WO1985000333A1

WO1985000333A1 - Sail rig

Info

Publication number: WO1985000333A1
Application number: PCT/CH1984/000104
Authority: WO
Inventors: Urs Peter Meyer
Original assignee: Urs Peter Meyer
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1984-06-25
Publication date: 1985-01-31
Also published as: AU3060684A; CH655472B; EP0148217A1; DE3467877D1; US4665854A; EP0148217B1

Description

B E S C H R E I B U N G

SEGEL-RIGG

Die Erfindung betrifft ein Segel-Rigg mit einem Mast für Se¬ gelfahrzeugeinsbesondere für Segelbretter, welcher Mast un- verstagt sowie dreh- und schwenkbar mit dem Segelfahrzeug ver¬ bunden ist. Heutige Segelfahrzeuge sind praktisch immer mit dreieckigen Gross-Segeln ausgestattet, welche entlang dem Vor¬ liek durch einen möglichst steifen Mast gehalten werden, und deren Schothorn mit dem Hinterende des am Mast befestigten Grossbaumes verbunden sind. Viele kleinere Segelfahrzeuge, wie O-Jolle, Laser und Segelbrett besitzen weder Vorsegel noch irgendwelche Mastverstagung. Bei diesen sogenannten "Kat"-Ta- kelungen können die auf den Mast einwirkenden Kräfte hohe Wer¬ te erreichen. Schom beim Setzen des Segels ergibt sich durch die notwendige Vorspannung eine beträchtliche Verbiegung des Mastes, und bei starkem Winddruck erzeugt die Zugkraft des Segels eine erhöhte Mast-Deformation. Dies hat zur Folge, dass sich die Segelprofilierung ungünstig verändert, wobei die Vortriebskraft reduziert und die Seitenkraft erhöht wird. Um die unerwünschte Mast-Deformation in akzeptablen Grenzen zu halten, sind bekanntlich Mäste mit grossen Querschnitt ge¬ wählt worden» Ein dicker Mast an der Segelvorderkante wirkt sich jedoch aerodynamisch sehr nachteilig aus, indem er nicht, nur die Luftströmung stark abbremst, sondern diese auch in Turbulenz versetzt, welche besonders den für den Vortrieb not¬ wendigen Unterdruck auf der Segel-Leeseite zunichte macht. Es ist bekannt, dass in einem solchen Fall der Luftwiderstand um mehr als 50% ansteigt und der Auftrieb um ca. 20% kleiner wird. Dies bedeutet, dass die Vortriebskraft reduziert wird. Zur Vermeidung dieser Nachteile werden bekanntlich die Mäste mit einem dünneren Querschnitt gewählt, welches den weiteren Nachteil der Mast-Deformation mitbringt. Das Problem dieser unerwünschten Mast-Deformation bei starkem Wind wird bei grös- seren Segelfahrzeugen durch eine Verstagung gelöst, wobei je¬ doch die Verstagung selbst wieder Luftwiderstand und Turbulenz- erzeugt.

Bei konventionellen Segelbrett-Riggs stellt die Verbindung zwischen Gabelbaum und Mast eine enorme, punktförmige Belas¬ tung dar, was dadurch erwiesen ist, dass die meisten Mast- Brüche an dieser Stelle vorkommen. Um die grossen Hebelkräfte einigermassen schadlos verkraften zu können, benötigen die bekannten, unverstagten Masten nicht nur einen kräftigen Pro¬ fil-Querschnitt sondern auch hochwertige Werkstoffe, wodurch sie aerodynamisch ineffizient, teuer und schwer werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Segel-Riggs zu ermöglichen, die bei gleicher Windstärke und Segelfläche mehr Vortrieb und weniger Luftwiderstand er¬ zeugen, und die schon bei kleinerem Anstellwinkel nützlichen Vortrieb produzieren. Dabei sollen diese Riggs noch etwas handlicher, leichter und kostengünstiger sein in der Herstel¬ lung.

Erfindungsgemäss wird dies durch die im Patentanspruch sowie in den Unteraπsprüchen erwähnten Massnahmen erreicht. Durch die Positionierung des flachen, elastischen Mastes durch die Fläche des Segels im Bereich der tiefsten Profilwölbung des Segels wird erreicht, dass das Vorliek ohne störenden Mast aus¬ kommt. Die von vorne anströmende Luft kann ungebremst und un- verwirbelt über das Segel streichen, wobei viel wirksamer Vor¬ trieb erzeugt wird. Dies gilt besonders für das vordere Drit¬ tel dec leeseitigen Segels, wo bekanntlich bei laminarer Strö¬ mung der grösste Teil des Vortriebes erfolgt, und dies schon bei sehr flachem Anstellwinkel von z.B. 10° bis 15°. Durch den dreidimensional gewölbten Segelschnitt wird das Segel beim Aufriggen unter genügender Vorspannung durch Unterliek-Kausch und Schothörner unter Windeinfluss nicht nur horizontal, son¬ dern auch vertikal gewölbt. Der elastische Mast passt sich der vertikalen Segelwölbung an und wirkt zusammen mit dem ge¬ spannten, abgewinkelten Vor- und Achterliek sehr profilstabi— lisierend. Das Segel und der Mast sind gegen die Luvseite hin konkav gebogen. Vor- und Achterliek, welche beide am Grossbaum verspannt sind, wirken sich aus wie eine eingebaute Versta¬ gung. Die Mast-Spitze und der Mast-Fuss sind gegen Luv gebo¬ gen. Dadurch wird der Wind "gefangen", und er bricht nicht mehr aus im Segel-Top. Dass durch den quer durch das Segel geführten Mast möglicherweise ein kleiner Knick in der horizon¬ talen Segel-Profilwölbung entstehen kann, ist nicht tragisch, denn auf der Segel-Leeseite reisst die Strömung auch bei idea¬ ler Profilierung beim Punkt der grössten Wölbung ab, während¬ dem dies auf der unter Ueberdruck stehenden Luv-Seite über¬ haupt keine Auswirkung hat. Hingegen verhindert der quer durch das Segel befestigte Mast, dass sich der tiefste Punkt der Segelwölbung unter hohem Winddruck nach hinten verschieben kann, womit sich der Segeldruckpunkt kaum mehr verändert, so¬ dass das Segeln einfacher und angenehmer ist, weil man nicht mehr so viel den Segel-Trimm und die Segel-Stellung verändern muss bei böigen Winden.Bei der erfindungsgemässen Anordnung des elastischen, lattenförmigen Mastes quer durch das Segel, ohne Verbindung mit dem Grossbaum-Vorderteil^ sind d,ie auf das Segel und den Mast wirkenden Kräfte ganz anderer Natur. Das Segel und der Mast benötigen nicht nur weniger statische Vor¬ spannung als ein konventionelles dreieckiges Rigg, sondern auch die dynamischen durch Winddruck induzierten Kräfte sind wesentlich geringer, weil sie von zwei gegenüberliegenden Sei¬ ten auf den Mast einwirken und sich praktisch gegenseitig auf¬ heben. Deshalb kann der Mast viel leichter ausgeführt sein. Ei- ne hohe Flexibilität ist sogar erwünscht.

Infolge der Tatsache, dass das Segel weniger Vorspannung be¬ nötigt und mit etwas kleinerer Segelfläche ebensoviel Vortrieb erzeugt, lässt sich auch hier etwas Gewicht einsparen. Bei der Segel-Rigg-Version mit dem einseitigen Grossbaum und dem symme- trisch geschnittenen Segel kann man mindestens 1 kg^* Gewicht einsparen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfol¬ genden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen 2 Ausfüh- _ rungsformen des Erfindungsgegenstarides rein beispielsweise dargestellt sind. Es zeigen i

Fig. 1 das Segel-Rigg in asy_m*etxische_τ. Schnitt mit Gabelbaum in der Ansicht von der Seite;

Fig. 2 das Segel-Rigg gemäss Fig. 1 in der Ansicht von vorne;

Fig. 3 das Segel-Rigg gemäss Fig. 1 im .Querschnitt auf Höhe des Gabelbaums;

Fig. 4 das Segel-Rigg in symmetrischen Schnitt mit einseiti¬ gem Grossbaum in der Ansicht von der Seite;

Fig. 5 das Segel-Rigg gemäss Fig. 4 in der Ansicht von vorne;

Fig. 6 das Segel-Rigg gemäss Fig. 4 im Querschnitt auf Höhe des Grossbaums.

In Figuren 1 , 2 und 3 ist ein Segel-Rigg für ein Segelbrett dargestellt. Das Segel 1 hat eine asymmetrische, grundsätzlich rechteckige Umriss-Form, die je zwei spitze Winkel am Segel- Top 6 und Unterliek 7, sowie deren und hinteren Schothorn

Alle 4 Segelecken sind verstärkt. Am Unterliek 7 hat das Se¬ gel Oesen 11, die es erlauben, das Segel 1 vertikal zu span¬ nen. Vom Segel-Top 6 zum Unterliek ist diagonal durch die Se¬ gelfläche eine Masttasche 4 mit Oeffung im Unterliek 7 mit dem Segel 1 vernäht. Die Masttasche kann auch mit dem Segel verschweisst oder verklebt werden. Dies hängt von dem jeweils verwendeten Material des Segels 1 und der Masttasche 4 ab. In dieser Masttasche befindet sich der elastische Mast 2, welcher vorzugsweise einen flachen Querschnitt aufweist, dessen pa¬ rallel zum Segel liegende Längsachse mindestens zweimal so gross wie die quer zum Segel liegende Querachse ist. Am Schot- horn des abgewinkelten, mastlosen Vorlieksβ ist der vordere Teil des Gabelbaumes 3 befestigt. Dieser reicht bis zum Schot- horn im abgewinkelten Achterliek 8 und gibt dem Segel die not¬ wendige, horizontale Spannung. Weil diese Zeichnung das Segel- Rigg eines Segelbrettes darstellt, ist unten am Mast 2 ein artikulierbarer und schwenkbarer Mastfuss 10 mit dem üblichen Gummigelenk dargestellt.

Figur 2 zeigt eine Frontansicht desselben Riggs. Dabei ist er¬ sichtlich, wie sich der Mast zusammen mit dem Segel zur Luv¬ seite hin konkav verbiegt, und dass das abgewinkelte Vorliek 8 ^• vom Gabelbaum-Vorderende aus zur Mastspitze und zum Mast-Unter¬ teil hin eine Art Verstagungs-Funktion übernimmt, welche ver¬ hindert, dass sich der Mast und mit ihm auch das Segel auf die andere Seite, d.h. zur Luvseite hin konvex, verbiegt.

In Figur 3 ist der Querschnitt desselben Riggs auf Gabelbaum¬ höhe dargestellt. Ersichtlich sind Vor- und Achterliekschot- horn 8 und deren Verbindung mit dem Gabelbaum 3. Ferner sieht man den horizontalen Querschnitt des Segelprofils 1 , die kaum Luftwiderstand erzeugende Masttasche 4 und der darin enthal¬ tene elastische, lattenförmige Mast 2. Dieser Mast hat einen flachen Querschnitt, dessen Längsachse mindestens doppel so lang ist wie dessen Querachse. Der Mast der Figur 3 hat eine Längsachse, welche viermal länger ist als die Querachse. Je nach Länge des Mastes 2 kann das Verhältnis zwischen der Längs¬ achse und der Querachse seines Querschnittes variieren. Dies gilt besonders in dem Fall, wenn der Mast sich konisch ver- jungt in Richtung Mast-Top. Dies Rigg eignet sich für konven¬ tionelles Segeln, bei dem immer dasselbe Vorliek gegen den Wind gerichtet ist.

Das in den Figuren 4 , 5 und 6 dargestellte Rigg unterscheidet sich vom obigen dadurch, dass das Segel einen symmetrischen Schnitt links und rechts vom Mast 2 aufweist, und dass es nur auf der einen Seite mit einer Grossbaum-Stange 5 versehen ist. Dieses Rigg ist speziell für schnelle Halsen geeignet, denn das Rigg muss nicht mehr gewendet werden dabei. Der Segler bleibt immer auf der gleichen Seite des Segels. Dies gilt auch bei den Manövern Halsen und Wenden. Die seitlichen Lieks kön¬ nen beidseitig vom Wind angeströmt werden. Luv ist immer die Seite des Segels, wo die Grossbaum-Stange 5 befestigt ist. Vor¬ zugsweise ist hier die Masttasche auf der Segel-Luvseite auf¬ genäht.

Claims

P A T E N T A N S P R U E C H E

1. Segel,-Rigg mit einem Mast (2) für Segelfahrzeuge, ins¬ besondere für Segelbretter, welcher Mast unverstagt sowie dreh- und schwenkbar mit dem Segelfahrzeug verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das eine polygone Umrissform aufweisende Segel (1) ein den Mast (2), der durch eine bestimmte Querschnittsform elastifiziert ist, mindestens teilweise umfassendes Verbindungsmittel (4) ent¬ hält, welches im Bereich der grössten Profilwölbung des Segels (1) und zwischen Segel-Top (6) und Unterliek (7) so¬ wie senkrecht zur Hauptwindrichtung angeordnet ist, wobei der Mast (2) jede vertikale Bewegung des Segels (1) mit¬ macht; und dass ferner zur horizontalen Spannung des Se¬ gels (1) ein Grossbaum (3, 5) mit seinen Enden an den Schothörnern des mastlosen, abgewinkelten Vorliek (8) des Segels (1) befestigt ist.

2. Segel-Rigg nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t, dass der Mast (2) einen flachen Querschnitt aufweist, dessen Längsachse mindestens doppelt so lang ist wie dessen Querachse.

3. Segel-Rigg nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t, dass das Verbindungsmittel (4) als eine Masttasche ausgebildet, die unter Einhaltung fol¬ gender Merkmale am Segel (1) befestigt ist:

- zwischen Segel-Top (6) und Unterliek (7) ,

- im Bereich der grössten Segel-Profilwölbung, wobei die Masttasche eine Oeffung im Segel-Top (6) oder Un¬ terliek (7) zum Einführen oder Herausnehmen des Mastes (2) enthält.

OMPI ^'

4. Segel-Rigg nach Patentanspruch 3, d a d u r c h g e^¬ k e n n z e i c h n e t, dass die Masttasche (4) auf dem Segel (1) geklebt, verschweisst oder genäht ist.

5. Segel-Rigg nach Patentanspruch 1_r d a d u r c h g e- k e n n z e i c h n e t, dass das Segel (1) auf beiden Seiten des elastischen Mastes (2) symmetrisch ist.

6. Segel-Rigg nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t, dass das Segel (1) auf beiden Sei¬ ten des elastischen Mastes (2) unsymmetrisch ist.

7.. Segel-Rigg nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t, dass der Grossbaum als Gabelbaum (3) ausgebildet ist, dessen Enden mit den Schothörnern des mastlosen, abgewinkelten Vorliek (8) und mastlosen, abge¬ winkelten Achterliek (8) des Segels (1) verbunden sind.

8. Segel-Rigg nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e¬ k e n n z e l e h n e t, dass der Grossbaum als Grossbaum¬ stange (5) ausgebildet ist, die nur auf der Luvseite des Segels (1) sich befindet, wobei die Enden der Grossbaum¬ stange (5) mit den Schothörnern des mastlosen, abgewinkel¬ ten Vorliek (8) und des mastlosen, abgewinkelten Achterliek (8) des Segels (1) verbunden sind.

9. Segel-Rigg nach einem der vorgehenden Patentansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n , dass das Verbindungsmittel (4) so konstruiert ist, dass an den üeber- gangssteilen zwischen Segel (1) und Mast (2) keine Profil¬ änderungen vorhanden sind.

10. Segel-Rigg nach Patentanspruch 1_. d a d u r c h e¬ k e n n z e i c h n e t, dass die Verbindung zwischen Mast (2) und Grossbaum (3,5) nur aus dem Segel (1) besteht.

OM