NO854547L - Rigg for et seilbrett. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en rigg for et seilbrett, med en særlig som hulmast av fiberforsterket plast utført mast og et med sitt forlik til masten festet seil, hvis skjøtbarm er festet til hekkbeslaget på en på tvers av masten forløp-ende gaffelbom.

Ved kjente rigger av denne type anvendes det vanligvis hulmaster av glassfiberforsterket plast eller av alumin-iumrør. Hulmasten er et symmetrisk, vanligvis konisk rør som har en bøyekarakteristikk som mest mulig er avstemt etter den enkelte riggs krav. Disse ønskede bøyeegenskaper bestemmes av mastens geometriske form og av dens materialopp-bygning.

Ved moderne høyeffekt-rigger av den ovenfor nevnte type, særlig rigger hvor det anvendes Mylar-seil, som prak-tisk talt ikke tøyer seg, er man gått over til ekstremt stive master. Ved slike rigger, som i samsvar med seiltil-skjæringen har et forholdsmessig sterkt krummet forlik, kreves det betydelige kraftanstrengelser for optimal trimming av riggen. Ved moderne høyeffekt-rigger benyttes det derfor kraftige tautaljer for strekkingen av forliket. Man har i praksis funnet at slike rigger i ubelastet tilstand etter optimal trimming har forlikspenninger opptil 240 kg. I tilsvarende størrelsesorden ligger også de herav betingede spenninger i akterliket hhv. i den fra skjøtbarmen til toppen og halsen førende kraftlinje.

I praksis har det forekommet at seilet etter en fullstendig trimming ikke tåler disse belastninger, selv uten vindbelastning.

Ut i fra dette er det således en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en rigg av den innledningsvis nevnte type, hvilken rigg kan trimmes optimalt på en matrialskånsom måte og allikevel i trimmet tilstand ha den ønskede høye stivhet.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen i hovedsaken derved at masten i sitt fremre område over i det minste en del av sin lengde er utformet med et materiale som i en første fase av mastens elastiske deformering i retning av seilets skjøtbarm har en forholdsmessig lav elastisitetsmodul og i en derpå følgende andre fase av den elastiske deformering har en forholdsvis høy elastisitetsmodul, og at den ubelastede mast har en forkrumming som tilnærmet svarer til seilets forliks-forløp.

Med oppfinnelsen oppnår man i tilegg til den uttrykte hensikt, særlig også den fordel at den anvendte mast i praksis får en tofase-tilstand, idet masten er relativ myk i den første fase. Den første fase strekker seg til en gjennombøying av masten, ved hvilken gjennombøying man har oppnådd en optimal eller endelig trimming av seilet, slik at trimmingen kan skje med vesentlig mindre krefteforbruk og på en utpreget materialskånende måte.

I den andre fase, som svarer til seilets brukstil-stand, vil masten på en generelt som fordelaktig anerkjent måte være forholdsmessig stiv, slik at ved de uunngåelige deformeringer av riggen og seilet under påvirkningen av vindtrykket vil slike deformeringer motvirkes av en optimal motstand.

Ved en særlig fordelaktig utførelse ifølge oppfinnelsen er materialet i mastens fremre område utformet og/eller anordnet slik at den første faste strekker seg fra den ubelastede tilstand og til seilets forlikskurve. Denne utfør-elsesform representerer et idealtilfelle, fordi den høye elastisitetsmodul hhv. den store stivhet først kommer til virkning ved vindpåkjenninger.

En foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen, som har egen betydning, er kjennetegnet ved at materialet består av et forsterkende fiber- og/eller vevnadsinnlegg i veggens fremre område, og at fiber- og/eller vevnadsinnlegget i den første fase kan tøyes med et lite motstandsmoment, mens det i den andre fase er i hovedsaken stivt.

Disse egenskaper kan på foretrukken måte oppnås derved at fibrene i fiber- og/eller vevnadsinnlegget har en bølgeform i lengeretningen som svarer til den kummulerte sum av mastforlengelsen i forkant under den første fase av den elastiske deformering.

Videre er det en særlig fordel å anordne materialet med i forhold til strekk- hhv. trykkspenningssiden høyere elastisitetsmodul i mastens to sideveis veggområder, over mastens lengdeutstrekning. Denne ekstra sideveis avstivning hindrer særlig en utsvinging av masttoppen mot le ved bygeinnfall eller under høy vindbelastning. Særlig fordelaktig vil det være å fremstille de forsterkende innlegg av karbonfibre. Ved en særlig foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen utgjør innleggets lengde i mastens fremre områder, regnet fra mastens nedre ende, omtrent 70-100% av mastens totale lengde. Det tør være klart at man både ved hjelp av materialvalget såvel som ved hjelp av lengdebestemmelsen av det forsterkende innlegg kan oppnå en optimal påvirkning av bøyeegenskapene, særlig i den andre fase.

O<p>pfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene hvor

figur 1 viser et riss av en moderne høyeffekt-rigg for seilbrett i bruksstilling,

figur 2 viser et snitt gjennom masten i figur 1, like over den viste gaffelbom, og

figur 3 viser et skjematisk riss med de ulike gjen-nombøyningstilstander for masten i den i figur 1 viste rigg.

Den i figur 1 viste utførelsesform av riggen består av masten 1, seilet 2 og en gaffelbom 3, idet riggen ved mastens 1 nedre ende er forbundet med seilbrettet 5 ved hjelp av et universalledd 4. Seilet 2 betjenes på kjent måte av en seileren ved at denne holder i gaffelbommen og beveger seilet relativt vinden og brettet.

Som vist i figur 1 dannes seilets forlik 6 av en mastlomme 7 som tres på masten 1. Seilets skjøtbarm 8 er festet til gaffelbommens nokke 9 som her dannes av et hekk-beslag 10.

Ved den i figur 1 og 2 viste utførelsesform har gaffelbommen 3 et baugbeslag 11 hvormed gaffelbommen 3 er forbundet med masten 1 på vanlig måte under utnyttelse av en mastkant 12. (se figur 2).

Gaffelbommen 3 består av to utoverkrummede bommer 13, 14 som er forbundet med hverandre foran og bak ved hjelp av hhv. baugbeslaget 11 og hekkbeslaget 10.

Ved den i figur 1 viste høyeffekt-rigg består på i og for seg kjent måte seilet 2 av Mylar eller et lignende foliebelagt seilmateriale, og seilet er forskynt med et antall spredere som holder seilet utspennt med bærevingeprofil. I den i figur 1 viste bruksstilling, uten vindpåkjenning, kan det i akterliket 16 hhv. i forliket 6 forekomme høye spenninger, som nevnt foran. Forliket 6 strammes på vanlig måte av en tautalje 17 som går mellom en mastfotdel 20 og en kaus 18

i seilets hals 19.

Nærmere detaljer og trekk ved den i riggen anvendte mast skal nå beskrives nærmere under henvisning til snitt-tegningen i figur 2. I figur 2 er masten vist med et vegg-tverrsnitt som er sterkt overdrevet, for derved å få detaljene klarere frem.

Snittet i figur 2 er dessuten delt opp i fire segmenter ved hjelp av de stiplede linjer 21, 22, slik at masttverrsnittet således kan sies å ha et fremre område 23,

to sideveisområder 24, 25 og et bakre område 26.

Som vist er det fremre mastveggområde 23 utformet av et materiale som strekker seg i det minste over en del av mastens lengde, og som i en første fase av mastens elastiske deformering i retning mot seilets skjøtbarm 8 har en forholdsmessig lav elastisitetsmodul, og i en derpå følgende andre fase av den elastiske deformering har en relativ høy elastisitetsmodul .

Det i figur 2 generelt med 27 betegnede materiale

i mastens fremre område er ved utførelsesformen i figur 2 dannet av et forsterkende fiber- og/eller vevnadsinnlegg 28 som er lagt inn i mastveggens fiberforsterkede plastmateriale. Innlegget 28 kan, for å påvirke mastens bøyeegenskaper strekke seg i fra mastens 1 nedre ende og opp til ca. 70-100% av mastens 1 totale lengde. Materialet i innlegget 28 velges slik at det i den første deformeringsfase kan tøyes med lite motstandsmoment og i den andre fase i hovedsaken vil være stivt. Dette kan man eksempelvis oppnå ved å gi innleggets i lengderetningen forløpende fibre en bølgeform som svarer til forlengelsen av forkanten i den første fase.

Ved utførelsen i figur 2 er det i tillegg truffet tiltak for å gi masten en betydelig høyere bøyestivhet i sideretningen enn i det fra forkanten og til skjøtbarmen 8 forløpende plan. For å oppnå dette er mastens sideveis veggområder 24, 25 over mastens lengdeutstrekning fremstilt av et materiale som sammenlignet med det bakre veggområde 26 har en høyere elastisitetsmodul. I utførelseseksemplet oppnås dette ved at det i områdene 24, 25 er lagt inn forsterkende innlegg 29, 30 i plastmaterialet. Disse innleggene strekker seg over hele mastlengden. Innleggene er på samme måte som innlegget 28 fortrinnsvis bygget opp av karbonfibre.

Innleggene 28, 29 og 30 kan hver dekke opptil en fjerdedel av mastens omkrets.

I figur 3 er grunnprinsippene ved foreliggende opp-finnelse vist, idet masten 1 er representert med sin lengde-midtlinje.

Sammenlignet med den vertikale og rette linje 31, som svarer til midtlinjen for vanlige master, har masten'1 ifølge oppfinnelsen en forkrumming i retning mot skjøtbarmen 8 allerede i sin utgangstilstand, dvs. før masten er ført inn i mastlommen 7, som danner seilets forlik 6. Denne krummede masttilstand er vist med den strekpunkterte linje 32. Forkrummingen kan sammenlignet med den rette linje 31, og med hensyn på mastens totallengde, strekke seg over mellom en førtiendedel og en fjerdedel av mastlengden. Denne på forhånd tilveiebragte bøyning av masten kan bestemmes ut i fra den påtenkte anvendelse og mastens konstruktive opp-bygging .

I figur 3 er med fullt uttrukne linjer vist hvor-dan riggen ser ut i ferdig trimmet tilstand, men før vind-innvirkning. Dobbeltpilen 34 symboliserer her den første fase av mastens elastiske deformering mellom linjen 32 og forliket 6 i det ferdig trimmede seil 2.

Den i retning av skjøtbarmen 8 visende pil 35 symboliserer den andre fase av den elastiske deformering,

i hvilken fase den vesentlig høyere elastisitetsmodul kommer til virkning. Det er åpenbart at med den spesielle utformingen av riggen ifølge oppfinnelsen oppnår man for

det første en materialskånende og lett trimming, mens man for det andre er sikret at masten har den ønskede høye stivhet. De prinsipper som oppfinnelsen vedrører, kan selvfølgelig også overføres til rigger for andre seilfartøyer.

Det forsterkende innlegg 28 kan også velges slik

at overgangen mellom den første fase ifølge dobbeltpilen 34 og den andre fase ifølge pilen 35 skjer på en kontinuerlig og ikke sprangvis måte, slik at det eksempelvis bibeholdes en viss og ønskelig elastisitet i toppen 33, noe som er fordelaktig ved et bygeinnfall. Som allerede nevnt kan disse egenskaper enten påvirkes ved å endre innleggets 28 lengde eller ved hjelp av materialvalget for innlegget, eller ved hjelp av begge disse faktorer.

Alt etter graden av den ønskede bøyestivhet i sideretningen kan det i sideområdene 24, 25 være anordnet større eller mindre innlegg 29, 30, og det foreligger variasjons-muligheter såvel i radiell retning som i omkretsretningen.

Ved hjelp av de ekstra innlegg 29, 30 oppnår man også en sterk redusering av utbøyninger i sideretningen, med bibehold av egenskapene i bøyeplanet. Forsøk har vist at utbøyningsreduseringen i sideretningen kan ligge i størrel-sesordnen 50%, hvilket gir en betydelig bedring av seilets aerodynamiske forhold.

Masten 1 i riggen ifølge oppfinnelsen kan også anvendes på en måte som nærmere beskrevet i et tidligere forslag fra søkeren, se DE-OS 33 00 349.

Samtlige av beskrivelse, krav og tegninger, uttrekk-bare trekk og fordeler, herunder også konstruktive detaljer og plassering i rommet, ansees å være av betydning for oppfinnelsen, både alene og i vilkårlige kombinasjoner.

Claims (8)

1. Rigg for et seilbrett med en særlig som hulmast av fiberforsterket plast utformet mast og med et med sitt forlik til masten festet seil hvis skjøtbarm er festet til hekkbeslaget på en på tvers av masten forløpende gaffelbom/karakterisert ved at masten (1) i sitt fremre område (23) over i det minste en del av sin lengde er utført med et materiale (27) som i en første fase av mastens (1) elastiske deformering i retning av seilets skjøt-barm (8) har en forholdsvis lav elastisitetsmodul og i en derpå følgende andre fase av den elastiske deformering har en relativ høy elastisitetsmodul, og ved at masten (1) har en forkrumning tilnærmet svarende til seilets forliks-forløp.

2. Rigg ifølge krav 1, karakterisert ved at materialet (27) i mastens fremre område (23) er slik utformet og/eller anordnet at den første fase strekker seg fra den ubelastede tilstand og til seilets forlikskurve.

3. Rigg ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at materialet (27) består av et forsterkende fiber-og/eller vevnadsinnlegg (28) i mastveggens fremre område (23), og at fiber- og/eller vevnadsinnlegget (28) i den første fase kan tøyes med et lite motstandsmoment, mens det i den andre fase er i hovedsaken stivt.

4. Rigg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fiberne i fiber- og/eller vevnadsinnlegget (28) har en bølgeform i lengderetningen som svarer til den kummulerte sum av forlengelsene til mastens (1) fremre kan i den første fase av den elastiske deformering.

5. Rigg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at i mastens to sideveis veggområder (24, 25) er det over mastens lengdeutstrekning anordnet materiale som har en høyere elastisitetsmodul enn på- hhv. trykkspenningssiden.

6. Rigg ifølge krav 5, karakterisert ved at materialet i sideområdene (24, 25) dannes av forsterkende innlegg (29, 30) av fibre eller en vevnad.

7. Rigg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de forsterkede innlegg (28, 29, 30) er av karbonfibre.

8. Rigg ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at innlegget (28) i mastens (1) fremre område (23) med utgangspunkt i fra mastens nedre ende strekker seg omtrent over 70-100% av mastens (1) totale lengde.