Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung des Auftriebes im Seegang von an Wasserfahrzeugen angebrachten, während der Fahrt teilweise austauchenden Wassertragflügeln. Die Erfindung- betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung des Auftriebes im Seegang von an Wasserfahrzeugen angebrach ten, während der Fahrt teilweise austauchen- den Wassertragflügeln, die je eine Vorrich- tun,- zur Auftriebsbeeinflussung besitzen.
Bei den bisherigen bekannten Einrichtun gen wurden lediglich. von Landfahrzeugen her bekannte Federungen vorgesehen, welche die i\bertragung der von den Tragflügeln ausge- henden \Stösse auf den Bootskörper und die Insassen mildern sollten, die aber weder die Störungskraft. selber noch die durch sie her vorgerufenen Schwingungen der Tragflügel reduzierten.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist clagegen dadurch gekennzeichnet., dass die ge nannte Vorrichtung zur Auftriebsbeeinflus sung mit Hilfe eines auf Auftriebsänderun gen. ansprechenden Organs derart betätigt wird, dass sie bei Beginn eines Störungsimpul ses in einer Welle den Auftrieb des Tragflü gels in einem die Störungskraft ausgleichen den Sinne ändert und dass ein Verzögerungs organ vorgesehen ist, (las beim Abklingen der Störungskraft den Rückgang der VorTich- tun- in die Normalstellung verzögert.
Bei diesem System werden die stossartig beim Eintritt und Austritt in bzw. aus einer Welle auftretenden Schwankungen der Auf- 1 riebskraft, deren Impuls zu kurz ist, um die Massenträgheit des zu überwin den, als Einstellkraft für die Steuerungsein richtung herangezogen und ihre Intensität und Periode als Steuergeber für den folgen den Steuervorgang innerhalb des -Wellenber ges oder Wellentales benutzt.
Das Ausmass der Verzögerung kann ent sprechend der Dauer der Störungsperiode, also proportional der Wellenlänge, wie auch gegebenenfalls umgekehrt proportional ihrer Amplitude, also der Wellenhöhe, von Hand aus oder selbsttätig eingesteuert werden.
Durch die beschriebene Steuerurngseinrieh- tung wird die statische Stabilität. des Fahr zeuges vermindert., weil bei einer Neigung des Fahrzeuges die auftretende rückführende Kraft eine Verstellung des Anstellwinkels in einem diese Kraft vermindernden Sinne her beiführt. Um die Stabilität. in genügender Grösse zu sichern, kann eine Vorrichtung vor- (resehen werden, die eine Haltekraft auf das Steueraxngssystem ausübt, welche von der Störungskraft überwunden werden muss, be vor eine Verstellung der Vorrichtung eintritt.
Das Steuerungsprinzip kann dureb Trag flächen oder Teilen vorn Tragflügeln verwirf licht werden, die vertikal gegen ein elastisches Organ verschiebbar angeordnet sind und bei denen durch Führungsorgane eine Verschwen- kung der Fläche im anstellwinkelverldeinern- den Sinne bei der Aufwärtsbewegung und im. anstellwinkelvergrösserndem Sinne bei der Abwärtsbewegung herbeigeführt wird.
Die V erschwenkung der Tragflügel bei der Ver schiebung kann auch durch einen Servomotor herbeigeführt werden,,der eingeseh:alt.et wird, sobald eine solche Verschiebung eintritt und der den Tragflügel bei der Aufwärtsbewegung im anstellwinkelverkleineruden Sinne und bei der Abwärtsbewegung im umgekehrten Sinne, verschwenkt. Die Einschaltung des Servo motors kann auch durch ein auf Drackände- rungen ansprechendes Organ erfolgen, mit welchem die Tragflächenteile verbunden sind.
Ferner können Tragflügel vorgesehen sein, die an einer vor ihrem Druckmittelpunkt lie genden Achse schwenkbar befestigt sind oder die an ihrer Flügelhinterkante schwenkbare Klappen oder Hilfsflügel besitzen, und- die mit einem, dem Moment um die genannte Achse entgegenwirkenden elastischen Organ verbunden sind.
Die Wirkung der Steuerung im Seegang kann noch wesentlich verbessert werden durch Vorrichtungen mir Änderung der Spannung, z. B. des Druckes des erwähnten Organs, die durch Servomotoren betätigt werden und die wiederum durch ein auf Neigungen anspre- ehendes Gerät, wie z. B. einen Kreiselhorizont oder ein Wendezeiger, oder eine Kombination aus beiden, als Kommandogeber gesteuert werden. Letzteres geschieht in der Weise, da.ss bei einer Neigung des Fahrzeuges, das mit den sich senkenden Tragflügelteilen verbun dene Organ gespannt wird, und das mit den sich hebenden Teilen verbundene Organ da gegen entspannt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sol len an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigen: Fig. 1 einen vertikal gegen die Wirkung eines elastischen Organs verschiebbaren Trag- Flügel mit Lenkern als Führungsorgan, in Seitenansicht, Fig. 2 einen versehiebbaren Tragflügel mit Schienen als Führungsorgane in.
Seiten ansieht, Fig. 3 einen vertikal gegen die Wirkung eines elastischen Organs verschiebbaren Trag- flügel, dessen Anstellwinkel durch einen Servomotor gesteuert wird, in Seitenansicht, Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel der Anordnung nach Fig. 3 in Seitenansicht, Fig. 5 einen Tragflügel, dessen Anstell- winkel durch ein auf Di-tiekä.uderungen an sprechendes Organ mittels eines Servomotors gesteuert wird, in Seitenansicht,
Fig. 6 einen scliwenkba.r befestigten Trag flügel, bei welchem ein elastisches Organ dem Moment um die Aufhängeaehse des Tragflü gels entgegenwirkt, in Seitenansicht., Fig. 7 \eine Vorderansicht eines Tragflü gels, der um eine in Fahrtrichtung liegende Achse schwenkbar ist, Fig. 8 und 9 Vorrichtungen, die eine Haltekraft auf das Steuersystem ausüben, Fig. 10 ein Verzögerungsorgan im Schnitt.
und Fig. 1.1 ein selbsttätiges Regulierorgan für den Drosselkanal eines Verzögerungs organs im Schnitt und Fig. 12 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise einer Steuerungseinrichtung. In Fig. 1 bis 6 geht die Fahrtrichtung von links nach rechts. Gleiche Teile in den Figuren sind mit gleichen Zahlen bezeichnet. In der Fig. 1 ist 1 der Tragflügel oder ein Teil desselben. 2 ist. ein Abstützorgan beliebi ger Form.
Das Tragflä..ehenaggregat ist in der Achse 3 an einem. als Doppelhebel ausge bildeten Lenker 7 aufgehängt, an dessen Ende 8 das auf Auftriebsänderungen ansprechende elastische Organ 5, das aus Federn, Gummi kabeln oder einem Luftfederungszylinder oder dergleichen bestehen kann, und das Verzöge rungsorgan 6 angreifen. Der Hebel 7 ist um das bootsfeste Lager 4 schwenkbar. Zur Füh rung des Flü-elaggregats 1, ? dient ein zwei ter, beiderseits gelenkig angeschlossener Len ker 9.
Die Lenker Haben die gezeichnete, ge neigte Stellung zueinander, wodurch bewirkt wird, dass sich,das Tragflügelaggregat bei der Aufwärtsbewegung in anstellwinkelverklei- nerndem Sinne und bei der Abwärtsbewegung in anstellwinkelvergrösserndem Sinne neigt.
Der Auftriebskraft wirkt das elastische Or gan 5 über eine Hebelübersetzung entgegen, wobei die Kraft des Organs 5 so gross gewählt ist, dass sich der Tragflügel bei Fahrgin stil lem Wasser in der Stellung des normalen An stellwinkels befindet, sich aber aufwärts be wegt. und seinen Anstellwinkel verkleinert, wenn die Auftriebskraft bei dem Eintritt in einen Wellenberg zunimmt, und sich abwärts bewegt und den Anstellwinkel vergrössert, n enn die Auftriebskraft beim Eintritt in ein Wellental abnimmt.
Der Rückgang in die Normalstellung wird nach beiden Richtungen durch das Verzögeringsorgan 6 abgebremst, dessen Ausbildung an Hand von Fig. 10 noch näher erläutert wird. Mit 38 ist ein Öldruckzylinder bezeichnet, der die Spannung des elastischen Organs 5 unmittelbar ändern kann und bei dem die Öl zufuhr zu der einen oder andern Kolbenseite zur Spannung oder Entspannung des elasti schen Organs durch ein auf Neigungen des Fahrzeuges ansprechendes Gerät als Kom mandogeber gesteuert wird, das bei Neigun gen des Fahrzeuges vorzugsweise elektro magnetische Ventile betätigt.
Der Kommando- i,,eber kann in Funl@tion des Neigungswinkels selbst oder der Winkelgeschwindigkeit der Neigung arbeiten.
In dem Beispiel der Fig. 2 ist das Trag- flügelaggregat durch die beiden Schienen 10 und 11, die eine geneigte Lage zueinander haben, derart geführt, dass bei der Vertikal bewegung des Aggregats die beschriebenen Versehwenkungen eintreten. Der Auftriebs kraft wirkt hier ein elastisches Organ 5 un inittelbar entgegen. Das Verzögerungsorgan 6 ist durch eine gestrichelt dargestellte Stange mit dem Tragflügelaggregat verbunden.
Nach Fig. 3 erfolgt die Anstellwinkelände- rung nicht durch Führungsorgane bei der Be wegung des Flügels, sondern durch einen Servomotor 12, der hier .aus einem hy drau- lischen Zylinder besteht, dem Drucköl über ein Schaltventil 13 zugeführt wird. An Stelle des liy draulisehen Zylinders kann auch ein elektrischer Steuermotor treten, der durch einen Schalter 13 in verschiedenen Drehrich tungen in Gang gesetzt wird.
Der an dem Fahrzeug befestigte Servomotor 12 greift an einem mit dem Tragflügelaggregat 1, 2 ver bundenen Hebel 14 an, an dein auch der Schalter 13 befestigt ist. Die Betätigung des Schaltventils 13, das je nach der Schaltrich tung Drucköl nach der einen oder andern Kolbenseite des hydraulischen Zylinders 12 zufliessen lässt, erfolgt durch den Hebel 7, in der Weise, da,ss der Servomotor den Hebel 14 in dem gleichen Sinne schwenkt, in dem sieh der Hebel 7 bewegt.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung, wie Fig. 3, bei welcher die einzelnen Elemente die gleichen Funktionen wie in der genannten Figur ausführen. Der Hebel 7 und der schwenkbar belagerte Servomotor 12 bilden eine Parallelogrammführung für das Trag flügelaggregat 1, 2. Der Schalter 13 ist wie der am Ende des Hebels 14 schwenkbar befe stigt und sein Betätigungsorgan ist mit einem Festpunkt des Fahrzeuges verbunden. Wenn das Tragflügelaggregat 1, 2 sich in vertikaler Richtung z.
B. nach oben verschiebt, schaltet das Ventil 13 den Servomotor 12 ein, welcher das Tragflügelaggregat im anstellwinkelver- kleinernden Sinne um die Achse 3 so lange schwenkt, bis sich der Schalter 13 wieder schliesst.
Bei der Fig. 5 kann sich das in der Achse 3 gelagerte Tragflügelaggregat, beispielsweise in dem Gleitstück 16, nur um kleine Wege verschieben. Die Auftriebskraft wirkt unmit telbar auf ein auf Druckänderungen anspre chendes Organ 17, das z. B. aus einem flüssig keitsgefüllten Zylinder mit Kolben oder einem Faltenbalg bestehen kann, der durch eine Leitung mit dem Schalter 13 verbunden ist, der die Zuflussrichtung von Drucköl zu dem hydraulischen Zylinder 12 regelt.
Bei Normalauftrieb und Normaldruck auf das Element 17 bleibt das Ventil geschlossen, öff net sich jedoch beim Unterschreiten oder Überschreiten der Normalauftriebskraft nach der einen oder andern Zuflussseite zu dem hydraulischen Zylinder, derart,
dass bei Druckabnahme eine Schwenkung des Trag flügels im anstellwinkelvergrösserndem Sinne eintritt und bei Druckzunahme umgekehrt. An Stelle des mit Flüssigkeit gefüllten Elemetes 17 kann auch ein von elektrisehesn Strom durchflossener Widerstandskörper tre-1 ten, dessen elektrischer Widerstand sieh mit der Druckbelastung ändert Lind der bei Ände rung der Stromstärke ein Sehaltelement. 13 betätigt,
das einen Steuermotor nach der entsprechenden Drehrichtung einschaltet.
In den Ausführungsbeispielen naell Fi-. 1 bis 4 wird die Anstell!ivinkeländeriin - am Flügel um so grösser, je grösser der Dureh- federungsweg des elastischen Organs 5 wird, das heisst je grösser die Störtingskr:.aft. ist. Die Grösse der hervorgerufenen Auftriebs änderungen am Flügel ist also der Störungs kraft sowohl im positiven als auch im Nega tiven Sinne angenähert proportional.
Im Bei spiel nach Fig. 5 wird :der Aasstellwinkel so lange verstellt, als eine Abweichung voll der NOrnlaldi-Llekkraft auf das Organ 17 besteht. Die Grösse !der Auftriebsänderung am. Flügel ist also der Wirkungsdauer der Störungskraft. angenähert proportional, wobei natürlich die Öffnung des Schalters 1.3 wieder proportional der Grösse der Störungskraft gemacht werden kann, so dass die Verstellgesehwindigkeit des Flügelanstellwinkels dann zugleich auch von der Störungskraft abhängig wird.
Bei den in den Fig. 1 bis 5 beschriebenen Anordnungen ist. es ans statischen Gründen von grossem Vorteil, wenn der versehiebbare Tragflügel einen Teil eines in sich gesehlosse neu Rahmenwerkes bildet, wie dies im Patent Nr. 302790 beschrieben ist.
In der Fig. 6 ist der Tragflügel 1 in einer vor seinem Druckpunkt liegenden Achse 18 schwenkbar aufgehängt und durch eine Stange 19 mit dem Doppelhebel 7 verbunden, der in der bootsfesten Achse 4 gelagert ist. Der Hebel, der auf seinem untern Teil eine Kurve zeigt, liegt. auf einem zweiten kurven förmigen Hebel 20 auf, an dein das elastische Organ 5 unter Zwischenschaltung des Ver zögerungsorgans 6 angreift.
Durch die beiden -'#,%'älzhebel 7 und 20 wird erreicht., dass sich die Hebelübersetzung voll der Druckstange 19 auf das Organ 5 entsprechend der Druck- punktwa.nderiing bei Anstellwinkeländerun- geit an denn Flügel 1 ändert., so dass die 3Ie- mentänderungen infolge Druclrptiitktwande- rung aufgehoben wird und die Vorrichtiuig nur auf die iliiderun-en der Auftriebsgrösse anspricht.
Bei Zunahme der Auftriebskraft erfolgt also auch hier eine Verkleinerung des Aasstell winkels und umgekehrt während das Ver- zö-eriin g:sor-an, wie in den andern Beispielen, den Riiekgang in die Normalstellung ab bremst.
Der Tragflügel kann auch starr angeord net werden und\ nur mit gesteuerten Klappen oder Hilfsflügeln alt der Hinterkante ver sehen werden.
Das Beispiel der Fi-. 7 zeigt einen Trag flügel 1, welelier um die in Fahrtriehtung lie gende Achse 21. sehwenkbar angeordnet ist. Der Flügel ist dureh das im Gelenk '?? befe stigte Abstützorgan 'an dem Hebel 7 ange <U>hängt</U> der um ein Lager .l an der Abstützung 23 schwenken kann.
All dem Hebel 7 greifen wieder das elastsehe Organ 5 Lind das Ver- zögerungsorgan 6 an. Der Hebel 7 betätigt. etwa entsprechend der Fig. 3 ein Sehaltventil, das an der Hinterkaut.e der Fläche ange brachte Klappen, bei der Schwenkung des Traglflügels uns. die Achse 21, im entsprechen den Sinne verstellt.
Bei der Haltevorrielitun- nach Fig. 8 sind zwei Federn ?4-, die gegen je einen Anschlag anliegen, der hier durch einen zur Anlage kommenden Bolzen gebildet wird, vorgesehen. Zwischen ihnen liegt ein beweglicher Teil 25 der den Auftrieb beeinflussenden Vorrielitung der bei seiner Bewec,nng erst die Federkraft überwinden muss, bevor sieh die Vorrichtung verstellest kann.
Bei Fig. 9 wird ein Hebel. '?6, der eineil mit geneigten Fla.nsc.lien versebenen Ein schnitt besitzt, durch eine Feder gegen eine Nase oder Rolle eines beweglichen Teils des Steneriteelianismus geclrüekt, so dass hier durch eine Haltekraft entsteht.
Das Verzögertinsor-an nach Fig. 10 be steht ans einem flüssigkeitsgefüllteli Zylin der 27, in ivelelicm sieh ein Kolben 28, der durch eine Stange 29 mit dem Steuermecha- nismus verbunden ist, bewegen kann. Von der Mittelstellung des Kolbens führt unmittelbar an jeder Kolbenseite ein LberströmlLan.al 30 nach dem jeweiligen gegenseitigen Zylinder ende.
In jedem Kanal 35 ist ein Rückschlag v entil 31 angeordnet, das die Flüssigkeit in der Pfcilriehtung frei durehlässt, wenn sich der Kolben nach einem Zylinderende bewegt, das sieh jedoch schliesst, wenn er nach der Mittelstellung zurückgeht und dadurch die Flüssigkeit zwingt, durch einen im Quer schnitt regulierbaren Drosselkanal 39 zu strö men.
Die Abbremsung durch das Verzöge rungsorgan muss um so kleiner werden, dass heisst der Drosselkanal um so mehr geöffnet \verden, je kürzer die Wellenlänge ist, je häu figer also die Bewegung des Steuersystemns in einer Zeiteinheit ist.
Das selbsttätige Regulierorgan für den Drosselkanal 39 besteht. nach Fig. 11 aus einem Zylinder 32, in welchem sich ein Kol ben 33 gegen eine Feder 34 bewegen kann. Der Kolben ist durch eine Stange 35 mit dem Absperrorgan des Drosselkanals 39 verbun den. Der Zylinder besitzt in Achsrichtung kleine Öffnungen oder einen engen Schlitz 36. Eine mit dem Tragflügelsystem verbun dene Pumpe fördert Flüssigekit bei der Be wegung des Systems nach beiden Seiten, die dem Regulierorgan durch den Kanal 37 zuge- leitet wird.
Die zufliessende Flüssigkeitsmenge ist der Häufigkeit und der Grösse der Be wegung des Tragflügelsystems verhältlieh, und ,der Kolben verschiebt- sich um so weiter, je mehr Flüssigkeit in der Zeiteinheit in den Zylinder eintritt. Der vorrückende Kolben öffnet den Durchflussquerschnitt des Drossel kanals zunehmend. Soll die Abbremsung durch das Verzögerungsorgan nur der Wel lenlänge und nicht ihrer Höhe verhältlich sein, so wird die Pumpe derart eingerichtet, dass ihre Fördermenge nur von der Häufig keit der Bewegung abhängig ist, das heisst der Pumpenweg ist unabhängig von .der Grösse der Bewegung des Flügelsystems konstant.
Bei Fahrzeugen mit zwei hintereinander liegenden Tragflügeln wird es in vielen Fäl len von Vorteil sein, wenn die Fedorkonstan- ten der elastischen Organe und die Verzöge rungen des Rückganges in die Normalstellung am vordern und hintern Flügel verschieden gross gewählt werden.
Die Fig. 12 zeigt schematisch die Wir kungsweise einer selbsttätigen Steuerungsein richtung der beschriebenen Art, z. B. nach Fig. 1, im Seegang. Es ist dargestellt, wie sich der teilweise austauchende Flügel, der z. B. in V-förmiger Ausbildung in Seitenansicht gezeichnet ist, durch die Wellenkontur be wegt und dabei infolge der Impulse, die er beim Welleneintritt und -austritt erfährt, seinen Anstellwinkel ändert.
An der Stelle A hat der Flügel seine normale Tauehung und seinen normalen Anstellwinkel. Beim Eintritt in den Wellenberg an der Stelle B erfährt er mit der Vergrösserung seiner eingetauchten Fläche einen Auftriebsimpuls, der eine verti kale Verschiebung gegen das elastische Organ 5 hervorruft, wobei gleichzeitig der Anstell- winkel verkleinert wird. Bei der weiteren Durchfahrt durch den Wellenberg wird der Rückgang in die normale Stellung verzögert, so dass z.
B., .an der Stelle C der verminderte Auftriebsbeiwert den Auftriebszuwachs in folge der neu eingetauchten Flächenteile zu mindest teilweise ausgleicht. Beim Austritt aus dem Wellenberg an der Stelle D vergrö ssert das elastische Organ. 5, das plötzlich unter vermindertem Gegendruck steht, wie der den Anstellwinkel des Flügels und das Verzögerungsorgan sorgt dafür, dass im Wel lental die Winkelvergrösserung erhalten bleibt, so dass der Flügel möglichst wenig der Wellenkontur folgt.
Der Tragflügel wird so mit in wesentlich geringerem Masse auf den Welileneinfluss ansprechen,als ,der ungesteuerte Flügel und sich mehr auf einer geradlinigen Bahn bewegen. Die gestrichelte Linie zeigt beispielsweise den Weg des bootsfesten Punk tes a.
Device for the automatic control of the buoyancy in the swell of hydrofoils attached to watercraft and partially emerging during travel. The invention relates to a device for the automatic control of the buoyancy in the swell of attached to watercraft th hydrofoils that partially diverge while driving, each of which has a device - to influence buoyancy.
In the previous known Einrichtun conditions were only. suspensions known from land vehicles are provided, which should alleviate the transmission of the shocks emanating from the hydrofoils to the hull and the occupants, but which should not reduce the disruptive force. even reduced the vibrations of the wings caused by them.
In contrast, the device according to the invention is characterized in that the aforementioned device for influencing lift is actuated with the aid of an organ that responds to lift changes in such a way that, when a disturbance pulse begins in a wave, it reduces the lift of the wing in one of the waves Compensating for the disruptive force changes the sense and that a delay organ is provided (read the decline of the VorTich- do- to the normal position delayed when the disruptive force subsides.
In this system, the sudden fluctuations in the force of force occurring when entering and exiting a wave, the impulse of which is too short to overcome the inertia of the, are used as the setting force for the control device and their intensity and period used as a control unit for the following control process within the -Wellenber ges or wave valley.
The extent of the delay can be controlled manually or automatically according to the duration of the disturbance period, that is to say proportional to the wavelength, and possibly also inversely proportional to its amplitude, that is to say the wave height.
The described control unit ensures the static stability. of the vehicle reduced, because when the vehicle is tilted, the returning force that occurs causes an adjustment of the angle of attack in a sense that reduces this force. About stability. To secure it in a sufficient size, a device can be provided which exerts a holding force on the Steueraxngssystem which has to be overcome by the disturbing force before an adjustment of the device occurs.
The control principle can be discarded by means of wings or parts in front of wings, which are arranged so that they can be moved vertically against an elastic member and in which the surface is pivoted in the upward movement and in the angle of attack by means of guide members. angle-of-attack-enlarging sense is brought about during the downward movement.
The pivoting of the wings during the shift can also be brought about by a servomotor, which is seen as soon as such a shift occurs and which pivots the wing during the upward movement in the angle of attack reduction sense and during the downward movement in the opposite sense . The servo motor can also be switched on by an organ which responds to pressure changes and to which the wing parts are connected.
Furthermore, hydrofoils can be provided which are pivotably attached to an axis lying in front of their pressure center or which have pivotable flaps or auxiliary wings on their wing trailing edge, and which are connected to an elastic organ counteracting the moment about said axis.
The effect of the control in the sea can be significantly improved by devices with changing the voltage, z. B. the pressure of the mentioned organ, which are actuated by servo motors and which in turn are responsive to inclinations ehendes device such. B. a gyro horizon or a turning pointer, or a combination of both, can be controlled as a command transmitter. The latter happens in such a way that when the vehicle is inclined, the organ connected to the lowering wing parts is tensioned and the organ connected to the lifting parts is relaxed.
Embodiments of the invention should be explained in more detail with reference to the drawing, namely: Fig. 1 shows a vertically displaceable wing against the action of an elastic member with links as a guide member, in side view, Fig. 2 shows a movable wing with rails as guide members in.
3 shows a wing which can be moved vertically against the action of an elastic member and whose angle of attack is controlled by a servomotor, in side view, FIG. 4 shows another embodiment of the arrangement according to FIG. 3 in side view, FIG. 5 shows a wing whose angle of attack is controlled by a servomotor that speaks to an organ in a di-ti-ti.
Fig. 6 shows a wing mounted scliwenkba.r, in which an elastic member counteracts the moment about the suspension axis of the wing, in side view., Fig. 7 \ a front view of a wing, which is pivotable about an axis lying in the direction of travel, 8 and 9 devices which exert a holding force on the control system, and FIG. 10 shows a deceleration element in section.
and FIG. 1.1 shows an automatic regulating element for the throttle channel of a delay organ in section and FIG. 12 shows a schematic representation of the mode of operation of a control device. In Fig. 1 to 6 the direction of travel is from left to right. The same parts in the figures are denoted by the same numbers. In Fig. 1, 1 is the wing or a part thereof. 2 is. a support element of any shape.
The hydrofoil unit is in axis 3 on one. as a double lever formed handlebar 7 suspended, at the end 8 of the responsive to changes in lift elastic member 5, which can consist of springs, rubber cables or an air suspension cylinder or the like, and the delay element 6 attack. The lever 7 can be pivoted about the bearing 4 which is fixed to the boat. For guiding the wing unit 1,? A second handlebar 9 articulated on both sides is used.
The control arms have the drawn, inclined position relative to one another, which causes the wing assembly to incline in the upward movement in a reducing angle of attack and in the downward movement in an increasing angle of attack.
The buoyancy force counteracts the elastic Or gan 5 via a leverage, the force of the organ 5 is selected so large that the wing is in Fahrgin stil lem water in the position of normal to angle, but moves upwards be. and its angle of attack decreases when the lift force increases when entering a wave crest, and moves downwards and increases the angle of attack when the lift force decreases when entering a wave trough.
The return to the normal position is braked in both directions by the decelerating element 6, the design of which is explained in more detail with reference to FIG. 38 with an oil pressure cylinder is referred to, which can change the tension of the elastic member 5 directly and in which the oil supply to one or the other side of the piston for tension or relaxation of the elastic organ's rule is controlled by a device responsive to inclinations of the vehicle as a command donor , which preferably operates electro-magnetic valves when the vehicle is inclined.
The command boom can work in function of the inclination angle itself or the angular velocity of the inclination.
In the example of FIG. 2, the wing assembly is guided by the two rails 10 and 11, which are inclined to one another, in such a way that the described pivoting movements occur when the assembly moves vertically. An elastic organ 5 directly counteracts the buoyancy force here. The delay element 6 is connected to the wing assembly by a rod shown in dashed lines.
According to FIG. 3, the angle of attack is not changed by guide elements when the wing is moved, but by a servomotor 12, which here consists of a hydraulic cylinder to which pressurized oil is supplied via a switching valve 13. Instead of the hydraulic cylinder, an electric control motor can also be used, which is set in motion by a switch 13 in different directions of rotation.
The servo motor 12 attached to the vehicle engages a lever 14 connected to the hydrofoil unit 1, 2, to which the switch 13 is also attached. The actuation of the switching valve 13, which, depending on the switching direction, allows pressurized oil to flow to one or the other piston side of the hydraulic cylinder 12, is carried out by the lever 7, in such a way that the servomotor pivots the lever 14 in the same way. in which see the lever 7 moves.
FIG. 4 shows an arrangement similar to FIG. 3, in which the individual elements perform the same functions as in the cited figure. The lever 7 and the pivotally mounted servo motor 12 form a parallelogram for the support wing unit 1, 2. The switch 13 is like the one at the end of the lever 14 pivotally BEFE Stigt and its actuator is connected to a fixed point of the vehicle. If the wing unit 1, 2 in the vertical direction z.
B. shifted upwards, the valve 13 switches on the servomotor 12, which pivots the wing unit in the angle-of-attack-reducing sense about the axis 3 until the switch 13 closes again.
In FIG. 5, the hydrofoil assembly mounted in the axis 3, for example in the slider 16, can only move by small distances. The buoyancy acts imme diately on a pressure changes responding organ 17 that z. B. can consist of a liquid keitsgefüllten cylinder with piston or a bellows, which is connected by a line to the switch 13, which regulates the flow direction of pressure oil to the hydraulic cylinder 12.
With normal buoyancy and normal pressure on the element 17, the valve remains closed, but opens when falling below or exceeding the normal buoyancy force to one or the other side of the inflow to the hydraulic cylinder, in such a way that
that when the pressure decreases, a pivoting of the wing occurs in the sense of increasing the angle of attack and vice versa when the pressure increases. Instead of the element 17 filled with liquid, a resistance body through which an electrical current flows can occur, the electrical resistance of which changes with the pressure load and a holding element when the current strength changes. 13 actuated,
which switches on a control motor according to the corresponding direction of rotation.
In the embodiments naell Fi-. 1 to 4 the change in angle of inclination becomes greater - on the wing, the greater the deflection path of the elastic organ 5 becomes, that is, the greater the disturbance force. is. The size of the lift changes caused on the wing is therefore approximately proportional to the disturbance force in both the positive and negative sense.
In the case of the game according to FIG. 5: the adjustment angle is adjusted as long as there is a deviation from the NOrnlaldi-Llekkraft on the organ 17. The size of the change in lift on the wing is therefore the duration of the effect of the disturbance force. approximately proportional, whereby the opening of the switch 1.3 can of course again be made proportional to the magnitude of the disturbance force, so that the adjustment speed of the blade angle of attack is then also dependent on the disturbance force.
In the arrangements described in FIGS. 1 to 5. For static reasons it is of great advantage if the movable wing forms part of a self-contained new framework, as described in patent no.
In FIG. 6, the hydrofoil 1 is pivotably suspended in an axis 18 located in front of its pressure point and is connected by a rod 19 to the double lever 7, which is mounted in the axis 4 fixed to the boat. The lever, which shows a curve on its lower part, lies. on a second curve-shaped lever 20, on your the elastic member 5 with the interposition of the Ver delay member 6 attacks.
By means of the two - '#,%' roller levers 7 and 20 it is achieved that the leverage of the push rod 19 on the organ 5 changes in accordance with the pressure point change when the angle of attack changes on the wing 1, so that the Changes in pressure as a result of pressure migration are canceled and the device only responds to the iliiderun-s of the size of the lift.
With an increase in the buoyancy force there is also a reduction in the angle of adjustment and vice versa, while the deceleration, as in the other examples, brakes the return movement into the normal position.
The wing can also be rigidly arranged and \ only be provided with controlled flaps or auxiliary wings at the trailing edge.
The example of the fi. 7 shows a wing 1, which is arranged so that it can be swiveled about the axis 21 lying in the direction of travel. The wing is through that in the joint '?? fastened support element 'is attached to the lever 7, which can pivot about a bearing .l on the support 23.
All of the lever 7 are again engaged by the elastic organ 5 and the deceleration organ 6. The lever 7 is actuated. approximately corresponding to Fig. 3 a Sehaltventil, which is attached to the Hinterkaut.e of the surface flaps, when pivoting the wing us. the axis 21, adjusted in the corresponding sense.
In the case of the holding device according to FIG. 8, two springs 4- are provided, each of which rest against a stop which is formed here by a bolt that comes to rest. Between them lies a movable part 25 of the supply line which influences the buoyancy and which, when it is moved, must first overcome the spring force before the device can be adjusted.
In Fig. 9 is a lever. '? 6, which has an incision leveled with inclined fla.nsc.lien, locked by a spring against a nose or roller of a movable part of the Steneriteelianism, so that a holding force is created here.
The delayed insulator according to FIG. 10 is available on a liquid-filled cylinder 27, in level see a piston 28, which is connected to the control mechanism by a rod 29, can move. From the middle position of the piston, a LberströmlLan.al 30 leads directly to each side of the piston to the end of the respective opposite cylinder.
In each channel 35 a non-return valve 31 is arranged, which allows the liquid to flow freely in the direction when the piston moves to one end of the cylinder, but which closes when it returns to the center position and thereby forces the liquid to pass through an im Cross-section adjustable throttle channel 39 to flow men.
The deceleration by the deceleration device must be the smaller, that is, the throttle channel is opened all the more, the shorter the wavelength, i.e. the more frequent the movement of the control system is in a unit of time.
The automatic regulating element for the throttle channel 39 consists. 11 from a cylinder 32 in which a Kol ben 33 can move against a spring 34. The piston is verbun by a rod 35 with the shut-off element of the throttle channel 39 the. The cylinder has small openings or a narrow slot 36 in the axial direction. A pump connected to the wing system conveys liquid kit to both sides when the system is moved, which is fed to the regulating element through channel 37.
The amount of liquid flowing in is related to the frequency and size of the movement of the wing system, and the piston moves the further the more liquid enters the cylinder in the unit of time. The advancing piston opens the flow cross-section of the throttle channel increasingly. If the deceleration by the delay element is only to be related to the wave length and not to its height, the pump is set up in such a way that its delivery rate is only dependent on the frequency of the movement, i.e. the pump travel is independent of the size of the movement Wing system constant.
In vehicles with two wings lying one behind the other, it will be advantageous in many cases if the spring constants of the elastic organs and the delays in returning to the normal position on the front and rear wings are selected to be of different sizes.
Fig. 12 shows schematically the We action of an automatic control device of the type described, for. B. according to Fig. 1, in the sea. It is shown how the partially extending wing, the z. B. is drawn in a V-shaped design in side view, be moved by the wave contour and thereby changes its angle of attack as a result of the pulses he experiences when the wave enters and exits.
At point A, the wing has its normal rope rigging and normal angle of attack. When entering the wave crest at point B, with the enlargement of its immersed area, it experiences a lift impulse which causes a vertical displacement against the elastic member 5, the angle of attack being reduced at the same time. During the further passage through the crest of the waves, the return to the normal position is delayed, so that z.
B., .at the point C the reduced lift coefficient at least partially compensates for the increase in lift due to the newly submerged surface areas. When exiting the wave crest at point D, the elastic organ enlarges. 5, which is suddenly under reduced counterpressure, such as the angle of attack of the wing and the delay element ensures that the angle enlargement is maintained in the Wel lental so that the wing follows the wave contour as little as possible.
The wing will respond to the corrugation influence to a much lesser extent than the uncontrolled wing and will move more on a straight path. The dashed line shows, for example, the path of the boat-fixed point a.