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Anordnung für Segelfahrzeuge. Die Erfindung hat eine neue Anordnung
für Segelfahrzeuge zum Gegenstand, durch die es möglich ist, auf kleinem Konstruktionsraum
sehr große, leicht zu bedienende und konstruktiv sicher auszuführende Segelflächen
unterzubringen.
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Der Erfindung gemäß dient als Segel ein System aus mehreren parallelen,
um eine gemeinsame Achse drehbaren Flächen.
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Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht.
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In Abb. i ist ein Segelsystem veranschaulicht, das aus den Segelflächen
11, 12, 13 besteht. Die Segelflächen sind starr miteinander verbunden durch d:e
untere Querverbindung 14, die obere Querverbindung 15 sowie durch die Verspannung
16, 17. Die Bedienung des Segelfahrzeuges gemäß der Erfindung gestaltet sich außerordentlich
einfach, wenn man das Mehrflächensystem auf einer gemeinsamen Drehvorrichtung, z.
B. einer Drehscheibe, anordnet, wie eine solche in Abb. 2 mit 18 bezeichnet ist.
Die Segelflächen 1g, 2o, 21, 22, die in Aufsicht veranschaulicht sind, sind in ihrer
Tiefenabmessung der Form der Drehscheibe angepaßt, so daß der für das Mehrflächensystem
erforderliche Drehungsraum mit dem Konstruktionsraum übereinstimmt und sich so eine
gute Raumausnutzung für die Anordnung gemäß der Erfindung ergibt.
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Um die Verstellkräfte klein zu halten, kann man das Flächensystem
in bezug auf die gemeinsame Drehachse durch Ausgleichflächen balancieren, und zwar
balanciert man sowohl in bezug auf das Gewicht durch geeignete Massenverteilung
als auch in bezug auf die Druckkräfte. Zur Balancierung in bezug auf die Strömungskräfte
können zusätzliche Flächen dienen, wie z. B. die Balancefläche 26 in Abb. 3 und
4., die mittels Hebelarme 28, 29 an der mittleren Segelfläche 24 befestigt ist.
Die Segelflächen als solche können in bezug auf die Drehachse überbalanciert sein
(Abb 2 und 3) oder auch an sich unbalanciert oder unterbalanciert (Abb. 5). Die
Balanceflächen können als besondere selbständige Segelflächen (35, 36 in Abb. 6)
angeordnet werden, oder als Balanceflächen, z. B. 37, 38, 39 an Hebelarmen
4.0, 41 der Segelflächen 43, 44, 45 in Abb. 7 und B. Die Zahl und Anordnung der
Balanceflächen kann also beliebig gewählt werden. Die Flächen werden um so wirksamer,
je größer der Abstand des Druckmittelpunktes von der Drehachse des Systems ist;
j unter Umständen genügt es, die Ausgleichflächen für das Flächensystem an den nach
der Drehachse hin liegenden Flächen anzuordnen, wie dies beispielsweise Abb. g zeigt.
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Das Segelsystem, dessen Einzelteile vorzugsweis@ steif und gegeneinander
versteift ausgeführt werden, kann durch beliebige Antriebsmaschinen vom Fahrzeug
aus verstellt werden, indem die Drehbewegung, die dem Segelsystem erteilt wird,
beispielsweise über die Achse des Flächensystems geleitet wird.
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Ein schematisches Ausführungsbeispiel zeigt Abb. io, in dem das Segelsystem
mit 51, die Antriebsmaschine mit 52 bezeichnet wird. Als Antriebsmaschine kann jede
IAeliebige Kraftmaschine, beispielsweise eine elektrische Maschine, Gas- und Dampfmaschine
(52), dienen, auch kann die Strömungskraft in einem vorzugsweise reversierbaren
Windrad zum Antrieb des Segelsystems nutzbar gemacht werden.
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Je nach den Verhältnissen wird man zwischen Kraftmaschine und Segelsystem
ein geeignetes Übersetzungsgetriebe einschalten (z. B. Kegelradpaar 53, 54, Zahngetriebe
55, 56 in Abb. io).
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Außerordentlich einfache Anordnungen ergeben sich, wenn die Kraft
zur Verstellung des Segelsystems dem Wind entnommen wird. So zeigen Abb. 1i und
x2 ein Beispiel, bz=i dem Druckflächen 64 zur Verstellung des auf dem Drehkranz
63 sitzenden Segelsystems, bestehend aus den Flächen 6o, 61, 62, angeordnet sind.
Die Druckfläche 64 wird mittels Rolle 65 und Seilzug fo derart geschwenkt, daß sich
ihr wirksamer Abstand von der Drehachse des Segelsystems und damit das zur Verstellung
verfiigbare Drehmoment ändert. Die Druckfläche kann auch in einer Führung verschieblich
sein, auch kann man die Größe des Verstellmoments dadurch ändern, daß man die Größe
der Druckfläche oder ihre Neigung zur Windrichtung oder die Länge ihrer Hebelarme
veränderlich macht.
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Zur Verstellung des Flächensystems können auch Lenksegel dienen, Ausführungsbeispiele
dieser Art sind in den Abb. 13 bis 2o veranschaulicht. Hier sind zwei Lenkflächen
7o, 71 dargestellt. Naturgemäß sind die Anordnungen auch für andere Segelsysteme
brauchbar, die aus einer anderen Zahl oder einer anderen Anordnung von Segelflächen
bestehen. Die Lenksegel können an den Hauptflächen unmittelbar angeordnet sein (Abb.
13), oder es können auch selbständige, frei umströmte Flächen (82 in Abb. 14 oder
85 in Abb. 15) j
als Lenksegel dienen, die im ersteren Falle hinter
den Flächen angeordnet sind und mittels gekreuzten Seilzuges 83 und Rolle 84 und
im zweiten Falle - vor den Flächen sitzend -mittels Seilzug 86 und Rolle 87 verstellt
werden.
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Die Lenksegel können auch aus einem im wesentlichen formbeständigen
Hauptkörper (9o, 9i) und einem an diesen angegliederten verschwenkbaren Schwanz
(g2, 93 in Abb. 16) bestehen, die mittels des Hebelsystems 94, 95 verstellt
werden können. Je nach der Einstellung des Verstellorgans 77 wird das Flächensystem
aus festem Leitkörper und beweglichem Schwanz nach der einen oder anderen Seite
hin gewölbt, so daß sich ein Quertrieb in dem einen oder anderen Sinne ergibt.
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Die Form der Leitkörper und Segelflächen wird strömungsgerecht ausgeführt,
d. h. mit geringem Strömungswiderstand und hoher Seitenwirkung. Um die Wirksamkeit
des Lenksegels zu erhöhen, ist es unter Umstäpden zweckmäßig, das hintere Ende des
vor dem Lenksegel angeordneten Leitkörpers oder Hauptsegels zu verdicken, wie dies
Abb. 17 zeigt, in der 97 das Lenksegel, 98 die Verdickung eines Hauptsegels
9g darstellt.
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Die Wirkungsweise des Lenksegels wird durch den Richtungsweiser vorgeschrieben,
der seinerseits von einer Windfahne oder von einem der bei Windmühlen üblichen Windregulierräder
oder mit beliebigen sonstigen Kraftmitteln verstellt wird.
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Das lose drehbare Segelsystem mit Lenksegel kann durch Einstellung
der Lenksegel in beliebige Lagen zum Fahrtwind gebracht werden. Das Getriebe wird,
wie dort beschrieben, so angeordnet, daß bei Böen das Segelsystem den Störungen
ausweicht und sich unmittelbar nach Aufhören der Störung wieder in die vorgeschriebene
Lage einstellt. Im Sturm oder während der Landung wird, um das balancierte System
außer Druck zu setzen, der Richtungsweiser zur Windfahne so eingestellt, daß das
Lenksegel das Segelsystem in die Nullage bringt und es darin hält.
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Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind die Lenksegel
an den Flächen oder in der Nähe der Flächen des Segelsystems angeordnet. Man gelangt
zu sehr kleinen und wirksamen Lenkflächen, wenn inan sie an langen Hebelarmen, die
sich weit über den Drehkreis des Flächensystems hinaus erstrecken, anbringt, wie
dies Abb. i8 zeigt. Hier sitzt das Lenksegel ior an einem langen, vorzugsweise spindelförmigen
Körper io2, an dessen anderem Ende eine Balancefläche 1o3 angeordnet werden kann.
Abb. ig zeigt die Anordnung auf einem Schiff 104 in Seitenansicht. Es ergibt sich
bei dieser Anordnung das Bild eines auf die Seite gestellten Flug- . zeuges mit
seinen Steuer- und Balanciereinrichtungen. Diese Anordnung ist auch für Einflächensegel
brauchbar.
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Unter Umständen ist es im besonderen bei Segelsystemen sehr großer
Flächenausdehnung zweckmäßig, das Balancierungsverhältnis des Segelsystems in Abhängigkeit
von dem Anstellwinkel des Systems zum Wind zu regeln. So zeigt Abb. 2o eine Anordnung,
bei der mit zunehmendem Ausschlag des Segelsystems die Balancierung vergrößert wird,
indem mit dem Richtungsweiser 77 eine Kurvenscheibe =07 verbunden ist, die die Rolle
io6 gegen die Wirkung der Feder io8 steuert und damit die Länge des Hebels der Balancefläche
iog verändert.
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Derartige Kurvensteuerungen lassen sich auch bei Lenksegeln und den
oben beschriebenen Druckflächen verwenden, ebenso wie die oben beschriebenen Anordnungen
zur Einstellung der Wirkung der Druckflächen benutzt werden können, um das Balancierungsverhältnis
zu regeln.
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Anordnungen gemäß der Erfindung haben außer der bequemen und betriebssicheren
Verstellbarkeit des Segelsystems den Vorteil, daß sich auf einem gedrängten Raume
außerordentlich große Segelflächen unterbringen lassen, die sich sehr steif und
betriebssicher ausführen lassen. Um den für die Drehbewegung erforderlichen Raum
knapp zu halten, wird man die Segel so dicht aneinandersetzen, als es die Strömungsverhältnisse
zulassen. Versuche haben ergeben, daß man, ohne allzu große Einbuße an Wirkung zu
erleiden, den Abstand der Segelflächen voneinander zu einhalb der Segeltiefe oder
noch kleiner wählen kann. Die als Körper geringen Strömungswiderstandes ausgeführten
Segel bilden vorzugsweise ein sich selbst versteifendes Bauwerk. Die steifen Körper
des Systems werden vorzugsweise nach oben hin, der Breite oder der Tiefe nach oder
nach beiden Richtungen hin verjüngt derart, daß die Segel annähernd als Körper gleicher
Festigkeit unter ihrer Gewichtsbelastung und dem Winddrucke ausgeführt sind.
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Abb. 21 zeigt eine Anordnung, bei der das Segelsystem aus den nach
oben hin verjüngten Flächen zig, 113, 114 besteht, die gegeneinander geneigt sind,
so daß sie durch einen kräftigen Steg 115 verbunden werden können oder durch eine
kräftige Konstruktionszelle, so daß eine Art Knotenpunkt gebildet wird, der das
System ausreichend versteift. Man kann auch, wie Abb. 22 zeigt, die Flächen 117,
118 des Segelsystems in ihrem unteren Teile gegeneinander verspannen, beispielsweise
durch das Strebenwerk iig, i2o, r2i, während der obere Teil freiragend ausgeführt
ist.
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Um während der Landung oder im Sturm
die Segelflächen
zu verkleinern, kann man die steifen Segel des Segelsystems oder auch einzelne Segel
teleskopartig mit versenkbaren Teilen (122, i23 in Abb. 22) ausführen, die durch
Seile und Rollenführung oder beliebige andere Antriebsmittel, wie sie für teleskopartige
Vorrichtungen, z. B. U-Boot-Teleskope, Leitern, Masten bekannt sind, bewegt werden.
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Die Abb. 23 und 24 zeigen in Ansicht von vorn und in Aufsicht eine
Anordnung, bei der die versenkbaren Teile 133, 134 zwischen den feststehenden Teilen
130, 131, 132 angeordnet und bei ihrer Bewegung zwischen diesen geführt werden.
Sind im Sturm oder während der Landung die versenkbaren Teile heruntergelassen,
so wird der Durchgang des Windes zwischen den einzelnen Segeln des Systems ganz
oder zum Teil versperrt, so daß die Strömungskräfte nur in geringem Maße wirksam
werden können.
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Die Anordnung des Mehrflächensystems gemäß der Erfindung ist nicht
auf das Hauptsegel beschränkt, sie ist auch für Segelbalanceflächen, Segellenkflächen
und Segelwölbungsflächen verwendbar. Sie wird mit Vorteil bei Anordnungen verwendet,
bei denen durch Verstellung von vorderen oder hinteren Flächenteilen die Wölbung
des Segels geändert wird und nach der einen oder der anderen Seite hin ein wirksamer
Unterdruck erzeugt wird. Ein Ausführungsbeispiel dieser Anordnung ist in Abb. 25
dargestellt, in der 140, 44 142 die festen Segelteile darstellen, 143, 144, 145
die beweglichen Teile.