DE610779C

DE610779C - Anker fuer Wasserflugzeuge

Info

Publication number: DE610779C
Application number: DED64992D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Croseck
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1932-12-31
Filing date: 1932-12-31
Publication date: 1935-03-22

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
22. MÄRZ 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 62 b GRUPPE 43 ot

Anker für Wasserflugzeuge Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Dezember 1932 ab

Die vorliegende Erfindung gehört zur Klasse der Anker für Wasserflugzeuge mit in lotrechter Ebene beiderseits zugeschärftem Ankerschaft. Die bisher bekannten Wasserflugzeuganker erfüllen die gerade an einen solchen zu stellenden, schwer miteinander in Einklang zu bringenden Bedingungen nur unvollkommen.

Eine Hauptbedingung für Wasserflugzeuganker (im Gegensatz z. B. zu Schiffsankern) ist, daß er ein sehr geringes Eigengewicht aufweisen muß, daß also der Einfluß seines Gewichts auf die Haltefähigkeit, der bei Schiffsankern eine wesentliche Rolle spielt, ganz entfällt. Trotzdem muß der Anker auf verschiedenstem Ankergrund wirken, schnell fassen und sich festsetzen, also eine gute Griffigkeit haben. Auch beim Nachgeben, bei ruckweisem oder schrägem Ankerzug muß er in gutem Eingriff mit dem Boden bleiben. Schließlich muß er, an

so Deck verstaut oder eingeholt, einen möglichst geringen Luftwiderstand aufweisen und endlich sich bequem handhaben und verstauen lassen.
Alle diese Forderungen erfüllt der Anker nach der vorliegenden Erfindung, und zwar dadurch, daß eine Reihe besonderer einzelner Merkmale, die zum Teil bei Schiffsankern vorbekannt sind, gleichzeitig zur Anwendung gelangt, nämlich: Der Zuschärfungswinkel des Ankerschaftes beträgt etwa 30 °; die jAnkerschaufeln haben einen Eingriffswinkel von etwa 30°; sie verlaufen in zunehmender Krümmung von etwa 30 ° an der Schaufelspitze bis auf etwa 45 bis 6o° in Schaftnähe.

Durch die gleichzeitige Anwendung dieser Merkmale auf Wasserflugzeuganker tritt eine außerordentliche Erhöhung der Griff- und Haltefähigkeit des Ankers ein, so daß ein solcher Anker mit einem Geringstgewicht, wie es für Wasserflugzeuge notwendig ist, ausgeführt werden kann.

Die Bedeutung der Vereinigung dieser Merkmale für die Größe der Haltefähigkeit des Ankers und seine Griffwirkung im Vergleich zur Gewichtswirkung ergibt sich aus der folgenden Überlegung:

Betrachtet man einen normalen Admiralitätsanker in der in Abb. 1 dargestellten Gleichgewichtslage, so wirken auf ihn als Aktionskräfte sein Eigengewicht G, im Schwerpunkt an- greifend, und der Ankerkettenzug P in Richtung des Schaftes. Das Gewicht ergibt Auflagerkräfte G₁' am Schaft und Stock und G₂' an der im Boden befindlichen Schaufel. Die Gegenkraft zum Ankerzug ist der Erddruck W an der Schaufel. Da W und P jedoch zusammen ein Kräftepaar bilden, entstehen weitere Vertikalkräfte F₁ und F₂, die je « -— sind. Die am Stock und Schaft angreifenden Kräfte ergeben

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.~Ing. Heinrich Croseck in Berlin-Friedenau.

eine Resultierende A₁, die zusammen mit der Resultierenden der Schaufelkräfte R₂ und dem Eigengewicht G im Gleichgewicht stehen muß. Alle drei Kräfte müssen also durch einen Punkt gehen.

Die Druckwirkung der Schaufel auf das Erd-. reich bewirkt, daß vor der Schaufel ein Erdvolumen herausschert. Die sich bildenden Gleitlinien sind von der inneren Reibung im to Erdreich und der Reibung zwischen Erdreich und Schaufel abhängig. Alles Bestreben muß darauf gerichtet sein, die Kraftwirkung an der Schaufel so zu beeinflussen, daß die Richtung des Erddrucks ein Eingraben begünstigt und, wenn der Anker ins Rutschen kommt, -ein Herausdrehen verhindert und die Stabilität des Vorgangs gewährleistet.

Grundsätzliche, systematische Untersuchungen mit einfachen Plattenprofilen zeigten, daß die Haltefähigkeit eines Ankers in erster Linie beeinflußt wird

1. durch die Eindringungstiefe,

2. durch die Größe der Schaufelfläche und ihre Formgebung,

es 3. durch die Winkel β und γ.

Um die Forderung guten Greifens zu erfüllen, muß der Eingriffswinkel γ an der Schaufelspitze einen Wert haben, der etwa 30 ° bis 45 ° beträgt, wenn der Winkel β sich in den üblichen Grenzen von 30 ° hält. Die größte Haltekraft wird etwa bei einem Winkel γ von 60 ° bis 75 ° erreicht. Wird jedoch die Schaufel durchgehend unter letzterem Winkel angeordnet, so ist eine stabile Lage beim Rutschen nicht mehr gewährleistet.

Eine Ausführungsform eines Stockankers nach diesen neuen Gesichtspunkten ist in Abb. 2 dargestellt. Die Schaufeln beginnen mit einem Winkel y«3O° bis 40° an der Spitze, um ein gutes Greifen zu gewährleisten, und gehen in leichter Krümmung auf γ' » 45 ° bis 60 ° bis nahezu an den Schaft, indem sie nur so viel Zwischenraum frei lassen, daß das auf der Schaufel hochrutschende Erdreich an der nicht im Boden befindlichen Schaufel keinen Druck nach oben, der ein Herausdrehen des Ankers bewirken würde, hervorrufen kann, sondern zwischen beiden Schaufehl herunterfällt. An der Spitze sind die Schaufehl unter einem Winkel α zugeschärft, damit sie leicht in den Erdboden eindringen können. Dann verlaufen sie in gleichbleibender oder nach dem Schaft zunehmender Breite und bilden so gegenüber normalen Ausführungen, die nur ein Schaufelblatt am Ende der Arme haben, eine wesentlich vergrößerte und durch die richtig gewählte Winkelanordnung mit erhöhter Wirksamkeit ausgestaltete Fläche.
Hinzukommt, daß der Angriffspunkt der Erddruckresultierenden, der bisher nähe dem Ende der Arme angenähert im Flächenschwerpunkt des Schaufelblattes angenommen werden konnte, wesentlich näher an den Schaft heranrückt. Damit wird der Hebelarm α zwischen Ankerkettenzug P und Erdwiderstand W verkleinert. Wegen der dadurch bedingten Verringerung des aus beiden Kräften gebildeten Momentes werden auch die unerwünschten Vertikalkräfte V kleiner und dadurch das Bestreben des Herauskantens verringert. 7"

Wesentlich ist auch noch die Ausbildung des Schaftes. Die heute fast durchweg üblichen Formen mit ebenen oder wenig abgerundeten Flächen setzen einem Eindringen des Schaftes in den Boden einen großen Widerstand entgegen. Wenn in diesem Falle der Schaft nicht nur am Stock, sondern auf seine ganze Länge einen Gegendruck erfährt, wird der Angriffspunkt der Resultierenden R₁ näher an die Schaufel heranrücken. Damit wird der Hebelarm I zwischen den Vertikalkräften V verkleinert, die Kräfte also vergrößert. Um dies zu verhindern, ist bei der neuen Ausführung der Schaft beiderseitig unter einem Winkel δ zugeschärft, der einen möglichst geringen Eindringungswiderstand ergibt. Der kritische Schneidewinkel δ liegt für die meisten Erdsorten etwa bei 30 ° und wird für besondere Zwecke von Fall zu Fall durch Versuch ermittelt. Maßgeblich für seine Größe ist wiederum der innere Reibungswinkel des Erdbodens und die Reibung zwischen dem Material des Schaftes und dem Erdreich. Zur Verringerung des Schnittwiderstandes und der Reibung zwischen Erdreich und Ankerschaft kann das Schaftprofil auf den Längsseiten im mittleren Bereich eingezogen werden (vgl. die Schnitte A-B und Ά-B' in Abb. 2).

Der Schnitt A-B in Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform für einen massiven Schaft, während Schnitt A'-B' etwa für einen hohl gebauten Anker in Frage käme.

Bei dieser neuartigen Schaufelform wird als Übergang vom Schaft zur Schaufel zweckmäßigerweise vor dieser eine Verstärkungsrippe angeordnet, weil sonst der Anker zu lang würde. Diese Verstärkungsrippe ist zur Erzielung eines möglichst geringen Eindringungswiderstandes nach den gleichen Gesichtspunkten zu formen wie der Schaft. Um das erste Greifen zu begünstigen, läuft die Rippe zweckmäßigerweise in eine leicht gerundete Spitze über das Ende der Schaufel hinaus aus.

Die sinngemäße Anwendung der vorstehenden Erkenntnisse zeigt

Abb. 3 für einen sogenannten stocklosen Patentanker,

Abb. 4 für einen Draggen,
Abb. 5 für einen neuartigen Anker mit geteiltem Schaft.

Die Form der Abb. 3 eignet sich für Anker, die in eine Klüse eingeholt werden sollen. Der

Schaft ist nach den obigen Ausführungen wiederum mit zugeschärften Kanten ausgeführt die Schaufehl bilden durchgehende Flächen die noch über die Drehachse hinaus verlängert und in konstruktiv günstiger Weise oberhalb vereint werden können. Die Begrenzung des Ausschlages nach beiden Seiten kann in einer der üblichen Weisen, beispielweise, wie gezeichnet, durch einen entsprechend geformten ίο Anschlag am Schaft selbst geschehen. Damit der Anker in die richtige Lage kantet und zum Eingriff kommt, ist der Arme und Schaft verbindende Bolzen beiderseitig über die Schaufeln hinaus verlängert. Üblicherweise werden hier über die Schaufelebene hinaus sich erstreckende breite Greiferplatten verwandt, die senkrecht zur Schaufelebene stehen. Diese haben jedoch den Nachteil, daß beim Eingraben des Ankers an ihnen nach oben gerichtete Druckkräfte ent-

ao stehen, die ein weiteres Eindringen verhindern. Die Stellung der heute üblichen Greiferplatten ist deshalb grundsätzlich falsch.

Werden zur Verbesserung der Greifwirkung Zusatzgreifer angebracht, so darf deren Flächen-

«5 ebene in der gezeichneten Lage der Schaufeln auf Abb. 3 höchstens bis zur Senkrechten gegenüber der Schaftlängsachse gehen, muß also mit der Schaufelebene einen stumpfen Winkel bilden. Eine andere Möglichkeit der Anordnung von Greiferplatten zeigt Abb. 3, indem in einiger Entfernung von den Schaufehl parallel zu diesen stehende Flächen an besonderen Armen angeordnet sind. Berührt der Anker den Boden, so wird die jeweils untenliegende Greiferfläche zuerst eindringen und das Fassen der Schaufel unterstützen. Das heraufrutschende Erdreich kann in dem Zwischenraum zwischen Schaufel und obenliegendem Greifer durchgleiten, ohne nennenswerte, nach oben gerichtete Kräfte auszuüben.

Ein Nachteil der bisherigen Patentanker ist ferner, daß die Mitten der Schaufehl weit auseinander liegen, wodurch diese Anker bei schrägem Zuge oder ungleich wirkendem Erddruck leicht aus dem Grunde heraus kanten. Bei der vorgeschlagenen Anordnung werden die Schaufelflächen nahe am Schaft konzentriert, so daß bei einseitigem Kraftangriff und unsymmetrischen Widerständen keine großen Drehmomente um die Hochachse entstehen können. Außerdem wirkt diesen der verlängerte Stockbolzen wirksam entgegen.

Der Draggen (Abb. 4) lehnt sich in seiner Formgebung an den Stockanker (Abb. 2) an.

Da hier immer zwei Arme greifen, können die einzelnen Flächen schmaler gehalten werden. Sie werden jedoch ebenfalls von dem zugeschärften Ende aus in gleichbleibender oder zunehmender Breite bis nahe an die Schaftachse herangeführt. Die Wahl der Winkel γ und γ' erfolgt, nach denselben Gesichtspunkten unter Berücksichtigung der Schrägstellung der jeweils im Eingriff befindlichen Arme. Der Schaft kann hier, da der Draggen in vier verschiedenen Lagen zum Eingriff kommen kann, nur einen Zuschärfungswinkel <5 von 45 ° erhalten.

Der Einflächenanker (Abb. 5) lehnt sich in der Formgebung an den der Abb. 2 an und dürfte sich in allen Fällen empfehlen, wo ein ₌ Einholen in die Klüse nicht erforderlich, aber ein bequemes Verstauen erwünscht ist. Der Schaft ist geteilt ausgeführt und in dem so entstehenden Zwischenraum die Schaufel als einheitlich zusammenhängende Fläche angeordnet. Diese Ausführungsform dürfte sich ins- ^5 besondere für Seeflugzeuge eignen, da sie einfach zu handhaben und leicht zu verstauen ist und, glatt auf Deck gelegt, außerdem einen geringen Luftwiderstand hat.

Der Nachteil aller Anker mit beiderseitiger Wirkungsmöglichkeit der Schaufeln wie in Abb. 3 und 5 ist, daß der Eingriffswinkel γ bei gleicher Eindringungstiefe, wie sie Admiralitätsanker und Draggen haben, an der Spitze nicht ganz dem Optimum genähert werden kann, da sonst der Schaft zu lang bzw. der Winkel β bei kürzerem Schaft zu groß würde. Es wird deshalb im allgemeinen ein durchgehender Mittelwert des Winkels γ von .— 45 ° verwandt. In Fällen, wo gegen einen etwas längeren Schaft keine Bedenken bestehen, ergibt sich eine wirksamere Schaufelform nach Abb. 6. Hier ist der Winkel γ zu —30 ° gewählt ähnlich wie beim Stockanker in Abb. 2 und steigt am Schaufelende auf y' = 45 ° bis 60 °. Es ergibt sich außerdem der Vorteil, daß mehr Platz für die Unterbringung des durchgehenden Bolzens gewonnen wird, Verstärkungsrippen in das Innere verlegt werden können und ein Anschlag in einfachster Form mit der Schaufelfläche verbunden werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Anker für Wasserflugzeuge mit in lotrechter Ebene beiderseits zugeschärftem "5 Ankerschaft, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: Der Zuschärfungswinkel des Ankerschaftes beträgt in an sich bekannter Weise etwa 30 °. Die Ankerschaufehl haben in an sich bekannter no Weise einen Eingriffswinkel von etwa 30 °. Die Ankerschaufehl verlaufen in zunehmender Krümmung von etwa 30 ° an der Schaufelspitze bis auf etwa 45 ° bis höchstens 60 ° in Schaftnähe. "5

2. Anker für Wasserflugzeuge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des in lotrechter Ebene ein zugeschärftes Profil aufweisenden Schaftes drehbar angeordnete Ankerblätter, die von der Spitze nach dem Schafte zu mit zunehmender Krümmung verlaufen, hinter der Dreh-

achse in an sich bekannter Weise durch ein in der Ankerblattebene liegendes Stück vereinigt sind.

3. Anker für Wasserflugzeuge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines an sich bekannten gegabelten Schaftes, in dessen Zwischenraum eine durchgehende Schaufelplatte bis zu bestimmtem Winkel nach beiden Seiten drehbar angeordnet ist, die Gabelarme beiderseits (etwa unter Winkern von 30 °) zugescharrte Profile aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen