EP0192688B1 - Symmetrisches rigg - Google Patents

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EP0192688B1
EP0192688B1 EP85904247A EP85904247A EP0192688B1 EP 0192688 B1 EP0192688 B1 EP 0192688B1 EP 85904247 A EP85904247 A EP 85904247A EP 85904247 A EP85904247 A EP 85904247A EP 0192688 B1 EP0192688 B1 EP 0192688B1
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EP
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sail
longitudinal
rigging
mast
gripping bar
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Peter Dr. Ing. Plica
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H8/00—Sail or rigging arrangements specially adapted for water sports boards, e.g. for windsurfing or kitesurfing
    • B63H8/40—Arrangements for improving or maintaining the aerodynamic profile of sails, e.g. cambers, battens or foil profiles

Definitions

  • the invention relates to a rig according to the preamble of claim 1.
  • Such a rig is known from patent document EP-A-0 083 806.
  • the rig for sailboards described there consists of rigid transverse ribs that are connected to each other by longitudinal spars. The windward edge of the sail is always held by a longitudinal spar and thus stiffened. Continuous pockets and strings are used to attach the sail to the transverse ribs and longitudinal spars.
  • symmetrical rigs are that they can be flown against from two directions, so that in certain maneuvers there is no need to write or change sides. Accordingly, a grip bar for holding the rig is only required on the windward side.
  • an aerodynamically advantageous, elliptical sail outline is structurally easy to implement.
  • a disadvantage is that the mast-like spars on the windward sail edges generate air swirls through their cross-section and thus reduce the propulsion of the sail.
  • mast spars also has a disadvantage. Either they adapt to the curved sail outline as slender, straight rods and are deformed very strongly under wind pressure, or they are pre-curved in a stronger version, which in turn leads to higher costs and storage problems.
  • a symmetrical rig without mast-like spars on the longitudinal edges of the sail is also known from the international application PCT / CH 84/00 104.
  • the mast arranged in the middle is held by a mast pocket in the plane of the sail area, the cross section of the mast being designed so that it partially follows the deformations of the sail area.
  • this solution avoids the vortex-forming mast, the sail profile in the transverse direction, i.e. parallel to the air flow, remains uncontrollable, since shape-retaining components are missing in the transverse direction.
  • this rig like the ones described above, collects water in the mast pocket. This makes it difficult to pull the rig out of the water.
  • the invention has for its object to design a rig of the type mentioned so that longitudinal spars on the sail edges are eliminated and the sail surface is made largely free of deformation by suitable additional components.
  • the key-shaped sail surface with the stiffening elements is to form a composite component by expedient arrangement and connection of all parts to one another, which due to its favorable carrying behavior enables a reduction in the dimensions of the individual elements, in particular the longitudinal spars.
  • Figure 1 shows an overview of the various components of the rig in an advantageous embodiment with a longitudinal spar 2 and three transverse ribs 8, one of which is provided with a handle bar 4.
  • the sail surface 1 which is doubly curved in the same direction and preformed during manufacture, is made of high-strength material and is connected to the longitudinal spar and the transverse ribs only at the edges by means of short insertion tabs or belts.
  • the rig gets its final shape by tensioning the sail area 1 against the longitudinal spar 2 at the base of the rig.
  • battens of known type are arranged between the transverse ribs and are likewise only held at the sail edges.
  • the rig is guided by the sailor with the handle bar 4.
  • the line 7 is used in a known manner for pulling up the rig with the special feature that the upper end of the line 7 can be displaced via a ring on the tension band 6 of the transverse rib 8. This allows the rig to be pulled up on one side or the other as desired.
  • a slight longitudinal curvature is formed in the sail area 1 in the region of the longitudinal axis. If the straight longitudinal spar 2 is tensioned against the sail surface during construction, it must follow the curvature and develop restoring forces which generate tensile forces in the sail surface 1 essentially along the sail edges. This makes the rig dimensionally stable and self-supporting without external stress.
  • the mode of operation of the rig described here is not limited to the combination of a longitudinal spar 2 with three transverse ribs. Depending on the size and special requirements, the cross ribs can be used in any number.
  • a reinforcement of the sail area 1 in highly stressed areas by tapes, ropes or other suitable materials is also appropriate in special cases.
  • the longitudinal spar 2 is guided according to Figure 1 through openings 9 in the ribs 8. This results in a simple, non-positive connection and in the assembled state immovable connection between the ribs 8 and the longitudinal spar 2.
  • the ends of the ribs 8 are connected to the sail area 1 by short insertion tabs 13.
  • the ribs 8 are first laid flat on the spread sail surface 1, the stretched width of which corresponds to the arc length of the rib 8 between the insertion flaps 13. Since only the shorter chord length between the rib ends is required to insert the rib 8, the rib 8 can be easily inserted into the insertion tabs 13. Thereafter, the rib 8 is rotated 90 ° into the final position, the sail surface 1 lies against the leeward, curved rear side of the rib 8 and is tensioned at the same time. The longitudinal spar 2 then passed through the opening 9 secures the rib 8 against unintentional turning back.
  • variable rib cross section in FIG. 2 is evident from the associated sections in FIGS. 3 and 4.
  • the approximately flat-triangular cross-sectional shape according to section a-a is approximately retained in the outer quarters of the rib length. From the quarter point onwards, the cross-sectional height then increases increasingly to the center of the rib according to section b-b, the cross-section merging into a narrow rectangle.
  • FIGS. 3 and 4 apply when wood is used as a building material.
  • open or closed profile cross sections with or without foaming are preferred, depending on the manufacturing process, while preserving the outer contour.
  • the design of the ribs 8 described here is on the one hand adapted to the stress caused by the wind forces and thus leads to less rib deformation. On the other hand, it enables the formation of the rib opening 9 for the advantageous, simple connection of the rib 8 to the longitudinal spar 2.
  • FIG. 5 shows the cross rib 8 connected to the grip strip 4. Since in this cross rib the full sail force occurring in the longitudinal spar 2 must be transmitted to the surfer via the grip strip 4, an adjustable drawstring 10 becomes between the center of the rib 8 and the center the handle bar 4 arranged, which largely reduces the stress and thus the deformation of the rib 8 and the handle bar 4.
  • an oval opening 12 shown in FIG. 1 is also provided in the sail area 1. It serves as a sail window and at the same time as an expansion compensator for the sail area 1.
  • the areas of the sail area 1 that are subject to high stress on both sides of the opening 12 undergo a plastic, irreversible deformation ( «sail bar») in the longitudinal direction of the sail, which in turn leads to a Reduction of the longitudinal curvature formed in the sail surface 1 leads.
  • This undesirable effect can be eliminated by the fact that the sail area 1 in the area of the longitudinal spar 2 is also stretched in the longitudinal direction.
  • the opening 12 will closed by an easily deformable material, which yields when the longitudinal spars 2 are tightened against the sail surface 1 and thus leads to the required expansion. It is important to ensure that reinforcement strips made of canvas or other low-stretch material running parallel to the longitudinal axis of the sail are avoided within the opening 12.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Rigg nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Rigg ist aus dem Patentdokument EP-A-0 083 806 bekannt. Das dort beschriebene Rigg für Segelbretter besteht aus steifen Querrippen, die durch Längsspieren miteinander verbunden sind. Der luvseitige Segelrand wird stets durch eine Längsspiere gehalten und somit versteift. Zur Befestigung des Segels an den Querrippen und Längsspieren dienen durchlaufende Taschen und Verschnürungen.
  • Ein weiteres Rigg ist aus der Fachliteratur (DE-Zeitschrift «Surf», Heft 12/83, Seite 49) bekannt, bei dem die mastartigen Spieren einen umlaufenden Rahmen bilden und eine schlüsselförmige, ovale Segelfläche umfassen. Das Tuchsegel wird an den Rändern durchlaufend am Rahmen befestigt und besitzt offenbar keine formgebenden Elemente wie Latten oder spezielle Rippen. Ein im konstruktiven Aufbau gleichartiges Rigg wird in der DE-Zeitschrift «Surf», Heft 7/84, Seite 10, erwähnt.
  • Daneben sind weitere Vorschläge für Riggs bekannt, bei denen nur die beiden Längsränder des Segels durch mastartige, gerade oder gekrümmte Spieren gehalten werden (z.B. DE-OS 29 29 884, DE-OS 31 07 097, DE-OS 30 17 362, DE-OS 30 40 218).
  • Der Vorteil symmetrischer Riggs liegt darin, daß sie von zwei Richtungen angeströmt werden können und deshalb bei bestimmten Manövern das Schiften bzw. der Seitenwechsel entfällt. Entsprechend ist eine Griffleiste zum Halten des Riggs nur auf der Luvseite erforderlich. Außerdem ist ein aerodynamisch vorteilhafter, elliptischer Segelumriß konstruktiv leicht zu verwirklichen.
  • Als nachteilig ist anzusehen, daß die mastartigen Spieren an den luvseitigen Segelrändern durch ihren Querschnitt Luftwirbel erzeugen und so den Vortrieb des Segels mindern.
  • Sind nur gekrümmte Randspieren vorhanden, so läßt sich die Wölbung des Segels nur schwer kontrollieren, da die Spieren sich unter Windlast verbiegen und die Form des Segels stark verändert wird.
  • Nachteilig wirkt sich auch die gekrümmte Form von Mastspieren aus. Entweder passen sie sich als schlanke, gerade Stäbe dem gekrümmten Segelumriß an und werden unter Winddruck sehr stark verformt, oder sie werden in stärkerer Ausführung vorgekrümmt, was wiederum zu höheren Kosten und Lagerungsproblemen führt.
  • Die Ausbildung eines symmetrischen Riggs ohne mastartige Spieren an den Segellängsrändern ist aus der US-Patentschrift Nr. 4 369 724 bekannt. Hier werden die Segellängsränder durch Drahtseile gehalten, die ihrerseits an einer tragenden Mast-Gabelbaum-Kombination befestigt sind. Zwischen den Drahtseilen ist ein Doppelsegel gespannt, in dessen Innerem sich der Mast und eine Hälfte des Gabelbaums befinden. Dieser Vorschlag vermeidet zwar die Randwirbel an den Segellängsrändern, ermöglicht jedoch durch die zwangsweise konvex gekrümmten Drahtseile keinen ovalen Segelumriß. Das freihängende Doppelsegel wird weitgehend nur durch Windkräfte in seiner Form beeinflußt und ist deshalb nur schwer zu kontrollieren.
  • Ein symmetrisches Rigg ohne mastartige Spieren an den Segellängsrändern ist weiterhin aus der internationalen Anmeldung PCT/CH 84/00 104 bekannt. Zur Verringerung des Luftwiderstandes wird hier der mittig angeordnete Mast durch eine Masttasche in der Ebene der Segelfläche gehalten, wobei der Querschnitt des Mastes so ausgebildet ist, daß er den Verformungen der Segelfläche teilweise folgt. Diese Lösung vermeidet zwar den wirbelbildenden Mast, das Segelprofil in Querrichtung, also parallel zur Luftströmung, bleibt jedoch unkontrollierbar, da formerhaltende Bauteile in Querrichtung fehlen. Außerdem sammelt sich bei diesem Rigg, wie auch bei den vorher beschriebenen, Wasser in der Masttasche. Das Aufziehen des Riggs aus dem Wasser wird dadurch erschwert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rigg der genannten Gattung so auszubilden, daß Längsspieren an den Segelrändern entfallen und die Segelfläche durch geeignete zusätzliche Bauelemente weitgehend verformungsfrei gemacht wird. Außerdem soll die schlüsselförmige Segelfläche mit den aussteifenden Elementen durch zweckmäßige Anordnung und Verbindung aller Teile untereinander ein Verbundbauteil bilden, das aufgrund seines günstigen Tragverhaltens eine Verringerung in den Abmessungen der einzelnen Elemente, insbesondere der Längsspiere, ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Rigg durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind folgende:
    • 1. Durch Wegfall der Randspieren verringern sich die Wirbelverluste. Die flache, aerodynamisch geformte Längsspiere erzeugt in Segelmitte nur einen Bruchteil der bisherigen Verluste.
    • 2. Durch die aussteifende Wirkung der formstabilen Querrippen wird auch die unter allseitigem Zug stehende Segelfläche weitgehend verformungsfrei. Unkontrollierbare Veränderungen der Segelkrümmung entfallen. Das Rigg wirkt somit wie ein starres Profilsegel mit den bekannten aerodynamischen Vorteilen, wie sie bei asymmetrischen Profilsegeln nur durch mehrteilige, gegeneinander verdrehbare Profilteile erzielt werden.
    • 3. Gekrümmte, mastartige Spieren an den Rändern des Segels sind nicht mehr vorhanden. Sie werden durch eine gerade, einfach zu lagernde Längsspiere ersetzt. Abmessungen und Gewicht der Längsspiere verringern sich aufgrund der Verbundwirkung zwischen Segelfläche und den aussteifenden Elementen.
    • 4. Aufwendige, sich mit Wasser füllende Mast-und Lattentaschen entfallen, da infolge der Segelflächenkrümmung die Längsspiere und die Querrippen gegen das Segel gedrückt werden.
    • 5. Das Herausziehen des Riggs aus dem Wasser ist gegenüber bekannten Segelformen für Segelbretter leichter. Während beim konventionellen Tuchsegel durch wandernde Bauchbildung Wasser verdrängt und verschoben wird, schwimmt das symmetrische Profilrigg auf der Oberfläche oder läßt sich dank der starren Form in drehender Bewegung leicht aus dem Wasser ziehen.
    • 6. Der aerodynamisch vorteilhafte, elliptische Segelumriß ist sehr einfach zu verwirklichen.
  • Die Erfindung wird nachstehend der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.
    • Es zeigen
    • Figur 1 die Ansicht des Riggs in perspektivischer Darstellung
    • Figur 2 die Ansicht einer typischen Rippe, gesehen in Rigglängsrichtung
    • Figur 3 Schnitte a-a und b-b zu Figur 2 und 4
    • Figur 5 die Ansicht der mit der Griffleiste verbundenen Rippe, gesehen in Rigglängsrichtung.
  • Figur 1 zeigt als Übersicht die verschiedenen Bauteile des Riggs in einer vorteilhaften Ausführungsart mit einer Längsspiere 2 und drei Querrippen 8, von denen eine mit einer Griffleiste 4 versehen ist. Die gleichsinnig doppelt gekrümmelte und bei der Herstellung vorgeformte Segelfläche 1 aus hochfestem Material ist mit der Längsspiere und den Querrippen nur an den Rändern über kurze Einstecklaschen oder Gurte verbunden. Beim Aufbau erhält das Rigg seine endgültige Form durch Spannen der Segelfläche 1 gegen die Längsspiere 2 am Fußpunkt des Riggs.
  • Zwischen den Querrippen sind je nach Bedarf Segellatten bekannter Art angeordnet, die ebenfalls nur an den Segelrändern gehalten werden.
  • Das Rigg wird mit der Griffleiste 4 vom Segler geführt. Beim Start dient die Leine 7 in bekannter Art zum Hochziehen des Riggs mit der Besonderheit, daß das obere Ende der Leine 7 über einen Ring auf dem Zugband 6 der Querrippe 8 verschiebbar ist. Dadurch läßt sich das Rigg nach Belieben auf der einen oder anderen Seite hochziehen.
  • In die Segelfläche 1 ist eine leichte Längskrümmung im Bereich der Längsachse eingeformt. Wird die gerade Längsspiere 2 beim Aufbau gegen die Segelfläche gespannt, so muß sie der Krümmung folgen und entwickelt Rückstellkräfte, die in der Segelfläche 1 Zugkräfte im wesentlichen längs der Segelränder erzeugen. Dadurch wird das Rigg ohne äußere Belastung formstabil und selbsttragend.
  • Unter Einwirkung der Windlast vergrößern sich die oben angegebenen Zugkräfte in der Segelfläche 1. Je mehr die Windlast anwächst, desto besser wird die Formstabilität des Riggs.
  • Umgekehrt werden bei entgegengesetzter, unplanmässiger Windlast die Zugkräfte in der Segelfläche geringer. Die Formstabilität nimmt ab, bis die Segelränder zu flattern beginnen. Dieser Zustand ist für die Konstruktion unbedenklich und läßt sich durch Drehung des Riggs in den Wind beenden.
  • Die hier geschilderte Wirkungsweise des Riggs ist nicht auf die Kombination einer Längsspiere 2 mit drei Querrippen beschränkt. Je nach Grösse und besonderer Anforderung können die Querrippen in beliebiger Anzahl verwendet werden.
  • Auch eine Verstärkung der Segelfläche 1 in hochbeanspruchten Bereichen durch Bänder, Seile oder andere geeignete Materialien ist in besonderen Fällen zweckmässig.
  • Die Längsspiere 2 wird gemäß Figur 1 durch Öffnungen 9 in den Rippen 8 geführt. Dadurch ergibt sich eine einfache, kraftschlüssige und im aufgebauten Zustand unverschiebliche Verbindung zwischen den Rippen 8 und der Längsspiere 2.
  • Die Enden der Rippen 8 sind mit der Segelfläche 1 durch kurze Einstecklaschen 13 verbunden. Beim Aufbau des Riggs werden die Rippen 8 zunächst flach auf die ausgebreitete Segelfläche 1 gelegt, deren gestreckte Breite zwischen den Einstecklaschen 13 der Bogenlänge der Rippe 8 entspricht. Da zum Einstecken der Rippe 8 nur deren kürzere Sehnenlänge zwischen den Rippenenden erforderlich ist, läßt sich die Rippe 8 mühelos in die Einstecklaschen 13 einführen. Danach wird die Rippe 8 um 90° in die endgültige Position gedreht, die Segelfläche 1 legt sich der leeseitigen, gekrümmten Rückseite der Rippe 8 an und wird dabei gleichzeitig gespannt. Die anschließend durch die Öffnung 9 geführte Längsspiere 2 sichert die Rippe 8 gegen unbeabsichtigtes Zurückdrehen.
  • Die Ausbildung des veränderlichen Rippenquerschnitts in Figur 2 geht aus den zugehöringen Schnitten in Figur 3 und 4 hervor. Die annähernd flach-dreiecksförmige Querschnittsform gemäß Schnitt a-a bleibt in den äußeren Vierteln der Rippenlänge in etwa erhalten. Vom Viertelspunkt an vergrössert sich die Querschnittshöhe dann zunehmend bis zur Rippenmitte germäß Schnitt b-b, wobei der Querschnitt in ein schmales Rechteck übergeht.
  • Die in Figur 3 und 4 gezeigten Vollquerschnitte gelten bei Verwendung von Holz als Baustoff. Bei einer Ausführung in Kunststoff oder Aluminium sind unter Wahrung der äußeren Umrißform offene oder geschlossene Profilquerschnitte mit oder ohne Ausschäumung je nach Herstellungsverfahren vorzuziehen.
  • Die hier beschriebene Ausbildung der Rippen 8 ist einerseits der Beanspruchung durch die Windkräfte angepaßt und führt damit zu geringeren Rippenverformungen. Andererseits ermöglicht sie die Ausbildung der Rippenöffnung 9 für die vorteilhafte, einfache Verbindung der Rippe 8 mit der Längsspiere 2.
  • Figur 5 zeigt die mit der Griffleiste 4 verbundene Querrippe 8. Da bei dieser Querrippe die volle, in der Längsspiere 2 auftretende Segelkraft über die Griffleiste 4 auf den Surfer übertragen werden muß, wird ein verstellbares Zugband 10 zwischen der Mitte der Rippe 8 und der Mitte der Griffleiste 4 angeordnet, das die Beanspruchung und damit die Verformung der Rippe 8 und der Griffleiste 4 weitgehend verringert.
  • Im Bereich der mit der Griffleiste 4 verbundenen Rippe 8 ist außerdem eine aus Figur 1 ersichtliche, ovale Öffnung 12 in der Segelfläche 1 vorgesehen. Sie dient als Segelfenster und gleichzeitig als Dehnungskompensator für die Segelfläche 1. Die hochbeanspruchten Bereiche der Segelfläche 1 zu beiden Seiten der Öffnung 12 erleiden im Laufe der Zeit eine plastische, nicht rückgängig zu machende Verformung («Segelreck») in Segellängsrichtung, die wiederum zu einer Verringerung der in die Segelfläche 1 eingeformten Längskrümmung führt. Dieser unerwünschte Effekt läßt sich daruch aufheben, daß die Segelfläche 1 im Bereich der Längsspiere 2 ebenfalls in Längsrichtung gedehnt wird. Die Öffnung 12 wird durch ein leicht verformbares Material geschlossen, das bei stärkerem Anspannen der Längsspiere 2 gegen die Segelfläche 1 nachgibt und so zu der erforderlichen Dehnung führt. Dabei ist darauf zu achten, daß innerhalb der Öffnung 12 parallel zur Segellängsachse verlaufende Verstärkungsstreifen aus Segeltuch oder anderem dehnungsarmen Material vermieden werden.

Claims (8)

1. Zur Längsachse symmetrisches, am Fußpunkt dreh- und kippbares, auf der Luvseite mit einer Griffleiste versehenes Rigg mit einer schüsselförmigen Segelfläche, deren Umriß einem polygonal begrenzten Oval entspricht und die durch mastartige Spieren aufgespannt gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß
eine im spannungslosen Zustand gerade, mastartige, in der Segellängsachse angeordnete Längsspiere (2) mit einem flachen, aerodynamisch günstigen Querschnitt und biegesteife, gekrümmte, die Segelfläche (1) aussteifende Querrippen (8) mit mittigen Öffnungen (9) zum Durchführen der Längsspiere (2) vorgesehen sind,
wobei die Längsspiere (2) und die Querrippen (8) an ihren Enden mit den spierenlosen Segelrändern durch Gurte oder Einstecklaschen verbunden sind,
über ihre ganze Länge der Segelfläche (1) luvseitig anliegen
und zusammen mit der Segelfläche (1) ein schüsselförmiges Verbundbauteil bilden.
2. Rigg nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Querrippen (8) die Griffleiste (4) gelenkig angeschlossen ist.
3. Rigg nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Querrippen (8) zusätzlich Segellatten ohne Lattentaschen angeordnet werden.
4. Rigg nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß zum Herausziehen des Riggs aus dem Wasser eine Leine (7) dient, die einerseits fest am Mastfuß und andererseits verschieblich am Zugband (6) der mit der Griffleiste (4) versehenen Querrippe (8) befestigt ist.
5. Rigg nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Griffleiste (4) verbundene Rippe (8) ein verstellbares Zugband (10) aufweist, das die Mitte der Rippe (8) mit der Mitte der Griffleiste (4) verbindet.
6. Rigg nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Segelfläche (1) im Bereich der mit der Griffleiste (4) verbundenen Rippe (8) eine ovale, in der Segellängsachse angeordnete Öffnung (12) aufweist, deren Durchmesser mehr als der halben Segelbreite entspricht.
7. Rigg nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (12) durch ein Material geschlossen wird, dessen Dehnungsmodul erheblich geringer ist als der der umliegenden Segelfläche (1).
8. Rigg nach Anspruch 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (12) nur senkrecht zur Segellängsachse verlaufende Verstärkungsstreifen aus Segeltuch oder anderem dehnungsarmen Material aufweist.
EP85904247A 1984-08-31 1985-08-28 Symmetrisches rigg Expired EP0192688B1 (de)

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DE3514270 1985-04-19
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EP0192688A1 EP0192688A1 (de) 1986-09-03
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ES (1) ES8701644A1 (de)
WO (1) WO1986001481A1 (de)

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