DE3149288A1

DE3149288A1 - Swivel mechanism for surfboards and windsurfing boards

Info

Publication number: DE3149288A1
Application number: DE19813149288
Authority: DE
Inventors: Johannes 2800 Bremen Oosthuizen
Original assignee: OOSTHUIZEN JOHANNES H
Current assignee: OOSTHUIZEN JOHANNES H
Priority date: 1981-12-12
Filing date: 1981-12-12
Publication date: 1983-08-25

Abstract

The invention relates to a swivel mechanism for underwater wings, such as fins or centreboards of surfboards or windsurfing boards, which counteract lateral drift of the board when appropriately adjusted.

Description

Schwenkmechanismus für Stehsegler- und WellenreitbretterSwivel mechanism for stand-up sailing and surfing boards

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwenkmechanismus für Unterwasserflügel oder Schwerer von Stehsegelbrettern und/ oder Wellenreitbrettern zur Beeinflussung seitlicher Abdrift.The invention relates to a pivot mechanism for underwater wings or heavier of standing sail boards and / or surf boards for influencing lateral drift.

Unterwasserflügel wie Finnen und finnenähnliche Auftriebsflächen von Stehseglerbrettern und Wellenreitbrettern werden zur Zeit in die Bretter ohne Rotationsmöglichkeit um die Bretthochachse oder Z-Achse eingebaut. Der für den Finnenauftrieb erforderliche Anstellwinkel um die Z-Achse wird gegenwärtig dadurch erreicht, daß das gesamte Brett mit einem Winkel zur Brettbewegungsrichtung gefahren wird. Diese Situation zeigt z.B. Fig. 1. Eine solche Verfahrensweise hat allerdings eine Erhöhung des Brettwiderstandes zur Folge wodurch auch der erreichbare Auftrieb des Brettes niedriger wird als wenn die Brettzielrichtung (oder Längsachse) mit der Brettbewegungsrichtung (oder Kurs) übereinstimmt.Underwater wings such as fins and fin-like lift surfaces from Standing sail boards and surf boards are currently in the boards without the possibility of rotation built around the board vertical axis or Z-axis. The one necessary for the fin buoyancy Angle of attack about the Z-axis is currently achieved by the fact that the entire Board is driven at an angle to the direction of board movement. This situation Fig. 1 shows, for example. Such a procedure, however, has an increase in the As a result of board resistance, the achievable buoyancy of the board is also lower becomes as if the board aiming direction (or longitudinal axis) with the board moving direction (or course) matches.

Diese zur Zeit eingesetzte Methode zur Einstellung des erforderlichen Finnenanstellwinkels ist deshalb uneffektiver als wenn nur die Finnen die erforderlichen Anstellwinkel einnehmen würden und nicht das Brett selbst.This currently used method for setting the required The fin angle of attack is therefore less effective than if only the fins provided the required Angle of attack and not the board itself.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Schwenkmechanismus vorzusehen, dessen Aufbau es ermöglicht einen Unterwasserflügel, z.B. eine Finne, reguliert rotierbar um die Hochachse an einem Stehsegler- oder Wellenreitbrett anzubringen. Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schwenkmechanismus zwei Achsenpaare umfaßt, wovon jedes Achsenpaar aus zwei exzentrisch zueinander stehenden und miteinander verbundenen Achsen besteht, und jede Achse der Achsenpaare (Finnenachse, Brettachse) eine feste Position zum Unterwasserflügel bzw. zum Brett einnimmt.The invention is therefore based on the object of a pivot mechanism the structure of which enables an underwater wing, e.g. a fin, adjustable rotatable around the vertical axis to be attached to a sailor board or surf board. According to the invention, this object is achieved in that the pivot mechanism comprises two pairs of axes, each pair of axes being eccentric to one another standing and interconnected axes, and each axis of the pairs of axes (Fin axis, board axis) a fixed position to the underwater wing or to the board occupies.

Die erfindungsgemäße Maßnahme bietet die Möglichkeit mittels eines Finnenschwenkmechanismusses den Winkel zwischen Brettbewegungsrichtung und Brettzielrichtung nach 0° regulierbar zu machen, wodurch eine Verringerung des Brettwiderstandes und Erhöhung des Brettauftriebes sowie eine Erhöhung der Brettgeschwindigkeit ermöglicht wird. Das Rotierungsprinzip hiernach erläutert, beruht dabei nicht auf der Rotation der Finne um eine Achse, sondern bedarf, als Minimum, zwei versetzte Achsen, wie aus der weiteren Erläuterung ersichtlich wird. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.The measure according to the invention offers the possibility by means of a Finnenschwenkmechanismusses the angle between the direction of movement of the board and the direction of the target of the board adjustable to 0 °, thereby reducing the board resistance and Increasing the buoyancy of the board as well as increasing the board speed allows will. The rotation principle explained below is not based on rotation the fin around an axis, but requires, as a minimum, two offset axes, such as can be seen from the further explanation. Further developments of the invention are listed in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Stehseglerbrett mit fester Finne im Einsatz, Fig. 2 ein Stehseglerbrett mit drehbarer Finne im Einsatz, Fig. 3 zwei Prinzipdarstellungen zum Aufbau einer drehbaren Finne, Fig. 4 die Verbindung zweier Achsenpaare zur Ubertragung der Drehbewegung, Fig. 5 die Hauptbaugruppen eines Stehseglerbrettes mit Schwenkmechanismus, Fig. 6 den Aufbau einer Finne und Fig. 7 den Aufbau eines Rotiermechanismus Das erfindungsgemäße Prinzip zeigt Fig. 2, woraus zu ersehen ist, daß der als Finne 6 ausgebildete Unterwasserflügel gegenüber dem Brett 5 drehbar ausgebildet ist. Die Finne 6 rotiert nach dem Prinzip wie in Fig. 3 gezeigt. Das Prinzip funktioniert wie folgt: jeweils zwei Achsen 1 und 2. bzw. The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing. 1 shows a standing sail board with a fixed fin in use, FIG. 2 shows a standing sail board with a rotatable fin in use, FIG. 3 shows two basic illustrations for the construction of a rotatable fin, FIG. 5 the main assemblies of a standing sail board with swivel mechanism, FIG. 6 the structure of a fin and FIG. 7 the structure of a rotating mechanism The principle according to the invention is shown in FIG . The fin 6 rotates according to the principle as shown in FIG. 3. The principle works as follows: two axes each 1 and 2 or

5 und 4 sind miteinanaer verbundene, JedochtE-zentrisch versetzte Achsenpaare. Die Achsen 2 und 3 sind mit der Finne 6 verbunden, während die Achsen 1 und 4 mit dem Brett 5 verbunden sind. Alle Achsen sind rotierfähig. Beim Rotieren der Achsen 1 und 4 bewegen sich die Achsen 2 und 3 in einem Kreis. Rotieren die Achsen 1 und 4 in der gleichen Richtung, dann bleibt der Finnenwinkel unverändert (siehe Fig. 3, Positionen 2a und 3a). Rotieren die Achsen 1 und 4 in entgegengesetzte Richtungen, dann verändert sich der Finnenwinkel (siehe Positionen 2a und 3b). 5 and 4 are mutually connected but E-centrically offset pairs of axes. The axles 2 and 3 are connected to the fin 6, while the axles 1 and 4 are connected to the board 5. All axes are rotatable. When rotating axes 1 and 4, axes 2 and 3 move in a circle. If the axes 1 and 4 rotate in the same direction, the fin angle remains unchanged (see FIG. 3, positions 2a and 3a). If the axes 1 and 4 rotate in opposite directions, the fin angle changes (see positions 2a and 3b).

Aus Grläuterung zuvor ist ersichtlich, daß bestimmte Maßnahmen ergriffen werden müssen, um eine Finnenrotation zu erzielen. Diese Maßnahmen können eine oder eine Kombination der folgenden sein: 1.) Das Rotieren der Achsen 1 und 4 kann aufeinander übertragen werden, z.B. wie in Fig. 4 gezeigt.From the explanation above it can be seen that certain measures were taken to achieve fin rotation. These measures can be one or be a combination of the following: 1.) The rotation of axes 1 and 4 can be on top of each other as shown in Fig. 4, for example.

2.) Es kann sichergestellt werden, daß die Achse 3 sich hinter dem hydrodynamischen Druckmittelpunkt der Finne 6 befindet.2.) It can be ensured that the axis 3 is behind the hydrodynamic pressure center of the fin 6 is located.

3.) Bei begrenzten Finnenausschlägen gibt es auf der Finne 6 (auf der Linie zwischen Achse 2 und 3) einen Punkt, der sich am wenigsten von dieser Linie zwischen den Achsen 1 und 4 entfernt. Diese Eigenschaft -kann genutzt werden, z.B. dadurch, daß ein Stift 7 auf -diesem Punkt in der Finne 6 angebracht wird, der sich bei Finnenrotierung in einer im'Brett 5 entsprechend geformten Nut 8, die sich auf der Linie zwischen Achse 1 und 4 befindet, bewegen kann. Bei der Benutzung gleichartiger Stift-Nut-Prinzipien können die Achsen 1 und 2 ganz entfallen.3.) If the fin deflections are limited, the fin 6 (on the line between axis 2 and 3) a point which is least distant from this Line removed between axes 1 and 4. This property can be used e.g. by attaching a pin 7 to this point in the fin 6, which, when the fin rotates, is located in a groove 8 correspondingly shaped in the board 5, the is on the line between axis 1 and 4, can move. When using Axes 1 and 2 can be dispensed with entirely with similar pin-and-groove principles.

Eine rotierbare Finne 6 ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn diese Finne so ausschlägt, daß Abdriftkräften entgegengewirkt werden kann, da so der Zweck der Erfindung erfüllt wird. Die korrekte Richtung der Finnenrotierung kann wie folgt erreicht werden: 1.) Bei der zuvor unter Punkt 1 erklärten Methode muß sichergestellt werden, daß der hydrodynamische Druckmittelpunkt der Finne 6 sich vor der Achse 1 befindet. In der Praxis ist der Abstand dieses Druckmittelpunktes vor der Achse 1 vom Reibungswiderstand des Mechanismus abhängig.A rotatable fin 6 is only useful if this fin so turns out that drift forces can be counteracted, since that is the purpose of the Invention is fulfilled. The correct direction of fin rotation can be like follows can be achieved: 1.) With the method explained in point 1 above, it must be ensured be that the hydrodynamic center of pressure of the fin 6 is in front of the axis 1 is located. In practice, the distance between this center of pressure is in front of the axis 1 depends on the frictional resistance of the mechanism.

2.) Bei der zweiten zuvor erläuterten Methode ist eine korrekte Finnenrotierungsrichtung bei Beachtung der Reibungswiderstände des Mechanismus sichergestellt.2.) The second method explained above is a correct fin rotation direction if the frictional resistance of the mechanism is observed.

3.) Bei der dritten zuvor erläuterten Methode ist eine korrekte Finnenrotierungsrichtung gegeben, wenn der hydrodynamische Druckmittelpunkt der Finne 6 sich bei Beachtung der Reibungswiderstände des Mechanismus vor dem Stift 7 befindet.3.) The third method explained above is a correct fin rotation direction given when the hydrodynamic center of pressure of the fin 6 is taken into account the frictional resistance of the mechanism is in front of the pin 7.

Die maximalen Ausschläge der Finne 6 sind ein wichtiger Aspekt bei der Verringerung des Brettwiderstandes. Sie kann nen mit dem Finnenrotierungsmechanismus erreicht werden, und zwar durch Begrenzung der Bewegung einer oder mehrerer beweglicher Teile des Mechanismus. Hierbei eignen sich insbesondere die Begrenzung der Rotation der Achsen 1,2,cm und/ oder 4 und/oder die Begrenzung der Bewegung des Stiftes 7.The maximum deflections of the fin 6 are an important aspect in the reduction of the board resistance. You can use the fin rotation mechanism can be achieved by limiting the movement of one or more movable ones Parts of the mechanism. Limiting the rotation is particularly suitable here of the axes 1, 2, cm and / or 4 and / or the limitation of the movement of the pin 7.

Der erfindungsgemäße Finnenrotierungsmechanismus bringt folgende Vorteile: Die Achsenpaare 1 und 2, bzw. 3 und 4 können in der Bauweise identisch sein, wodurch sich niedrigere Produktions-1 kosten ergeben. Der Mechanismus läßt sich leicht so konstruieren, daß eine Störung der Wasserströmung praktisch nicht vorhanden ist. Der Mechanismus läßt sich aber auch so konstruieren, daß eine Montage im Werk und/oder von Kunden sehr einfach durchgeführt werden kann und eine Reparatur mittels Ersatzteile ebenfalls leicht erfolgen kann. Der Mechanismus läßt sich leicht so konstruieren, daß die Finne 6, wenn erwünscht, gar nicht rotiert, z.B.The fin rotation mechanism according to the invention has the following advantages: The axis pairs 1 and 2, or 3 and 4 can be identical in construction, whereby lower production costs result. The mechanism is easy to do like that construct that disruption of water flow practically not is available. The mechanism can also be constructed so that an assembly in the factory and / or by the customer can be carried out very easily and a repair can also be easily done using spare parts. The mechanism is easy construct so that the fin 6 does not rotate at all if desired, e.g.

wenn dies vorgeschrieben ist bei Regatten und ähnlichen Wettkämpfen. if this is required for regattas and similar competitions.

Zur Verwirklichung des Finnenrotierungsprinzipes samt Nebenvorteilen wird folgender Finnenschwenkmechanismus vorgesehen Der Finnenschwenkmechanismus besteht aus einer Finne 6 und zwei Rotiermechanismen 9. Die Rotiermechanismen 9 werden im Brett 5 eingebaucht (siehe Fig. 5). An der Spinne 6 sind zwei Finnenachsen 2 und 3 und wahlweise ein Stift 7 angebracht (siehe Fig. 6). Die Achsen 2 und 3 und der Stift 7 können teilweise oder ganz aus einem anderen Material als die Finne 6 hergestellt sein.To implement the principle of rotation of the fin and its side benefits the following fin pivot mechanism is provided: The fin pivot mechanism consists of a fin 6 and two rotating mechanisms 9. The rotating mechanisms 9 are indented in the board 5 (see Fig. 5). There are two fin axes on the spider 6 2 and 3 and optionally a pin 7 attached (see Fig. 6). Axes 2 and 3 and the pin 7 can be partly or wholly made of a different material than the fin 6 be made.

Die Rotierungsmechanismen 9 können identisch sein aus Produktionsgründen; aber ein unterschiedlicher Aufbau ist ebenfalls möglich. Jeder Rotiermechanismus 9 erlaubt einen Aufbau gemäß Fig. 7. Ein Rotiermechanismus 9 weist bei voll funktionsfähigem Aufbau folgende Hauptteile auf: Eine zylindrische Drehtrommel 10, ein Trommelhalter 11 und einen Finnenwinkelbegrenzer 12. Der Drehtrommelhalter 11 hat eine Form, die eine Rotation der Drehtrommel 10 erlaubt. Die Drehtrommel 10 und der Drehtrommelhalter 11 werden mittels einer Drehtrommelachse 13 miteinander verbunden und gesichert. Die Achsensicherung 15 erlaubt Ein- und Ausbau der Drehtrommel 10 durch Anwendung einer minimalen Kraft in Richtung der Drehtrommelachsen, z.B. The rotating mechanisms 9 can be identical for production reasons; but a different structure is also possible. Any rotating mechanism 9 allows a structure according to FIG. 7. A rotating mechanism 9 has a fully functional Construction of the following main parts: a cylindrical rotating drum 10, a drum holder 11 and a fin angle limiter 12. The rotary drum holder 11 has a shape that rotation of the rotary drum 10 is allowed. The rotary drum 10 and the rotary drum holder 11 are connected to one another and secured by means of a rotary drum axle 13. The axis lock 15 allows installation and removal of the rotary drum 10 by use a minimum force in the direction of the rotating drum axes, e.g.

durch Federdraht, wie in Fig. 7 gezeigt. In der Drehtrommel 10 ist ein zylinderförmiges Loch, in dem eine Finnenachse (2 oder 3) frei rotieren kann. Die Drehtrommel 10 und die Finnenachse (2 und 3) werden nach dem gleichen Prinzip wie zuvor beschrieben miteinander verbunden und gesichert. by spring wire as shown in FIG. In the rotating drum 10 is a cylindrical hole in which a fin shaft (2 or 3) rotates freely can. The rotary drum 10 and the fin shaft (2 and 3) are made the same Principle connected and secured as described above.

Die Drehtrommel 10 hat eine Aussparung, in der bei eingebautem Zustand sich ein Winkelbegrenzer 12 befindet Der Winkelbegrenzer 12 wird so eingebaut, daß er sich relativ zum Trommelhalter 11, von Tolleranzen abgesehen, nicht bewegen kann. Der maximale Finnenwinkel wird durch die Form der Trommelaussparung und des Winkelbegrenzers bestimmt, wie beispielsweise aus Fig. 7 ersichtlich ist.The rotary drum 10 has a recess in which when installed there is an angle limiter 12 The angle limiter 12 is installed so that apart from tolerances, it cannot move relative to the drum holder 11. The maximum fin angle is determined by the shape of the drum recess and the angle limiter determined, as can be seen, for example, from FIG.

An den Finnenachsen 2 und 3 werden Sollbruchstellen in der Form einer Nut angebracht, um bei zu großer Belastung der Finne, z.B. beim Aufprall,'die-Rotiermechanismen 9 und das Brett 5 möglichst vor Beschädigungen zu bewahren.On the fin axes 2 and 3, predetermined breaking points are in the form of a Groove attached to prevent the rotating mechanisms if the fin is too heavily loaded, e.g. during an impact 9 and the board 5 should be protected from damage as far as possible.

Das Eindringen von Sand in den Rotiermechanismus 9 kann zu einer Erhöhung des Rotierwiderstandes führen, und auf Dauer zur Funktionsunfähigkeit. Aus diesem Grund kann eine Sandstaukammer und ein Sandspeicher, wie in Fig. 7 gezeigt, vorgesehen werden. Die Funktion des Finne;~ schwenkmechanismus ist durch die zuvor erwähnten Maßnahmen gesichert, vorausgesetzt, daß die Achse 3 sich ausreichend hinter dem hydrodynamischen Druckmittelpunkt der Finne 6 befindet. Der Schwenkmechanismus bringt einige Vorteile mit sich, und zwar wenn der Stift 7 in der Finne 6 (die Position wird durch geometrische Gesichtspunkte, die von der Größe der Mechanismen festgelegt werden, bestimmt) und die Nut 8 im Brett 5 oder auf dem Drehtrommelhalter 11 angebracht wird.The penetration of sand into the rotating mechanism 9 can lead to an increase of the rotational resistance lead, and in the long run to the inability to function. For this A sand damming chamber and a sand reservoir, as shown in FIG. 7, can be provided will. The function of the fin; swivel mechanism is through that previously mentioned Measures secured, provided that the axis 3 is sufficiently behind the hydrodynamic pressure center of the fin 6 is located. The swivel mechanism brings with some advantages, namely when the pin 7 in the fin 6 (the position is determined by geometric considerations that depend on the size of the mechanisms are determined) and the groove 8 is attached in the board 5 or on the rotating drum holder 11 will.

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Claims

Johannes Oosthuizen, Kattenescher Weg 9a, 2800 Bremen 61 Rainer Kozik, Kattenturmer Heerstraße 59, 2800 Bremen 61 Swivel mechanism for standing sailors and Surfboards patent application 1) Swivel mechanism for underwater wings, such as Fins or heavier from standing sail boards and / or surf boards for influencing lateral drift, characterized in that the pivot mechanism has two pairs of axes (1,2; 3,4) includes, of which the field pair of axes (1,2; 3,4) consists of two eccentric to one another standing and interconnected axes (1,2; 3,4), and each axis (1,2,3,4) of the pairs of axes (1, 2; 3, 4) (fin axis, board axis) have a fixed position in relation to the underwater wing (Fin 6) or to the board (5).

2) swivel mechanism according to claim 1, characterized in that the rotation of one and / or more axes (1,2,3,4) is limited.

3) swivel mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that that one on the underwater wing (fin 6) between the fin axes (2,3) located point is mechanically forced when turning the Unterroasserflügel (Fin 6) in compliance with certain tolerances over a straight line between two Board axes (1,4) to keep running line.

4) swivel mechanism according to one of claims 1 to 3, characterized in that that one pair of axles (1,2) is omitted and one is located behind the fin axle (3) Mechanically forced point on the underwater wing (fin 6) in the event of fin deflections will always be above one behind the board axis (4) and approximately parallel to the Keep water flow lines straight.

5) swivel mechanism according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the rotation of the two board axes (1,4) or the two fin axes (2,3) on each other is transmitted in such a way that the axes rotate in opposite directions.

6) swivel mechanism according to one of claims 1 to 5, characterized in that that a predetermined breaking point is provided on a fin axis (3).

7) swivel mechanism according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the outer end face of the board axis is rounded and to a diameter is dimensioned, which allows an installation of the fin axis eccentrically to the board axis.

8) swivel mechanism according to one of claims 1 to 7, characterized. that the rotation of one and / or both board axes (1,4) through a recess is limited in a board axis in which a fin angle limiter connected to the board (12) intervenes.

9) swivel mechanism according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the axes (2,3) have a recess into which one is spring loaded standing axle lock engages.