DE2314504A1

DE2314504A1 - Vorrichtung zur reduzierung von turbulenzen im wasser

Info

Publication number: DE2314504A1
Application number: DE19732314504
Authority: DE
Inventors: Mercer Donald Walklet
Original assignee: KIEFER MCNEIL A DIVISION OF MC
Current assignee: KIEFER MCNEIL A DIVISION OF MC
Priority date: 1972-03-28
Filing date: 1973-03-23
Publication date: 1973-10-04
Also published as: DE2314504C2; GB1422053A; JPS5634311B2; JPS4913947A; US3755829A

Description

DR.-INO. OIPL.-INS.M.SC. D₁P^PHVS-DR. DIF L.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT- QRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTSART 2314504

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19. März 1973

Kiefer McNeil

A Division of McNeil Corporation 999 Sweitzer Avenue

Akron, Ohio 44311 / USA

Vorrichtung zur Reduzierung von Turbulenzen im Wasser

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reduzierung von Turbulenzen, Wellenbewegungen und dergl. in einem mit Wasser gefüllten Raum, vorzugsweise in einem Schwimmbecken mit parallelen Schwirnmstreifen. Eine solche Vorrichtung ist geeignet zur Bildung von Schwimmstreifen bei Schwimmbecken, bei denen eine Mehrzahl von Schwimmern Wettbewerbe abhalten oder auch bei anderen mit Wasser gefüllten Räumen.

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Aus der US-PS 3 314 560 ist die Verwendung einer Reihe von hohlen, zylindrischen, länglichen Körpern bekannt, die perforierte Oberflächen aufweisen, die definiert sind von einer Reihe einstückiger gegossener Kunststoffstreifen, die kreuz und quer verlaufend angeordnet sind nach einer Art Gitternetzwerk. Diese Körper sind mittels eines Seils oder Kabels axial zueinander ausgerichtet, wobei das Kabel an entgegengesetzten Endbereichen des Schwimmbeckens befestigt und unter Spannung gehalten ist, um die einzelnen Körper im wesentüdren halbuntergetaucht zu halten. Zusätzlich sind, da die aus den netzwerkähnlichen Körpern und dem Kabel bestehende Vorrichtung einen geringfügig negativen Auftrieb hat, an dem Kabel bzw. an den Körpern Schwimmkörper befestigt, um die Körper selbst in einem halbuntergetauchten Zustand zu halten.

Die Wirkungsweise der dieser US-PS 3 314 560 zugrundeliegenden Vorrichtung kann kurz in der Weise beschrieben werden, daß im wesentlichen das Durchfließen oder Durchlaufen von gestörtem turbulenten Wasser verhindert wird, ein solches Wasser entsteht aufgrund der Bemühungen und Anstrengungen eines mit hoher Geschwindigkeit entlang einem Schwimmstreifen sich fortbewegenden Schwimmers, wobei, solche Turbulenzen oder Wirbel schleppen dann auf die angrenzenden Schwimmstreifen übertragen werden. Der"Umstand, daß es gelingt mit Hilfe solcher Vorrichtungen die Turbulenzen einer Nachströmung oder einer Wirbelschleppe eines sich bewegenden Schwimmers zu absorbieren oder zu dämpfen , ist darin zu sehen, daß dann, wenn die die Wirbelschleppe bildenden Wellen Berge und Wellenberge die Körper erreichen, diese aufgebrochen und das Wasser aufgelockert wird, wobei die Antriebskraft der Wellen von den perforierten Oberflächen redu-

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ziert wird und Teile der kinetischen Energie in der Wirbelschleppe aufgrund der Bemühungen absorbiert werden, die eine Turbulenz reduzierenden und auf dem Haltekabel frei drehbaren Körper in Drehung zu versetzen.

,.Eine weitere zu diesen Zwecken geeignete Vorrichtung kann schließlich noch der US-PS 3 540 063 entnommen werden, wobei die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen ist, noch stärker eine unregelmäßige Nachströmung oder ein unregelmäßiges Wirbelschleppenmuster bzw. Wirbelströme zu dämpfen und zu vernichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der Vorrichtung der eingangs genannten Art und besteht erfindungsgemäß darin, daß eine Vielzahl scheibenartiger Anordnungen mit einer zentralen öffnung vorgesehen sind, durch welche zur axialen Ausrichtung und zur freien Drehung eine längliche Halteanordnung (Kabel) gezogen ist, daß die Anordnungen eine Vielzahl von sich von der öffnung nach außen erstreckender Flügel und Oberflächen aufweisen, die in zu der zentralen Achse parallen Ebenen verlaufen und daß zwischen bestimmten Anordnungen Schwimmkörper für die Halteanordnung angeordnet sind.

Bei der vorliegenden Erfindung besteht daher die einen Wellengang ,eine Wirbelströmung oder überhaupt eine Wellenbewegung unterdrückende Vorrichtung aus einer kontinuierlichen Reihe offenflächiger, perforierter Scheiben, die mit Speichen versehenen Rädern ähneln und die auf einem festgespannten Seil oder Kabel in axialer Ausrichtung und in axialer Abstandsanordnung aufgereiht sind, so daß sich jedes der Elemente um seine zentrale Achse frei und unabhängig drehen kann. Auf

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diese Weise wird eine Barriere gebildet ,· die im wesentlichen die übertragung von Wasserturbulenzen von einer Seite auf die andere Seite der Barriere verhindert. Dabei sind die die Vorrichtung im einzelnen bildenden Elemente, d.h. die scheibenartigen Anordnungen etwa bis zur mittleren Wasserlinie halbuntergetaucht drehbar angeordnet und absorbieren, vernichten und lockern jede kinetische Energie, die aufgrund einer Wellenbewegung auftritt.

Besonders vorteilhaft ist, daß die eine kürzere Länge und einen größeren Durchmesser aufweisenden scheibenartigen Anordnungen gemäß der Erfindung beträchtlich reduzierte Massen aufweisen, wodurch die Trägheit eines jeden solchen Körpers reduziert ist und es möglich ist, geringeren und kleineren Wasserturbulenzen und Störungen lokalisiert zu begegnen und diese unter Kontrolle zu bringen.

bei den bekannten Vorrichtungen Im Gegensatz dazu erzeugte/jeine beispielsweise auf einer Seite eines länglichen, Turbulenzen reduzierenden Körpers einwirkende Kraft, die ausreichend stark war, um eine Bewegung dieses Körpers hervorzurufen, eine geringfügige Gegenturbulenz, die in den Bereich zurückgeworfen wurde, von welchem die einwirkende Kraft erzeugt worden war.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die vergleichsweise geringe . axiale Länge jeder scheibenartigen und die Turbulenzen reduzierenden Anordnung, wie sie erfindungsgemäß im folgenden noch genauer beschrieben wird, nunmehr auch den zu schützenden Schwimmstreifen keinerlei dimensionsmäßige Begrenzungen mehr auferlegt, wohingegen bei den bekannten Vorrichtungen, bei denen jedes Einzelelement annähernd 30cm oder in dieser Größen-

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Ordnung maß, ein Leerraura in dem Schwimmstreifen existierte, und zwar an jedem Vielfachen eines Einzelelemerits. Auch dann, wenn die Länge des Schwimmbeckens nicht genau ein Vielfaches der Länge eines Einzelelementes betrug, ergab sich eine unausgefüllte öffnung in der die Schwimmstreifen begrenzenden Vorrichtung. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch die axiale Länge jedes Elementes bevorzugt nicht grosser als etwa 1 oder 2 Zoll, d.h. etwa zwischen 2,5 bis 5cm,

dabei können Elemente beliebig hinzugefügt oder weggenommen so

werden, daß entlang der Seiten der jeweiligen Schwimmstreifen eine kontinuierliche Barriere aufrecht erhalten werden kann, unabhängig von der jeweils verwendeten Länge.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß die gesamte Vorrichtung dann, wenn sie nicht verwendet wird, in Form einer Spule aufgewickelt werden kann und dann zur Lagerung oder zum Transport nur einen relativ geringen Raum einnimmt, dazu aber nicht etwa auseinandergenommen zu werden braucht. - .

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Teilaufsicht auf einen mit Wasser gefüllten Raum, beispielsweise ein Schwimmbecken, wobei das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Bildung paralleler Schwimmstreifen und zur Unterteilung des Schwimmbeckens von Seitenwand zu Seitenwand gespannt ist,

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Fig. 2 in einer Seitenansicht einen Teilausschnitt aus j der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vergrößerter ! Darstellung,

Fig. 3 eine Vorderansicht auf ein Teilelement in Form einer scheibenartigen Anordnung,

Fig. 4 in einer Seitenansicht einen in Verbindung mit ■ den Teilelementen und dem Kabel verwendeten Schwimmkörper, der zwischen einem Paar entsprechend modifizierter Teilelemente, angeordnet ist,

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht des Schwimmkörpers mit einer zugeordneten scheibenartigen Anordnung entlang der Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf eine Reihe von auf einem Kabel aufgefädelter Einzelelemente, die in zusammengerollter und teilweise in ein an der ge schöbe- - -' ner" Form angeordnet sind und

Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung die verschiedenen auf die erfindungsgemäße Vorrichtung einwirkenden und von dieser aufgefangenen und auf die Bewegungen eines Schwimmers zurückgehenden Kräfte.

In der Darstellung der Fig. 1 ist eine Teilansicht einer Seite eines typischen Schwimmbeckens 10 gezeigt, mit einer Längswand 11 und Seitenwänden 12, die einen Wasserraum bzw.

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eine Wassermenge 13 umschließen. Zwischen den Seitenwänden erstrecken sich eine Anzahl von allgemein mit 14 bezeichneten, Weilen .unterdrückende bzw. auflockernde oder Turbulenzen reduzierende Vorrichtungen, die eine Vielzahl paralleler Streifen bzw. Schwimmwege im Wasser definieren, wobei jeder von einem einzelnen Schwimmer, der beispielsweise an einem Wettschwimmen teilnimmt, benutzt wird. Jede dieser Turbulenzen unterdrückende Vorrichtung 14 besteht vorzugsweise aus einer Reihe mit Speichen versehener Scheiben oder perforierter plattenähnlicher Anordnungen, die in den Figuren mit dem Bezugszeichen 15 versehen sind und die mit Hilfe von Haltemitteln, beispielsweise Seilen oder Kabeln 16 in einer Flucht gehalten sind, dabei sind die Haltemittel an den gegenüberliegenden Seitenwänden 12 des Schwimmbeckens befestigt. Vorzugsweise wird das als Haltemittel dienende Kabel 16 in einem gespannten Zustand gehalten ,und zwar mit Hilfe einer geeigneten Spannvorrichtung, beispielsweise einem Spannschloß, einer Kabelwinde oder einer anderen konventionellen und in den Zeichnungen nicht dargestellten Vorrichtung, und zwar derart,daß sich das Kabel 16 im wesentlichen auf der Wasserlinie befindet derart, daß die Anordnungen 15 etwa halb untergetaucht sind aus Gründen, auf die weiter unten noch genauer eingegangen wird.

Aus praktischen Gründen ist als Haltemittel vorzugsweise ein geflochtenes bzw. verdrilltes Stahldrahtkabel vorgesehen mit einer Kunststoffbeschichtung, die etwa unter der Handelsbezeichnung "Wireion" erhältlich sind, es können aber auch nichtmetallische Seile oder Kabel verwendet werden, wenn sie unter Spannung liegend einer Längsdehnung einen ausreichenden Widerstand entgegensetzen, um die Anordnungen 15 im wesentlichen

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aufeinander ausgerichtet zu halten. Werden jedoch Drahtkabel oder andere metallische Kabel verwendet, die mit Bezug auf Wasser eine beträchtlich höhere spezifische Wichte aufweisen, dann ist es wünschenswert, Schwimmkörper oder ähnliche Elemente vorzusehen, um das Kabel über seine gesamte Länge im wesentlichen auf der Wasserlinie zu halten. Selbstverständlich wäre eine Möglichkeit hierzu die Herstellung der Anordnung aus einem leichtgewichtigen Material, beispielsweise·aus einem zellularen synthetischen Kunststoffmaterial.

Im Gegensatz dazu hat es sich jedoch aufgrund des vorliegenden Stands der Technik und der Erfordernisse bei den üblichen Herstellungsvorrichtungen herausgestellt, daß zellulare Kunststoff-

zu
materialien entweder zerbrechlich für den ständigen täglichen Gebrauch sind oder bezüglich einer Massenproduktion zu teuer kommen. Daher ist es wünschenswert/ die Anordnungen 15 aus nichtgeschäumten Kunststoffen herzustellen, wie beispielsweise aus Polyvinylchlorid oder ähnlichen Kunststoffen, die nach Fertigstellung bzw. Erhärtung eine spezifische Wichte aufweisen, die nur geringfügig kleiner als Wasser ist und dann solche Elemente wie Schwimmkörper und dergl. mit vorzusehen, die in den Figuren allgemein mit dem Bezugszeichen versehen sind und in Intervallen über die Länge der einen Wellengang unterdrückende! Vorrichtung 14 verteilt sind, wodurch man den Effekt -erzielt, daß die gesamte Vorrichtung als Ganzes so angesehen werden kann, daß. eine gleichmäßig verteilte spezifische Wichte vorherrscht, die durch diese Schwimmkörper so geändert worden ist, daß sie geringfügig positiver also geringer als Wasser ist, was dazu führt, daß die Vorrichtung über die Länge des SchwimmStreifens halb untergetaucht und halb über dem Wasser schwebend gehalten ist..

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Darüber hinaus sind zur Anpassung an die verschiedenen Schwimmkörper 17, ohne daß die Gleichförmigkeit des die Wellen dämpfenden Musters der Dämpfungsanordnungen 15 geändert werden muß, ein Paar modifizierte Dämpfungsanordnungen 18 vorgesehen, wie Fig. 2 und 4 genauer zeigt, die vorzugsweise zu jeder Seite der gleichmäßig über den Schwimmstreifen zueinander im Abstand gehaltenen Schwimmkörpern angeordnet sind.

Wie die Fig. 2 und 3 genauer zeigen, die die einzelnen Dämpfungsanordnungen 15 im Detail darstellen, ergibt sich, daß diese aus einem tragenden Teil bestehen, der von einem hohlen Nabenteil 19 gebildet ist und eine zentrale Bohrung aufweist, durch welche das Kabel 16 frei läuft. Etwa im Mitfelbereich ist dann eine sich radial erstreckende Radscheibe oder ein Speichenstern 20 vorgesehen, der konzentrisch zum Kabel 16 ein als zylindrischer Ring ausgebildetes Ablenkelement oder Prallkörper 21 trägt. Darüber hinaus kann, um zur Dämpfwirkung der longitudinalen Komponenten der Wellenkräfte beizutragen, die Radscheibe 20 mit einer Vielzahl von öffnungen 22 versehen sein, wobei deren genaue Konfiguration, obwohl diese in den Figuren als rund bezeichnet sind, nicht wesentlich ist, so lange als wie der Scheibenbereich 20 dazu dient, die sich diagonal von einer Seite der aus der Reihe der Dämpfungsanordnungen 15 bestehenden Vorrichtung zur anderen Seite bewegenden Wellen zu hindern, aufzulockern, zu dämpfen oder aufzubrechen. Tatsächlich kann die Radscheibe 20 auch nur aus einer Reihe sich radial erstreckender flacher oder ventilatorähnlich ausgebildeter Speichen bestehen, die den gleichen Zweck erfüllen würden.

Um zur Wirkung des Ringes 21 bei der Zerstreuung der lateralen oder seitlichen Komponenten der Wellenkräfte beizutragen, kön-

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nen die scheibenartig ausgebildeten Anordnungen 15 auch noch mit einer Reihe sich in axialer Richtung erstreckender Pralloberflächen versehen sein, die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Reihe gleichwinklig verteilter Flügelblatter oder Speichen 23 umfassen, die sich von der Nabe 19 ausgehend radial nach außen erstrecken. In den in den Zeichnungen dargestellten .Ausführungsbeispielen sind fünf solcher Blätter vorgesehen, diese Anzahl ist jedoch nicht kritisch, obwohl angenommen werden kann, daß bei weniger als drei Blättern oder Flügeln die Wirksamkeit der Anordnung reduziert sein würde. Jeder der Flügel 2 3 weist einen axialen Rand 24 auf, der an der Flügelwurzel am äußersten Bereich der Nabe beginnen kann und sich dann fortschreitend axial nach innen verjüngt, wenn der Flügel dem äußeren Rand zuläuft, damit keine Störung bei der einzelnen freien Bewegung der Dämpfungsanordnungen 15 erfolgt, sonst würden sich die Flügel oder Blätter angrenzender drehender Dämpfungsanordnungen 15 stören und hindern. Der axiale Rand fällt dann am äußeren Ende mit einem peripheren Kantenbereich 25 zusammen bzw. geht in diesen über, der an einer Stelle unmittelbar innerhalb der inneren Oberfläche des ringförmig ausgebildeten Teils 21 endet, aus einem Grund, auf welchen weiter unten noch eingegangen wird.

Wie weiter oben schon erwähnt, sind in geeigneten Intervallen oder Abständen die Schwimmkörper 17 an dem Haltekabel 16 befestigt. Zwar können hier verschiedene Arten von Schwimmkörpern verwendet werden, beispielsweise auch geschäumte Kunststoff blöcke; wie jedoch den Fig. 4 und 5 entnommen werden kann, besteht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Schwimmkörper aus einem hohlen torusförmig ausgebildeten Körper 28 mit einem zentralen Fußrippenteil 26 bzw. einem zentralen Kern 26, der eine konzentrische öffnung 27 aufweist, um den

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Schwimmkörper zur Durchführung einer freigleitenden Bewegung auf dem Kabel 16 zu positionieren. Der Gesamtdurchmesser des Schwimmkörpers ist vorzugsweise so gehalten, daß er zwischen einem Paar der den Wellengang unterdrückenden Scheiben oder Anordnungen 15 bzw. in diesem Falle 18 angeordnet werden kann, die den Anordnungen 15 ähnlich sind- insofern,als sie ebenfalls einen Nabenteil 19, eine perforierte Radscheibe 20, einen Ring 21 und einen Satz von Flügeln 23 auf einer Seite der jeweiligen Radscheibe aufweisen. Sie unterscheiden sich jedoch insofern, als die Flügel 29 aufeinander zugeordneten Seiten der Radscheibe wie bei 30 gezeigt ausgeschnitten sind, und zwar entlang eines kreisförmigen Bogens, der der Form des torusförmigen Körpers 2 8 des Schwimmkörpers entspricht. Auf diese Weise kann der Schwimmkörper zwischen die Scheiben 18 in einer Weise eingebracht und an dieser angepaßt werden, daß es möglich ist, den im allgemeinen gleichförmigen Ab-'stand zwischen den ringförmigen Prallringen 21 und den querverlaufenden Flügeln 20 über die gesamte Länge der Vorrichtung 14 aufrecht zu erhalten, unabhängig davon, wieviele Schwimmkörper verwendet worden sind, um einen gleichmäßigen Auftrieb zu garantieren unabhängig von der Position dieser Schwimmkörper entlang der Gesamtvorrichtung 14. Dies ist ein Vorteil, den frühere, eine Turbulenz reduzierende Vorrichtungen nicht besitzen.

Fig. 6 zeigt die einzigartige Biegsamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die es erlaubt, diese zu relativ kompakter Form für eine Aufbewahrung oder für einen Transport aufzurollen, ohne daß es notwendig ist, die einzelnen Elemente voneinander oder von dem Haltekabel zu trennen. Der Umstand, daß die peripheren Kantenbereiche 25 der Flügel 2 3 radial in-

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19. März 1973 ^li*~ -innerhalb der Ringe 21 enden und die Fähigkeit jeder scheibenförmigen Anordnung 15 sich auf dem Kabel frei, zudrehen, macht es den.Flügeln jeder Scheibe 15 möglich, sich in den Raum hinter den Ring der angrenzenden scheibenförmigen Anordnung 15 zu bewegen und in dieser Weise teleskopartig unter winkelmäßiger Versetzung zu den Flügeln dieserangrenzenden Anordnung 15 einzutauchen, wobei dann die Flügel der angrenzenden scheibenförmigen Anordnung sich in den Raum hinter dem Ring der ersten scheibenförmigen Anordnung bewegen, wie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. 6 angedeutet ist. Das gleiche trifft für die an die Schwimmkörper angrenzenden modifizierten Flügel 29 zu, da die ausgeschnittenen Bereiche 30 es den Flügeln ermöglichen, sich um das Äußere des torusförmigen Körpers 2 8 zu drehen.

Fig. 7 ist ein Versuch, die Wirkung' einer Wellenbewegung darzustellen, die durch die Bewegung eines Objektes, beispielsweise eines Schwimmers, der in einer Richtung parallel zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung 14, die aus einer Reihe der die Turbulenz reduzierenden Anordnung 15 besteht, wie durch den Pfeil A angedeutet, schwimmt. Diese Bewegung hinterläßt auf ihrem Weg eine Turbulenz bzw. Nachströmung oder Wirbelschleppe, die sich normalerweise in zwei diagonalen Richtungen nach jeder Seite hinwegbewegt.

Wie jedem bekannt ist, entwickelt die Nachströmung eine Reihe von im allgemeinen zueinander parallen Wellentälern und Wellenbergen im Wasser, wobei sich die Wellenberge im Wasser zu jeder Seite der Nachströmung in Richtung auf die Vorrichtung 14 bewegen und dabei, wie durch den Pfeil B angedeutet, eine Kraft-

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komponente aufweisen, die in Längsrichtung und parallel zu der Vorrichtung 14 in der Bewegungsrichtung des Schwimmers wirkt. Es gibt jedoch noch eine weitere, durch den Pfeil C angedeutete Kraftkomponente, die in einer Querrichtung zu der Längserstreckung der Vorrichtung 14 und aus dem Pfad des sich bewegenden Objektes herauswirkt.

Offensichtlich sind die relativen Stärken oder Kräfte dieser beiden Komponenten nicht notwendigerweise den Längserstreckungen der Pfeile B und C proportional, es ist jedoch klar, daß dann,· wenn die Nachströmung bzw. diese Wirbelschleppe, die einen Wellengang unterdrückende Vorrichtung 14 erreicht, die Längskraftkomponente B die Tendenz entwickelt, eine Bewegung des Wassers in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Radscheiben oder SpeichenSternen 20 jeder scheibenförmigen Anordere— nung 15 oder 18 zu entwickeln. Wären diese Radscheiben schlössen dann würde sich als Ergebnis eine Richtungsumkehrung der Wasserbewegung ergeben und es würde eine neue Reihe von reflektierter Wasserturbulenzen entstehen, da jedoch die Radscheiben perforiert sind, führt dies zu dem Nettoergebnis, daß das gegen die Radscheiben getriebene Wasser aufgelockert und aufgebrochen wird und nur teilweise zurückgeworfen wird, so daß die von der Kraftkomponente B hervorgerufene Wasserbewegung -im wesentlichen sich zu Null aufhebt. Jede nach rückwärts gerichtete Bewegung wird aufgebrochen und begrenzt durch die Rückwärtsbewegung in die angrenzende Radscheibe. Die Zerstreuung der seitlichen Kraftkomponente C ist um einiges komplexer. Zuerst muß man sich ins Gedächtnis rufen, daß die Wirksamkeit jeder der scheibenförmigen Anordnungen 15 (und auch der modifizierten Formen 18) auf der Annahme basiert, daß jeder dieser Körper zur individuellen freien

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Bewegung um seine eigene konzentrische Achse gelagert ist, wobei diese Achse im wesentlichen an der Wasserlinie befindlich ist, so daß der Körper, d.h. die scheibenförmige Anordnung 15 solange als das Wasser ungestört ist, nur halb untergetaucht ist. In der Praxis ergibt sich jedoch eine kontinuierliche geringfügige Verschiebung des relativen Untertauchens jeder Anordnung 15, abhängig davon, ob diese sich im Weg eines Wellenberges oder sich im Weg eines zwischen zwei Wellenbergen befindlichen Wellentales .befindet.

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Unter Annahme,- daß die einen Wellengang unterdrückenden Anordnungen bei ruhigem Wasserzustand halb untergetaucht auf dem Wasser liegen, entwickelt sich, wenn eine Welle auftaucht, eine Art relatives Untertauchen des drehbaren Körpers. Die Welle, die sich in der Richtung C, wie in Fig. 7 angedeutet, bewegt, kommt gleichzeitig in Kontakt mit den äußeren, als Prallfläche dienenden Ringen 21 der Anordnung 18 linker Hand der Fig. 7 und dem Zwischenraum zwischen jeder Anordnung; wenn die Welle fortfährt, sich in der normalen diagonalen Richtung zu bewegen, kontaktiert sie dann den äußeren Ring 21 jeder nachfolgenden Anordnung 15 oder 18 in der Bewegungsrichtung von links nach rechts der Fig. 7 und erreicht schließlich die Anordnung 18 rechter Hand des dort "schwimmend dargestellten Abschnitts. Zusätzlich laufen etwa 50% der Welle anfangs ungestört zwischen den Zwischenräumen hindurch, die die Ringe 21 jeder Anordnung 15 oder 18 trennen. Diese Sögmente kommen unmittelbar danach in Kontakt mit dem oder den Flügeln 23, die sich zu der Zeit nach oben über die mittlere Wasserlinie erstrecken, und zwar mit einer Kraft, die die Neigung hat, eine Drehbewegung jeder Anordnung 15 um ihre gelagerte,jedoch freidrehbare Mittelachse hervorzurufen. Dieser Bewegung wird jedoch durch die Flügel,

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die zu dieser Zeit mindestens teilweise untergetaucht sind, ein Widerstand entgegengesetzt. Noch geringere Anteile an Wasser aus der Welle können sogar zwischen den Zwischenräumen zwischen den oberen Endbereichen angrenzender Flügel unter abgelenkten Winkeln durchlaufen, so daß sie mit der Innenseite der Anordnungen 15 oder 18 auf der gegenüberliegenden Seite der Schwimmbahn in Kontakt kommen, auf welcher sich ebenfalls eine oder mehrere Wellen nähern und die Welle unterdrücken.

Nachfolgend zu dem Wasser, was als erstes die freiliegenden Flügel kontaktiert, ergibt sich ein gewisser Wasseranteil, der gegen den Ring 21 gelaufen ist und von dem Ring in die offenen Räume auf jeder Seite desselben abgelenkt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist schon viel von der Energie dieses auf diese Weise abgelenkten Wassers verbraucht, es kontaktiert bzw. berührt jedoch, wenn es weiter in die Zwischenräume hineinfließt, die Flügel auf den Seiten der scheibenförmigen Anordnung, die dann aufgrund der Drehung freigelegt worden sind, die hervorgerufen ist von dem Wasser, welches diese Flügel, wie weiter vorn erläutert, eher berührt hat. Der Nettoeffekt dieser seitlichen Kraftkomponente ist daher lediglich ein Durchschütteln und Auflockern des Wassers auschließlrh entlang der Länge der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die die Energie der Welle zerstreut und absorbiert und ihre Fortpflanzung auf die gegenüberliegende Seite der Vorrichtung verhindert.

Zwischen jeder Welle befindet sich ein Wellental, dessen unterstes Niveau sich unterhalb der mittleren Höhe der Wasserfüllung als Ganzes befindet, was bedeutet, daß dann, wenn das Wellental eine der Anordnungen 15 oder 18 erreicht, das effektive Untertauchen dieser Anordnung reduziert wird, d.h. auf-

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grund der Absenkung des Wasserstands und der Haltewirkung des Kabels 16 taucht diese Anordnung dann weniger als um die Hälfte in das Wasser ein. _ ·

Ein weiteres Ergebnis eines solchen' Wellentales ist darin zu sehen, daß sich, weil das Wellental der Rückseite der Welle folgt, die Längs- und Querkomponenten der Kräfte B und C umkehren, da das Wasser in jeder Welle in dem langen Durchlauf die Bewegungstendenz hat, den auf jeder Seite von den Wellentälern gelassenen Raum aufzufüllen.

Die Längskraftkomponente,"die von einem Wellenberg herrührt, wird durch den Kontakt mit den perforierten . Radscheiben 20 in der gleichen Weise wie die von einer Welle verursachte Längskomponente B aufgelöst bzw. vernichtet, die jeweiligen Komponenten der Wellentäler und Wellenberge haben jedoch auch die Tendenz, sich gegenseitig auszulöschen, wobei die Radscheibenin der Weise wirken ,daß sie eine Längsverschiebung des Wassers verhüten, und zwar aufgrund des Ümstandes, daß.die jeweiligen Komponenten nicht gleichzeitig, sondern in abwechselnder Folge einwirken.

Da das jede Welle bildende Wasser die Tendenz hat, in die angrenzenden Wellentäler zu fließen, verringert sich die Bewegung des Wassers, sobald einmal der Wellenberg einer Welle die Mittellinie jeder scheibenähnlichen Anordnung passiert hat und da sich die Anordnungen mit Bezug auf den durchschnittlichen Wasserstand zu heben beginnen, wirkt diese reduzierte Kraft lediglich noch auf die Flügel 2 3 oder 2 9 ein, die zu diesem Zeitpunkt unterhalb der mittleren Wasserlinie liegen.

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Die Kombination dieser rückwärts gerichteten Bewegung (nämlich nach unten gemäß Fig. 7) auf die unteren Flüge! zusammen mit der nach vorwärts gerichteten Bewegung (nämlich nach oben entsprechend der Darstellung der Fig. 7) auf die oberen Flügel, die schon von der vorhergehenden Welle erzeugt worden ist, wirkt sich additiv aus und die beiden Kräfte erzeugen dann eine Neigung zu einer Drehung der scheibenförmigen Anordnungen 15 oder 18 in Uhrzeigerrichtung (gesehen von rechts in Fi'g. 7). Läuft also der Boden eines Wellentals unter einer Anordnung hindurch, dann ergibt sich zu dieser Drehbewegung ein geringerer Widerstand und das in dem Raum zwischen den Begrenzungen des

eingeschlossene Wasser als Prallteil dienenden Ringes 21Awird von den sich drehenden Flügeln herausgekippt, um dort auffüllend zu wirken, wo das Wellental .normalerweise existieren würde, nämlich auf der entfernten Seite der scheibenförmigen Anordnung 15 oder 18. Selbstverständlich erreicht, wenn die nächste Welle sich nähert, mehr und mehr Wasser die unteren Flügel, wenn sich die Anordnung mit Bezug auf den tatsächlichen Wasserstand aus ihrer Untertauchung löst. Dabei ist in Begriffen der seitlichen Kraftkomponente C auf jede Anordnung gerechnet deren Wert an der mittleren Wasserhöhe im wesentlichen Null, er vergrößert sich auf ein Maximum im positiven Sinne bei Annäherung des Wellenberges einer Welle, wenn der Wellenberg zurückweicht, reduziert sich der Wert zu Null am tiefsten Punkt des Wassers und beginnt sich bei Annäherung der nächsten Welle wieder zu vergrößern.

Die oben abgegebene Erklärung ist weitestgehend vereinfacht und es sollte Klarheit dahin gehend bestehend, daß die genauen Kraftverhältnisse und Bewegungen wesentlich zu komplex sind, um hier anders als in solchen allgemeinen Ausdrücken erläutert werden zu können, man sollte sich in diesem Zusammenhang auch ins Gedächtnis rufen, daß die Wellenwirkung tatsächlich keine kör-

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perliche Verdrängung des Wassers in einer seitlichen Richtung hervorruft, obwohl das Oberflächenwasser in aufeinanderfolgenden Schwingbewegungen von Zusammenziehung (um sich in jede Welle zu entwickeln) und Zurückziehung (um ein sich ergebendes Wellental freizugeben) verschiebt.

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Claims

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1. Vorrichtung zur Reduzierung von Turbulenzen, Wellenbewegungen und dergl. in einem mit Wasser gefüllten Raum, vorzugsweise einem Schwimmbecken mit parallelen Schwimmpfaden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl scheibenartiger Anordnungen (15, 18) mit einer zentralen öffnung vorgesehen sind, durch welche zur axialen Ausrichtung und zur freien Drehung eine längliche Halteanordnung (Kabel 16) gezogen ist, daß die Anordnungen (15, 18) eine Vielzahl von sich von der öffnung nach außen erstreckende Flügel (23) und Oberflächen (21) aufweisen, die in zu der zentralen Achse parallelen Ebenen verlaufen und daß zwischen bestimmten Anordnungen (18) Schwimmkörper (17) für die Halteanordnung (.'i6) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach "Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede scheibenartige Anordnung (15, 18) mindestens drei in einem gleichen winkelmäßigen Abstand zueinander gehaltene Flügel (23) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Schwimmkörper (17) geringer als der scheibenartigen Anordnungen (18) 1st und daß Teile (30) der Flügel (29) gegebener Paare von Anordnungen (18)

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zur Aufnahme und in Anpassung an die Schwimmkörper (17) weggeschnitten sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenartigen Anordnungen (15, 18) zur Dämpfung von longitudinalen Bewegungen des Wassers sich radial nach außen erstreckende Radscheiben oder Speichensterne (20) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß den scheibenartigen Anordnungen (15, 18) eine konzentrisch angeordnete und ringförmig ausgebildete Oberfläche (21) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheiben (20) zentral bis zur Breite der sie umgebenden Ringe (21) ausgebildet sind und daß den Flügeln (23) Mittel zur einwandfreien Positionierung angrenzender scheibenartiger Anordnungen (15, 18) auf dem Kabel (16) zugeordnet sind zur Erzielung eines ringförmigen Raums zwischen angrenzenden Ringen (21).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenartigen Anordnungen (15, 18) einen die zentrale öffnung umgebenden Nabenteil (19) aufweisen, dessen axiale Länge größer ist -als die Breite der die Radscheibe:¹* (20) umgebenden Ringe (21).

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens ein Teiloberflächenbereich (Randkante 24) jedes Flügels (23) axial nach

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außen über die von den jeweiligen Rändern des Ringes (21) definierten Querebenen erstreckt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flügel (23) zwischen dem Nabenteil (19) und dem Ring (21) erstrecken und daß deren nach außen gerichtete Kantenbereiche (24) von dem Nabenteil aus (19) nach innen geneigt verlaufen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußersten Kantenbereiche (25) innerhalb der inneren Oberfläche des Ringes (21) enden derart, daß eine Vielzahl auf einem Kabel (19) aufgereihter Anordnungen (15, 18) in Form einer Spule transportierbar sind und sich dabei die Nabenteile (19) angrenzender Anordnungen (15, 18) in axialer Berührung und die Flügel (23) angrenzender Anordnungen (15, 18) in axialer Versetzung befinden, so daß es auf der Innenseite der Spule befindlichen Flügeln (23) angrenzender Anordnungen (15, 18) möglich ist, innerhalb des von den Ringen (21) definierten Rauras einzugreifen.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren "der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (17) aus einem hohlen, im allgemeinen torusförmig ausgebildeten Körper besteht mit Mitteln (26) zur Jonzentrischen, axial gleitenden Befestigung des Schwimmkörpers (17) ah der ■ Halteanordnung (Kabel 16) ¹¹¹HaB der äußere Durchmesser des torusförmigen Körpers (28) kleiner ist als der Ring (21) der Anordnung (15, 18).

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12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe der scheibenartigen Anordnungen (15, 18) zur Bildung paralleler Schwimmstreifen auf einem im wesentlichen in Standhöhe des Wassers straff gespannten Kabel (16) angeordnet sind, daß die scheibenartigen Anordnungen (15, 18) quer zum Kabel (16) angeordnet sind mit geringstem Abstand untereinander und zueinander ausgerichtet und daß die Abstände der scheibenartigen Anordnungen (15, 18) auf dem Kabel (16) festgelegt sind von den als Abstandsringe wirkenden Nabenteilen (19) der Anordnungen.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die als Abstandsringe wirkenden Nabenteile (19) zu beiden Seiten der scheibenartigen Anordnung (15, 18) vorspringen und in angrenzendem Kontakt mit den Nabenteilen der nächsten Anordnung angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmig ausgebildete Radscheibe (20) eine Vielzahl von öffnungen (22) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel zur Verhinderung einer Wellenbewegung in Richtungen quer zu den Schwimmstreifen axial aus den Radscheiben (20) hervorspringen.

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