DE3432970A1 - Rigg fuer ein segelfahrzeug - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Die Erfindung betrifft ein Rigg für Segelfahrzeuge mit einem Mast und einer den Vortrieb erzeugenden Segelfläche.
• Die bekannten Riggs bestehen aus einer Kombination von verstagten Masten und drehbar gelagerten Bäumen.
• Die Segel werden an den Spieren oder Stagen angeschlagen und gefahren.
• Dabei wird die Effektivität dieses herkömmlich erzeugten Segelprofils stark gemindert durch den negativen Einfluß des Mastes (Verwirbelung des Luftstromes, Verwindung des Profils im oberen Bereich) und den hohe induzierten Widerstand durch den Spalt zwischen Großbaum und Deck. Zusätzlich reduziert die fehlende Dicke eines aerodynamisch wirkungsvollen, a s y m e t'r i s c h e n Profils den Vortrieb und erhöht den Widerstand.
• Weiterhin entwickelt sich mit zunehmender Windgeschwindigkeit beim herkömmlichen Rigg eine starke krängende Komponente, die den Vortrieb verringert, die Abdrift vergrößert und den Trimm verändert.
• Bereits bekannte Kippriggs erlauben zwar die Verwendung asymetrischer Profile, sind aber durch Art und Weise der Konstruktion zu schwer und erzeugen dadurch ein hohes Trägheitsmoment um alle Achsen.
• Die dabei auftretenden Kräfte verschlechtern die Segeleigenschaften bei Welle erheblich.
• Weiterhin sind bekannte Kippriggs nicht faltbar (Sturm,Transport) und besitzen keine Möglichkeiten zur Anbringung von Zusatzsegeln für leichte und raume Winde (niedrige Reynoldszahlen, große Anstellwinkel.
• Die bekannten Flugriggs (Verwandlungsriggs etc.) der Windsurfer besitzen eine zu hohe positive V-Form um befriedigende Vortriebsleistungen zu erreichen, oder sind so unhandlich, daß sie die Manöverierbarkeit beeinträchtigen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rigg für Segelfahrzeuge zu gestalten, das die Verwendung eines asymetrischen Segelprofils erlaubt,die Handhabung durch geringes Gewicht erleichtert und die Sicherheit erhöht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Segelfläche mittels eines Masttopgelenks (6) frei dreh- und schwenkbar gelagert ist und die drei Hauptspieren (Kielstange (1), SteuerbordflUgelrohr (2) und Backbordflügelrohr (3)) durch einen oberen (4) und unteren Turmteil (S) mittels Spannseilen in der Segelposition fixiert und stabilisiert werden.
• Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel auf der Basis eines Katamaranrumpfes.
• Das Rigg kann jedoch auf jedem Segelfahrzeug mit einem Mast montiert werden.
• Die Verstagung des Mastes (7) kann in herkömmlicher Weise erfolgen - sie ist in den erläuternden Zeichnungen nicht eingetragen.
• Zur Vereinfachung des Transportes ist das Rigg nach hinten faltbar. Zu diesem Zweck erhält gemäß Anspruch 2 die Kielstange (1) vor den Flügelrohren -(2,3) ein Nasenrohrgelenk (8). Dadurch ist es 0 möglich, das Nasenrohr (9) um 180 nach hinten zu schwenken und damit die Spannseile zu entlasten.
• Es ist vorteilhaft, wenn oberer- und unterer turmteil (4,5) ebenfalls gelenkig mit dem Kielrohr verbunden sind. Es genügen dann zwei Handgriffe zum Auf- bzw. Abbau. Da alle Rohre nach hinten geschwenkt werden können, ist das gesamte Rigg nach dem Zusammenfalten ein längliches, handliches Paket.
• Fig. 2,3, 4 u. 5 zeigen weitere vorteilhafte Ausführungen des Riggs, gemäß den Ansprüchen 3,4,5 u.6.
• Diese Formen der Abspannung ermöglichen bei geringem Gewicht eine hohe statische Festigkeit.
• Auf eine Darstellung des Doppelsegels wird in diesen Zeichnungen aus Gründen der Ubersichtlichkeit verzichtet.
• Fig, 2 u. 3 zeigen Variationen des oberen Turmteils, Durch die V-Form kann die Bauhöhe des Turms verringert werden und dadurch Zusatzsegel mit flacherem Profil gefahren werden (siehe Erläuterungen zu Anspruch 12).
• In Fig. 3 ist die Unterverspannung (16) ersetzt durch Streben, die Zug- u n d Druckkräfte aufnehmen. Bei dieser Konstruktion ist es empfehlenswert fUr Kiel- und Nasenrohr einen stabileren Querschnitt zu verwenden, so daß auch vordere und hintere Unterverspannung entfallen können0 In Fig. 4 ist die Oberverspannung (15) durch Streben im unteren Turmteil ersetzt.
• Fig. 5 zeigt wie durch ein Querrohr die Verspannung nach vorne entfallen kann (Anspruch 6).
• Bei allen Ausführungen ist es vorteilhaft, wenn das Masttopgelenk (6) nahe v o r dem Auftriebsschwerpunkt der Segelfläche liegt. Dadurch entsteht ein Windfahneneffet, der das Segel beim Auffieren in den Wind dreht.Durch eine ausgewogene Verteilung der tragenden Flächen vor und hinter dem Drehpunkt bleiben die Schotkräfte gering und die Handhabung wird erleichtert.
• Gemäß Anspruch 8 und den Zeichnung 2 bis 4 erhält die Segelfläche eine negative V-Form con ca. 2000.
• Diese Anordnung ergibt mehrere Vorteile: a) Der Winkel zum Kippen des Riggs bei den Manövern (Wenden, HäLsen) ist kleiner als bei positiven V-Formen und der Weg des zu holenden Beiholers (21) verringert sich.
• b) Durch die größere Schrägstellung der oberen Segelhälfte zum Wind wird weniger Querkraft erzeugt und somit die krängende Komponente reduziert.
• c) Die dreidimensionale Ouerströmung der Grenzschicht nach innen uermindert die Neigung zur Ablösung der Luftströmung an den Flügelenden und insbesondere im Kielrohrbereich, wodurch der Vortrieb in einem größeren Anstellwinkelbereich erhalten bleibt.
• Um den Vortrieb zu erhöhen und den Widerstand zu verringern ist es vorteilhaft, die Segelfläche als asymetrisches Profil zu gestalten.
• Fig. 6 zeigt, wie durch das Obersegel (17) und das Untersegel (18) ein solches Profil erzeugt wird.
• Es können die gebräuchlichen Kunstfasersegeltuche, mit Mylar verstärkte Tuche oder Folien, bzw. Kombinationen dieser Materialien verwendet werden.
• Das Profil wird durch den Einschub von Segellatten(19) zusätzlich stabilisiert und gemäß den Anforderungen asymetrisch geformt.
• Die Segelfläche kann auch in herkömmlicher Weise gefertigt werden (siehe Fig. 7) erzeugt dann aber bei gleicher Fläche und Grundriß mehr Widerstand und weniger Vortrieb.
• Im aufgeriggten Zustand wird der Anstellwinkel des Segels zum Wind durch die Schot (20) und die beiden Beiholer (21) kontrolliert. Durch Auffieren und Anholen der Schot wird der Vortrieb (Auftrieb) verringert, bzw. vergrößert.
• Bei einer Wende wird der Leebeiholer losgeworfen und der Luvbeiholer angeholt. Dadurch wird das Rigg um das MasttopgelWnk gekippt und das Profil der Segelfläche erhält die Windströmung wieder von der richtigen Seite. Entsprechendes gilt auch für die Halse.
• Die Schotstellung braucht beim Kreuzen am Wind oder vor dem Wind nicht verändert werden; es müssen also nur die Beiholer verändert werden.
• Zusätzlich hat das Kippen des Riggs den Vorteil, daß bei zunehmender Windgeschwindigkeit die Segelfläche nach Luv geneigt werden kann und so das krängende Moment in Auftrieb verwandelt wird. Bei einer entsprechend niedrigen Flächenbelastung wird durch diesen Effekt der Rumpf erheblich gewichtsentlastet, die Wasserreibung verringert und höhere Geschwindigkeiten ermöglicht.
• Fig. 8 erläutert, wie gemäß Anspruch 13, an den belastbaren, abgestagten Endpunkten des Riggs Zusatzsegel für leichte und raume Winde befestigt werden können.
• Diese Segel können elliptisch und bauchig geschnitten sein (raume Winde), oder viereckig und flach für Amwindkurse. Setzen, Bergen und Fahren dieser Segel kann in herkömmlicher Weise geschehen, mit dem Unterschied, daß ein zusätzliches Fall gefahren wird, Nach Anspruch 14 der PatentansprUche sind in den Hohlräumen (Fig.6) des Segelprofils aufblasbare Schwimmkörper vorgesehen. Bei einer Kenterung wird durch den Auftrieb das Durchkentern verhindert (Fig.9a). Zeichnung 9b zeigt, wie durch das Kippen des Riggs das Boot sich wieder aufrichtet.
• Gibt man den Schwimmkörpern eine entsprechende Form, kann die Zahl der Segellatten reduziert werden, da sich das Profil durch den Innendruck stabilisiert.
• Um die Segelfläche optimal an die Windströmung anzupassen, ist es vorteilhaft, die Holepunkte für die Schot und die beiden Beiholer trimmbar zu gestalten.
• Dies kann in herkömmlicher Weise mittels Barberhowler, oder geraden, bzw. gebogenen Travellerschienen geschehen.
• Die Segelwölbung kann durch die Spannung auf die vordere Verspannung (bzw. Querholm) beeinflußt werden; der Lateraldruckpunkt der Segelfläche kann durch Vor-bzw. Zurückneigen des Mastes in Längsrichtung verschoben werden und so mit dem Lateraldruckpunkt des Unterwasserschiffes in Übereinstimmung gebracht werden. Zu den Zeichnungen: 1 Kielstange 2 Steuerbordflügelrohr 3 Backbordflügelrohr 4 Oberer Turmteil 5 Unterer Turmteil 6 Masttopgelenk 7 Mast 8 Nasenrohrgelenk 9 Nasenrohr 10 Nasenplatte 11 V-Turm 12 Steuerbordstrebe 13 Backbordstrebe 14 Querrohr 15 Oberverspannung 16 Unterverspannung 17 Obersegel 18 Untersegel 19 Segellatten 20 Schot 21 Beiholer 22 Zusatz segel - Leerselte -

Claims (14)

1. Rigg für ein Segelfahrzeug Patentansprüche 1. Rigg für ein Segelfahrzeug mit einem Wast und zwei ner den Vortrieb erzeugenden Segelfläche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Segelfläche durch drei gelenkig miteinander verbundenen Spieren (1,2,3) gebildet wird, wobei ein oberer und unterer Turmteil (4,5) die Spieren mittels Spannseilen in Segelposition fixiert, und daß die Segelfläche am Ende des unteren Turmteils mittels eines Gelenks (6) frei dreh- und schwenkbar mit dem Top des Mastes (7) verbunden ist.
2. 2. Rigg nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kielstange (1) v o r den Flügelrohren (2,3) ein verriegelbares Gelenk besitzt und die gesamte Konstruktion faltbar ist.
3. 3. Rigg nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei V-förmig gespreizte Rohre (11) den oberen Turmteil bilden.
4. 4. Rigg nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch Verstrebungen, die Zug- u n d Druckkräfte aufnehmen, die Unterverspannung (16) entfällt.
5. 5. Rigg nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch Verstrebungen, die Zug- u n d Druckkräfte aufnehmen, der obere Turmteil und die Oberverspannung (15) entfällt.
6. 6. Rigg nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Querrohr (14) die Flügelrohre (2,3) in ihrer Auslenkung fixiert.
7. 7. Rigg nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Masttopgelenk (6) und somit die Drehachse der Segelfläche vor dem Auftriebsschwerpunkt der Segelfläche liegt.
8. 8. Rigg nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Segelfläche eine negative V-Form (ca. 2000) hat.
9. 9. Rigg nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Segel aus einem Ober- und Untersegel (17,18) besteht.
10. 10. Rigg nach Anspruch 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Segel ein asymetrisches, aerodynamisches Profil erhält.
11. il. Rigg nach Anspruch 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anstellwinkel der Segelfläche zum Wind vorwiegend durch eine Schot (19) und zwei Beiholer (20) kontrolliert wird.
12. 12. Rigg nach Anspruch 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Wenden und Halsen die Segelfläche mittels des Masttopgelenks (6) um die Kielrohrachse (1) gekippt wird.
13. 13. Rigg nach Anspruch 1 bis 12, d a d ur c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an den Endpunkten des Riggs Zusatzsegel (22) für leichte oder raume Winde befestigt werden können.
14. 14. Rigg nach Anspruch 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Hohlraum zwischen Ober- und Untersegel aufblasbare Schwimmkörper (Kenterschläuche) angebracht sind.