DE3040104A1

DE3040104A1 - Passiv-wendendes unterwasserprofil fuer ruderanlagen, schwerter und kiele an wasserfahrzeugen und schwimmendem geraet, insbesondere segelfahrzeuge und segelbretter

Info

Publication number: DE3040104A1
Application number: DE19803040104
Authority: DE
Inventors: Renate Dipl.-Metr. Hintze; Bertram 5100 Aachen Rizy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1980-10-24
Publication date: 1982-08-19

Description

Beschreibung
Titel: Passiv - wendendes Unterwasserprofil für Ruderanlagen, Schwerter und Kiele an Wasserfahrzeugen und schwimmendem Gerät insbesondere Segelfahrzeuge und Segelbretter.
Anwendungsgebiet: Die Erfindung findet ihre hauptsächliche Anwendung bei Wasserfahrzeugen und schwimmendem Gerät, insbesondere bei Segelfahrzeugen und Segelbrettern als Kiel oder Schwert ( auch in schwenkbarem Einbau ) und als Ruderblatt in unbalanciertem, teilbalanciertem, und balonciertem Einbau.
Zweck: Bei Wasserfahrzeugen, insbesondere Segelfahrzeugen und Segelbrettern, die eine windbedingte ibbdrift erfahren, wirkt ds rassiv - wendende Unterwasser -profil und das angestellte Passiv - wendende Ruder, bei geringerem Gesamtwiderstand durch den eigener -zeugten Auftrieb der Abdrift entgegen.
Das Passiv - wendende Ruder erziehlt mit geringem Ruderausschlag eine größere Steuereffektivität, bei gleichzeiti geringerem Gesamtwiderstand.
Stand der Technik: Bisher gebräuchlich sind starre Untcr -wasserprofile, sowohl als Schwert und Ruder, die beidseitig gleich profiliert sind. Als Weiterent -wicklung hierzu sind bekannt, Ruder, Kiele und Schwerter, deren An - und Abströmkanten mechanisch verstellbar sind ( z. B. Trimmruder an Kielen, leletner und Becker Ruder, sowie die Ruderanlagen der Brüder Jastram, dargestellt in der Offenlegungs -Schrift Nr.: 28 20 355 ).
Ein Versuch biegsame Unterwasserprofile zu erzeugen ist das biegsame Ruder der Trelleborg AB ( Offen -legungsschrift 28 42 160 ).
Kritik am Stand der Technik: Starre symmetrische profile stellen als Schwert und Ruder einen Kompromiß für den Widerstand und Auftrieb bei verschiedenen Anströmungsrichtungen dar. Die bisher besteh Profile diescr Art ( NACA ) ha.ben bei front-ler Anströmung einen sehr geringen Widerstand, bei seitlicher Anströmung bis 90° einen sehr hogen Widerstand bei gleichzeitig geringem Auftrieb.
Ein symmetrisches Tragflächen-Profil wäre bei einer dieser seitlichen Anströmungen das anstrebenswerte Ideal. Dieses wäre aber nur für eine Anströmungsrichtung brauchbar. Fletner und Becker und Jastram Ruder erreichen durch Verstellbarkeit der on - und Abtrömkanten ein angenähertes Tragflächenprofil mit größerem Wirkungsgrad.
Diese Ruder erzeugen jedoch keine harmonischen sondern geknickte Profile. Dadurch werden an der Stauseite Turbulenzen und an der Sogseite Ablösepunkte erzeugt. Darauf ergibt ich ein immer noch höher Widerstand und eine geringere Effektivität als bei einem harmonischen Profil.
Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdrift bei Segelfahrzeugen, schwimmendem Gerät sowie Segelbrettern gegenüber den herkömmlichen technischen Möglichkeiten zu verringern und die Effektivität von Ruderanlagen bei gleichzei ig geringerem Widerstand zu erhöhen.
Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch löst, daß sich das konstruktiv vorgegebene Unterwasserprofil, bei seitlicher Anströmung, durch den Wasserdruck passiv zu der Form einer asymetrischen Tragfläche verstellt, und somit einen optimalen Auftrieb gegen diese Anströmung erzeugt. Dieses Passiv-wendende Unterwasserprofil ist gekennzeichnet durch einen starren Rahmen (1), einem in diesen Rahmen (1) drehbar gelagerten Leitprofil (2), sowie zw 1 an diesen Leitprofil (2) angebrachten biegsamen Leitflächen (4) und einer im Ralimen (1) eingelassenen Mittelschiene (3), alles umschlossen von einem flexiblen Mantel (6).
Weitere Ausgestaltung der Erfindung: Um bei kleineren Schwertern und Ruderanlagen den komplizierten Auf -hoir zu vereinfachen und das Gewicht zu senken, ist be diesem ein modifizierter starrer Rahmen (7) vor -ge;ehen an dem ein leitprofil (8) und eine Profil -schiene (9) angebracht sind. Die Hohlräume ausfüllend und alles umschließend übernimmt ein Profilkörper (10) di. Aufgaben, sowohl der Le-itflächen (4) aln auch des Ha;tels (6).
Erzielbare Vorteile: Bei den seitlichen Anströmungen die so -wohl Schwerter und Kiele, als auch Ruderblätter er wahren, wird mit diesem asymmetrischen, passiv er: eugten Profilen ein bei weitem höherer Auftrieb der Anströmung entgegen gesetzt, als bei Unterwasser -profilen herkömmlicher Art. Bei Passiv - wendenden Unterwasserprofilen bedarf es zudem keiner zusätzlichen Bedienung und sie lassen sich ohne besonderen Aufwand in allen Segelbrettern einsetzen und in Segelfahrzeuge ei bauen. Ein solches Ruder oder Schwert läßt sich außerdem problemloß in industrieller Großserien her -stellen.
Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele: 1. Ausführungsbeispiel I (Fig.: 1, 2, 3 und 4 ) stellt ein Passiv - wendendes Steckschwert für ein Segelbrett dar. Es zeigen: Fig. 1: den Rahmen (1) mit Schwertkopf (1a). Ein -gelassen in diesen Rahmen (1) ist die Mittelschiene (3) und die Drehachse (5).
Fig. 2: zeigt den beweglichen Teil dieser Schwertes, bestehend aus: dem Leitprofil (2), der Drehachse (5) des Leitprofils (2) und die m Leitprofil (2) angebrachten Leitflächen (4) aus biegsamen Material.
Fig. 3: zeigt einen Querschnitt durch da@ komplette Steckschwert in Ruhelage ( bei frontaler [nström.mg). Zu erkennen sind d£ Rahmen (1) mit eingebauter Mittelschiene (3), die den Leitflächen (4) als Widerlager dient, sowie das Leitprofil (2) mit seiner Drehachse (5).
Umschlossen ist das Schwert von @em Mantel (6),der die Aufgabe hat Stoßkant n und Rillen der Konstruktion zu überdecken, um eine möglichst glatte, von Ablösepurikten freie Oberfläche des Profils zu gewährleisten.
Daher sollte dieser Mantel aus elastischem Kunststoff bestehen.
Fig. 4: stellt ebenfalls den Querschnitt des kom -pletten Steckschwertes dar, jedoch jetzt unter seitlicher Anströmung. .Bei dieser Darstellung wird die Wirkungsweise des Passiv-wendenden Unterwasserprofils deut -lich. Durch die seitliche Anströmung ent -steht auf der Luvseite des Profi s ein Überdruck, auf der Leeseite des profils ein Unterdruck. Diese beiden Kr ften geben das drehbar gelagerte Leitprofil (2) und seine Leitflächen (4) nach, inde sich das Leitprofil (2) in Anströmungsric tung dreht und die Leitflächen (4) sich nac Dee zu einem harmonischen Profil durchbiegen. Bei konstruktiver Verlagerung der Drehachse (5) im Leitprofil (2) nach vorn, vergrößert sich die Tiefe des Profils. Tiefe und Form des Profils lassen sich weiterhin durch Stärke und Biegsamkeit der Leitflächen (4) beeinflussen.
II. Ausführungsbeispiel II ( Fig.: 5,6,7,8 und 9 ) fig. 5: zeigt den im Vergleich zu Ausführungsbeispiel I modifiziert Rahmen (7), den Ruderkopf (7a), Ruderpinne (13) und Ruderpinnenhal -terung (12), sowie das Leitprofil (8) und statt der Mittelschiene (3) die Profilschiene (9), welche wie das Leitprofil (8) drehbar um den Rahulen (7) gelagert ist und nach von an Materialstärke abnimmt. Dieses Bauteil nuß daher aus leicht flexiblem Material bestehen.
Fig. 6: zeigt den Querschnitt des Profilkörpers (10) aus starl biegsamen Material. Dieser Profilkörper übernimmt die Aufgaben der Leitflächen (4) und des Mantels (6) aus Ausführungsbeispiel I.
i?ig. 7: stellt die Seitenansicht des Profilkörpers (10) dar.
Fig. 8: ist ein Querschnitt des kompletten Profils mit Irofilkörper (10), Profilschiene (9), Leitprofil (8) und dessen Drehacilse (5).
Fig. 9: zeigt diese Profil bei seitlicher Anströmung Hier besteht die gleiche Wirkungsweise wie in Ausführungsbeispiel I dargestellt. Auch konstruktive Beeinflussung von Form und Tiefe des Profils lassen sich hier über Veränderung der Drehachse und des materials des Profilkörpers (10) erreichen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Oberbegriff: 1. Passiv - wendendes UnterwFIsserprofil für Wasserfahrzeuge, schwimmendes Gerät, insbesondere Segelfahrzeuge und Segel -bretter, als Kiel, Schwert oder Ruder, in balanciertem teilbalanciertem und unbalanciertem Einbau.

Kennzeichnender Teil: gekennzeichnet durch einen starren Rahmen (1), einem in diesem Rahmen (1) drehbar gelagertem Leitprofil (2 , sowie zwei an diesem Leitprofil (2) angebrachten biegsamen Leit -flächen (4) und einer im Rahmen (1) eingelassenen mittel -schiene (3),alles umschlossen von einem flexiblen mantel (6).

Oberbegriff des Unteranspruches: 2. Fassiv - wendenden Unterwasserprofil nach Anspruch 1.

Kennzeichnender Tpil des Unteranspruches: gekennzeichnet durch einen starren Rahmen (7), ein-n in diesen Rahmen (7) drehbar gelagerten Leitprofil (8), einer auf dem hinteren Teil des Rahmens (2) drehbar gelagerten Profilschiebe (9), und einem allesumschließenden Profilkörper (1@).