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Windfahne, insbesondere für Reklamezwecke Die Erfindung betrifft Windfahnen
und ähnliche Einrichtungen, wie sie beispielsweise zu Reklamezwecken verwendet und
gegebenenfalls auch durch Luftfahrzeuge, insbesondere durch langsam fliegende Luftfahrzeuge,
wie Windmühlenflugzeuge, über den Himmel gezogen werden können und durch den Luftzug
straff gespannt werden sollen. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Windfahne,
die der Luft ein Minimum von Widerstand bietet, von hoher Stabilität ist und gegen
Verdrehung und Verwindung gesichert ist, wenn sie in vertikaler Richtung durch die
Luft gezogen wird.
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Wie an Hand des weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiels noch
näher erläutert werden wird, besteht die Windfahne aus einem Paar paralleler Hauptrippen,
die sich längs der äußersten Ober- und Unterkanten der Fahne über ihre ganze Länge
erstrecken. Zwischen diesen Hauptrippen befinden sich eine Anzahl Hilfs- oder Zwischenrippen,
die ebenfalls über die ganze Länge der Windfahne reichen. Quer dazu verlaufen mehrere
im wesentlichen parallele Spreizstangen, .die voneinander in geeigneten Abständen
angebracht sind. Eine solche Spreizstange befindet sich an der Vorderkante und eine
andere an der Hinterkante der Windfahne. Die Rippen sind an diesen Querstangen an
ihren Schnittpunkten befestigt, und außerdem verlaufen eine oder mehrere verstärkende
Querschnüre oder Leinen von der obersten Ecke der vorderen Führungskante der Windfahne
zu den unteren Enden einer oder mehrerer der quer verlaufenden Spreizstangen, die
unmittelbar hinter der vorderen Spreizstange folgen. Von der vorderen Spreizstange
aus erstreckt sich nach vorn eine aus Fesselleinen gebildete Befestigungsvorrichtung,
die vom oberen und unteren Ende der vorderen Spreizstange aus zu einem Vereinigungspunkt
führen, an dem diese Leinen in der gestrafften Stellung geradlinig zusammenlaufen.
Dieser Punkt liegt etwas oberhalb der verlängerten oberen Kante der Windfahne. Von
ihm aus gehen auch noch eine oder mehrere Hilfsfesselleinen zu Zwischenpunkten auf
der vorderen Spreizstange. Am hinteren Ende der Windfahne ist oben und unten an
der Spreizstange j e ein aerodynamischer Widerstandskörper von im wesentlichen kegelförmiger
nach hinten zusammengehender Gestalt befestigt, und zwar sind diese Windkörper in
geeignetem Abstand hinter der Schlußspreizstange an Leinen angehängt. Auf diesem
netzartigen Gestell sind eine Reihe von Buchstaben oder anderen Zeichen angebracht,
die aus Gewebe bestehen und die im wesentlichen rohrartige parallele Hohlsäume haben,
die an den Haupt- und
Hilfsrippen -entsprechenden. Stellen angebracht
sind und durch die diese Rippen lose hindurchgehen. Die vorderen Enden dieser röhrenartigen
Säume sind dabei fest an den Rippen angebracht.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform, die sich als besonders zweckmäßig und vorteihaft
erwiesen hat. In der Zeichnung stellt dar: Fig. i eine etwas schematische und teilweise
abgebrochene Zeichnung, aus der sich die Anwendungsweise der neuen Windfahne ergibt,
Fig.2 eine Gesamtansicht der Windfahne in etwas größerem Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt
längs. der Linie 3-3 der Fig. 2, noch etwas vergrößert, Fig. q. ein teilweises Schnittbild
längs der Linie 4-4 der Fig. 2, in weiter vergrößertem Maßstab, Fig. 5- eine Ansicht
des oberen Endes einer Ouerspreizstange, _ Fig. 6 eine schematische vektor-analytische
Darstellung einer Windfahne nach der Erfindung, Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche
schematische Darstellung unter zwei verschiedenen, gegensätzlichen Anwendungsbedingungen
und Fig. 8 eine Endansicht der vektor-analytischeu Darstellung aus Fig. 7, die in
der Endaufsicht das Ergebnis einer seitlichen Störung durch eine äußerer Kraft in
der unstabilen ,der beiden dargestellten auftretenden Bedingungen erläutert.
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Bei der in den Figuren dargestellten Aus-. führungsform der Erfindung
ist eine Spreizstange 6 an der Vorderkante und eine Spreizstange .7 an der Hinterkante
der Windfahne vorgesehen., Zwischen diesen beiden Stangen ist eine geeignete Anzahl
von Zwischen- j spreizstangen 8 und 9 in geeigneten Abständen angebracht.
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Die oberen Enden der Spreizstangen 6 bis 9 und je nach der Länge der
Windfahnen etwa weiterer benutzter Spreizstangen sind mit einer Hauptrippe io verbunden,
und eine entsprechende Hauptrippe i i verbindet die unteren Enden der Spreizstangen.
Die Art der - Verbindung ist beispielsweise in Fig. 5 gezeigt. Weiter sind dünnere
oder leichtere Zwischenrippen 12 angebracht, die in ähnlicher Weise an den Spreizstangen
befestigt sind und in geeigneter Weise auseinandergehalten werden.
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Von der vorderen Spreizstange 6 aus erstreckt sich eine Fesseleinrichtung
13 nach vorn, die aus der oberen und unteren Hauptfesselleine 1q. bzw. 15
besteht, die vom oberen bzw. unteren Ende der vorderen Spreizstange 6 ausgehen und
sich in einem Punkt 16 vereinigen. Wenn die Fesseleinrichtung und die Windfahne
gestrafft sind, so liegt dieser Vereinigungspunkt 16 etwas oberhalb der Verlängerungslinie
der oberen Hauptrippe io. Wie in den Fig. i und 2 dargestellt ist, können zwischen
diesem Punkt 16 und der vorderen Spreizstange noch weitere Hilfsfesselleinen 17
gezogen sein. Von dem Punkt £6 aus führt ein Verbindungstau 18 zu einem geeigneten
Befestigungspunkt i9, beispielsweise am Fahrgestell eines Luftfahrzeuges 2o. Hier
ist die Leine lösbar befestigt.
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Vom oberen Ende der vorderen Spreiazstange6 aus gehen eine oder zwei
quer verlaufende Verstärkungsleinen 2,1 zu den unteren Enden der unmittelbar folgenden
Spreizstangen 8 und 9 und zu @ allen gegebenenfalls noch folgenden Spreizstangen.
Die schräge Verbindung mit dem unteren Ende der vordersten Spreizstange ist dabei
wesentlicher als die schräge Verbindung zu jeder darauffolgenden Spreizstange.
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Am oberen und .am unteren Ende der Schlußspreizstange7 ist .ein Paar
aerodynarnischer Widerstandselemente 2:2,23 an Leinen 24,25 in geeignetem Abstand
hinter der Stange 7 angebracht. Diese Widerstandskörper 22 und 23 haben gewöhnlich
röhrenförmige Gestalt und bestehen aus Stoff, wie Segeltuch o. dgl. Sie bilden an
beiden Seiten offene, nach hinten sich verjüngende Tüten und sind vorn an Ringen
26 befestigt, die für die dauernde Offenhaltung der vorderen Tütenöffnungen sorgen.
Von dem Ring 26 gehen zusammenlaufende Leinen 27 aus, die an die Verbindungsleinen
24 und 25 befestigt sind. -Die Buchstaben oder sonstigen Zeichen 28, die von der
Windfahne getragen werden, sind aus geeignetem Gewebe, wie Seide, Segeltuch o. dgl.,
hergestellt. Jedes der Zeichen 28 besitzt eine Reihe im Abstand voneinander angebrachter,
röhrenförmiger Säume 29, 30 und 3i, durch die die Rippen io, ii und 12 hindurchgehen
(Fig. 3 und q.). Die Verbindung dieser röhrenartigen Säume 29, 30 und 3 ist
aus Fig. q. genau zu erkennen, in der auch die Durchnähungen 32 und 33 gezeigt sind.
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Die Rippen io, ii und 12 gehen durch die so gebildeten Röhren im allgemeinen
lose hindurch, nur an den Vorderenden sind sie mit den Rändern der betreffenden
Hohlsäume fest verbunden. Auf diese Weise sitzt die Vorderkante jedes Buchstabens
fest an den Rippen, während- die hinteren Teile des Buchstabens gleitbar durch die
über die Rippen gezogenen Hohlsäume von diesen gehalten werden.
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Durch die im vorstehenden beschriebene Ausbildung der Windfahne ist
der Luftwiderstand' der ganzen Fahne auf ein Mindestmaß
beschränkt
und die Stabilität der Fahne in bezug auf ihre im großen und ganzen vertikale Lage
sichergestellt. Die Buchstaben sind daher vom Boden aus gut zu lesen. Im Bedarfsfalle
können die Buchstaben oder die anderen von der Windfahne getragenen Zeichen niedriger
sein, als es der Höhe der Fahne selbst entspricht, und auf diese Weise können nach
Wunsch auch zwei Zeilen übereinander auf der ganzen Länge der Fahne oder auf einem
Teile der Fahne angebracht werden.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wenn die Windfahne an
einem Defestigungspunkt gefesselt durch die Luft weht, so ist die Fahne gewissen
mechanischen und aerodynamischen Kräften ausgesetzt. Die Fahne hat ein konstantes
Gewicht W und für eine bestimmte Geschwindigkeit einen konstanten Luftwiderstand
D (Fig. 6). Bei dieser Geschwindigkeit ist der Widerstand gleich der horizontalen
Komponente des Zuges T in der Schleppleine 18. Die Schleppleine bildet einen Winkel
O mit der Horizontalen, und es gilt folgende Beziehung: .
und .weiter
Für das Fluggleichgewicht müssen die von den oberen und unteren Enden der Spreizstange
6 ausgehenden Fesselleinen t1 und t2 (Fig.6 und 7) von solcher Länge sein, daß die
zahlreichen möglichen Stellungen des Fesselpunktes A auf einem geometrischen Ort
liegen, der bestimmt wird durch eine Gerade, die durch den Mittelpunkt der vorderen
Spreizstange 6 verläuft und mit der Horizontalen einen Winkel 0 bildet.
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Durch die genaue Lagedes Punktes A wird die Stabilität der Windfahne
bestimmt. Die Fig.7 und 8 zeigen in zwei Ausführungsbeispielen zwei der möglichen
Stellungen. Die nach unten gerichtete vertikale Komponente e2 des Fesselleinenzuges
im Falle der kurzen Fessel A2 ist so gezeichnet, daß sie die Seitenlage der Windfahne
stört, sobald eine äußere Kraft eine Winkelverschiebung eingeleitet hat. Abgesehen
von großen Winkeln bei einer solchen Verschiebung, stellt diese Anordnung also einen
labilen Zustand dar.
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Bei Verwendung einer langen Fessel, bei der der Vereinigungspunkt
der Leinen bei A, ist, wirkt die nach oben gerichtete vertikale Komponente des Fesselleinenzuges
korrigierend und führt die wünschenswerte Seitenstabilität der Windfahne im Fluge
herbei. Man erkennt, daß unbedingte Seitenstabilität nur dann besteht, wenn der
Fesselpunkt oberhalb der oberen Begrenzungslinie der Windfahne liegt. Labiles Gleichgewicht
besteht, wenn dieser Punkt genau in der Verlängerung dieser Linie liegt, während
ein labiler Zustand, abgesehen von großen Winkeln bei einer seitlichen Verlagerung,,
vorhanden ist, wenn der Fesselpunkt 16 unterhalb der oberen horizontalen Begrenzungslinie
zu liegen kommt, wie es bei A2 angegeben ist.
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Die Hauptfesselleinen erfahren einen gleichen Zug (t1 - t2
-T,la), dessen horizontale Komponenten d$,, h2 zur Erzielung des Gleichgewichts
gleich sein müssen .den Widerständen d1 und d2, während deren Summe gleich dem Gesamtzug
D der Windfahne ist. Es gilt also die Beziehung
Unter der Voraussetzung, daß 1l - t2 ist, gilt also
Dabei ist jedoch ö, C ö2, also AI > h2, also hl > dl und h2 C dz.
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Aus 'den Fig. z und 6 erkennt man, daß der Unterschied zwischen den
horizontalen Komponenten der Spannungen in der oberen und der unteren Fesselleine
geringer wird mit wachsender Länge der Fesseln. Aus praktischen Gründen ist jedoch
der Länge der Fessel eine gewisse Grenze gesetzt. Eine oder mehrere diagonale Leinen
2i dienen dazu, vom unteren Punkt p2 der vorderen Spreizstange 6 auf den oberen
Endpunkt pi dieser Stange denjenigen Teil des Zuges d2 zu übertragen, um den d2
größer ist als h2 (Fig.6). Es ergibt sich also, daß die Notwendigkeit der Schrägverstärkung
immer geringer wird, je mehr die Länge der Fessel zunimmt und 'je mehr sich d1 dem
Werte d2 nähert. Diese beiden Winkel werden gleich groß, wenn die Fessellänge uriendlich
groß ist.