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BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserfahrzeugeinrichtung,
insbesondere eine Boots- bzw. Schiffseinrichtung, wie beispielsweise ein Windsurfwasserfahrzeug
und ein Segelboot, und zwar betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere eine
Schiffseinrichtung, in der einziehbare Tragflächen vorgesehen sind.
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Es gibt eine große Vielfalt an Tragflächenwasserfahrzeugen und eine
Beschreibung derselben in der Patentliteratur. Einziehbare Tragflächen sind in einer
Anzahl von Zusammenhängen beschrieben. In der US-Patentschrift 3 789 789 ist ein
Tragflächensegelwasserfahrzeug beschrieben, das einen Ausleger aufweist, auf dem
verschwenkbare Tragflächen angebracht sind, deren diedrischer Winkel bzw. V-Winkel
zur Horizontalen während des Betriebs eingestellt werden kann.
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In der US-Patentschrift 3 520 267 ist ein verschwenkbar montierter
uniplanarer Tragflächenstabilisator für einen Bootsrumpf beschrieben. In der US-Patentschrift
4 040 373 ist eine Steuer- und Stabilisierungseinrichtung für ein Wasserfahrzeug
beschrieben, die Flügelteile aufweist, welche ihrerseits zwei Teile aufweisen, die
unter einem Winkel in Bezug aufeinander angeordnet sind, und diese Flügelteile sind
um eine Achse verschwenkbar, welche in einer Horizontalebene angeordnet ist.
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Einstellbar positionierbare Tragflächenwasserfahrzeuge sind außerdem
unter anderem in den US-Patentschriften 3 168 067, 3 765 356, 4 027 614 und 4 356
786 beschrieben.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Tragflächenwasserfahrzeugeinrichtung,
insbesondere eine Tragflächenschiffs- bzw. -bootseinrichtung, von relativ einfachem
Aufbau zur Verfügung gestellt werden, die eine merkliche betriebsmäßige Flexibilität
im Gebrauch ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird auf diese Weise eine
Tragflächenwasserfahrzeugeinrichtung zur Verfügung gestellt, die einen Wasserfahrzeugkörper,
beispielsweise einen Schiffs- oder Bootsrumpf umfaßt, sowie ein Paar Tragflächen,
von denen jede ein erstes und zweites planares Oberflächenteil aufweist, sowie eine
Schwenkbefestigungseinrichtung zum Anbringen des Paars von Tragflächen auf bzw.
an dem Wasserfahrzeugkörper, und eine Einrichtung zum wahlweisen und variablen Bestimmen
bzw.
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Einstellen des diedrischen Winkels bzw. V-Winkels zwischen dem ersten
und zweiten planaren Oberflächenteil.
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Weiter sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
das erste und zweite planare Oberflächenteil in Reihe miteinander verbunden.
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Außerdem sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Klappen auf
wenigstens einem der ersten und zweiten planaren Oberflächenteile vorgesehen.
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Darüber hinaus umfaßt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die
Einrichtung zum Bestimmen bzw. Einstellen des diedrischen Winkeln bzw. V-Winkels
eine Spannbandverstellübertragungseinrichtung. Vorzugsweise ist diese Einrichtung
automatisch in Ansprechung auf eine vorbestimmte Schwenkpositionierung des Paars
von Tragflächen betätigbar.
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Die vorliegende Erfindung sei zu ihrem besseren und vollständigeren
Verständnis nachfolgend anhand einiger in
den Figuren 1 bis 7 der
Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert;
es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Segelwasserfahrzeugs,
das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut und betreibbar ist; Figur
2 eine Seitenansichtsdarstellung der Schwenkbefestigung einer Tragfläche gemäß der
vorliegenden Erfindung; Figur 3 eine Darstellung der Verbindung der beiden Tragflächen
miteinander auf entgegengesetzten Seiten des Segelwasserfahrzeugs; Figuren 4A und
4B teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansichtsdarstellungen einer Einrichtung
zum Bestimmen bzw. Einstellen des diedrischen Winkels bzw. V-Winkels zwischen benachbarten
planaren Teilen der Tragfläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in einer ersten bzw. zweiten operativen Stellung; Figur 5 eine perspektivische
Darstellung eines Steuerelements für den diedrischen Winkel bzw. V-Winkel, das einen
Teil der Einrichtung nach den Figuren 4A und 4B bildet; Figuren 6A und 6B eine perspektivische
Darstellung und eine Seitenansichtsdarstellung eines Gelenks, das in der Einrichtung
nach den Figuren 4A und 4B verwendbar ist; und Figur 7 eine perspektivische Darstellung
eines Teils der in Figur 2 gezeigten Tragfläche in dem Bereich, der dort durch die
Bezugslinien VII-VII angedeutet ist.
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In der nun folgenden, in nähere Einzelheiten gehenden Beschreibung
der Erfindung sei zunächst auf Figur 1 Bezug genommen, die ein zum Windsurfen geeignetes
Seqelwasserfahrzeug veranschaulicht, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist und funktioniert. Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende
Erfindung lediglich aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Beschreibupg hier
unter spezieller Bezugnahme auf ein Segelwasserfahrzeug im allgemeinen und ein Segelwasserfahrzeug
vom Windsurftyp im besonderen beschrieben, jedoch in keiner Weise hierauf beschränkt
ist. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auch auf jeden anderen
Typ einer Schiffseinrichtung bzw. eines Wasserfahrzeugs anwendbar, wie beispielsweise
auf kraftgetriebene Wasserfahrzeuge bzw. Schiffe von jeder anderen Art und Abmessung,
welche für einen Tragflächenbetrieb geeignet sind. Es sei infolgedessen insbesondere
darauf hingewiesen, daß dort, wo eine manuell betreibbare Einrichtung gezeigt oder
beschrieben ist, diese durch eine kraftgetriebene Einrichtung ersetzt werden kann,
wo das angemessen ist.
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Die generell in Figur 1 veranschaulichte Einrichtung umfaßt einen
Wasserfahrzeugkörper 10, insbesondere einen Boots- bzw. Schiffskörper, einen Mast
12 und eine Segeleinrichtung 14. Auf dem Wasserfahrzeugkörper ist eine erste und
zweite Tragflächenpaaranordnung 16 und 18 angebracht. Wenigstens eine der Tragflächenanordnungen
16 und 18 ist so aufgebaut, daß sie gemäß der vorliegenden Erfindung einziehbar
und wahlweise positionierbar ist, während die übrige Tragflächenanordnung, wenn
überhaupt bzw. wenn überhaupt vorgesehen, bezüglich des Wasserfahrzeugkörpers ortsfest
oder in irgendeiner anderen Weise gefaltet bzw. zusammenklappbar sein kann.
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Es sei darauf hingewiesen, daß wenigstens eine der Tragflächenpaaranordnungen
16 und 18 zwei Tragflächen auf entgegengesetzten Seiten des Wasserfahrzeugs aufweist,
und typischer- bzw. vorzugsweise weisen beide Tragflächenpaaranordnungen 16 und
18 zwei Tragflächen auf entgegengesetzten Seiten des Wasserfahrzeugs auf, wobei
jede von ihnen bzw. jede dieser Tragflächen einen ersten und zweiten, generell planaren
Teil 20 und 22 umfaßt, die in Reihe bzw. hintereinander angeordnet miteinander verbunden
sind.
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Eine Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung bzw. der Lage der einziehbaren
und wahlweise positionierbaren Tragflächenanordnung oder der einziehbaren und wahlweise
positionierbaren Tragflächenanordnungen wie auch des diedrischen Winkels bzw. V-Winkels
zwischen den Teilen 20 und 22 der Tragflächenanordnung ist in Figur 2 veranschaulicht,
welche die Anordnung 16 zeigt. Diese Einrichtung umfaßt eine verschwenkbare bzw.
verdrehbare Befestigung, wie etwa einen Stift oder eine Welle 24, der bzw. die das
planare Teil 20 auf dem Wasserfahrzeugkörper 10 haltert. Der Stift oder die Welle
24 ist normalerweise längs einer Achse angeordnet, die sich senkrecht zu der Längsachse
26 des Wasserfahrzeugkörpers, wie beispielsweise eines Schiffs-oder Bootsrumpfes,
erstreckt.
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Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, kann die Tranflächenanordnung 16
längs eines Bereichs von Positionen bzw.
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über einen Bereich von Positionen positioniert werden, die sich von
einer vollständig eingezogenen Position, welche in gestrichelten Linien dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist und in welcher die Tragflächenanordnung
vollständig in einer angemessen konfigurierten bzw. geformten Ausnehmung 32 sitzt
bzw. untergebracht ist, die in der Seite des Wasserfahrzeugkörpers 10 ausgebildet
ist, bis zu einer vollständig ausgefahrenen
Position, die in ausgezogenen
Linien dargestellt und mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet ist, erstrecken.
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Der Bereich von Positionen der Tragflächenanordnung 16 kann dadurch
diskret gemacht werden, daß man geeignete Klinkeneingriffsausnehmungen oder -vorsprünge
36 vorsieht, die in einem Bogen-entlang dem oberen Bereich 38 des Teils 20 angeordnet
sind und zum Eingriff mit einer geeigneten Klinke 39 oder einer anderen wahlweisen
Halteeinrichtung dienen. Die Bestimmung bzw. Festlegung der Position der Tragflächenanordnung
kann, wie dargestellt, mittels eines Kabels 40 erzielt werden, das an einer Stelle
42 auf dem oberen Bereich 38 des Teils 20 befestigt ist und sich über jeweilige
Seilscheiben 44 und 46 zu einer oder mehreren Stellen oberhalb des Wasserfahrzeugkörpers
10 erstreckt, die dem Benutzer bzw. einer Bedienungsperson zugänglich ist bzw. sind.
Geeignete Stau-, Hemm- oder Bremskeile, Pfeiler, Einbaustücke oder andere Halteeinrichtungen
(nicht gezeigt) können zum Festhalten des Kabels 40 in den gewünschten Relativpositionen
vorgesehen sein.
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Alternativ zu einem Kabel 40 oder zusätzlich zu einem solchen Kabel
40 können die Ausnehmungen oder Vorsprünge 36 im Bereich 38 so angeordnet bzw. ausgebildet
sein, daß ein Benutzer bzw. eine Bedienungsperson mittels des-Fußes in Eingriff
damit treten kann, um die Ausrichtung bzw. Position der Tragflächenanordnung zu
bestimmen bzw.
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festzulegen.
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Der gegenseitige Eingriff und die relative Ausrichtung bzw. Lage der
beiden Tragflächen auf jeder Seite des Segelwasserfahrzeugs sind in Figur 3 veranschaulicht,
welche die oberen Bereiche 38 der beiden Tragflächenteile 20 zeigt, die das Tragflächenpaar
bilden, und diese oberen
Bereich 38 befinden sich in Eingriff mit
einer Kegelzahnradanordnung, worin die oberen nach innen gewandten Seitenteile 48
der jeweiligen Teile Kegelzahnradzähne 50 bilden.
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Durch diesen Eingriff wird sichergestellt, daß sich die beiden Tragflächen
zusammen bzw. gemeinsam beim Einziehen und Ausfahren bewegen. Alternativ muß eine
solche gemeinsame Bewegung nicht vorgesehen sein, statt dessen kann die Möglichkeit
einer unterschiedlichen bzw. differentiellen Versetzung bzw. Verschwenkung der Tragflächen
vorgesehen sein, und zwar zur Erzielung von Steuer- oder anderen Zwecken.
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Es sei nun zusätzlich auf die Figuren 4A und 4B Bezug genommen, die
zusammen mit Figur 2 die Einrichtung zum Bestimmen bzw. Festlegen des diedrischen
Winkels bzw. V-Winkels zwischen den Teilen 20 und 22 der Tragflächen veranschaulichen.
Grundsätzlich umfaßt der Mechanismus, der zum Bestimmen bzw. Festlegen des diedrischen
Winkels bzw.
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V-Winkels zwischen den Teilen 20 und 22 der Tragflächen verwendet
wird, eine wahlweise verstellbare Bandeinrichtung, die sich entlang dem Teil 20
von einer damit verbundenen Spannanordnung 60 aus zu einem auf die Bandverstellung
ansprechenden Gelenk 62, beispielsweise einem Scharnier, erstreckt, welches die
Teile 20 und 22 miteinander verbindet.
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Die Spannanordnung 60 ist in näheren Einzelheiten in Figur 5 veranschaulicht
und umfaßt, wie dargestellt, einen verdreh- bzw. verschwenkbaren Stab 64, der so
angeordnet ist, daß er eine Verdreh- bzw. Verschwenkbewegung um eine Achse 66 ausführen
kann, die in Bezug auf den Teil 20 ortsfest ist. Auf dem Stab 64 ist ein erstes
und zweites Spannband 68 und 70 angebracht. Außerdem ist auf dem Stab 64 ein Hebelelement
72 angebracht, das sich in Eingriff mit einer Feder 74 befindet, welche den Stab
64
normalerweise in eine entspannte Ausrichtung bzw. Lage drückt,
in der die Bänder 68 und 70 unter minimaler Spannung stehen.
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Das auf eine Bandverstellung ansprechende Gelenk 62 ist in den Figuren
6A und 6B veranschaulicht und umfaßt ein erstes und zweites Gelenkelement 71 und
73, die so angeordnet bzw. ausgebildet sind, daß sie eine Schwenk- bzw.
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Drehbewegung relativ zu einer Gelenkachse 75 ausführen können. Ein
Ende von jedem Band 68 oder 70 ist um ein Gelenkelement 71 von jedem Gelenk 72 herumgeschlagen
und daran befestigt, wie deutlich aus den Figuren 4A und 4B ersichtlich ist. Es
ist infolgedessen erkennbar, daß die beiden Gelenke 62 oder ein Doppelgelenk mit
jedem Tragflächenteil 20 verbunden sind.
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Es sei nun wieder auf die Figuren 4A und 4B Bezug genommen, aus denen
ersichtlich ist, daß die Spannanordnung 60 auf dem Teil 20 angebracht ist, und daß
das Teil 20 eine Dreh- bzw. Verschwenkbewegung zwischen Gehäusewandelementen 76
und 78 ausführen kann, die an dem Wasserfahrzeugkörper 70 befestigt sind. Wie Figur
4A zeigt, beschränken die Wandelemente 76 und 78 normalerweise die Ausrichtung bzw.
Lage des Hebelelements 72 und bewirken ein Zusammendrücken desselben gegen die Druckkraft
der Feder 74, so daß sie auf diese Weise die Bänder 68 und 70 spannen und eine Positionierung
der Gelenke 62 bewirken, wie aus Figur 4A ersichtlich ist, wodurch das Tragflächenteil
22 in einer uniplanaren Ausrichtung bzw.
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in einer Ebene mit dem Teil 20 gehalten wird, wie dargestellt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gehäusewandteil
mit einer Ausnehmung 80 versehen, die derart positioniert ist, daß die Anordnung
66 die
Ausnehmung in einer Schwenkausrichtung der Tragfläche erreicht,
welche einer Position entspricht, in der es erwünscht ist, daß ein diedrischer Winkel
bzw. V-Winkel zwischen den Teilen 20 und 22 begrenzt wird, der nicht null ist. Eine
derartige Ausrichtung ist in Figur 4B gezeigt, worin die Anordnung 66 in der Ausnehmung
80 ausgerichtet bzw. angeordnet ist, was ein Ausfahren des Hebelelements 72 unter
dem Druck der Feder 74 gestattet, so daß auf diese Weise die Bänder 68 und 72 etwas
freigegeben werden. Die Freigabe der Bänder 68 und 72 ermöglicht ein Verstellen
der Bänder in der Abwärtsrichtung und gestattet es, daß sich die Gelenke 62 biegen
bzw. verdrehen, so daß das Tragflächenteil 22 einen vorbestimmten, gewünschten diedrischen
Winkel bzw. V-Winkel, der nicht null ist, mit Bezug auf das Teil 20 einnimmt, wie
in Figur 4B veranschaulicht ist. Normalerweise bewirkt die Hebe- bzw. Auftriebskraft
des Wassers, die gegen das Teil 22 wirkt, daß sich dieses in Bezug auf das Teil
20 verschwenkt bzw. verdreht, so daß es die in Figur 4B veranschaulichte Ausrichtung
bzw.
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Lage einnimmt.
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Es sei nun kurz auf die Figur 7 Bezug genommen, die einen Schnitt
durch das Tragflächenteil 20 veranschaulicht, der ein Band 68 und Sockel zum Aufnehmen
der Gelenke 62 aufweist. Dieser Schnitt ist entlang den Linien VII-VII in Figur
2 aufgeführt.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Betätigung der Bänder 68 und 70
auf einer Spannungsbasis oder alternativ auf einer Druck-Zug-Basis erfolgen kann.
Die Bänder können aus hochfestem verstärktem Kunststoff, Metall oder irgendeinem
anderen geeigneten Material ausgebildet sein.
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Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß zusätzliche Klappen 90 auf
Tragflächenteilen 22 vorgesehen sein können,
wenn das gewünscht
ist. Diese Klappen können durch einen Bandantrieb im wesentlichen oder vollständig
in der gleichen Weise gesteuert bzw. betätigt werden, wie oben in Verbindung mit
den Figuren 4A und 4B beschrieben ist, und sie können gesonderte Betätigungs- bzw.
Steuerorgane haben, so daß es dadurch ermöglicht wird, das Wasserfahrzeug mittels
dieser Klappen zu steuern oder die Steuerung des Wasserfahrzeugs mittels dieser
Klappen zu unterstützen.
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Es sei schließlich noch darauf hingewiesen, daß alternativ oder zusätzlich
zu der oben beschriebenen Einrichtung zum automatischen Bestimmen bzw. Festlegen
des diedrischen Winkels bzw. V-Winkels in Abhängigkeit von der Schwenkausrichtung
der Tragflächen eine unabhängige Steuerung des diedrischen Winkels bzw. V-Winkels
vorgesehen sein kann.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und
dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des
Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen
des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfältiger Weise abwandeln bzw. ausführen.