DE4041252A1 - Vorrichtung zur fortbewegung einer person auf dem wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die einer Person die Fortbewegung auf dem Wasser ermöglicht.

Bei den zur Fortbewegung einer Person auf dem Wasser bereits existie­ renden Wasserfahrzeugen bleibt die Bewegung der Person, eine wellen­ freie Wasseroberfläche vorausgesetzt, im wesentlichen auf eine Ebene beschränkt. Demgegenüber wird durch die nachfolgend beschriebene Erfindung einer sich auf der Vorrichtung befindlichen Person über eine rein ebene Bewegung hinaus auch eine Lageänderung senkrecht zur Wasser­ oberfläche ermöglicht. Anders als bei den zur Fortbewegung auf dem Wasser bereits existierenden Fahrzeugen wird dabei die zum Antrieb der Vorrichtung benötigte Vortriebskraft von durch menschliche Muskelkraft auf und ab bewegten aerodynamischen Flächen erzeugt. Durch diese Kombination von auf- und abschlagenden aerodynamischen Flächen und einer Bewegung auf und senkrecht zu der Wasseroberfläche kann so bei der sich auf der Vorrichtung befindlichen Person ein Gefühl erzeugt wer­ den, das dem des Vogelfluges vergleichbar ist und es wird so auf beson­ ders einfache Weise die Befriedigung eines lange bestehenden menschli­ chen Bedürfnisses erreicht. Eine Steuerung der Vorrichtung kann auf un­ terschiedliche Arten wie z. B. durch Gewichtsverlagerung der Person, durch aerodynamische oder im Wasser befindliche Steuerflächen und durch unsymmetrisches Auf- und Abschlagen der aerodynamischen Flä­ chen erfolgen. Wichtig ist, daß trotz dieser "Simulation des Vogelfluges" die Vorrichtung jedoch keinesfalls vollständig abhebt und fliegt. Die wie Flügel verwendeten aerodynamischen Flächen erzeugen nicht den hierfür notwendigen Auftrieb.

Aufgabe der Erfindung ist es, einer Person die Fortbewegung auf dem Wasser auf eine völlig neue und bis jetzt nicht bekannte Art und Weise zu ermöglichen. Die sich beim Betrieb der Vorrichtung ergebende Bewegung ist dadurch charakterisiert, daß die Bewegung der sich auf der Vorrichtung befindlichen Person nicht auf eine Ebene parallel zur Wasseroberfläche beschränkt bleibt. Darüber hinaus kann auf besonders einfache Weise bei der Person ein dem Fliegen vergleichbares Gefühl erzeugt werden. Ge­ mäß der Erfindung ist die Aufgabe bei einer Vorrichtung zur Fortbewegung einer Person auf dem Wasser durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird eine Bewegung der sich auf der Vorrichtung befindlichen Person auf und senkrecht zur Wasser­ oberfläche dadurch ermöglicht, daß sich die Person auf einem zu einem Schwimmgestell vertikal verschieblichen Oberteil befindet. Das Schwimm­ gestell besitzt einen oder mehrere Schwimmkörper, die so dimensioniert sind, daß sie das Gewicht der gesamten Vorrichtung einschließlich einer sich darauf befindlichen Person zu tragen im Stande sind. An dem zum Schwimmgestell vertikal verschieblichen Oberteil befinden sich beweglich angebrachte aerodynamische Flächen, die von der Person mit Muskelkraft auf und ab bewegt werden können. Ziel ist dabei die gleichzeitige Erzeu­ gung einer Vortriebs- und einer Auftriebskraft, wobei die Vortriebskraft die gesamte Vorrichtung in Kraftrichtung bewegt und die Auftriebskraft so groß ist, daß sie einen Teil der Gewichtskraft von Oberteil, aerodynamischen Flächen und Person zu kompensieren im Stande ist. Bei den aerodyna­ mischen Flächen handelt es sich vorzugsweise um flexible, z. B. mit Stoff bespannte Ausführungsformen, die durch entsprechende Wölbung der Bespannung beim Auf- und Abschlagen sowohl Vortrieb als auch, bei entsprechend vorhandener Vorwärtsgeschwindigkeit Auftrieb liefern. Zwischen Oberteil und Schwimmgestell besteht nun eine durch federnde Elemente unterstützte Verbindung derart, daß die Gewichtskraft von Oberteil, aerodynamischen Flächen und Person, abzüglich des Anteils der durch den Auftrieb der aerodynamischen Flächen kompensiert wird, durch Kräfte kompensiert wird, die von den federnden Elementen innerhalb der Vorrichtung erzeugt werden.

In einer bevorzugten nachfolgend noch näher beschriebenen Ausfüh­ rungsform erfolgt die Verbindung zwischen den mindestens zwei Schwimmkörpern des Schwimmgestells und dem Oberteil über drehbar am Oberteil angelenkte und auf der anderen Seite vorzugsweise fest mit den Schwimmkörpern verbundene Verbindungsstrukturen. Zwischen der Verbindungsstruktur und dem Oberteil sind nun Federelemente derart angeordnet, daß ein Drehmoment um die Achse erzeugt wird mit der die Verbindungsstruktur und das Oberteil gelenkig verbunden sind. Neben dieser Ausführungsform bei der die Schwimmkörper drehbar am Oberteil angelenkt werden, sind auch linear verschiebliche Verbindungen zwischen Oberteil und Schwimmgestell oder eine Kombination aus beidem möglich.

Eine linear verschiebliche Verbindung erscheint insbesondere bei Ver­ wendung eines nur aus einem Schwimmkörper bestehenden Schwimm­ gestells vorteilhaft.

Aufgabe der federnden Elemente ist es, auf Grund der von ihnen erzeug­ ten Kräfte eine merkliche Änderung des vertikalen Abstandes zwischen Oberteil und Schwimmgestell zu bewirken. Dies soll heißen, daß die Schwankungen in den an den Federelementen angreifenden Kräften, welche hervorgerufen werden durch die sich ändernden aerodynamischen Auftriebskräfte und durch wechselnde beim Auf- und Abschlagen der aerodynamischen Flächen entstehenden Widerstandskräfte, ausreichen um eine Auslenkung der Federelemente und damit eine Anhebung bzw. eine Absenkung des Oberteils zu bewirken. Art und Umfang der während des Betriebs der Vorrichtung gewünschten Variation des Abstandes zwi­ schen Oberteil und Schwimmgestell lassen sich durch entsprechende Anordnung und Auswahl der geeigneten Federkennlinie der Federele­ mente beeinflussen.

Die sich auf dem Oberteil befindliche Person ist somit in der Lage ihre Höhe über dem Schwimmgestell und damit gleichzeitig den Abstand zur Wasseroberfläche durch entsprechendes Auf- und Abschlagen der aero­ dynamischen Flächen zu beeinflussen. Der dazu von den aerodynami­ schen Flächen zu liefernde Auftrieb wird dabei durch die verwendeten Federelemente bestimmt. Um unterschiedlich schweren Personen den Betrieb der Vorrichtung zu ermöglichen und zur Schaffung der Möglichkeit die von den aerodynamischen Flächen zur Anhebung des Oberteils auf­ zubringende Auftriebskraft je nach Wunsch einstellen zu können, erscheint der Einsatz von Federelementen mit beeinflussbarem Federverhalten wünschenswert.

Bezüglich Art und Anordnung der Federelemente ist zu bemerken, daß hierzu unterschiedliche Varianten möglich sind. In einer nachfolgend noch näher beschriebenen bevorzugten Ausführungsform werden Zugfedern verwendet, die zwischen einer mit einem der beiden Schwimmkörper fest verbundenen Verbindungsstruktur und dem Oberteil angeordnet sind. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird nachfolgend der Einsatz von Torsionsfedern beschrieben, die direkt an der Drehachse zwischen Oberteil und Schwimmgestell angeordnet sind und dort das gewünschte Moment einleiten. Neben Zug- und Torsionsfedern ist aber auch der Ein­ satz von anderen Federelementen wie zum Beispiel Druck- und Luftfedern möglich, die dann entsprechend der gewünschten Funktion zwischen Oberteil und Schwimmgestell angeordnet werden müssen.

Der Betrieb der Vorrichtung geht derart vonstatten, daß die Person durch auf- und abschlagen der aerodynamischen Flächen einen Vortrieb er­ zeugt, der die Vorrichtung in Kraftrichtung beschleunigt. Durch die sich damit ergebende Umströmung der aerodynamischen Flächen baut sich ein von der Geschwindigkeit abhängiger Auftrieb auf. Beim Abschlagen der Flächen entsteht zusätzlich eine nach oben gerichtete Kraft während beim Aufschlagen der Flächen eine Kraft entgegen der Auftriebsrichtung erzeugt wird. Die von den Federelementen neben den Gewichtskräften in vertikaler Richtung auf das Schwimmgestell zu übertragende Kraft ergibt sich also als Resultierende von geschwindigkeitsabhängiger Auftriebskraft und gleichgerichteter bzw. entgegengerichteter Widerstandskraft hervor­ gerufen durch die auf- und abschlagenden aerodynamischen Flächen. Bei symmetrischem Auf- und Abschlagen von zwei am Oberteil beweglich angebrachten Flächen und bei entsprechender Auslegung der Federele­ mente wird sich somit eine wellenförmige Bewegung der Person über der Wasseroberfläche ergeben wodurch bei der Person ein dem Vogelflug vergleichbares Gefühl erzeugt werden kann.

Sollten sich die bei der symmetrischen Auf- und Abbewegung der aero­ dynamischen Flächen ergebenden Schwankungen der in vertikaler Rich­ tung von den Federelementen zu übertragenden Kräfte als störend erwei­ sen, so bietet sich die Verwendung von vier aerodynamischen Flächen an.

Die vier Flächen sind dabei vorzugsweise paarweise hintereinander an­ geordnet und werden so ausgeschlagen, daß während zwei Flächen nach unten ausschlagen die verbleibenden zwei gleichzeitig mit ungefähr glei­ cher Geschwindigkeit nach oben bewegt werden. Die beim Auf- und Ab­ schlagen an den Flächen angreifenden Widerstandskräfte werden somit im wesentlichen kompensiert und Schwankungen der in vertikaler Rich­ tung auftretenden Kräfte ergeben sich nur noch durch Änderungen der von der momentanen Vorwärtsgeschwindigkeit der Vorrichtung und der Stel­ lung der aerodynamischen Flächen abhängigen Auftriebskraft. Eine Kompensation der in vertikaler Richtung entstehenden Widerstands­ kräfte läßt sich auch bei Verwendung von nur zwei starr verbundenen aerodynamischen Flächen erreichen, indem die beiden Flächen gegen­ sinnig mit gleicher Geschwindigkeit auf und ab bewegt werden. Wenn sich auch bei dieser Variante ein resultierendes Moment um die Längsachse nachteilig auswirken kann, so liegt der Vorteil in einem besonders einfa­ chen Aufbau der Konstruktion. Ein wichtiges das Betriebsverhalten der Vorrichtung bestimmendes Konstruktionsmerkmal besteht darin, auf wel­ che Art und Weise die aerodynamischen Flächen am Oberteil beweglich angebracht sind. So bietet insbesondere eine starre Verbindung zweier aerodynamischer Flächen bei gleichzeitiger Lagerung um eine ungefähr durch den gemeinsamen Schwerpunkt der beiden Flächen gehende Drehachse die Möglichkeit, die von den Gewichtskräften der beiden Flä­ chen um die Drehachse erzeugten Momente gegenseitig zu kompensie­ ren. Das gleiche gilt für die durch die aerodynamischen Auftriebskräfte um die gleiche Achse erzeugten Momente. Erreicht wird durch diese Art der Lagerung, daß die Muskelkraft der sich auf der Vorrichtung befindlichen Person vollständig dazu genutzt werden kann den sich bei der Auf- und Abbewegung der aerodynamischen Flächen in vertikaler Richtung entste­ henden Widerstandskräften und den Massenträgheitskräften der Flächen entgegenzuwirken. Bezüglich der Lage der Drehachse ist zu bemerken, daß diese vorzugsweise in Längsrichtung der Vorrichtung ausgerichtet ist, jedoch auch Varianten möglich sind bei denen die Drehachse in Quer­ richtung angeordnet ist. Werden statt nur zwei starr miteinander verbun­ denen Flächen mehrere, vorzugsweise vier, verwendet, von denen wieder jeweils zwei starr miteinander verbunden sind, so ergibt sich auch die Möglichkeit die jeweiligen Drehachsen in einem Winkel bezüglich der Längsachse der Vorrichtung anzuordnen. Die für die beiden Flügelpaare benötigten Drehachsen liegen dabei übereinander, so daß sich von oben betrachtet eine kreuzförmige Anordnung ergibt. Vorteil dieser Variante ist, daß besonders große Ausschläge der aerodynamischen Flächen ohne gegenseitige Behinderung möglich sind. Bei einer bevorzugten, nachfol­ gend noch detailierter beschriebenen, Ausführungsform mit vier aerody­ namischen Flächen und horizontal in Längsrichtung der Vorrichtung aus­ gerichteter Drehachse wird eine speziell geformte Verbindungsstruktur zur starren Verbindung jeweils zweier Flächen beschrieben. Die jeweils starr verbundenen Flächen sind bei dieser Variante über Kreuz angeordnet, daß heißt die Fläche links vorne ist starr verbunden mit der Fläche hinten rechts bzw. die Fläche rechts vorne mit der Fläche hinten links. Durch diese spezielle Anordnung wird erreicht, daß die Flächen vergleichbar den Flügeln einer Libelle derart bewegt werden können, daß bei gleichzeitigem Abschlagen der vorne gelegenen Flächen die beiden hinteren nach oben bewegt werden. Werden alle Flächen mit gleicher Geschwindigkeit auf und ab bewegt, so entsteht bei dieser Variante eine gegenseitige Kompensa­ tion der entstehenden aerodynamischen Widerstandskräfte in vertikaler Richtung. Erreicht wird damit, daß durch das Auf- und Abschlagen der aerodynamischen Flächen allein keine Änderung des Abstandes zwischen Oberteil und Schwimmgestell verursacht wird, sondern nur durch den resultierenden Auftrieb.

Die oben beschriebene starre Verbindung jeweils zweier gegenläufig aus­ schlagender aerodynamischer Flächen kann auch durch geeignete Über­ tragungselemente wie Zahnräder, Kipphebel oder dergleichen ersetzt werden. Erhalten bleibt auch bei dieser Art der Verbindung zweier Flächen das Konstruktionsprinzip, daß während der Bewegung der gemeinsame Schwerpunkt der beiden aerodynamischen Flächen seine vertikale Lage bezüglich des Oberteils der Vorrichtung annähernd beibehält. Eine weitere Möglichkeit die Gewichtskraft der Flächen derart zu kom­ pensieren, daß sie nicht durch Muskelkraft der Person überwunden wer­ den müssen, besteht darin die Gewichtskraft der Person für diese Kom­ pensation auszunutzen. Um dies zu erreichen befindet sich die Person auf einer gegenüber dem Oberteil vertikal beweglichen Plattform an der die Flächen drehbar angelenkt sind. Zusätzlich sind die Flächen noch einmal drehbar auf dem Oberteil gelagert. Die Lage dieser am Oberteil befindli­ chen Drehachsen wird nun dadurch charakterisiert, daß sie ungefähr im Schwerpunkt derjenigen Masse liegen, die sich zusammensetzt, aus je­ weils den Massen von Fläche, Plattform und Person links und rechts der vertikalen in Längsrichtung der Vorrichtung verlaufenden Symmetrieebe­ ne. Das heißt, daß zum Beispiel die linke Drehachse angeordnet ist un­ gefähr im Schwerpunkt aus linker Fläche und den links der Symmetrie­ ebene der Vorrichtung gelegenen Massen von Person und Plattform, also ungefähr der halben Gesamtmasse von Person und Plattform. Gleiches gilt analog für die rechts gelegene Fläche.

Vorteil dieser Variante ist die Möglichkeit, auch bei gleichsinnig, also symmetrisch ausschlagenden Flächen eine Kompensation der Gewichts­ kräfte der aerodynamischen Flächen durchführen zu können, so daß diese Kräfte nicht mehr durch Muskelkraft überwunden werden müssen. Dies gilt insbesondere auch bei der Verwendung von nur zwei aerodynami­ schen Flächen. Darüber hinaus erzeugt die Auf- und Abbewegung der Plattform bei der sich darauf befindlichen Person ein Gefühl, das dem des Vogelflugs noch näher kommen dürfte als dies mit den anderen Varianten erreicht wird. Eine gleichzeitige Kompensation von Gewichtskräften der Flächen und der aerodynamischen Auftriebskräfte kann dadurch erreicht werden, daß bezüglich des Punktes an dem die Drehachse am Oberteil angeordnet ist Momentenfreiheit besteht. Da die das Momentengleichge­ wicht mitbestimmende aerodynamische Auftriebskraft von der aktuellen Vorwärtsgeschwindigkeit der Vorrichtung abhängt, ist eine während des Betriebs verschiebbare Drehachse nötig um auch bei unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten der Fläche eine Momentenfreiheit erzeugen zu können.

Gemeinsames Konstruktionsmerkmal der bis hier beschriebenen Varian­ ten bezüglich der Art und Weise mit der die aerodynamischen Flächen beweglich am Oberteil angebracht sind, ist der Wunsch die Gewichtskraft der Flächen derart zu kompensieren, daß diese Kraft bzw. ein von ihr hervorgerufenes Moment nicht mehr durch die Muskelkraft der Person aufgebracht werden muß. Vorgeschlagen wurden hier zur Lösung dieser Aufgabe unterschiedliche Arten zur Koppelung aerodynamischer Flächen, wobei durch die starre Verbindung zweier Flächen auf besonders einfache Weise auch eine gleichzeitige Kompensation der von den aerodynami­ schen Auftriebskräften erzeugten Momente möglich wird. Wird auf eine Verbindung zwischen den aerodynamischen Flächen verzichtet, so kann die Gewichtskraft der jetzt unabhängig bewegbaren Flächen dennoch auf unterschiedliche Arten kompensiert werden. Insbesondere kann durch Gegengewichte, angeordnet auf der der Fläche entgegengesetzten Seite der Flächendrehachse oder durch entsprechende Anordnung von Feder­ elementen eine Gewichtskraft- bzw. eine Momentenkompensation durch­ geführt werden. Ob überhaupt eine Kompensation der Gewichtskraft der aerodynamischen Flächen durchgeführt werden muß, hängt von deren Gewicht ab. Wird bei besonders leichten Flächen auf eine Entlastung verzichtet, so ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung.

Die Flächen können dann unabhängig voneinander durch die Person auf­ und abbewegt werden, wodurch insbesondere eine Steuerung der Vor­ richtung durch unsymmetrisches Auf- und Abschlagen der Flächen auf besonders einfache Art und Weise möglich wird. Eine Gewichtskraftkom­ pensation durch Koppelung von aerodynamischen Flächen entfällt zwangsläufig dann, wenn statt mehrerer Flächen nur eine verwendet wird.

Der gewünschte aerodynamische Vor- und Auftrieb wird dann durch eine Auf- und Abbewegung der Fläche erzeugt, wobei hier neben einer rein translatorischen Bewegung auch eine Drehung um eine zur Flächen­ längsachse parallelen Drehachse möglich ist. Die gerade zuvor beschrie­ bene einzelne aerodynamische Fläche darf nicht verwechselt werden mit den zuvor beschriebenen Konstruktionsvarianten mit starr miteinander verbundenen Flächen. Trotz der bestehenden starren Verbindung wird bei diesen Bauformen nicht von einer sondern von mehreren Flächen ge­ sprochen, da sich die einzelnen Flächen bei ihrer Drehbewegung um eine Drehachse gleichzeitig in unterschiedliche Richtungen bewegen.

Bei allen zuvor beschriebenen Bauformen kann die in den sich auf und ab bewegenden Flächen befindliche kinetische bzw. Rotations-Energie dazu ausgenutzt werden, die Flächen nach Durchgang durch die Um­ kehrpunkte der Auf- und Abbewegung wieder zu beschleunigen. Ermög­ licht wird dies durch auf dem Oberteil angebrachte Federelemente, die durch die sich bewegenden Flächen ausgelenkt werden. Anschließend kann die in den Federelementen gespeicherte Energie dazu genutzt wer­ den, die Flächen in entgegengesetzte Richtung zu beschleunigen. Der sich damit ergebende Vorteil liegt darin, daß zur Aufrechterhaltung einer Auf- und Abbewegung der Flächen mit gleichbleibender Geschwindigkeit die Muskelkraft der sich auf der Vorrichtung befindlichen Person nur dazu benötigt wird, den aerodynamischen Widerstand und Reibungsverluste zu überwinden und nicht die Muskelkraft dazu verwendet wird die Fläche bei jeder Auf- und Abbewegung von neuem zu beschleunigen. Wird dennoch durch Muskelkraft Beschleunigungsenergie zugeführt, so bleibt diese in dem System gespeichert wodurch im Vergleich zu einer nicht mit diesem Konstruktionsmerkmal ausgestatteten Vorrichtung deutlich höhere Ge­ schwindigkeiten der Auf- und Abbewegung der Flächen erreicht werden können. Wie bei der Gewichtskraftkompensation der Flächen hängt auch bei diesem Konstruktionsdetail der erzielbare Vorteil vom Gewicht der Flächen ab, das heißt der Nutzen wird umso höher je schwerer die Flä­ chen und umso höher damit deren Massenträgheitsmoment ist.

Wie schon mehrfach erwähnt, erfolgt der Betrieb der Vorrichtung mittels menschlicher Muskelkraft. Dazu können sowohl die Arme als auch die Beine der Person oder auch eine Kombination aus beidem genutzt wer­ den. Wird die erforderliche Kraft durch die Arme aufgebracht, so wird vor­ zugsweise eine lineare Bewegungsform angewendet um die Kraft auf die aerodynamischen Flächen zu übertragen. In einer nachfolgend noch näher beschriebenen Ausführungsform wird die Kraft über einen in vorzugsweise vertikaler Richtung hin und her bewegten Bügel über an den Flächen be­ findliche Zapfen auf die Flächen übertragen. Erfolgt der Antrieb mit den Beinen so sind sowohl lineare Übertragungswege der Kraft als auch eine Umsetzung der Drehbewegung in eine Auf- und Abbewegung der Flächen möglich. So zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eine über Pedale und Tretkurbel erzeugte Drehbewegung und deren Umsetzung in die Auf- und Abbewegung der Flächen über Pleuelstangen. Bei dieser Antriebsart ist der Ausschlag der bewegten aerodynamischen Flächen konstant, (außer bei veränderlichem Kurbelhub) während er im Falle einer linearen Ansteuerung eine Funktion der im System gespeicherten Energie ist. Vorzugsweise wird beim Tretkurbelantrieb die Energie für die Bewe­ gungsumkehr in den Totpunkten nicht in Federelementen, sondern als Rotationsenergie in der Tretkurbelwelle gespeichert. Bezüglich der Lage der Person auf der Vorrichtung ist zu bemerken, daß sich diese sowohl liegend als auch in sitzender Position auf dem Oberteil befinden kann. Neben den bis hier beschriebenen Ausführungsformen sind auch solche möglich bei denen die durch Federelemente unterstützte Verbindung zwi­ schen Oberteil und Schwimmgestell durch eine starre ersetzt wird. Eine Bewegung der Person vertikal zur Wasseroberfläche kann hier dennoch durch spezielle Schwimmkörper erreicht werden. Diese sind derart geformt, daß relativ große Änderungen der Eintauchtiefe der Schwimmkörper nur relativ kleine Änderungen der Auftriebskraft hervorrufen. Eine weitere Möglichkeit die Federelemente zu ersetzen und dennoch eine Änderung des vertikalen Abstandes zwischen Oberteil und Schwimmgestell zu er­ möglichen, liegt in der Anwendung von Gegengewichten. Diese werden dabei derart angebracht, daß sie wie die Federelemente eine Teil der Gewichtskraft von Oberteil, Person und aerodynamischen Flächen kom­ pensieren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Gegengewicht an einer fest mit dem Oberteil verbundenen Struktur befe­ stigt die wiederum drehbar an einer vertikalen, fest mit dem Schwimmge­ stell verbundenen, Struktur angelenkt ist. Gegengewicht und Oberteil be­ finden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse wodurch vom Gegengewicht das zur Kompensation der Gewichtskräfte erforderliche Moment erzeugt wird.

Bei allen vorher beschriebenen Ausführungsformen, außer bei der mit starrer Verbindung zwischen Oberteil und Schwimmgestell und speziell zum tiefen Eintauchen geformten Schwimmkörpern, können die Schwimmkörper zur Bewegung auf dem Land durch Räder bzw. zur Bewegung auf Eis und Schnee durch Kufen ersetzt werden.

Da jede aerodynamische Fläche, soweit sie kein S-Profil aufweist, bei Anströmung ein Moment um ihre Querachse erzeugt (Nickmoment), bleibt bei den oben beschriebenen Vorrichtungen, die alle aerodynamischen Flächen gleichsinnig bewegen, ein resultierendes Nickmoment, das beim Abschlag die Vorrichtung eine Nickbewegung nach vorne, beim Aufschlag nach hinten ausführen läßt. Bei größeren Amplituden kann diese Bewe­ gung dem Wohlbefinden der sich auf der Vorrichtung befindlichen Person abträglich sein. Das Nickmoment kann durch eine horizontale aerodyna­ mische Stabilisierungsfläche reduziert bzw. kompensiert werden. Bei der Variante mit der bezüglich dem Oberteil beweglichen Plattform bietet sich die Anbringung dieser Fläche an der Plattform an und zwar hinter dem Druckpunkt der aerodynamischen Auftriebsflächen. Beim Abschlag der aerodynamischen Auftriebsflächen (Nicken nach vorne) bewegt sich die aerodynamische Stabilisierungsfläche nach oben. Sie wird damit von schräg oben angeströmt und liefert eine Kraft, die durch Wahl des geeig­ neten Hebelarms (Rücklage bezüglich Druckpunkt) das Nickmoment re­ duziert bzw. kompensiert. Beim Aufschlag kehren sich die Verhältnisse um und man erhält wiederum eine Momentenkompensation. Bei Vorrichtun­ gen ohne bewegte Plattform wird die Stabilisierungsfläche mit der Bewe­ gung der aerodynamischen Auftriebsflächen gekoppelt, und zwar so, daß sie gegensinnig ausschlägt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsfor­ men unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung mit den wesentlichen Merkmalen einer ersten Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Einrichtung mit einem Schwimmgestell und einem Oberteil mit daran beweglich angebrachten aerodynamischen Flächen und zwischen Oberteil und Schwimmgestell angeordneten Federelementen.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der auch in Fig. 3 dar­ gestellten Ausführungsform in der Vorderansicht mit zwei Schwimmkörpern, Federelementen und Verbin­ dungsstrukturen zwischen Schwimmkörper und Ober­ teil.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung in der Seitenansicht mit vier aerodynamischen Flächen, mit speziellen Verbindungsstrukturen zwischen den aero­ dynamischen Flächen und mit Übertragungselementen zur Umsetzung von Arm- und Beinbewegungen der sich auf der Vorrichtung befindlichen Person in eine Auf- und Abbewegung der aerodynamischen Flächen.

Fig. 4 eine schematische Darstellung der in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Verbindungsstrukturen zwischen den aero­ dynamischen Flächen in perspektivischer Darstellung.

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 2 mit A be­ zeichneten Einzelheit.

Fig. 6 eine vergrößerte, schematische Darstellung der in Fig. 2 dargestellten Übertragungselemente zur Umsetzung der Armbewegung in eine Auf- und Abbewegung der aerodynamischen Flächen mit zusätzlich nicht in Fig. 2 dargestellten am Oberteil befestigten Federelementen zur Speicherung der Bewegungsenergie der aerody­ namischen Flächen.

Fig. 7 u. Fig. 8 eine schematische Darstellung zweier besonders vor­ teilhafter Möglichkeiten der starren Verbindung aero­ dynamischer Flächen bei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit vier aerodynami­ schen Flächen.

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer dritten Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der die Federelemente durch Gegengewichte ersetzt sind.

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform mit einer aus mehreren zueinander beweglichen Ein­ zelstrukturen bestehenden Verbindungsstruktur von Oberteil und Schwimmkörper.

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer dritten Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung in der Vorderansicht mit zwei aerodynamischen Auftriebsflä­ chen und einer horizontalen aerodynamischen Stabili­ sierungsfläche, sowie einer mitschwingenden Antriebs­ plattform zwecks Ausgleichs des Gewichts der aerody­ namischen Auftriebsflächen, einem Tretkurbelantrieb inklusive der Übertragungselemente einer Steue­ rungseinrichtung, die die Änderung des aerodynami­ schen Flügelprofils ermöglicht, und ein Schwimmgestell mit Momentenübertragung auf das Oberteil über Tor­ sionsfedern.

Fig. 12 die schematische Darstellung der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform in der Draufsicht.

Fig. 13 den in Fig. 12 angedeuteten Schnitt A-A.

Fig. 14 die Darstellung der Kinematik anhand einer Schema­ zeichnung für die in Fig. 11 gezeigte Ausführungsform, wobei das Ende der Aufschlagphase gestrichelt darge­ stellt ist, das Ende der Abschlagphase durchgezogen.
17: 1: 1/ Y= 14,6 / X= 0,0

Fig. 15 eine vergrößerte schematische Darstellung der in Fig. 11 bis Fig. 13 angedeuteten Veränderung der Trag­ flächenspannung und ihre Auswirkung auf das aerody­ namische Flügelprofil und dessen Eigenschaften in Draufsicht, Vorderansicht und zwei Profilschnitten.

Bei den im folgenden verwendeten Bezeichnungen für die einzelnen Bauteile bedeutet die erste Ziffer die Ausführungsform, die zweite Ziffer eine funktionell zusammengehörende Baugruppe und die dritte Ziffer ein­ zelne Elemente dieser Gruppe.

In Fig. 1 wird eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ein­ richtung in der Vorderansicht dargestellt, wobei nur die wesentlichen Be­ standteile, die das Grundprinzip der Erfindung verdeutlichen, schematisch dargestellt sind.

Die Darstellung zeigt ein aus einem Schwimmkörper bestehendes Schwimmgestell 1-1 und ein dazu vertikal verschiebliches Oberteil, in sei­ ner Gesamtheit mit 1-2 bezeichnet, bestehend aus einer Tragstruktur 1 - 2-1 und fest damit verbundenen Verbindungsstrukturen 1-2-2 und 1-2-3 sowie auf der Tragstruktur 1-2-1 beidseitig angebrachten Lagerelementen 1-2-4 und 1-2-5. In den Lagerelementen 1-2-4 und 1-2-5 sind zwei aero­ dynamische Flächen 1-4-1 und 1-4-2 derart drehbar gelagert, daß sie von der sich auf der Tragstruktur 1-2-1 befindlichen Person 1-5 durch Muskel­ kraft auf und ab bewegt werden können. Die Verbindungsstrukturen 1-2-2 und 1-2-3 sind mit dem Schwimmgestell 1-1 über die Federelemente 1-3-1 und 1-3-2 derart verbunden, daß das Oberteil 1-2 in Abhängigkeit vom Auftrieb der aerodynamischen Flächen 1-4-1 und 1-4-2 seinen vertikalen Abstand zum Schwimmgestell 1-1 verändern kann. Als verwendete Fe­ derelemente 1-3-1 und 1-3-2 sind hier Druckfedern dargestellt, die so ausgelegt sind, daß der beim Betrieb der Vorrichtung von den aerodyna­ mischen Flächen erzeugte Auftrieb ausreicht, um die gewünschte Höhen­ änderung des Oberteils 1-2 bezüglich der Wasseroberfläche durchführen zu können. Die Darstellung zeigt die beiden Federelemente 1-3-1 und 1-3-2 beinahe vollständig ausgelenkt, hervorgerufen durch die gerade von den aerodynamischen Flächen 1-4-1 und 1-4-2 erzeugte Auftriebskraft. Der Schwimmkörper des Schwimmgestells 1-1 ist so dimensioniert, daß er das Gesamtgewicht der Vorrichtung einschließlich darauf befindlicher Person 1-5 in jedem Betriebszustand zu tragen im Stande ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich die gesamte Vorrichtung im Ruhezustand befindet. In dem gerade in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand ist der Schwimmkörper gegenüber der Ruhestellung etwas aus dem Wasser aufgetaucht. Hervorgerufen wird dies durch die, um den gerade erzeugten aerodynamischen Auftrieb reduzierte, vom Schwimmkörper aufzubringen­ de Auftriebskraft. Die Wasseroberfläche ist durch eine strichlierte Linie und ein darauf zeigendes Dreieckssymbol angedeutet. Die beiden vertikalen Pfeile in Fig. 1 sollen die vertikale Auf- und Abbewegung des Oberteils andeuten während die mit Pfeilspitzen versehenen Kreisbögen die Bewe­ gung der in den Lagerelementen 1-2-4 und 1-2-5 drehbar gelagerten aerodynamischen Flächen 1-4-1 und 1-4-2 symbolisieren. Die bevorzugte Bewegungsrichtung der dargestellten Vorrichtung, also vorwärts, ist senk­ recht, aus der Zeichenebene heraus. Eine Steuerung der Vorrichtung nach rechts und links kann durch unsymmetrisches Auf- und Abschlagen der aerodynamischen Flächen 1-4-1 und 1-4-2 erreicht werden.

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Einrichtung mit vier aerodynamischen Flächen, zwei Schwimm­ körpern und einer speziellen Verbindungsstruktur zwischen den aerody­ namischen Flächen. Teile der Vorrichtung sind noch einmal vergrößert in Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt. Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in der Vor­ deransicht, Fig. 3 in der Seitenansicht. Bei dem ebenfalls dargestellten Koordinatensystem gibt die x-Achse die bevorzugte Bewegungsrichtung der Vorrichtung, also vorwärts, an. Das Schwimmgestell, in seiner Ge­ samtheit mit 2-1 bezeichnet, besteht aus den beiden Schwimmkörpern 2-1-1 und 2-1-2 und den beiden Verbindungsstrukturen 2-1-3 und 2-1-4 zur Verbindung des Oberteils, in seiner Gesamtheit mit 2-2 bezeichnet, und den beiden Schwimmkörpern 2-1-1 und 2-1-2. Die Verbindungsstruk­ turen 2-1-3 und 2-1-4 sind auf der einen Seite fest mit den beiden Schwimmkörpern verbunden, während sie auf der anderen Seite drehbar mit dem Oberteil 2-2 verbunden sind. Die beiden Schwimmkörper 2-1-1 und 2-1-2 sind so dimensioniert, daß sie das Gewicht der gesamten Vor­ richtung einschließlich der der sich auf dem Oberteil 2-2 befindlichen Per­ son zu tragen im Stande sind. Das Oberteil 2-2 besteht aus einer Plattform 2-2-1 an der unten die Lagerelemente 2-2-2, 2-2-3 und 2-2-4 zu erkennen sind. Ein weiteres Lagerelement wird in Fig. 3 von Lagerelement 2-2-3 und in Fig. 2 von Lagerelement 2-2-4 verdeckt.

Die drehbaren Verbindungen zwischen dem Oberteil 2-2-1 und den beiden Verbindungsstrukturen 2-1-3 und 2-1-4 werden dadurch erreicht, daß die Verbindungsstruktur 2-1-3 mit den Lagerelementen 2-2-2 und 2-2-3 durch die Bolzen 2-2-5 und 2-2-6 drehbar verbunden wird und die Verbindungsstruktur 2-1-4 mit dem Lagerelement 2-2-4 und dem verdeckten Lagerele­ ment durch Bolzen 2-2-7 und einen ebenfalls verdeckten Bolzen verbun­ den ist. Die Verbindungsstrukturen 2-1-3 und 2-1-4 können somit um eine zur x-Achse parallelen Drehachse gedreht werden, wobei am Oberteil 2-2 Anschläge 2-2-8, 2-2-9, 2-2-10, 2-2-11, 2-2-12 und 2-2-13 dargestellt sind, die die Drehbewegung der Verbindungsstrukturen 2-1-3 und 2-1-4 in bei­ den Richtungen begrenzen. Die Darstellung mit durchgezogenen und strichlierten Linien in Fig. 2 zeigt die möglichen Maximalauslenkungen der Verbindungsstrukturen 2-1-3 und 2-1-4, Kreisbögen mit Pfeilspitzen deu­ ten die Drehbewegung an.

Auf der Plattform 2-2-1 sind die beiden Lagerelemente 2-2-14 und 2-2-15 befestigt. Durch die beiden in den Lagerelementen 2-2-14 und 2-2-15 befestigten Bolzen 2-2-16 und 2-2-17 sind die Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 drehbar um eine zur x-Achse parallele Drehachse gelagert.

Zum besseren Verständnis zeigt Fig. 4 schematisch die Lagerung der Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 in perspektivischer Darstellung.

Die Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 dienen zur Aufnahme der vier aerodynamischen Flächen 2-4-1, 2-4-2, 2-4-3 und 2-4-4 und zur star­ ren Verbindung jeweils zweier Flächen. So verbindet Verbindungsstruktur 2-2-18 die aerodynamischen Flächen 2-4-1 und 2-4-4 und die Verbin­ dungsstruktur 2-2-19 die aerodynamischen Flächen 2-4-2 und 2-4-3.

Durch die spezielle Formgebung der beiden Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 wird erreicht, daß es auch bei großen Winkelausschlägen der aerodynamischen Flächen zu keiner Kollision der starren Flächenverbin­ dungen kommt. Die dazu erforderlichen Konstruktionsmerkmale der Ver­ bindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 werden nachfolgend mit Hilfe von Fig. 7 und Fig. 8 erläutert. Auf den Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 sind die Lagerelemente 2-2-20, 2-2-21, 2-2-22, und 2-2-23 befestigt.

Ihre Aufgabe ist die Aufnahme der fest mit den aerodynamischen Flächen 2-4-1, 2-4-2, 2-4-3 und 2-4-4 verbundenen Zapfen 2-2-24, 2-2-25, 2-2-26 und 2-2-27. Dabei sind die beiden hinteren Zapfen 2-2-26 und 2-2-27 fest mit den Lagerelementen 2-2-22 und 2-2-23 verbunden, während die bei­ den vorderen Zapfen 2-2-24 und 2-2-25 drehbar in den Lagerelementen 2-2-20 und 2-2-21 gelagert sind. Um ein unbeabsichtigtes Verdrehen der aerodynamischen Flächen 2-4-1 und 2-4-2 zu verhindern, ist in Fig. 2 und Fig. 3 eine spezielle Mechanik dargestellt, die in Fig. 2 als Einzelheit A gekennzeichnet ist. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der in Fig. 2 mit Einzelheit A bezeichneten Mechanik in perspektivischer Darstellung.

Die Mechanik ermöglicht der sich auf dem Oberteil 2-2 befindlichen Person 2-5 eine Drehbewegung der aerodynamischen Fläche 2-4-2 um eine in Längsrichtung des Zapfens 2-2-25 verlaufende Drehachse. Diese Dreh­ bewegung ist in Fig. 5 durch einen Kreisbogen mit Pfeilspitzen angedeutet.

Am Zapfen 2-2-25 ist seitlich ein Hebel 2-2-28 derart angelenkt, daß um eine zur z-Achse des dargestellten Koordinatensystems parallelen Drehachse gedreht werden kann, ebenfalls angedeutet durch einen Kreisbogen mit Pfeilspitzen. Um ein unerwünschtes Verdrehen der aero­ dynamischen Fläche 2-4-2 zu verhindern, ist der Hebel 2-2-28 in einem speziellen Halteelement 2-2-29 arretiert, unterstützt vom Federelement 2-2-30.

Um die Fläche 2-4-2 um die im Zapfen 2-2-25 verlaufende Drehachse zu drehen, wird der Hebel 2-2-28 von der Person 2-5 gegen die Federkraft aus dem Halteelement 2-2-29 gelöst. Zur Arretierung des Hebels 2-2-28 in der nach hinten gedrehten Position ist ein weiteres Halteelement 2-2-31 vorhanden. In Fig. 3 ist die hintere Lage des Hebels 2-2-28 durch eine strichlierte Darstellung angedeutet. Die gleiche Mechanik wie in Fig. 5 für die aerodynamische Fläche 2-4-2 dargestellt, ist auch an der aerodyna­ mischen Fläche 2-4-1 vorhanden. Mit der beschriebenen Mechanik zur Drehung der aerodynamischen Flächen wird eine Steuerung und beim Hochstellen der Flächen auch eine Abbremsung der Vorrichtung ermög­ licht. Ein Einsatz der eben beschriebenen Mechanik wäre auch an Stelle der starren Verbindungen der Zapfen 2-2-26 bzw. 2-2-27 und der Lager­ elemente 2-2-22 bzw. 2-2-23 bei den beiden hinteren aerodynamischen Flächen 2-4-3 und 2-4-4 möglich. Der sich daraus ergebende Vorteil liegt in einer deutlich höheren Manöverierfähigkeit der Vorrichtung durch die zahlreichen Kombinationen von möglichen Stellungen der Flächen.

An jeder der beiden Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 ist vorne jeweils ein Zapfen 2-2-32 bzw. 2-2-33 angebracht. Dabei ist Zapfen 2-2-32 mit Verbindungsstruktur 2-2-18 und Zapfen 2-2-33 mit Verbindungsstruktur 2-2-19 verbunden. Aufgabe der beiden Zapfen 2-2-32 und 2-2-33 ist die Aufnahme der Übertragungselemente 2-2-34 und 2-2-35 mit denen die Armbewegung der Person 2-5 in eine Auf- und Abbewegung der aerody­ namischen Flächen umgesetzt wird. Die Übertragungselemente 2-2-34 und 2-2-35 und ihre Lagerung an den Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 ist vergrößert in Fig. 6 in der Vorderansicht dargestellt. Die beiden Übertragungselemente 2-2-34 und 2-2-35 sind oben durch eine Stange 2-2-36 verbunden, wodurch sich eine bügelförmige Form ergibt. Am unte­ ren Ende besitzt jedes der beiden Übertragungselemente 2-2-34 und 2-2- 35 ein Langloch in dem die Lagerung auf den beiden Zapfen 2-2-32 und 2-2-33 erfolgt. Durch eine Auf- und Abbewegung des Bügels bestehend aus den Übertragungselementen 2-2-34, 2-2-35 und der Stange 2-2-36 kann somit eine Drehbewegung der beiden Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 um die durch die beiden Bolzen 2-2-16 und 2-2-17 verlaufende Drehachse erzeugt werden. Die Auf- und Abbewegung des Bügels ist in Fig. 6 durch zwei vertikale Pfeile und die Drehbewegung der beiden Ver­ bindungsstrukturen durch Kreisbögen mit Pfeilspitzen angedeutet. Die beiden Langlöcher zur Aufnahme der beiden Zapfen 2-2-32 und 2-2-33 sind konstruktiv so gestaltet, daß sie die während der Drehbewegung der Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 auftretende Verschiebung der Bolzen 2-2-32 und 2-2-33 ausgleichen können. Zur Fixierung des Bügels in einer mittleren Lage sind in den beiden Langlöchern zwei Federn 2-2-37 und 2-2-38 angebracht. Durch eine einseitige Auf- und Abbewegung des Bügels kann ein unsymmetrisches Auf- und Abschlagen der aerodynami­ schen Flächen erreicht werden, wodurch eine rechts-links-Steuerung der Vorrichtung ermöglicht wird. Zur Umsetzung einer Beinbewegung der Person 2-5 in eine Bewegung der aerodynamischen Flächen ist in Fig. 2 und Fig. 3 eine Mechanik dargestellt mit der die Bewegung zweier auf Schienen verfahrbarer Schlitten 2-2-39 und 2-2-40 über Seilzüge und hier nicht näher beschriebene Übertragungselemente auf die Flächen übertra­ gen wird.

In Fig. 6 sind zwei am Oberteil 2-2 befestigte Federelemente 2-2-41 und 2-2-42 dargestellt, die die Aufgabe haben, die Bewegungsenergie der aerodynamischen Flächen während der Umkehr von Auf- und Abbewe­ gung zu speichern, um diese Energie dann wieder zur Beschleunigung der Flächen in entgegengesetzte Richtung ausnutzen zu können.

Auf der Plattform 2-2-1 ist eine Tragstruktur 2-2-43 befestigt, auf der sich die Person 2-5 in liegender Position befindet. In Fig. 3 sind Arme und eine der Person 2-5 jeweils mit durchgezogenen und strichlierten Linien dar­ gestellt, wodurch die beiden Maximalstellungen während der Auf- und Abbewegung der aerodynamischen Flächen angedeutet werden sollen. Die Stange 2-2-36 ist mit durchgezogener Linie in der Mittelstellung und in strichlierter Darstellung in den beiden Maxmalstellungen dargestellt. Die vier aerodynamischen Flächen 2-4-1, 2-4-2, 2-4-3 und 2-4-4 sind von vorne gesehen in einer V-förmigen Stellung angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß sich der vertikale Abstand der Flächenenden zur Wasser­ oberfläche gegenüber einer horizontalen Anordnung vergrößert und damit eine Berührung des Wassers durch die Flächen beim Auf- und Abschlagen verhindert werden kann, insbesondere wenn sich das Oberteil 2-2 beson­ ders nahe über der Wasseroberfläche befindet. Darüber hinaus wird durch die V-Stellung der Flächen eine Steuerung der Vorrichtung ermöglicht, da beim Absenken einer Fläche und dem gleichzeitigen Anheben der mit ihr starr verbundenen Fläche unterschiedliche Drehmomente um die Hoch­ achse der Vorrichtung erzeugt werden, hervorgerufen durch die aerody­ namischen Widerstände der Flächen.

Die sich beim Betrieb der Vorrichtung ergebende Auf- und Abbewegung der vier aerodynamischen Flächen ist in Fig. 2 durch Kreisbögen mit Pfeil­ spitzen angedeutet.

Zur Erzeugung der für die Erfindung charakteristischen Auf- und Abbewe­ gung des Oberteils 2-2 bezüglich der Wasseroberfläche sind zwischen Oberteil 2-2 und den Verbindungsstrukturen 2-1-3 und 2-1-4 die Feder­ elemente 2-2-44 und 2-2-45 angebracht. Es handelt sich dabei um Zug­ federn, die auf der einen Seite an einem fest mit der Plattform 2-2-1 ver­ bundenen Befestigungselement 2-2-46 bzw. 2-2-47 angelenkt sind, und auf der anderen Seite mit einem fest an der Verbindungsstruktur 2-1-3 bzw. 2-1-4 angebrachten Befestigungselement 2-2-48 bzw. 2-2-49 ver­ bunden sind. Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in einem Betriebszustand, bei dem sich das Oberteil 2-2 gerade in seiner höchsten Position bezüglich der Wasseroberfläche befindet. Die in Fig. 2 dargestellte strichlierte Dar­ stellung der Federelemente 2-2-44 und 2-2-45 und der zugehörigen Ver­ bindungsstrukturen 2-1-3 und 2-1-4 soll die geometrischen Verhältnisse andeuten, wenn sich das Oberteil 2-2 in seiner tiefsten Position befindet.

Die Wasseroberfläche ist in Fig. 2 und Fig. 3 durch eine strichlierte Linie mit darauf zeigendem Dreieckssymbol angedeutet.

Ziel der speziellen Formgebung der beiden Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 ist es, wie schon erwähnt, möglichst große Winkelausschläge der aerodynamischen Flächen zu ermöglichen, ohne daß es zu Kollisionen der beiden Verbindungsstrukturen kommt. In Fig. 7 und Fig. 8 sind zwei mögliche Konstruktionsvarianten dargestellt, mit denen dieses Ziel erreicht werden kann. Dabei ist in Fig. 7 die den Verbindungsstrukturen 2-2-18 und 2-2-19 entsprechende Ausführungsform dargestellt, bei der die beiden Verbindungen zwischen den vorderen und hinteren aerodynamischen Flächen, in Fig. 7 mit P12 und P34 bezeichnet, auf unterschiedlichen Sei­ ten der Flächendrehachse A1 liegen. Im Gegensatz dazu liegen bei der in Fig. 8 dargestellten Variante die beiden Verbindungen P56 und P78 auf der gleichen Seite bezüglich der Flächendrehachse A2. Beiden Ausfüh­ rungsformen gemeinsam sind bügelförmige Ausbuchtungen der von den der Drehachse zu den Flächen führenden Strukturen. Aufgabe dieser speziellen Ausbuchtungen ist es, eine Kollision zwischen den Verbindun­ gen der vorderen und hinteren Flächen einerseits und den von der Dreh­ achse zu den aerodynamischen Flächen führenden Strukturen anderer­ seits weitgehend zu verhindern. So verhindert beispielsweise die Aus­ buchtung P9-P10-P11-P12 in der zur Fläche F führenden Struktur eine Kollision mit der Verbindung P56 in einem großen Winkelbereich der Flä­ chenausschläge. Die dabei zu beachtende Konstruktionsvorschrift ist, daß die Verbindungsstruktur zwischen den Punkten P10 und P11 länger ist als der Abstand der Verbindung P56 von der Drehachse A2, also länger als die Strecke von P13 nach P6. Die in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellten Kreis­ bögen mit Pfeilspitzen sollen die Auf- und Abbewegung der aerodynami­ schen Flächen andeuten. Dabei soll die strichlierte und durchgezogene Darstellung die gleichzeitig ablaufende Bewegung bei einer der in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Ausführungsform zeigen. Während die beiden vorderen Flächen gleichzeitig nach unten ausgeschlagen werden, bewe­ gen sich die beiden hinteren gleichzeitig nach oben, wodurch sich ein dem Flügelschlag einer Libelle vergleichbarer Eindruck ergibt.

Fig. 11 bis Fig. 13 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Einrichtung mit zwei aerodynamischen Auftriebsflächen, deren Gewicht durch die Aufhängung der Antriebsplattform teilweise kompensiert wird, mit dem zweiteiligen Schwimmgestell, einem Tretkurbelantrieb, der horizontalen aerodynamischen Stabilisierungsfläche und einer Steue­ rungseinrichtung, die das Tragflügelprofil der aerodynamischen Auftriebs­ flächen bestimmt. Die Kinematik dieser Vorrichtung ist in Fig. 14 darge­ stellt. Fig. 15 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen Tragflügelspan­ nung und Flügelprofil, sowie dessen Eigenschaften. Fig. 11 zeigt die Vor­ richtung in der Vorderansicht, Fig. 12 in der Draufsicht und Fig. 13 im Schnitt A-A, der in Fig. 12 angedeutet ist. Das Schwimmgestell, in seiner Gesamtheit 3-1 bezeichnet, ist zweigeteilt. Es setzt sich zusammen aus dem rechten und linken Schwimmkörper 3-1-1 und 3-1-2, sowie der rech­ ten und linken Verbindungsstruktur 3-1-3 und 3-1-4. Rechtes und linkes Schwimmgestell sind über die beiden Achsen 3-2-1 und 3-2-2 des Ober­ teils, in seiner Gesamtheit mit 3-2 bezeichnet, mit diesem drehbar ver­ bunden. Die vier Torsionsfedern 3-2-3, 3-2-4, 3-2-5 und 3-2-6 erlauben eine Momentenübertragung von den beiden Teilen des Schwimmgestells auf das Oberteil, da sie jeweils mit einem Ende am Schwimmgestell, mit dem anderen am Oberteil befestigt sind. Die Lagereinheiten 3-2-9, 3-2-10 3-2-11,3-2-12 gewährleisten die Funktionen: verlustarme Momentenüber­ tragung, Winkelbegrenzung der Schwimmgestell-Auslenkung und Vor­ spannung der Torsionsfedern. Die vertikalen Stützstrukturen 3-2-13 und 3-2-14 tragen die Achsen 3-2-7 und 3-2-8 für die Lagerung 3-4-7, 3-4-8 der aerodynamischen Auftriebsflächen. Die aerodynamischen Auftriebs­ flächen, in ihrer Gesamtheit 3-4 bezeichnet, setzten sich zusammen aus dem rechten und linken Flügelholm 3-4-3 und 3-4-4, der am äußeren Ende nach hinten und unten abgewinkelt ist und die Profil-Vorderkante darstellt, den Spannrippen 3-4-11, 3-4-12 und den Bespannungen 3-4-1 und 3-4-2.

Die Flügelholme sind mit den Lagern 3-4-7 und 3-4-8 drehbar auf dem Oberteil gelagert. Von diesen Lagern aus zur Mitte der Vorrichtung hin gelegen sind an den Flügelholmen die zu 3-4-7 und 3-4-8 achsparallelen Lager 3-4-5 und 3-4-6 für die Aufhängung der Antriebsplattform ange­ bracht. Die Flügelholme enden in den Kugelgelenken 3-4-10 und 3-4-11, an denen die Antriebspleuel 3-3-1 und 3-3-2 angreifen. Außerhalb der Lager 3-4-7 und 3-4-8 bilden die Flügelholme mit den Spannrippen 3-4-11 und 3-4-12 und den darüber gezogenen Bespannungen 3-4-1 und 3-4-2 zwei aerodynamische Auftriebsflächen. Da die Spannrippen beweglich über die Lager 3-4-9 und 3-4-10 mit den Flügelholmen verbunden sind kann die Flügelspannung über die elastischen Spannseile 3-4-13 und 3- 4-14 eingestellt werden. Für den rechten Flügel in der Abschlagphase ist dies in Fig. 15 dargestellt. Die Spannseile laufen über die am Oberteil be­ festigten Umlenkrollen 3-4-15 und 3-4-17 bzw. 3-4-16 und 3-4-18 zu den Spannhebeln 3-4-21 bzw. 3-4-22, die am Oberteil in den Kugelgelenken 3-4-19 bzw. 3-4-20 gelagert und an der Antriebsplattform in den Kugelge­ lenken 3-3-15 und 3-3-16 geführt sind. Jeder Spannhebel endet in einem Handgriff an dem die Person für jede Tragfläche separat die Spannkräfte aufbringen kann. Die Spannkräfte im Spannseil sind in Fig. 15 durch die Doppelpfeile und den Buchstaben F symbolisiert. Als Symbol für die ge­ lenkige Lagerung am Oberteil wurde das Dreieck mit der Strichlierung an der Basis eingeführt. Im obersten Bildteil ist der Flügel bei großer Span­ nung in der Draufsicht dargestellt. Das sich einstellende Profil und die sich einstellenden Luftkräfte zeigt der Schnitt A-A. Die resultierende Luftkraft ist mit L bezeichnet. Sie wird in die Komponente A, die den reinen Auftrieb darstellt und die Komponente V, die einen reinen Vortrieb erzeugt, aufge­ spalten. Analoges gilt für den mittleren Bildteil und Schnitt B-B, der den­ selben Tragflügel bei geringerer Spannung darstellt. Es wird deutlich, daß in dieser Konfiguration der Vortrieb auf Kosten des Auftriebs wächst. Der untere Bildteil von Fig. 15 zeigt den Flügel in Vorderansicht, wobei hier die beiden sich aufgrund unterschiedlicher Flügelspannung ausbildenden Hinterkanten beim Abschlag dargestellt sind. Die flacher verlaufende Hin­ terkante (durchgezogene Linie) ist mit 1 bezeichnet. Sie bildet sich bei hoher Flügelspannung. Die stärker gewölbte Hinterkante (gestrichelte Li­ nie) wurde mit 2 bezeichnet. Sie bildet sich bei geringerer Flügelspannung.

Der Pfeil an der Flügelspitze deutet die momentane Bewegungsrichtung an. Da beide Flügelspannungen getrennt ansteuerbar sind, läßt sich so trotz gleicher Amplitude und Geschwindigkeit beim Schlagen durch Er­ zeugen unterschiedlichen Vortriebs an beiden aerodynamischen Auf­ triebsflächen eine Quersteuerung der Vorrichtung erreichen. Die Antriebs­ plattform, in ihrer Gesamtheit mit 3-3 bezeichnet, beinhaltet den Tragrah­ men 3-3-17. Dieser ist den Achsen 3-3-19 und 3-3-20 durch die Verbin­ dungsstrukturen 3-3-3 und 3-3-4 an Flügelholm 3-4-3 und 3-4-4 drehbar aufgehängt. Da sich die Aufhängepunkte während der Schlagbewegung auf Kreisbögen bewegen, ist auch die Lagerung 3-3-21, 3-3-22, 3-3-23, 3-3-24 der Strukturen 3-3-3 und 3-3-4 mit dem Tragrahmen 3-3-17 dreh­ bar. Auf dem Tragrahmen ist die Tragstruktur 3-3-18 fest angebracht, die die Lager für den Pedalantrieb 3-3-25, 3-3-26 sowie den Sitz 3-3-7 und die aerodynamische Stabilisierungsfläche trägt. Die aerodynamische Sta­ bilisierungsfläche wird aus der Bespannung 3-4-23 gebildet, die über den stark gewinkelten Holm 3-3-27 gespannt ist. In Fig. 11 und Fig. 13 zeigt die durchgezogene Linie die Ausbildung der Stabilisierungsfläche beim Ab­ schlag, die gestrichelte Linie die Verhältnisse beim Aufschlag. Analoges gilt für die aerodynamische Tragflügelfläche in Fig. 11, die abgeschnitten gezeichnet ist. Der Tretkurbelantrieb besteht aus der Tretkurbelwelle 3-3-8, die in den Lagern 3-3-25 und 3-3-26 läuft. Die auf dem Sattel 3-3-7 sitzende Person 3-5, die beide Hände an den Steuerstangen 3-4-21, 3-4- 22 hält, übt mit den Beinen auf die Pedale die Antriebskräfte auf die Pe­ dale 3-3-28 und 3-3-29 aus. An beiden Enden der Tretkurbelwelle greifen in den Kreuzgelenken 3-3-30 und 3-3-31 die Pleulstangen 3-3-1 und 3-3-2 an, die die Drehbewegung der Tretkurbelwelle in eine Drehbewegung der Flügelholme um die Achsen 3-2-1 und 3-2-2 umsetzen. Die Kinematik der Vorrichtung ist nochmals in Fig. 14 schematisch dargestellt. Durchgezoge­ ne Linien stellen die Vorrichtung am Ende der Abschlagphase dar, die gestrichelten am Ende der Aufschlagphase. Da am Ende der Abschlag­ phase aerodynamischer Auftrieb vorhanden ist sind die beiden Schwim­ mer 3-1-1 und 3-1-2 etwas weiter aufgetaucht als beim Aufschlag. Die Wasserlinie wird durch das Dreieckssymbol mit Faden markiert. Die ge­ ringere Auftriebskraft der Schwimmer macht sich in einer Entspannung der Federn 3-2-1, 3-2-2 bemerkbar. Die beiden Schwimmgestellteile rücken zusammen und das Oberteil liegt höher als beim Aufschlag. Während die aerodynamischen Flächen weit nach unten zeigen, hat die Antriebsplatt­ form ihre höchste Position bzgl. des Oberteils erreicht. Ein Doppelpfeil auf der linken Pedale repräsentiert die aktuell wirkende Fußkraft. Am Ende der Aufschlagphase liegen umgekehrte Verhältnisse vor. Durch den aerody­ namischen Abtrieb tauchen die Schwimmer etwas weiter ab, wobei sich die beiden Schwimmgestellteile weit spreizen und die Torsionsfedern über ihre Ruhestellung hinaus gespannt sind. Das Oberteil liegt tiefer als beim Abschlag. Da die aerodynamischen Flächen ihre höchste Stellung erreicht haben, befindet sich die Antriebsplattform zwangsläufig in ihrer tiefsten Stellung. Die aktuelle Fußkraft für den nun einsetzenden Abschlag lastet auf der rechten Pedale.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Funktion der Feder­ elemente durch mindestens ein Gegengewicht ersetzt wird. Das Gegen­ gewicht 5-2-1 ist dabei über eine Verbindungsstruktur 5-2-2 mit der Platt­ form 5-2-3 des Oberteils verbunden. Die Verbindungsstruktur 5-2-2 ist drehbar in einer vertikalen Tragstruktur 5-1-2 gelagert, die fest mit dem Schwimmkörper 5-1-1 verbunden ist. Das Gegengewicht 5-2-1 ist dabei so zu dimensionieren, daß es ein Moment um die Drehachse der Verbin­ dungsstruktur 5-2-2 erzeugt, das ausreicht, um das Moment zum Teil zu kompensieren, das erzeugt wird von den in Fig. 9 rechts von der Dreh­ achse gelegenen Teilen des Oberteils und der sich darauf befindlichen Person. Ziel ist dabei, daß die Auftriebskraft der aerodynamischen Flächen 5-4 ausreicht, um eine Auf- und Abbewegung der Plattform 5-2-3 bezüglich der Wasseroberfläche zu erreichen. Die Wasseroberfläche ist wieder durch eine strichlierte Linie mit darauf zeigendem Dreieckssymbol ange­ deutet.

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Fortbewegung einer Person auf dem Wasser, gekenn­ zeichnet durch ein Schwimmgestell (1-1) welches das Gewicht der ge­ samten Vorrichtung inklusive einer Person zu tragen im Stande ist und ein in vertikaler Richtung verschiebliches Oberteil (1-2) und am Oberteil (1-2) beweglich angebrachte aerodynamische Flächen (1-4-1,1-4-2). die von einer sich auf dem Oberteil (1-2) befindlichen Person (1-5) auf und ab­ bewegt werden können, wobei die bewegten aerodynamischen Flächen (1-4-1, 1-4-2) einen Vortrieb und gleichzeitig einen Auftrieb erzeugen mit dem Ziel einen Teil der Gewichtskraft von Oberteil (1-2), aerodynamischen Flächen (1-4-1,1-4-2) und der Person (1-5) zu kompensieren und einer durch federnde Elemente (1-3-1, 1-3-2) unterstützten Verbindung von Schwimmgestell (1-1) und Oberteil (1-2) derart, daß die federnden Ele­ mente (1-3-1, 1-3-2) so angeordnet sind, daß sie Kräfte in der Vorrichtung erzeugen derart, daß in Abhängigkeit der Größe des Auftriebs der aero­ dynamischen Flächen (1-4-1, 1-4-2) sich der vertikale Abstand zwischen Oberteil (1-2) und Wasseroberfläche ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens zwei aerodynamische Flächen starr miteinander verbunden sind, und jeweils um eine ungefähr horizontale Drehachse drehbar gela­ gert sind derart, daß sie gegenläufig ausschlagen, wobei die Drehachse so angeordnet ist, daß sich die Momente um die Drehachse, die erzeugt werden durch die Gewichtskräfte und durch die aerodynamischen Auf­ triebskräfte der aerodynamischen Flächen, gegenseitig ungefähr kompen­ sieren, so daß die Gewichtskräfte und die aerodynamischen Auftriebs­ kräfte der aerodynamischen Flächen nicht durch Muskelkraft überwunden werden müssen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens zwei aerodynamische Flächen mechanisch über geeignete Übertragungselemente wie Zahnräder, Kipphebel oder dergleichen derart gekoppelt sind, daß sie gegenläufig ausschlagen, wobei sich die Momen­ te, die erzeugt werden durch die Gewichtskräfte und durch die aerodyna­ mischen Auftriebskräfte der aerodynamischen Flächen, gegenseitig unge­ fähr kompensieren, so daß die Gewichtskräfte und die aerodynamischen Auftriebskräfte der aerodynamischen Flächen nicht durch Muskelkraft überwunden werden müssen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Oberteil beweglich angebrachten aerodynamischen Flächen (1-4-1, 1-4-2) im Gleichtakt auf und ab bewegt werden, was erreicht wird durch eine mechanische Kopplung der aerodynamischen Flächen mittels geeigneter Übertragungselemente wie Pleuel, Kurbelwellen, Zahnräder oder derglei­ chen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine aerodynamische Fläche beweglich am Oberteil angebracht ist derart, daß sie durch Muskelkraft in vertikaler Richtung auf und ab bewegt werden kann.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schwimmgestell (2-1) aus mindestens zwei getrennten Teilen besteht, von denen jedes besteht aus einer Verbindungsstruktur (2-1-3, 2-1-4), an deren einen Ende jeweils mindestens ein Schwimmkörper (2-1-1, 2-1-2) befestigt ist und am anderen Ende drehbar am Oberteil (2-2) angelenkt ist, derart daß der vertikale Abstand zwischen Oberteil (2-2) und Wasseroberfläche durch Drehung der Verbindungsstrukturen (2-1-3, 2-1-4) um die Drehachse geändert werden kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die federnden Elemente (1-3-1, 1-3-2) entfallen und statt dessen das Schwimmgestell (1-1) starr mit dem Oberteil (1-2) verbunden ist und damit der Abstand zwischen Oberteil (1-2) und Wasseroberfläche nahezu konstant bleibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine merkliche Änderung des Abstandes zwischen Oberteil (1-2) und der Wasseroberfläche dadurch erreicht wird, daß mindestens ein Schwimm­ körper (1-1) derart geformt ist, daß relativ große Änderungen der Ein­ tauchtiefe der Schwimmkörper nur relativ kleine Änderungen der Auf­ triebskraft hervorrufen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zwei­ teilige, nicht abtauchende Schwimmgestell (3-1) drehbar um die Achsen (3-2-1, 3-2-2) am Oberteil (3-2) angebracht ist und mittels der Tosionsfe­ dern (3-2-3, 3-2-4, 3-2-5, 3-2-6), die einerseits am Oberteil (3-2) und an­ dererseits an den Verbindungsstrukturen (3-1-3, 3-1-4) des Schwimmge­ stells befestigt sind, gemäß den Momentengleichgewichten um die Dreh­ achsen (3-2-1 und 3-2-2) eine Auslenkung der Schwimmer erzeugt wird, und die Holme (3-4-3, 3-4-4) der beiden bespannten aerodynamischen Auftriebsflächen (3-4-1, 3-4-2) in den Achsen (3-2-7, 3-2-8) am Oberge­ stell schwenkbar angebracht sind und über diesen Anlenkpunkt hinaus zur Mitte der Vorrichtung hin soweit verlängert sind, daß die Lager (3-4-5), (3-4-6) für die Streben (3-3-3, 3-3-4, 3-3-5, 3-3-6) der Antriebsplattform (3-3) und noch weiter innen die Anlenkungen (3-4-5, 3-4-6) für die An­ triebspleuel (3-3-1, 3-3-2) Platz finden, und eine Antriebsplattform (3-3) mit den Streben (3-3-3, 3-3-4, 3-3-5, 3-3-6) an den Holmen (3-4-3, 3-4-4) aufgehängt ist, so daß sie sich beim Auf- und Abschlag der aerodynami­ schen Auftriebsflächen entgegengesetzt zu diesen bewegt, und auf der Antriebsplattform ein Sitz (3-3-7) für eine Person (3-5) angebracht ist, so daß die Person mittels Fußkraft über ein Tretkurbelwerk (3-3-8) und die Antriebspleuel (3-3-1, 3-3-2) die somit gekoppelten aerodynamischen Auftriebsflächen in eine schlagende Bewegung versetzen kann, und eine aerodynamische Fläche (3-4-23) an der Antriebsplattform (3-3) angebracht ist, die zusammen mit der Antriebsplattform eine den beiden aerodynami­ schen Flächen (3-4-1, 3-4-2) gegenläufige Bewegung macht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vier aerodynamische Flächen (2-4-1, 2-4-2, 2-4-3, 2-4-4) um eine gemeinsame ungefähr horizontale Achse drehbar ange­ ordnet sind und jeweils zwei aerodynamische Flächen starr miteinander verbunden sind, derart daß die Fläche links vorne (2-4-1) mit der Fläche rechts hinten (2-4-4) und die Fläche rechts vorne (2-4-2) mit der Fläche links hinten (2-4-3) starr verbunden ist und die starren Verbindungen er­ reicht werden durch zwei spezielle Verbindungsstrukturen (2-2-18, 2-2-19), die jeweils bestehen aus einer Verbindung (P12, P34, P56, P78) zur Überbrückung des Abstandes der vorderen und hinteren aerodynamischen Flächen und zwei von dieser Verbindung zu den beiden aerodynamischen Flächen führenden Strukturen (P8-P9-P10-P11-P12-F), wobei die Aufgabe der Verbindungsstrukturen (2-2-18, 2-2-19) ist, möglichst große Winkel­ ausschläge der aerodynamischen Flächen zu ermöglichen, ohne daß es zu Kollisionen der beiden Verbindungsstrukturen kommt, wobei dieses Ziel erreicht wird durch eine spezielle Formgebung der Verbindungsstrukturen (2-2-18, 2-2-19), die dadurch charakterisiert ist, daß an den von den Ver­ bindungen der vorderen und hinteren aerodynamischen Flächen (P12, P34, P56, P78) zu den Flächen führenden Strukturen (P8-P9-P10-P11­ P12-F) Ausbuchtungen vorhanden sind die so bemessen sind, daß eine Kollision der zu den aerodynamischen Flächen (F) führenden Strukturen (P8-P9-P10-P11-P12-F) mit der Verbindung (P56) der beiden anderen aerodynamischen Flächen weitgehend verhindert wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fortbewegung auf Eis- und Schneeflächen die Schwimmkörper durch Kufen ersetzt werden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fortbewegung auf festem Untergrund die Schwimmkörper durch Räder ersetzt werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung für den Transport mehrerer Personen oder Güter ausgelegt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ trieb der aerodynamischen Flächen und eventueller Steuerorgane nicht mittels Muskelkraft, sondern mittels Maschinenkraft erfolgt und die Person (1-5) lediglich die Kontrolle über die Antriebselemente ausübt, wobei sich die Person nicht notwendigerweise auf der Vorrichtung befinden muß.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aero-­ dynamischen Auftriebsflächen jeweils aus einer Bespannung (3-4-1, 3-4-2) über einen offenen Rahmen bestehen, der gebildet wird durch die Holme (3-4-3, 3-4-4) und den um die Achsen (3-4-9, 3-4-10) daran drehbar gela­ gerten Spannrippen (3-4-11, 3-4-12), wobei die Flächenhinterkanten durch die Bespannungen selbst gebildet werden und in Abhängigkeit der Spannkraft, die innerhalb gewisser Grenzen durch die elastischen Spann­ vorrichtungen (3-4-13, 3-4-14) von der Person (3-5) individuell auf jede aerodynamische Fläche aufgebracht werden kann, sich bei Umströmung an jeder Fläche ein aerodynamisches Profil ausbildet, das bei hoher Spannkraft einen hohen Auftrieb und bei geringer Spannkraft einen großen Vortrieb erzeugt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente (1-3-1, 1-3-2) durch minde­ stens ein Gegengewicht (5-2-1) ersetzt werden derart daß, das Gegenge­ wicht (5-2-1) über eine Verbindungsstruktur (5-2-2) mit der Plattform (5-2-3) des Oberteils verbunden ist und die Verbindungsstruktur (5-2-2) drehbar in einer vertikalen Tragstruktur (5-1-2) gelagert ist, wobei die Tragstruktur (5-1-2) mit dem Schwimmkörper (5-1-1) verbunden ist und das Gegengewicht (5-2-1) so dimensioniert ist, daß es ein Moment um die Drehachse der Verbindungsstruktur (5-2-2) erzeugt, das ausreicht, um das Moment zum Teil zu kompensieren, das erzeugt wird von den Gewichts­ kräften der dem Gegengewicht (5-2-1) gegenüberliegenden Massen von Oberteil und der sich auf dem Oberteil befindlichen Person mit dem Ziel, daß die Auftriebskraft der aerodynamischen Flächen (5-4) ausreicht, um eine Auf- und Abbewegung der Plattform (5-2-3) bezüglich der Wasser­ oberfläche zu erreichen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umsetzung einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung der aerodynamischen Flächen (2-4-1, 2-4-2, 2-4-3 2-4-4) an den von den Lagerelementen (2-2-14, 2-2-15, 2-2-16, 2-2-17) der aerodynamischen Flächen zu den aerodynamischen Flächen führenden Strukturen (2-2-18, 2-2-19) zapfenförmige Elemente (2-2-32, 2-2-33) an­ gebracht sind, in denen jeweils mindestens ein Übertragungselement (2-2-34, 2-2-35) drehbar gelagert ist derart, daß durch eine lineare Bewegung der Übertragungselemente (2-2-34, 2-2-35) eine Drehung der zu den aerodynamischen Flächen führenden Strukturen (2-2-18, 2-2-19) um de­ ren Lagerelemente (2-2-16,2-2-17) erzeugt wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstrukturen zur Verbindung von Oberteil (4-2) und Schwimmkörper (4-1-1, 4-1-2) aus jeweils mindestens zwei beweglich miteinander verbundenen Einzelstrukturen (4-1-3, 4-1-4, 4-1-5,4-1-6) bestehen und daß zur gewünschten Änderung des vertikalen Abstandes zwischen Oberteil (4-2) und Wasseroberfläche Federelemente (4-3-1, 4-3-2, 4-3-3, 4-3-4) an den Einzelstrukturen (4-1-3, 4-1-4, 4-1-5, 4-1-6) angebracht sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Unterstützung der Bewegungsumkehr der aerodynami­ schen Flächen in den Totpunkten Federelemente (2-2-41, 2-2-42) am Oberteil angebracht sind, die die Bewegungsenergie der aerodynamischen Flächen vor Erreichen der Totpunkte speichern und anschließend zur Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung wieder an die aerody­ namischen Flächen abgeben.