DE29905354U1

DE29905354U1 - Sailboard

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Publication number: DE29905354U1
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Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2009-03-25

Description

Beschreibung der Erfindung Segelbrett Description of the invention Sailboard

Anmelder: Reinhard Deutsch
Gräfstr. 47
60486 Frankfurt am MainApplicant: Reinhard Deutsch
Gräfstr. 47
60486 Frankfurt am Main

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Segelbretter mit Fußschlaufen, die zum Springen geeignet sind, mit an der Seite des Brettkörpers vorgesehenen Zusatzflossen. Segelbretter mit solchen auftriebserhöhenden Zusätzen sind bekannt.The present invention relates to sailing boards with foot straps suitable for jumping, with additional fins provided on the side of the board body. Sailing boards with such buoyancy-increasing additions are known.

So wird beispielsweise in der Patentschrift DE 27 51 892 A 1 vorgeschlagen, im Bug- und im Heckbereich eines Segelbrettes jeweils nach oben hin abgesetzte Zusatzflossen anzubringen, mit denen die Gleiteigenschaften des Segelbrettes im Wasser verbessert werden sollen durch Ausnutzung des zusätzlichen hydrodynamischen Auftriebes dieser Zusatzflossen. Auslegung und Formgebung dieser Zusatzffossen wird dabei ausschließlich von Erfordernissen der Hydrodynamik bestimmt. In der Praxis haben sich diese Flossen nicht durchgesetzt, weil die Surfer gelernt haben, auch kleine Bretter ohne Auftriebshilfen zu beherrschen.For example, patent DE 27 51 892 A 1 proposes attaching additional fins to the bow and stern of a sailboard, each of which is offset at the top. These fins are intended to improve the gliding properties of the sailboard in the water by utilizing the additional hydrodynamic buoyancy of these additional fins. The design and shape of these additional fins is determined exclusively by hydrodynamic requirements. In practice, these fins have not caught on because surfers have learned to control small boards without buoyancy aids.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flossenform anzugeben, die nicht nur zusätzlichen hydrodynamischen sondern auch zusätzlichen aerodynamischen Auftrieb liefern kann.The object of the invention is to provide a fin shape that can provide not only additional hydrodynamic but also additional aerodynamic lift.

Die Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise dadurch gelöst, daß die. Zusatzflossen am Bug beginnend und die beiden Längsseiten des Segelbrettes entlang verlaufend die Form einer spitzen Nase aufweisen, welche die Außenlinie des Segefbrettes überragt, so daß neben der hydrodynamischen Außenlinie an der Unterseite eine zusätzliche aerodynamische Außenlinie an der Oberseite des Segelbrettes gebildet wird. Vorteilhaft ist es, wenn die aerodynamisch scharfe Nase gegenüber der Unterseite des Brettkörpers nach oben abgesetzt ist, weil so die Außenlinie im Wasser wie bisher den hydrodynamischen Erfordernissen angepaßt werden kann. Zusätzlich wird dadurch erreicht, daß die aerodynamische Außenkante des Segelbrettes nach oben verlagert wird, wodurch die von der Nase ausgehenden Kantenwirbel sich besser auf der Oberseite des Segelbrettes absetzen können.The task is solved in a surprisingly simple way by the additional fins starting at the bow and running along the two long sides of the sailboard in the form of a pointed nose that protrudes above the outer line of the sailboard, so that in addition to the hydrodynamic outer line on the underside, an additional aerodynamic outer line is formed on the upper side of the sailboard. It is advantageous if the aerodynamically sharp nose is set higher than the underside of the board body, because this allows the outer line in the water to be adapted to the hydrodynamic requirements as before. In addition, this means that the aerodynamic outer edge of the sailboard is shifted upwards, which means that the edge vortices emanating from the nose can settle better on the upper side of the sailboard.

Die Hydrodynamik erfordert, daß an der Unterseite des Brettes eine scharfe Kante gebildet wird, damit das strömende Wasser sauber vom Brett abreißen kann, ohne nach oben gesaugt zu werden (Coanda-Effekt). Andererseits will man dem Brett eine runde Außenkante geben, um ein weiches Eintauchen im Wasser zu erreichen. Das Problem wird im Allgemeinen damit gelöst, daß man eine scharfe Unterkante mit einer runden Außenkante kombiniert (tucked under edge).Diese Formgebung ist aber aerodynamisch ungünstig, einmal weil runde Kanten ungünstig für die Erzeugung von Vorderkantenwirbeln sind, zum anderen weil die an der Außenkante entstehenden Luftwirbel bei dieser Formgebung sich nicht auf der Oberseite des Brettes absetzen, sondern wirkungslos neben dem Brett drehen.Hydrodynamics require that a sharp edge is formed on the underside of the board so that the flowing water can break cleanly off the board without being sucked upwards (Coanda effect). On the other hand, you want to give the board a rounded outer edge to achieve a smooth immersion in the water. The problem is generally solved by combining a sharp lower edge with a rounded outer edge (tucked under edge). However, this shape is aerodynamically disadvantageous, firstly because rounded edges are unfavorable for the generation of leading edge vortices, and secondly because the air vortices created on the outer edge do not settle on the top of the board with this shape, but rotate ineffectively next to the board.

Durch die erfindungsgemäße scharfe Nase wird zusätzlich eine aerodynamisch scharfe Kante an der Oberseite des Brettes gebildet. Dadurch entstehen zum einen stärkere Randwirbel als bei den bisherigen runden Außenkanten, zum anderen können die entstehenden Randwirbel sich besser auf der Oberseite des Segelbrettes absetzen, weil die scharfe Nase jetzt zugleich die scharfe Außenkante der Oberseite des Segelbrettes bildet.The sharp nose according to the invention also creates an aerodynamically sharp edge on the top of the board. This creates stronger edge vortices than with the previous round outer edges, and the resulting edge vortices can settle better on the top of the sailboard because the sharp nose now also forms the sharp outer edge of the top of the sailboard.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die spitznasigen Zusatzflossen im Heckbereich jeweils in v-förmig angeordnete Heckflossen übergehen, die sich zum Heck hin zunehmend verbreitern. Dadurch können die entstehenden Randwirbel auch im Heckbereich Brettoberfläche beaufschlagen, während sie bisher nur wirkungslos neben dem Segelbrett drehen, weil dieses sich zum Heck hin ja zunehmend verjüngt statt verbreitert.It is also advantageous if the pointed-nosed additional fins in the rear area each turn into V-shaped tail fins that become increasingly wider towards the rear. This allows the resulting edge vortices to also act on the board surface in the rear area, whereas previously they only rotate ineffectively next to the sailboard because the board becomes increasingly narrower towards the rear instead of wider.

Durch eine solche sich verbreiternde Ausformung der Zusatzflossen entsteht aerodynamisch aus dem Segelbrett ein sehr schlanker Deltaflügel mit scharfen Vorderkanten. Dies bewirkt, daß bei einem Sprung mit dem Segelbrett nicht nur die Unterseite des Segelbrettes durch erhöhten Luftdruck aerodynamischen Auftrieb liefert, sondern gleichzeitig auf der Oberseite des Segelbrettes ein beträchtlicher Unterdruck entsteht. Die Oberseite des Surfbrettes wirkt, durch die erfindungsgemäße Formgebung der Zusatzflossen, wie die Saugseite eines Deltaflügels und erzeugt so beträchtlichen zusätzlichen aerodynamischen Auftrieb.This widening shape of the additional fins aerodynamically transforms the sailboard into a very slim delta wing with sharp leading edges. This means that when you jump with the sailboard, not only does the underside of the sailboard provide aerodynamic lift through increased air pressure, but at the same time a considerable negative pressure is created on the top side of the sailboard. The top side of the surfboard acts like the suction side of a delta wing due to the inventive shape of the additional fins and thus generates considerable additional aerodynamic lift.

Bei Sprüngen drehen die Windsurfer ihr Segelbrett unmittelbar nach dem Absprung mit einem starken Anstellwinkel gegen den Wind, weil sie so durch den Luftdruck auf der Unterseite des Brettes aerodynamischen Auftrieb erzeugen, der sie besonders hoch springen läßt. Durch die bisherige aerodynamisch ungünstige Formgebung der Segelbretter kann sich auf der Oberseite kein nennenswerter aerodynamischer Auftrieb bilden, weil die entstehenden Randwirbel die Oberseite des Segelbrettes nicht beaufschlagen.When jumping, windsurfers turn their sailboards at a strong angle of attack against the wind immediately after taking off, because this creates aerodynamic lift through the air pressure on the underside of the board, which allows them to jump particularly high. Due to the aerodynamically unfavourable shape of the sailboards, no significant aerodynamic lift can be created on the top side, because the resulting edge vortices do not affect the top side of the sailboard.

Erfahrungsgemäß ist aber gerade der Auftrieb, der auf der Saugseite einer Tragfläche entsteht besonders groß, nämlich fast doppelt so groß wie der Auftrieb durch die Druckseite.Experience has shown, however, that the lift generated on the suction side of a wing is particularly large, namely almost twice as large as the lift generated on the pressure side.

Die erfindungsgemäße Ausführung der Zusatzflossen führt also dazu, daß man mit Segelbrettern wesentlich weiter und höher springen bzw. fliegen kann, weil plötzlich ein bis zwei Quadratmeter einer wirksamen aerodynamischen Tragfläche zusätzlich zur Verfügung stehen. Durch die erfindungsgemäße Formgebung der Zusatzflossen entstehen stabile Wirbelsysteme, die sich spiralförmig auf der Oberseite des Segelbrettes absetzen und hohe Auftriebswerte erzeugen. Diese sog. Deltawirbel führen erfahrungsgemäß, besonders auch in Boden bzw. Wassernähe, zu sehr hohen Auftriebsbeiwerten. Das führt dazu, daß nicht nur beim Springen mit dem Segelbrett sondern bereits bei schneller Gleitfahrt aerodynamischer Auftrieb an der Oberfläche des Segelbrettes entsteht, mit der Wirkung, daß ein Teil des Gesamtgewichtes des Windsurfers aerodynamisch von Luft getragen wird und somit weniger Gewicht auf das Wasser drückt. Dies dürfte sich wiederum durch höhere Geschwindigkeiten bemerkbar machen.The inventive design of the additional fins means that you can jump or fly much further and higher with sailboards because suddenly one or two square meters of effective aerodynamic surface are available. The inventive design of the additional fins creates stable vortex systems that settle in a spiral on the top of the sailboard and generate high lift values. Experience has shown that these so-called delta vortices lead to very high lift coefficients, especially near the ground or water. This means that aerodynamic lift is created on the surface of the sailboard not only when jumping with the sailboard but also during fast gliding, with the effect that part of the total weight of the windsurfer is aerodynamically supported by air and therefore less weight presses down on the water. This in turn should be noticeable in higher speeds.

Es ist vorteilhaft, die Heckflossen v-förmig an das Segelbrett anzuformen, weil so die kritische Wasserlinie des Segelbrettes im Heckbereich nicht verändert wird und die Heckflossen so über der Wasseroberfläche geführt werden. Ein weiterer beträchtlicher Vorteil dieser v-förmig angeordneten aerodynamischen Heckflossen besteht darin, daß sie zugleich auch die mit zusätzlichen Heckflossen verbundenen hydrodynamischen Vorteile bieten. Wenn z. B. sehr kleine und leichte Segelbretter, sog. Sinker, mit den erfindungsgemäßen Zusatzflossen ausgerüstet werden, können auch ungeübte Surfer solche Bretter nutzen. Bei wenig Wind tauchen dabei die Heckflossen mit ins Wasser und stabilisieren das Brett. Bei stärkerem Wind hebt der hydrodynamische Auftrieb des Brettes die Zusatzflossen über die Wasseroberfläche und der Vorteil der geringen benetzten Fläche eines Sinkerbrettes kommt wieder zur Geltung.It is advantageous to form the tail fins onto the sailboard in a V-shape, because this way the critical waterline of the sailboard is not changed in the rear area and the tail fins are guided above the water surface. Another significant advantage of these V-shaped aerodynamic tail fins is that they also offer the hydrodynamic advantages associated with additional tail fins. If, for example, very small and light sailboards, so-called sinkers, are equipped with the additional fins according to the invention, even inexperienced surfers can use such boards. When there is little wind, the tail fins dive into the water and stabilize the board. When the wind is stronger, the hydrodynamic buoyancy of the board lifts the additional fins above the water surface and the advantage of the small wetted area of a sinker board comes into play again.

Vorteilhaft ist es weiterhin, die Zusatzflossen direkt mit an das Brett anzuformen und so harmonische übergänge zwischen Segelbrett und Zusatzflossen zu erzeugen. Vorteilhaft kann es aber auch sein, die Zusatzflossen aus thermoplastischem Faserverbundwerkstoff zu pressen und nachträglich auf das fertige Brett aufzusetzen. Dies hat den Vorteil, daß man die etwas komplizierte Form der Flossen in großen Stückzahlen preiswert erzeugen kann und auch noch nachträglich unterschiedliche Formen anbringen kann. Zudem ist dieser Werkstoff sehr leicht und schlagunempfindlich.It is also advantageous to mold the additional fins directly onto the board and thus create harmonious transitions between the sailboard and the additional fins. It can also be advantageous to press the additional fins out of thermoplastic fiber composite material and then attach them to the finished board. This has the advantage that the somewhat complicated shape of the fins can be produced inexpensively in large quantities and different shapes can also be added later. This material is also very light and impact-resistant.

Vorteilhaft kann es weiterhin sein, die Zusatzflossen aus elastischem, geschlossenzelligen Kunststoffschaum, sog. EVA zu bilden und nachträglich aufzusetzen. Dies hat den Vorteil, daß es sich um ein biegeelastisches, relativ weiches Material handelt, was die Verletzungs- und Bruchgefahr verringert und welches sich zusätzlich sehr leicht unterschiedlichen Brettformen anpaßt.It can also be advantageous to make the additional fins from elastic, closed-cell plastic foam, so-called EVA, and to attach them later. This has the advantage that it is a flexible, relatively soft material, which reduces the risk of injury and breakage and which also adapts very easily to different board shapes.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:The invention and its further developments are described below using the schematic drawing of an embodiment. Shown are:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Segelbrett mit den Querschnitten S-S1 und S-S2Fig. 1 the top view of a sailboard according to the invention with the cross sections S-S1 and S-S2

Fig. 2 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Segelbrettes mit den Querschnitten S-S1 und S-S2Fig. 2 the side view of a sailboard according to the invention with the cross sections S-S1 and S-S2

Fig. 3 die übliche Darstellung von Deltawirbeln an einer schlanken Deltafläche mit Schnitt A-A durch einen Wirbel VFig. 3 the usual representation of delta vertebrae on a slender delta surface with section A-A through a vertebra V

Fig. 4 zeigt die bisher übliche Form der runden Außenkanten von Segelbrettern mit dem Schnitt durch einen Wirbel VFig. 4 shows the previously common shape of the round outer edges of sailboards with the section through a vortex V

Fig. 5 zeigt, wie bei Segelbrettern mit der erfindungsgemäßen scharfen Nase die entstehenden Wirbel V die Oberseite des Segelbrettes beaufschlagenFig. 5 shows how, in the case of sailboards with the sharp nose according to the invention, the resulting vortices V act on the upper side of the sailboard

Fig. 1 zeigt in der Draufsicht ein Segelbrett (1), bei dem an beiden Seiten Zusatzflossen (2) in Form einer scharfen Nase angefügt sind. Die Außenlinie des Segelbrettes wird dabei von der scharfen Nase gebildet, so daß aerodynamisch ein schlanker Deltaflügel entsteht. Die Abbildung zeigt auch, wie sich die scharfen Nasen im Heckbereich zu einer breiten Heckflosse (3) erweitern, so daß auch im Heckbereich die Brettoberfläche von Deltawirbeln beaufschlagt werden kann.Fig. 1 shows a plan view of a sailboard (1) with additional fins (2) in the form of a sharp nose attached to both sides. The outer line of the sailboard is formed by the sharp nose, so that aerodynamically a slim delta wing is created. The illustration also shows how the sharp noses widen in the rear area to form a wide tail fin (3), so that the board surface can also be affected by delta vortices in the rear area.

In Fig. 2 erkennt man, daß die Heckflossen (3) v-förmig nach oben verlaufen.In Fig. 2 you can see that the tail fins (3) extend upwards in a V-shape.

Fig. 3 zeigt eine übliche Darstellung von Deltawirbeln (V), wie sie besonders an scharfen Kanten schlanker Deltaflächen entstehen, und sich entlang der Oberseite aufrollen.Fig. 3 shows a common representation of delta vortices (V), which form especially at sharp edges of slender delta surfaces and roll up along the upper side.

In Fig. 4 sieht man den Schnitt durch ein herkömmliches Segelbrett (1) mit einer runden Außenkante und einer scharfen Wasserabrißkante (4) im unteren Bereich. Beim Springen strömt Luft von der Unterseite des Brettes nach oben und beginnt an der Wasserabrißkante (4) Luftwirbel zu bilden, die aber nicht auf die Oberseite des Segelbrettes gelangen, sondern, besonders im sich verjüngenden Heckbereich, wirkungslos neben dem Segelbrett drehen.Fig. 4 shows a cross-section of a conventional sailboard (1) with a round outer edge and a sharp water separation edge (4) in the lower area. When jumping, air flows upwards from the underside of the board and begins to form air vortices at the water separation edge (4), which, however, do not reach the top of the sailboard, but instead rotate ineffectively next to the sailboard, especially in the tapered rear area.

In Fig. 5 sieht man wie die Randwirbel, die sich jetzt an der scharfen Nase der erfindungsgemäßen Zusatzflosse bilden, auf der Brettoberseite absetzen und so zusätzlichen aerodynamischen Auftrieb erzeugen können.In Fig. 5 you can see how the edge vortices, which now form at the sharp nose of the additional fin according to the invention, can settle on the upper side of the board and thus generate additional aerodynamic lift.

Claims

1. Sailboard suitable for jumping, with foot straps and additional fins, characterized in that the additional fins have the shape of an aerodynamically sharp nose on both long sides, this nose projects beyond the outer line of the sailboard so that aerodynamically a new outer line is formed by the sharp nose and the additional fins are set upwards relative to the underside of the board body in such a way that the air vortices emanating from the nose act on the upper side of the sailboard.

2. Sailboard according to claim 1, characterized in that the additional fins in the rear area merge into V-shaped rear fins.

3. Sailboard according to claim 1 and 2, characterized in that the tail fins widen increasingly towards the stern, so that in plan view the sailboard takes on the shape of a very slim delta wing.

4. Sailing board according to claim 1 to 3, characterized in that the nose and tail fins are molded directly onto the board.

5. Sailboard according to claim 1 to 3, characterized in that the nose and tail fins are made of thermoplastic fiber composite material and are subsequently attached.

6. Sailboard according to claim 1 to 3, characterized in that the nose and tail fins are made of elastic, closed-cell plastic foam, such as EVA, and are subsequently attached.