurfen vorgesehenen Boards 1, an dem eine erfindungsgemäße Foilanordnung 2 befestigt ist. Diese hat einen Mast 4, der über eine Fixiereinrichtung 6 am Board 1 lösbar befestigt ist. Eine derartige Fixiereinrichtung wird in der nachveröffentlichten Patentanmeldung PCT/EP2020/077803 gezeigt.
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An dem vom Board 1 entfernten Endabschnitt des Mastes 4 ist eine Fuselage 8 befestigt, die frontseitig einen Frontwing 10 und heckseitig einen Rearwing 12 trägt. Beide Wings 10, 12 sind jeweils mit Winglets 14, 16 versehen, wobei sich die Winglets 14 am Frontwing 10 bei diesem Ausführungsbeispiel nach unten und die Winglets 16 am Rearwing 12 nach oben erstrecken - selbstverständlich sind auch andere Bauformen möglich.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, den Mast 4 aus einer anodisierten Aluminiumlegierung oder dergleichen herzustellen. Die Fuselage 8 und die beiden Wings 10, 12 können auch aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff hergestellt sein; selbstverständlich können auch diese Bauelemente ganz oder abschnittsweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sein.
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Wie im Folgenden detailliert erläutert, ist die Fuselage 8 über eine Verbindung 18 (Quickmount) lösbar mit dem Mast 4 verbunden, wobei die Montage/Demontage werkzeuglos erfolgen kann.
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In 2 sind ein Teil der Fuselage 8 und ein Teil des Masts 4 dargestellt, wobei dieser noch nicht mit der Fuselage 8 verbunden ist. Wie vorstehend ausgeführt, ist an dem in Anströmrichtung vorne liegenden Endabschnitt der Fuselage 8 der Frontwing 10 befestigt, wobei in der Ansicht gemäß 2 eine Art Schnittdarstellung der Fuselage 8 gezeigt ist, so dass man das Winglet 14 des Frontwing 10, nicht sieht.
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Am Mast 4 ist ein Schuh 20 befestigt, der seitlich über das Mastprofil hinaussteht und der in eine Aufnahme 22 der Fuselage 8 eingesetzt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Schuh 20 in der in 2 dargestellten Seitenansicht eine an einem anströmseitigen Endabschnitt 23 ausgebildete Ausnehmung 24, die sich in der Darstellung gemäß 2 nach links (in Anströmrichtung) erweitert. Abströmseitig ist eine Fixiernase 26 vorgesehen, in die eine Gewindeaufnahme 28 integriert ist. Konkret ist diese beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Mutter 30 ausgebildet, die in eine Durchgangsbohrung 32 der Fixiernase 26 eingesetzt ist.
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Die Fixiernase 26 hat eine geringere Höhe h als eine Basis 34, die mit der Höhe H ausgeführt ist. Der Übergang zwischen der Fixiernase 26 und der Basis 34 ist konkav verrundet.
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Die Aufnahme 22 hat einen entsprechenden Aufbau, so dass der Schuh 20 bündig in die Aufnahme 22 einsetzbar ist. Dementsprechend hat die Aufnahme 22 eine Kammer 36, die hinsichtlich der Abmessungen an die Basis 34 angepasst ist. Die Kammer 36 geht nach rechts (Ansicht nach 2) hin in einen Fixierraum 38 über, der entsprechend der Kontur der Fixiernase 26 ausgebildet ist, wobei der Übergang zwischen dem Fixierraum 38 und der Kammer 36 ebenfalls verrundet ist. Die sich daraus ergebende Bodenkontur ist so ausgebildet, dass der Schuh 20 in der unten anhand 4 erläuterten Fixierposition flächig abgestützt ist.
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Im Bereich einer in 2 links angeordneten Seitenwandung 40 durchsetzt ein Pin 42 die Kammer 36 senkrecht zur Zeichenebene, dessen Durchmesser so ausgewählt ist, dass er in die Ausnehmung 24 eintauchen kann, wobei die Relativpositionierung derart erfolgt, dass in der Fixierposition der Schuh 20 mit seiner Stirnfläche 44 an der Seitenwand 40 anliegt.
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Die Aufnahme 22 ist an einem Mittelteil 46 der Fuselage 8 ausgebildet, wobei in dem Bereich des Mittelstücks 46, in dem der Fixierraum 38 der Aufnahme 22 ausgebildet ist, eine Spannschraube 48 vorgesehen ist, deren Gewindebolzen 50 in den Fixierraum 38 eintaucht. Der Gewindebolzen 50 ist mit einer als Drehhebel ausgeführten Handhabe 52 ausgebildet, die einen Hebelarm ausbildet, so dass die Spannschraube 48 recht einfach von Hand angezogen werden kann. Dabei ist die Spannschraube 48 verliersicher im Mittelstück 46 aufgenommen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dies über eine Sicherungsscheibe 54, die in einer Durchgangsbohrung 56 des Mittelstücks 46 angeordnet ist und die auch vom Gewindebolzen 50 durchsetzt ist. Die Durchgangsbohrung 56 ist nach unten hin zu einer Tasche 58 erweitert, in der die Handhabe 52 aufgenommen ist. Diese Tasche 58 ist so ausgebildet, dass die Handhabe 52 um die Achse des Gewindebolzens 50 drehbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spannschraube 48 so in der Durchgangsbohrung 56 gehalten, dass sie ihre Axialposition beibehält, in der der Gewindebolzen 50 nicht oder nur unwesentlich aus der Kammer 36 nach oben, zum Mast 4 hin auskragt.
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Prinzipiell könnte die Spannschraube 48 jedoch auch in Axialrichtung bewegbar in der Durchgangsbohrung 56 geführt sein, so dass sie beispielsweise mit zunehmendem Anschrauben in die Tasche 58 eintaucht.
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Wie in 3 dargestellt, wird zum Verbinden des Masts 4 mit der Fuselage 8 zunächst der Mast 4 mit einem Winkel α zur Längserstreckung der Fuselage 8 angewinkelt, so dass der Schuh 20 mit der Ausnehmung 24 auf den Pin 42 aufgesetzt werden kann und die rückwärtige Fixiernase 26 noch nach oben aus der Aufnahme 22 heraussteht.
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In einem weiteren Montageschritt wird der Mast 4 in Pfeilrichtung verschwenkt, wobei das Schwenklager durch den Eingriff der Ausnehmung 24 mit dem Pin 42 gebildet ist und die Fixiernase 26 in den Fixierraum 38 einschwenkt, bis die Gewindeaufnahme 28 mit Bezug zum Gewindebolzen 50 ausgerichtet ist. Durch Verdrehen der Handhabe 52 wird dann der Gewindebolzen 50 in die Mutter 30 eingeschraubt, so dass der Mast 4 durch den Wirkeingriff mit dem Gewindebolzen 50 in die Aufnahme 22 hineingewinkelt wird, bis der Schuh 20 bündig in der Aufnahme 22 zu liegen kommt. Diese Fixierposition ist in 4 dargestellt. Der Winkel α beträgt dann etwa 90°. Wie erläutert, schließt die Handhabe 52 der Spannschraube 48 während dieser Lagefixierung oder zumindest in der Fixierposition bündig mit der Tasche 58 der Fuselage 8 ab, so dass kein Überstand vorhanden ist.
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Die Mutter 30 steht dann in Gewindeeingriff mit dem Gewindebolzen 50, wobei die Ausnehmung 24 den Pin 42 formschlüssig umgreift, so dass die Fuselage 8 spielfrei am Mast 4 festgelegt ist.
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In 5a ist der Schuh 20 in einer Einzeldarstellung gezeigt. Dementsprechend hat dieser eine entsprechend des Profils des Masts 4 ausgebildete Masttasche 60, in die der fuselageseitige Endabschnitt des Masts 4 eingesetzt wird und mittels zwei Schrauben fixiert wird, die die gezeigten Schraublöcher 62 durchsetzen.
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Der Querschnitt des Schuhs 20 ist so ausgebildet, dass die Masttasche 60 mit hinreichender Querschnitts- und Wandfläche ausgebildet sein kann. Dabei verjüngt sich der Schuh 20 im Bereich des anströmseitigen Endabschnittes 23, an dem gemäß den vorstehenden Ausführungen die Ausnehmung 24 (nicht sichtbar in 5a) ausgebildet ist. An dem in 5a rechts liegenden Endabschnitt des Schuhs 20 ist die Fixiernase 26 mit der Mutter 30 ausgebildet, die in der Durchgangsbohrung 56 festgelegt ist.
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5b zeigt eine Draufsicht auf die Aufnahme 22, die im Mittelteil 46 der Fuselage 8 ausgebildet ist. Das Profil der Aufnahme 22 ist entsprechend des Schuhprofils ausgebildet, wobei in den sich in Anströmrichtung verjüngenden Endabschnitt 23 der Kammer 36 der Pin 42 angeordnet ist, der parallel zur Seitenwand 40 die Kammer 36 in Querrichtung (quer zur Mastachse) durchsetzt. Der vom Pin 42 entfernte Endabschnitt der Aufnahme 22 ist, wie erläutert, als Fixierraum 38 ausgebildet, der über die Verrundung gegenüber der Kammer 36 zurückgestuft ist. In diesen Fixierraum 38 ragt der Gewindebolzen 50 hinein, der seinerseits die Durchgangsbohrung 56 durchsetzt, wobei die Handhabe 52 in 5b nicht sichtbar ist. Wie vorstehend erläutert, wird der Schuh 20 mit seiner Ausnehmung 24 an den Pin 42 angesetzt und dann in die Aufnahme 22 eingewinkelt und durch Anziehen der Spannschraube 48 lagefixiert.
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Bei vollständig angezogener Spannschraube 48 schließt der Schuh 20 gemäß der Darstellung in 6 bündig mit der Aufnahme 22 und somit mit dem Mittelteil 46 der Fuselage 8 ab.
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Wie in der Unteransicht gemäß 7 dargestellt, taucht die Handhabe 52 zumindest in dieser Fixierposition ebenfalls bündig in die Tasche 58 der Fuselage 8 ein. In der Darstellung gemäß 7 erkennt man verrundete Stirnflächen 64a, 64b der Handhabe 52, wobei der Radius R der Verrundung dem Abstand zur Achse des Gewindebolzens 50 entspricht, der mit der Handhabe 52 verbunden ist. Umfangswandungen 66a, 66b der Tasche 58 sind mit einem entsprechenden Radius R verrundet, so dass das Spaltmaß minimal ist. Zur Seite hin (etwa in Vertikalrichtung gemäß 7) ist die Tasche 58 offen, so dass die Handhabe 52 frei drehbar ist.
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Wie insbesondere aus 7 weiterhin hervorgeht, ist die Breite b des Mittelteils 46 und damit die Breite der Tasche 58 wesentlich geringer als deren Längserstreckung L, so dass die Handhabe 52 beim Verdrehen abschnittsweise seitlich aus der Tasche 58 hervorsteht und dabei besser ergriffen werden kann.
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Zur Lagepositionierung der Handhabe 52 innerhalb der Tasche 58 können im Bereich der Stirnflächen 64a, 64b und der Umfangswandungen 66a, 66b Rastmittel ausgebildet werden, die einen Formschluss ausbilden, der mit einem gewissen Kraftaufwand überwindbar ist. So können beispielsweise an den Stirnflächen 64a, 64b Vorsprünge ausgebildet sein, die in entsprechende Ausnehmungen an den Umfangswandungen 66a, 66b passgenau einrasten. Selbstverständlich ist auch eine kinematische Umkehr realisierbar.
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Mit dem Bezugszeichen 68 ist in 7 ein Werkzeugansatz bezeichnet, beispielsweise in Innensechskant, an dem ein Werkzeug zum Anziehen des Gewindebolzens 50 angesetzt werden kann. Dementsprechend ist der Werkzeugansatz 68 drehfest mit dem Gewindebolzen 50 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet.
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8 zeigt eine Variante des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels, bei der der Schuh 20 einstückig mit dem Mast 4 ausgebildet ist. Selbstverständlich kann der Schuh 20 auch in der vorbeschriebenen Weise mit dem Mast 4 verbunden sein. Der Schuh 20 ist, ähnlich wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, passgenau in die Aufnahme 22 der Fuselage 8 eingesetzt und hat an seinem in 8 links angeordneten anströmseitigen Endabschnitt 23 ein kreisringförmig gewölbtes Gegenstück 70, das in eine entsprechend ausgeformte Einschwenktasche 72 in Pfeilrichtung einschwenkbar ist, wobei der Krümmungsradius des Gegenstücks und der Einschwenktasche dem Schwenkwinkel entspricht, um den der Mast 4 beim Ansetzen verschwenkt wird. Nach dem Einschwenken sitzt der Schuh 20 passgenau in der Aufnahme 22, so dass in einem weiteren Arbeitsgang die Spannschraube 48 angezogen werden kann, um diese in Gewindeeingriff mit der Mutter 30 an dem Schuh 20 zu bringen.
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Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es bevorzugt, dass das Einschenken von der Anströmseite des Masts 4 her erfolgt, so dass die beim Fahren wirkenden hydrodynamischen Kräfte den Mast 4 in dieser Einschwenkrichtung beaufschlagen, so dass der Schuh 20 zusätzlich zur Klemmkraft der Spannschraube 48 auch hydrodynamisch in Richtung seiner Fixierposition beaufschlagt ist.
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9 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Foilanordnung 2, wobei die Anordnung gegenüber den vorstehend beschriebenen Varianten um 180° gedreht ist, so dass die Anströmung von rechts her erfolgt. Wie beim eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel ist in der Aufnahme 22 der Fuselage 8 ein Pin 42 gehalten, an den der Schuh 20 bei der Montage mit seiner Ausnehmung 24 angesetzt wird. An der gegenüberliegenden Seite des Schuhs 20 ist die Fixiernase 26 ausgebildet, die in der Fixierposition in den Fixierraum 38 der Aufnahme eintaucht. In der Fixiernase 26 ist dann wiederum die strichpunktiert angedeutete Gewindeaufnahme 28 ausgebildet, die in Gewindeeingriff mit dem fuselageseitigen Gewindebolzen 50 bringbar ist.
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Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt das Verdrehen des Gewindebolzens 50 zum Fixieren oder Lösen des Schuhs 20 nicht mittels eines starr mit dem Gewindebolzen 50 verbundenen Drehhebels sondern mittels eines Schwenkhebels 74, der um eine Schwenkachse 76 schwenkbar in der Tasche 58 gelagert ist. Zum Betätigen, d.h. zum Verstellen des Gewindebolzens 50 wird der Schwenkhebel 74 in der in 9 dargestellten Weise aus der Tasche 58 herausgeschwenkt, so dass dann der Gewindebolzen 50 auf einfache Weise gedreht werden kann, um den Gewindeeingriff mit dem Schuh 20 herbeizuführen. Die Breite der Tasche 58 lässt diese Drehung des Schwenkhebels 74 zu. Je nach Schwenkwinkel β des Schwenkhebels 74 kann dabei der Hebelarm zum Aufbringen eines Drehmomentes verändert werden. Nach dem Verspannen des Schuhs 20 in der Aufnahme 22 wird der Schwenkhebel 74 wieder so verschenkt, dass er vollständig in die Tasche 58 eintaucht.
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Dabei kann die in 10 dargestellte Fixierposition beispielsweise durch eine Verrastung oder dergleichen beibehalten werden. In den 9 und 10 ist ein hydrodynamisch verbessertes System dargestellt, das eine höhere Betriebssicherheit als ein Ausführungsbeispiel mit verrastetem Schwenkhebel 74 aufweist. Bei dieser Variante ist im Abstand zum Schwenkhebel 74 an der Fuselage 8 eine Abdeckung 78 gehalten, die in ihrer Öffnungsstellung ein Verdrehen des Schwenkhebels 74 erlaubt. Die Abdeckung 78 ist um eine Abdeckungsachse 80 schwenkbar, so dass nach Verstellen des Schwenkhebels 74 in seine Fixierposition innerhalb der Tasche 58 die Abdeckung 78, wie in 10 dargestellt, in Richtung zur Tasche 58 verschwenkt werden kann, wobei ein Passvorsprung 82 passgenau in eine Passausnehmung 84 der Fuselage 8 eintaucht. Der Passvorsprung 82 hat eine Fixieraussparung 86, in die ein an der Fuselage 8 geführter Passbolzen 88 einsetzbar ist, um die Abdeckung 78 in der in 10 dargestellten Position zu sichern. In dieser ist ein versehentliches Verstellen des Schwenkhebels 74 aus seiner Fixierposition zuverlässig verhindert. Wie insbesondere aus 10 hervorgeht, ist die Abdeckung 78 passgenau in die Fuselage 8 eingesetzt, so dass der hydrodynamische Widerstand minimal ist. Zum Lösen wird der Fixierbolzen 88 aus der Fixieraussparung 86 herausgezogen, so dass die Abdeckung 78 wiederum zur Freigabe des Schwenkhebels 74 herausgeschwenkt werden kann.
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Der Fixierbolzen 88 kann mit einer Verliersicherung versehen sein, so dass er auch im gelösten Zustand nicht verloren geht. Prinzipiell ist es auch möglich, den Fixierbolzen federvorgespannt in der Fuselage 8 zu führen, wobei er in seine Fixierrichtung vorgespannt ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Fixierbolzen 88 als Gewindebolzen auszuführen, so dass dieser durch Verdrehen in die Fixierposition verstellt wird.
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Prinzipiell könnte über die Handhabe 52 oder den Schwenkhebel 74 auch eine nicht mit einem Gewinde ausgeführte Spannvorrichtung betätigt werden, die in ihrer Spannstellung/Fixierposition den Schuh 20 kraftschlüssig in der Aufnahme 22 hält. Über die Handhabe 52 oder den Schwenkhebel 74 kann auch ein Schieber oder ein sonstiges, entlang einer Kulissenführung geführtes Element zwischen einer Freigabestellung und der Fixierposition verstellt werden. Dementsprechend ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer Spannschraube beschränkt.
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Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist derjenige Endabschnitt des Masts 4, der entweder in den Schuh 20 oder in die als Mastplatte ausgeführte Fixiereinrichtung 6 eingesetzt ist im Bereich der Anström- und Abströmkanten abgefräst, sodass diese Endabschnitte ein Profil ausbilden, wie es in 6 in der Draufsicht dargestellt ist. Die Tasche des Schuhs 20 ist dann entsprechend mit verrundeten anström- und abströmseitigen Endabschnitten ausgebildet. Diese verrundeten Endabschnitte sind in 6 mit den Bezugszeichen 90, 92 versehen. Wie erläutert, ist diese Vorgehensweise sehr kostenintensiv, da ein gesonderter Fräsvorgang zur Bearbeitung des Mastprofils erforderlich ist. Dieser Nachteil wird durch die in den 11 bis 13 dargestellte Foilanordnung 2 überwunden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl eine Anströmkante 94 als auch eine Abströmkante 96 des Masts 4 durchgängig gemäß dem hydrodynamisch optimalen Tropfenprofil ausgebildet. Der fuselageseitige Endabschnitt des Masts 4 ist, wie vorstehend erläutert, in einen Schuh 20 eingesetzt, der seinerseits dann in der vorbeschriebenen Weise mit der Fuselage 8 verbunden wird. Die Tasche 58 des Schuhs 20 ist dabei, ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 6, mit einem einfach herzustellenden Profil ausgeführt, das jedoch im Bereich der Anströmkante 94 und der Abströmkante 96 wesentlich breiter als das Mastprofil ausgeführt ist. Dieser Abstand zwischen der mit Übermaß gefertigten Tasche 58 und dem Mastprofil wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines anströmseitigen Zwischenstücks 98 und eines abströmseitigen Zwischenstück 100 ausgefüllt, sodass der Mast passgenau in der Tasche 58 lagefixiert ist. Die zwischen den Zwischenstücken 98, 100 liegenden Bereiche des Masts liegen flächig an der entsprechenden Umfangswandung der Tasche 58 an.
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12 zeigt eine Detaildarstellung des Bereichs, in dem das abströmseitige Zwischenstück 100 angeordnet ist. Man erkennt in dieser Darstellung deutlich, dass die Abströmkante 96 entsprechend des hydrodynamisch optimierten Profils spitz zuläuft. Die Tasche 58 des Schuhs 20 ist in diesem Bereich mit Übermaß ausgeführt, wobei der dadurch entstehende Raum durch das entsprechend profilierte Zwischenstück 100 ausgefüllt ist. Dieses ist im Profil (siehe Ansicht nach 13) im weitesten Sinn V-förmig ausgebildet und hat eine verrundete Basis 102, die die Abströmkante 96 umgreift und an die sich zwei Zwischenstückschenkel 104, 106 anschließen, die sich weg von der Basis 102 verjüngen, sodass sich entsprechend auch der Spalt zwischen dem Mast 4 und der Taschenwandung weg von der Abströmkante 96 verjüngt.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Basis 102 des Zwischenstücks 100 eine Bodenwandung 108 ausgebildet, die entweder einstückig an dem Zwischenstück 100 ausgebildet ist oder als gesondertes Bauteil angesetzt wird. Diese Bodenwandung sichert das Zwischenstück am Mast 96, sodass ein herausrutschen / lösen des Zwischenstücks 100 verhindert wird.
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13 zeigt eine Einzeldarstellung des Zwischenstücks 100 mit der verrundeten Basis 102 und den sich aus dieser heraus erstreckenden, relativ spitz zulaufenden Zwischenstückschenkeln 104, 106. Der Radius r im Bereich der Basis 102 zwischen den beiden Schenkeln 104, 106 ist entsprechend der Formgestaltung der Abströmkante 96 ausgebildet. Der Außenradius R der Basis 102 ist so gewählt, dass die entsprechend ausgebildete Tasche 58 auf einfache Weise gefräst werden kann.
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Nach unten hin (Ansicht gemäß 13) erstreckt sich zwischen den Zwischenstückschenkeln 104, 106 die vorbeschriebene Bodenwandung 108, die ein Lösen des Zwischenstücks 100 vom Mast 4 verhindert. In 13 sind auch deutlich die spitz zulaufenden Enden 110, 112 der beiden Zwischenstückschenkel 104, 106 dargestellt. Dementsprechend schließt sich der Raum zwischen der Innenumfangswandung der Tasche 20 und er Außenumfangswandung des Mastprofils weg von der Basis 102, sodass dann entsprechend der Mast 4 passgenau von den Umfangswandungen der Tasche 20 umgriffen ist.
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Das Zwischenstück 98 ist entsprechend ausgebildet, wobei der Radius r anströmseitig etwas größer als abströmseitig ausgebildet ist.
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Das vorbeschriebene Konzept kann in entsprechender Weise im Bereich der Fixiereinrichtung 6 realisiert werden, die als Mastplatte ausgeführt ist, und die ebenfalls mit einer Aufnahmetasche für den Mastendabschnitt ausgeführt ist, deren Geometrie entsprechend der fuselageseitigen Tasche 58 ausgebildet wird, wobei der oder die Raum / Räume zwischen der Anströmkante und / oder der Abströmkante und der Tasche wiederrum durch Zwischenstücke ausgefüllt sind.
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Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn diese Zwischenstücke 104, 106 als Kunststoffformteile, beispielsweise durch Spritzgießen oder 3D-Drucken oder dergleichen hergestellt sind.
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Die Anmelderin behält sich vor, auf eine Foilanordnung mit zumindest einem derartigen Zwischenstück einen eigenen unabhängigen Patentanspruch zu richten.
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Offenbart ist eine Foilanordnung, bei der eine Fuselage werkzeuglos mit einem Mast verbunden ist. Offenbart ist des Weiteren eine Foilanordnung, bei der Endabschnitte des Masts in Aufnahmetaschen einer Mastplatte, eines Schuhs oder einer Fuselage eingesetzt sind, wobei anström- und/oder abströmseitig Zwischenstücke vorgesehen sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Board
- 2
- Foilanordnung
- 4
- Mast
- 6
- Fixiereinrichtung
- 8
- Fuselage
- 10
- Frontwing
- 12
- Rearwing
- 14
- Winglet
- 16
- Winglet
- 18
- Verbindung (Quickmount)
- 20
- Schuh
- 22
- Aufnahme
- 23
- antrömseitiger Endabschnitt
- 24
- Ausnehmung
- 26
- Fixiernase
- 28
- Gewindeaufnahme
- 30
- Mutter
- 32
- Durchgangsbohrung
- 34
- Basis
- 36
- Kammer
- 38
- Fixierraum
- 40
- Seitenwand
- 42
- Pin
- 44
- Stirnfläche
- 46
- Mittelteil
- 48
- Spannschraube
- 50
- Gewindebolzen
- 52
- Handhabe
- 54
- Sicherungsscheibe
- 56
- Durchgangsbohrung
- 58
- Tasche
- 60
- Masttasche
- 62
- Schraubloch
- 64
- Stirnfläche
- 66
- Umfangswandung
- 68
- Werkzeugansatz
- 70
- Gegenstück
- 72
- Einschwenktasche
- 74
- Schwenkhebel
- 76
- Schwenkachse
- 78
- Abdeckung
- 80
- Abdeckachse
- 82
- Passvorsprung
- 84
- Passausnehmung
- 86
- Fixieraussparung
- 88
- Fixierbolzen
- 90
- verrundeter Endabschnitt
- 92
- verrundeter Endabschnitt
- 94
- Anströmkante
- 96
- Abströmkante
- 98
- Zwischenstück
- 100
- Zwischenstück
- 102
- Basis
- 104
- Zwischenstückschenkel
- 106
- Zwischenstückschenkel
- 108
- Bodenwandung
- 110
- Ende
- 112
- Ende
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015104199 A1 [0004]
- US 2015/0017850 A1 [0005]
- DE 102015103553 A1 [0006]
- WO 2020/021138 A1 [0007]
- WO 2011/075808 A1 [0008]
- DE 102018106212 A1 [0010]
- DE 202019103496 U1 [0011]
