DE19751858A1

DE19751858A1 - Neuartiges Rigg für Segelfahrzeuge und dgl.

Info

Publication number: DE19751858A1
Application number: DE19751858A
Authority: DE
Inventors: Frank L Dederichs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-22
Filing date: 1997-11-22
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-23
Also published as: DE19751858B4

Description

Die Erfindung betrifft die Konstruktion eines Riggs, einsetzbar für alle Segelfahrzeuge, insbesondere Segelboote, Surfbretter, Eis- und Strandsegler und dgl.

Bei herkömmlichen Riggs sind die Segel als aerodynamische Profile über einen oder mehrere Masten fest mit dem Schiffsrumpf verbunden. Dabei erzeugt der Wind eine mehr oder weniger starke Krängung des Schiffes zur windabgewandten Seite, Leeseite des Schiffes. Die Strömungsverhältnisse am Segelprofil werden dadurch in ungünstiger Art verändert, wie beschrieben von Joachim Schult "Segeltechnik leicht gemacht", Delius Klasing Verlag, Bielefeld 1993, S. 38.

Desweiteren entsteht durch die Krängung eine nach unten gerichtete Kraftkomponente, welche das für den Vortrieb nutzbare Kraftpotential verkleinert. Es sind Konstruktionen bekannt, welche durch eine in Längsachse bewegliche Aufhängung der Segel, eine Auftriebskraft erzeugen. Dadurch wird das Fahrzeug aufgerichtet oder sogar in kurze Flugphasen versetzt. Diese Effekte sind in den nachfolgend aufgeführten Schriften beschrieben.

Stand der Technik

Als Stand der Technik kann in Betracht gezogen werden:
DE 37 06 631 Titel:
Rigg für Segelfahrzeuge, insbesondere Segelbretter, beschreibt in seinen Merkmalen eine vertikale Verstellung der Segelfläche über ein Masttopgelenk.

DE 33 01 006 Titel:
Segelkonstruktion für Segelfahrzeuge, beschreibt in seinen Merkmalen eine steuerbare Segelfläche, die am Mastkorb gelenkig aufgehängt ist.

DE 42 13 467 Titel:
Rigg für Segelflugzeuge, beschreibt einen schwenk-, kipp-, und drehbar gelagerten Flügel, wobei sich der aerodynamische Druckpunkt immer unterhalb der Längsachse des Schwenklagers befindet.

DE 195 12 948 Titel:
Rigg für durch Windkraft angetriebene Fahrzeuge. . ., beschreibt einen im Schwerpunkt der Segelfläche schwenkbar am Top eines Hilfsmastes gelagerten Mast, wobei die Querkraft in eine aufwärts vorliche Richtung zeigt.

Bisher bekannte Lösungen zielen darauf ab, das Segelfahrzeug insgesamt aufrechter zu Segeln. Die dafür genutzte Auftriebskraft geht als Kraftkomponente für den Vortrieb aber ebenso verloren, wie die bereits genannte, nach unten gerichtetete Kraftkomponente.

Die angeführten Riggs sind bei Starkwind schlecht kontrollierbar, weil sich die Segelflächen nicht durch bewährte Rollreffanlagen verkleinern lassen. In Sturmsituationen kann das Krängen des Bootes mit der damit verbundenen Verkleinerung der projizierten Segelflüge sogar ein gewünschter Effekt sein, weil er die Kentersicherheit passiv unterstützt.

Insbesondere kann bei keiner der bekannten Konstruktionen ein Vorsegel gefahren werden. Dadurch kann der Düseneffekt, welcher eine deutliche Leistungssteigerung hervorruft und in der Spaltöffnung zwischen Groß- und Vorsegel entstehen würde, nicht genutzt werden, wie beschrieben in dem Buch von Joachim Schult, "So arbeitet das Segel", Delius Klasing Verlag, Bielefeld 1993, S. 82.

Das Krängen des Rumpfes ist - wie u. a. in DE 195 12 948 angeführt - auch kein Grundproblem, weil die maximale Rumpfgeschwindigkeit bei entsprechender Konstruktion bei einem gekrängtem Rumpf sogar größer sein kann.

Da ein moderner Segelschiffsrumpf Gleiteigenschaften entwickeln kann, versagen angeführte Argumentationen ohnehin. In der Praxis wurde solch ein Rumpf bei der America's- Cup- Regatta 1988 erstmals angewendet, wie von Dr. sc. techn. Helmut Risch in dem Buch "Windschiffe", VEB Verlag Technik, Berlin 1990, S. 82 beschrieben.

Alle bekannten Konstruktionen haben unter anderem keine breite Anwendung gefunden, weil keine geeignet ist, damit ein konventionelles Segelfahrzeug unter weitgehender Verwendung des vorhandenen Materials umzurüsten.

Die Lösung dieser Aufgaben besteht darin, lediglich das Krängen der Segelflächen zu kontrollieren, unter weitgehender Weiterverwendung bewährter Baugruppen eines herkömmlichen Riggs. Die Krängung des Rumpfes ist dabei unerheblich, kann aber von Vorteil sein.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß an den Segelprofilen keine auf- oder abwärts gerichteten Kräftekomponenten entstehen, welche die nutzbare Vortriebskraft verkleinern oder unerwünschte Effekte hervorrufen. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme die Segelflächen genau senkrecht zu positionieren, tritt nur in der Horizontalebene eine resultierende Kraft auf. Diese hat jedoch auch eine Komponente, welche die Vortriebskraft schmälert. Diese Komponente, welche für den Vortrieb nicht nutzbar ist, läßt sich nunmehr, da sie in der Horizontalebene liegt, durch bekannten Segeltrimm minimieren.

Im wesentlichen wird ein konventionelles Rigg gefahren, mit den bekannten Vorzügen der Funktion, Bedienbarkeit, Seetüchtigkeit und Sicherheit. Eine Krängung des Rumpfes nimmt dabei in Kauf, weil sie wie bereits angeführt, nicht zwingend das Geschwindigkeitspotential verkleinert.

Eine vorteilhafte Einrichtung der Konstruktion sieht vor, den Schwenkmechanismus mit einem Blockiersystem zu versehen. Dadurch bleibt die bereits erwähnte passive Unterstützung der Kentersicherheit eines konventionellen Riggs in Sturmsituationen erhalten. Der Schwenkmechanismus ist gleichermaßen für Grob- und Vorsegel vorgesehen und ermöglicht neben den neuen Vorteilen eine konventionelle Segelführung und -bedienung.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel in Zeichnungen erläutert werden.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 die vollständige Gesamtansicht des Riggs von hinten mit der Darstellung der Schwenkmöglichkeiten bei einem gekrängtem Boot

Fig. 2 die vollständige Gesamtansicht des Riggs von vorne bei aufrechter Lage des Bootes

Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht mit Blockiertaljenmechanismus

Fig. 4 die Detailansicht einer konstruktiven Lösung der Schwenkgelenke mit Verschiebeeinrichtung der Schwenkmasten und Kugelgelenk der Schwenkbäume.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform des Riggs mit ausgeschwenkten Schwenkmasten dargestellt. Sie entspricht mit ca. 30° der größten in der Praxis sinnvollen Auslenkung. Die Schwenkbäume 8 und 16 sind in der Horizontalebene ca. 35° zur Schiffslängsachse ausgelenkt. Dieses entspricht in etwa dem in der Praxis üblichen Trimm bei einem Amwindkurs. In der zwischen Großschwenkmast 3 und Fockschwenkmast 11 gezeigten Spaltöffnung wird auch im ausgeschwenkten Zustand der bereits beschriebene Düseneffekt genutzt. Die Beschläge der Großschot 9 und Fockschwenkbaumniederholer 17 sind auf den Travellerschienen jeweils an den Endanschlag gerutscht. Die Bogenform der Travellerschienen gewährleistet bei kleinen Ausschwenkungen den gleichen Relativabstand zwischen Baumnock und Beschlag. Der Trimm braucht so bei böigen Winden, was einen schnell wechselnden Schwenkwinkel der Schwenkmasten bedeuten würde, nicht ständig verändert zu werden. Dieses Prinzip der bogenförmigen Beschlagschienen ist von der sogenannten Selbstwendefock bereits bekannt und wird in der Praxis oft genutzt.

In Fig. 2 ist der Schwenkmechanismus dieser Ausführungsform des Riggs im Ruhezustand. In dieser Darstellung sieht man, daß sich die Schwenkachsen der Schwenkmasten 3 bzw. 11 in unterschiedlicher Höhe befinden. Damit ist den verschiedenen Schnitten von Vor- und Großsegel Rechnung getragen. Der Segeldruckpunkt, d. h. der gedachte Angriffspunkt der resultierenden Kräfte am Segel, liegt so auch bei unterschiedlich geschnittenen Segelprofilen genau auf der Achse. Dadurch wird erreicht, daß resultierende Kräfte am Segel kein Moment auf den Schwenkmechanismus ausüben können. Sollen die Vorsegel aufgrund veränderter Wetterverhältnisse gewechselt werden oder soll der Großsegelfläche gerefft werden, wird die Lage der Druckpunkte verändert. Auch durch Segeltrimm kann und soll die Position der Druckpunkte wandern. Damit sie dennoch auf der Schwenkachse liegen, können gemäß Anspruch 3 die Schwenkmasten vertikal verschoben werden. Dafür können Hilfseinrichtungen wie zusätzliche Fallen dienlich sein. Die selbsttätige Schwenkbewegung wird also nur durch Gewichtskräfte hervorgerufen und gegebenenfalls durch Trimmgewichte an oder in den Schwenkbäumen 8 bzw. 16 gesteuert. Das schwenkbare Rigg ist wie ein herkömmliches Rigg durch Achterstag 2, Vorstag 10 und Wanten 18 praxisgerecht stabilisiert und trimmbar.

In Fig. 3 ist diese Ausführungsform vereinfacht in der Seitenansicht dargestellt. Sie zeigt die Anordnung der Blockiertaljen 21 in anschaulicher Weise und stellt in dem Ausführungsbeispiel die Blockierung des Schwenkmechanismusses nach Anspruch 2 dar. Die Taljen sind dabei im vollständig dichtgeholten Zustand. Ein Ausschwenken aus diesem Zustand ist jetzt unmöglich. Ist das Rigg bei Starkwind ausgeschwenkt und soll blockiert werden, kann es gegen den Windwiderstand durch die Kraftübersetzung einer solchen Talje wieder eingeschwenkt werden. Die passive Kentersicherheit wird, wie bereits erwähnt, in dieser Situation ausgenutzt. Werden die Taljen begrenzt gefiert, ist eine Einschränkung der Schwenkbewegung nach Anspruch 4 realisiert.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für die komplette Lagerung des Schwenkmechanismusses abgebildet. Dabei ist mit Groß- bzw. Fockschwenkgelenk 6 bzw. 14 die Lagerung der Schwenkmasten nach Anspruch 1 dargestellt. Diese Ausführungsform zeigt eine angestellte Schrägkugellagerung mit Dichtung, welche den Radial- und Axialbelastungen sowie der Wetterbeanspruchung Rechnung trägt. Durch Ziehen des Rastbolzens 19 wird der Groß- bzw. Fockschwenkmast 3 bzw. 11 entriegelt und nach Anspruch 3 vertikal verschiebbar. An dem Befestigungsbügel des Rastbolzen 19 kann eine Sorgeleine angeschlagen werden, welche eine Entriegelung vereinfacht. Der Rastmechanismus ist um 90° in der Horizontalebene versetzt abgebildet. Er befindet sich real seitlich an der Führungshülse 20 um die Segelführung nicht zu behindern. Groß- bzw. Fockkugelgelenk 6 bzw. 14 sind wie ein konventioneller Großbaumbeschlag ausgeführt und so wie die anderen Gelenkbeschläge leicht zu demontieren. Damit wird das Legen des Mastes für Brückendurchfahrten oder die Einlagerung des Riggs im Winter erleichtert.

Bezugszeichenliste

1

Hauptmast

2

Achterstag

3

Großschwenkmast

4

Achterschwenkstag

5

Großsegel

6

Großschwenkgelenk

7

Großkugelgelenk

8

Großschwenkbaum

9

Großschot mit Traveller

10

Vorstag

11

Fockschwenkmast

12

Vorschwenkstag

13

Focksegel

14

Fockschwenkgelenk

15

Fockkugelgelenk

16

Fockschwenkbaum

17

Fockschwenkbaumniederholer mit Traveller

18

Wanten

19

Rastbolzen

20

Führungshülse

21

Blockiertaljen

Claims

1. Rigg für Segelfahrzeuge, bestehend aus einem oder mehreren mit dem Fahrzeug fest verbundenem Hauptmasten, einem oder mehreren Hilfsmasten sowie einem oder mehreren Bäumen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmasten als Schwenkmasten um eine Horizontalachse parallel zur Längsachse des Segelfahrzeuges kippbar gelagert, verbunden sind. Die Schwenkmasten verbleiben, unabhängig von der Krängung des Rumpfes und der Masten, selbsttätig in einer vertikalen Ausrichtung. Die mit den Schwenkmasten über ein Kugelgelenk verbundenen Bäume sind als Schwenkbäume beweglich ausgebildet.

2. Rigg nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkmechanismus blockiert werden kann.

3. Rigg nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet daß die Schwenkmasten vertikal verschiebbar sind um bei der Führung verschiedener Segel zu gewährleisten, daß der aerodynamische Druckpunkt sich immer genau auf der Längsachse des Schwenklagers der Schwenkmasten befindet.

4. Rigg nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß durch Taljen die selbsttätige Schwenkbewegung des Riggs unterstützt oder eingeschränkt wird.