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Die
Erfindung betrifft den Aufbau eines lenkbaren Zugdrachens vom so
genannten Tube Kite Typ, welcher seine Formstabilität durch
einen an der Anströmkante
angeordneten und mit Luft oder Gas befüllten Frontschlauch und mindestens
einen von der Anströmkante
in Richtung der Abströmkante
verlaufenden, ebenfalls gefüllten
Querschlauch erhält und über mindestens
zwei Steuerleinen mit dem Benutzer verbunden sind.
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Lenkbare
Zugdrachen werden zum Schleppen von Land- oder Wasserfahrzeugen
genutzt, insbesondere beim Roh- und Segelsport auf Schnee, Sand,
Gras, Eis und im Wasser. Die entsprechenden Fortbewegungsmittel
können
folgende sein:
Gras, Sand = Mountainboard (Brett mit Rädern)
Eis
= Kufenbrett oder Schlittschuhe
Schnee = Ski oder Snowboard
Wasser
= Surfbrett oder Kiteboard
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Im
Wasser entwickelte sich eine relativ junge Sportart mit Zugdrachen,
sowie Surf- oder Kiteboard, das sogenannte KITE-SURFEN. Die Erfindung
betreffend soll der entwickelte Zugdrachen vorzugsweise auf dem
Wasser zum Einsatz kommen, wobei eine Wasserstartfähigkeit
unverzichtbar ist. Als lenkbare Zugdrachen (Kite), zum Kites-Surfen
kommen folgende Varianten der Antriebsflügel zum Einsatz:
Mattenschirme
Stabdrachen
Tube-Kites
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Mattenschirme
weisen eine regelmäßig flexible
Segelfläche
auf; welche nicht von einem Rahmen gehalten wird, entweder erfolgt
die Stabilisierung durch eine längs
zur Anströmkante
angeordnete Leinenkonstruktion (Waageleinen), welches in
DE 2737597 C2 dargestellt
ist oder die geforderte Stabilität
durch einen besonderen Profilschnitt erlangt, welches in
EP 1257464 B1 seine
Beachtung findet. Die Flugstabilität der Mattenschirme ist weitestgehend
von der erforderlichen Stauluft im Inneren der Profilkörper abhängig, wodurch
sich oftmals Probleme in der Startphase mangels Innendruck ergeben und
diese Drachenform daher sehr variabel in ihrer Formstabilität ist.
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Stabdrachen
werden an relativ elastischen Leitkanten- und Kielstäben einseitig
mit Segeltuch bespannt (
US
5366182 A sowie
WO
99/59866 A1 ). Leider sind Stabdrachen sehr schlecht wasserstartfähig.
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Abhilfe
versucht man mit dem Patent
DE 10109640 C1 zu schaffen, in dem Schaumstoffschwimmkörper auf
den Kiel-Stäben
aufgebracht werden. Die Stabdrachenvarianten haben ebenfalls Probleme
mit dem Lift und sind bei eventuellen Abstürzen in der Stabkonstruktion
bruchgefährdet.
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Tube-Kites
besitzen einen aufblasbaren Frontschlauch an der Anströmkante,
sowie mehrere in Richtung der Flugachse verlaufende, aufblasbare Querschläuche. Die
Frontschlauchform ist in
US 4.708.078
A nach dem Patentanspruch 1 als gleichförmige Sichelform ohne Abwinklungen
von vorn betrachtet ausgebildet, so das nur an den beiden Enden Steuer-
und Halteleinen angebracht werden. Die Ausnutzung der tatsächlichen
Segelfläche
nach Art dieser Ausführung
ist recht gering, da die Seitenteile lediglich kraftübertragende
Haltefunktionen übernehmen
und keinen Auftrieb erzeugen. Zur besseren Ausnutzung der Segelfläche wurde
in
US 2005/0230556
A1 eine Bogenform in den Frontschlauch eingearbeitet, wobei
die Hinterkante allgemein konkav ausgebildet ist und mehrere Waageleinen
an dem Frontschlauch befestigt sind. Daraus ergibt sich eine größere Spannweite
gegenüber
US 4.708.078 A und
eine als negative V-Form ersichtliche Silhouette. Jedoch besteht
nach Art dieser Bauweise des Frontschlauches nur die Möglichkeit
durch bauliche Querschnittsveränderungen
im Frontschlauch oder Ausformung der in strömungs-richtungsliegenden Längsschläuche mit
darüber
befindlicher Segelfläche,
sowie Veränderungen
im Anstellwinkel die aerodynamischen Parameter zu beeinflussen.
Zum Zweck der optimaleren Segelflächenausnutzung wurde in
DE 10237034 A1 eine
Veränderung der
Frontschlauchform, sowie einer Abwinklung der Hinterkante vollzogen,
wobei zur Stabilisierung dieser Front- und Heckform eine Bogenwaage
ausdrücklich
erforderlich ist.
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Durch
diese Bogenwaage und anschließender
Omega- ähnlicher
Hinterkante ergeben sich in der praktischen Nutzung erhebliche Schwierigkeiten in
der korrekten Längeneinstellung
der Steuerleinen, was bei verkürzten
Steuerleinen eine Bremswirkung in der abgewinkelten Heckkante hervorruft
und bei verlängerten
Steuerleinen die Heckkante ihren Halt und somit ihre Spannung verliert.
Das Flugverhalten dieses Omega-Kites ist sehr sensibel, welches
sich bei verlängerten
Steuerleinen sofort in ein Flattern der abgewinkelten Heckkante äußert.
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Basierend
auf diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Tube-Kite zu entwickeln, der unterschiedliche aerodynamische
Parameter in der Segelfläche
zulässt, ohne
dass eine Bogenwaage längs
zur Strömungsrichtung
erforderlich ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt mit den, wie im Anspruch 1, beschriebenen
Merkmalen.
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Der
erfindungsgemäße lenkbare
Zugdrachen liefert die Lösung
zu den genannten Schwierigkeiten. Durch einen aufblasbaren Stützrahmen,
welcher mit leichtem Stoff bespannt ist, erhält der Tube-Kite seine Formstabilität. Der Drachen
besitzt einen führenden
Stützrahmen
an der Anströmkante
mit mindestens zwei Abwinklungen, welche zur klar definierten Segelflächenausbildung
erforderlich sind und mindestens eine Strebe die quer zum Frontschlauch in
Richtung abwinklungsfreie Abströmkante
angebracht ist. Der Stützrahmen
besteht ebenfalls aus sehr leichtem wasser- und druckluftbeständigen Material,
welches sich nach dem Ablassen des Innendrucks leicht falten lässt. Die
Querstreben zum Frontschlauch besitzen die aerodynamische Form eines Flugzeugflügelquerschnitts
und sind den klar definierten Segelflächen angepasst. Die Verbindung
zwischen Lenkdrachen und Benutzer wird über eine nicht genauer bezeichnete
Leinenkonstruktion gewährleistet,
welche am Frontschlauch befestigt ist und in mindestens zwei Halteleinen übergeht,
um dann vorzugsweise gebündelt
an einer Schlaufe enden und an einem Trapezhaken am Benutzer befestigt
sind.
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Um
die erforderlichen Steuerimpulse vom Lenkgestänge (Bar) des Benutzers zum
Lenkdrachen zu übertragen,
sind Leinen an den Flügelenden angebracht.
Somit ist keine Bogenwaage zwischen den einzelnen Segelflächen in
Strömungsrichtung
erforderlich, da nach Art dieser Ausführung eine winkelfreie Hinterkante
ausgebildet ist. Um den lenkbaren Zugdrachen an eine höhere Windgeschwindigkeit anzupassen,
wird der Anstellwinkel zum Wind über ein
Wegdrücken
der Bar vom Benutzer verkleinert, so das sich die abwinklungsfreie
Hinterkante anhebt. Durch einseitiges Heranziehen der Bar zum Benutzer senkt
sich die darüber
liegende Seite der Hinterkante ab, so das sich der Steuerimpuls
in den Lenkdrachen überträgt. Bei
einem optimal gewählten
Anstellwinkel entwickelt der Lenkdrachen mit angewinkelten Frontschlauch
und gleichförmiger
Hinterkante eine beträchtliche
Traktion und Auftrieb, welches beispielsweise von einer Person zum
Antrieb beim Kite-Surfen auf dem Wasser genutzt werden kann. Durch
die Schwimmfähigkeit
diese Zugdrachens ist auch aus dem Wasser heraus eine leichte Startfähigkeit
gegeben. Die Größe des Zugdrachens
ist abhängig
von dessen Nutzung, er kann beispielsweise als ungefährliches
Kinderspielzeug oder als leistungsfähiges Traktionsmittel zur Fortbewegung
eines Bootes ausgebildet werden.
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Nachfolgend
wird anhand von Ausführungsbeispielen
die Erfindung näher
erläutert,
hierbei werden die Figuren schematisch und im fliegenden Zustand
dargestellt.
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1 zeigt
den erfindungsgemäßen Lenkdrachen
vom Tube-Kite-Typ in Perspektive von vom, mit abgewinkelten konvex
nach oben verlaufenden Frontschlauch, bogenförmiger und winkelfreier Hinterkante
mit Leinenkonstruktion
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2 zeigt
den erfindungsgemäßen Lenkdrachen
in Perspektive von hinten mit abgewinkelten konvex nach oben verlaufenden
Frontschlauch, bogenförmiger
und winkelfreier Hinterkante mit Leinenkonstruktion
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3 zeigt
den Querschnitt des Flügelprofils an
einem Querschlauch
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4 zeigt
eine Drachenvariation mit abgewinkelten Frontschlauch und bogenförmiger winkelfreier
Heckkante im angeleinten Zustand
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1 gibt
eine Übersicht
des Lenkdrachens 1, welcher mehrere Auftriebsflächen 2, 3, 4 mit
einem nach oben konvex verlaufenden Mittelteil 2 zwischen den
Abwinklungspunkten A besitzt, sowie mit einer wulstigen Anströmkante,
bestehend aus einem Frontschlauch 5, einer flachen bogenförmigen und abwinklungsfreien
Abströmkante 12 und
zwei Flügelenden 13.
Dazwischen ist aerodynamisch angepasst das flexible Segeltuch, vorzugsweise
aus einzelnen Stoffquadranten 10 für mindestens 3 Auftriebsflächen 2, 3, 4 befestigt.
Zur Stoffquadrantenstabilisierung sind Querschläuche 6 zwischen dem
Frontschlauch 5 zur Abströmkante 12 eingearbeitet,
wobei die Querschläuche 6 aerodynamische
Anforderungen im Profilaufbau erfüllen. Im Bereich der Abwinklung
A wird der Stoffquadrant 10 um einen nicht genauer bezifferten
Wert angehoben, um dann fortlaufend zur Abströmkante 12 sich winkelfrei
an diese Abströmkante 12 anzupassen.
Die Stabilisierung der Stoffquadranten 10 im Bereich der
Abwinklungspunkte A in Richtung der Abströmkante 12 erfordert
keine zusätzliche
Leinenkonstruktion, da die auftretenden Lasten über den Frontschlauch 5,
sowie Abströmkante 12,
fortlaufend in die Flügelenden 13 beziehungsweise
Frontleinen 7, Halteleinen 8 und Steuerleinen 9 an
den Benutzer 16 weiter gegeben werden. Das konvex nach
oben verlaufende Mittelteil 2 und dessen abgesenkte Abströmkante 12 besitzt
in diesem Fall einen abweichenden Anstellwinkel zu den Seitenteilen 3, 4,
was wiederum durch Heranziehen der Steuerleinen 9 zum Benutzer 16 eine
leichtere Veränderung
des gesamten Anstellwinkels des Zugdrachens 1 ermöglicht.
Vergleichsweise ist die Handhabung dieser Ausführungsart mit einer Servolenkung
eines Fahrzeugs benannt. Das Zusammenfügen der einzelnen Drachenkomponenten
kann mittels Kleben, Nähen,
Schweißen,
Anknoten oder Einschlaufen, sowie in Kombination mehrerer Verarbeitungsvarianten
erfolgen.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Zugdrachens 1 von hinten,
wobei die Abströmkante 12 eindeutig
als bogenförmig
und abwinklungsfrei ersichtlich ist. Das konvex nach oben verlaufende
Mittelteil 2 welches sich zwischen den seitlichen Auftriebsflächen 3, 4 mit
den Abwinklungspunkten A im vorderen Bereich durch den Frontschlauch 5 begrenzt
und durch Querschläuche 6 stabilisiert
wird, senkt sich eindeutig zur Abströmkante 12 ab und fügt sich
winkelfrei in diese Abströmkante 12 ein.
Zur Flugstabilisierung und Formerhalt des Zugdrachens 1 sind
am Frontschlauch 5 Frontleinen 7 angebracht, welche
fortlaufend in die Halteleinen 8 übergehen. Um eine effektive
Ansteuerung des Zugdrachens 1 zu ermöglichen, sind an den Flügelenden 13 Steuerleinen 9 angebracht,
welche die Abströmkante 12 stabilisieren.
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3 zeigt
im Querschnitt das Drachenprofil im aufgeblasenen und angeströmten Zustand
mit Frontschlauch 5 im vorderen Bereich, Querschlauch 6 und
Stoffquadranten 10 im mittleren Bereich, sowie die Abströmkante 12 im
hinteren Bereich.
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4 zeigt
den Zugdrachen 1 im angeleinten Zustand, wobei die aerodynamischen
Kräfte
des Zugdrachens 1 über
die Frontleinen 7 übergehend
in die Halteleinen 8, sich bündelnd in die Zentralleine 18 übertragen
werden, folgend in die Trapezschlaufe 14 münden und
in einen Trapezhaken 15 am Benutzer 16 eingehängt ist.
Zur Änderung
des Anstellwinkels des Zugdrachens 1, sowie zu dessen Steuerung
sind an den Flügelenden 13 Steuerleinen 9 und
an den Außenseiten
einer Lenkstange 11 mit Leitöse 17 angebracht. Ändert man
die Entfernung der Lenkstange 11 zum Benutzer 16,
so ändert
sich auch der Anstellwinkel des Zugdrachens 1. Wird lediglich
nur eine Seite der Lenkstange 11 zum Benutzer 16 herangezogen,
so senkt sich der Bereich der darüber liegenden Abströmkante 12 und
es wird ein Steuerimpuls in den Zugdrachen 1 übertragen.
Die Leinenkonstruktion ist schematisch dargestellt und kann in ihrer
Ausführung
variieren.
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- 1
- Lenkbarer
Zugdrachen (Tube-Kite)
- 2
- Mittelteil
der Auftriebsfläche
- 3
- linker
Seitenteil der Auftriebsfläche
- 4
- rechter
Seitenteil der Auftriebsfläche
- 5
- Frontschlauch
- 6
- Querschläuche
- 7
- Frontleinen
- 8
- Halteleinen
- 9
- Steuerleinen
- 10
- Stoffquadranten
- 11
- Lenkstange
(Bar)
- 12
- Abströmkante
- 13
- Flügelenden
- 14
- Trapezschlaufe
- 15
- Trapezhaken
- 16
- Benutzer
- 17
- Leitöse
- 18
- Zentralleine
- A
- Abwinklungspunkt