DE20310950U1

DE20310950U1 - Segel mit Auftriebselement

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Publication number: DE20310950U1
Application number: DE20310950U
Authority: DE
Original assignee: Skywalk GmbH and Co KG
Current assignee: Skywalk GmbH and Co KG
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2013-07-17
Also published as: WO2005007502A1

Description

TIEDTKE - BÜHLING - KINNE '& PARTNER(GbR)

TBK-Patent POB 20 19 18 80019 München

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Reinhard Kinne Djpl.-Ing. Hans-Bernd Pellmann Dipl.-Ing. Klaus Grams Dipl.-Ing. Aurel Vollnhals Dipl.-Ing. Thomas J.A. Leson Dipl.-Ing. Dr. Georgi Chivarov Dipl.-Ing. Matthias Grill Dipl.-Ing. Alexander Kühn Dipl.-Ing. Rainer Böckelen Dipl.-Ing. Stefan Klingele Dipl.-Chem. Stefan Bühling Dipl.-Ing. Ronald Roth Dipl.-Ing. Jürgen Faller Dipl.-Ing. Hans Ludwig Trösch Rechtsanwälte

Michael Zöbisch

16. Juli 2003

DE 39037

SKYWALK GMBH & CO. KG
83224 Grassau, Deutschland

MIT AUFTRIEBSELEMENT

Dresdner Bank Deutsche Bank Postbank
Mizuho Corp. Bank UFJ Bank Limited /LN235

München Kto. 3939 844 BLZ 700 800 00 Telefon: +49 89 544690

Müncfren. :Ktt. 286iqßQ".BtZ&Ggr;&Ogr;&Ogr; 7OOIO·. .··.:**·.*·. : ' >'· Telefax(G3): +4989 532611 Müncjierc :Kto. 670438Q4 :BLZ700 1PO 80 : ·..:*·*.: : : : : Telefax(G3+G4): +49 89 5329095 Düsse|dprf:KlQ. 8&idiagr;&agr;·1233&bgr;&Rgr;7·&Bgr;1^800 2&bgr;7&bgr;&Ogr;.· ..·...··..* *..* .:£-Mail: postoffice@tbk-patent.de Düsseldorf Kto. 500 047 BLZ 301 307 00 Internet: http://www.tbk-patent.de

Bavariaring 4-6,80336 München

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Segel mit Auftriebselement gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6.

Es sind Segel mit Auftriebselementen bekannt, die vorzugsweise für Vorwindkurse gedacht und geeignet sind. Diese Segel entsprechen in ihrer Grundform grundsätzlich bekannten Spinnackern, wobei etwa in der Mitte des Segels eine Öffnung vorgesehen ist, durch die Luft abströmen kann. Vor der Öffnung, also in Strömungsrichtung ist ein Auftriebselement angeordnet, das mit dem eigentlichen Spinnaker über Leinen verbunden ist, an dem die durch die Öffnung abströmende Luft vorbeiströmt. Das Auftriebselement weist ein flügelartiges Profil auf und erzeugt dadurch Auftrieb. Diese Segel haben gegenüber herkömmlichen Spinnakern im Wesentlichen die folgenden Vorteile:

Der erzeugte Auftrieb bewirkt über die Schoten des Spinnakers am Rumpf eine Kraft, die diesen, insbesondere den Bug des Rumpfes, anhebt, wodurch sich der Wasserwiderstand des Rumpfes verringert und der Rumpf bei gleitfähiger Konstruktion leichter ins Gleiten gebracht werden kann. Weiterhin wird durch diese Auftriebskräfte die Bewegung des Schiffsrumpfes stabilisiert, insbesondere das Nicken reduziert, so dass das Boot ruhiger im Wasser liegt, was zum einen ebenfalls der Geschwindigkeit des Bootes zugute kommt, zum anderen als angenehm empfunden wird. Durch die Öffnung wird die sich im Spinnaker stauende Luft kontrolliert abgelassen, wobei die sich ergebende Strömung durch das Auftriebselement genutzt wird. Bei herkömmlichen geschlossenen Spinnakern kommt es zum Überströmen der sich stauenden Luft über die Ränder (Lieken), wodurch das Rollen

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des Bootes verstärkt wird, was wiederum der Schiffsgeschwindigkeit zu gute kommt und selbstverständlich als angenehm empfunden wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Boot nie absolut ruhig im Wasser läuft, also grundsätzlich eine Rollbewegung um die Längsachse des Bootes vorhanden ist. Aufgrund dieser Rollbewegung kommt es zu einem unterschiedlich starken Überströmen des Luv- und des Leelieks des Spinnakers, also der beiden Spinnakerseiten, wodurch die dieses unterschiedliche Überströmen iniziierende Rollbewegung noch verstärkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Segel dahingehend zu verbessern, dass die Aerodynamik des Segels weiter verbessert wird, ohne die Handhabung des Segels zu verschlechtern, wobei durch die Erfindung auch ein erleichterter Bergevorgang angestrebt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist die Gestalt des Auftriebselements an die Wölbung des Spinnakers, insbesondere im Bereich der Abströmöffnung angepasst. D.h., von oben gesehen weist das Auftriebselements eine Bogenform auf. Durch diese Bogenform wird erreicht, dass die Profilnase des Auftriebselements, die für die aerodynamische Leistung des Auftriebselements von entscheidender Bedeutung ist, besser ausgebildet werden kann, ohne dass es zu Deformationen der Profilnase kommt. Durch die Bogenform, also die Anpassung des Auftriebselements an die Wölbung des Segels sind die Anströmverhältnisse über die Breite des Auftriebselements an der Profilnase weitgehend identisch. Weiterhin werden die Kräfte am Auftriebselement so eingeleitet, dass eine Deformation der Profilnase zumindest weitgehend vermieden werden kann.

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Gemäß Anspruch 6 wird das Auftriebselement im Wesentlichen als Einfachsegel ohne Kammern ausgebildet und wölbt sich von der Seite aus gesehen von der Anströmkante aus nach unten, um den gewünschten Auftrieb zu erzeugen. Eine Deformation der Anströmkante tritt bei einem Einfachsegel im Normalfall nicht auf. Der Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, durch eine entsprechende Gestaltung des Auftriebselements und Anpassung an die Wölbung des Hauptsegelbestandteils eine Deformation der aerodynamisch wichtigen Profilnase bzw. Anströmkante zu verhindern.

Weist das Auftriebselement gemäß Anspruch 1 ein Ober- und ein Untersegel auf und ist in Kammern unterteilt, so ist es zweckmäßig, zumindest eine Abströmöffnung vorzusehen, durch die die in den Kammern gestaute Luft beim Bergen des Segels abströmen kann.

Vorteilhaft ist die Lufteinlassöffnung des Auftriebselements im unteren Bereich der Ausströmöffnung des Hauptsegels vorgesehen. Bei unterteilter Ausströmöffnung des Hauptsegels in einen oberen und einen unteren Bereich mittels eines Elements, bspw. einer Stoffbahn oder Leine, lässt sich eine gute Aerodynamik erzielen, wenn die Lufteinlassöffnung des Auftriebselements unterhalb dieses die Ausströmöffnung teilenden Elements vorgesehen ist, wobei die Profilnase an dem genannten Element befestigt sein kann.

Zur Anbindung des Auftriebselements, insbesondere des vorderen Bereichs des Auftriebselements am Hauptsegel können sog. Flares vorteilhaft verwendet werden, bei denen es sich um Elemente aus Gewebefläche handelt, die am Auftriebselement und am Hauptsegel vernäht sind. Vorteilhaft greifen diese Flares am Auftriebselement am

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Untersegel an und sind mit Stoffbahnen des Hauptsegels vernäht, wobei es sich bewährt hat, die Ausströmöffnung am Hauptsegel nicht nur horizontal, wie bereits erwähnt, sondern auch vertikal zu unterteilen. Zur Unterteilung sind Gewebebahnen oder Leinen geeignet. Die genannten Flares können an derartigen Elementen, die zur Unterteilung der Ausströmöffnung vorgesehen sind, angelenkt werden. Diese Anbindung des Auftriebselements am Hauptsegel mittels der genannten Flares ist auch bei einem Segel gemäß Anspruch 6, d.h. einem Auftriebselement, das als Einfachsegel ausgebildet ist, möglich und sinnvoll.

Bei einem Einfachsegel als Auftriebselement kann die vordere Kante der Anströmkante an einem Element des Hauptsegels befestigt sein, das die Ausströmöffnung des Hauptsegels in einen untere und einen oberen Bereich unterteilt. Diese Konstruktion gewährleistet zum einen eine gute Anströmung des Auftriebselements, zum anderen eine stabile Verbindung des Auftriebselements mit dem Hauptsegel.

Vorteilhaft ist die Anströmkante des Auftriebselements, das als Einfachsegel ausgebildet ist, von oben betrachtet in einer Bogenform ausgeführt, die an die Wölbung des Hauptsegels angepasst ist.

Die Hinterkante des Auftriebselements, also das Achterliek, ist zweckmäßig unabhängig von der Gestaltung als Einfachoder Doppelsegel ebenfalls an die Wölbung des Hauptsegels bzw. Bogenform der Antrömkante angepasst. Hierbei kann eine Form gewählt werden, bei der die Profiltiefe, also die Distanz von Anströmkante zu Achterliek, konstant gehalten wird. Es kann aber auch eine Verjüngung des Auftriebselements zu den Enden hin vorgesehen werden, so dass die Distanz von der Anströmkante zum Achterliek im

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mittleren Bereich des Auftriebselements am größten ist und sich nach außen hin verringert.

Von vorne betrachtet weist das Auftriebselement vorzugsweise eine Bogenform auf, wobei der obere Scheitelpunkt des Bogens in etwa in der Mitte des Hauptsegels angeordnet ist und der Bogen von diesem Scheitelpunkt nach außen hin abfällt. Diese Bogenform bewirkt, dass das Auftriebselement auf das Hauptsegel eine Spreizkraft überträgt, die versucht, das Hauptsegel aufzuspreizen, wodurch die Wölbung des Hauptsegels vermindert und die projizierte Fläche vergrößert und somit der Wirkungsgrad verbessert wird.

Mit den Fig. 1 bis 4 werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform von der Seite; Fig. 2 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 von vorne. Fig. 3 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 von oben. Fig. 4 eine zweite Ausführungsform von der Seite.

Fig. 1 zeigt das neuartige Segel von der Seite. Im Wesentlichen besteht das Segel aus zwei Hauptbestandteilen: dem Hauptsegel 1 und dem Auftriebselement 3. Das Hauptsegel weist in seinem mittleren Bereich eine Ausströmöffnung auf, die horizontal durch ein Trennelement 14 in einen oberen Bereich 2 und einen unteren Bereich 4 unterteilt ist. Vertikal erfolgt eine Unterteilung durch Vertikaltrennelemente 15. Die sich im Hauptsegel 1 stauende

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Luft kann somit durch die Ausströmöffnung nach vorne hin abströmen. Die abströmende Luft trifft dabei auf das Auftriebselement 3, dessen Profilnase am Trennelement 14 befestigt ist.

Weiterhin ist das bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Ober- und Untersegel gebildete Auftriebselement über sog. Flares 9 mit dem Hauptsegel 1 und weiterhin über Flares 8 und an diesen angreifende Leinen 10 mit dem unteren Bereich 5 des Hauptsegels 1 verbunden. Bei den genannten Flares handelt es sich um Gewebeelemente, die eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweisen und an ihrer Oberseite mit dem Untersegel des Auftriebselements vernäht sind, und an ihrer abgewandten Seite entweder in Leinen 10 übergehen oder direkt mit dem Hauptsegel 1 bspw. an vertikalen Trennelementen 15 vernäht sind. Um die dargestellte Profilform aufzubauen, sind an der Unterseite im vorderen Bereich des Auftriebselements 3 Einlassöffnungen 7 vorgesehen, über die aus der Ausströmöffnung abströmende Luft in das Auftriebselement 3 einströmt, um so das Profil des Auftriebselements 3 auszubilden.

Aus Fig. 1 ist gut das Profil des Auftriebselements 3 sowie dessen Anströmung durch die Ausströmöffnung im Hauptsegel 1 zu ersehen. Weiterhin ist die Anlenkung des Auftriebselements 3 am Hauptsegel 1 über Flares B und 9 sowie Leinen 10 zu sehen.

Fig. 2 zeigt das Segel von vorne gesehen. Gut zu sehen ist die Anordnung des Auftriebselements 3 über die Breite des Hauptsegels 1 in Strömungsrichtung hinter der Ausströmöffnung mit dem oberen Bereich 2 und dem unteren Bereich 4. Gut zu sehen ist die Krümmung des Auftriebselements 3, wobei die Außenseiten des Auftriebselements 3 nach unten gekrümmt sind. Weiterhin ist

Φ Φ · · · · · Φ · Φ I

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die Gestalt der Ausströmöffnung zu sehen, die korrespondierend eine Bogenform aufweist. Die obere Kante der Ausströmöffnung ist ebenso wie die untere Kante bogenförmig ausgebildet, wobei der Scheitel der Bogenform in der Mitte des Hauptsegels 1 erreicht wird und die Ausströmöffnung von diesem Scheitelpunkt aus gesehen nach außen hin ebenso wie das Auftriebselement 3 nach unten gekrümmt ist.

In Fig. 3, die das Segel von oben zeigt, wird die Bogenform des Auftriebselements 3, die an die Wölbung des Hauptsegels 1 angepasst ist, deutlich. Wie deutlich zu sehen, folgt die Profilnase des Auftriebselements 3 mit den Lufteinlassöffnungen 7 der Wölbung des Hauptsegels 1, so dass der Abstand von Ausströmöffnung zur Lufteinlassöffnung 7 bzw. Profilnase zumindest im Wesentlichen identisch ist. Die hintere Kante 16 des Auftriebselements 3, also das Achterliek, ist ebenfalls bogenförmig ausgebildet und der Bogenform der Profilnase angepasst. Die Strömungsrichtung wird durch den Pfeil dargestellt.

In dieser Darstellung sind auch Abströmöffnungen 13 zu sehen, durch die die im Auftriebselement 3 enthaltene Luft wieder abströmen kann, so dass insbesondere beim Bergevorgang und dem Zusammenfalten des Auftriebselements 3 die Luft nicht nur durch die Lufteinlassöffnung 7, sondern auch zusätzlich durch die Abströmöffnungen 13 abströmen kann.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein Auftriebselement 3 verwendet, das als Einfachsegel ausgebildet ist und somit im Wesentlichen aus einem Obersegel 11 besteht, das über Flares 8 und 9 sowie Leinen 10 mit dem Hauptsegel 1 verbunden ist.

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Ein Untersegel wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist somit nicht vorhanden. Diese Ausführungsform weist ein hervorragendes Bergeverhalten auf, da es beim Bergen des Segels nicht erforderlich ist, im Auftriebselement 3 aufgenommene Luft aus diesem herauszudrücken. Vielmehr kann das Einfachsegel ebenso wie das Hauptsegel 1 einfach zusammengefaltet werden, was insbesondere beim Bergen mittels eines Bergeschlauchs deutliche Vorteile aufweist. Die Anströmkante des Auftriebselements 3 ist wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel am Trennelement 14 der Ausströmöffnung befestigt.

Die an der Anströmkante vorgesehene Krümmung des Einfachsegels wird im Wesentlichen durch die Flares erzielt, die entsprechend zugeschnitten sind und mit vertikalen Trennelementen 15 der Ausströmöffnung verbunden sind. Durch weitere Flares 8 sowie die Anlenkung am Hauptsegel 1 mittels Leinen 10 wird die dargestellte gewünschte Wölbung des Einfachsegels erzielt, so dass sich das Einfachsegel von der Anströmkante weg in Bogenform nach unten wölbt. Die Form des Einfachsegels, am besten von oben gesehen, kann wie beim vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gestaltet sein.

Claims

1. Segel mit einem Hauptsegel (1) und einem Auftriebselement (3), das mit dem Hauptsegel (1) verbunden in Windrichtung vor dem Hauptsegel (1) angeordnet ist und von Luft angeströmt wird, die durch zumindest eine Abströmöffnung (2, 4) des Hauptsegels (1) strömt, das eine in Windrichtung nach außen gewölbte Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) von oben gesehen eine Bogenform aufweist, die an die Wölbung des Hauptsegels (1) angepasst ist.

2. Segel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) ein Ober- und ein Untersegel und zumindest eine Kammer dazwischen aufweist.

3. Segel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) eine Lufteinlassöffnung (7) aufweist, die unterhalb eines Trennelements (14) vorgesehen ist, das die Ausströmöffnung (2, 4) quer in einen oberen (2) und einen unteren (4) Bereich unterteilt.

4. Segel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmkante des Auftriebselements (3) über Flares (9), die durch eine Gewebefläche geschaffen sind, mit dem Hauptsegel (1) verbunden ist, wobei die Flares (9) am Auftriebselement (3) am Untersegel angreifen.

5. Segel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) Abströmöffnungen (13) aufweist, über die Luft aus dem Auftriebselement (3) abströmen kann.

6. Segel mit einem Hauptsegel (1) und einem Auftriebselement (3), das mit dem Hauptsegel (1) verbunden in Windrichtung vor dem Hauptsegel (1) angeordnet ist und von Luft angeströmt wird, die durch zumindest eine Abströmöffnung (2, 4) des Hauptsegels (1) strömt, das eine in Windrichtung nach außen gewölbte Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) im Wesentlichen als Einfachsegel ohne Kammern ausgebildet ist und von der Seite gesehen von der Abströmkante nach unten gewölbt ist.

7. Segel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmkante des Auftriebselements (3) über Flares (9), die durch eine Gewebefläche geschaffen sind, mit dem Hauptsegel (1) verbunden ist.

8. Segel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flares (9) am Hauptsegel (1) an Stegen befestigt sind, die die Abströmöffnung (2, 4) unterteilen.

9. Segel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Kante der Anströmkante an einem Trennelement (14) des Hauptsegels (1) befestigt ist, das die Anströmöffnung (2, 4) quer in einen oberen (2) und einen unteren (4) Bereich unterteilt.

10. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) von oben gesehen eine Anströmkante aufweist, die eine Bogenform hat, deren Krümmung der Wölbung des Hauptsegels (1) angepasst ist.

11. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterkante des Auftriebselements (3) eine Bogenform aufweist, deren Krümmung der Wölbung des Hauptsegels (1) angepasst ist.

12. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) von vorne gesehen eine Bogenform aufweist und der Scheitelpunkt der Wölbung im Wesentlichen auf der Mittellinie des Hauptsegels (1) liegt, von dem sich aus das Auftriebselement (3) nach außen hin nach unten krümmt.

13. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) von oben gesehen eine im Wesentliche konstante Profiltiefe aufweist.

14. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftriebselement (3) von oben gesehen eine sich nach außen verjüngende Profiltiefe aufweist.

15. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand der Ausströmöffnung (2, 4) eine Bogenform aufweist.

16. Segel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Rand der Ausströmöffnung (2, 4) eine Bogenform aufweist.

17. Segel nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Scheitelpunkt der Bogenform im Wesentlichen auf der Mittellinie des Hauptsegels (1) liegt.