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Die Erfindung betrifft ein gattungsgemäßes Wassersportgerät, insbesondere ein Kiteboard. Das Wassersportgerät weist einen Grundkörper sowie einen sich von der Unterseite des Grundkörpers wegerstreckenden Mast auf, welcher sich im Betrieb zumindest teilweise unter Wasser befindet. Ferner sind ein erster und ein zweiter hydrodynamischer Flügel vorgesehen, wobei der erste hydrodynamische Flügel in Fahrtrichtung vor dem zweiten hydrodynamischen Flügel angeordnet ist.
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Auf dem Gebiet der Wassersportgeräte existieren unter anderem Tragflügelboote, welche auch als Tragflächenboote bezeichnet werden. Diese stellen Hochgeschwindigkeitswasserfahrzeuge dar, die bei steigender Geschwindigkeit mittels unter Wasser liegender Tragflügel während der Fahrt angehoben werden. Auf diese Weise berührt der Bootsrumpf oder zumindest ein Großteil hiervon während der Fahrt nicht mehr die Wasseroberfläche. Da sich dann nur ein kleiner Teil des Fahrzeugs, unter anderem der oder die Tragflügel, unterhalb der Wasseroberfläche befindet beziehungsweise in Kontakt mit dem Wasser ist, werden Verdrängung und Reibungswiderstand reduziert. Dieses Prinzip kann bei verschiedenen anderen Wassersportgeräten eingesetzt werden, unter anderem auch im Bereich der Surfbretter, insbesondere der Kiteboards, bei denen der Bootsrumpf durch einen Grundkörper ausgeführt sein kann, auf dem der Fahrer stehen kann.
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Allerdings erfordert das Fahren von Surfbrettern, insbesondere Kiteboards, die mit Tragflügeln ausgestattet sind, eine große Erfahrung und hohes Können des Fahrers, da diese nicht einfach im Gleichgewicht zu halten sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserportgerät bereitzustellen, welches das Fahren für den Benutzer vereinfacht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Wassersportgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren und in deren Erläuterung angegeben.
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Ein gattungsgemäßes Wassersportgerät ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet dass, der zweite hydrodynamische Flügel zumindest im Wesentlichen unterhalb der verlängerten Profilsehne des ersten hydrodynamischen Flügels angeordnet ist. Die beiden Flügel können direkt oder indirekt an dem Mast befestigt sein.
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Die Flügel, auch Tragflügel genannt, dienen dabei dazu, den Grundkörper bei Bewegung des Wassersportgeräts, d. h. im Betrieb, aus dem Wasser herauszuheben, während die Flügel selbst im Wasser bleiben. Der erste hydrodynamische Flügel kann in diesem Zusammenhang auch als Tragfläche bezeichnet werden. Der zweite hydrodynamische Flügel kann auch als Höhenleitwerk verstanden werden.
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Der Grundkörper weist dabei bevorzugt eine längliche, brettförmige Form auf. Er kann hierbei eine bestimmte Dicke aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Grundkörper dazu ausgelegt, ohne Belastung, beispielsweise durch eine Person wie dem Fahrer, auf dem Wasser aufzuschwimmen. Hierzu kann er ein ausreichendes Volumen zum Erzeugen des notwendigen statischen Auftriebes aufweisen.
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Bei existierenden Wasserportgeräten ist der zweite hydrodynamische Flügel in der Verlängerung der Profilsehne des ersten hydrodynamischen Flügels angeordnet.
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Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, dass erkannt wurde, dass zumindest ein Teil der Schwierigkeiten beim Fahren eines gattungsgemäßen Wassersportgeräts auf dieser Anordnung basieren. Aufgrund dieser bekannten Anordnung befindet sich der zweite hydrodynamische Flügel im Betrieb in einem Bereich, der durch Turbulenzen, welche durch den ersten hydrodynamische Flügel erzeugt werden, gestört ist. Es liegt also keine laminare Strömung bzw. Anströmung am zweiten hydrodynamischen Flügel vor, wodurch der durch den zweiten hydrodynamischen Flügel erzeugte Auf- oder Abtrieb keine kontinuierliche Kraft entwickeln kann. Dies wiederum erschwert das Fahren des Wasserfahrzeuges.
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Erfindungsgemäß liegt daher der zweite Flügel im Wesentlichen unterhalb der verlängerten Profilsehne des ersten Flügels. Das kann dahingehend verstanden werden, dass der zweite Flügel mit mehr als 50 Prozent seines Profils bzw. dessen Querschnitt unterhalb der verlängerten Profilsehne des ersten Flügels liegt. Die Profilsehne stellt dabei die gedachte Verbindungslinie zwischen der Profilnase und der Profilhinterkante des ersten Flügels dar. Vereinfacht ausgedrückt erstreckt sich die Profilsehne durch die größte Länge des Profils des ersten Flügels.
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Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird nun erreicht, dass sich der zweite hydrodynamische Flügel in Wesentlichen außerhalb des Bereichs befindet, in dem starke Turbulenzen durch den ersten hydrodynamischen Flügel erzeugt werden. Die Position des zweiten Flügels ist dabei, im Vergleich zu existierenden Wassersportgeräten, in Bezug auf die Strömung, die durch den ersten Flügel erzeugt wird, versetzt, d. h. außerhalb der meisten Verwirbelungen, die durch den ersten Flügel erzeugt werden, angeordnet. Es liegt also eine im Wesentlichen laminare Strömung am zweiten hydrodynamischen Flügel an, wodurch dieser eine im Wesentlichen gleichmäßige Kraft auf den Grundkörper erzeugt.
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Durch die Position des zweiten Flügels in Bezug auf den ersten Flügel kann also eine stabile Lage des Wassersportgeräts im Betrieb erreicht werden. Auf diese Weise kann der Fahrer das Wassersportgerät bei jeder Geschwindigkeit einfach im Gleichgewicht halten.
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Das hierin beschriebene Wassersportgerät kann insbesondere zur Verwendung mit einem Lenkdrachen, einem sogenannten Kite, eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang kann das Wassersportgerät auch als Hydrofoilboard bezeichnet werden.
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Bevorzugt kann der erste hydrodynamische Flügel größer als der zweite hydrodynamische Flügel ausgebildet sein. Der erste hydrodynamische Flügel kann auf diese Weise einen größeren Auftrieb als der zweite hydrodynamische Flügel erzeugen.
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Das Wassersportgerät kann an dem Mast einen Rumpf aufweisen. Es ist möglich, den Rumpf dazu zu verwenden, den ersten hydrodynamischen Flügel in einem ersten Abstand an dem Mast zu befestigen und den zweiten hydrodynamischen Flügel in einem zweiten Abstand an dem Mast zu befestigen. Der erste Abstand kann dabei auch null sein, d. h. der erste hydrodynamische Flügel kann auch direkt an dem Mast befestigt sein.
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Der Rumpf ist dabei bevorzugt an einem zu dem Grundkörper entgegengesetzten Ende des Mastes angeordnet. Beispielsweise kann der Rumpf eine längliche Form aufweisen, wie eine Stange. Der zweite hydrodynamische Flügel kann in einer Ausführungsform mittels eines Seitenleitwerks an dem Rumpf befestigt sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Abstand kleiner als der zweite Abstand. Dadurch kann der erste hydrodynamische Flügel näher am Mast vorgesehen sein als der zweite hydrodynamische Flügel. Auf diese Weise kann der erste hydrodynamische Flügel, der größer als der zweite hydrodynamische Flügel sein kann, besonders stabil an dem Mast bzw. Rumpf befestigt werden. Dadurch kann die Materialbeanspruchung reduziert werden und die Lebensdauer des Flügels erhöht werden. In einer Ausführung, in der der erste hydrodynamische Flügel einen stärken Auftrieb erzeugt als der zweite hydrodynamische Flügel, ist somit der Hebel – durch den Rumpf – bei der Kraftübertragung an den Mast kürzer, wodurch die auf den Rumpf einwirkenden Kräfte geringer sind.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der erste hydrodynamische Flügel in einem Ruhezustand mit einem positiven Anstellwinkel relativ zur Strömungsrichtung angeordnet. Unter dem Anstellwinkel wird im Allgemeinen der Winkel zwischen der Richtung des anströmenden Wassers und der Profilsehne des hydrodynamischen Flügels verstanden. Durch die Größe des Anstellwinkels kann zusammen mit der Anströmgeschwindigkeit, die unter anderem von der Fahrgeschwindigkeit abhängt, der dynamische Auftrieb bestimmt werden.
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Der positive Anstellwinkel kann in einem Bereich von 0 Grad bis 10 Grad liegen. Bevorzugt kann der positive Anstellwinkel in einem Bereich von 0,5 Grad bis 2,5 Grad liegen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der positive Anstellwinkel im Bereich von 1 Grad liegen. Dieser Winkel bietet einen guten Kompromiss zwischen ausreichendem Auftrieb und einer mit diesem Winkel möglichen Fahrgeschwindigkeit.
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Grundsätzlich kann der Abstand zwischen dem ersten hydrodynamischen Flügel und dem zweiten hydrodynamischen Flügel in einem Bereich von 30 bis 90 cm liegen.
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Bevorzugt kann der Abstand zwischen den beiden hydrodynamischen Flügeln in einem Bereich von 60 cm liegen.
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Vorteile?
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Der erste hydrodynamische Flügel und der zweite hydrodynamische Flügel können so dimensioniert sein, dass sie bei unterschiedlichen Betriebszuständen jeweils in Summe einen im Wesentlichen gleichen Auftrieb erzeugen. Auf diese Weise kann bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten der gleiche Gesamtauftrieb erzeugt werden. Unterschiedliche Betriebszustände können beispielsweise unterschiedliche Geschwindigkeiten sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform erzeugt der erste hydrodynamische Flügel in einem zweiten Betriebszustand einen größeren Auftrieb als in einem ersten Betriebszustand.
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Bevorzugt können der erste hydrodynamische Flügel und der zweite hydrodynamische Flügel in dem ersten Betriebszustand jeweils einen Auftrieb erzeugen. Des Weiteren kann der erste hydrodynamische Flügel in dem zweiten Betriebszustand einen Auftrieb erzeugen und der zweite hydrodynamische Flügel in dem zweiten Betriebszustand einen Abtrieb erzeugen. Die Summe des insgesamt durch beide Flügel erzeugten Auftriebes bleibt hierbei bevorzugt jeweils gleich.
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Der erste Betriebszustand kann dabei eine Langsamfahrt sein. Der zweite Betriebszustand kann eine Schnellfahrt. Unter einer Langsamfahrt kann dabei insbesondere eine Fahrt mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2 m/s verstanden werden. Eine Schnellfahrt kann beispielsweise eine Fahrt mit einer Geschwindigkeit von um die 10 m/s sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und schematischen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Wassersportgeräts;
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2a und 2b Ausführungsformen von hydrodynamischen Flügeln; und
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3 eine Querschnittsansicht des hydrodynamischen Flügels von 2b.
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Die Darstellungen in den Figuren sind nicht maßstabsgetreu und dienen lediglich der Veranschaulichung.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wassersportgerät 10. Dieses weist einen Grundkörper 1 auf, der sich im Betrieb über einer Wasseroberfläche 13 befindet. Der Grundkörper 1 ist über einen Mast 2 mit einem Rumpf 3 verbunden. Der Mast 2 kann mit einem beliebigen Querschnitt, beispielsweise einem runden oder einem stromlinienförmigen, ausgebildet sein. Der Rumpf 3 kann zum Beispiel stangenförmig ausgeführt sein.
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Ein erster hydrodynamischer Flügel 4 und ein zweiter hydrodynamischer Flügel 5 sind mit dem Rumpf 3 verbunden. Dies kann entweder direkt oder über optionale Befestigungselemente 6, 7, wie sie in 1 dargestellt sind, realisiert werden. Das Befestigungselement 7, das den zweiten hydrodynamischen Flügel 5 mit dem Rumpf 3 verbindet, kann auch als Seitenleitwerk ausgebildet sein. In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann der erste hydrodynamische Flügel 4 statt am Rumpf 3 direkt am Mast 2 angebracht sein.
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Der zweite hydrodynamische Flügel 5 befindet sich im Wesentlichen unterhalb der verlängerten Profilsehne 8 des ersten hydrodynamischen Flügels 4. Der zweite hydrodynamische Flügel 5 liegt dabei mit mehr als 50 Prozent seines Profils bzw. dessen Querschnitt unterhalb der verlängerten Profilsehne 8 des ersten Flügels 4. Die Profilsehne 8 die Verbindungslinie zwischen der Profilnase und der Profilhinterkante des ersten Flügels 4. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der zweite hydrodynamische Flügel 5 von Wasser angeströmt wird, welches im Wesentlichen keine Turbulenzen aufweist, die durch den ersten hydrodynamischen Flügel 4 verursacht werden. Somit liegt am zweiten hydrodynamischen Flügel 5 eine im Wesentlichen laminare Anströmung vor. Die Kraft, die durch diesen auf den Grundkörper 1 ausgeübt wird, wird damit gleichmäßiger als im Stand der Technik und das Verhalten des gesamten Wassersportgeräts 10 im Betrieb stabiler.
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Der erste hydrodynamische Flügel 4 ist mit einem positiven Anstellwinkel in Bezug auf die Strömungsrichtung 12, welche auch als Anströmungsrichtung bezeichnet werden kann, angeordnet. Wie in 1 gezeigt, ist die Strömungsrichtung 12 entgegengesetzt zur Fahrtrichtung 11 des Wassersportgeräts 10.
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Verschiedene Formgebungen hydrodynamischer Flügel in einer Fronansicht, also in Strömungs- bzw. Fahrtrichtung, sind in den 2a und 2b gezeigt. Es sind jedoch auch weitere, zu den gezeigten Formgebungen unterschiedliche, Profile und Formen möglich.
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In 2a ist ein zweiteiliger hydrodynamischer Flügel gezeigt. Hierbei sind die beiden Teile 21, 22 an dem Rumpf 3 angebracht. Jeder Teil 21, 22 besteht dabei aus einem um etwa 90 Grad gebogenen Element, wobei der Richtung Rumpf 3 zeigende Abschnitt das Befestigungselement 6, 7 bildet.
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In 2b ist ein einteiliger hydrodynamischer Flügel 32 gezeigt. Dieser ist über ein Befestigungselement 32, das den Befestigungselementen 6, 7 entspricht, mit dem Rumpf 3 verbunden. Der Flügel 32 weist nach oben, d. h. zum Rumpf 3 hin, eine im Wesentlichen gerade Fläche auf, die lediglich an den Endpunkten leicht nach oben gebogen ist. Diese Fläche ist also leicht konkav ausgebildet. Die nach unten, vom Rumpf 3 wegzeigende Fläche ist stärker konvex gebogen.
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3 zeigt einen Querschnitt, d. h. das Profil, des hydrodynamischen Flügels 32 aus 2b entlang der Linie III-III. Hierbei sind beide Seiten des Flügels 32 konvex ausgebildet. Allerdings ist die vom Rumpf wegzeigende Fläche flacher ausgebildet als die zum Rumpf hin zeigende Fläche. Auf diese Weise kann der Flügel 32 Auftrieb erzeugen. In 3 ist die Profilsehne 8 zur Veranschaulichung ebenfalls dargestellt. Wie hier gezeigt ist, erstreckt sich die Profilsehne 8 durch die größte Länge des Profils des Flügels 32.
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Mit dem erfindungsgemäßen Wasserportgerät, insbesondere der Anordnung seiner zwei hydrodynamischen Flügel, kann eine stabile Lage des Wassersportgeräts im Betrieb erreicht werden.
