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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersegel, insbesondere für
einen Kite, mit einem aufblasbaren Schlauch im Bereich der Anströmkante, von
dem sich ein Obersegel bis zu einer Abströmkante hin erstreckt,
wobei das Obersegel durch mehrere sich im Wesentlichen senkrecht
zu dem Schlauch erstreckende aufblasbare Rippen gehalten ist.
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Die
EP 1 644 244 offenbart einen
Tube-Kite, bei dem ausgehend von einer U-förmigen Front-Tube ein
Segel gespannt ist. Zum Versteifen des Segels sind mehrere senkrecht
zu der Front-Tube angeordnete Rippen vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung besitzt
der Kite eine U-förmige Gestalt, so dass beim Bewegen des
Kites nur der mittlere Bereich einen für den Fahrer spürbaren
Auftrieb erzeugt. Die seitlichen Bereiche erzeugen zwar aufgrund
der Front-Tube und des Segels ebenfalls einen Auftrieb, allerdings nur
in gegenüberliegende Richtungen, so dass sich die Auftriebskraft
in den Endbereichen des Kites weitgehend aufhebt und für
den Fahrer nur ein nicht verwertbarer Strömungswiderstand
verbleibt.
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Auch
die
US 7104504 offenbart
einen Kite mit einem U-förmigen Schlauch an der Vorderseite, um
den ein Segel gespannt ist. Die Form des Segels ist so gestaltet,
dass umlaufend bei einem Bewegen des Kites eine Auftriebskraft erzeugt
wird, wobei auch hier nur der mittlere Bereich eine für
den Fahrer verwertbare Auf triebskraft bereitstellt. Die seitlichen Bereiche
erhöhen nur den Strömungswiderstand und können
keine Auftriebskraft bereitstellen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Steuersegel, insbesondere
für einen Kite, zu schaffen, das verbesserte Flugeigenschaften
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Steuersegel mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß sind
die Rippen benachbart zu dem Obersegel durch mindestens eine Versteifung
beabstandet voneinander gehalten. Dadurch besitzt das Steuersegel
einen steiferen Aufbau und biegt sich auch bei einer Zugbelastung
an den gegenüberliegenden Stirnseiten nicht so stark durch,
so dass bei einem Bewegen des Steuersegels an dem gesamten Bereich
des Steuersegels für den Benutzer wirksame Auftriebskräfte
erzeugt werden können. Dadurch kann bei gleicher Segelfläche
ein größerer Auftrieb erzeugt werden bzw. für
die gleiche Auftriebskraft kann das Steuersegel verkleinert werden.
Durch die Versteifung zwischen den Rippen wird das Steuersegel zu
einer Art Tragflügel, das in den Flugeigenschaften optimiert
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine
Versteifung in einem mittleren Bereich des Obersegels angeordnet. Dadurch
ergibt sich eine gute Hebelwirkung durch die Versteifung, wobei
es ausreichend sein kann, wenn nur eine Versteifung zwischen den
Rippen angeordnet ist. Die mindestens eine Versteifung ist vorzugsweise
parallel zu dem Schlauch an der Anströmkante ausgebildet,
so dass sich gleichmäßige Kräfteverhältnisse
ergeben.
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Für
eine einfache Ausgestaltung der Versteifung und ein geringes Eigengewicht
ist diese in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch mindestens
einen aufblasbaren Schlauch gebildet. Gerade bei der Verwendung
des Steuersegels als Kite ist ein geringes Eigengewicht vorteilhaft,
so dass die Versteifung durch ein oder mehrere aufblasbare Schläuche
gebildet sein kann. Die Versteifung kann dabei zumindest in einem
mittleren Bereich einen größeren Querschnitt besitzen
als die Rippen, da durch Zugleinen meist eine größere
Belastung der Versteifung als der Rippen auftreten wird. Es ist
natürlich auch möglich, statt einer im Querschnitt größeren
Versteifung mehrere kleinere Versteifungen zwischen den Rippen vorzusehen.
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Vorzugsweise
ist zwischen dem Schlauch an der Anströmkante und der Versteifung
ein Untersegel gespannt, das beabstandet von dem Obersegel angeordnet
ist. Dadurch kann der Strömungswiderstand reduziert werden,
indem die Luft an der Unterseite des Steuersegels zumindest teilweise
an einer glatten Fläche des Untersegels entlang geführt
wird. zudem kann die Form des Steuersegels optimiert werden, in
dem Obersegel und Untersegel die gewünschte Form, beispielsweise
in Annäherung an eine Tragfläche, annehmen und
durch eine glatte Oberfläche nur ein geringer Strömungswiderstand gegeben
ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Untersegel kleiner ausgebildet als das Obersegel, vorzugsweise um
mindestens 30%, so dass nur ein Teil der Unterseite des Steuersegels mit
dem Untersegel bespannt ist. Denn durch das Untersegel soll zumindest
der Bereich zwischen dem vorderen Schlauch an der Anströmkante
und der Versteifung strömungstechnisch optimiert werden,
wobei eine Erstreckung des Untersegels bis zur Abströmkante
zwar möglich, aber nicht unbedingt notwendig ist. Dadurch
kann das Untersegel so angeordnet sein, dass die Rippen zumindest
teilweise über das Untersegel hervorstehen.
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Für
einen einfachen Aufbau des Steuersegels durchgreifen die Rippen
und die mindestens eine Versteifung einander. Dabei lässt
sich ein stabiler Aufbau an den Verbindungspunkten erreichen, wobei
es möglich ist, dass der Schlauch an der Anströmseite,
die Versteifung und die Rippen über Strömungskanäle
miteinander verbunden sind. Es ist natürlich ebenfalls
möglich, verschiedene Kammern auszubilden, die gegebenenfalls über
ein Ventil miteinander verbunden sind.
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Um
das Steuersegel strömungstechnisch noch zu optimieren,
kann der aufblasbare Schlauch an der Anströmkante endseitig
jeweils gebogen ausgebildet sein, so dass ein formschöner Übergang zwischen
dem Schlauch und einer seitlichen Abschlussrippe vorhanden ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1A bis 1D mehrere
Ansichten eines Gerüstes für ein erfindungsgemäßes
Steuersegel;
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2A bis 2D mehrere
Ansichten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuersegels,
und
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3A bis 3D mehrere
Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen
Steuersegels.
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In
den 1A bis 1D ist
ein Gerüst 1 für ein Steuersegel gezeigt,
das einen aufblasbaren Schlauch 2 im Bereich einer Anströmkante
aufweist, von der sich mehre Rippen 3 im Wesentlichen senkrecht
erstrecken. An gegenüberliegenden Seiten 6 ist der
Schlauch 2 endseitig gebogen ausgebildet und geht integral
in zwei Abschlussrippen 4 über, so dass das Gerüst
in Draufsicht eine im Wesentlichen rechteckige Form durch den Schlauch 2 und
die Rippen 3 und 4 besitzt. Die Rippen 3 und 4 sind
in einem mittleren Bereich durch eine Versteifung 5 beabstandet voneinander
gehalten, wobei die Versteifung 5 durch einen aufblasbaren
Schlauch gebildet ist, der sich im Wesentlichen parallel zu dem
Schlauch 2 an der Anströmkante erstreckt. Die
Rippen 3 und 4 verjüngen sich zur Abströmkante
hin, so dass sie zumindest ab der Versteifung 5 im weiteren
kugelstumpfförmig ausgebildet sind.
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Das
Gerüst 1 aus vorderem Schlauch 2, Rippen 3 und 4 sowie
der Versteifung 5 ist aus aufblasbaren Elementen gebildet,
die über Strömungskanäle auch miteinander
verbunden sein können, gegebenenfalls über Ventile.
An Kreuzungspunkten 7 zwischen Rippen 3 und Versteifung 5 können
die Schläuche miteinander vernäht oder verklebt
sein, so dass sich ein stabiler Aufbau ergibt. Es ist auch möglich,
jeweils einzelne aufblasbare Kammern in dem Schlauch 2,
den Rippen 3 und 4 sowie der Versteifung 5 vorzusehen.
Der Querschnitt der Versteifung 5 ist zumindest in einem
mittleren Bereich größer als der Rippen 3,
so dass auch größere Druckkräfte durch
die Versteifung 5 aufgenommen werden können. Es
ist auch möglich, statt einer in einem mittleren Bereich
angeordneten Versteifung 5 mehrere Versteifungselemente
zwischen zwei benachbarten Rippen 3 bzw. 4 vorzusehen,
die dann über die Länge der Rippen 3 und 4 verteilt
sind.
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In
den 2A bis 2D ist
eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Steuersegels 10 gezeigt, das mit einem Gerüst
nach 1A bis 1D versehen
ist. An dem vorderen Schlauch 2 ist ein Obersegel 8 festgelegt,
das von einer Anströmkante an dem Schlauch 2 sich
bis zum Ende der Rippen 3 erstreckt und dort eine Abströmkante ausbildet.
Das Obersegel 8 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet
und an die Kanten des Schlauches 2 und der Abschlussrippen 4 angepasst. Durch
das Gerüst unter dem Obersegel 8 besitzt das Steuersegel
eine im Wesentlichen flache Kontur, die nur leicht gebogen ist,
aber nicht U-förmig ausgebogen ist. Durch die flache Kontur
wird erreicht, dass das Steuersegel einem Tragflügel ähnelt
und entsprechend über die gesamte Fläche des Obersegels 8 Auftriebskräfte
erzeugt werden können, die beispielsweise von dem Fahrer
eines Kites genutzt werden können. Der Strömungswiderstand
ist durch die flache Bauform vergleichsweise gering, da bei flachem
Anstellwinkel im Wesentlichen nur der vordere Schlauch 2 einen
Strömungswiderstand bildet.
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In 3A bis 3D ist
eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Steuersegels 11 gezeigt, bei dem das Gerüst nach 1A bis 1D und
ein Obersegel 8 entsprechend 2A bis 2D eingesetzt
wird, dass jedoch um ein Untersegel 12 ergänzt
ist. Das Untersegel 12 ist mit dem vorderen Schlauch 2 und
der Versteifung 5 verbunden und besitzt einen im Wesentlichen
rechteckförmigen Aufbau, wobei es kleiner ausgebildet ist
als das Obersegel 8. Dadurch stehen die Rippen 3 und 4 von
dem Untersegel 12 hervor.
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Das
Untersegel 12 hat im Wesentlichen die Funktion den Luftwiderstand
im Bereich des vorderen Schlauches 2 sowie der Versteifung 5 zu
verringern. Denn durch das Untersegel 12 wird auch an der Unterseite
des Steuersegels 11 eine flache ebene Fläche ausgebildet,
die einen geringen Strömungswiderstand besitzt. Zudem kann
durch das Untersegel 12 auch die Kontur des Steuersegels 11 optimiert
an einen Tragflügel angepasst werden. Es ist natürlich auch
möglich, das Untersegel 12 größer
auszugestalten und bis zum Ende der Rippen 3 und 4 zu spannen,
so dass das Obersegel 8 und das Untersegel 12 im
Wesentlichen die gleiche Länge haben und gemeinsam eine
Abströmkante ausbilden.
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Die
Segel 8 und 12 können aus einem lufttundurchlässigen
reißfesten Material bestehen und mit dem Schlauch 2,
den Rippen 3 und 4 sowie der Versteifung 5 verklebt
oder vernäht sein. Für besonders hohe Belastungen
ist es auch möglich, die Versteifung 5 durch Streben,
z. B. aus Kunststoff zu ersetzen oder zu ergänzen.
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Das
erfindungsgemäße Steuersegel eignet sich insbesondere
als Kite, und kann dann mit einem Fahrer über eine Steuervorrichtung
verbunden werden, wie sie beispielsweise in der
EP 1 516 810 offenbart ist.
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Es
ist natürlich auch möglich, das Steuersegel in
anderen Bereichen, z. B. der Schifffahrt, einzusetzen, bei denen
Auftriebskräfte durch das Segel genutzt werden sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1644244 [0002]
- - US 7104504 [0003]
- - EP 1516810 [0022]