DE69503809T2

DE69503809T2 - Segel

Info

Publication number: DE69503809T2
Application number: DE69503809T
Authority: DE
Inventors: Robert Charles Finch Laverton Bath Ba3 6Qz Hill
Original assignee: Altosail Ltd
Current assignee: Altosail Ltd
Priority date: 1994-12-17
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2015-11-02
Also published as: AU689965B2; NZ294656A; WO1996018536A1; GB9425517D0; GB2295998A; GB2295998B; EP0807054A1; EP0807054B1; DE69503809D1; DK0807054T3; AU3751395A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Segel für ein Segelschiff. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Segel, welches verbesserte aerodynamische Eigenschaf ten hat und ein Verfahren zum Gestalten eines Segels.
Die Funktion eines Segelbootes wird weitestgehend durch die aerodynamische Wirksamkeit des Segels bestimmt. Ein herkömmliches Segel, welches ein einziges Membran an Segelmaterial umfaßt, nimmt bei Gebrauch eine gebogene Form ähnlich zu der Form einer Tragfläche an. Jedoch ist die Wirksamkeit von solch einem Segel durch die Tatsache eingeschränkt, daß es keine ausgeprägte Dicke hat und so nicht mit einem kompletten Tragflächenabschnitt korrespondiert.
Versuche sind durchgeführt worden, um ein wirksameres Segel zu liefern, welches einen Tragflächen-Querschnitt hat, durch Konstruieren des Segels in Form eines steifen oder halbsteifen Flügels, welcher eine Abdeckung umfaßt, die über ein Rahmentragwerk gezogen ist. Jedoch mußte solch eine Anordnung, da ein Tragflügelquerschnitt asymmetrisch ist, entweder irgendeine Art von Gelenk, welches dem Segel ermöglicht, seine Form zu verändern, oder einen Drehgelenkmechanismus haben, der dem Segel ermöglicht, invertiert zu werden, für das Segel, um wirksam auf beiden Kursen benutzt zu werden. Der resultierende Mechanismus hat dazu tendiert, strukturell komplex, schwer und teuer zu sein.
Eine weitere bekannte Anordnung versucht ein Segel zu liefern, welches einen ungefähren Tragflächen-Querschnitt hat, durch Benutzen eines ausgedehnten Masten und eines einzelnen oder Doppelmembran-Segels. Obwohl solch eine Anordnung potentiell aerodynamisch effizient ist, involviert sie die Kosten und das Gewicht eines speziellen Masten und ist nur für Segel anwendbar, die die Luvseite durch einen Masten unterstützen.
Die britische Patentanmeldung Nr. 2231854A beschreibt ein Ablenksegel, welches ein Basissegel und äußere Ablenkwände hat, die mit dem Basissegel über Leinenbegrenzer verbunden sind. Bei Gebrauch wird eine der Ablenkwände gegen das Basissegel gedrückt und die andere Ablenkwand erstreckt sich davon auswärts.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Segel zu liefern, welches verbesserte aerodynamische Funktionen hat.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Segel geliefert, welches eine innere Membran und auf jeder Seite davon eine äußere Membran umfaßt, welche mit der inneren Membran verbunden ist, wobei jedes der äußeren Membrane mit der inneren Membran eine aufblasbare Tasche bildet, in welcher und aus welcher Luft fließen kann, gekennzeichnet durch eine Anordnung derart, daß der Druckunterschied über das Segel die leeseitige Tasche dazu veranlaßt, im wesentlichen aufgeblasen zu sein und die luvseitige Tasche dazu veranlaßt wird, im wesentlichen abgeblasen zu sein, wobei die Wölbung der inneren Membran geringer als die der äußeren Membranen ist, wodurch während des Gebrauchs die innere Membran zumindest teilweise die luvseitige äußere Membran stützt und ein aufblasbarer Zwischenraum benachbart zu dem Luvseitenrand des Segels angeordnet ist, wobei der aufblasbare Zwischenraum während des Gebrauches aufgeblasen ist und wodurch die Dicke des Segels benachbart zu dem Luvseitenrand erhöht wird.
Die Wölbung einer Membran, wie sie hierin beschrieben wird, wird als die größte senkrechte Entfernung von der Bogensehne zu der Membran definiert, wobei die Bogensehne die imaginäre gerade Linie ist, die sich von dem Luvrand des Segels zu dem extrahierten Zustand, wenn das Membran auf kompletter Ausdehnung ist, erstreckt.
Als ein Ergebnis der Erfindung nimmt das Segel, wenn sowohl die leeseitige innere Membran als auch die äußere Membran in ihrer kompletten Ausdehnung sind, ein Tragflächen-Querschnitt mit der Wölbung der leeseitigen Oberfläche, welche grö ßer als die Wölbung der luvseitigen Oberfläche ist, an. In anderen Worten, die Krümmung der leeseitigen Oberfläche ist größer als die Krümmung der luvseitigen Oberfläche, womit eine Tragfläche hergestellt wird, die eine ausgeprägte Dicke hat. Die aerodynamische Funktion des Segels wird dadurch wesentlich verbessert.
Der aufblasbare Zwischenraum erhöht die Dicke des Segels benachbart zu ihrem luvseitigen Rand, wodurch die aerodynamische Wirksamkeit des Segels verbessert wird.
Ein aufblasbarer Zwischenraum kann zwischen der inneren Membran und jeder der äußeren Membrane angeordnet werden.
Der aufblasbare Zwischenraum kann eine abdichtbare Lüftungslocheinrichtung beinhalten. Dies ermöglicht es, den Betrag an Luft in dem Zwischenraum einstellen. Der aufblasbare Zwischenraum kann eine Tasche umfassen, die einen aufblasbaren Schlauch enthält. Die Breite der aufblasbaren Tasche kann ungefähr 30% der Profilsehne des Segels sein. Die aufblasbare Tasche kann angeordnet werden, um die Dicke des Segels auf der luvseitigen Seite zu erhöhen, um die Form der leeseitigen Tasche zu modifizieren und/oder die effektive Länge der luvseitigen Seite des Segels zu erhöhen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die innere Membran im wesentlichen undurchlässig für Luft und jede Tasche beinhaltet ein Lüftungsloch, welches angeordnet ist, um den Luftfluß in und aus der Tasche zu ermöglichen. Die Taschen können somit auf und abgeblasen werden, wie es während des Gebrauches passend ist, oder für die bequeme Lagerung des Segels abgeblasen werden.
Jedes Lüftungsloch umfaßt vorzugsweise ein Loch in einem der äußeren Membrane des Segels und Einrichtungen, die das Loch mit der Tasche, die durch die innere Membran und die andere äußere Membran des Segels gebildet wird, verbindet.
Als ein Ergebnis kann die Tasche auf der leeseitigen Seite des Segels gefüllt werden und die Tasche auf der luvseitigen Seite kann durch den Druck des Windes auf das Segel entleert werden.
Vorzugsweise erstreckt sich die Verbindungseinrichtung zwischen dem Loch in der äußeren Membran und einem korrespondierenden Loch in der inneren Membran. Die Verbindungseinrichtung kann einen zusammenlegbaren Schlauch umfassen. Wenn eine Tasche durch den Wind dem Segel zugehörig abgeflacht wird, so legt sich der Schlauch, welcher durch die Tasche hindurchläuft, ebenso zusammen.
Die Lüftungslöcher sind vorzugsweise voneinander abgesetzt. Als ein Ergebnis sind die Taschen voneinander isoliert und die Luft kann nicht von einer Tasche in die andere Tasche fließen.
Jedes Lüftungsloch wird bevorzugt ungefähr auf einem Drittel der Breite des Segels von dem luvseitigen Rand des Segels angeordnet. Da der Druckunterschied, welcher quer zu dem Segel während des Gebrauches geschaffen wird, größer in diesem Bereich ist, werden die jeweiligen Taschen schnell und wirkungsvoll gefüllt und entleert.
Es können mit jedem Loch in den äußeren Membranen Einrichtungen zum Abhalten des Wassers vom Eindringen in die Taschen verbunden werden. Spritzer und Regen werden dadurch vom Eindringen in das Segel und vom Reduzieren seiner Funktion durch Erhöhen des Segelgewichtes und Verzerren seiner Form abgehalten.
Es können Einrichtungen zum Hinausdringen von Wasser, welches in die Taschen eingedrungen ist, angeordnet werden. Die Entwässerungseinrichtungen können ein Entwässerungsloch umfassen, welches an dem Durchsickerungsrand des Segels angeordnet ist. Jedes Wasser, das in das Segel eindringt, wird somit schnell entfernt. Das Positionieren des Entwässerungsloches an dem Durchsickerungsrand stellt sicher, daß das herausgedrängte Wasser von dem Segel deutlich weggeblasen wird.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die äußeren Membrane im wesentlichen undurchlässig für Luft und das innere Membran ist dafür geeignet, der Luft zu ermöglichen, durch sie von einer Tasche zu der anderen zu fließen. Solch eine Anordnung erfordert nicht irgendwelche externen Lüftungslöcher und deshalb ist sie für den Gebrauch auf Segelbrettern und in anderen Situationen, wo das Segel ähnlich in das Wasser einzutauchen ist, geeignet.
Die innere Membran kann aus einem luftdurchlässigen Material hergestellt sein, oder kann ein Netz oder Maschen umfassen, oder kann eines oder mehrere Luftlöcher beinhalten. Das Segel kann ein abdichtbares Luftloch zum Einstellen der Luftmenge in dem Segel beinhalten. Wenn Wind an dem Segel anliegt, so wird die luvseitige Tasche abgeflacht und die Luft in dem Segel durchläuft das innere Membran zu der leeseitigen Tasche. Das Segel nimmt somit einen Tragflächen- Querschnitt an, ohne den Gebrauch von externen Luftlöchern.
Das Segel kann eine oder mehrere flexible Rippen beinhalten, die sich zwischen der inneren Membran und jeder äußeren Membran erstrecken. Die Rippen können so geformt werden, daß sie das Segel in einer gewünschten Form halten. Die Rippen haben vorzugsweise die Form einer Tragfläche.
Die Rippen können undurchlässig sein und teilen die Taschen in eine Vielzahl von Zwischenräumen, wobei jeder Zwischenraum ein Luft-Lüftungsloch beinhaltet. Alternativ können die Rippen die Taschen in eine Vielzahl von Zwischenräumen aufteilen, wobei die Rippen dazu geeignet sind, der Luft zu ermöglichen, von einem Zwischenraum zu dem nächsten zu fließen. Jede Rippe kann eines oder mehrere Luft-Lüftungslöcher beinhalten oder kann aus einem luftdurchlässigen Material, oder einer Masche oder einem netzähnlichen Material hergestellt sein.
Die Rippen können sich diagonal abwärts von dem luvseitigen Rand zu dem Durchsickerungsrand des Segels erstrecken und ein Entwässerungsloch kann an der untersten Ecke von jedem verbundenen Zwischenraum angeordnet sein. Wasser wird dazu tendieren, abwärts zu dieser Ecke zu fließen und die Entwässerung wird somit verbessert sein.
Die äußeren Membrane sind vorzugsweise aus einem Material von leichterem Gewicht als das innere Membran hergestellt. Das äußere Membran wird somit von der inneren Membran leicht weggehoben und das Segel wird leicht eine Form annehmen, die eine entscheidende Dicke hat.
Das Segel kann weiterhin Einrichtungen zum Versteifen des Segels beinhalten. Die Versteifungseinrichtungen können in der inneren Membran angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung liefert weiterhin ein Verfahren zur Bildung eines Segels, welches eine innere Membran und auf jeder Seite davon eine äußere Membran, die mit der inneren Membran verbunden ist, umfaßt, wobei jede äußere Membran mit der inneren Membran eine aufblasbare Tasche bildet, wobei das Segel weiterhin einen aufblasbaren Zwischenraum benachbart zu dem luvseitigen Rand beinhaltet, wobei das Verfahren das Aufblasen des aufblasbaren Zwischenraumes vor dem Gebrauch umfaßt, um die Dicke des Segels benachbart zu dem luvseitigen Rand zu erhöhen, und das Aufblasen der Tasche auf der leeseitigen Seite des Segels umfaßt, um die Dicke des Segels zu erhöhen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet jede Tasche ein Luft-Lüftungsloch, und die leeseitige Tasche wird durch die Luft auf geblasen, welche in die Tasche über das Luft-Lüftungsloch wegen der Druckdifferenz, die während des Gebrauchs quer zu dem Segel erzeugt wird, fließt.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die äußeren Membrane des Segels im wesentlichen undurchlässig für Luft und das innere Membran ist dafür geeignet, der Luft zu ermöglichen, durch es hindurch von einer Tasche zu der anderen zu fließen, wobei das Segel vor Gebrauch aufgeblasen wird und die Luft während des Gebrauches von der luvseitigen Tasche zu der leeseitigen Tasche wegen der Druckdifferenz, die quer zu dem Segel erzeugt wird, übertragen wird.
In den beigefügten Zeichnungen stellen die Fig. 1 bis 3b und 8a bis 8c Beispiele von früheren Segeln dar, die von dem vorliegenden Erfinder erfunden wurden. Solche Figuren, die nicht die Ausführungsformen der Erfindung darstellen, sind mit eingeschlossen, um ein komplettes Verstehen der Erfindung zu liefern. Dort wo die früheren Segel, welche in den Fig. 1 bis 3b und 8a bis 8c dargestellt werden, ähnliche Merkmale mit den Segeln, die gemäß der Erfindung ausgeführt sind und in den Fig. 13 bis 17 gezeigt werden, teilen, so sind ähnliche Bezugszeichen benutzt worden. Bestimmte Beispiele von früheren Segeln und Segelausführungen der Erfindung werden nun beschrieben werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1a ein Querschnitt des früheren Hauptsegels ist;
die Fig. 1b und 1c teilweise Seitenansichten des Hauptsegels, welches in Fig. 1a gezeigt wird, sind;
die Fig. 2a eine Seitenansicht von einem hochgezogenen Segel des Standes der Technik ist;
Fig. 3b ein Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 2a ist;
die Fig. 3a und 3b Querschnittsansichten sind, die die Funktion des früheren Segels darstellen;
Fig. 8a eine Seitenansicht einer früheren Segelbrett-Tackelung ist;
die Fig. 8b und 8c alternative Querschnittsansichten der Segelbrett- Tackelung, welches in Fig. 8a gezeigt wird, sind;
Fig. 13 eine Seitenansicht eines Hauptsegels entsprechend der Erfindung ist;
die Fig. 14a, 14b und 14c Querschnittsansichten entlang der Linie XIV-XIV von Fig. 13 sind, wobei sie Abschnitte des kompletten Segels, der inneren Membran und der Luv-Schläuche und eine äußere Membran jeweils zeigen;
die Fig. 15a, 15b und 15c Querschnittsansichten entlang der Linie XV-XV von Fig. 13 sind, welche Abschnitte des kompletten Segels, der inneren Membran und der Luv-Schläuche und einer äußeren Membran jeweils zeigen;
die Fig. 16a, 16b und 16c Querschnittsansichten entlang der Linie XVI- XVI von Fig. 13 sind, welche die Abschnitte des kompletten Segels, der inneren Membran und der Luv-Schläuche und einer äußeren Membran jeweils zeigen; und
Fig. 17 eine Querschnittsansicht eines Segels entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist.
Das frühere Segel, welches in den Fig. 1a und 1b gezeigt wird, umfaßt eine innere Membran 1, eine steuerbordseitige äußere Membran 2 und eine backbordseitige äußere Membran 3. Die äußeren Membrane 2, 3 sind mit der inneren Membran 1 im wesentlichen um ihre Peripherien herum verbunden, um Taschen 4, 5 auf jeder Seite der inneren Membran einzubilden. Die innere Membran 1 liefert den größten Teil der Festigkeit des Segels und kann aus einem Standardsegelmaterial hergestellt sein. Die äußeren Membrane 2, 3 können aus leichteren Gewichtsmaterialien hergestellt werden.
Die Breite von jeder der äußeren Membrane 2, 3 von dem luvseitigen Berührungspunkt zu dem Durchsickerungsberührungspunkt ist bei jeder Höhe des Segels größer als die Breite der inneren Membran 1 zwischen solchen Berührungspunkten. Dies ermöglicht den äußeren Membranen 2, 3 mit Abstand von der inneren Membran 1 angeordnet zu sein, wodurch die Dicke des Segels erhöht wird. Das Segel beinhaltet ein Liek 12 an seinem luvseitigen Randzur Berührung mit einem Masten in einer herkömmlichen Weise.
Ein Luft-Lüftungsloch 6 in der backbordseitigen äußeren Membran 3 ist mit der Steuerbord-Tasche 5 mit Hilfe eines zusammenlegbaren Schlauches 7 aus Segelmaterial verbunden, welches sich durch die Backbordtasche 5 zu einem Loch 8 in der inneren Membran 1 hin erstreckt. Ähnlich ist ein Luft-Lüftungsloch 9 in der steuerbordäußeren Membran 2 mit der Backbordtasche 4 durch einen zusammenlegbaren Schlauch 10 verbunden, welcher sich durch die Steuerbordtasche 5 hindurch auf ein zweites Loch 11 in der inneren Membran erstreckt.
Wie in Fig. 1b gezeigt wird, sind die Luft-Lüftungslöcher 6, 9 ungefähr in einem Drittel des Abstandes von dem luvseitigen Rand zu dem Durchsickerungsrand des Segels angeordnet, wodurch der Unterschied in dem Luftdruck quer zu dem Segel während des Gebrauches am größten ist. Die Löcher 8, 11 in der inneren Membran 1 werden vertikal voneinander versetzt und die Backbord- und Steuerbordtaschen werden somit voneinander isoliert, welches den Luftfluß durch das Segel von einer Seite zu der anderen verhindert.
Der zusammenlegbare Schlauch 7, 10 kann Zickzackfaltung (nicht gezeigt) haben und, wie es in Fig. 1c gezeigt wird, größer im Querschnitt als die verbundenen Lüftungslöcher 6, 9 sein. Die Schläuche 7, 10 sind somit dazu imstande, ohne die verbundenen Luft-Lüftungslöcher zu behindern, zusammenzufallen. Die Luft-Lüftungslöcher 6, 9 können verlängert sein, wie es in der Fig. 1c gezeigt wird, und können mit Cordgewebewindkappen oder aus einem steifen Material ausgestattet sein, um Spritzer und Regen vom Eindringen abzuhalten.
Die Fig. 2a und 2b zeigen ein früheres Hauptsegel, welches auf jeder Seite eine einzelne Tasche hat, die sich über eine wesentliche Fläche des Segels hinweg erstreckt. Ein einzelnes Luft-Lüftungsloch 6, 9 ist auf jeder Seite des Segels angeordnet. Die Luft-Lüftungslöcher 6, 9 sind vertikal voneinander versetzt und die Taschen sind somit voneinander isoliert.
Die innere Membran des Segels ist mit dem Masten 12a in einer herkömmlichen Weise durch ein Liek oder einen Schieber verbunden. Ein Entwässerungsloch 13 ist an einer unteren Ecke von jeder Tasche angeordnet, um das Entwässern von jedem Wasser (z. B. Regen oder Spritzer) zu ermöglichen, die in die Tasche durch die Luft-Lüftungslöcher 6, 9 eingedrungen sind. Das Antennenaufzugsseil 14, der Außenzug 15 und die Takelage 16 sind mit der inneren Membran des Seiles in einer herkömmlichen Weise verbunden.
Die Funktion des früheren Segels wird mit Bezug auf die Fig. 3a und 3b erklärt werden. In Fig. 3a ist das Boot auf dem Backbordkurs mit dem Wind, der in die Richtung bläst, wie es durch den Pfeil A angezeigt wird. Die steuerbord-äußere Membran 2 ist somit auf der Leeseite (niedriger Druck) des Segels angeordnet und die backbord-außere Membran 3 ist auf der Luvseite (höherer Druck) des Segels angeordnet.
Die Druckdifferenz quer zu dem Segel veranlaßt die Luft, durch das Backbordluft- Lüftungsloch 6 und den verbundenen Schlauch 7 und das Loch 8 in die Steuerbordtasche 5 zu fließen. Die Steuerbordtasche 5 wird somit mit Luft gefüllt. Der Fluß der Luft in die Steuerbordtasche 5 wird durch den Pfeil X angezeigt. Zu der gleichen Zeit wird Luft aus der Backbordtasche 4 durch das Steuerbordluft-Lüftungsloch 9 und den Schlauch 10 und das Loch 11 entnommen, wie es durch den Pfeil Y angezeigt wird. Die backbord-äußere Membran 3 liegt somit in Falten gegen die innere Membran 1, wobei die Zickzackfaltung dem Schlauch 7 ermöglicht, sich zusammenzulegen und flach gegen die innere Membran 1 ohne Behinderung des Lüftungsloches 6 sich zu legen.
Da die Breite der äußeren Membranen 2, 3, wie sie von dem luvseitigen Berührungspunkt zu dem Durchsickerungsberührungspunkt gemessen wird, bei jeder Höhe das Segel größer ist als die Breite der inneren Membran 1 zwischen diesen Punkten, wenn die leeseitige Tasche mit Luft gefüllt ist, wird die Wölbung der leeseitigen äußeren Membran 2 größer als die Wölbung der inneren Membran 1. In anderen Worten, die leeseitige äußere Membran 2 hat eine größere Biegung (d. h. einen kleineren Radius der Biegung) als die innere Membran 1. Die luvseitige äußere Membran 3 wird dagegen gegen die innere Membran 1 gepreßt, wodurch die luvseitige Tasche 4 entleert worden ist. Das Segel nimmt einen dicken Tragflächen -Querschnitt mit einer konkaven luvseitigen Oberfläche an, der durch die Form des inneren Membrans 1 definiert wird, und eine konvexe leeseitige Oberfläche an, die durch die Form der leeseitigen äußeren Membran 2 definiert wird.
Fig. 3b zeigt die umgekehrte Situation, in welcher der Behälter auf Steuerbordkurs mit dem Wind, welcher in Richtung bläst, die durch den Pfeil B gezeigt wird, ist. Die Backbordtasche 4 ist nun leeseitig und wird mit Luft gefüllt und die Steuerbordtasche 5 wird entleert. Die konvexe leeseitige Oberfläche wird somit durch die Form der backbord-äußeren Membran 3 definiert und die konkave luvseitige Oberfläche wird durch die Form der hinteren Membran 1 definiert. Das Segel ist somit dazu geeignet, einen dicken asymmetrischen Tragflächen-Querschnitt bei jedem Kurs anzunehmen.
Die Form, welche bei jeder der Membrane 1, 2, 3 während des Gebrauches angenommen wird, wird durch ihr Material und ihren Schnitt bestimmt (z. B. Paneelenformen, Nahtanordnungen usw.), und durch das Positionieren innerhalb der Membran von Leisten und anderen Versteifungsvorrichtungen. Die Form der konkaven luvseitigen Seite des Segels wird durch die Form der inneren Membran 1 bestimmt, wenn die luvseitige äußere Membran gegen die innere Membran gepreßt wird. Die Form der konvexen leeseitigen Seite des Segels wird durch den Schnitt der leeseitigen äußeren Membran bestimmt, welche die äußere Seite der luftgefüllten Tasche bildet.
Wenn die Luft in das Segel eintritt, nimmt die innere Membran und die leeseitige äußere Membran ihre volle Ausdehnung an, welche dem Segel einen Tragflächen- Querschnitt von entscheidender Dicke gibt. Die aerodynamische Funktion des Segels wird dadurch beträchtlich verbessert. Weiterhin nimmt das Segel einen Tragflächen-Querschnitt unabhängig von der Windrichtung relativ zu dem Segel an und ohne den Gebrauch von komplexen Gelenken. Das Segel kann ebenso für die leichte Lagerung gefaltet werden und kann mit einem herkömmlichen Masten verbunden werden.
Die Fig. 8a, 8b und 8c zeigen ein weiteres Beispiel eines früheren Segels, in welchem das Segel zwei luftdurchlässige äußere Membrane 2, 3 (nur das backbord -seitige äußere Membran 3 wird gezeigt) und eine innere Membran 1 umfaßt, welche ein Lüftungsloch beinhalten kann oder aus Maschen oder netzähnlichem Material hergestellt sein kann. Wie in dem früheren Segel, welches oben beschrieben wird, ist die Breite der äußeren Membrane 2, 3, wie sie von dem luvseitigen Rand von dem Segel zu dem Durchsickerungsrand gemessen wird, bei jeder Höhe größer, als die Breite der inneren Membran 1. In diesem Beispiel ist das Segel in einer Form dargestellt, die zum Gebrauch mit einem Segelbrett 26 gebildet ist: sie kann natürlich zum Gebrauch mit anderen Segelbehältern geeignet sein.
Die äußeren Membrane 2, 3 haben keine offenen externen Luft-Lüftungslöcher und somit bilden sie eine abgedichtete Umhüllung, in welcher eine Luftmenge eingeschlossen ist. Die Luftmenge, welche in dem Segel eingeschlossen ist, kann mit Hilfe von abdichtbaren Lufteinlässen 27 eingestellt werden, welche einen Einlaßschlauch umfassen, der ein Ventil oder einen Schließmechanismus hat. Die eingeschlossene Luft ist dazu imstande, relativ frei von einer Tasche zu der anderen durch die durchlässige innere Membran hindurchzufließen.
Das Segel wird in eine Anzahl von Zwischenräumen durch Rippen 17 aufgeteilt, welche die innere Membran mit den zwei äußeren Membranen verbinden und sich von dem luvseitigen Rand des Segels zu dem Durchsickerungsrand erstrecken. Die Rippen sind aus einem durchlässigen oder netzähnlichen Material hergestellt oder beinhalten eines oder mehrere Löcher, um der Luft zu ermöglichen, von einem Zwischenraum zu dem nächsten zu fließen. Alternativ sind die Rippen undurchlässig und die separaten abdichtbaren Lufteinlässe sind für jeden Zwischenraum angeordnet.
Das Segel wird vor Gebrauch durch den Einlaß 27 aufgeblasen und der Einlaß wird dann abgedichtet. Der Luftbetrag, der in das Segel hineingelassen wird, hängt von den Segelbedingungen und den gewünschten Eigenschaften des Segels ab, jedoch wird im allgemeinen ungefähr die Hälfte der Menge, welche zum Füllen des Segels benötigt wird, es sein.
Das Segel funktioniert, wie es in den Fig. 8b und 8c gezeigt wird. Wenn das Segelbrett auf dem Backbordkurs mit dem Wind ist, der in Richtung des Pfeiles C bläst (wie in Fig. 8b gezeigt), veranlaßt die Druckdifferenz quer zu dem Segel die Luft, welche innerhalb des Segels eingeschlossen ist, dazu, durch die durchlässige innere Membran 1 von der luvseitigen Backbordtasche 4 zu der leeseitigen Steuerbordtasche 5 zu fließen. Die backbord-äußere Membran 3 legt sich somit gegen die innere Membran 1 zusammen und die Steuerbordtasche 5 dehnt sich aus, um einen Tragflächen-Querschnitt anzunehmen. Die Form des Tragflächen-Querschnittes wird somit durch die innere Membran 1 bestimmt, welche die Form der konkaven luvseitigen Seite des Segels definiert, und die steuerbord-äußere Membran 2, welche die Form der konvexen leeseitigen Seite des Segels definiert. Die Form des Tragflächen-Querschnittes wird zusätzlich durch die Rippen gesteuert. Leisten und andere Versteifungsvorrichtungen können ebenso angeordnet sein.
Die Form des Segels kann bei Gebrauch durch Einstellen des Luftbetrages, der in dem Segel eingeschlossen ist, verändert werden. Als ein Ergebnis kann das Segel auf die optimale Funktion bei verschiedenen Wetterbedingungen abgestimmt werden.
Wenn das Segelbrett auf den Steuerbordkurs mit dem Wind, der in Richtung des Pfeils D bläst (wie in Fig. 8c gezeigt) wechselt, so wird die Luft, die in dem Segel eingeschlossen ist, zurück durch die durchlässige innere Membran 1 von der luvseitigen Steuerbordtasche 5 in die leeseitige Backbordtasche 4 gezwängt. Die steuerbord-äußere Membran 2 liegt dann gegen die innere Membran 1. Das Segel ist somit dazu imstande, einen asymmetrische Tragflächen-Querschnitt auf jedem Kurs anzunehmen.
Da die Anordnung, die in den Fig. 8a bis 8c gezeigt wird, komplett abgedichtet ist und keine offenen externen Lüftungslöcher hat, durch welche Wasser in das Segel eindringen kann, ist es insbesondere für Segelbrett-Segel geeignet, welche häufig in das Wasser eintauchen. Das Segel könnte ebenso auf schmalen Booten verwendet werden, welche dazu geeignet sind zu kentern, oder bei Bedingungen von schwerem Regen oder Spritzwasser. Die abgedichtete Konstruktion beugt dem Gebrauch von Entwässerungslöchern vor.
Eine Anzahl von Variationen und Modifikationen des Segels, welches oben beschrieben wird, sind möglich. Zum Beispiel können die äußeren Membrane sich über nur einen Teil des Oberflächengebietes der inneren Membran erstrecken, wie den vorderen Teil des Segels, wodurch die erhöhte Dicke den größten Effekt hat, oder nur den unteren Teil des Segels. Die äußeren Membrane werden immer jedoch eine größere Wölbung als die innere Membran haben, so daß das Segel bei Gebrauch einen dicken Tragflächen-Querschnitt annimmt.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird in den Fig. 13 bis 16 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind die Rippen nicht angeordnet und ein Verlaß auf den Schnitt der inneren und äußeren Membrane für die Form des Tragflächen-Querschnittes ist gerichtet. Die inneren und äußeren Membrane 1, 2, 3 sind miteinander um die Peripherie herum des Segels 23 verbunden. Die Backbord- und Steuerbordtaschen 4, 5 erstrecken sich über die gesamte Höhe des Segels. Drei Lüftungslöcher 6, 7 sind für jede Tasche angeordnet, wobei diese bei ungefähr ¼, ½ und der Segelhöhe angeordnet sind. In der Praxis kann nur ein Lüftungsloch für jede Tasche erforderlich sein.
Die innere Membran ist komplett versteift, wobei sechs Leisten 19 in diesem Fall angeordnet sind. Die Lüftungslöcher 40 sind entlang des Durchsickerungsrandes des Segels bei jeder Leistenposition angeordnet, um der Luft zu ermöglichen, von der luvseitigen Tasche auszuströmen. Das Antennenaufzugsseil 14, der Außenzug 15 und die Takelage 16 sind mit der inneren Membran verbunden. Die Form des Segels kann in herkömmlicher Weise durch Einstellen der Spannungen von dem luvseitigen und dem Wickel-Außenzug verändert werden.
Eine Tasche, welche hierin als eine luvseitige Tasche 41 bezeichnet wird, ist auf jeder Seite des Segels angeordnet, benachbart zu dem luvseitigen Rand. Die luvseitigen Taschen 41 sind aus leichtgewichtigem Segelmaterial hergestellt und sind mit der inneren Membran 1 entlang des luvseitigen Randes 23a und entlang einer Naht 42, welche sich über die gesamte Höhe des Segels 23 erstreckt, verbunden. Die luvseitigen Taschen 41 zwischen der inneren Membran 1 und den äußeren Membranen 2, 3 angeordnet. Jede luvseitige Tasche 41 ist an der Kopfseite und dem Fuß des Segels offen, wodurch die oberen und unteren Öffnungen 43, 44 gebildet werden.
Die luvseitigen Taschen 41 sind so aufgebaut, daß sie aufblasbare luvseitige Schläuche 45 halten. Die luvseitigen Schläuche 45 sind aus einem undurchlässigen Material (z. B. Polythendecke) hergestellt und beinhalten Abdichtelüftungslöcher 46, durch welche sie aufgeblasen werden können. Die luvseitigen Schläuche 45 sind in die luvseitigen Taschen 41 eingesetzt und werden aufgeblasen, wodurch gerundete Ausbauchungen auf jeder Seite des inneren Membrans, wie es in den Fig. 14a und 14b gezeigt wird, hergestellt werden.
In der Ausführungsform, die in den Zeichnungen gezeigt wird, hat die luvseitige Tasche 41 eine einheitliche Breite von ungefähr 30% der maximalen Segelsehne von der Wickelhöhe bis zu ungefähr der Hälfte der Höhe des Segels. Danach verjüngt sich die luvseitige Tasche einheitlich in Richtung auf den Kopf des Segels. Die unteren Enden der luvseitigen Taschen 41 verjüngen sich in Richtung auf den Fuß des Segels.
Der Zweck der luvseitigen Taschen ist es, die Dicke des Segels benachbart zu seinem luvseitigen Rand auf der luvseitigen Seite zu erhöhen, wodurch die aerodynamische Wirksamkeit des Segels verbessert wird. Die Größe und der Radius der luvseitigen Schläuche sind so aufgebaut, daß die effektive Länge der luvseitigen Oberfläche gleich oder sehr wenig größer als die effektive Länge der leeseitigen Oberfläche bei jedem Abschnitt entlang der Höhe des Segels ist. Dies stellt sicher, daß irgendein Durchhängen in der luvseitigen äußeren Membran aufgehoben wird, wodurch das Schleifen reduziert wird.
Die gewünschte Form des Segels bei drei verschiedenen Höhen wird für darstellerische Zwecke in den Fig. 14, 15 und 16 gezeigt. Die Fig. 14a, b und c zeigen einen Schnitt durch das Segel bei der Höhe des Knäuels 47. Wenn das Segel komplett aufgespannt ist, um die maximale Mastkrümmung, wie gemessen, herzustellen, so hat die innere Membran 14% Wölbung bei 50% Bogensehne, und die äußere Membran 2 hat 10% bei 40% Bogensehne. Die Wölbung der beiden Oberflächen erhöht sich, wenn der Knäuelaußenzug 15 gelockert wird, wodurch dem Masten ermöglicht wird, sich gerade auszurichten. Die luvseitigen Taschen 41 haben eine Breite gleich der von 0.3C&sub1; und einen Radius der Biegung von 0.2C&sub1;, worin C&sub1; die Länge der Bogensehne bei der Höhe des Knäuels ist.
Die Fig. 15a, b und c zeigen einen Schnitt durch das Segel auf mittlerer Höhe, wie es von dem Knäuel zu dem Kopfbereich gemessen wird. Die innere Membran 1 hat 6% Wölbung bei 50% Bogensehne und die äußere Membran 2 hat 14% Wölbung bei 45% Bogensehne. Die Wölbung von beiden Oberflächen erhöht sich leicht, wenn der Knäuel-Außenzug gelockert wird, jedoch nicht um soviel wie bei der Knäuelhöhe. Die Breite und der Radius der luvseitigen Taschen sind dieselben wie bei der Knäuelhöhe.
Die Fig. 16a, b und c zeigen Schnitte durch ungefähr 85% von der Höhe des Segels, wie es von dem Knäuel 47 gemessen wird. Die innere Membran 1 hat 8% Wölbung, und die äußere Membran 2 hat 16% Wölbung, beide bei 50% Bogensehne. Die luvseitigen Taschen 41 haben eine Breite von 0.33C&sub6; und einen Radius von 0.22C&sub6;, worin C&sub6; die Länge der Bogensehne bei der Höhe ist.
Die luvseitigen Schläuche 45 sind in die luvseitigen Taschen 41 eingesetzt und werden vor Gebrauch aufgeblasen. Während des Gebrauches wird die Tasche 5, welche durch die innere Membran 1 und die leeseitige äußere Membran 2 gebildet wird, mit Luft aufgrund der Druckdifferenz quer zu dem Segel, wie es in der Fig. 14a gezeigt wird, gefüllt. Die luvseitige Tasche 4 fällt zusammen und die äußere Membran 3 wird gegen die innere Membran 1 und die luvseitige Luvtasche 41 gepreßt. Der Aufbau ist natürlich umgekehrt, wenn der Behälter auf den anderen Kurs geht.
Die luvseitige Seite des Segels nimmt somit eine Form an, die einen konvexen Vorwärtsteil und einen konkaven Rückteil hat, während die leeseitige Seite komplett konvex ist. Die Ieeseitige Luvtasche verbessert die Form der leeseitigen Membran durch Veranlassen der Position der maximalen Wölbung, sich von der 50% Bogensehnenposition, worin sie andererseits natürlicherweise auftreten würde, vorwärtszubilden. Die kombinierten Wirkungen der luvseitigen Taschen liefern eine sehr wirkungsvolle Tragflächenform.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird in Fig. 17 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die innere Membran 1 von doppelter Dicke über ungefähr das erste Drittel der Bogensehne, um eine einzelne zentrale luvseitige Tasche 41 zu bilden. Ein aufblasbarer luvseitiger Schlauch 45 aus einem undurchlässigen Material wird in die luvseitige Tasche 41 eingesetzt und wird aufgeblasen, um einen gerundeten Bauch benachbart zu dem Führungsrand des Segels herzustellen.
Wie in der vorherigen Ausführungsform ist der Zweck des luvseitigen Schlauches, die Dicke des Segels benachbart zu seinem luvseitigen Rand zu erhöhen, um so die aerodynamische Wirksamkeit des Segels zu verbessern. Die Größe und der Radius des luvseitigen Schlauches 41 wird so aufgebaut, daß die effektive Länge von der luvseitigen Oberfläche gleich oder sehr gering größer als die der leeseitigen Oberfläche ist, wodurch sichergestellt wird, daß es keine Schlaffstelle in dem luvseitigen äußeren Teil gibt.
Bestimmte mögliche Modifikationen für die Ausführungsformen, welche in den Fig. 13 bis 17 gezeigt werden, werden nun beschrieben werden. Anstelle des Verbundenwerdens mit der inneren Membran entlang des luvseitigen Randes 23a und der Naht 42 können die luvseitigen Taschen 41 an ihren vorderen Rändern direkt mit den äußeren Membranen verbunden werden. Alternativ können die äußeren Membranen 2, 3 direkt mit den Taschen verbunden werden. Beide Verfahren reduzieren den Gesamtbetrag an Material in dem Segel.
Die luvseitigen Taschen 41 können aus undurchlässigem Material hergestellt sein und mit abdichtbaren Luft-Lüftungslöchern ausgestattet sein, wodurch der Gebrauch von separaten luvseitigen Schläuchen sich erübrigt. Es soll so verstanden werden, daß ein luvseitiger Schlauch oder Schläuche im wesentlichen, wie oben beschrieben, mit Bezug auf die Fig. 13 bis 17 in jedes der früheren Segel, die in den Fig. 1 bis 3b und 8a bis 8c gezeigt werden, eingebaut werden können, und solche Segel werden ebenso als innerhalb des Umfanges der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet.

Claims

1. Segel mit einer inneren Membran (1) und auf jeder Seite davon einer äußeren Membran (2, 3), die mit der inneren Membran (1) verbunden ist, wobei jede äußere Membran (2, 3) mit der inneren Membran (1) eine aufblasbare Tasche (4, 5) bildet, in welche und aus welcher Luft fließen kann, gekennzeichnet durch eine Anordnung derart, daß der Druckunterschied über das Segel die leeseitige Tasche (5) dazu veranlaßt, im wesentlichen aufgeblasen zu sein und die luvseitige Tasche (4) dazu veranlaßt wird, im wesentlichen abgeblasen zu sein, wobei die Wölbung der inneren Membran (1) geringer als die der äußeren Membranen (2, 3) ist, wodurch während des Gebrauches die innere Membran (1) zumindest teilweise die luvseitige äußere Membran (3) stützt und ein aufblasbarer Zwischenraum (41) benachbart zu dem Luvseitenrand des Segels angeordnet ist, wobei der aufblasbare Zwischenraum (41) während des Gebrauches aufgeblasen ist, wodurch die Dicke des Segels benachbart zu den Luvseitenrand (23a) erhöht wird.

2. Segel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aufblasbarer Zwischenraum (41) auf jeder Seite der inneren Membran (1) vorgesehen ist.

3. Segel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in welchem der aufblasbare Zwischenraum (41) eine Tasche (41) umfaßt, die einen aufblasbaren Schlauch (45) enthält.

4. Segel nach einem der Ansprüche 1-3, in welchem die Breite des aufblasbaren Zwischenraums (41) ungefähr 30% der Profilsehne des Segels ist.

5. Segel nach einem der Ansprüche 1-4, in welchem der aufblasbare Zwischenraum (41) angeordnet ist, um die Dicke des Segels auf der luvseitigen Seite zu erhöhen.

6. Segel nach einem der Ansprüche 1-5, in welchem der aufblasbare Zwischenraum (41) angeordnet ist, um die Form der leeseitigen Tasche (4) zu modifizieren.

7. Segel nach einem der Ansprüche 1-6, in welchem der aufblasbare Zwischenraum (41) angeordnet ist, um die effektive Länge der lufseitigen Seite des Segels zu erhöhen.

8. Segel nach einem der Ansprüche 1-7, in welchem der aufblasbare Zwischenraum (41) eine abdichtbare Lüftungslocheinrichtung beinhaltet.

9. Segel nach einem der Ansprüche 1-8, in welchem die innere Membran (1) im wesentlichen für Luft undurchlässig ist und jede Tasche (4, 5) ein Lüftungsloch (6, 9) beinhaltet, das angeordnet ist, um den Fluß der Luft in und aus der Tasche zu ermöglichen.

10. Segel der Ansprüche 1-8, in welchem die äußeren Membranen (2, 3) im wesentlichen undurchlässig für Luft sind und die innere Membran (1) dazu geeignet ist, der Luft zu ermöglichen, durch sie aus einer Tasche (4, 5) zu der anderen zu fließen.

11. Verfahren zur Bildung eines Segels mit einer inneren Membran (1) und auf jeder Seite davon einer äußeren Membran (2, 3), die mit der inneren Membran (1) verbunden sind, wobei jede äußere Membran (2, 3) mit der inneren Membran (1) eine aufblasbare Tasche (4, 5) bildet, wobei das Segel weiterhin einen aufblasbaren Zwischenraum (41) benachbart zu dem luvseitigen Rand (23A) beinhaltet, wobei das Verfahren das Aufblasen des aufblasbaren Zwi schenraumes (41) vor dem Gebrauch umfaßt, um die Dicke des Segels benachbart zu dem luvseitigen Rand (23A) zu erhöhen und das Aufblasen der Tasche (5) auf der leeseitigen Seite des Segels mit Hilfe der Druckdifferenz quer zu dem Segel umfaßt, um die Dicke des Segels zu erhöhen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, in welchem jede Tasche (4, 5) ein Luft-Lüftungsloch (6, 9) beinhaltet, wobei die leeseitige Tasche (5) durch Luft aufgeblasen wird, die in die Tasche über das Luft-Lüftungsloch (6) wegen der Druckdifferenz, die während des Gebrauches quer zu dem Segel erzeugt wird fließt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, in welchem die äußeren Membranen (2, 3) des Segels im wesentlichen undurchlässig für Luft sind und die innere Membran (1) dazu geeignet ist, der Luft zu ermöglichen, durch sie von einer Tasche (4, 5) zu der anderen zu fließen, wobei das Segel vor Gebrauch aufgeblasen wird und die Luft während des Gebrauches von der luvseitigen Tasche (4) zu der leeseitigen Tasche (5) wegen der Druckdifferenz, der quer zu dem Segel erzeugt wird, übertragen wird.