水翼肋片的制作方法
【专利摘要】一种用于风筝冲浪或者滑水过程中连接冲浪板(2)的水翼肋片(3)，包括：由多个抗扭箱(13)构成的芯部(11)，和由层状纤维合成材料制成、且包围包括所述抗扭箱(13)的芯部(11)的外壳(12)。所述水翼肋片3对冲浪板产生的作用在水翼肋片上、前翼5后翼6上的弯力和扭力提供了非常高强度抵制作用，这对风筝冲浪和滑水过程中的行驶性能有着有利的影响。
【专利说明】
水翼肋片
技术领域
[0001]本发明涉及一种连接在冲浪板上的水翼肋片，进一步地，涉及一种具有水翼肋片的水翼。
【背景技术】
[0002]水翼在风筝冲浪或者喷气式滑水过程中允许冲浪板提升出水面，以减少流动阻力。水翼通常包括龙骨肋片，下文中也会提到如水翼肋片，具有用于连接冲浪板的第一端部，和在运动方向上前后设置的前翼、后翼，所述前翼、后翼连接到龙骨肋片的第二端部。如果冲浪板升出水面，只有龙骨肋片的一部分和两翼保持浸没在水中。在这种情况下，水翼肋片上会发生大的弯曲和扭转力矩。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种水翼肋片，该水翼肋片具有低重量同时具有高弯曲刚度和扭转刚度。
[0004]这个目的是通过如权利要求1所述水翼肋片实现的。所述水翼肋片具体包括由许多抗扭箱形成的芯部;和由层状纤维复合材料制成的外壳，所述外壳包围住包括抗扭箱的芯部。
[0005]更优的实施方式在从属权利要求中说明。
[0006]所述抗扭箱例如可以包括由纤维复合材料制成的壁，以获得特别质轻和刚性结构。
[0007]通过进一步具体的实施方式，所述每个抗扭箱具有四个由层状纤维复合材料制成的侧壁、且沿水翼肋片的纵向方向延伸。进一步的，层状纤维复合材料中的至少一层纤维的方向与水翼肋片的纵向方向形成第一角度，且至少一层其他层纤维的方向与水翼肋片的纵向方向形成第二角度，以至于各层纤维之间相互交错。
[0008]进一步的，具有相对于纵向方向的正向倾角和反向倾角的层与层之间可以彼此交替的设置。
[0009]关于特别低的重量，所述抗扭箱可以空的腔室。然而，也可以使用充满泡沫材料的抗扭箱。
[0010]譬如，所述抗扭箱可以由具有交叉的纤维方向形成的纤维层包裹的泡沫型材形成，所述泡沫型材可以在纤维的缠绕芯的生产中形成。
[0011]进一步的，至少两个抗扭箱相对于水翼肋片的纵向方向的横向面上可以具有不同的横截面。
[0012]根据进一步优选的实施方式中，由多层纤维复合材料制成的外壳包括:至少一层的纤维方向沿着所述水翼肋片的纵向方向。
[0013]进一步的，所述外壳还包括具有纤维方向与纵向方向成一定角度、且相互相交的其他纤维层。
[0014]根据进一步优选的实施方式中，所述水翼肋片包括与冲浪板连接的安装部，在此，包括抗扭箱的芯部延伸入安装部，使得所述水翼肋片和冲浪板之间最优的连接，以进一步提高弯曲刚度和抗扭刚度。
[0015]下面结合附图对本发明的进一步详细的描述。
【附图说明】
[0016]图1:本发明一个实施方式中水翼的立体图
[0017]图2:水翼与冲浪板的连接示意图
[0018]图3:图2中水翼肋片沿线II1-1II的截面图
[0019]图4:具有多个抗扭箱的水翼肋片的芯部的示意图[°02°]图5:抗扭箱的示意图
【具体实施方式】
[0021]实施方式中示出一种安装到适合于风筝冲浪和滑水冲浪板2的水翼I。
[0022]所述水翼I包括龙骨肋片，下文中也指水翼肋片3，连接杆4，即机身，前翼5以及后翼6。这些零件可拆卸的连接在一起，以至于他们可以单独的更换。然而，也可以将两个或者更多个上述的零件以不可拆卸的方式连接成固定的(permanent) 一体式零件。
[0023]所述水翼肋片3具有用于安装到冲浪板2的第一端部7，用于连接连接杆4的第二端部8。所述水翼肋片3构造成杆状或者棒状形状，且具有流线型横截面轮廓(参见图3)。所述水翼肋片3在它的轴向方向A的高度大约为400-1200mm，所述横截面轮廓的最大宽度大约为5_20mm，且在运动方向的长度大约为50-200mm。
[0024]所述第一端部7具有安装部9，所述安装部扩展成凸缘从而形成冲浪板2底部的支撑面，此处的扩展为相对于水翼肋片3的剩余横截面。也可以将水翼肋片3插入冲浪板2，这样凸缘形状的安装部9置于冲浪板2的顶部。进一步，也可以在冲浪板2上形成容置孔，所述水翼肋片3的第一端部7置于容置孔内。在这种情况下安装部9上扩展的凸缘可以省略。
[0025]所述水翼肋片3的第二端部8具有用于连接杆4的容纳腔(receptacle)10。通过所述连接杆4，所述前翼5和所述后翼6被固定到水翼片3上。作用在前翼5和后翼6上的力通过容纳腔1内的连接杆4抵抗龙骨肋片3产生的力。
[0026]注意到具有高抗挠刚度、扭转刚度以及低重量的零件，所述水翼肋片3具有质轻、但是刚性的芯部11，所述芯部11被多层状纤维复合材料的外壳12包裹，例如:碳纤维增强塑料(CFRP)或玻璃纤维增强塑料(GRP)。所述外壳12允许的横截面轮廓的空气动力学设计如图3所示。
[0027]所述水翼肋片3的芯部11由多个抗扭箱13形成，其使得所述水翼肋片3具有高刚度。每个所述抗扭箱13具有由多层纤维复合材料制成的侧壁，尤其是碳纤维增强塑料(CFRP)或玻璃纤维增强塑料(GRP)。如图3和图4所示，所述的抗扭箱13被设置成每个抗扭箱13的4个侧壁14平行于所述水翼肋片的纵向方向A。抗扭箱的数量也可选择性地减少到单独的一个抗扭箱，然而，数量越多更适合于高的弯曲刚度和抗扭刚度。
[0028]如图5所示，一个单独的抗扭箱具有两组相对的侧壁14，这个抗扭箱13在纵向方向A上由另外的壁15可选择性的闭合。
[0029]至少每个与纵向方向A平行延伸的侧壁14具有至少一层是纤维16方向(纤维流向)，其以第一角度Q1倾斜于所述水翼肋板3的纵向方向A，优选以45°。至少另外一层纤维17方向(纤维流向)以第二角度α2倾斜于所述水翼肋板3的纵向方向A，优选-45°，以至于各纤维相互交错。类似的，另外的侧壁15可具有相互交错的纤维方向的层。
[0030]特别的，与纵向方向A成正角度^、负角度€(2的层在抗扭箱13上直接依次交替的设置。
[0031]如图5所示，所述抗扭箱13内可以每个内由泡沫材料18填充，然而，一些或者所有的抗扭箱13也可以形成空的腔室。
[0032]特别的，所述抗扭箱13也可以在制成用纵横交错的纤维定向包裹泡沫轮廓，其中，所述泡沫材料分别充当缠绕中心。
[0033]所述抗扭箱13以捆绑的方式设置在所述水翼肋片3的芯部内，所以壁14、15相互支撑，这个捆是由多层纤维复合材料依次组成的外壳12包围。
[0034]如图3所示，仅是通过示例的方式详述，但并不是限制这一种设置方式:抗扭箱以两排的方式设置，排数也可以更少或者更多。另外地，具有不同横截面的抗扭箱可以适宜的采用，例如，为了更好的调整到想要得到的横截面轮廓。总的来说，避开这种排成排的设置也是可以的。
[0035]相比与所述抗扭箱13，所述外壳12包括一个或者多个具有纤维19方向(纤维流)的层，如图4所示，纤维方向19沿所述水翼肋片3的纵向方向A。在具有与纵向方向A平行的纤维方向19的层之间还可以进一步设置更多层，这些更多层的纤维方向20和21与纵向方向A形成角度，例如+/-45°，且相互交错。
[0036]关于与冲浪板2的具体的刚性连接，所述具有抗扭箱13的芯部11可以延伸入所述水翼肋片3的第一端部7，如，在上述的实施方式中，延伸入扩展为类似凸缘结构的安装部9内，或者延伸至被冲浪板2以固定方式(in form-fitting manner)容纳的水翼肋片3部分。
[0037]刚性芯部11优选贯穿所述水翼肋片3的整个纵向方向A延伸至第二端部8，所述前翼5和后翼6通过连接杆4的方式连接到所述第二端部8上。
[0038]如果适当的结构与纤维复合材料制成的水翼肋片3不是一体的，所述连接杆4可以是由金属制成，优选钢、钛或者招合金。所述连接杆4的直径范围大约为10-25mm，由此，在水里面的水流阻力小。所述连接杆4的长度范围优选400-900mm。就简单的加工和装配而言，所述连接杆4可以构造成具有恒定的直径，然而，也可以是仅仅部分直径恒定，例如，由容纳腔10容纳那部分具有恒定的直径。
[0039 ]所述前翼5和后翼6在运动方向上前后设置，且可拆卸的连接到各自对应的连接杆4的端部。具体的，前翼5位于连接杆4的前端，后翼6位于连接杆4的后端11，因此，在运动方向上，前翼5位于龙骨肋片3的前部，后翼6位于龙骨肋片3的后部。
[0040]所述连接杆4可拆卸的固定到水翼肋片3，同样，前翼5、后翼6可拆卸的固定到连接杆4，因此，不同长度的连接杆4都可以固定到水翼肋片3上来改变前翼5、后翼6的位置。进一步的，不同的前翼5、后翼6都可以固定到连接杆4上。所述前翼5、后翼6可以由纤维增强塑料或者复合多层材料制成。
[0041]所述水翼肋片3的上述结构对冲浪板产生的作用在水翼肋片上、前翼5后翼6上的弯力和扭力提供了非常高强度抵制作用，这对风筝冲浪和滑水过程中的行驶性能有着有利的影响。
[0042]上述实施方式已经详细说明了本发明，然而，本发明并不仅限于此，而是包括由权利要求限定的所有实施方式。特别是，即使没有明确说明，单个技术特征也可以彼此结合，只要这种组合在技术上可行即可。
【主权项】
1.用于连接冲浪板(2)的水翼肋片(3)，包括: 芯部(11)，由多个抗扭箱(13)构成;和 外壳，由层状纤维复合材料制成，且围绕包括所述抗扭箱(13)的芯部(11)。2.根据权利要求1所述的水翼肋片，其特征在于，所述抗扭箱(13)具有由纤维复合材料制成的壁(14、15)。3.根据权利要求1或2所述的水翼肋片，其特征在于，每个抗扭箱(13)都具有四个由层状纤维复合材料制成的、且沿所述水翼肋片(3)的纵向方向(A)延伸的壁(14)，其中，层状纤维复合材料中的至少一层的纤维方向(16)与水翼肋片(3)的纵向方向(A)形成第一角度(αI)，至少一层其他层的纤维方向(17)与水翼肋片(3)的纵向方向(A)形成第二角度(α2)，以至于各纤维之间相互交错。4.根据权利要求3所述的水翼肋片，其特征在于，具有与所述纵向方向(A)成正、反向倾角(α1，α2)的层交替的设置。5.根据权利要求1-4任一项所述的水翼肋片，其特征在于，一个或多个抗扭箱(13)形成有空的腔室。6.根据权利要求1-5任一项所述的水翼肋片，其特征在于，一个或多个抗扭箱(13)填充有泡沫材料(18)。7.根据权利要求1-6任一项所述的水翼肋片，其特征在于，一个或多个抗扭箱(13)由具有交叉纤维的纤维层包裹的泡沫型材形成。8.根据权利要求1-7任一项所述的水翼肋片，其特征在于，至少两个抗扭箱(13)在相对于水翼肋片(3)的纵向方向(A)的横向面上具有不同的横截面。9.根据权利要求1-8任一项所述的水翼肋片，其特征在于，所述外壳(12)由多层纤维复合材料制成，其中，至少一层的纤维方向(19)沿着所述水翼肋片(3)的纵向方向(Α)。10.根据权利要求9所述的水翼肋片，其特征在于，所述外壳(12)还包括其他层，其他层具有与纵向方向(A)形成角度、且相互相交的纤维方向(20、21)。11.根据权利要求1-10任一项所述的水翼肋片，其特征在于，还包括与冲浪板(2)连接的安装部(9)，其中，具有抗扭箱(13)的芯部(11)延伸入安装部(9)。12.水翼，包括权利要求1-11任一项所述的水翼肋片，具有用于连接到冲浪板(2)上的第一端部(7)，在冲浪板(2)运动方向上前、后设置的前翼(5)、后翼(6)，且前翼(5)、后翼(6)与水翼肋片(3)的第二端部(8)连接。
【文档编号】B63B35/79GK105936328SQ201610112403
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】科尼利斯·盖斯林格, 马提亚·盖斯林格
【申请人】艾勒根传动工程有限责任公司