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Antrieb für Wasserfahrzeuge.
Den Gegenstand des Stammpatentes bildet ein Wasserfahrzeug mit Flossenantrieb, bei welchem zwecks Vermeidung eines sich gegen die Fahrtrichtung stellenden Biegungsbogens der Flosse diese aus zwei Teilen zusammengesetzt wird, u. zw. derart, dass sich der an die Antriebsachse anschliessende Teil der Flosse ausserhalb des Wassers befindet und nur der andere Flossenteil im Wasser wirkt. Derartige Flossen werden beim Ausschwingen wechselseitig gebogen und daher während des Betriebes ziemlich stark beansprucht, was insbesondere für das über Wasser befindliche Flossen-oder Antriebselement
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entgegengesetzt vorgespannten, ein Flossenpaar bildenden Elementen zusammengesetzt sind, so dass ein Schwingungssystem entsteht, dessen Material nur einseitig gebogen und beansprucht wird.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt die Fig. 1 ein aus zwei entgegengesetzt gekrümmten Elementen zusammengesetztes Flossenpaar, Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Anwendung vorgespannter Flossen auf einen gemäss dem Stammpatent ausgebildeten Antrieb, Fig. 3 veranschaulicht die Wirkungsweise eines vorgespannten Flossenpabfes ; die Fig. 4 und 5 zeigen zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes.
Zwei vollkommen gleichartig ausgebildete Flossenelemente J und 2, welche im folgenden der Kürze halber als Flächen 1, 2 bezeichnet werden sollen, werden schon bei der Herstellung in einer ähnlichen Weise gebogen ausgeführt, wie ihre Belastung während des Betriebes erfolgt. Die beiden Flächen 1 und 2 werden mit ihren Bögen gegeneinandergestellt, an der Achse D befestigt, im Sinne der Pfeile in die gezeichnete gestreckte Lage zurückgebogen und durch Spannschienen F in dieser Lage gestreckt gehalten, womit die Flächen vorgespannt sind.
Die Wirkungsweise einer derartigen Flosse zeigt die Fig. 3. Die Fläche 1 wird bei Erreichung der gezeichneten Endbiegung einer Biegungsperiode im Sinne des Pfeiles a ihre Spannung über die ihr von vornherein erteilte Vorspannung hinaus bis zur Flossenspannung erhöht haben, während sich die Fläche 2 unter Abgabe ihrer Vorspannung ihrer eigenen ursprünglichen Bogenform nähern wird. Die Fläche 2 wird sich in dem Augenblick ganz entspannt haben, in welchem die Biegungsform der Fläche 1 bei Erreichung der Endbiegung 1 gleich ist der spannungslosen Eigenform der Flosse, welche in Fig. 3 bei/ strichliert eingezeichnet ist. Letzteres ist bei richtiger Bemessung der Flächen praktisch erreichbar.
Beim Einsetzen der entgegengesetzten Biegungsphase im Sinne des Pfeiles b gibt die Fläche 1, in die Zwischenstellung S kommend, ihre hohe Belastungsspannung so weit ab, bis die Spannung gleich ist der nun wieder zunehmenden Spannung der Fläche 2, welche jetzt, die Beanspruchung der Fläche 1 übernehmend, in die Endbiegung 11 übergeht, während die Fläche 1 ihre Spannung weiter verliert und mit der Fläche 2 in ihre normale spannungslose Form übergeht.
Statt der Fläche 1 ist nun die Fläche 2 gepannt und gebogen worden. Bei der nächsten Biegungperiode wird sich wieder die Fläche 1 biegen und spannen und die Fläche 2 entspannen. Es erfolgt daher das Spannen jeder Fläche immer nur in der gleichen Schwingungsrichtung und es wird somit jede Fläche nur einseitig gebogen und beansprucht.
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eines noch nicht gebogenen Materials die dabei entstehende zurückbleibende Molekularversehiebung in den Dehnungs-und Druckzonen, Deformation des Materials bei den nächstfolgenden wiederholten
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Biegungen von gleicher Stärke erhalten bleibt, wobei das Material in entspanntem Zustande stets in seine ursprüngliche Lage zurückgeht und mithin elastisch bleibt, so dass der Biegungskörper bis nahe an die Elastizitätsgrenze beansprucht werden kann ;
bei wechselseitigem Biegen hingegen wird die zurück- bleibende Deformation im entgegengesetzten Sinne immer wieder erneuert, wodurch das Material so stark geschädigt wird, dass es in bezug auf die Haltbarkeit um ein Vielfaches weniger beansprucht werden kann als bei einseitigem Biegen.
Bei Anwendung einer vorgespannten Flosse auf die Konstruktion nach Fig. 3 des Stammpatentes wird die über dem Wasser befindliche Flosse B aus drei Teilen zusammengesetzt (wegen der Befestigung an den beiden Achsen D und 0 zwecks Erreichung gleicher Biegungskurven), u. zw. bildet die mittlere Fläche mit den beiden halb so breiten äusseren Flächen (Fig. 2) je ein vorgespanntes Flächenpaar. Die im Wasser befindlichen Flächen der Flosse A haben dieselbe Anordnung.
Das Prinzip der Vorspannung ist auch bei jenen Ausführungsformen des Stammpatentes anwendbar, bei welchen der über dem Wasser befindliche Teil des Antriebsorgans aus Spiralen gebildet ist. Eine solche Ausführung zeigt Fig. 4. Die Enden a und b der entgegengesetzt gewundenen Spiralen werden zur Antriebsachse D gedreht, womit die Spiralen vorgespannt sind. Das im gleichen Belastungssinne abwechselnde Spannen der einen Spirale und gleichzeitiges Entspannen der andern entspricht den gleichen Spannungsvorgängen wie bei dem vorgespannten Flossenpaar.
Das gleiche Prinzip ist ferner auch bei einer Flosse anwendbar, welche mit durch die Flächeneinschnitte derselben durchgezogenen Rippen versehen ist. Zu diesem Zwecke werden, wie die Fig. 5 zeigt, vier Rippen r, t verwendet, wobei die Rippen rund t entgegengesetzte Vorspannung erhalten, wodurch sich die Belastungskräfte gleichmässig auf die Flosse und die Rippen verteilen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Antrieb für Wasserfahrzeuge nach Patent Nr. 144689, dadurch gekennzeichnet, dass die Flossen aus zwei entgegengesetzt vorgespannten, ein Flossenpaar bildenden Elementen (1) und (2) zusammengesetzt sind, so dass ein Schwingungssystem entsteht, dessen Material während des Betriebes nur einseitig gebogen und beansprucht wird.