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Schwert mit Schwertkasten für Segelboote,
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insbesondere Segel bretter Die Erfindung betrifft ein Schwert mit
Schwertkasten für Segelboote, insbesondere Segel bretter oder Surfbretter, bei denen
das Schwert in den Schwertkasten einsteckbar und im Schwertkasten einklappbar gelagert
ist.
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Segelboote und insbesondere Segelbretter benötigen zur Verminderung
der Abtrift wenigstens ein Schwert, das bei Segelbrettern, wie sie Windsurfer verwenden,
in einem in das Brett eingebauten Schwertkasten sitzt und das zur Veränderung des
Lateralplanes und damit der unter der Wasserlinie befindlichen Längsschnittfläche
des Segelbrettes zwecks Anpassung an Wind- und Wellenverhältnisse um eine Achse
quer zur Brettlängsrichtung verschwenkt werden kann. Dadurch läßt sich das Schwert,
das auch mit Klappschwert bezeichnet wird, mehr oder weniger in den Schwertkasten
einklappen.
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Es hat sich nun gezeigt, daß die auf diese Weise gegebene Anpaßbarkeit
der bekannten Schwerter an die Windstärke relativ begrenzt ist, so daß gewöhnlich
mehrere Schwerter unterschiedlicher Größe verwendet werden müssen, je nachdem, ob
nun das Segel brett bei großen oder kleinen Windstärken gesegelt werden soll. So
gibt es beispielsweise ein Sturmschwert und ein Leichtwindschwert, um die beiden
Extremfälle zu nennen.
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Des weiteren werden aufgrund der relativ geringen Anpassungsfähigkeit
der bisher bekannten Schwertkonstruktionen an sich ändernde Segel- bzw. Surfbedingungen
auch bereits mehrere Schwerter gleichzeitig in einem Segel brett verwendet, beispielsweise
in Hintereinanderschaltung mit jeweils besonderem Schwertkasten. Diese Konstruktionen
sind jedoch aufwendig und relativ kostspielig.
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Ferner hat sich bei den bekannten Schwertern als Nachteil erwiesen,
daß sie den Gleitwiderstand des Brettes aufgrund der durch sie verursachten Strömungsturbulenzen
beim Durchschneiden des Wassers nicht unerheblich erhöhen und daß sie bei böigem
Wind und entsprechenden Schlägen des Wassers gegen die Seitenflächen nicht in der
Lage sind, zumindest einen Teil der dadurch auf das Brett ausgeübten Seitenkräfte
elastisch aufzufangen. Es ist deshalb erforderlich, dem Mast eine Elastizität zu
verleihen, damit er durch elastische Verformung einen Teil der auf Brett und Segel
einwirkenden Kräfte aufnimmt, so daß der Segler bzw. Surfer Zeit findet, entsprechend
zu reagieren, ohne vom Brett geschleudert zu werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Schwert mit Schwertkasten
zu entwickeln, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist und die Verwendung
eines biegesteifen Mastes ermöglicht, darüberhinaus eine seitliche Stoßdämpfung
bewirkt, die Gleitfähigkeit des Segel brettes durch einen sich automatisch einstellenden
Tragflächeneffekt verbessert und damit in keinem Fall einen negativen Auftrieb verursacht.
Darüber hinaus soll das zu
schaffende Schwert die Funktionen eines
Sturmschwertes mit denen eines Leichtwindschwertes kombinieren, also fur im wesentlichen
alle Wind- und Wasserverhältnisse einsetzbar sein und in diesem Zusammenhang die
Segeleigenschaften des Brettes optimieren, ohne einen ins Gewicht fallenden fertigungstechnischen
Mehraufwand zu erfordern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schwert
mit seinen beiden Seitenflächen an den diesen gegenüberliegenden Wänden des Schwertkastens
federnd abgestützt ist und mit seinem aus dem Schwertkastenboden nach unten herausragenden
Schaft durch auf den Schaft im Fahrzustand des Bootes oder Brettes einwirkende Seitenkräfte
gegen die Federkraft seitlich gegen die Schwertkastenwände verschwenkbar ist.
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Durch diese Konstruktion kann sich das Schwert in gewissen Grenzen
seitlich selbsttätig einstellen, wobei die Seitenneigung des Schwertes gegen die
einwirkenden Federkräfte erfolgt und proportional der auf Segel und Brett einwirkenden
Windkräfte ist. Diese federnd nachgiebige Lagerung des Schwertes bewirkt eine seitliche
Stoßdämpfung, die es ermöglicht, den Mast biegesteif zu machen und die darüber hinaus
zu einem zusätzlichen Auftrieb des Brettes bei Schrägstellung des Schwertes aufgrund
des Hydrofoileffektes führt. Dazu kommt, daß eine geringere Deformation des Segelprofils
eintritt, so daß jede Böe bzw. Windkraftänderung wesentlich besser in Vortriebsgeschwindigkeit
umgesetzt wird.
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Des weiteren verursacht das erfindungsgemäße Schwert keinen negativen
Auftrieb, weil es sich im Wasser nicht negativ einstellen kann. Insgesamt wird mit
dem
erfindungsgemäßen Schwert und Scprkasten die Segel- bzw. Surfsicherheit wesentlich
gesteigert, was bedeutet, daß die Schleuder- oder Sturzgefahr durch den vom Schwert
ausgeübten Stoßdämpfungseffekt aufgrund der federnden Schwertseitenlagerung wesentlich
verringert wird.
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Die seitliche Bewegung des Schwertes um einen Verschwenkungswinkel,
der bezogen auf die Lotrechte beim Stillstand des Bootes oder Brettes bis zu 45"
betragen kann, wird zweckmäßigerweise dadurch ermöglicht, daß die dem Schwert gegenüberliegenden
Schwertkastenwände in Richtung des Schwertkastenbodens pyramidenförmig aufeinander
zulaufen, der freie Querschnitt des Schwertkastens sich also zur Brettoberfläche
hin vergrößert. Dadurch wird auch Raum geschaffen für den Einbau von Federkörpern
zwischen den Schwertseitenflächen und den Schwertkstenanden. Diese Federkörper können,
gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bezüglich ihrer Spannung
einstellbar sein.
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Des weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ds Schwert mit
einem Schwertkopf zu versehen, der durch eine elastische Einrichtung mit dem Schwertkasten
verbunden ist, die auf das ausgeklappte Schwert eine Zugkraft ausübt, welche bestrebt
ist, das Schwert um seine Drehachse in die eingeklappte Lage zu ziehen.
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Dieser von der elastischen Einrichtung ausgeübten Zugkraft wirkt vorteilhafterweise
eine am Schwertkopf angreifende Zugkraft entgegen, die durch eine Schwertleine von
Hand ausübbar ist, wobei die Leine zur Beibehaltung gewählter Klappstellungen des
Schwertes am Schwertkasten befestigt (beispielsweise eingeklemmt werden kann. Die
auf das Schwert eine Zugkraft ausübende
elastische Einrichtung
kann zweckmäßigerweise ein Gummiband sein.
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Die äußere Form des Schwertes ist zweckmaßigerweise so gestaltet,
daß sich die benetzte Oberfläche der Schwertseitenflächen beim Einklappen des Schwertes
in den Schwertkasten verkleinert und daß die Schwertvorderkante und die Schwerthinterkante
in jeder beliebigen Klappstellung des Schwertes weder parallel noch annähernd parallel
zur Wasseroberfläche verlaufen. Dies ist möglich, weil das erfindungsgemäße Schwert
wesentlich weiter nach hinten klappt. Die Verkleinerung der Schwertfläche beim Klappen
bewirkt, daß bei zunehmender Brettgeschwindigkeit, wenn das Schwert also eingeklappt
wird, der Lateralplan entsprechend verkleinert wird. Der Schlitz im Schwertkastenboden,
durch den der Schaft des Schwertes hindurchtritt, ist vorteilhafterweise so ausgebildet,
daß bei vollständig eingeklapptem Schwert dessen Hinterkante mit der das hintere
Schlitzende begrenzenden Schlitzkante außer Berührung steht, wobei, und dies hat
sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, der Drehpunkt des Schwertes oberhalb der
den Schwertkopf vom Schwertschaft trennenden Grenzlinie und in der Nähe der vorderen
Randkante des Schwertkopfes liegt, da eine solche Anordnung des Drehpunktes zu einer
optimalen Verkleinerung der Schwertfläche beim Einklappen des Schwertes führt.
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Durch die gekennzeichnete Umrißform des Schwertes wird eine vergleichsweise
geringe Turbulenz bewirkt, so daß der Fahrtwiderstand des Brettes vergleichsweise
gering ist.
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Zusammenfassend läßt sich somit feststellen, daß die erfindungsgemäße
Schwertkonstruktion mit zugehörigem Schwertkasten in überraschender Weise zu einer
bedeutenden Verbesserung der Segeleigenschaften beim Segeln und Surfen mit Boot
bzw. Brett führt, ohne daß dies durch einen konstruktiven oder fertigungstechnischen
erheblichen Mehraufwand erkauft werden muß.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische,
perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schwertes, Fig. 2 eine schematische
Ansicht des in den Schwertkasten eingesteckten Schwertes, die die seitliche Verschwenkbarkeit
des Schwertes verdeutlicht, Fig. 3 eine Draufsicht des Schwertkastens mit eingestecktem
Schwert, Fig. 4 eine Seitenansicht des in den Schwertkasten eingesteckten Schwertes
in ausgeklappter Stellung mit einem längsgeschnittenen Teil des Schwertkastens und
Fig. 5 eine der Ansicht von Fig. 4 vergleichbare Seitenansicht des eingesteckten
Schwertes in eingeklappter Stellung.
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Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, weist das Schwert 2 Seitenflächen
2a, 2b auf, die den Schwertschaft 11 begrenzen, an den sich, durch eine als Grenzlinie
19 dargestellte Auflagekante vom Schwertschaft getrennt, der Schwertkopf 12 anschließt.
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Die Auflagekante sitzt in dem ausgeklappten Zustand des Schwertes,
wie er in 4 zu sehen ist, auf dem Boden 7 des Schwertkastens 1 auf und verhindert,
da, das Schwert durch den im Schwertboden befindlichen Längsschlitz 20 hindurchrutscht.
In diesem aufgesetzten Zustand ragt also der Schwertschaft 11 aus dem im Schwertkastenboden
7 befindlichen Schlitz 20 nach unten heraus und damit auch aus der Unterseite 32
des nicht dargestellten Segel brettes.
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Das Schwert 2 ist, wie Fig. 2 entnommen werden kann, im Schwertkasten
1 so gelagert, daß es aus der lotrechten Normallage, die in durchgezogenen Linien
dargestellt ist und dann auftritt, wenn sich das Brett im Zustand der Ruhe befindet,
nach beiden Seiten um einen Winkel von bis zu 45" quer zur Segelbrettlängsachse
verschwenkt werden kann, um dann mit seinem Schaft eine der gestrichelt dargestellten
Stellungen einzunehmen. Dieses seitliche Verschwenken des Schaftes geschieht im
Fahrzustand des Bootes oder Brettes aufgrund der auf das Schwert einwirkenden Seitenkräfte.
Es wird durch eine Federkraft gesteuert, die von seitlichen Federn 9, 10 erzeugt
wird, welche zwischen den Seitenflächen 2a und 2b des Schwertschaftes 11 und den
diesen gegenüberl iegenden Wänden 3, 4 des Schwertkastens 1 angeordnet sind, wie
Fig. 3 ertnommen werden kann.
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Um dieses seitliche Spiel des Schwertes zu ermöglichen, laufen die
den Seitenflächen 2a und 2b des Schwertes gegenüberliegenden Schwertkastenwände
3, 4 in Richtung des Schwertkastenbodens 7 aufeinander zu, bzw.
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vom Boden 7 ausgehend nach oben zu keilförmig auseinander, wie dies
schematisch in der jchnittansicht von Fig. 2 und als Perspektive in der Draufsicht
von Fig. 3 erkennbar ist. Die vorderen und hinteren Fischen 5, 6 des Schwertkastens
können senkrecht zum Boden 7 angeordnet sein, jedoch auch in Anpassung an die Neigung
der Wände 3, 4 ebenfalls geneigt verlaufen.
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Der im Schwertkastenboden befindliche Schlitz 30 ist so bemessen,
daß er nur das Spiel zuläßt, das das Schwert benötigt, um die seitliche Schwenkbewegung
durchführen zu können, die gegen die Kraft der Federn 9, 10 stattfindet, wobei die
Seitenneigung des Schwertes proportional zu den einwirkenden Windkräften ist.
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Die Federkörper 9, 10 sind so ausgelegt, daß das Schwert dann, wenn
die Differenz der auf seine Seitenflächen einwirkenden Kräfte Null oder im wesentlichen
Null ist, lotrecht liegt. Dies ist, wie oben ausgeführt, im Zustand der Ruhe des
Bootes bzw. Brettes der Fall.
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Sobald jedoch die Differenz der einwirkenden Seitenkräfte die von
den Federn 9, 10 ausgeübten Kräfte übersteigt, wobei durchaus die Möglichkeit gegeben
sein kann, daß die Federkräfte ihrer Größe nach einstellbar sind, weicht das Schwert
seitlich in Richtung der größeren Seitenkraftwirkung aus. Dadurch ändert sich der
Auftrieb des Segelbrettes, da nunmehr das
Schwert, dessen Seitenflächen
tragflächenförmig gewölbt sind, als zusätzliche Auftriebsfläche wirkt, und zwar
mit einer Kraftkomponente, die der Schrägstellung des Schwertes entspricht. Dieses
seitliche Ausweichen des Schwertes aus der Mittel- oder Gleichgewichtslage findet
in jedem Klappzustand des Schwertes statt, wobei allerdings die Größe der Verschwenkung
von der benetzten Schwertoberfläche abhängt. Beim Nachlassen der Seitenkräfte federt
das Schwert in die Ausgangslage zurück. Das Schwert wirkt also wie ein Stoßdämpfer,
der es ermöglicht, für das Segelbrett einen im wesentlichen biegesteifen Mast zu
verwenden. Dies hat wiederum den Vorteil der geringeren Deformation des Segelprofils,
so daß jede Dreh- oder Windkraftänderung besser in Vortriebsgeschwindigkeit umgesetzt
wird als bei den üblichen Segel brettern und Booten, die einen elastischen Mast
aufweisen müssen, um die Schleuder- oder Sturzgefahr für die Segler zu mindern und
damit seine Sicherheit nicht zu stark zu gefährden.
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Das Schwert 2 weist einen Drehpunkt 17 in einer quer zu der Brettlängsachse
liegenden Drehachse 27 auf, um die das Schwert in Bezug auf den Schwertkasten ein-
und ausklappbar ist, wie den Fig. 3 bis 5 entnommen werden kann. Diese Drehachse
befindet sich oberhalb der den Schwertkopf 12 vom Schwertschaft 11 trennenden Grenzlinie
19 und in der Nähe der vorderen Randkante 18 des Schwertkopfes. Sie ist in Führungsstücken
30 gelagert, die an den Schwertkastenwänden 3, 4 befestigt sind.
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Der Schwertkopf 12 ist außerdem durch eine elastische Einrichtung
29 in Form eines oder mehrerer Gummibänder mit der vorderen Stirnfläche 6 über an
diesen Teilen angebrachte Haken und Usen 25 bzw. 26 elastisch verbunden. Diese Gummibänder
29 üben auf das in Fig. 4 dargestellte ausgeklappte Schwert 2 eine Zugkraft aus,
welche bestrebt ist, das Schwert um seine Drehachse 27 in die eingeklappte Lage
zu ziehen. Dieser Zugkraft wirkt eine m Schwertkopf 12 bei 13 angreifende Zugkraft
entgegen, die durch eine Schwertleine 21 auf den Schwertkopf übertragen wird, welche
sich von Hand einstellen läßt und zur Beibehaltung einer gewählten Klappstellung
des Schwertes im Schwertkasten 1 arretiert werden kann, beispielsweise mit Hilfe
einer an hinteren Schwertkastenende befindlichen Klemmstelle 22. Die Schwertleine
21 ist am Schwertkopf seitlich bei 13 befestigt, und die Klemmstelle 22 ist in Bezug
auf die mittlere Längsachse des Schwertkastens seitlich versetzt.
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Wird also die Schwertleine 21 losgelassen, die in ihr wirkende Zugkraft
also aufgehoben, so wird das Schwert um die Drehachse 27 durch die von den Gummibändern
29 ausgeübte Zugkraft in den Schwertkasten eingeklappt, wobei es die in Fig. 5 dargestellte
Lage einnimmt.In dieser eingeklappten Stellung des Schwertes hat sich die benetzte
Oberfläche der Schwertseitenflächen 2a, 2b verkleinert, und es ist zu erkennen,
daß derSchlitz 20 im Schwertkastenboden 7 so ausgebildet ist, daß bei vollständig
eingeklapptem Schwert dessen Hinterkante 15 mit der das hintere Schlitzende 31 begrenzenden
Schlitzkante außer Berührung steht.
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Ein Vergleich der Fig. 4 und 5, die die beiden Extremcte)lungen des
Schwertes zeigen, läßt darüber hinaus erkennen, daß die Schwertvorderkante 14 und
die Schwerthinterkante 15 in jeder beliebigen Klappstellung des Schwertes weder
vollständig und annähernd parallel zur Wasseroberfläche verlaufen, die im vorliegenden
Falle etwa dem Verlauf der Schwertkastenoberseite 33 entspricht, welche mit der
Brettoberfläche im wesentlichen identisch ist.
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Wird an der Schwertleine 21 gezogen, so verläßt der Schwertschaft
11 die eingeklappte Lage von Fig. 5 und läßt sich in jeder beliebigen Zwischenstellung
mit Hilfe der Klemmeinrichtung 22 festklemmen, wodurch das Schwert in Abhängigkeit
von der Brettgeschwindigkeit wählbar ein- und ausgeklappt werden kann, so daß insbesondere
bei zunehmender Brettgeschwindigkeit, wenn das Schwert eingeklappt wird, auch eine
entsprechende Verkleinerung des Lateralplanes erreicht wird.
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Die Umrißform des Schwertes 2 ist an sich ohne Würdigung der Vorschrift,
daß die Schwertvorderkante 14 und die Schwerthinterkante 15 in jeder beliebigen
Klappstellung nicht und auch nicht annähernd parallel zur Wasseroberfläche verlaufen
und daß bei vollständig eingeklapptem Schwert dessen Hinterkante 15 mit der das
hintere Schlitzende 31 begrenzenden Schlitzkante außer Berührung steht und daß schließlich
das hintere Ende 24 des Schwertkopfes 12 in eingeklapptem Zustand des Schwertes
nicht oder nur unwesentlich über die Brettoberseite 33 hinausragen soll, frei wählbar.
Die in der Zeichnung dargestellte Umrißform des Schwertes,
die
sich sehr gut bewährt hat, kennzeichnet sich durch eine Vorderkante 14, die kontinuierlich
konvex gekrümmt ist, also in Form eines einzigen Krümmungsbogens ausgeDildet ist,
und eine der Fahrtrichtung abgewandte Hinterkante 15, die von der Schwertspitze
16 ausgehend aus zwei konvex gekrümmten Kreisbögen 15a und 15b besteht, welche etwa
im oberen Drittel des Schwertschaftes 11, nämlich bei 23, in etwa rechtwinkelig
aufeinander zulaufen. Der dem Schwertkopf an nächsten gelegene konvexe Krünimungsbogen
1 5b der Schwerthinterkante 15 ist als Kreisbogen ausgebildet, dessen Mittelpunkt
dem Drehpunkt 17 des Schwert entspricht, um den also das Schwert geklappt wird.
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Dieser Drehpunkt befindet sich oberhalb der die Auflagekante angebenden
Grenzlinie 19 und in der Nähe der vorderen Randkante 18 des Schwertkopfes, so daß
der Radius x des Krümmungsbogens 15b etwa der Schwertbreite an der Grenzlinie zwischen
Schwertkopf 12 und Schwertschaft 11 entspricht.
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