DE102011103404A1

DE102011103404A1 - beat fin

Info

Publication number: DE102011103404A1
Application number: DE201110103404
Authority: DE
Inventors: Bernhard Köhler
Original assignee: Motonautic Ug (haftungsbeschrankt); MOTONAUTIC UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Current assignee: Motonautic Ug (haftungsbeschrankt); MOTONAUTIC UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2031-06-07
Also published as: WO2012168224A3; WO2012168224A2; DE102011103404B4

Abstract

Schlagflosse zur Bewegung eines Körpers (1) in einem Fluid, umfassend wenigstens eine quer zur Längserstreckung des Körpers (1) hin und her bewegbare Flosse (10), die bevorzugt um eine Achse (25) quer zur Längserstreckung des Körpers (1) sowie zu Ihrer Bewegungsrichtung verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anstellwinkel (α) der Flosse (10) zur Resultierenden (R) der auf die Flosse wirkenden Strömungen, während der Bewegung der Flosse (10) durch Verschwenken der Flosse (10) um die Achse (25) kontinuierlich veränderbar ist.Flapping fin for moving a body (1) in a fluid, comprising at least one fin (10) which can be moved back and forth transversely to the longitudinal extent of the body (1) and preferably about and about an axis (25) transverse to the longitudinal extent of the body (1) Their direction of movement is pivotable, characterized in that an angle of attack (α) of the fin (10) to the resultant (R) of the currents acting on the fin during the movement of the fin (10) by pivoting the fin (10) about the axis ( 25) is continuously changeable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlagflosse zur Bewegung eines Körpers in einem Fluid. Insbesondere betrifft sie eine Schlagflosse, die als Antrieb für ein Wasserfahrzeug dient. Die vorliegende Erfindung ist aber auch bei Schwimm- oder Tauchflossen einsetzbar. Dabei betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere Schlagflossen, mit wenigstens einer hin und her bewegbaren Flosse, die um eine Achse quer senkrecht zur Längserstreckung des Körpers sowie zu ihrer Bewegungsrichtung (ihrem Hub) verschwenkbar ist.The present invention relates to a striking fin for moving a body in a fluid. In particular, it relates to a pommel which serves as propulsion for a watercraft. However, the present invention can also be used in swimming or diving fins. In this case, the present invention relates in particular impact fins, with at least one reciprocable fin which is pivotable about an axis transversely perpendicular to the longitudinal extent of the body and to its direction of movement (its stroke).

Eine derartige gattungsgemäße Schlagflosse ist beispielsweise aus der DE 10 2004 004 236 A1 bekannt.Such a generic pommel is for example from the DE 10 2004 004 236 A1 known.

Zur Optimierung des Wirkungsgrads derartiger Schlagflossen ist neben der Streckung, der Stabilität, der Elastizität, der Krümmung und der Wölbung der im Fluid bewegten Flosse auch deren Anstellwinkel zu einer Resultierenden der Anströmung der Flosse maßgeblich. Der eingangs genannte Stand der Technik ermöglicht es jedoch nicht auf Veränderungen der Anströmung während der Bewegung des Körpers im Fluid zu reagieren und führt somit nicht zu einem optimalen Wirkungsgrad.To optimize the efficiency of such impact fins, in addition to the extension, the stability, the elasticity, the curvature and the curvature of the fin moving in the fluid and their angle of attack to a resultant of the flow of the fin is relevant. However, the above-mentioned prior art does not allow to respond to changes in the flow during the movement of the body in the fluid and thus does not lead to an optimal efficiency.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin eine Schlagflosse zu schaffen, die im Vergleich zum Stand der Technik hinsichtlich ihres Wirkungsgrads weiter verbessert ist.Against this background, the object of the present invention is to provide a flapping fin, which is further improved in comparison with the prior art in terms of their efficiency.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Schlagflosse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.This is achieved according to the invention by a pommel with the features of claim 1. Advantageous developments of the present invention can be found in the subclaims.

Die Erzeugung einer Strömung durch eine Schlagflosse wird insbesondere durch die folgenden Parameter beeinflusst.

– Hub und Bewegungsablauf der Flosse im Fluid
– die Hubgeschwindigkeit der Flosse im Fluid
– die Beschleunigung/Verlangsamung des Hubs der Flosse im Fluid
– der Anstellwinkel gemessen zwischen der Erstreckung der Flossenfläche von der Achse und in Richtung vom Körper weg zu der Resultierenden der Anströmung
– die Flossenstreckung (Form der Flosse)
– die Krümmung der Flosse
– die Wölbung der Flosse

The generation of a flow through a flapping fin is influenced in particular by the following parameters.

- Stroke and movement of the fin in the fluid
- The lifting speed of the fin in the fluid
- The acceleration / deceleration of the stroke of the fin in the fluid
- The angle of attack measured between the extension of the fin surface from the axis and in the direction away from the body to the resultant of the flow
- the fin extension (shape of the fin)
- the curvature of the fin
- the curvature of the fin

Je mehr dieser Parameter kontinuierlich an die Umgebungsbedingungen, insbesondere die Anströmung der Flosse angepasst werden können, desto höher liegt der Wirkungsgrad.The more of these parameters can be continuously adapted to the ambient conditions, in particular the flow of the fin, the higher the efficiency.

Dabei können diese Parameter unter anderem manuell, pneumatisch, hydraulisch oder motorisch z. B. mit einem elektrischen Schrittmotor, einem elektrischen Linearmotor oder einem Kontraktionsmotor, wie er später beschrieben wird, eingestellt werden. Im Folgenden wird insbesondere und primär auf die Einstellung des Anstellwinkels eingegangen. Es ist jedoch ebenso erfindungsgemäß und ohne die Einstellung des Anstellwinkels denkbar nur die Flossenstreckung und/oder die Flossenstabilität bzw. -krümmung zu verändern. Die Veränderbarkeit der Streckung und der Steifigkeit bzw. Krümmung der Flosse stellen damit nebengeordnete Erfindungsaspekte dar, die auch ohne die Einstellbarkeit des Anstellwinkels und die Verschwenkbarkeit der Flosse um eine Achse realisierbar sind.These parameters can be manually, pneumatically, hydraulically or by motor z. B. with an electric stepper motor, a linear electric motor or a contraction motor, as will be described later, can be adjusted. In the following, the setting of the angle of attack will be discussed in particular and primarily. However, it is also according to the invention and without the adjustment of the angle conceivable to change only the fin extension and / or the fin stability or curvature. The variability of the extension and the rigidity or curvature of the fin thus represent ancillary aspects of the invention, which can also be realized without the adjustability of the angle of attack and the pivotability of the fin about an axis.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass sich die Resultierende der Anströmung der Flosse einerseits aus der Bewegung des Körpers durch das Fluid (mit einer Strömungskomponenten des Fluids selbst) und andererseits durch die Bewegung der Flosse durch das Fluid andererseits ergibt. Bei einer Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Flosse und/oder des Körpers und/oder einer Änderung der Strömungsbedingungen im Fluid selbst ändert sich folglich die Resultierende der Anströmung. Um den Wirkungsgrad der Schlagflosse weiter zu verbessern, liegt der vorliegenden Erfindung daher der Gedanke zu Grunde den Anstellwinkel der Flosse kontinuierlich an die Anströmung der Flosse anzupassen bzw. abhängig von der Anströmung (gezwungen) zu regeln.The present invention is based on the finding that the resultant of the flow of the fin on the one hand from the movement of the body through the fluid (with a flow components of the fluid itself) and on the other hand by the movement of the fin by the fluid results. Upon a change in the speed of movement of the fin and / or the body and / or a change in the flow conditions in the fluid itself, consequently, the resultant of the flow changes. In order to further improve the efficiency of the impact fin, the present invention is therefore based on the idea to continuously adjust the angle of attack of the fin to the flow of the fin or (depending on the flow) (forced) to regulate.

Demzufolge schlägt die vorliegende Erfindung eine Schlagflosse zur Bewegung eines Körpers in einem Fluid vor. Bei dem Körper kann es sich um ein Wasserfahrzeug oder einen anders gearteten Schwimmkörper, aber auch einen menschlichen Körper handeln. Auch ist die Erfindung auf Körper, die sich in Luft als Fluid bewegen, übertragbar. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch in umgekehrter Wirkungsweise zum Einsatz kommen, d. h. sie wird passiv zur Energiegewinnung in einem strömenden Fluid eingesetzt. Mit anderen Worten wird die Flosse durch das strömende Fluid in Bewegung versetzt und die Bewegung in elektrische Energie umgesetzt. Die Schlagflosse umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens eine quer zur Längserstreckung des Körpers hin und her bewegbare Flosse. Die Hin- und Herbewegung der Flosse wird im Folgenden auch als Hubbewegung bezeichnet. Die Flossenfläche kann dabei primär vertikal ähnlich der Schwanzflosse vieler Fische oder aber horizontal nach Art der Fluke eines Wals orientiert sein. Auch sind mehrere in diesem Fall vorzugsweise gegenläufig bewegbare Flossen denkbar, welche nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind. Die Flosse ist erfindungsgemäß um eine Achse quer zur Längserstreckung bzw. Bewegungsrichtung des Körpers sowie zur Bewegungsrichtung (zum Hub) der Flosse verschwenkbar. Dabei muss es sich nicht um eine tatsächlich vorhandene Achse handeln. Vielmehr kann diese auch imaginär sein. So kann die Flosse beispielsweise durch ein Gelenk mit einer Schwenkachse verschwenkbar sein. Es ist aber auch eine elastische Anbindung denkbar, bei der die Verschwenkung um eine imaginäre Achse erfolgt. Die Achse ist dabei im Wesentlichen parallel zur Flossenfläche orientiert. Dies bedeutet bei gewölbten und/oder gekrümmten Flossenflächen, dass sich die Achse bei einer vertikalen Ausrichtung ebenfalls vertikal erstreckt, während sie sich bei einer horizontalen Ausrichtung ebenfalls horizontal erstreckt. Um die Schlagflosse in ihrem Wirkungsgrad zu optimieren, ist erfindungsgemäß der Anstellwinkel der Flosse zur Resultierenden der auf die Flosse wirkenden Strömungen während der Bewegung der Flosse durch Verschwenken der Flosse um die Achse kontinuierlich veränderbar. Dabei ergibt sich die Resultierende der auf die Flosse wirkenden Strömungen einerseits durch die Hubbewegung der Flosse durch das Fluid, wobei sich eine der Hubbewegung entgegensetzte gerichtete Strömung ergibt und andererseits eine Strömung, die primär durch die Bewegung des Körpers durch das Fluid vorgegeben wird. Dabei entsteht eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzte gerichtete Strömung. Hinzu kommen können auch Strömungen im Fluid selbst. Somit kann der Anstellwinkel der Flosse an die Bewegung des Körpers durch das Fluid sowie die Bewegung der Flosse selbst optimal angepasst werden, wodurch sich eine Wirkungsgraderhöhung erzielen lässt.Accordingly, the present invention proposes a flapping fin for moving a body in a fluid. The body may be a watercraft or other floating body, but also a human body. Also, the invention is transferable to bodies moving in air as fluid. In addition, the present invention can also be used in reverse operation, ie it is passively used for energy production in a flowing fluid. In other words, the fin is set in motion by the flowing fluid and the movement is converted into electrical energy. The flapping fin according to the present invention comprises at least one fin which can be moved back and forth transversely to the longitudinal extension of the body. The reciprocating motion of the fin is also referred to below as lifting movement. The fin surface may be oriented primarily vertically similar to the tail fin of many fish or horizontally in the manner of the fluke of a whale. Also, a plurality of fins, which are preferably movable in opposite directions in this case, are conceivable, which are arranged side by side and / or one behind the other. The fin is inventively about an axis transverse to the longitudinal extent or Direction of movement of the body and the direction of movement (to the stroke) of the fin pivoted. It does not have to be an existing axis. Rather, it can also be imaginary. For example, the fin can be pivoted by a hinge with a pivot axis. But it is also an elastic connection conceivable in which the pivoting takes place about an imaginary axis. The axis is oriented substantially parallel to the fin surface. For domed and / or curved fin surfaces, this means that the axis also extends vertically in a vertical orientation, while it also extends horizontally in a horizontal orientation. In order to optimize the efficiency of the impact fin according to the invention, the angle of attack of the fin to the resultant of the fin acting on the fin during the movement of the fin by pivoting the fin about the axis is continuously variable. In this case, the resultant of the flows acting on the fin results on the one hand by the lifting movement of the fin through the fluid, which results in a directed flow opposed to the lifting movement and on the other hand, a flow which is primarily determined by the movement of the body by the fluid. This creates a direction of movement opposite directed flow. There may also be currents in the fluid itself. Thus, the angle of attack of the fin can be optimally adapted to the movement of the body by the fluid and the movement of the fin itself, whereby an increase in efficiency can be achieved.

Die Veränderbarkeit kann z. B. dadurch erzielt werden, dass eine Umlenkung vorgesehen ist, die sich gemeinsam mit der Verschwenkung der Flosse um die Achse bewegt, d. h. zu diesem Zweck mit der Flosse in Verbindung steht. Die Umlenkung kann beispielsweise durch eine Scheibe, Riemenscheibe, Zahnscheibe und ähnliches gebildet werden. Ferner ist ein um die Umlenkung laufendes zumindest Zugkräfte übertragendes Element vorgesehen. Bei diesem kann es sich beispielsweise um ein biegeschlaffes Element, z. B. ein Seil, eine Kette oder ähnliches handeln. Durch eine Bewegung des um die Umlenkung laufenden Elements und einen kraft- und/oder formschlüssigen Eingriff des Elements mit der Umlenkung lässt sich die Flosse zur Veränderung des Anstellwinkels um die Achse verschwenken. Dabei können relativ leichte und unkomplizierte Bauteile zum Einsatz kommen, die einerseits die bewegte Masse reduzieren und andererseits ein wartungsarmes System schaffen.The variability can z. B. be achieved in that a deflection is provided which moves together with the pivoting of the fin about the axis, d. H. for this purpose communicates with the fin. The deflection can be formed for example by a pulley, pulley, pulley and the like. Furthermore, a running around the deflection at least tensile forces transmitting element is provided. This may be, for example, a limp element, for. B. a rope, a chain or the like. By a movement of the element running around the deflection and a positive and / or positive engagement of the element with the deflection, the fin can be pivoted about the axis to change the angle of attack. In this case, relatively light and uncomplicated components can be used, on the one hand reduce the moving mass and on the other hand create a low-maintenance system.

Um den Anstellwinkel einerseits zu verändern und andererseits festzustellen, kann es bevorzugt sein die Enden des Elements in ihrer Längsrichtung veränderbar festzulegen, um die Flosse zur Veränderung des Anstellwinkels zu verschwenken. Wird beispielsweise an einem Ende gezogen, so verkürzt sich die Länge des Elements von der Festlegung zur Tangente an die Umlenkung während sich der gegenüberliegende Teil (Turm) des Elements in seiner Länge von der Festlegung des Endes bis zur Tangente der Umlenkung verlängert. Dadurch kann auf einfachste und unkomplizierte Weise die Flosse um die Achse verschwenkt werden.In order to change the angle of attack on the one hand and determine on the other hand, it may be preferable to set the ends of the element variable in its longitudinal direction in order to pivot the fin for changing the angle of attack. For example, if pulled at one end, the length of the element shortens from the attachment to the tangent to the deflection while the opposite part (tower) of the element extends in length from the definition of the end to the tangent of the deflection. This allows the fin to be pivoted about the axis in a simple and uncomplicated way.

Alternativ ist es jedoch auch denkbar ein umlaufendes Element, z. B. einen Riemen, oder eine umlaufende Kette oder einen Zahnriemen, etc. zu verwenden, der sowohl um die Umlenkung als auch um eine Antriebsscheibe läuft. Durch Drehen der Antriebsscheibe, die manuell oder motorisch beispielsweise durch einen Schrittmotor angetrieben sein kann, wird das umlaufende Element bewegt und die Bewegung auf die Umlenkung übertragen, so dass eine Verschwenkung der Flosse um die Achse ermöglicht wird.Alternatively, however, it is also conceivable a revolving element, for. As a belt, or a revolving chain or a toothed belt, etc., which runs both to the deflection and a drive pulley. By rotating the drive pulley, which can be driven manually or by motor, for example, by a stepper motor, the revolving element is moved and transmit the motion to the deflection, so that a pivoting of the fin about the axis is made possible.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist es auch denkbar zwei zumindest Zugkräfte übertragende Elemente vorzusehen, die jeweils an einem ersten ihrer Enden mit der Flosse verbunden sind und an dem anderen zweiten ihrer Enden in ihrer Längsrichtung veränderbar festgelegt sind, um die Flosse zur Veränderung des Anstellwinkels zu verschwenken. Dabei erfolgt die Anbindung der ersten Enden vorzugsweise an der Flossenfläche in einem Abstand zu der Schwenkachse. Indem die zweiten Enden in ihrer Längsrichtung veränderbar festgelegt sind, kann die Länge des Elements von der Festlegung zur Flosse verändert werden, ähnlich wie es oben bereits in Bezug auf die Längenänderung zwischen Umlenkung und Festlegung erläutert wurde.In a further alternative embodiment, it is also conceivable to provide two elements transmitting at least tensile forces, each of which is connected to the fin at a first end thereof and changeably fixed in its longitudinal direction at the other second end thereof in order to move the fin to change the angle of attack pivot. The connection of the first ends preferably takes place on the fin surface at a distance from the pivot axis. By variably setting the second ends in their longitudinal direction, the length of the element can be changed from the attachment to the fin, similar to what has already been explained above in relation to the change in length between deflection and fixation.

Bei dieser aber auch bei der zuvor erwähnten Ausführungsform kann es ferner bevorzugt sein einen Kontraktionsmotor zum motorischen Verändern der Festlegung der Enden einzusetzen. Darüber hinaus kann die Länge selbstverständlich auch manuell, pneumatisch oder hydraulisch oder mit einem anderen Motor, z. B. einem elektrischen Schritt- oder Linearmotor realisiert werden. Ein solcher Kontraktionsmotor weist mehrere in Reihe angeordnete Elektromagneten auf, die bei Aktivierung durch gegenseitige Anziehung eine Zugkraft erzeugen, d. h. an dem jeweiligen Ende des zumindest Zugkräfte übertragenden Element ziehen. Dadurch kann die Festlegung der Enden in Längsrichtung der Elemente verändert werden. Ein solcher Kontraktionsmotor ist relativ wartungsarm und ermöglicht bei kompakter Ausgestaltung die Übertragung hoher Kräfte. Darüber hinaus sind die Kontraktionen des Kontraktionsmotors präzise steuer- und regelbar. An dieser Stelle sei angemerkt, dass ein solcher Kontraktionsmotor auch eigenständig und unabhängig von der Verwendung mit einer Schlagflosse zum Einsatz kommen kann. D. h. ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft dementsprechend einen Kontraktionsmotor mit mehreren in Reihe angeordneten Elektromagneten, wobei zwischen jeweils zwei Elektromagneten ein elastisches Element zur Rückstellung bzw. Aufrechterhaltung eines definierten Abstands zwischen benachbarten Magneten angeordnet ist und die Elektromagneten in einer Aufnahme geführt sind, die den Abstand der Elektromagneten im Ruhezustand, in dem die Elektromagneten einander nicht anziehen bzw. die maximale Ausdehnung des Kontraktionsmotors begrenzt. Die Aufnahme kann aus nicht dehnbaren Zügen, Fasern, Seilen, Drähten, Materialstreifen, etc. gebildet sein. Auch kann sie aus einem nicht dehnbaren Strumpf oder Schlauch gebildet sein. Ebenso ist jedoch ein starres Gehäuse möglich. Ein starres Gehäuse würde jedoch die Beweglichkeit quer zur Reihe, wie sie später genannt wird, verhindern, indem jeder Elektromagnet der Reihe bzw. Kette separat ansteuerbar ist, ist es möglich gezielt den Hub einzustellen bzw. eine definierte Verkürzung der ganzen Kette zu erreichen. So lässt sich der Kontraktionsmotor schrittweise oder in ganzen Abschnitten oder als Ganzes kontrahieren bzw. verkürzen. Die Kontraktionskraft wird dabei von der Größe, d. h. der Anzahl der Wicklungen der Elektromagnete und ihre Stromversorgung bestimmt, während die Kontraktionsstrecke von dem Abstand der Eisenkerne zueinander, d. h. dem Luftspalt sowie der Anzahl der Elektromagnete bzw. der Anzahl ihrer Abstände zueinander bestimmt wird. Die elastischen Elemente können in Form von Abstandsringen oder Abstandsscheiben ausgebildet sein und halten die Kerne der Elektromagneten auf einem definierten Abstand zueinander. Auch ist es bei einem solchen Motor denkbar jeweils mehrere in Reihe angeordnete Elektromagneten V-förmig anzuordnen, die ähnlich eines menschlichen Muskels (z. B. des Wadenmuskels (Triceps surae) durch Zusammenziehen an der Spitze des „V” eine Zugkraft erzeugen. Auch ist es denkbar mehrere Reihen von Elektromagneten ähnlich eines menschlichen Muskels (z. B. des Bizeps) parallel zueinander anzuordnen. Bei einer parallelen Kombination wird eine große Kontraktionskraft erzielt, da sich die Elektromagnetketten bzw. deren Kontraktionskraft addiert. Um eine große Kontraktionslänge zu erreichen, werden bei gleich bleibender Kontraktionskraft mehrere Ketten addiert, die seriell miteinander verbunden sind. Bei den elastischen Elementen kann es sich beispielsweise um elastische bzw. federnde Scheiben handeln, die zwischen die Elektromagneten eingesetzt sind. Es sind aber auch Federn oder andersartige Elemente denkbar. Darüber hinaus kann es zur Reduzierung des Spalts zwischen benachbarten Elektromagneten und gleichzeitigen Vergrößerung des erzeugten Hubs vorteilhaft sein die einander zugewandten Ende der Kerne benachbarter Elektromagneten mit einer gekrümmten Fläche (konkav oder konvex) auszugestalten, z. B. halbkugelförmig zu gestalten. Auch ist es denkbar die einander zugewandten Enden einerseits kugelig-konkav und andererseits kugelig-konvex zu gestalten, so dass sie ineinandergreifen und so die Fläche der sich anziehenden Kerne vergrößert wird, wodurch bei kompakter Bauweise ein größerer Spalt zwischen benachbarten Kernen gewährleistet werden kann. Dies ist auch bevorzugt, um eine Beweglichkeit der Reihe aus Elektromagneten zueinander realisieren zu können. Bei zwei kugelig konvexen Enden der Eisenkerne ist eine Bewegung der Eisenkerne relativ zueinander aber auch gewährleistet, so dass die Reihe wellenartig, zickzackartig oder bei nur zweien V-förmig ausgebildet sein kann.In this but also in the aforementioned embodiment, it may further be preferred to use a contraction motor to motorically alter the definition of the ends. In addition, the length of course also manually, pneumatically or hydraulically or with another motor, for. B. an electric stepper or linear motor can be realized. Such a contraction motor has a plurality of electromagnets arranged in series which, when activated by mutual attraction, generate a tensile force, ie pull on the respective end of the at least tensile force-transmitting element. Thereby, the determination of the ends in the longitudinal direction of the elements can be changed. Such a contraction motor is relatively low maintenance and allows the transmission of high forces in a compact design. In addition, the contraction of the contraction motor can be precisely controlled and regulated. It should be noted at this point that such a contraction motor can also be used independently and independently of the use with a flapping fin. Ie. an aspect of the present invention Accordingly, a contraction motor with a plurality of electromagnets arranged in series, wherein between each two electromagnets an elastic element for restoring or maintaining a defined distance between adjacent magnets is arranged and the electromagnets are guided in a receptacle, the distance between the electromagnets in the idle state, in the the electromagnets do not attract each other or limit the maximum extent of the contraction motor. The receptacle can be formed from non-stretchable trains, fibers, ropes, wires, strips of material, etc. Also, it may be formed from a non-stretchable stocking or hose. Likewise, however, a rigid housing is possible. A rigid housing would, however, the mobility across the row, as will be mentioned later, prevent by each solenoid of the row or chain is separately controlled, it is possible to selectively adjust the stroke or to achieve a defined shortening of the whole chain. Thus, the contraction motor can be contracted or shortened stepwise or in whole sections or as a whole. The contraction force is determined by the size, ie the number of windings of the electromagnets and their power supply, while the contraction distance of the distance between the iron cores to each other, ie the air gap and the number of electromagnets or the number of their distances is determined. The elastic elements may be in the form of spacer rings or spacers and hold the cores of the electromagnets at a defined distance from one another. Also, in such a motor, it is conceivable to arrange a plurality of electromagnets arranged in series in V-shape, which generate a pulling force similar to a human muscle (eg, the calf muscle (Triceps surae) by contraction at the tip of the "V" It is conceivable to arrange several rows of electromagnets similar to a human muscle (eg the biceps) parallel to each other In a parallel combination, a large contraction force is achieved as the electromagnet chains or their contraction force are added together For example, the elastic elements may be elastic or resilient disks interposed between the electromagnets, but springs or other elements are also conceivable it to reduce the gap between neighb be electromagnets and simultaneous increase of the generated stroke advantageous to design the facing end of the cores of adjacent electromagnets with a curved surface (concave or convex), z. B. hemispherical shape. It is also conceivable to make the mutually facing ends on the one hand spherical-concave and the other spherical-convex, so that they interlock and so the surface of the attracting cores is increased, whereby in a compact design, a larger gap between adjacent cores can be ensured. This is also preferred in order to be able to realize a mobility of the row of electromagnets relative to one another. In the case of two spherically convex ends of the iron cores, however, a movement of the iron cores relative to one another is also guaranteed, so that the series can be wave-like, zigzag-shaped or, in the case of only two, V-shaped.

Darüber hinaus ist es bevorzugt insbesondere bei Verwendung der Schlagflosse als Antrieb für ein Wasserfahrzeug, dass sich die Flosse bzw. die Schwenkachse der Flosse entlang ihrer Hubbewegung parallel zum Heck des Wasserfahrzeugs bewegt. Um dies zu realisieren, ist es bevorzugt eine Parallelogrammführung vorzusehen, die wenigstens zwei parallele Zugverbindungen oder Verstrebungen und eine Querstrebe, die an ihren Enden gelenkig mit jeweils einer Zugverbindung oder Verstrebung verbunden ist, aufweist und die Flosse verschwenkbar an der Querstrebe anzubringen. Die Verstrebungen können durch biegeschlaffe gespannte Elemente, z. B. Seile, oder durch Leisten, Stangen, etc. gebildet sein. Bei dieser Ausführungsform kann es bei Verwendung der oben erwähnten zwei zumindest Zugkräfte übertragenden Elemente vorteilhaft sein, dass diese von ihrem mit der Flosse verbundenen Ende zunächst in Richtung zu einem Ende der Querstrebe verlaufen, dort oder an einer Zwischenposition umgelenkt werden und sich im Folgenden parallel zu der entsprechenden Verstrebung erstrecken.Moreover, it is preferred, in particular when using the impact fin as a drive for a watercraft, that the fin or the pivot axis of the fin moves along its lifting movement parallel to the stern of the watercraft. To realize this, it is preferable to provide a parallelogram guide having at least two parallel train links or struts and a cross strut hingedly connected at each end to a respective one of a train connection and strut and to pivotally attach the fin to the cross strut. The struts can be supported by limp tensioned elements, such. As ropes, or by bars, rods, etc. may be formed. In this embodiment, it may be advantageous when using the above-mentioned two elements transmitting at least tensile forces, that they initially extend from their end connected to the fin in the direction of one end of the transverse strut, are deflected there or at an intermediate position and in the following parallel extend the corresponding strut.

Um die Flosse in ihrer Bewegungsrichtung zu bewegen, kann es bevorzugt sein eine Antriebsstange zum Bewegen der Flosse quer zur Bewegung des Körpers im Fluid vorzusehen. Diese kann bei Verwendung einer Parallelogrammführung gelenkig mit der Querstrebe verbunden sein, wobei es bevorzugt ist, dass die Schwenkachse der Flosse und die gelenkige Verbindung der Antriebsstange mit der Querstrebe zusammenfallen. Auch kann es vorteilhaft sein bei Verwendung einer Parallelogrammführung die Antriebsstange so vorzusehen, dass sie sich parallel zu den Parallelverstrebungen erstreckt. Die Antriebsstange kann manuell, hydraulisch, pneumatisch oder motorisch, z. B. mit einem Schrittmotor, Linearmotor oder dem später erläuterten Kontraktionsmotor, angetrieben werden.In order to move the fin in its direction of travel, it may be preferable to provide a drive rod for moving the fin transverse to the movement of the body in the fluid. This may be pivotally connected to the crossbar when using a parallelogram guide, wherein it is preferred that the pivot axis of the fin and the articulated connection of the drive rod coincide with the crossbar. It may also be advantageous when using a parallelogram guide to provide the drive rod so that it extends parallel to the parallel struts. The drive rod can manually, hydraulically, pneumatically or motor, z. B. with a stepper motor, linear motor or the later-described contraction motor can be driven.

Darüber hinaus ist es zur weiteren Optimierung des Wirkungsgrads bevorzugt die Streckung der Flosse veränderbar zu gestalten. Unter der Streckung der Flosse ist die Schlankheit der Flossenfläche zu verstehen. Sie ist definiert als das Verhältnis des Quadrats der Höhe der Flossenfläche zur Flossenfläche. D. h. bei einer vertikal angeordneten Flosse, die Dimension der Flosse in Vertikalrichtung im Quadrat zur Flossenfläche. Bei einer horizontal angeordneten Fläche entsprechend die Dimension der Flossenfläche in Horizontalrichtung im Quadrat zur Flossenfläche. Dadurch kann die Streckung der Flosse zur Optimierung des Wirkungsgrads an die Umgebungsbedingungen, vorzugsweise die Anströmung der Flosse optimal angepasst werden. Auch dieser Aspekt ist unabhängig von der Verschwenkbarkeit der Flosse und Einstellung des Anstellwinkels als eigenständiger Aspekt umsetzbar.Moreover, in order to further optimize the efficiency, it is preferable to make the extension of the fin changeable. The extension of the fin is to be understood as the slenderness of the fin surface. It is defined as the ratio of the square of the height of the fin surface to the fin surface. Ie. in a vertically arranged Fin, the dimension of the fin in vertical direction squared with the fin surface. In the case of a horizontally arranged surface, the dimension of the fin surface in the horizontal direction squared with the fin surface. As a result, the extension of the fin to optimize the efficiency of the ambient conditions, preferably the flow of the fin are optimally adapted. This aspect is independent of the pivotability of the fin and adjustment of the angle as an independent aspect feasible.

Dies kann vorteilhafterweise dadurch realisiert werden, dass die Flosse wenigstens zwei Gruppen von Leisten umfasst, die auseinander schwenkbar sind, um die Flosse aufzufächern. Der übrige Teil des Flossenblatts ist vorzugsweise elastisch, z. B. durch eine Art flexible Haut gebildet.This can be advantageously realized by the fin comprising at least two groups of strips which are pivotable apart to fan out the fin. The remaining part of the fin blade is preferably elastic, z. B. formed by a kind of flexible skin.

Vorteilhafterweise kann jeder dieser Leisten oder jeder Gruppe eine Zugfaser zugeordnet sein. Für eine kleine Streckung sind die Leisten ineinander geschoben, während sie für eine größere Streckung auseinander gefächert sind. Diese Leisten sind über ein Ansteuerelement auseinander schwenkbar und/oder zusammenschiebbar, um die Streckung zu verändern. Die Rückstellung, d. h. das Zusammenschieben oder Auffächern kann ebenfalls durch das Ansteuerelement oder aber durch eine beispielsweise federnd gestaltete Rückstellungseinrichtung erzielt werden. Bei dem Ansteuerelement kann es sich beispielsweise um ein Zugelement nach Art eines Bowdenzugs handeln. Es sind aber auch motorische Ansteuerelemente denkbar.Advantageously, each of these strips or each group can be assigned a tension fiber. For a small stretch, the strips are nested, while they are spaced apart for greater elongation. These strips are pivoted apart via a drive element and / or collapsible to change the extension. The provision, d. H. the collapse or fanning can also be achieved by the drive element or by a spring-like reset device, for example. The control element may be, for example, a tension element in the manner of a Bowden cable. But there are also motorized driving conceivable.

Darüber hinaus ist es zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrads vorteilhaft die Steifigkeit der Flosse und/oder ihre Krümmung veränderbar zu gestalten. Auch dieser Aspekt ist unabhängig von der Verschwenkbarkeit der Flosse und Einstellung des Anstellwinkels als eigenständiger Aspekt umsetzbar.Moreover, to further improve the efficiency, it is advantageous to make the rigidity of the fin and / or its curvature changeable. This aspect is independent of the pivotability of the fin and adjustment of the angle as an independent aspect feasible.

Hierfür kann gemäß einer Ausführungsform die Flosse mehrere versteifende Leisten enthalten, die in der Flossenfläche liegen. Ferner wird wenigstens ein spannbares Zugelement vorgesehen, das im Bereich der Enden der Leisten an diesem angreift. Dabei ist insbesondere das dem Körper abgewandte Ende der Flosse das Ende in dessen Bereich das Zugelement angreift. Über eine Spannung des Zugelements lässt sich im Zusammenspiel mit den Leisten die Steifigkeit der Flosse einstellen. Je stärker das Zugelement gespannt ist, desto steifer wird die Flosse und umgekehrt. Hierfür sind die Leisten kompressionssteif zu gestalten. Soll zusätzlich oder alternativ die Krümmung veränderbar sein, sind die Leisten aber elastisch biegsam. Der Zug an dem Zugelement kann gleichfalls durch einen Kontraktionsmotor, wie er zuvor erläutert wurde, umgesetzt werden.For this purpose, according to one embodiment, the fin may include a plurality of stiffening strips that lie in the fin surface. Furthermore, at least one tensionable tension element is provided, which engages in the region of the ends of the strips on this. In this case, in particular, the end of the fin remote from the body is the end in the region of which the pulling element engages. A tension of the tension element can be used in conjunction with the strips to adjust the rigidity of the fin. The stronger the tension element is stretched, the stiffer the fin and vice versa. For this purpose, the strips are designed to be compression-resistant. If, in addition or alternatively, the curvature can be changed, the strips are elastically flexible. The tension on the tension member may also be translated by a contraction motor as previously explained.

Wie es vorstehend bereits erwähnt wurde, wird die Flosse bei der vorliegenden Erfindung hin und her bewegt. Dabei erfolgt an den jeweiligen Enden der Bewegungsbahn eine Bewegungsumkehr. An diesem Punkt ist es erforderlich, dass die Flosse selbsttätig um die Schwenkachse umschlägt. Hierfür ist es bevorzugt, dass die Flosse bei der Bewegungsumkehr auskoppelt, um eine freie Verschwenkbarkeit der Flosse bei der Bewegungsumkehr zu gewährleisten. Dabei schlägt die Flosse passiv ohne Antrieb in den entgegengesetzten Anstellwinkel um. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Verbindung zwischen der oben erwähnten Umlenkung und der Flosse zeitweise gelöst wird, bis die Flosse umgeschlagen ist. Auch ist es bei den oben erwähnten Ausführungsformen denkbar die Enden des oder der zumindest Zugkräfte übertragenden Elements/Elemente zu lösen, so dass sich die Flosse frei um die Achse bewegen kann. Selbstverständlich sind auch andere Mechanismen denkbar, um eine Auskopplung der Flosse von der Einrichtung zum Einstellen des Anstellwinkels zu realisieren.As mentioned above, the fin is reciprocated in the present invention. In this case, a reversal of motion takes place at the respective ends of the movement path. At this point, it is necessary for the fin to automatically turn around the pivot axis. For this purpose, it is preferred that the fin decouples during the reversal of motion in order to ensure free pivoting of the fin during the reversal of motion. The fin beats passive without propulsion in the opposite angle. This can for example be realized in that the connection between the above-mentioned deflection and the fin is temporarily released until the fin is turned over. Also, in the above-mentioned embodiments, it is conceivable to release the ends of the element or elements transmitting at least tensile forces, so that the fin can move freely about the axis. Of course, other mechanisms are conceivable to realize a decoupling of the fin of the means for adjusting the angle of attack.

Alternativ ist es jedoch auch denkbar die Flosse um die Achse im Wesentlichen frei schwenkbar zu gestalten und auf entgegengesetzten Seiten relativ zur Schwenkachse Anschläge (Umschlagbegrenzungen) vorzusehen, die kontinuierlich verändert werden können, um auch während der Bewegung der Flosse im Fluid den Anstellwinkel optimal an die Anströmbedingungen anzupassen. In diesem Fall kann am Umkehrpunkt die Flosse selbsttätig und frei von einem Anschlag gegen den entgegengesetzten Anschlag anschlagen und somit von +α nach –α umschlagen. Hierbei kann es vorteilhaft sein, anders als zuvor beschrieben, die Umlenkung nicht zur gemeinsamen Verschwenkung mit der Flosse zu verbinden, sondern stattdessen eine Relativbewegung zwischen der Umlenkung und der Flosse um die Achse zu erlauben, wobei die Anschläge beispielsweise durch Zapfen gebildet sein können, die sich parallel zur Achse von der Umlenkung, z. B. einer Scheibe, erstrecken und die Umschlagbegrenzung auf entgegengesetzten Seiten bilden. Durch Rotation der Umlenkung werden die Anschläge verstellt und somit der Anstellwinkel der Flosse verändert, die jeweils entsprechend der Hubbewegung im Fluid an einem der Anschläge anliegt.Alternatively, however, it is also conceivable to make the fin substantially freely pivotable about the axis and to provide on opposite sides relative to the pivot axis stops (Umschlagbegrenzungen) that can be continuously changed in order to optimally adjust the angle of attack also during the movement of the fin in the fluid Adapt flow conditions. In this case, at the turning point, the fin can strike automatically and free from a stop against the opposite stop and thus change from + α to -α. It may be advantageous, unlike previously described, not to connect the deflection for joint pivoting with the fin, but instead to allow a relative movement between the deflection and the fin about the axis, the attacks may be formed for example by pins that parallel to the axis of the deflection, z. As a disc, extend and form the envelope boundary on opposite sides. By rotation of the deflection, the stops are adjusted and thus changed the angle of attack of the fin, which rests in each case corresponding to the lifting movement in the fluid at one of the stops.

Bei Verwendung einer Parallelogrammführung wäre es auch denkbar die Anschläge auf der Querstrebe anzuordnen und in Längsrichtung der Querstrebe verschiebbar zu gestalten. In diesem Fall wäre es denkbar, dass die zwei zumindest Zugkräfte übertragenden Elemente statt mit der Flosse selbst mit einem Anschlag, der Umschlagbegrenzung für die Flosse verbunden sind. Dabei kann auf einer Auskopplung der Flosse verzichtet werden und sie kann frei umschlagen. Dennoch bleibt aber gewährleistet den Anstellwinkel gezwungen verändern zu können und an die jeweils herrschende Anströmung anzupassen.When using a parallelogram, it would also be possible to arrange the attacks on the cross member and to make it displaceable in the longitudinal direction of the cross member. In this case, it would be conceivable that the two elements transmitting at least tensile forces, instead of the fin itself, are connected to a stop, the limit of the envelope for the fin. It can be dispensed with a decoupling of the fin and they can freely turn over. Nevertheless, it remains guaranteed to be able to change the angle of attack and to adapt to the prevailing flow.

Vorteilhafterweise wird die gesamte Mechanik der Schlagflosse in einer Art Mast, z. B. mit flach ovalem Querschnitt, d. h. einem Gehäuse, untergebracht.Advantageously, the entire mechanics of the impact fin in a kind of mast, z. B. with flat oval cross section, d. H. a housing housed.

Darüber hinaus ist vorteilhafterweise eine Steuerung vorgesehen, die wenigstens einen der Parameter, der die Anströmung bestimmt, mittels Sensoren misst und anhand dieses Parameters den Anstellwinkel, die Streckung und/oder die Steifigkeit bzw. Krümmung der Flosse kontinuierlich regelt. Beispielsweise kann die Steuerung die Geschwindigkeit des Körpers in dem Fluid sowie die Bewegungsgeschwindigkeit der Flosse in dem Fluid aufnehmen und anhand dieser Parameter kontinuierlich den Anstellwinkel und/oder die Streckung und/oder die Steifigkeit und/oder die Krümmung einstellen.In addition, advantageously, a control is provided which measures at least one of the parameters that determines the flow by means of sensors and based on this parameter continuously controls the angle of attack, the extension and / or the stiffness or curvature of the fin. For example, the controller may record the velocity of the body in the fluid as well as the speed of movement of the fin in the fluid and continuously adjust the angle of attack and / or stretch and / or stiffness and / or curvature from these parameters.

Wie eingangs darüber hinaus erwähnt wurde, ist die Schlagflosse der vorliegenden Erfindung nicht nur für Antriebe von Wasserfahrzeugen denkbar, sondern vielmehr auch als Schwimm- oder Tauchflosse geeignet. Zu diesem Zweck kann es bevorzugt sein eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Schlagflosse an einem Fuß eines Menschen vorzusehen. Um die erfindungsgemäße Veränderbarkeit des Anstellwinkels zu realisieren, muss sich die Flosse bei der Befestigung am Fuß senkrecht zur Fußsohle erstrecken. Die Befestigungseinrichtung kann dabei nach Art eines Schuhs, wie es bereits von Schwimm- oder Tauchflossen bekannt ist, ausgestaltet sein.As mentioned above, the impact fin of the present invention is not only conceivable for marine propulsion systems, but is also suitable as a swimming or diving fin. For this purpose, it may be preferable to provide a fastening device for fastening the impact fin to a foot of a person. In order to realize the variability of the angle of attack according to the invention, the fin must extend perpendicularly to the sole of the foot during attachment to the foot. The fastening device can be designed in the manner of a shoe, as it is already known from swimming or diving fins.

Darüber hinaus kann die Flosse starr, gelenkig oder elastisch an der Sohle der Befestigungseinrichtung angebracht sein. Bei einer starren Anbindung der Flosse erfolgt die Verschwenkung der Flosse um eine Achse, die durch das menschliche Fußgelenk gebildet wird. Mit anderen Worten bildet das Fußgelenk die Achse um die die Flosse verschwenkbar ist um den Anstellwinkel einzustellen. Dabei nutzt der Schwimmer oder Taucher seine Beuge- und Streckmuskulatur im Unterschenkel, um die Anstellung der Flosse relativ zur Anströmung einzustellen. Es ist jedoch auch denkbar die Flosse elastisch anzubinden. Hierbei kann eine Blattfeder oder ein elastischer Stab verwendet werden, die austauschbar sind, um unterschiedliche Elastizitäten zu erreichen. Hier erfolgt eine Einstellung des Anstellwinkels teils durch die elastische Anbringung automatisch, gleichzeitig aber auch durch eine kontrollierte Einstellung über die Streck- und Beugemuskulatur im Unterschenkel, welche den Fuß im Fußgelenk bewegen.In addition, the fin may be rigidly, hingedly or elastically attached to the sole of the fastener. In a rigid connection of the fin, the pivoting of the fin takes place about an axis which is formed by the human ankle. In other words, the ankle forms the axis about which the fin is pivotable to adjust the angle of attack. Here, the swimmer or diver uses his flexor and extensor muscles in the lower leg to adjust the employment of the fin relative to the flow. However, it is also conceivable to bind the fin elastically. Here, a leaf spring or an elastic rod can be used, which are interchangeable to achieve different elasticities. Here, an adjustment of the angle of attack takes place partly by the elastic attachment automatically, but at the same time also by a controlled adjustment on the extensor and flexor muscles in the lower leg, which move the foot in the ankle.

Des Weiteren ist es auch denkbar die die Flosse gelenkig an der Befestigungseinrichtung anzubinden und zwei Federn (z. B. Sprialfedern) an entgegengesetzten Seiten der Flosse an dessen Flossenfläche und an der Befestigungseinrichtung anzubinden, um eine Rückstellung in die Ausgangsstellung zu gewährleisten. Auch hier sind die Federn durch Federn mit unterschiedlicher Federkonstante ersetzbar.Furthermore, it is also conceivable to connect the fin to the fastening device in an articulated manner and to connect two springs (eg spring springs) on opposite sides of the fin to its fin surface and to the fastening device in order to ensure a return to the starting position. Again, the springs are replaceable by springs with different spring constant.

Schließlich ist es auch denkbar eine gelenkige Verbindung vorzusehen und an entgegengesetzten Seiten der Flosse, wie oben erwähnt, zumindest Zugkräfte übertragende biegeschlaffe Elemente, z. B. Seile in Form eines Bowdenzugs, vorzusehen, die an einen Rand der Befestigungseinrichtung, die im Wesentlichen parallel zur Fußsohle verläuft und von dort zu einer mechanischen Einstellvorrichtung geführt sind. Die Einstellvorrichtung kann z. B. an einen Gürtel oder am Oberschenkel des Schwimmers oder Tauchers befestigt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um ein einfaches Drehrad mit einrastbaren Einstellungen handeln, um den Anstellwinkel entsprechend durch Drehung des Drehrads und Verkürzung und Verlängerung der jeweiligen Bowdenzüge einzustellen.Finally, it is also conceivable to provide an articulated connection and on opposite sides of the fin, as mentioned above, at least tensile forces transmitting pliable elements, eg. As cables in the form of a Bowden cable to provide, which is guided to an edge of the fastening device which is substantially parallel to the sole of the foot and from there to a mechanical adjustment device. The adjustment can z. B. attached to a belt or on the thigh of the swimmer or diver. This may be, for example, a simple rotary knob with snap-in settings to adjust the angle of attack accordingly by rotation of the rotary wheel and shortening and lengthening of the respective Bowden cables.

Auch hier ist es denkbar die Flossenstreckung und die Flossensteifigkeit, wie oben erwähnt, einstellbar zu gestalten.Again, it is conceivable to make the fin extension and the fin stiffness, as mentioned above, adjustable.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der obigen Merkmale umgesetzt werden können, insofern sie einander nicht widersprechen, sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich. Diese Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denenOther advantages and features of the present invention, which may be implemented alone or in combination with one or more of the above features, insofar as they do not conflict with each other, will be apparent from the following description of preferred embodiments of the invention. This description is made with reference to the accompanying drawings, in which

1 eine schematische Ansicht eines Flossenantriebs mit einer Schlagflosse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 1 shows a schematic view of a fin drive with a pommel according to a first embodiment of the present invention,

2 eine schematische Ansicht eines Flossenantriebs mit einer Schlagflosse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 shows a schematic view of a fin drive with a flapping fin according to a second embodiment of the present invention;

3 eine schematische Ansicht einer Schlagflosse mit veränderbarer Streckung zeigt; 3 shows a schematic view of a variable extension fin;

4 eine Schlagflosse mit veränderbarer Steifigkeit und Krümmung zeigt; 4 shows a pommel with variable stiffness and curvature;

5 eine schematische Ansicht einer Schwimm- und Tauchflosse mit einer Schlagflosse gemäß der vorliegenden Erfindung a) mit starrer Anbindung, b) mit elastischer Anbindung, c) mit gelenkiger Anbindung und federnder Rückstellung und d) mit einstellbaren Bowdenzügen zeigt; 5 a schematic view of a swimming and diving fin with a pommel according to the present invention a) with a rigid connection, b) with elastic connection, c) with hinged connection and resilient return and d) with adjustable Bowden cables shows;

6 einen Kontraktionsmotor zeigt, der bei der vorliegenden Erfindung, aber auch eigenständig zum Einsatz kommen kann; 6 shows a contraction motor, which can be used in the present invention, but also independently;

7 schematisch drei mögliche Anordnungen der in Reihe angeordneten Elektromagneten des in 5 dargestellten Kontraktionsmotors zeigt; und 7 schematically three possible arrangements of the electromagnets arranged in series in 5 shown contraction motor shows; and

8 eine schematische Ansicht eines Flossenantriebs mit einer Schlagflosse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8th a schematic view of a fin drive with a pawl according to a third embodiment of the present invention shows.

In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder vergleichbare Elemente verwendet und auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet. Es versteht sich jedoch, dass die Beschreibung der Elemente einer Ausführungsform auch für die Elemente einer anderen Ausführungsform gilt.In the drawings, like reference numerals are used for the same or similar elements, and a repeated description is omitted. However, it will be understood that the description of the elements of one embodiment also applies to the elements of another embodiment.

1 zeigt einen Flossenantrieb für ein Wasserfahrzeug, z. B. ein Schiff 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Bereich des Hecks 2 des Wasserfahrzeugs ist der Flossenantrieb 10 installiert, der anhand einer vertikal stehenden Flosse 10 erläutert wird. Für eine horizontal liegende Flosse 10 wäre die Ausgestaltung jedoch identisch, wie in 1, die in diesem Fall jedoch eine Seitenansicht darstellen würde statt der gezeigten Aufsicht. 1 shows a fin drive for a watercraft, z. B. a ship 1 according to a first embodiment of the present invention. In the area of the stern 2 of the watercraft is the fin drive 10 installed using a vertical fin 10 is explained. For a horizontal fin 10 However, the design would be identical, as in 1 which in this case, however, would represent a side view rather than the supervision shown.

Die Schlagflosse wird gebildet durch eine Flosse 10. Diese ist über eine Parallelogrammführung 20 parallel zum Heck 2 des Schiffs 1 in der Richtung h hin und her bewegbar. Die Parallelogrammführung 20 setzt sich zusammen aus zwei Parallelverstrebungen 21. Bei den Parallelverstrebungen 21 kann es sich um gespannte biegeschlaffe Elemente z. B. Drahtseile aber auch um starre Streben handeln. Die Verstrebungen 21 sind jeweils mit einem Ende 22 gelenkig am Schiff 1 angebracht. Das jeweils entgegengesetzte Ende 23 ist gelenkig mit einer Querstrebe verbunden. Die Querstrebe 24 ist in ihrer Länge identisch dem Abstand der gelenkigen Anbindung des Endes 22 der Verstrebungen angeordnet, so dass die Parallelverstrebungen 21 zusammen mit der Querstrebe 24 die Parallelogrammführung bilden. Zum Antrieb der Flosse 10 wird die Querstrebe 24 ebenfalls in der Richtung h hin und her bewegt. Die Flosse 10 ist um eine Achse 25 gelenkig an der Querstrebe 24 befestigt. Sie ist damit um die Achse 25 verschwenkbar gehalten. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Achse 25 in Vertikalrichtung und parallel zu den gelenkigen Verbindungen 22 und 23.The flapping fin is formed by a fin 10 , This is about a parallelogram 20 parallel to the stern 2 of the ship 1 in the direction h back and forth. The parallelogram guide 20 is composed of two parallel braces 21 , At the parallel struts 21 it may be tensioned limp elements z. B. wire ropes but also act on rigid struts. The struts 21 are each with one end 22 articulated on the ship 1 appropriate. The opposite end 23 is articulated with a crossbar connected. The cross strut 24 is identical in length to the distance of the articulated connection of the end 22 arranged the struts, so that the parallel struts 21 together with the crossbar 24 form the parallelogram. To drive the fin 10 becomes the crossbar 24 also moved in direction h back and forth. The fin 10 is about an axis 25 articulated to the crossbar 24 attached. It's about the axis 25 held pivotally. In the illustrated embodiment, the axis extends 25 in the vertical direction and parallel to the articulated connections 22 and 23 ,

Um die Querstrebe 24 bzw. die Flosse 10 in Richtung h hin und her bewegen zu können, ist ferner eine Antriebsstange 26 vorgesehen, dessen eines Ende 27 gelenkig am Schiff 1 befestigt ist, während das andere Ende vorzugsweise mit der Achse 25 zusammenfallend gelenkig mit der Querstrebe 24 verbunden ist. Die Antriebsstange 26 kann motorisch aber auch pneumatisch oder hydraulisch oder gegebenenfalls manuell um das Lager 27 rotiert werden. Als Motoren kommen Schrittmotoren, Linearmotoren oder die später beschriebenen Kontraktionsmotoren in Frage. Das Antriebsaggregat ist der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.To the crossbar 24 or the fin 10 to be able to move back and forth in the direction h, is also a drive rod 26 provided, whose one end 27 articulated on the ship 1 is fastened, while the other end preferably with the axis 25 coincidentally articulated with the crossbar 24 connected is. The drive rod 26 can motor but also pneumatically or hydraulically or possibly manually around the camp 27 be rotated. Suitable motors are stepper motors, linear motors or the contraction motors described later. The drive unit is not shown in the drawing for the sake of simplicity.

Um den Anstellwinkel α der Flosse 10 kontinuierlich einstellbar zu gestalten, sind bei der dargestellten Ausführungsform zwei biegeschlaffe Zugkräfte übertragende Elemente 30 vorgesehen. Diese sind mit einem Ende 31 mit der Flosse 10 bzw. der Flossenfläche verbunden. Das andere Ende verläuft von der Flosse bzw. der Verbindung damit zu einem jeweiligen Ende der Querstrebe 24 wird dort z. B. im Bereich des Gelenks 23 umgelenkt und verläuft dann parallel zu den Parallelverstrebungen 21 zum Heck des Schiffs 2. Dort ist das entgegengesetzte Ende 32 der Elemente 30 in Längsrichtung der Elemente 30 veränderbar festgelegt. Dies kann realisiert werden, indem die Enden 32 jeweils mit einem zuvor sowie später erläuterten Kontraktionsmotor in Verbindung stehen, so dass an den Enden 32 jeweils gezogen wird, wodurch sich deren Festlegung in Längsrichtung der Elemente 30 verändert. Alternativ zu den Kontraktionsmotoren ist jedoch auch eine manuelle Verstellung, eine pneumatische, hydraulische oder andere motorische Einstellung über Schritt- und/oder Linearmotoren denkbar.To the angle of attack α of the fin 10 To make continuously adjustable, in the illustrated embodiment, two pliable tensile forces transmitting elements 30 intended. These are with an end 31 with the fin 10 or the fin surface connected. The other end extends from the fin or the connection therewith to a respective end of the transverse strut 24 is there z. B. in the area of the joint 23 deflected and then runs parallel to the parallel struts 21 to the stern of the ship 2 , There is the opposite end 32 of the elements 30 in the longitudinal direction of the elements 30 changeable. This can be realized by the ends 32 each associated with a previously and later explained contraction motor, so that at the ends 32 each is pulled, causing their determination in the longitudinal direction of the elements 30 changed. As an alternative to the contraction motors, however, manual adjustment, pneumatic, hydraulic or other motor adjustment via step and / or linear motors is also conceivable.

Bevorzugt ist jedoch eine Steuerung vorgesehen, die die Festlegung der Enden 32 entsprechend der Anströmung der Flosse 10 regelt und optimal einstellt. Hierfür ermittelt die nicht dargestellte Steuerung vorzugsweise die Resultierende der Anströmung der Flosse 10. Diese setzt sich unter anderem aus der Strömung induziert durch die Bewegung des Schiffs 1 im Fluid (Strömung u) sowie die Hubbewegung der Flosse 10 in der Richtung h (Strömung uh) zusammen. D. h. durch die Bewegung des Schiffs 1 im Fluid, insbesondere im Nasser, wird eine Strömung entgegengesetzt der Strömungsrichtung auf die Flosse 10 erzeugt. Gleichzeitig ergibt sich eine Anströmung der Flosse 10 entgegen ihrer Bewegung in dem Fluid. Zumindest aus diesen Strömungen setzt sich die Resultierende zusammen.Preferably, however, a control is provided which the definition of the ends 32 according to the flow of the fin 10 regulates and optimally adjusts. For this purpose, the controller, not shown, preferably determines the resultant of the flow of the fin 10 , Among other things, this is due to the flow induced by the movement of the ship 1 in the fluid (flow u) and the stroke movement of the fin 10 in the direction h (flow uh) together. Ie. by the movement of the ship 1 in the fluid, especially in the water, a flow is opposite to the direction of flow on the fin 10 generated. At the same time there is a flow of the fin 10 against their movement in the fluid. At least from these currents, the resultant is composed.

Der Winkel der Stellung der Flosse zur Resultierenden wird als Anstellwinkel α bezeichnet. Dabei wird eine Gerade von der Achse 25 zur Spitze der Flosse 10 in Relation zur Resultierenden gesetzt.The angle of the position of the fin to the resultant is called the angle of attack α. This is a straight line from the axis 25 to the top of the fin 10 set in relation to the resultant.

Um die Mechanik entsprechend zu schützen, ist ferner eine Art Gehäuse (Mast) 40 vorgesehen, das die Antriebsstange 20, die Parallelverstrebungen 21 sowie zumindest ein Teil der biegeschlaffen Elemente 30 schützend umgibt, wie es insbesondere aus dem Schnitt a-a in 1 ersichtlich ist. In order to protect the mechanism accordingly, is also a kind of housing (mast) 40 provided that the drive rod 20 , the parallel braces 21 and at least some of the limp elements 30 Protective surrounds, as it in particular from the cut aa in 1 is apparent.

Im Folgenden wird kurz auf die Funktionsweise der Schlagflosse in 1 eingegangen. Hierfür ist in 1 neben einer Mittelstellung (durchgezogene Linien) auch eine in Richtung h nach oben ausgelenkte Stellung (gestrichelte Darstellung) dargestellt.The following is a brief reference to the operation of the flipper in 1 received. This is in 1 in addition to a middle position (solid lines) also in the direction h upwardly deflected position (dashed line) shown.

Zum Antrieb wird die Antriebsstange 26 um das Gelenk 27 rotiert, wodurch sich die Querstrebe 24 mit der Flosse 10 in Richtung h hin und her bewegt. Durch kontinuierliche Aufnahme der Bewegungsgeschwindigkeit des Schiffs 1 in 1 nach links sowie der Bewegung der Flosse 10 in Richtung h ermittelt eine Steuerung die Resultierende aus den Strömungen u und uh und ermittelt auf Grundlage dieser Parameter einen optimalen Anstellwinkel α für die Flosse 10. Dieser Anstellwinkel α wird schließlich dadurch eingestellt, indem durch die Kontraktionsmotoren 33 an den Enden 32 der biegeschlaffen Elemente 30 gezogen wird und/oder diese gelöst werden. Wird z. B. aus der Mittelstellung in die gestrichelt dargestellte Stellung bewegt, wird an dem in 1 unteren biegeschlaffen Element 30 bzw. dessen Ende 32 gezogen, in dem zumindest einige der Spulen des Kontraktionsmotors, wie sie später erläutert werden, mit Strom beaufschlagt werden, um eine Zugkraft auf das Ende 32 der biegeschlaffen Elemente 30 zu übertragen. Dadurch wird die Flosse 10 in 1 um die Achse 25 nach unten verschwenkt, um den Winkel α entsprechend einzustellen. Gleichzeitig mit diesem Prozess stehen die Spulen des Kontraktionsmotors 33, der an dem Ende 32 des anderen biegeschlaffen Elements 30 angebunden ist, nicht unter Spannung, so dass das obere biegeschlaffe Element 30 die Flosse 10 nicht an der Bewegung um die Achse 25 nach unten bzw. im Uhrzeigersinn hindert.To drive the drive rod 26 around the joint 27 rotates, causing the crossbar 24 with the fin 10 moved back and forth in direction h. By continuously recording the speed of movement of the ship 1 in 1 to the left as well as the movement of the fin 10 In the direction h, a controller determines the resultant from the flows u and uh and, based on these parameters, determines an optimum angle of attack α for the fin 10 , This angle of attack α is finally adjusted by passing through the contraction motors 33 at the ends 32 the limp elements 30 is drawn and / or these are resolved. If z. B. moved from the center position in the position shown in dashed lines, is at the in 1 lower limp element 30 or its end 32 pulled, in which at least some of the coils of the contraction motor, as will be explained later, are energized to a tensile force on the end 32 the limp elements 30 transferred to. This will make the fin 10 in 1 around the axis 25 pivoted down to adjust the angle α accordingly. Simultaneously with this process are the coils of the contraction motor 33 who is at the end 32 the other limp element 30 tethered, not under tension, so that the upper pliable element 30 the fin 10 not at the movement around the axis 25 downward or clockwise.

Um ein Verschwenken der Flosse 10 um die Achse 25 gegen den Uhrzeigersinn, d. h. in 1 nach oben zu ermöglichen, wird der obige Prozess umgekehrt durchgerührt.To pivot the fin 10 around the axis 25 counterclockwise, ie in 1 to allow upward, the above process is reversed.

Erreicht die Flosse 10 einen oberen Umkehrpunkt in Richtung h kehrt sich die Bewegungsrichtung entsprechend um. An diesem Punkt muss gewährleistet sein, dass sich der vorherrschende Anstellwinkel umkehrt, d. h. von +α in –α ändert. Hier ist ein Auskoppeln der biegeschlaffen Elemente 30 erforderlich. Dies erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform, indem die Spulen der beiden Kontraktionsmotoren ihren Zustand tauschen, so dass die Flosse 10 frei umschlagen kann und sobald der gewünschte entgegengesetzte Anstellwinkel erreicht ist durch das entsprechende biegeschlaffe Element 30 bzw. den mit den Ende 32 verbundenen Kontraktionsmotor gehalten wird.Reach the fin 10 an upper reversal point in direction h, the direction of movement is reversed accordingly. At this point, it must be ensured that the prevailing angle of attack reverses, ie changes from + α to -α. Here is a decoupling of the limp elements 30 required. This is done in the illustrated embodiment by the coils of the two contraction motors change state, so that the fin 10 can freely turn over and as soon as the desired opposite angle of attack is achieved by the corresponding pliable element 30 or with the end 32 connected contraction motor is held.

Durch die kontinuierliche Verstellung des Anstellwinkels ist es möglich mit einfachen Mitteln die natürliche Bewegung der Schwanzflosse eines Fisches oder Wals nachzuahmen, wobei der Anstellwinkel optimal auf die herrschenden Strömungsbedingungen bzw. die Anströmung der Flosse 10 einstellbar ist. Dadurch kann ein sehr effizientes System bei unkompliziertem, kompaktem und kostengünstigem Aufbau erzielt werden.By continuously adjusting the angle of attack, it is possible with simple means to imitate the natural movement of the tail of a fish or whale, the angle of attack optimally to the prevailing flow conditions or the flow of the fin 10 is adjustable. This allows a very efficient system to be achieved with uncomplicated, compact and cost-effective design.

Gleiches lässt sich jedoch auch mit der Ausgestaltung gemäß der zweiten Ausführungsform in 2 erzielen. Hier wurde der Einfachheit halber auf die Parallelogrammführung 20 verzichtet. Die dargestellte Ausführungsform lässt sich jedoch ohne Weiters auch mit der Parallelogrammführung 20 aus 1 kombinieren. Aufgrund des Fehlens der Parallelogrammführung bewegt sich die Achse 25, um die die Flosse 10 verschwenkbar ist, jedoch nicht parallel zum Heck 2 des Schiffs, sondern auf einer Kreisbahn um die Achse 27 der gelenkigen Anbindung der Antriebsstange 26 am Schiff 1.However, the same can be done with the embodiment according to the second embodiment in 2 achieve. Here was the sake of simplicity on the parallelogram 20 waived. However, the illustrated embodiment can be without further including the parallelogram 20 out 1 combine. Due to the lack of parallelogram, the axis moves 25 to the the fin 10 is pivotable, but not parallel to the stern 2 of the ship, but on a circular orbit around the axis 27 the articulated connection of the drive rod 26 at the ship 1 ,

Anders als bei der Ausführungsform in 1 ist ferner eine Umlenkung 40 in Form einer Zahnscheibe vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform um die Achse 25 drehbar an der Antriebsstange 26 befestigt ist. Die Flosse 10 ist relativ zur Umlenkung 40 drehbar um die Achse 25 angeordnet. Darüber hinaus ist aus der Vergrößerung in 2 erkennbar, dass auf entgegengesetzten Seiten der Achse 25 relativ zur Flosse 10 zwei Anschläge 34 bzw. eine Umschlagbegrenzung für die Flosse 10 mit der Umlenkung 40 verbunden ist. Die Anschläge werden dabei beispielsweise durch Zapfen 34 gebildet, die sich parallel zur Achse 25 von der Scheibenfläche nach oben und/oder unten erstrecken. Im Betrieb liegt die Flossenfläche bezugnehmend auf 2 bei einer Bewegung der Flosse nach oben an dem unteren Anschlag an, während sie am Umkehrpunkt frei umschlagen kann und bei der Bewegung nach unten an dem in 2 oberen Anschlag anliegt. Ferner ist ein Zugkräfte übertragendes, biegeschlaffes Element 30 in Form eines offenen Zahnriemens 39 vorgesehen, das um die Umlenkung 40 umläuft. Die Enden 32 des Zahnriemens 30 sind ebenfalls jeweils mit einem Kontraktionsmotor 33 verbunden. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten denkbar die Enden 32 in Längsrichtung des Elements 30 veränderbar festzulegen, wie es oben in Bezug auf die 1 erläutert wurde.Unlike the embodiment in FIG 1 is also a diversion 40 provided in the form of a toothed disc, which in the illustrated embodiment about the axis 25 rotatable on the drive rod 26 is attached. The fin 10 is relative to the diversion 40 rotatable about the axis 25 arranged. In addition, from the magnification in 2 recognizable that on opposite sides of the axis 25 relative to the fin 10 two attacks 34 or an envelope limit for the fin 10 with the diversion 40 connected is. The attacks are, for example, by pins 34 formed, which are parallel to the axis 25 extend up and / or down from the disk surface. In operation, the fin surface is referenced 2 with a movement of the fin up to the lower stop, while it can turn freely at the reversal point and when moving down to the in 2 upper stop abuts. Further, a tensile forces transmitting, limp element is 30 in the form of an open toothed belt 39 provided, that around the diversion 40 circulates. The ends 32 of the toothed belt 30 are also each with a contraction motor 33 connected. However, there are other ways conceivable the ends 32 in the longitudinal direction of the element 30 changeable as stated above in relation to the 1 was explained.

Auch ist es denkbar anstelle eines offenen Zahnriemens einen geschlossenen Zahnriemen zu verwenden und an Stelle des Kontraktionsmotors eine Antriebsscheibe 41 zu verwenden, um die der Zahnriemen 30 umläuft und die motorisch, manuell, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden kann.It is also conceivable to use a closed toothed belt instead of an open toothed belt and a drive pulley instead of the contraction motor 41 to use that of the timing belt 30 revolves and the motor, manual, can be driven hydraulically or pneumatically.

Um den Anstellwinkel α mittels einer Steuerung zu regeln oder zu steuern, wird wie in Bezug auf 1 erläutert, entweder mittels der Kontraktionsmotoren 33 entsprechend an den Enden 32 des Elements 30 gezogen. Zwischen dem Element 30 und der Umlenkung 40 besteht ein form- und/oder kraftschlüssiger Eingriff, so dass ein Zug an einem Ende 32 zu einer Rotation der Scheibe 40 um die Achse 25 gegen oder im Uhrzeigersinn führt. Dadurch wird der jeweilige Anschlag 34, an dem die Flosse anliegt, ebenfalls gegen oder im Uhrzeigersinn gedreht, wobei diese Rotation von einem Verschwenken der Flosse 10 um die Achse 25 begleitet, so dass sich der Anstellwinkel α entsprechend einstellen lässt. Bei Verwendung einer Antriebsscheibe 41 statt der Motoren 33 und einem geschlossenen Riemen 30 wird eine Rotation der Antriebsscheibe 41 vom Riemen auf die Umlenkung 40 übertragen und dadurch ebenfalls ein Verschwenken der Flosse 10 über Verändern der Anschläge 34 ermöglicht. Dabei wird vorzugsweise ein Schrittmotor für die Rotation der Antriebsscheibe 41 eingesetzt. Um die bewegte Masse nicht zu groß zu gestalten, ist es dabei bevorzugt die Scheibe 41 mit ihrer Drehachse auf dem Gelenk 27 der Antriebsstange 26 zu platzieren. Ebenso ist es jedoch denkbar die Scheibe 41 mit ihrem Motor an einem beliebigen Punkt entlang der Antriebsstange 26 zu platzieren, wodurch sich die Riemenlänge verkürzt.In order to control or control the angle of attack α by means of a control, as in relation to FIG 1 explained, either by means of the contraction motors 33 according to the ends 32 of the element 30 drawn. Between the element 30 and the diversion 40 there is a positive and / or non-positive engagement, so that a train at one end 32 to a rotation of the disc 40 around the axis 25 leads clockwise or counterclockwise. This will make the respective stop 34 on which the fin abuts, also rotated counterclockwise or clockwise, this rotation being a pivoting of the fin 10 around the axis 25 accompanies, so that the angle of attack α can be adjusted accordingly. When using a drive pulley 41 instead of the engines 33 and a closed belt 30 becomes a rotation of the drive pulley 41 from the belt to the diversion 40 transferred and thereby also a pivoting of the fin 10 about changing the stops 34 allows. In this case, preferably, a stepper motor for the rotation of the drive pulley 41 used. In order to make the moving mass not too large, it is preferred the disc 41 with its axis of rotation on the joint 27 the drive rod 26 to place. However, it is also conceivable the disc 41 with its engine at any point along the drive rod 26 to place, which shortens the belt length.

Neben dem optimalen Anstellwinkel haben auch die Steifigkeit und Wölbung bzw. Krümmung der Flosse 10 sowie die Streckung der Flosse 10 einen erheblichen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt auch die Biegung und/oder Wölbung bzw. Steifigkeit der Flosse 10 sowie deren Streckung einstellbar zu gestalten. Dies wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert.In addition to the optimal angle of attack also have the rigidity and curvature or curvature of the fin 10 as well as the extension of the fin 10 a significant impact on the efficiency. Against this background, it is preferably also the bending and / or buckling or stiffness of the fin 10 and to make their extension adjustable. This will be explained below with reference to the 3 and 4 explained.

3 zeigt schematisch eine Flosse 10 in einer Seitenansicht sowie entlang der Linie b-b und c-c im Quer- bzw. Längsschnitt. 3 schematically shows a fin 10 in a side view and along the line bb and cc in transverse or longitudinal section.

Vorzugsweise ist die Flosse 10 aus einer elastischen biegsamen Hülle 50, z. B. einer Folie oder einem Tuch, aufgebaut. Zur Versteifung der Hülle 50 sind mehrere in Längsrichtung verlaufende, versteifende Leisten 51 vorgesehen, die sich zwischen den Enden der Flossen 50 in Längsrichtung erstrecken. Vorzugsweise sind im Bereich der Enden der Leisten 51 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten in Querrichtung der Flosse 10 Zugelemente 52 angeordnet, die entlang der Leisten zum entgegengesetzten Ende verlaufen.Preferably, the fin is 10 made of an elastic flexible casing 50 , z. As a foil or a cloth constructed. To stiffen the shell 50 are several longitudinally extending, stiffening strips 51 provided, extending between the ends of the fins 50 extend in the longitudinal direction. Preferably, in the region of the ends of the strips 51 each on opposite sides in the transverse direction of the fin 10 tension elements 52 arranged, which run along the strips to the opposite end.

Um die Steifigkeit der Flosse 10 zu erhöhen, wird bevorzugt an beiden auf gegenüberliegenden Seiten der Leisten 51 angeordneten Zugelemente 52 Zug angelegt. Dadurch dass die Leisten 51 kompressionssteif ausgestaltet sind, wird durch den Zug die Steifigkeit der Flosse 10 erhöht bzw. der Betrag der Biegung der Leisten 51 reduziert.To the rigidity of the fin 10 it is preferred to increase on both sides of the ledges 51 arranged tension elements 52 Train created. Because of the bars 51 are formed by the train, the rigidity of the fin 10 increases or the amount of bending of the last 51 reduced.

Andererseits lässt sich durch die Ausgestaltung durch Beaufschlagung nur eines der Zugelemente 52 mit Zug eine Biegung der Leisten 51 wie im Querschnitt c-c der Flosse in die eine wie auch in der anderen Richtung induzieren.On the other hand, only one of the tension elements can be due to the design by applying 52 with train a bend of the strips 51 as in cross-section cc induce the fin in the one direction as well as in the other direction.

Auch ist es selbstverständlich möglich die Flosse in ihrer Höhenrichtung unterschiedlich zu wölben und/oder zu versteifen, indem die Zugelemente 52 der jeweiligen Leisten 51 unterschiedlich beaufschlagt werden.It is of course also possible to buckle the fin in their height direction differently and / or stiffen by the tension elements 52 the respective bars 51 be acted upon differently.

Anstelle von einer Vielzahl von Zugelementen 52 ist es jedoch auch denkbar die Enden der Leisten 51 gemeinsam über ein Element zu verbinden und dieses Element auf entgegengesetzten Seiten der Leisten 51 mit den Zugelementen, z. B. Drähten, zu verbinden, so dass alle Leisten gleichzeitig gebogen und/oder versteift werden.Instead of a variety of tension elements 52 However, it is also conceivable the ends of the strips 51 to connect together via an element and this element on opposite sides of the strips 51 with the tension elements, z. B. wires to connect, so that all strips are bent and / or stiffened at the same time.

Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar die Leisten 51 in Gruppen, z. B. oben und unten in Vertikalrichtung in einem gemeinsamen Gelenk 54 an den dem Schiff 1 zugewandten Ende der Flosse 10 anzubringen. Dadurch können die Leisten 51 der oberen und unteren Gruppe getrennt voneinander oder gemeinsam zusammen geschoben und/oder auseinander gezogen werden. Dies kann gleichfalls durch ein Zugelement 52 realisiert werden. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich die Streckung der Flosse 10 entsprechend zu ändern. Sind die Leisten 51 beispielsweise zusammengefahren, wie in 4 oben dargestellt, ergibt sich eine Streckung Λ = h1²/A1 während sich bei weiter auseinander gefahrenen Leisten 51, wie in 4 unten dargestellt ist, eine Streckung Λ = h2²/A2 ergibt. Da sich die Flossenfläche nicht ändert, ergibt sich im Zustand unten eine höhere Streckung als im Zustand oben.Alternatively or additionally, it is conceivable the strips 51 in groups, e.g. B. up and down in the vertical direction in a joint joint 54 at the ship 1 facing the end of the fin 10 to install. This allows the strips 51 the upper and lower groups separately or together pushed together and / or pulled apart. This can also be done by a tension element 52 will be realized. By this configuration, it is possible the extension of the fin 10 change accordingly. Are the bars 51 for example, collapsed, as in 4 shown above, there is an extension Λ = h1 ² / A1 while at more distant ledges 51 , as in 4 shown below, an extension Λ = h2 ² / A2 results. Since the fin surface does not change, the lower state results in a higher stretch than in the upper state.

Vorzugsweise wird gleichermaßen wie oben in Bezug auf den Anstellwinkel α erläutert eine Steuerung vorgesehen, die sowohl die Steifigkeit bzw. die Biegung und/oder Wölbung der Flosse 10 als auch deren Streckung in Abhängigkeit der Anströmung der Flosse 10, d. h. in Abhängigkeit der Resultierenden R steuert. Dadurch lässt sich eine weitere Wirkungsgraderhöhung realisieren.Preferably, similarly as explained above with respect to the angle of attack α, a control is provided which determines both the rigidity or bending and / or curvature of the fin 10 as well as their extension depending on the flow of the fin 10 , ie controls as a function of the resultant R. As a result, a further increase in efficiency can be realized.

Eine weitere alternative Ausgestaltung ist in 8 dargestellt, wobei die Schlagflosse in Anlehnung an die Fluke eines Wals angeordnet ist. Dabei ist die Flosse 10 starr mit einer Antriebsstange bzw. Flossenbefestigungsstange 26 verbunden. Die Antriebsstange ist an einem Gelenkpunkt 70 gelenkig mit einem Übertragungsglied 71 eines Antriebsaggregats 72, hier eines hydraulischen Kolbens verbunden. Dieses Antriebsglied 71 ist durch den Kolben 72 in der Hubbewegung hin und her bzw. auf und ab bewegbar, um die Flosse 10 in Richtung h im Fluid, hier Wasser, hin und her zu bewegen. Ferner ist auf der der Flosse 10 abgewandte Seite des Gelenks 70 ein Zapfen 75 der Antriebsstange 26 in einem Langloch 73 eines Steuerglieds aufgenommen. In der dargestellten Ausführungsform ist das Steuerglied 74 Teil eines Servoantriebs 76. Innerhalb des Langlochs 73 ist der Zapfen 75 frei beweglich und die Flosse damit durch die Enden des Langlochs 73 begrenzt frei um die Gelenkachse 70 verschwenkbar.Another alternative embodiment is in 8th represented, wherein the impact fin is arranged in accordance with the fluke of a whale. Here is the fin 10 rigid with a drive rod or fins mounting rod 26 connected. The drive rod is at a pivot point 70 articulated with a transmission link 71 a drive unit 72 , here connected to a hydraulic piston. This drive member 71 is through the piston 72 in the reciprocating motion back and forth or up and down to the fin 10 in direction h in the fluid, here water, to move back and forth. Further, on the fin 10 opposite side of the joint 70 a cone 75 the drive rod 26 in a slot 73 taken a control member. In the illustrated embodiment, the control member 74 Part of a servo drive 76 , Inside the slot 73 is the pin 75 freely movable and the fin with it through the ends of the slot 73 limited free around the hinge axis 70 pivotable.

Bei einer Hubbewegung in 8 nach oben wird die Flosse durch eine Kraft in 8 nach unten um die Achse 70 gedreht und schlägt mit dem Zapfen 75 ihrer Antriebsstange 26 gegen das obere Ende des Langlochs 73. Indem das Steuerglied 74 in der gleichen Richtung h hin und her bewegbar ist, lässt sich das obere Ende des Langlochs 73 verstellen, um eine Anpassung des Anstellwinkels α zu realisieren. Bei einer Bewegung der Flosse 10 im Hub nach unten wird eine Kraft auf die Flosse 10 nach oben ausgeübt und so verschwenkt um das Gelenk 70, so dass der Zapfen 25 mit dem unteren Ende des Langlochs 73 in Kontakt kommt und den Anstellwinkel beschränkt. Auch hier kann durch eine Verschiebung des Steuerglieds 74 über den Servoantrieb 76 der Anstellwinkel während der Hubbewegung eingestellt werden.With a lifting movement in 8th The fin is moved upwards by a force in 8th down around the axis 70 turned and hits with the pin 75 their drive rod 26 against the upper end of the slot 73 , By the control member 74 in the same direction h is movable back and forth, can be the upper end of the slot 73 Adjust to realize an adjustment of the angle of attack α. With a movement of the fin 10 in the down stroke, a force is applied to the fin 10 exerted upward and so pivoted about the joint 70 so that the pin 25 with the lower end of the slot 73 comes into contact and limits the angle of attack. Again, by a shift of the control member 74 via the servo drive 76 the angle of attack during the stroke movement can be adjusted.

Bei der Bewegungsumkehr ist keine aktive Auskoppelung erforderlich, da die Flosse 10 mit ihrem Zapfen 75 im Langloch 73 am Umkehrpunkt frei von einem Winkel +α in einen Winkel –α umschwenken kann.In the reversal of motion, no active decoupling is required because the fin 10 with her thong 75 in the slot 73 at the reversal point can swing freely from an angle + α in an angle -α.

Es versteht sich, dass das Antriebsaggregat 27 beliebig gewählt werden kann und nicht auf ein Kolbensystem beschränkt ist. Auch können hier herkömmliche Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen, die über eine Pleuelstange die Antriebsstange 26 hin und her bewegen. Gleiches gilt auch für den Servoantrieb, der z. B. pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch ausgestaltet sein kann. Auch hier könnte das Steuerglied 74 jedoch durch einen Kontraktionsmotor, einen Linearmotor, einen Schrittmotor oder manuell eingestellt werden.It is understood that the drive unit 27 can be chosen arbitrarily and is not limited to a piston system. Also, conventional internal combustion engines can be used here, the drive rod via a connecting rod 26 to move back and fourth. The same applies to the servo drive, the z. B. can be configured pneumatically, hydraulically or electrically. Again, the control member could 74 However, by a contraction motor, a linear motor, a stepper motor or manually adjusted.

Neben dem Einsatz als Flossenantrieb für Wasserfahrzeuge ist die vorliegende Erfindung auch bei Schwimm- und/oder Tauchflossen einsetzbar. Dies wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 näher erläutert.In addition to the use as a fin drive for watercraft, the present invention can also be used in swimming and / or diving fins. This will be explained below with reference to 5 explained in more detail.

In 5a ist dabei die einfachste Ausgestaltung dargestellt. Die dort dargestellte Schwimm- oder Tauchflosse weist eine Befestigungseinrichtung 60 zur Befestigung am Fuß eines Menschen auf. Diese ist dabei ähnlich herkömmlicher Tauchflossen mit einem Oberschuh 61 sowie einer Sohle 62 ausgebildet, so dass ein Verwender mit dem Fuß in den Oberschuh 61 schlüpfen kann, der vorzugsweise aus einem weichelastischen Material gebildet ist und mit oder ohne Verschlusselemente auskommt. Die Flosse 10 ist hier starr an der Sohle 62 angebracht und erstreckt sich im Wesentlichen im rechten Winkel zur Sohle 62 bzw. im angebrachten Zustand rechtwinklig zur Fußsohle. Der Anstellwinkel α lässt sich bei dieser Variante durch die Streckmuskulatur sowie Beugemuskulatur 63 bzw. 64 des menschlichen Unterschenkels einstellen, indem der menschliche Fuß um das Sprunggelenk des Fußgelenks 65 verschwenkt wird, was eine Verschwenkung der Flosse 10 um das Fußgelenk 65 zur Folge hat. Dadurch lässt sich der Anstellwinkel α optimal einstellen.In 5a In this case, the simplest embodiment is shown. The swimming or diving fin shown there has a fastening device 60 for attachment to the foot of a human being. This is similar to conventional diving fins with an upper shoe 61 as well as a sole 62 trained, leaving a user with his foot in the upper shoe 61 can hatch, which is preferably formed of a soft elastic material and works with or without closure elements. The fin 10 Here is rigid on the sole 62 attached and extends substantially at right angles to the sole 62 or in the attached state at right angles to the sole of the foot. The angle of attack α can be in this variant by the extensor muscles and flexor muscles 63 respectively. 64 of the human lower leg adjust by the human foot around the ankle of the ankle 65 is pivoted, causing a pivoting of the fin 10 around the ankle 65 entails. As a result, the angle of attack α can be optimally adjusted.

Alternativ zur starren Anbindung ist es, wie in 5b dargestellt, auch denkbar die Flosse 10 über ein elastisches Element 66 beispielsweise eine Blattfeder oder elastische Stäbe an der Sohle 62 zu befestigen. Vorzugsweise ist die Blattfeder oder der elastische Stab austauschbar, so dass unterschiedliche Federkonstanten und damit Elastizitäten erzielt werden können.As an alternative to the rigid connection, it is, as in 5b represented, also conceivable the fin 10 via an elastic element 66 For example, a leaf spring or elastic rods on the sole 62 to fix. Preferably, the leaf spring or the elastic rod is exchangeable, so that different spring constants and thus elasticities can be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch denkbar die Flosse 10 über ein Gelenk 67 gelenkig an der Sohle 20 anzubringen und beispielsweise über Spiralfedern eine Rückstellkraft in die Ausgangsstellung in 5c zu erzeugen, wobei die Spiralfedern austauschbar sind, so dass auch hier unterschiedliche Federkonstanten realisiert werden können.According to another embodiment, it is also conceivable the fin 10 about a joint 67 articulated on the sole 20 attach and, for example via coil springs a restoring force in the starting position in 5c to produce, wherein the coil springs are interchangeable, so that also here different spring constants can be realized.

Darüber hinaus ist auch die Einstellung des Anstellwinkels α über biegeschlaffe Zugkräfte übertragende Elemente 30 denkbar. Wie es in 5d dargestellt ist, wird auch hier die Flosse 10 über eine gelenkige Anbindung 67 an der Sohle 62 angebracht. Zwei biegeschlaffe Elemente 30 sind an gegenüberliegenden Seiten 10 mit einem Ende 31 an der Flosse angebunden. Von dort erstreckt sich das biegeschlaffe Element 30 in einem Abstand zur Achse 67 zur Schuhsohle 62 und von dort zu einem Einstellelement 69 über das das Ende 32 in Längsrichtung des Elements 30 veränderbar festgelegt werden kann. Beispielsweise kann es sich um einen in Stufen einrastbaren Drehknopf 69 handeln. Beispielsweise können die biegeschlaffen Elemente 30 in Form eines offenen Zahnriemens 31 gestaltet sein, der um den Knopf 69 umläuft und mit diesem form- und/oder kraftschlüssig in Eingriff steht, während die Enden des offenen Riemens 31 an der Flosse 10 angebunden sind. Durch eine Rotation des Knopfs 69 lässt sich damit der Anstellwinkel der Flosse 10 entsprechend manuell einstellen. Hierfür kann der Drehknopf 69 am Gürtel oder im Bereich des Oberschenkels durch eine entsprechende Befestigungseinrichtung fixiert werden. Hierfür kann beispielsweise ein Gurt zum Einsatz kommen. Alternativ ist es auch denkbar kleine Kontraktionsmotoren einzusetzen, die eine automatische Regelung vornehmen.In addition, the adjustment of the angle of attack α over limp tensile forces transmitting elements 30 conceivable. As it is in 5d is shown here is the fin 10 via a hinged connection 67 at the sole 62 appropriate. Two pliable elements 30 are on opposite sides 10 with one end 31 tied to the fin. From there extends the pliable element 30 at a distance to the axis 67 to the shoe sole 62 and from there to an adjustment 69 about the end 32 in the longitudinal direction of the element 30 can be set changeable. For example, it can be a lockable in stages knob 69 act. For example, the limp elements 30 in the form of an open toothed belt 31 be designed around the button 69 rotates and with this positive and / or non-positively engaged, while the ends of the open belt 31 at the fin 10 are connected. By a rotation of the button 69 can thus be the angle of attack of the fin 10 set manually accordingly. For this purpose, the knob 69 on the belt or in the area of the thigh by a corresponding fastening device be fixed. For this example, a belt can be used. Alternatively, it is also conceivable to use small contraction motors that perform an automatic control.

Ein solcher Kontraktionsmotor, wie er auch bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz kommen kann, der aber auch selbstständig und unabhängig von der Verwendung mit einer Schlagflosse umgesetzt werden kann, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 6 und 7 erläutert.Such a contraction motor, as can also be used in the embodiments described above, but which can also be implemented independently and independently of the use with a pommel, will be described below with reference to FIGS 6 and 7 explained.

Der Kontraktionsmotor 100 umfasst mehrere Elektromagnete 110 mit einem Eisenkern 111 und einer den Eisenkern 111 umgebenden Spule 112. Die Elektromagneten 110 sind in einer Reihe angeordnet mit einem definierten Abstand zueinander, wobei ein Luftspalt zwischen benachbarten Eisenkernen 111 verbleibt.The contraction motor 100 includes several electromagnets 110 with an iron core 111 and one the iron core 111 surrounding coil 112 , The electromagnets 110 are arranged in a row with a defined distance from each other, with an air gap between adjacent iron cores 111 remains.

Zwischen benachbarten Elektromagneten sind Abstandsringe 113 aus elastischem Material angeordnet die die Elektromagneten in einem definierten Abstand zueinander halten.Between adjacent electromagnets are spacer rings 113 arranged of elastic material which hold the electromagnets at a defined distance from each other.

Die Kette aus Elektromagneten ist in einem nur schwach oder nicht dehnbaren Hüll-Schlauch 114 (Aufnahme) aufgenommen, die die maximale Ausdehnung des Kontraktionsmotors begrenzt. Ist keiner der Elektromagneten 110 mit Strom beaufschlagt und sind jeweils benachbarte Elektromagneten 110 in dem definierten Abstand zueinander durch die Abstandsringe 113 gehalten, so ist dies der Zustand maximaler Ausdehnung. Alternativ zu dem dargestellten Schlauch 114 ist es auch denkbar mehrere Fasern, Seile, Drähte oder Materialstreifen aus nicht dehnbarem Material mit den Elektromagneten an den entgegengesetzten Enden der Reihe zu verbinden und dadurch die maximale Ausdehnung zu begrenzen. Vorzugsweise wird jedoch ein biegsames Material verwendet, so dass eine in allen Richtungen biegsame Kette aus Elektromagneten geschaffen wird. Alternativ ist es selbstverständlich auch denkbar ein starres Gehäuse als Aufnahme zu verwenden.The chain of electromagnets is in a shallow or inextensible sheath tube 114 (Recording), which limits the maximum extent of the contraction motor. Is not one of the electromagnets 110 energized and are respectively adjacent electromagnets 110 in the defined distance from each other through the spacer rings 113 held, this is the state of maximum expansion. Alternatively to the hose shown 114 it is also conceivable to connect a plurality of fibers, ropes, wires or strips of material of non-stretchable material with the electromagnets at the opposite ends of the row and thereby limit the maximum extent. Preferably, however, a flexible material is used so that a flexible chain of electromagnets is provided in all directions. Alternatively, it is of course also conceivable to use a rigid housing as a receptacle.

Ein Ende der Kette wird, wie schematisch mit 115 gekennzeichnet, festgelegt, während das entgegengesetzte Ende 116 zur Zugkraftübertragung z. B. mit einem Ende 32 eines biegeschlaffen Elements 30 der Schlagflossen, wie sie oben erläutert wurden, verbunden ist.One end of the chain becomes, as schematically with 115 marked, while the opposite end 116 for tensile force transmission z. With one end 32 a limp element 30 the impact fins, as explained above, is connected.

Damit der Spalt zwischen benachbarten Eisenkernen 111 gleichmäßig verbleibt und dennoch eine Biegsamkeit der Kette in allen Richtungen gewährleistet ist, ist es bevorzugt die benachbarten Enden der Eisenkerne 111 komplementär zu gestalten. Hier hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen eine kugelig konvexe Form 117 mit einer kugelig konkaven Form 116 zu kombinieren. Es sind aber auch zwei kugelig konvexe Formen, die einander gegenüberliegen, denkbar.Thus the gap between adjacent iron cores 111 remains uniform and yet ensures flexibility of the chain in all directions, it is preferably the adjacent ends of the iron cores 111 to make it complementary. Here it has proved to be particularly advantageous a spherical convex shape 117 with a spherical concave shape 116 to combine. But there are also two spherical convex shapes that face each other, conceivable.

Die Abstandsringe 113 sind vorzugsweise aus einem elastischen Material z. B. einem elastischen Kunststoff. Es sind aber auch andere Elemente, z. B. Federn, denkbar.The spacer rings 113 are preferably made of an elastic material z. B. an elastic plastic. But there are other elements, such. As springs, conceivable.

Vorzugsweise sind die Elektromagneten 110 separat ansteuerbar bzw. mit Strom beaufschlagbar. Dadurch kann der Weg der Kontraktion dadurch bestimmt werden, indem die Anzahl der angesteuerten Elektromagneten 110 gesteuert wird. So lässt sich der Kontraktionsmotor schrittweise oder in ganzen Abschnitten oder als Ganzes kontrahieren.Preferably, the electromagnets 110 separately controllable or can be acted upon by electricity. Thereby, the path of the contraction can be determined by the number of driven electromagnets 110 is controlled. Thus, the contraction motor can be contracted stepwise or in whole sections or as a whole.

Dabei werden, wenn zwei Elektromagneten 110 einander anziehen, das elastische Element 113 komprimiert und eine Zugkraft am Ende 116 erzeugt, die z. B. auf das Ende 32 des biegeschlaffen Elements 30 übertragen werden kann. Die Zugkraft Z ist durch den Pfeil in 6 angedeutet.In doing so, when two electromagnets 110 put on each other, the elastic element 113 compressed and a pulling force in the end 116 generated, the z. B. on the end 32 the limp element 30 can be transferred. The tensile force Z is indicated by the arrow in 6 indicated.

Die Kontraktionsstrecke wird vorgegeben durch die Größe und Anzahl der Spalte zwischen benachbarten Elektromagneten.The contraction distance is dictated by the size and number of gaps between adjacent electromagnets.

Die Kontraktionskraft ergibt sich aus Größe, Anzahl der Wicklungen, Strom und Spannung, d. h. die Art der verwendeten Elektromagneten.The contraction force results from size, number of windings, current and voltage, d. H. the type of electromagnet used.

Um eine große Kontraktionskraft zu erzielen kommen mehrere Elektromagnetketten (Kontraktionsmotoren) parallel verbunden werden, wie es in den 7a bis c dargestellt ist.To achieve a large contraction force come several electromagnet chains (contraction motors) to be connected in parallel, as it is in the 7a to c is shown.

Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist und die Ausführungsformen beliebig kombinierbar sind, es sei denn die Einzelmerkmale widersprechen einander.It should be understood that the present invention is not limited to the exemplary embodiments and the embodiments may be combined as desired, unless the individual features contradict each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004004236 A1 [0002]

Claims

Flapping fin to move a body ( 1 ) in a fluid comprising at least one transverse to the longitudinal extension of the body ( 1 ) reciprocating fin ( 10 ), preferably around an axis ( 25 ) transverse to the longitudinal extent of the body ( 1 ) and is pivotable to its direction of movement, characterized in that an angle of attack (α) of the fin ( 10 ) to the resultant (R) of the flows acting on the fin, during the movement of the fin ( 10 ) by pivoting the fin ( 10 ) around the axis ( 25 ) is continuously variable.

A flipper according to claim 1, further comprising a deflector ( 40 ) and an element running around the deflection and transmitting at least tensile forces ( 30 ), whereby the fin ( 10 ) for changing the angle of attack (α) via a movement of the element ( 30 ) is pivotable.

An impact fin according to claim 2, wherein the ends ( 32 ) of the element ( 30 ) are changeable fixed in their longitudinal direction to the fin ( 10 ) to change the angle of attack (α) to pivot.

An impact fin according to claim 2, wherein the element ( 30 ) is a circulating element.

An impact fin according to claim 1, further comprising two elements transmitting at least tensile forces ( 30 ), each at a first of its ends ( 3 ) are connected to the fin or a stop for the fin and at the other second of their ends ( 32 ) are changeable fixed in their longitudinal direction to the fin ( 10 ) to change the angle of attack (α) to pivot.

An impact fin according to claim 3 or 5, further comprising a contraction motor ( 33 ) for motorically changing the definition of the ends ( 32 ), wherein the motor comprises a plurality of electromagnets ( 110 ) which, when activated by mutual attraction, generate a tensile force over which the ends ( 31 ) of the at least tensile forces transmitting elements ( 30 ) is changeable.

An impact fin according to any one of the preceding claims, further comprising a parallelogram guide ( 20 ) with at least two parallel struts ( 21 ) and a transverse strut ( 24 ) at your ends ( 23 ) articulated, each with a strut ( 21 ), the fin ( 10 ) pivotable on the transverse strut ( 24 ) is attached.

A flipper according to any one of the preceding claims, further comprising a drive rod ( 26 ) for moving the fin ( 10 ) transverse to the movement of the body ( 1 ) in the fluid (medium).

An impact fin according to any one of the preceding claims, wherein the extension (A) of the fin ( 10 ) is changeable.

An impact fin according to claim 10, wherein the fin ( 10 ) of at least two groups comprising several foldable individual groups ( 51 ) is constructed, which are auffächerbar and / or collapsible via a drive element to change the extension (A).

An impact fin according to any one of the preceding claims, wherein the rigidity and / or curvature of the fin ( 10 ) is changeable.

An impact fin according to claim 11, wherein the fin has a plurality of stiffening strips ( 51 ) and in the area of the ends of the strips ( 51 ) at least one tensionable tension element ( 52 ), over whose tension the rigidity and / or curvature of the fin ( 10 ) is adjustable.

An impact fin according to any one of the preceding claims, wherein the fin ( 10 ) can be decoupled in a reversal of motion to a free pivotability of the fin ( 10 ) to ensure the movement reversal.

An impact fin according to any one of claims 1 to 12, wherein the fin ( 10 ) around the axis ( 25 ) is freely pivotable and the pivot angle by on opposite sides of the fin relative to the axis ( 25 ) arranged stops which are changeable to change the angle of attack (α).

An impact fin according to any one of claims 1 to 6 or 9 to 12 when dependent on any one of claims 1 to 6, further comprising a fastening device ( 60 ) for fixing the fin ( 10 ) on a foot of a human, so that the fin ( 10 ) extends at attachment to the foot perpendicular to the sole of the foot.

An impact fin according to claim 15, wherein the fin ( 10 ) rigid, articulated or elastic to the fastening device ( 60 ) is attached.