DE8131350U1 - Surfbrett - Google Patents

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-ING. W. ElTlE . DR.RER. NAT.K.HOFFMANN . DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 . D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (08») »11087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

Dr. Otto Stemme, Heideckstraße 29 8000 München 19

Herbert Schultes, Höchelstraße 4, 8000 München 80

Surfbrett

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Surfbrett mit einer Finnenanordnung mit dicht nebeneinander angeordneten Finneneinheiten, die jeweils als schmale langgestreckte platten- oder streifenartige Körper mit Flügelprofilquersehn: ausgebildet sind, deren Profilsehne parallel zur Brettlängsachse verläuft.

Es ist bekannt, daß die RiehtungsStabilität von Surfbrettern in erheblichem Maße von den Finnen beeinflußt wird. Dies gilt insbesondere für den Bereich der Höchstgeschwindigkeiten, in dem die Finnen überwiegend die Richtungsstabilität eines Surfbrettes bestimmen.

Run ist es bekannt, daß in Höchstgeschwindigkeitsbereichen die richtungsstabilisierende Wirkung der Finnen plötzlich Ohne Vorankündigung aussetzen kann. Das Heck eines Surfbrettes bricht in solchen Fällen plötzlich aus. Dieser

Effekt, der zwangsläufig zu nicht ungefährlichen Stürzen führt, wird in der Fachwelt als "spin out" bezeichnet.

Eine Ursache für diesen Effekt wurde darin gesehen, daß in der schnellen Gleitphase Luft unter das Brett gesaugt wird, so daß Luftblasen gegen die Finnen strömen und diese dadurch in ihrer durch die ümströmung mit Wasser bedingten Wirksamkeit gestört werden. Es wurden deshalb im oberen Bereich der Finnen Manschetten angebracht, welche verhindern, daß Luft in den unteren Bereich der Finnen gelangt. Versuche haben jedoch gezeigt, daß sich durch derartige^Manschetten zwar graduelle Verbesserungen erreichen lassen, das Problem des "spin out" jedoch dadurch nicht zu lösen ist.

Eine weitere Ursache für den "spin out-Effekt" ist das Phänomen der Kavitation. .Kavitation tritt dann auf, wenn der Druck derart stark abfällt, daß bei der herrschenden Wassertemperatur der Siededruck des Wassers erreicht wird. In einem solchen Fall bricht der Unterdruck auf der Unterdruckseite aufgrund von Wasserdampfbildung plötzlich zusamme? so daß die richtungsstabilisierende Wirkung schlagartig auf mehr als die Hälfte reduziert wird. Eine derartige plötzliche Reduzierung der richtungsstabilisierenden Wirkung führt ebenfalls zu sogenannten "spin out-Effekten.

Es ist bereits auf die verschiedenste Weise versucht worden, den "spin out-Effekt" zu reduzieren bzw. zu vermeiden. So wurden beispielsweise Finnen vorgeschlagen, bei denen durch eine Verbindung der Oberfläche der einen Finnenseite mit der Oberfläche der anderne Finnenseite über schlitzförmige Durchbrüche die Ausbildung eines Unterdruckes bei schräg angeströmter Finne auf deren Rückseite vermieden wird. Derartig Finnen zeigen auch in hohen Geschwindigkeitsbereichen keinen "spin out" mehr, da kavitative Erscheinungen aufgrund des

Fehlens des Unterdruckes nicht auftreten können. Da derartige Finnen jedoch praktisch nur mit dem auf der angeströmten Seite wirkenden Staudruck arbeiten, ist eine Vergrößerung der Finnenfläche gegenüber herkömmlichen Finnenkonstruktionen erforderlich. Auch muß durch die Vergrößerung der Finnenfläche ein erhöhter Reibungswiderstand in Kauf genommen werden.

Darüberhinaus ist versucht worden, anstelle einer Einzelfinne auf der Brettunterseite eine Anzahl von Finneneinheiten anzuordnen. Derartige Finnenanordnungen wurden bisher in verschiedensten Konfigurationen in der Praxis erprobt, lurch keine dieser bekannten Finnenanordnung konnte jedoch der Effekt des "spin out" sicher vermieden werden.

Zwar wurde durch eine säbelartige Krümmung einzelner Finneneinheiten und eine Vergrößerung der wirksamen Fläche eine gewisse Verbesserung dahingehend erzielt, daß der "spin out-Effekt" erst bei etwas höheren Geschwindigkeiten auftritt. Eine erhebliche Verbesserung konnte jedoch durch eine derartige Formgebung nicht erzielt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein vollkommen neuartiges Surfbrett zu schaffen, durch das ohne Vergrößerung der Finnenfläche das schlagartige Auftreten des "spin-out-Effektes" möglichst weitgehend vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens drei Finneneinheiten im Heckbereich des Furfbrettes in einem Abstand nebeneinander angeordnet sind, der etwa dem 0,3 bis 1,5-fachen der Länge der Profilsehne entspricht.

Der erfindungsgemäBen Anordnung liegt der Gedanke zugrunde, daß durch die relativ dichte Nebeneinanderanordnung von drei oder mehr Finneneinheiten im Heckbereich eines Surfbrettes die Strcnamg weder bei großen

Anströmwinkeln, noch bei Auftreten von kavitativen Effekten plötzlich abreißt. Dies hat zur Folge, daß der Surfer erst in höheren Geschwindigkeiten als bisher mit kavitativen Effekten rechnen muß, beim Eintreten derartiger Effekte jedoch aufgrund des nicht plötzlichen Abreißens entsprechend "vorgewarnt" wird.

Darüberhinaus wird die Strömung generell abrißfester dadurch, | daß die gesamte Finnenfläche durch mehrere in Strömungs- i richtung kurze Finneneinheiten realisiert, ist, auf deren kurzer Oberfläche die an3,iegende Strömung durch .Reibung nur wenig geschwächt wird.

Der Grund, daß die Strömung bei hohen Geschwindigkeiten bzw. großen Anströmwinkeln nicht plötzlich abreißt, ist darauf zurückzuführen, daß die Zirkulationsströmung der einen Finneneinheit jeweils die Zirkulationsströmung der benachbarten Finneneinheit beeinflußt. Diese Beeinflussung, welche sich auf der einen Seite schwächend und der anderen Seite verstärkend auswirkt, führt dazu, daß der Unterdruck auf die Niederdruckseiten der Finneneinheiten in Bezug auf die Anströmrichtung von der Lee- zur Luvseite hin abnimmt. Dies wirkt sich bei einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Finneneinheiten derart aus, als hätten die Finneneinheiten von Lee nach Luv einen stetig abnehmenden Anstellwinkel gegenüber der Strömung. Dies wiederum führt in kritischen Geschwindigkeitsb reichen zu einem stufenartigen Abreißen der Strömung, wodurch sich ein relativ"weiches" Stabilisierungsverhalten des Surfbrettes ergibt, das dem Surfer genügend Spielraum zum Reagieren läßt.

• · · · t ι

Der lichte Abstand zwischen:den Finneneinheiten ist abhängig von den Abmessungen und der Formgebung des Flügelprofilquerschnittes. Vorteilhafte Ergebnisse werden jedoch bei herkömmlichen Querschnittsformen mit einem lichten Abstand zwischen den Finneneinheiten erzielt, der dem -0,3 bis 0,9 fachen der Länge der Profilsehne-entspricht. -

Vorteilhaft ist es, daß die Finneneinheiten eine Länge aufweisen, die etwa dem Vier- bis Achtfachen der Profilsehnenlänge entspricht. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, die Profilsehnenlänge derart zu bemessen, daß sie etwa dem Drei- bis Achtfachen der Profilstärke entspricht.

Grundsätzlich ist es möglich, daß sich die Länge der Profilsehne entlang der Länge der Finneneinheit ändert. Eine besonders wirksame Finnenanordnung wird jedoch dadurch erreicht, daß die Länge der Profilsehne über die gesamte Länge der Finneneinheit konstant ist. In solchen Fällen ist es auch vorteilhaft, die Länge der Profilsehne aller Finneneinheiten gleich auszubilden.

Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Finneneinheiten der erfindungsgemäßen Finnenanordnung fluchtend nebeneinander angeordnet' sind, d.h. die Vorder- und Hinterkanter der einzelnen Finneneinheiten jeweils in einer Ebene liegen. Für besondere Anwendungsfälle kann es jedoch auch zweckmäßig sein, die Finneneinheiten leicht versetzt nebeneinander anzuordnen.

Zur Reduzierung des Formwiderstandes ist es zweckmäßig, die Finneneinheiten in Bezug auf die Fahrtrichtung nach hinten geneigt an der Brettunterseite anzuordnen. Zu diesem Zweck können die Finneneinheiten auch säbelartig gebogen sein.

Um eine in statischer Hinsicht möglichst stabile Finnenanordnung zu schaffen, ist es vorteilhaft, daß die Finneneinheiten im Bereich ihrer der Brettunterseite zugewandter und/oder abgewandten Enden durch einen Steg miteinander verbunden sind.

Ein besonders vorteilhaftes Erscheinungsbild wird erzielt, wenn die nebeneinander angeordneten Finneneinheiten einschließlich zumindest des der Brettunterseite abgewandten Steges zu einer Einheit integriert sind. Diese Einheit kann grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen. Eine strömungsgünstige Anordnung und. ein vorteilhaftes Erscheinungsbild ergibt sich vorzugsweise dann, wenn die Einheit als Registeranordnunc* ausgebildet ist.

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Tun folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Surfbrettes unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine

Finnenanordnung eines Surfbrettes der erfindungsgemäßen Art in einer Ebene parallel zum Surfbrettboden ,

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht der Fig. 1 zur Verdeutlichung des Einflusses der Zirkulationsströmung, und

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die in Figur 1 dargestellte Finnenanordnung.

Wie aus Figur 1 hervorgeht, sind im Falle der dargestellten Finnenanordnung insgesamt sechs Finneneinheiten 1,2,3,4,5 und in einem Abstand A nebeneinander angeordnet, der etwa dem 0,5-fachen der Länge LB der Profilsehne entspricht.

Wird diese Finnenanordnung in Richtung des Pfeiles, d.h. schräg angeströmt, so bildet sich um jede Finneneinheit 1 bis 6 eine Zirkulationsströmung aus. Diese Zirkulationsströmung ist in Figur 2 für die Finneneinheiten 1 und 2 dargestellt.

Wie aus Figur 2 hervorgeht verstärkt die Zirkulationsströmung der Finneneinheit 2 die Zirkulationsströmung der Finnensinheit auf deren Unterdruckseite. Auf der angeströmten Seite der Finneneinheit 1 dagegen wird deren Zirkulationsströmung durch die Zirkulationsströmung der Finneneinheit 2 geschwächt. Auf diese Weise herrscht auf der Unterdruckseite der Finneneinheit 1 ein größerer Unterdruck als auf der Unterdruckseite der Finne 2.

Unter Einbeziehung der in Figur 2 nicht dargestellten Pinneneinheiten 3 bis 6 ergibt sich im Falle einer Anordnung nach Figur 1 somit, daß der Unterdruck auf der Unterdruckseite der Finneneinheit 1 durch die Zirkulationsströmungen der Finneneinheiten 2 bis 6, der Unterdruck auf der Unterdruckseite der Finneneinheit 2 durch die Zirkulationsströmungen der Finneneinheiten 3 bis 6 usw. verstärkt wird. Andererseits wird der Unterdruck der Finneneinheit 6 durch die Zirkulationsströmungen der Finneneinheiten 1 bis 5, der Unterdruck der Finneneinheit 5 durch die Zirkulationsströmungen der Finneneinheiten 1 bis 4 usw. geschwächt. Auf diese Weise nimmt der Unterdruck auf den Unterdruckseiten von der Finneneinheit 1 bis zur Finneneinheit 6 schrittweise erheblich ab. Die Gesamtanordnung wirkt daher derart, als hätte die Finneneinheit 2 einen geringeren Anstellwinkel gegenüber der Strömungseinrichtung als die Finneneinheit 1, die Finneneinheit 3 einen geringeren Anstellwinkel als die Finneneinheit 2 usw.

Dies hat zur Folge, daß die Strömung nicht schlagartig an allen Finneneinheiten abreißen kann, sondern zunächst an der Unterdruckseite der Finneneinheit 1, im Anschluß daran an der Unterdruckseite der Finneneinheit 2 und darauffolgend nacheinander an den Unterdruckseiten der Finneneinheiten 3 bis 6 abreißt.

Ein Surfbrett mit einer Finnenanordnung der erfindungsgemäßen Art hat daher in Bezug auf die Stabilisierungswirkung in hohen Geschwindigkeitsbereichen ein relativ weiches Verhalten, das dem Surfer genügend Spielraum zum Beagieren einräumt.

Die in Figur 3 dargestellte perspektivische Ansicht der Finnenanordnung gemäß Figur 1 besitzt Finneneinheiten 1 bis 6, deren Länge etwa dem Vierfachen der Profilsehnenlänge ent-

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spricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist darüberhinaus nicht nur die Länge der Profilsehne über die gesamte Länge jeder Finneneinheit konstant gehalten, sondern auch die Länge der Profilsehne aller Finneneinheiten gleich ausgebildet.

Im Bereich ihrer der Brettunterseite abgewandten Enden sind die Finneneinheiten ferner durch einen Steg 7 miteinander verbunden. Die Finnenanordnung bildet somit eine registerartige Einheit, welche aufgrund des Steges eine sehr hohe Stabilität besitzt.

Claims (12)

HOFFMANN · EtTIJE & PARTNER PATENTANWÄLTE DE.ING.E. HOFFMANN (1930-197«)-Dl PL-ING. W. EITLE · BR.RER.NAT.K.HOFFMANN · DIPl.-lNG.W. LEHN DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 - D-80CI0 MÖNCHEN 81 . TELEFON (089) 911087 . TELEX 05®«19 (PATHE) Dr. Otto Stemme, Heideckstraße 29 8000 München 19 Herbert Schultes, Höchelstraße 4, 8000 München 80 Surfbrett Schutzansprüche

1. Surfbrett mit einer Finnenanordnung mit dicht nebeneinander angeordneten Finneneinheiten, die jeweils als schmale langgestreckte platten- oder streifenartige Körper mit Flügelprofilquerschnitt ausgebildet sind, deren Profilsehne parallel zur Brettlängsachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Finneneinheiten (1,2,3) im Heckbereich des Surfbrettes in einem Abstand (A) nebeneinander angeordnet sind, der etwa dem 0,3 bis 1,5-fachen der Länge (LB) der Profilsehne entspricht.

2. Surfbrett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand dem 0,3 bis 0,9-fachen der Länge (LB)der Profilsehne entspricht.

3. Surfbrett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Finneneinheiten (1 bis 6) eine Länge aufweisen, die dem Vier- bis Achtfachen der Profilsehnenlänge entspricht.

4. Surfbrett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilsehnenlänge jeder Finneneinheit (1 bis 6) etwa dem Drei- bis Achtfachen der Profilstärke entspricht.

5. Surfbrett nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Profilsehne über die gesamte Länge der Finneneinheit (1 bis 6) konstant ist.

6. Surfbrett nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Profilsehne aller Finneneinheiten (1 bis 6) gleich ist.

7. Surfbrett nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Finneneinheiten (1 bis 6) leicht versetzt nebeneinander angeordnet sind.

8. Surfbrett nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Finneneinheiten (1 bis 6) im Bereich ihrer der Brettunterseite zugewandten und/oder abgewandten Enden durch einen Steg (7) miteinander verbunden sind.

9. Surfbrett nach einem oder mehreren der vorhergehedden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Finneneinheiten (1 bis 6) in Bezug auf die Fahrtrichtung nach hinten geneigt angeordnet sind.

10. Surfbrett nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Finneneinheiten (1 bis 6) säbelartig gebogen sind.

11. Surfbrett nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander angeordneten Finneneinheiten (1 bis 6) einschließlich zumindest des der Brettunterseite abgewandten Steges (7) zu einer Einheit integriert sind.

12. Surfbrett nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit als Registeranordnung ausgebildet ist»