EP4261121A1 - Soft-wing-segel - Google Patents

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Publication number
EP4261121A1
EP4261121A1 EP23163479.1A EP23163479A EP4261121A1 EP 4261121 A1 EP4261121 A1 EP 4261121A1 EP 23163479 A EP23163479 A EP 23163479A EP 4261121 A1 EP4261121 A1 EP 4261121A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support device
coupling element
profile
sail
soft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23163479.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Colsman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Avisaro Ag
Original Assignee
Avisaro Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avisaro Ag filed Critical Avisaro Ag
Publication of EP4261121A1 publication Critical patent/EP4261121A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/061—Rigid sails; Aerofoil sails
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/065—Battens

Definitions

  • the invention relates to a profiling support device for a soft wing sail of a sail-powered vehicle, the support device being designed to be inserted between at least two layers of sailcloth which the soft wing sail has in order to provide the soft Wing sail to give a predetermined aerodynamic profile with a profile bottom formed by a layer of canvas and a spaced profile top formed by another layer of canvas.
  • the invention also relates to a soft-wing sail of a sail-driven vehicle with at least one such profiling support device, a set of a soft-wing sail and a mast for attaching the soft-wing sail, and a sail-driven vehicle with at least a mast and at least one soft wing sail attached to the mast.
  • Profile sails are divided into “rigid” sails and “flexible” sails.
  • Rigid profile sails are similar to an airplane wing - they usually have to be placed on a boat using a crane.
  • Flexible, or "soft-wing” sails usually work with a sailcloth, which is displayed through a frame to form an aerodynamic profile.
  • These flexible profile sails can be set, recovered and reefed in a similar way to classic sails.
  • Profile sails use the same functional principle as an aircraft wing. The air flows faster on the more curved top of the profile than on the straight and less curved bottom of the profile. This creates a negative pressure on the top of the profile, which can be used as buoyancy in aircraft or as propulsion in sails.
  • the invention is based on the object of further improving the functionality of a soft wing sail and making it available to a broad market, for example by allowing it to be attached to existing superstructures (masts).
  • the profiling support device can be designed to be relatively simple in terms of its mechanical construction and can therefore be provided cost-effectively. No complicated mechanisms are required to provide length compensation, so the profiling support device can be designed with a simple, robust mechanism that is very durable.
  • the sailcloth used can also be protected, in particular wear caused by the sailcloth sliding along the mast or other components can be avoided.
  • the profiling support device can be used on sails made from commercially available canvas.
  • a soft wing sail designed with one or more profiling support devices can be used like a conventional single-layer sail, especially with regard to setting, reefing and recovering the sail.
  • Such a soft wing sail can easily be retrofitted to existing sail-powered vehicles, even using the existing mast.
  • a further advantage of the invention is that no rotatable or pivotable mast is required, so that no increased effort is required in this regard and proven components can continue to be used.
  • Such a soft wing sail allows the advantages of profile sails to be made more accessible to the broad mass market. Cruising sailors benefit from the comfort factor of more upright sailing and slightly faster sailing. Regatta sailors will pay more attention to speed.
  • a stable construction is achieved through the central bar, e.g. in the form of a central sail batten.
  • This central bar fixes the pivot point for the pivoting coupling element, creates tension in the sailcloth and advantageous longitudinal stability in the sail.
  • the outer strip with the reduced curvature gives the bottom of the profile its shape
  • the outer strip with the increased curvature gives the top of the profile its shape.
  • the bottom of the profile is the side facing the wind (windward side) and the top of the profile is the side facing away from the wind (leeward side).
  • windward side changes to the leeward side.
  • the underside of the profile and the top of the profile change equally.
  • the coupling element automatically, for example by wind power and/or by an external force, or due to manual actuation, carries out a pivoting movement, in which the curvature of one outer bar is reduced and the curvature of the other outer bar is increased.
  • the sail-powered vehicle may be a watercraft, for example a sailboat, sailing ship or a windsurfer, or a land vehicle, for example a sand yacht.
  • the central strip extends in the longitudinal direction of the aerodynamic profile through the coupling element and/or past the outside of the coupling element.
  • an overall compact and flat support device can be formed.
  • the coupling element can be supported by the central bar extending through or outside, so that the pivoting movement of the coupling element only takes place in the plane defined by the central bar.
  • the coupling element can, for example, have a plate-like base body to which the outer strips and the central strip are attached.
  • the coupling element can in particular have two plate-shaped base bodies spaced apart from one another, between which a free space is formed through which the central strip extends.
  • the outer strips can also extend at least a little way into the free space.
  • the central strip extends beyond the end of the coupling element pointing towards the front of the aerodynamic profile.
  • the coupling element is connected to the central bar by means of a pivot joint.
  • the swivel joint can be, for example, a joint that can be rotated about an axis of rotation.
  • the axis of rotation can, for example, run perpendicular to the at least one plate-shaped base body of the coupling element, for example parallel to the mast of the vehicle.
  • one or two outer strips are each connected to the coupling element by means of a pivot joint.
  • the swivel joint can be, for example, a joint that can be rotated about an axis of rotation.
  • the central strip and/or the outer strips can be reliably and easily pivotably connected to the coupling element.
  • the axes of rotation of the existing swivel joints can run parallel to one another.
  • the coupling element can form a nose region of the aerodynamic profile on its side facing the front of the aerodynamic profile.
  • a respective outer strip is connected to the coupling element by means of a pivot joint, through which an axis of rotation is formed when the outer strip is pivoted, which directly adjoins the outside of the aerodynamic profile formed by the profile-forming support device, so that the The layer of canvas assigned to the respective profile side directly adjoins the axis of rotation.
  • the required length compensation on the sailcloth when turning or jibing is provided particularly precisely by the profile-forming support device, so that there is no folding in the sailcloth in this area.
  • a uniform transition from the nose area of the coupling element to the respective outer strip can be created.
  • the curved shape of the nose area can merge evenly into the curvature of the outer strip, for example without sudden changes in the curvature.
  • a swivel joint can be used for coupling the outer strip with the coupling element, which provides a virtual external axis of rotation, for example similar to furniture hinges.
  • the transition from the nose area of the coupling element to the outer strip can be realized evenly and without steps or shoulders. This further improves the aerodynamics of the soft wing sail.
  • one outer strip or both outer strips are fixed to the layer of canvas assigned to them, for example by means of Velcro or another releasable fixation.
  • connection point of the central strip with the coupling element is arranged in the longitudinal direction of the aerodynamic profile behind the connection points of the outer strips with the coupling element.
  • the coupling element can automatically, ie even without manual operation by the user, for example using wind power alone, carry out the required pivoting movement when the direction of the wind flowing onto the soft wing sail changes, for example during a tack or jibe.
  • the support device has one or more cross struts through which an outer strip is supported relative to another outer strip.
  • cross struts Through such cross struts, a desired profile course of the aerodynamic profile can be ensured in a defined manner over the longitudinal extent.
  • the bending of the outer strips can be advantageously formed by one or more cross struts.
  • the outer strips are spread apart by such cross struts.
  • the cross struts are not fixed to the central bar.
  • the cross struts extend transversely, for example approximately at right angles, to the central bar.
  • the coupling element has a fastening surface which is set up to fasten the canvas of the soft wing sail to the coupling element.
  • the canvas can be attached to the fastening surface in a loose, i.e. movable, or fixed position. In the latter case, the canvas cannot be displaced relative to the fastening surface, which has the advantage that wear of the canvas due to friction is avoided.
  • the central strip can protrude from the coupling element on the side of the fastening surface. The protruding end of the central bar can be used to attach the software wing sail to the mast.
  • the central strip in a profile end region of the aerodynamic profile the central strip is connected to the outer strips, in particular is directly firmly connected.
  • the layers of canvas connected to one another in the area of the leech can rest in a fixed position and, in particular, no length compensation is required when turning or jibing in the area of the leech.
  • the leech of the sail forms the end section of the aerodynamic profile.
  • connection point of the central strip with the coupling element is spaced at least as far from the connection points of the outer strips with the coupling element as the connection points of the outer strips with the coupling element are spaced apart from one another.
  • the connection points of the central strip and the outer strips with the coupling element can lie in the corner points of an isosceles triangle.
  • the rigidity of the central bar and the outer bars can basically be chosen arbitrarily.
  • the stiffness of the central bar can be less than or equal to the stiffness of the outer bars.
  • the outer strips can be designed with identical rigidity. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the rigidity of the central strip is greater than the rigidity of the outer strips, in particular at least by a factor of 1.5. In this way, a particularly robust construction of the support device can be combined with easy deformability of the outer strips, which should be able to be easily changed in terms of their curvature during a turn or jibe.
  • the support device in the nose area of the aerodynamic profile, in particular on the central bar has a mast fastening element for fastening the support device to a mast of the sail-powered vehicle.
  • a mast fastening element for fastening the support device to a mast of the sail-powered vehicle.
  • the support device and a soft wing sail equipped with it can be easily attached to the mast of the sail-powered vehicle.
  • the soft wing sail can be attached there like a conventional sail.
  • a mast slider can be present as a mast fastening element, which can slide along a profile contour of the mast.
  • the coupling element has a convex curvature on its side facing the front of the aerodynamic profile in order to form a nose region of an aerodynamic profile.
  • the coupling element can in particular be curved similar to a nose region of an aircraft wing profile.
  • a soft wing sail of a sail-driven vehicle having at least two layers of canvas, between which at least one profiling support device of the type explained above is inserted in order to provide the soft -Wing sail to give a predetermined aerodynamic profile with a profile bottom formed by a layer of canvas and a spaced-apart profile top formed by another layer of canvas.
  • the profiling support devices arranged within the canvas thus act like profile sail battens that are covered with the canvas.
  • the underside of the profile is formed by the windward layer of canvas and the top of the profile is formed by the leeward layer of canvas.
  • the soft wing sail form the profile on both sides, i.e.
  • profiling support devices distributed in the longitudinal direction of the mast, for example at equal or unequal distances from one another.
  • the support devices can be arranged essentially parallel to one another.
  • the support devices can have the same or different lengths in order to form corresponding profile depths of the aerodynamic profile.
  • support devices arranged further down on the mast can have a greater length than support devices arranged further up on the mast.
  • a set consisting of a soft wing sail, in particular a soft wing sail of the type explained above, and a mast for attaching the soft wing sail, the mast being attached to the nose area of the aerodynamic profile of the soft wing sail and / or at least one air guide element, through which the flow resistance of the mast with the attached soft wing sail can be reduced.
  • the mast can have a concave contour on the side facing the nose area of the aerodynamic profile of the soft wing sail, which is designed as a counterpart to the convex contour of the nose area.
  • the task mentioned at the beginning is also achieved by a sail-driven vehicle with at least one mast and at least one soft wing sail of the type explained above attached to the mast.
  • the advantages explained above can also be realized in this way.
  • the soft wing sail and the mast can be formed from a previously explained set.
  • the Figure 1 shows a sail-powered vehicle 1 in the form of a sailboat, which has a hull 2 and a mast 3 attached to the hull 2.
  • the mast 3 can be attached to the hull 2 in a conventional manner and can be supported, for example, via shrouds.
  • a soft wing sail 4 is attached to the mast 3.
  • the soft wing sail 4 has an aerodynamic profile predetermined by support devices arranged therein, which is formed by layers 40, 41 made of canvas arranged on the outside.
  • the aerodynamic profile has a concave curvature in the front area where the air flows, the so-called nose area 42, and extends to a profile end area 43, which also forms the leech of the soft wing sail 4.
  • In the nose area 42 there are fastening elements for attaching the soft wing sail 4 to the mast 3.
  • the Figure 2 shows a profiling support device 5 arranged in the soft wing sail 4, which is designed like a profiling framework or a profiling batten.
  • the mast 3 is also shown to illustrate how the sail 4 or the profile-forming support device 5 can be attached to the mast 3.
  • the support device 5 has a central strip 6 and two outer strips 7, 8.
  • the central strip 6 is arranged between the outer strips 7, 8.
  • the central bar 6 is pivotally connected to a pivotable coupling element 9 by means of a pivot bearing 91.
  • the central strip 6 extends beyond this connection point with the coupling element 9, i.e. the pivot bearing 91, towards the nose area and projects there with a section 60 out of the coupling element 9.
  • This section 60 can be used to attach the support device 5 to the mast 3, for example by arranging a mast fastening element on section 60, which can be received in a fastening groove 30 of the mast 3 and guided therein.
  • the outer strip 7 is connected to the coupling element 9 by means of a pivot bearing 92.
  • the outer strip 8 is connected to the coupling element 9 by means of a pivot bearing 93.
  • the outer strips 7, 8 and the central strip 6 are connected to one another at the rear end 95 of the profile, the connection can be a rigid or an articulated connection.
  • the coupling element 9 has on its side facing the mast 3, i.e. the side facing the nose area of the aerodynamic profile, a fastening surface 90, which serves to fasten the canvas of the soft wing sail 4 to the coupling element 9.
  • the aerodynamic profile of the soft wing sail is defined by the shape of the fastening surface 90 in the nose area and behind it by the shape of the outer strips 7, 8.
  • the canvas lies closely against the outer strips 7, 8 and the fastening surface 90.
  • one or more can be used to ensure a defined profile history
  • Cross struts 10 may be present, through which a defined distance between the outer strips 7, 8 is determined.
  • several transverse webs 10 can be arranged spaced one behind the other in the longitudinal direction. Since the central bar 6 is intended to change in terms of its position relative to the outer bars 7, 8 during operation of the soft wing sail 4, there is advantageously no connection between the central bar 6 and a cross strut 10.
  • the Figure 2 shows the support device 5 in a neutral position, which is assumed, for example, when the soft wing sail 4 is blown by the wind directly from the front.
  • the central bar 6 runs approximately in the middle between the outer bars 7, 8.
  • this profile shape changes depending on whether the sailboat is sailing over the starboard bow or port bow.
  • a pivoting movement of the coupling element 9 can take place relative to the central bar 6, which results in the curvature of one of the outer bars 7, 8 being increased and the curvature of the other outer bar being reduced.
  • the Figure 3 shows the front area of the support device 5 and the mast 3 in a pivoting position of the coupling element 9, which is assumed when the wind flows from the port side, ie when sailing over the starboard bow.
  • the central bar 6 is now arranged relatively close to the outer bar 8.
  • the distance between the outer bar 7 and the central bar 6 is increased.
  • the outer strip 7 now has a greater curvature than in the neutral position Figure 2 .
  • the curvature of the outer strip 8 is reduced.
  • the outer strip 7 forms the corresponding contour for the canvas on the top side of the aerodynamic profile
  • the outer strip 8 forms the contour for the canvas on the underside of the profile.
  • the Figures 4 and 5 illustrate an advantageous construction of the coupling element 9 in various views, each in the in Figure 2 neutral position shown.
  • the coupling element 9 can be formed from two plate-shaped base bodies 94 which are spaced apart from one another and arranged essentially parallel to one another and which are connected to one another via the pivot bearings 91, 92, 93.
  • the central strip 6 extends through the pivot bearing 91 to the section 60 protruding at the front.
  • the fastening surface 90 for fastening the canvas in the nose area is divided into two, ie by an area arranged on the upper base plate 94 and one on the lower one Base plate 94 arranged further area is formed.
  • the Figure 6 shows the front section of the support device 5 in a front view, ie with a view towards the fastening surfaces 90. To the left of the outer strip 7 and to the right of the outer strip 8, the respective layers 40, 41 made of canvas are shown for clarity.
  • the Figure 7 shows the end region 95 of the support device 5. It can be seen that the outer strips 7, 8 and the central strip 6 are connected to one another there, for example by gluing and/or screwing.
  • FIGS 8 to 10 illustrate the pivoting movement of the coupling element 9 when the soft wing sail 4 flows from different wind directions as well as the corresponding varying curvature of the outer strips 7, 8.
  • the layers 40, 41 made of canvas are not shown, but one can imagine that they cover the outer strips 7, 8 and the fastening surface 90.
  • the Figure 8 shows the arrangement when sailing over the starboard bow.
  • the wind flows in from the port side, so that similar to Figure 1 the canvas layer 40 forms the underside of the profile and the canvas layer 41 forms the profile top of the aerodynamic profile.
  • the underside of the profile or the outer strip 8 can have a rectilinear shape or a slight concave curvature, the top side of the profile or the outer strip 7 is relatively strongly convexly curved.
  • vehicle 1 now changes course to sail over the starboard bow, the in Figure 10 arrangement shown.
  • the coupling element 9 now pivots into the opposite position.
  • the outer strip 7, which supports the canvas layer 41 now faces the wind and defines the profile of the underside of the profile. Accordingly, the outer strip 7 is now curved straight or slightly concave.
  • the outer strip 8, which supports the canvas layer 40 is now facing away from the wind and defines the profile of the top of the profile. Accordingly, it is now relatively strongly convexly curved.
  • the Figure 9 shows an example of the neutral position of the profiling support device, ie the position when the wind flows in a straight line from the front.
  • the two outer strips then have essentially the same concave curvature, with the curvatures being smaller than the curvatures of the outer strips on the top of the profile according to Figures 8 and 10 .
  • the profile change of the soft wing sail 4 from one side to the other can be done automatically by the wind pressure and aerodynamics.
  • the angle of incidence of the wind on the soft wing sail 4 changes.
  • the sail 4 can be adjusted to the angle of attack to the wind that is suitable for the direction of travel of the vehicle 1 using a main sheet, as with a conventional sail become.
  • an overpressure forms on the windward side of the sail 4 and a negative pressure on the leeward side.
  • the profile or the coupling element 9 is automatically “sucked” or “pressed” into the correct position.
  • FIG. 11 shows that a control sheet 11 can be attached to the left and right side of the coupling element 9, for example by attaching the control sheet 11 to or near the pivot bearings 92, 93 with which the outer strips 7, 8 are connected to the coupling element 9 are connected.
  • the control sheets 11 can be guided by a cable guide 61 attached to the central bar 6 and led out of the sail on the underside of the sail 4. If one control sheet 11 is pulled, this causes a pivoting movement to the right. If the other control sheet 11 is pulled, a pivoting movement to the left is caused.
  • a respective control sheet 11 In order to control the coupling elements 9 of several support devices 5, it is possible for a respective control sheet 11 to be guided through all or more support devices in order to control all or more coupling elements 9. In this way, for example, several or all coupling elements 9 of the support devices 5 can be controlled by only two control sheets 11.
  • the Figure 13 shows a design of a support device 5, in which an elastic tension element 13 under tension is present for the defined pivoting of the coupling element 9, for example a rubber rope or a spring.
  • the tension element 13 is fastened on the one hand to the central bar 6, in particular to a fastening element 62 of the central bar 6, which is clearly spaced from the coupling element 9, for example at least by the length of the coupling element 9.
  • the tension element 13 is fastened to a fastening point 96 in the area of the central axis of the coupling element 9.
  • the attachment point 96 of the tension element 13 should be sufficiently spaced from the pivot bearing 91 in order to achieve the desired effect, for example approximately in the middle between the pivot bearings 91, 92, 93.
  • the tension element 13 supports a bistable functionality of the coupling element 9. If the coupling element 9 has assumed its new pivoting position after a turn or gybe, this state is stabilized by the tension element 13. This has the advantage that the profile of the soft wing sail 4 does not change again in an undesirable way, even if there is no wind for a short time, for example. Only when there is a change of course, i.e. a turn or gybe, does the coupling element 9 pivot into the corresponding opposite position. Due to the tension element 13, the entire support device 5 "flips" into a stable position as soon as the coupling element 9 has carried out a pivoting movement over the central apex.
  • the mast can, for example, have a profile adapted to the nose area of the aerodynamic profile of the soft wing sail 4.
  • the mast 3 can have at least one air guide element, through which the flow resistance in this area is reduced.
  • a further advantageous design for optimizing the aerodynamic flow in this area is, for example, that, as with a classic rig of a sail-powered vehicle, a jib, ie a headsail, is used, which is partially connected to the soft-wing sail 4 used as the mainsail overlapped.
  • the Figure 14 shows a further advantageous design option for the transition between the mast 3 and the soft wing sail 4 to optimize the aerodynamics in this area.
  • the section 60, with which the front of the soft wing sail 4 is connected to the mast 3 is significantly extended, for example to a dimension that corresponds at least to the profile length of the mast profile. In this way, a larger gap is created between the mast 3 and the nose area of the soft wing sail 4. This allows an air flow to flow better around the mast 3 and flow along the nose area of the aerodynamic profile of the soft wing sail 4 with reduced turbulence.
  • wind deflector elements 31 shapelets
  • the air flow can be advantageously redirected and can in this way flow along the mast 3 and the aerodynamic profile of the soft wing sail 4 with less turbulence.
  • the wind deflectors 31 can be attached to the mast 3, for example, by connecting pins 32 arranged at certain distances from one another.
  • Such wind deflectors 31 can also advantageously be retrofitted to existing masts.
  • the wind deflectors 31 can be designed, for example, as profiled elements which have a shape or profile that follows the outer contour of the mast 3.
  • the wind deflectors 31 can be made, for example, from sheet metal, plastic or another suitable, sufficiently stable material.
  • FIG. 17 An advantageous option for attaching the soft wing sail 4 to the boom 33 of an otherwise conventional sailboat rig is illustrated.
  • the soft wing sail 4 is attached to the mast 3 via mast sliders.
  • a boom 33 to which the main sheet 12 is attached in the rear area.
  • the front of the tree 33 is attached to the mast 3 and is pivotably mounted there.
  • the soft wing sail 4 can be connected to the boom 33 on its underside via a front connecting element 35 and a rear connecting element 36.
  • the connecting elements 35, 36 can be designed, for example, as short pieces of rope, shackles or similar connecting elements.
  • the front connecting element 35 can be connected to the central bar 6 at a point just behind the coupling element 9 be connected (seen from mast 3).
  • the rear connecting element 36 can be connected to the central strip 6 in the rear area or can be attached directly to the connection point 95 at which the central strip 6 is connected to the outer strips 7, 8.
  • the Figure 18 shows a mast slider 37 attached to the mast 3 in detail.
  • the mast slider 37 has a profile element 38 facing the mast 3, which can be inserted in a form-fitting manner into the inner profile contour of the mast 3 and can be moved in the longitudinal direction of the mast.
  • the mast slider 37 has a joint arrangement 39 which, similar to a cardan joint, creates a connection to the section 60 of the central bar 6 that can be pivoted about two mutually orthogonal spatial axes.
  • the mast slider 37 can, for example, be designed similarly to a conventional mast slider with which a tree is attached to the mast.
  • the Figure 19 shows an embodiment of a profile-forming support device 5, in which the outer strip 7 is connected to the coupling element 9 by means of a pivot bearing 92, which has an axis of rotation 7a offset towards the outside (indicated by the "x").
  • the outer strip 7 forms a uniform, step-free transition to the curved nose contour 90 of the coupling element 9.
  • the axis of rotation 7a is arranged so far out that it practically borders directly on the layer 40, 41 made of canvas, which is located on the outer strip 7.
  • the other outer strip 8 can be connected to the coupling element 9 via a comparable pivot joint 93 as the outer strip 7, ie also with an axis of rotation 7a that is as far outward as possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine profilgebende Stützvorrichtung für ein Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs, wobei die Stützvorrichtung dazu eingerichtet ist, zwischen wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch, die das Soft-Wing-Segel aufweist, eingesetzt zu werden, um dem Soft-Wing-Segel ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit einer durch eine Schicht aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon beabstandeten, durch eine andere Schicht aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite zu verleihen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs mit wenigstens einer solchen profilgebenden Stützvorrichtung, ein Set aus einem Soft-Wing-Segel und einem Mast zum Anbringen des Soft-Wing-Segels sowie ein Segel-angetriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem Mast und wenigstens einem an dem Mast angebrachten Soft-Wing-Segel.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine profilgebende Stützvorrichtung für ein Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs, wobei die Stützvorrichtung dazu eingerichtet ist, zwischen wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch, die das Soft-Wing-Segel aufweist, eingesetzt zu werden, um dem Soft-Wing-Segel ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit einer durch eine Schicht aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon beabstandeten, durch eine andere Schicht aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite zu verleihen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs mit wenigstens einer solchen profilgebenden Stützvorrichtung, ein Set aus einem Soft-Wing-Segel und einem Mast zum Anbringen des Soft-Wing-Segels sowie ein Segel-angetriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem Mast und wenigstens einem an dem Mast angebrachten Soft-Wing-Segel.
  • Solche Profilsegel, oder "Wing-Sails", haben bessere aerodynamische Eigenschaften im Vergleich zu klassischen Segeln mit einem flachen Tuch. Diese besseren Eigenschaften resultieren in mehr Schub bei gleicher Segelfläche. Im Regattasport werden Profilsegel bereits verwendet, im Breitensport jedoch kaum.
  • Profilsegel unterscheiden sich in "starre" Segel und "flexible" Segel. Starre Profilsegel gleichen einem Flugzeugflügel - sie müssen zumeist mit einem Kran auf ein Boot gestellt werden. Flexible, oder "Soft-Wing" Segel arbeiten zumeist mit einem Segeltuch, welches durch ein Gestell zu einem aerodynamischen Profil ausgestellt wird. Diese flexiblen Profilsegel lassen sich ähnlich klassischen Segeln setzen, bergen und reffen.
  • Profilsegel nutzen das gleiche Funktionsprinzip wie ein Flugzeugflügel. An der stärker gewölbten Profiloberseite strömt die Luft schneller als an der geraden und geringer gewölbten Profilunterseite. Dies erzeugt einen Unterdruck auf der Profiloberseite, der als Auftrieb beim Flugzeug bzw. als Vortrieb beim Segel genutzt werden kann.
  • Während beim Flugzeug immer Auftrieb nach oben erzeugt werden soll, wechselt beim Boot die Richtung, aus der der Wind einfällt. Das heißt, die Profiloberseite muss sich mal auf der linken und mal auf der rechten Seite ausstellen. Die Profiloberseite muss dabei immer länger sein als die Profilunterseite. Diese "asymmetrische" Anordnung erzeugt den besten Vortrieb. Das bedeutet, dass es einen Längenausgleich geben muss, wenn das Profilsegel von der einen auf die andere Seite ausgestellt wird.
  • Beim 36. Americas Cup Segel Wettbewerb wurden medienwirksam Profilsegel eingesetzt. Diese hatten den Längenausgleich am Achterliek (= an der hinteren Kante).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionalität eines Soft-Wing-Segels weiter zu verbessern, sie für einem breiten Markt verfügbar zu machen z.B. dadurch, dass sie an bereits vorhandene Aufbauten (Masten) angebracht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine profilgebende Stützvorrichtung für ein Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs, wobei die Stützvorrichtung dazu eingerichtet ist, zwischen wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch, die das Soft-Wing-Segel aufweist, eingesetzt zu werden, um dem Soft-Wing-Segel ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit einer durch eine Schicht aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon beabstandeten, durch eine andere Schicht aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite zu verleihen, wobei die Stützvorrichtung folgende Merkmale hat:
    1. a) wenigstens eine Zentralleiste und wenigstens zwei Außenleisten, wobei die Zentralleiste zwischen den Außenleisten angeordnet ist,
    2. b) wenigstens ein im Nasenbereich des aerodynamischen Profils angeordnetes, verschwenkbares Kopplungselement, mit dem die Außenleisten und die Zentralleiste miteinander verbunden sind,
    3. c) wobei das Kopplungselement zumindest gegenüber der Zentralleiste verschwenkbar ist,
    4. d) wobei durch Verschwenkbewegung des Kopplungselements gegenüber der Zentralleiste die Krümmung einer auf einer Seite der Zentralleiste angeordneten Außenleiste verringerbar und zugleich die Krümmung einer auf der gegenüberliegenden Seite der Zentralleiste angeordneten Außenleiste vergrößerbar ist.
  • Durch eine solche profilgebende Stützvorrichtung kann die eingangs erläuterte Pro-blematik des Längenausgleichs bei einem Soft-Wing-Segel sehr effizient gelöst werden. Die profilgebende Stützvorrichtung kann dabei hinsichtlich ihrer mechanischen Konstruktion relativ einfach gestaltet sein und dementsprechend kostengünstig bereitgestellt werden. Es sind keine komplizierten Mechanismen für die Bereitstellung des Längenausgleichs erforderlich, sodass die profilgebende Stützvorrichtung mit einer einfachen, robusten Mechanik gestaltet werden kann, die sehr langlebig ist. Zudem kann auch das verwendete Segeltuch geschont werden, insbesondere kann ein Verschleiß durch Entlanggleiten des Segeltuchs am Mast oder anderen Bauteilen vermieden werden.
  • Die profilgebende Stützvorrichtung kann bei Segeln aus handelsüblichem Segeltuch eingesetzt werden. Ein mit einer oder mehreren profilgebenden Stützvorrichtungen ausgebildetes Soft-Wing-Segel kann von der praktischen Handhabung wie ein konventionelles einschichtiges Segel eingesetzt werden, insbesondere auch im Hinblick auf das Setzen, Reffen und Bergen des Segels. Ein solches Soft-Wing-Segel kann bei vorhandenen Segel-angetriebenen Fahrzeugen ohne weiteres nachgerüstet werden, auch unter Verwendung des vorhandenen Masts. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass kein drehbarer oder verschwenkbarer Mast erforderlich ist, sodass auch in dieser Hinsicht kein erhöhter Aufwand anfällt und bewährte Komponenten weiter eingesetzt werden können.
  • Durch die bessere Aerodynamik eines mit der profilgebenden Stützvorrichtung ausgebildeten Soft-Wing-Segels wird mehr Leistung erzielt und der Druckpunkt mit vorteilhaftem Kraftvektor in X-Richtung wandert nach vorne. Dies führt zu:
    • Aufrechterem Segeln (mehr Komfort), d.h. weniger Krängung. Bei Neukonstruktionen kann Gewicht im Kiel gespart werden.
    • Schnelleres Segeln (mehr Spaß, Vorteil bei Wettbewerben, weniger Kraftstoffverbrauch).
    • Weniger Kraftstoffverbrauch, weniger CO2 - auch Segler nutzen den Dieselmotor um Stecken zügig zu überbrücken.
    • "Höher am Wind" - Profilsegel erlauben typischerweise "höher am Wind" zu fahren.
    • Vorteilhafte Konstruktion - kürzerer "Baum", dadurch mehr Komfort und Sicherheit im Cockpit.
  • Ein solches Soft-Wing-Segel erlaubt die Vorteile von Profilsegeln für den breiten Massenmarkt zugänglicher zu machen. Fahrtsegler profitieren von dem Komfortfaktor des aufrechteren Segelns und des etwas schnelleren Segelns. Regattasegler werden mehr auf Geschwindigkeit achten.
  • Die höhere Effizienz macht auch den kommerziellen Einsatz im Frachtbereich attraktiver - zur Reduzierung von CO2 Ausstoß.
    • Soft-Wing Prinzip - lässt sich setzen und bergen
    • Es lassen sich auch dicke Profile erzeugen = gute Performance auch bei leichteren Winden
    • Kann an vorhandener Takelage nachgerüstet werden = großer Markt
    • Benötigt keinen freistehenden Mast aus teuren Werkstoffen wie z.B. Carbon = preiswert
    • Keine sich überlappenden und gegeneinander reibenden Segelflächen = langlebiger
    • Einfache Konstruktion ohne Elektronik und Hydraulik
    • Akzeptablere Optik = größere Markakzeptanz. Im Vergleich zu anderen Systemen sieht ein erfindungsgemäßes Soft-Wing-Segel einem klassischen Segel noch halbwegs ähnlich.
  • Durch die Zentralleiste, z.B. in Form einer zentralen Segellatte, wird eine stabile Konstruktion erreicht. Diese Zentralleiste fixiert den Drehpunkt für das schwenkbare Kopplungselement, erzeugt Spannung im Segeltuch sowie eine vorteilhafte Längsstabilität im Segel.
  • Die Außenleiste mit der verringerten Krümmung gibt dabei der Profilunterseite ihre Form, die Außenleiste mit der vergrößerten Krümmung gibt der Profiloberseite ihre Form. Durch Verschwenkbewegung des Kopplungselements gegenüber der Zentralleiste ist ein Längenausgleich zwischen den wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch bei einer Wende oder Halse des Segel-angetriebenen Fahrzeugs herstellbar. Die Zentralleiste und die wenigstens zwei Außenleisten erstrecken sich in Längsrichtung des aerodynamischen Profils.
  • Dabei ist die Profilunterseite die dem Wind zugewandte Seite (Luv-Seite) und die Profiloberseite die dem Wind abgewandte Seite (Lee-Seite). Bei einer Wende oder Halse des Segel-angetriebenen Fahrzeugs wechselt bei einem Segel bekanntlich die Luv-Seite und die Lee-Seite. Beim erfindungsgemäßen Soft-Wing-Segel bzw. bei der profilgebenden Stützvorrichtung wechselt dann gleichermaßen die Profilunterseite und die Profiloberseite. Dabei führt das Kopplungselement automatisch, zum Beispiel durch Windkraft und/oder durch eine Fremdkraft, oder aufgrund manueller Betätigung eine Verschwenkbewegung durch, bei der sich die Krümmung der einen Außenleiste verringert und die Krümmung der anderen Außenleiste vergrößert.
  • Das Segel-angetriebene Fahrzeug kann ein Wasserfahrzeug, zum Beispiel ein Segelboot, Segelschiff oder ein Windsurfer, oder ein Landfahrzeug sein, zum Beispiel ein Strandsegler.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Zentralleiste in Längsrichtung des aerodynamischen Profils durch das Kopplungselement hindurch und/oder außen am Kopplungselement vorbei erstreckt. Auf diese Weise kann eine insgesamt kompakte und flachbauende Stützvorrichtung gebildet werden. Zudem kann das Kopplungselement durch die sich hindurch oder außen vorbei erstreckende Zentralleiste gestützt werden, sodass die Verschwenkbewegung des Kopplungselements lediglich in der durch die Zentralleiste definierten Ebene erfolgt.
  • Das Kopplungselement kann z.B. einen plattenartigen Basiskörper haben, an dem die Außenleisten und die Zentralleiste befestigt sind. Das Kopplungselement kann insbesondere zwei voneinander beabstandete plattenförmige Basiskörper haben, zwischen denen ein Freiraum gebildet ist, durch den sich die Zentralleiste hindurcherstreckt. Die Außenleisten können sich ebenfalls zumindest ein Stück weit in den Freiraum hineinerstrecken.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Zentralleiste über das zur Vorderseite des aerodynamischen Profils weisende Ende des Kopplungselements hinaus erstreckt. Dies hat den Vorteil, dass sich die Zentralleiste aus dem vom Segeltuch umgebenen Bereich des Segels hinauserstrecken kann und dementsprechend zur Befestigung der Stützvorrichtung und damit des gesamten Soft-Wing-Segels am Mast genutzt werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kopplungselement mittels eines Schwenkgelenks mit der Zentralleiste verbunden ist. Das Schwenkgelenk kann z.B. als ein um eine Drehachse drehbares Gelenk sein. Die Drehachse kann z.B. senkrecht zu dem wenigstens einen plattenförmigen Basiskörper des Kopplungselements verlaufen, z.B. parallel zum Mast des Fahrzeugs.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine oder zwei Außenleisten jeweils mittels eines Schwenkgelenks mit dem Kopplungselement verbunden sind. Das Schwenkgelenk kann z.B. als ein um eine Drehachse drehbares Gelenk sein.
  • Auf diese Weise können die Zentralleiste und/oder die Außenleisten zuverlässig und leicht verschwenkbar mit dem Kopplungselement verbunden sein. Die Drehachsen der vorhandenen Schwenkgelenke können parallel zueinander verlaufen.
  • Das Kopplungselement kann an seiner zur Vorderseite des aerodynamischen Profils gerichteten Seite einen Nasenbereich des aerodynamischen Profils ausbilden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Außenleiste mittels eines Schwenkgelenks mit dem Kopplungselement verbunden ist, durch das eine Drehachse beim Verschwenken der Außenleiste gebildet ist, die unmittelbar an die Außenseite des von der profilgebenden Stützvorrichtung gebildeten aerodynamischen Profils angrenzt, sodass die der jeweiligen Profilseite zugeordnete Schicht aus Segeltuch unmittelbar an die Drehachse angrenzt. Auf diese Weise wird der erforderliche Längenausgleich am Segeltuch beim Wenden oder Halsen besonders präzise durch die profilgebende Stützvorrichtung bereitgestellt, sodass es nicht zu einer Faltenbildung im Segeltuch in diesem Bereich kommt. Zudem kann ein gleichmäßiger Übergang vom Nasenbereich des Kopplungselements zu der jeweiligen Außenleiste geschaffen werden. Insbesondere kann die gekrümmte Form des Nasenbereichs gleichmäßig in die Krümmung der Außenleiste übergehen, z.B. ohne sprunghafte Veränderungen in der Krümmung. Hierzu kann z.B. ein Schwenkgelenk für die Kopplung der Außenleiste mit dem Kopplungselement eingesetzt werden, das eine virtuelle außenliegende Drehachse bereitstellt, beispielsweise ähnlich wie bei Möbelscharnieren. Dabei kann der Übergang vom Nasenbereich des Kopplungselements zur Außenleiste gleichmäßig und ohne Stufen oder Absätze realisiert sein. Hierdurch wird die Aerodynamik des Soft-Wing-Segels weiter verbessert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Außenleiste oder beide Außenleisten an der ihnen jeweils zugeordneten Schicht aus Segeltuch fixiert sind, beispielsweise mittels Klettband oder einer anderen lösbaren Fixierung. Dies hat den Vorteil, dass einer Kipp-Neigung der Stützvorrichtung um ihre Längsachse entgegengewirkt wird, sodass die gewünschte horizontale Lage der Stützvorrichtung innerhalb des Soft-Wing-Segels zuverlässig beibehalten wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsstelle der Zentralleiste mit dem Kopplungselement in Längsrichtung des aerodynamischen Profils hinter den Verbindungsstellen der Außenleisten mit dem Kopplungselement angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Kopplungselement selbsttätig, d.h. auch ohne manuelle Betätigung durch den Benutzer, z.B. allein durch Windkraft, die erforderliche Verschwenkbewegung bei einem Wechsel der Richtung des auf das Soft-Wing-Segel einströmenden Winds ausführen, z.B. bei einer Wende oder Halse.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützvorrichtung eine oder mehrere Querstreben hat, durch die eine Außenleiste gegenüber einer anderen Außenleiste abgestützt ist. Durch solche Querstreben kann ein gewünschter Profilverlauf des aerodynamischen Profils über die Längserstreckung in definierter Weise sichergestellt werden. Insbesondere kann sich die Biegung der Außenleisten durch eine oder mehrere Querstreben vorteilhaft ausbilden. Die Außenleisten werden durch solche Querstreben aufgespreizt. Die Querstreben sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung nicht an der Zentralleiste fixiert. Die Querstreben erstrecken sich quer, zum Beispiel ungefähr rechtwinklig, zur Zentralleiste.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kopplungselement eine Befestigungsfläche hat, die zum Befestigen des Segeltuchs des Soft-Wing-Segels am Kopplungselement eingerichtet ist. Das Segeltuch kann dabei lose, d.h. verschiebbar, oder fest positioniert an der Befestigungsfläche befestigt sein. Im letztgenannten Fall kann keine Verschiebung des Segeltuchs gegenüber der Befestigungsfläche erfolgen, was den Vorteil hat, dass ein Verschleiß des Segeltuchs durch Reibung vermieden wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Zentralleiste an der Seite der Befestigungsfläche aus dem Kopplungselement herausragen. Das herausragende Ende der Zentralleiste kann zur Anbringung des Software-Wing-Segels am Mast genutzt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Profilendbereich des aerodynamischen Profils die Zentralleiste mit den Außenleisten verbunden ist, insbesondere unmittelbar fest verbunden ist. Auf diese Weise können die im Bereich des Achterlieks miteinander verbundenen Schichten aus Segeltuch dort an einer festen Position anliegen und es ist insbesondere kein Längenausgleich beim Wenden oder Halsen im Bereich des Achterlieks erforderlich. Das Achterliek des Segels bildet den Profilendbereich des aerodynamischen Profils.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsstelle der Zentralleiste mit dem Kopplungselement wenigstens so weit von den Verbindungsstellen der Außenleisten mit dem Kopplungselement beabstandet ist, wie die Verbindungsstellen der Außenleisten mit dem Kopplungselement voneinander beabstandet sind. Hierdurch wird ein automatisches Verschwenken des Kopplungselements beim Wenden oder Halsen allein durch Windkraft unterstützt. Vorteilhafterweise können die Verbindungsstellen der Zentralleiste und der Außenleisten mit dem Kopplungselement in den Eckpunkten eines gleichschenkeligen Dreiecks liegen.
  • Die Steifigkeit der Zentralleiste und der Außenleisten kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Die Steifigkeit der Zentralleiste kann geringer oder gleich der Steifigkeit der Außenleisten sein. Die Außenleisten können mit identischer Steifigkeit ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steifigkeit der Zentralleiste größer ist als die Steifigkeit der Außenleisten, insbesondere wenigstens um den Faktor 1,5. Auf diese Weise kann eine besonders robuste Konstruktion der Stützvorrichtung mit einer leichten Verformbarkeit der Außenleisten kombiniert werden, die bei einer Wende oder Halse hinsichtlich ihrer Krümmung leicht veränderbar sein sollen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützvorrichtung im Nasenbereich des aerodynamischen Profils, insbesondere an der Zentralleiste, ein Mastbefestigungselement zum Befestigen der Stützvorrichtung an einem Mast des Segel-angetriebenen Fahrzeugs hat. Dies erlaubt eine einfache Anbringung der Stützvorrichtung und eines damit ausgestatteten Soft-Wing-Segels am Mast des Segel-angetriebenen Fahrzeugs. Insbesondere kann das Soft-Wing-Segel wie ein konventionelles Segel dort angeschlagen werden. Beispielsweise kann als Mastbefestigungselement ein Mastrutscher vorhanden sein, der entlang einer Profilkontur des Masts entlangrutschen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kopplungselement an seiner zur Vorderseite des aerodynamischen Profils gerichteten Seite eine konvexe Wölbung hat, um einen Nasenbereich aerodynamischen Profils auszubilden. Auf diese Weise wird eine gute Aerodynamik eines mit der Stützvorrichtung ausgestatteten Soft-Wing-Segels sichergestellt. Das Kopplungselement kann insbesondere ähnlich einem Nasenbereich eines Flugzeugflügel-Profils gewölbt sein.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs, wobei das Soft-Wing-Segel wenigstens zwei Schichten aus Segeltuch aufweist, zwischen denen wenigstens eine profilgebende Stützvorrichtung der zuvor erläuterten Art eingesetzt ist, um dem Soft-Wing-Segel ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit einer durch eine Schicht aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon beabstandeten, durch eine andere Schicht aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite zu verleihen. Die innerhalb des Segeltuchs angeordneten profilgebenden Stützvorrichtungen wirken somit wie Profil-Segellatten, die mit dem Segeltuch umspannt sind. Hierbei wird die Profilunterseite durch die Luv-seitige Schicht aus Segeltuch und die Profiloberseite durch die Lee-seitige Schicht aus Segeltuch gebildet. Vorteilhafterweise kann sich bei dem Soft-Wing-Segel das Profil zu beiden Seiten ausbilden, d. h. bei einer Wende oder Halse verändert sich durch die Verschwenkbewegung der Kopplungselemente der Stützvorrichtungen die Profilwölbung an der linken und der rechten Seite des Segels, sodass immer die zur Lee-Seite gewandte Profiloberseite die größere konvexe Krümmung hat. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden.
  • Beispielsweise können innerhalb der zwei Schichten aus Segeltuch in Längsrichtung des Masts verteilt mehrere profilgebende Stützvorrichtungen vorhanden sein, z.B. in gleichen oder ungleichen Abständen voneinander. Die Stützvorrichtungen können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Die Stützvorrichtungen können gleiche oder unterschiedliche Längen haben, um entsprechende Profiltiefen des aerodynamischen Profils auszubilden. Beispielsweise können weiter unten am Mast angeordnete Stützvorrichtungen eine größere Länge haben als weiter oben am Mast angeordnete Stützvorrichtungen.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Set aus einem Soft-Wing-Segel, insbesondere einem Soft-Wing-Segel der zuvor erläuterten Art, und einem Mast zum Anbringen des Soft-Wing-Segels, wobei der Mast ein an den Nasenbereich des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels angepasstes Profil und/oder wenigstens ein Luftleitelement hat, durch das der Strömungswiderstand des Mastes mit dem daran angebrachten Soft-Wing-Segel reduzierbar ist. Hierdurch kann der Übergang zwischen dem Soft-Wing-Segel und dem Mast aerodynamisch optimiert werden, sodass Verwirbelungen minimiert werden und dementsprechend der Strömungswiderstand der gesamten Anordnung verringert werden kann. Beispielsweise kann der Mast an der zum Nasenbereich des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels gerichteten Seite eine konkave Kontur haben, die als Gegenstück zur konvexen Kontur des Nasenbereichs ausgebildet ist.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Segel-angetriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem Mast und wenigstens einem an dem Mast angebrachten Soft-Wing-Segel der zuvor erläuterten Art. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Dabei können das Soft-Wing-Segel und der Mast aus einem zuvor erläuterten Set gebildet sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen
    • Figur 1
    ein Segel-angetriebenes Fahrzeug in perspektivischer Ansicht,
    Figur 2
    eine profilgebende Stützvorrichtung in Draufsicht,
    Figur 3
    den Nasenbereich der Stützvorrichtung gemäß Figur 2 in vergrößerter Ansicht,
    Figuren 4, 5
    perspektivische Ansichten des Nasenbereichs,
    Figur 6
    der Nasenbereich in einer Frontansicht,
    Figur 7
    der Profilendbereich der Stützvorrichtung in vergrößerter Darstellung,
    Figuren 8 bis 10
    die Funktionsweise der profilgebenden Stützvorrichtung bei unterschiedlichen Windrichtungen,
    Figur 11
    eine weitere Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung in perspektivischer Ansicht,
    Figur 12
    ein Segel-angetriebenes Fahrzeug mit Stützvorrichtungen gemäß Figur 11,
    Figur 13
    eine weitere Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung in perspektivischer Ansicht,
    Figur 14
    eine weitere Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung in Draufsicht,
    Figur 15
    ein Mast mit profilgebender Stützvorrichtung in Draufsicht,
    Figur 16
    ein Abschnitt des Masts gemäß Figur 15 in perspektivischer Ansicht,
    Figur 17
    die Anbringung des Soft-Wing-Segels am Baum,
    Figur 18
    einen Mastrutscher,
    Figur 19
    den Nasenbereich einer weiteren Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung.
  • Die Figur 1 zeigt ein Segel-angetriebenes Fahrzeug 1 in Form eines Segelboots, das einen Rumpf 2 und einen am Rumpf 2 befestigten Mast 3 hat. Der Mast 3 kann in konventioneller Weise am Rumpf 2 befestigt sein und z.B. über Wanten abgestützt sein. Am Mast 3 ist ein Soft-Wing-Segel 4 befestigt. Das Soft-Wing-Segel 4 hat ein durch darin angeordnete Stützvorrichtungen vorgegebenes aerodynamisches Profil, das durch außen angeordnete Schichten 40, 41 aus Segeltuch gebildet ist. Das aerodynamische Profil hat im vorderen durch die Luft angeströmten Bereich, dem sogenannten Nasenbereich 42, eine konkave Wölbung und erstreckt sich bis hin zu einem Profilendbereich 43, der zugleich das Achterliek des Soft-Wing-Segels 4 bildet. Im Nasenbereich 42 befinden sich Befestigungselemente zur Befestigung des Soft-Wing-Segels 4 am Mast 3.
  • Man erkennt, dass bei der dargestellten Position des Segels 4, d.h. bei der in Figur 1 dargestellten Fahrt des Fahrzeugs 1 über Steuerbordbug (das Großsegel befindet sich auf der Steuerbordseite des Rumpfs 2), dass die Segeltuchschicht 40 die Profilunterseite und die Segeltuchschicht 41 die Profiloberseite des aerodynamischen Profils bildet. Wird über Backbordbug gesegelt, ändert sich die Zuordnung derart, dass die Segeltuchschicht 40 die Profiloberseite bildet, und die Segeltuchschicht 41 die Profilunterseite.
  • Die Figur 2 zeigt eine in dem Soft-Wing-Segel 4 angeordnete profilgebende Stützvorrichtung 5, die wie ein profilgebendes Gerüst oder eine profilgebende Segellatte gestaltet ist. Dargestellt ist ferner der Mast 3, um zu verdeutlichen, wie das Segel 4 bzw. die profilgebende Stützvorrichtung 5 am Mast 3 befestigt werden kann.
  • Die Stützvorrichtung 5 weist eine Zentralleiste 6 und zwei Außenleisten 7, 8 auf. Die Zentralleiste 6 ist zwischen den Außenleisten 7, 8 angeordnet. Die Zentralleiste 6 ist mittels eine Schwenklagers 91 verschwenkbar mit einem verschwenkbaren Kopplungselement 9 verbunden. Die Zentralleiste 6 erstreckt sich über diese Verbindungsstelle mit dem Kopplungselement 9, d.h. das Schwenklager 91, zum Nasenbereich hin weiter und ragt dort mit einem Abschnitt 60 aus dem Kopplungselement 9 heraus. Dieser Abschnitt 60 kann zur Befestigung der Stützvorrichtung 5 am Mast 3 verwendet werden, z.B. indem am Abschnitt 60 ein Mastbefestigungselement angeordnet ist, das in einer Befestigungsnut 30 des Masts 3 aufgenommen und darin geführt sein kann.
  • Die Außenleiste 7 ist mittels eines Schwenklagers 92 mit dem Kopplungselement 9 verbunden. Die Außenleiste 8 ist mittels eines Schwenklagers 93 mit dem Kopplungselement 9 verbunden. Die Außenleisten 7, 8 und die Zentralleiste 6 sind am hinteren Ende 95 des Profils miteinander verbunden, wobei die Verbindung eine starre oder eine gelenkige Verbindung sein kann. Das Kopplungselement 9 weist auf seiner zum Mast 3 weisenden Seite, d.h. der zum Nasenbereich des aerodynamischen Profils gerichteten Seite, eine Befestigungsfläche 90 auf, die zum Befestigen des Segeltuchs des Soft-Wing-Segels 4 am Kopplungselement 9 dient.
  • Das aerodynamische Profil des Soft-Wing-Segels wird durch die Formgebung der Befestigungsfläche 90 im Nasenbereich sowie dahinter durch die Formgebung der Außenleisten 7, 8 definiert. Das Segeltuch liegt dabei eng an den Außenleisten 7, 8 und der Befestigungsfläche 90 an. Optional kann zur Sicherstellung eines definierten Profilverlaufs eine oder mehrere Querstreben 10 vorhanden sein, durch die ein definierter Abstand zwischen den Außenleisten 7, 8 festgelegt wird. Es können insbesondere mehrere Querstege 10 in Längsrichtung hintereinander beabstandet angeordnet sein. Da sich die Zentralleiste 6 hinsichtlich ihrer Position gegenüber den Außenleisten 7, 8 im Betrieb des Soft-Wing-Segels 4 verändern soll, ist vorteilhafter Weise keine Verbindung zwischen der Zentralleiste 6 und einer Querstrebe 10 vorhanden.
  • Die Figur 2 zeigt die Stützvorrichtung 5 in einer Neutralposition, die beispielsweise eingenommen wird, wenn das Soft-Wing-Segel 4 genau von vorne vom Wind beströmt wird. In diesem Zustand verläuft die Zentralleiste 6 etwa mittig zwischen den Außenleisten 7, 8. Im praktischen Segelbetrieb ändert sich diese Profilform je nachdem, ob das Segelboot über Steuerbordbug oder Backbordbug fährt. Hierbei kann eine Verschwenkbewegung des Kopplungselements 9 gegenüber der Zentralleiste 6 erfolgen, die dazu führt, dass die Krümmung einer der Außenleisten 7, 8 vergrößert wird und die Krümmung der anderen Außenleiste verringert wird.
  • Die Figur 3 zeigt den vorderen Bereich der Stützvorrichtung 5 sowie den Mast 3 in einer Verschwenkposition des Kopplungselements 9, die eingenommen wird, wenn der Wind von der Backbordseite her anströmt, d.h. beim Segeln über Steuerbordbug. Man erkennt, dass die Zentralleiste 6 nun relativ nahe zur Außenleiste 8 angeordnet ist. Dagegen ist der Abstand zwischen der Außenleiste 7 und der Zentralleiste 6 vergrößert. Erkennbar ist ferner, dass die Außenleiste 7 nun eine größere Krümmung hat als in der Neutralposition der Figur 2. Dagegen ist die Krümmung der Außenleiste 8 verringert. In diesem Zustand bildet die Außenleiste 7 die entsprechende Kontur für das Segeltuch an der Profiloberseite des aerodynamischen Profils, und die Außenleiste 8 die Kontur für das Segeltuch an der Profilunterseite.
  • Die Figuren 4 und 5 verdeutlichen eine vorteilhafte Konstruktion des Kopplungselements 9 in verschiedenen Ansichten, jeweils in der in Figur 2 dargestellten Neutralposition. Erkennbar ist, dass das Kopplungselement 9 aus zwei voneinander beabstandeten, im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten plattenförmigen Basiskörpern 94 gebildet sein kann, die über die Schwenklager 91, 92, 93 miteinander verbunden sind. Die Zentralleiste 6 erstreckt sich durch das Schwenklager 91 hindurch bis zu dem vorne herausragenden Abschnitt 60. Erkennbar ist zudem, dass die Befestigungsfläche 90 zur Befestigung des Segeltuchs im Nasenbereich zweigeteilt ist, d.h. durch einen an der oberen Basisplatte 94 angeordneten Bereich und einen an der unteren Basisplatte 94 angeordneten weiteren Bereich gebildet ist.
  • Die Figur 6 zeigt den vorderen Abschnitt der Stützvorrichtung 5 in Frontansicht, d.h. mit einer Blickrichtung auf die Befestigungsflächen 90. Links von der Außenleiste 7 und rechts von der Außenleiste 8 sind die jeweiligen Schichten 40, 41 aus Segeltuch zur Verdeutlichung wiedergegeben.
  • Die Figur 7 zeigt den Endbereich 95 der Stützvorrichtung 5. Erkennbar ist, dass die Außenleisten 7, 8 und die Zentralleiste 6 dort miteinander verbunden sind, z.B. durch Verkleben und/oder Verschrauben.
  • Die Figuren 8 bis 10 verdeutlichen die Verschwenkbewegung des Kopplungselements 9 bei Anströmung des Soft-Wing-Segels 4 aus unterschiedlichen Windrichtungen sowie die entsprechende variierende Krümmung der Außenleisten 7, 8. In den Figuren 8 bis 10 sind die Schichten 40, 41 aus Segeltuch nicht dargestellt, man kann sich aber vorstellen, dass diese die Außenleisten 7, 8 und die Befestigungsfläche 90 umhüllen.
  • Die Figur 8 zeigt die Anordnung beim Segeln über Steuerbordbug. Der Wind strömt von Backbord her ein, sodass ähnlich wie in Figur 1 die Segeltuchschicht 40 die Profilunterseite und die Segeltuchschicht 41 die Profiloberseite des aerodynamischen Profils bildet. Die Profilunterseite bzw. die Außenleiste 8 kann in diesem Fall eine geradlinige Form oder leichte konkave Wölbung einnehmen, die Profiloberseite bzw. die Außenleiste 7 ist relativ stark konvex verwölbt. Wechselt das Fahrzeug 1 nun den Kurs zum Segeln über Steuerbordbug, stellt sich die in Figur 10 dargestellte Anordnung ein. Das Kopplungselement 9 verschwenkt nun in die gegenüberliegende Position. Die Außenleiste 7, die die Segeltuchschicht 41 stützt, ist nun dem Wind zugewandt und definiert die Profilgebung der Profilunterseite. Dementsprechend ist die Außenleiste 7 nun gerade oder geringfügig konkav gewölbt. Die Außenleiste 8, die die Segeltuchschicht 40 stützt, ist nun vom Wind abgewandt und definiert die Profilgebung der Profiloberseite. Dementsprechend ist sie nun relativ stark konvex gewölbt.
  • Der beim Wechsel von der Anordnung gemäß Figur 8 auf die Anordnung gemäß Figur 10 und umgekehrt erforderliche Längenausgleich am Segeltuch wird durch die Verschwenkbewegung des Kopplungselements 9 bereitgestellt. Das Segeltuch kann dabei fest an den Befestigungsflächen 90 angebracht sein und wird somit nicht durch Reibung über diese Flächen verschlissen.
  • Die Figur 9 zeigt beispielhaft die Neutralposition der profilgebenden Stützvorrichtung, d.h. die Position, wenn der Wind genau gradlinig von vorne anströmt. Die beiden Außenleisten weisen dann im Wesentlichen die gleiche konkave Wölbung auf, wobei die Krümmungen geringer sind als die Krümmungen der Außenleisten an der Profiloberseite gemäß den Figuren 8 und 10.
  • Wie erwähnt, kann der Profilwechsel des Soft-Wing-Segels 4 von der einen zur anderen Seite, d.h. beim Wechseln der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 auf einen anderen Bug, automatisch durch den Winddruck und die Aerodynamik erfolgen. Bei einer Wende oder Halse des Fahrzeugs 1 ändert sich der Einfallswinkel des Windes auf das Soft-Wing-Segel 4. Das Segel 4 kann durch eine Großschot, wie bei einem konventionellen Segel, auf den für die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 geeigneten Anstellwinkel zum Wind eingestellt werden. Bei einem Kurswechsel bildet sich auf der Luvseite des Segels 4 ein Überdruck und auf der Leeseite ein Unterdruck. Hierdurch wird das Profil bzw. das Kopplungselement 9 automatisch in die richtige Position "gesaugt" bzw. "gedrückt".
  • In manchen Fällen kann eine zusätzliche manuelle Unterstützung für die Verschwenkung des Kopplungselements 9 sinnvoll sein, z.B. bei relativ schwachem Wind. Hierzu wird in den Ausführungsbeispielen der Figuren 11 und 12 vorgeschlagen, innerhalb des Segels 4 eine zusätzliche Steuerschot 11 zu verlegen, mit der die Verschwenkbewegung des Kopplungselements 9 gezielt unterstützt oder überhaupt erst hervorgerufen werden kann. Die Steuerschot 11 kann somit zusätzlich zur Großschot 12 vorhanden sein. Die Figur 11 zeigt, dass jeweils eine Steuerschot 11 an der linken und der rechten Seite des Kopplungselements 9 angebracht sein kann, z.B. indem die Steuerschot 11 an oder in der Nähe der Schwenklager 92, 93 angebracht wird, mit denen die Außenleisten 7, 8 mit dem Kopplungselement 9 verbunden sind. Die Steuerschoten 11 können durch eine an der Zentralleiste 6 angebrachte Seilführung 61 geführt sein und an der Unterseite des Segels 4 aus dem Segel herausgeführt sein. Wird an der einen Steuerschot 11 gezogen, wird hierdurch eine Verschwenkbewegung nach rechts bewirkt. Wird an der anderen Steuerschot 11 gezogen, wird eine Verschwenkbewegung nach links hervorgerufen.
  • Dabei ist es für die Steuerung der Kopplungselemente 9 mehrerer Stützvorrichtungen 5 möglich, dass eine jeweilige Steuerschot 11 durch sämtliche oder mehrere Stützvorrichtungen hindurchgeführt wird, um damit sämtliche oder mehrere Kopplungselemente 9 zu steuern. Auf diese Weise kann z.B. die Steuerung mehrerer oder aller Kopplungselemente 9 der Stützvorrichtungen 5 durch nur zwei Steuerschoten 11 erfolgen.
  • Die Figur 13 zeigt eine Gestaltung einer Stützvorrichtung 5, bei der zur definierten Verschwenkung des Kopplungselements 9 ein unter Spannung stehendes elastisches Zugelement 13 vorhanden ist, z.B. ein Gummiseil oder eine Feder. Das Zugelement 13 ist einerseits an der Zentralleiste 6 befestigt, insbesondere an einem Befestigungselement 62 der Zentralleiste 6, das deutlich von dem Kopplungselement 9 beabstandet ist, z.B. wenigstens um die Länge des Kopplungselements 9 davon beabstandet ist. Auf der anderen Seite ist das Zugelement 13 im Bereich der Mittelachse des Kopplungselements 9 an diesem an einer Befestigungsstelle 96 befestigt. Die Befestigungsstelle 96 des Zugelements 13 sollte von dem Schwenklager 91 ausreichend beabstandet sein, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, z.B. etwa mittig zwischen den Schwenklagern 91, 92, 93.
  • Durch das Zugelement 13 wird eine bistabile Funktionalität des Kopplungselements 9 unterstützt. Hat das Kopplungselement 9 nach einer Wende oder Halse seine neue Verschwenkposition eingenommen, wird dieser Zustand durch das Zugelement 13 stabilisiert. Dies hat den Vorteil, dass sich das Profil des Soft-Wing-Segels 4 auch bei beispielsweise kurzzeitig ausbleibendem Wind nicht unerwünschter Weise wieder verändert. Erst bei einem Kurswechsel, d.h. einer Wende oder Halse, verschwenkt das Kopplungselement 9 in die entsprechende entgegengesetzte Stellung. Durch das Zugelement 13 "flippt" die gesamte Stützvorrichtung 5 in eine stabile Lage, sobald das Kopplungselement 9 eine Verschwenkbewegung über den mittleren Scheitelpunkt durchgeführt hat.
  • Zur Optimierung der aerodynamischen Strömung entlang des Masts 3 zum Nasenbereich des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels 4 kann der Mast z.B. ein an den Nasenbereich des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels 4 angepasstes Profil haben. Alternativ oder zusätzlich kann der Mast 3 wenigstens ein Luftleitelement haben, durch das der Strömungswiderstand in diesem Bereich reduziert wird. Eine weitere vorteilhafte Gestaltung zur Optimierung der aerodynamischen Strömung in diesem Bereich besteht z.B. darin, dass wie bei einem klassischen Rigg eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs eine Fock, d.h. ein Vorsegel, verwendet wird, das teilweise mit dem als Großsegel verwendeten Soft-Wing-Segel 4 überlappt. Auf diese Weise wird die durchströmende Luftmenge auf der Leeseite des Soft-Wing-Segels 4 durch einen Düsen-ähnlichen Effekt zwischen dem Vorsegel und dem Großsegel erhöht. Hierdurch wird die Fließgeschwindigkeit der Luft in diesem Bereich erhöht. Zusammen mit dem damit verbundenen Unterdruck werden die Verwirbelungen in diesem Bereich verringert.
  • Die Figur 14 zeigt eine weitere vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeit des Übergangs zwischen dem Mast 3 und dem Soft-Wing-Segel 4 zur Optimierung der Aerodynamik in diesem Bereich. Erkennbar ist, dass gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen, z.B. wie in Figur 3 dargestellt, der Abschnitt 60, mit dem die Vorderseite des Soft-Wing-Segels 4 mit dem Mast 3 verbunden ist, deutlich verlängert ist, z.B. auf ein Maß, das mindestens der Profillänge des Mastprofils entspricht. Auf diese Weise wird eine größere Lücke zwischen dem Mast 3 und dem Nasenbereich des Soft-Wing-Segels 4 geschaffen. Hierdurch kann ein Luftstrom den Mast 3 besser umfließen und am Nasenbereich des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels 4 mit verringerter Verwirbelung entlangströmen.
  • Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Verbesserung der Aerodynamik in diesem Bereich ist das Anbringen von Windleitelementen 31 (Shapelets) seitlich am Mast 3, wie dies beispielhaft anhand der Figuren 15 und 16 verdeutlicht wird. Durch solche Windleitelemente 31 kann der Luftstrom vorteilhaft umgeleitet werden und kann auf diese Weise mit weniger Verwirbelungen entlang des Masts 3 und des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels 4 entlangfließen. Die Windleitelemente 31 können z.B. durch in gewissen Abständen voneinander angeordnete Verbindungszapfen 32 am Mast 3 befestigt sein. Solche Windleitelemente 31 können vorteilhaft auch an vorhandenen Masten nachgerüstet werden.
  • Die Windleitelemente 31 können z.B. als profilierte Elemente ausgebildet sein, die eine der Außenkontur des Masts 3 folgende Form bzw. Profilierung haben. Die Windleitelemente 31 können z.B. aus Blech, Kunststoff oder einem anderen geeigneten, ausreichend stabilen Material hergestellt sein.
  • Anhand der Figur 17 wird eine vorteilhafte Möglichkeit zur Befestigung des Soft-Wing-Segels 4 am Baum 33 eines ansonsten konventionellen Segelboot-Riggs verdeutlicht. Das Soft-Wing-Segel 4 ist wie bereits erläutert über Mastrutscher am Mast 3 befestigt. Um das Soft-Wing-Segel 4 über eine konventionelle Großschot 12 steuern zu können, ist ein Baum 33 vorhanden, an dem im hinteren Bereich die Großschot 12 befestigt ist. Der Baum 33 ist an seiner Vorderseite am Mast 3 befestigt und dort verschwenkbar angebracht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Soft-Wing-Segel 4 an seiner Unterseite über ein vorderes Verbindungselement 35 und ein hinteres Verbindungselement 36 mit dem Baum 33 verbunden sein. Die Verbindungselemente 35, 36 können z.B. als kurze Seilstücke, Schäkel oder ähnliche Verbindungselemente ausgebildet sein. Beispielsweise kann das vordere Verbindungselement 35 mit der Zentralleiste 6 an einer Stelle kurz hinter dem Kopplungselement 9 verbunden sein (vom Mast 3 aus gesehen). Das hintere Verbindungselement 36 kann im hinteren Bereich mit der Zentralleiste 6 verbunden sein oder direkt an der Verbindungsstelle 95, an der die Zentralleiste 6 mit den Außenleisten 7, 8 verbunden ist, angebracht sein.
  • Die Figur 18 zeigt einen am Mast 3 angebrachten Mastrutscher 37 im Detail. Der Mastrutscher 37 hat ein zum Mast 3 hin gewandtes Profilelement 38, das formschlüssig in die innere Profilkontur des Masts 3 eingesetzt werden kann und in Längsrichtung des Masts darin verschieblich ist. Der Mastrutscher 37 hat eine Gelenkanordnung 39, die, ähnlich wie bei einem Kardangelenk, eine um zwei zueinander orthogonale Raumachsen verschwenkbare Verbindung mit dem Abschnitt 60 der Zentralleiste 6 herstellt. Der Mastrutscher 37 kann z.B. ähnlich einem konventionellen Mastrutscher ausgebildet sein, mit dem ein Baum am Mast befestigt wird.
  • Die Figur 19 zeigt eine Ausführungsform einer profilgebenden Stützvorrichtung 5, bei der die Außenleiste 7 mittels eines Schwenklagers 92 mit dem Kopplungselement 9 verbunden ist, das eine nach außen hin versetzte Drehachse 7a (gekennzeichnet durch das "x") hat. Hierdurch bildet die Außenleiste 7 einen gleichmäßigen, stufenfreien Übergang zur gekrümmten Nasenkontur 90 des Kopplungselements 9. Die Drehachse 7a ist dabei so weit außen angeordnet, dass sie praktisch direkt an die Schicht 40, 41 aus Segeltuch angrenzt, die sich an der Außenleiste 7 befindet. Die andere Außenleiste 8 kann über ein vergleichbares Schwenkgelenk 93 mit dem Kopplungselement 9 verbunden sein wie die Außenleiste 7, d.h. auch mit einer möglichst weit außen liegenden Drehachse 7a.

Claims (16)

  1. Profilgebende Stützvorrichtung (5) für ein Soft-Wing-Segel (4) eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs (1), wobei die Stützvorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, zwischen wenigstens zwei Schichten (40, 41) aus Segeltuch, die das Soft-Wing-Segel (4) aufweist, eingesetzt zu werden, um dem Soft-Wing-Segel (4) ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit einer durch eine Schicht (40) aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon beabstandeten, durch eine andere Schicht (41) aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite zu verleihen, wobei die Stützvorrichtung (5) folgende Merkmale hat:
    a) wenigstens eine Zentralleiste (6) und wenigstens zwei Außenleisten (7, 8), wobei die Zentralleiste (6) zwischen den Außenleisten (7, 8) angeordnet ist,
    b) wenigstens ein im Nasenbereich (42) des aerodynamischen Profils angeordnetes, verschwenkbares Kopplungselement (9), mit dem die Außenleisten (7, 8) und die Zentralleiste (6) miteinander verbunden sind,
    c) wobei das Kopplungselement (9) zumindest gegenüber der Zentralleiste (6) verschwenkbar ist,
    d) wobei durch Verschwenkbewegung des Kopplungselements (9) gegenüber der Zentralleiste (6) die Krümmung einer auf einer Seite der Zentralleiste (6) angeordneten Außenleiste (7) verringerbar und zugleich die Krümmung einer auf der gegenüberliegenden Seite der Zentralleiste (6) angeordneten Außenleiste (8) vergrößerbar ist.
  2. Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zentralleiste (6) in Längsrichtung des aerodynamischen Profils durch das Kopplungselement (9) hindurch und/oder außen am Kopplungselement (9) vorbei erstreckt.
  3. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zentralleiste (6) über das zur Vorderseite des aerodynamischen Profils weisende Ende des Kopplungselements (9) hinaus erstreckt.
  4. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (9) mittels eines Schwenkgelenks mit der Zentralleiste (6) verbunden ist.
  5. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder zwei Außenleisten (7, 8) jeweils mittels eines Schwenkgelenks mit dem Kopplungselement (9) verbunden sind.
  6. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle der Zentralleiste (6) mit dem Kopplungselement (9) in Längsrichtung des aerodynamischen Profils hinter den Verbindungsstellen der Außenleisten (7, 8) mit dem Kopplungselement (9) angeordnet ist.
  7. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (9) eine Befestigungsfläche (90) hat, die zum Befestigen des Segeltuchs des Soft-Wing-Segels (4) am Kopplungselement (9) eingerichtet ist.
  8. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Profilendbereich (43) des aerodynamischen Profils die Zentralleiste (6) mit den Außenleisten (7, 8) verbunden ist, insbesondere unmittelbar verbunden ist.
  9. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (5) eine oder mehrere Querstreben (10) hat, durch die eine Außenleiste (7, 8) gegenüber einer anderen Außenleiste (7, 8) abgestützt ist.
  10. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle der Zentralleiste (6) mit dem Kopplungselement (9) wenigstens so weit von den Verbindungsstellen der Außenleisten (7, 8) mit dem Kopplungselement (9) beabstandet ist, wie die Verbindungsstellen der Außenleisten (7, 8) mit dem Kopplungselement (9) voneinander beabstandet sind.
  11. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen der Zentralleiste (6) und der Außenleisten (7, 8) mit dem Kopplungselement (9) in den Eckpunkten eines gleichschenkeligen Dreiecks liegen.
  12. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (5) im Nasenbereich (42) des aerodynamischen Profils, insbesondere an der Zentralleiste (6), ein Mastbefestigungselement zum Befestigen der Stützvorrichtung (5) an einem Mast (3) des Segel-angetriebenen Fahrzeugs (1) hat.
  13. Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (9) an seiner zur Vorderseite des aerodynamischen Profils gerichteten Seite eine konvexe Wölbung hat, um einen Nasenbereich (42) aerodynamischen Profils auszubilden.
  14. Soft-Wing-Segel eines Segel-angetriebenen Fahrzeugs (1), wobei das Soft-Wing-Segel (4) wenigstens zwei Schichten (40, 41) aus Segeltuch aufweist, zwischen denen wenigstens eine profilgebende Stützvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt ist, um dem Soft-Wing-Segel (4) ein vorgegebenes aerodynamisches Profil mit einer durch eine Schicht (40) aus Segeltuch gebildeten Profilunterseite und einer davon beabstandeten, durch eine andere Schicht (41) aus Segeltuch gebildeten Profiloberseite zu verleihen.
  15. Set aus einem Soft-Wing-Segel (4), insbesondere einem Soft-Wing-Segel (4) nach Anspruch 14, und einem Mast (3) zum Anbringen des Soft-Wing-Segels (4), wobei der Mast (3) ein an den Nasenbereich (42) des aerodynamischen Profils des Soft-Wing-Segels (4) angepasstes Profil und/oder wenigstens ein Luftleitelement (31) hat, durch das der Strömungswiderstand des Mastes (3) mit dem daran angebrachten Soft-Wing-Segel (4) reduzierbar ist.
  16. Segel-angetriebenes Fahrzeugs (1) mit wenigstens einem Mast (3) und wenigstens einem an dem Mast (3) angebrachten Soft-Wing-Segel (4) nach Anspruch 15.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4207539C2 (de) * 1992-03-10 1994-09-08 Eric Wolf Beidseitig fahrbares, als Doppelsegel mit sich selbsttätig einstellendem asymmetrischen Profil ausgebildetes Segel
ITMI20012373A1 (it) * 2001-11-09 2003-05-09 Pietro Bellinvia Vela spessa riducibili a sezione variabile
EP2988998B1 (de) * 2013-04-25 2019-07-03 Barron Michael Segelanordnung mit vorrichtung zum ändern der wölbung

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