EP4301476A1 - Schwimmflosse - Google Patents

Schwimmflosse

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Publication number
EP4301476A1
EP4301476A1 EP23704332.8A EP23704332A EP4301476A1 EP 4301476 A1 EP4301476 A1 EP 4301476A1 EP 23704332 A EP23704332 A EP 23704332A EP 4301476 A1 EP4301476 A1 EP 4301476A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
holder
blades
blade
elongate
foot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23704332.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Aleksei MATIAEV
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2022103315A external-priority patent/RU2792870C1/ru
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4301476A1 publication Critical patent/EP4301476A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B31/00—Swimming aids
    • A63B31/08—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs
    • A63B31/10—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet
    • A63B31/11—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet attachable only to the feet
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B31/00—Swimming aids
    • A63B31/08—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs
    • A63B31/10—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet
    • A63B31/11—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet attachable only to the feet
    • A63B2031/112—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet attachable only to the feet with means facilitating walking, e.g. rectractable, detachable or pivotable blades
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B31/00—Swimming aids
    • A63B31/08—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs
    • A63B31/10—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet
    • A63B31/11—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet attachable only to the feet
    • A63B2031/115—Swim fins, flippers or other swimming aids held by, or attachable to, the hands, arms, feet or legs held by, or attachable to, the hands or feet attachable only to the feet with blade at an angle to the plane of the foot when in use, e.g. to reduce plantar flexion

Definitions

  • This invention relates to swimming aids, underwater exercise and muscle toning and may be used in the construction of a foot-mount flipper.
  • FR 2931690 A1 discloses a swim fin with a foot part that can be fastened to the foot of the swimmer and a swim fin blade that is fastened to the tip of the foot part.
  • the swimming fin blade has an elongated bracket and at least two streamlined blades.
  • the blades are mounted on both sides in the elongate holder such that they can rotate back and forth by a predeterminable angle in both directions about pivot axes running transversely to a longitudinal axis of the elongate holder.
  • the blades are mounted in the elongated holder using a common axle.
  • the foot piece attachable to the swimmer's foot comprises a reinforced sole to which the elongated holder of the swimming fin blade is attached.
  • the longitudinal axis of the elongate holder is inclined at an angle of 12° with respect to the sole of the foot part During fin flapping movements, the elongate support rotates and/or flexes relative to the foot portion attachable to the swimmer's foot.
  • the material from which the elongated holder is made is stiff enough not to deform excessively in bending and torsion.
  • WO 2010/140965 A1 discloses a swim fin with a foot part that can be fastened to the foot of the swimmer and has a toe part and a swim fin blade that is fastened to the foot part.
  • the swim fin blade includes an elongated bracket and at least one streamlined blade extending transversely to a longitudinal axis of the elongated bracket.
  • the blade is mounted on both sides in the elongate holder such that it can be rotated back and forth in both directions about a pivot axis running transversely to a longitudinal axis of the elongate holder.
  • the elongate retainer is rigidly disposed at the toe at an angle of between 20° and 60° of its longitudinal axis relative to the sole of the foot portion.
  • the shovel may be hollow to fill with water during diving.
  • the blade tips also referred to as side edges, can be delimited by vertical wall parts.
  • the elongated holder can also be arranged so as to protrude obliquely, deviating from the longitudinal axis of the foot part.
  • the technical solution comes closest to the swimming fin known from FR 2 931 690 A1.
  • This includes a shoe that is connected to one or more blade devices.
  • the vane assembly includes an elongate holder having a cylindrical receiving bore extending therethrough perpendicular to its longitudinal direction. It further comprises a propulsion part consisting of two streamlined blades. These are mounted with their side surface on both sides on an axle. The leading edge of the blades runs parallel to this axis, which is rotatably mounted in the mounting hole of the holder.
  • angle of attack "leading edge”, “chord” and “blade” are borrowed from aerodynamics.
  • the specification includes a fin design that includes vane pivot stops. These are connected to a rod that can be moved inside the holder. It has a thread at the end onto which a knurled knob is screwed for adjustment. It also states that the swimmer must turn the knurled knob located at the holder end by hand to adjust the paddle angle. This will change the blade pitch angle relative to the holder.
  • the swimmer must stop and pause their progression in the water each time to make the above adjustment. It should also be noted that it is not entirely convenient to carry out this operation without removing the flipper from the foot.
  • the holder is rigidly designed to avoid deformation when the flipper is used.
  • a rigid, dimensionally stable holder is also necessary to prevent the device for adjusting the angle of attack of blades from getting stuck.
  • the description also states that the holder is inclined by about 10 degrees in relation to the sole of the foot. Such a holder construction makes entry into the Water from land much more difficult with flippers already on.
  • the efficiency of the swim fin was evaluated on a dynamometric test bench.
  • the principle diagram of the test stand is shown in Fig. 12.
  • the method for evaluating the effectiveness of the fins was as follows:
  • the flipper to be evaluated was placed on the lower horizontal bar of the test bench,
  • the test bench drive generated down and up movements of the horizontal bar with constant frequency.
  • Blade against the water flow increases by leaps and bounds.
  • the change in forces during the flapping movement of the fins is shown more clearly using the example of a shovel in FIG.
  • the water pressure P acts on the surface of the shovel. This creates a force Q that is directly proportional to the product of this pressure and the blade area projection.
  • K a constant coefficient for the given flow velocity
  • reaction force R is calculated using the following formula:
  • Cw is the drag coefficient
  • the fin vane in this case can be viewed as a plate. Cw is 1. Accordingly, F can be assumed to be equal to Q.
  • the force that is applied to the swim fin to overcome the flow resistance F corresponds to the expenditure of energy that is converted into the reaction force R.
  • FIG. 11 Three diagrams (a, b, c) in Fig. 11 clearly show that the blade is most effective in the initial phase of the flapping movement.
  • the force R In the middle phase of the kicking movement (diagram b), the force R reaches its maximum value with a simultaneous reduction in efficiency. Furthermore, the reaction force R decreases while the resistance force increases rapidly. This leads to a significant reduction in blade efficiency.
  • Attaching the fins to one or more holders using axles solves the problem of pivoting or rotating the fins through a larger angle executes without propulsion being generated. This is because of the following reason.
  • the blades must also reverse to the opposite position so that the water can be pushed off.
  • the flipper must start flipping in the opposite direction from a dead point. In the initial phase of the flapping motion, the blade first rotates into a position where it begins to push off the water. Only then does the working stroke movement of the fin begin. In the initial phase of the fin the mentioned empty space will take place. This slack leads to a significant reduction in the efficiency of the flippers.
  • connection of the vanes to the holder via elastic hinges allows the vanes to return to the neutral position at the end of the stroke. This will reduce the idle travel by half and the problem will be less pronounced.
  • Elastic hinges are poorly regulated and do not allow the blade to rotate more than 30 degrees.
  • the foot part attachable to the swimmer's foot generally comprises a sole with a reinforcement to which the elongate holder of the fin blade is connected.
  • the elongated holder is advantageously connected in an articulated manner to the sole reinforcement of the foot part which can be fastened to the foot of the swimmer.
  • the joint can be provided with at least one return spring.
  • the holder is designed to be elastically deformable or rigid.
  • the elongate support may be designed to be elastically deformable and rigidly connected to the sole reinforcement of the foot portion attachable to the swimmer's foot.
  • the elongate holder may have interior spaces, exterior ribs, and openings of various shapes.
  • the interior spaces can be both closed and communicating with the outside environment to allow the ingress of water.
  • the longitudinal axis of the elongate support is oriented forward of the foot portion attachable to the swimmer's foot. It is advantageously positioned at an angle of 0° to 20° to the longitudinal axis of the elongate holder.
  • the blades are generally mounted in the elongated holder using a common axis.
  • blades arranged opposite one another are connected to one another by means of a traverse which passes through an opening present in the elongate holder.
  • the opening in the elongate holder is larger than the traverse through it.
  • the opening has a non-round shape.
  • stops Inside the opening there are stops to limit the rotary movements of the verse provided around the pivot axes of the respective blades.
  • the surface of the opening may be covered with a material to cushion the contact between the stops and the traverse.
  • 15 shows possible shapes of openings in the elongate holder.
  • the openings provided in the elongate holder can also have a different shape.
  • the elongate support of the blade may be composed, at least in part, of modules of airfoil blades.
  • the elongate holder is provided on at least one side with at least one projection for limiting the rotation of the airfoil blade.
  • the technical result of the invention is to increase the efficiency of the flipper.
  • Fig. 1 the flipper in an axonometric representation
  • FIG. 3 is a side view of the swim fin with a hinge connecting the sole reinforcement and the elongated bracket;
  • Fig. 4 functional phases of the swimming fin during its down movement
  • 5a, 5b schematically show the function of the swim fin during its upstroke and downstroke movement
  • FIG. 6 shows a streamlined blade
  • 7a shows the side view of a swim fin with a rigid connection of the sole reinforcement and the elongated holder
  • Fig. 10 functional phases of a swimming fin prototype according to French patent no. 2931690 during the tee movement
  • FIG. 11 shows schematically the action of forces on blades of the swimming fin prototype according to French Patent No. 2931690 in individual downstroke movement phases and
  • Figure 13 shows the position of planes of the elongate holder.
  • FIG. 14 is an exploded view of the swim fin with fins attached using traverses.
  • Fig. 15 design variants of openings present in the elongated holder.
  • Fig. 16 the "traverse-blade" connection.
  • FIG. 17 different embodiments in 17a, 17b and 17c of construction elements of the elongate holder. Reference numbers in Fig. 1 to 17:
  • the swimming fin comprises a foot part 1 which can be fastened to the foot of the swimmer and a fin blade 2 which is attached to the foot part 1 .
  • the foot part 1 is advantageously made of rubber and/or thermoelastoplast and designed in the manner of a shoe 3 (FIG. 1), but other designs are possible, for example in the form of a bag (low shoe) 4 with several fastening straps (Figure 2).
  • the foot part 1 is provided with a stiff sole and can contain a sole reinforcement 26 for stiffening purposes.
  • the sole reinforcement 26 can be made of a polymer together with the shoe 3 and also of another material, such as metal, polymer reinforced with carbon and/or other fibers, veneer wood, fiberglass, etc.
  • the sole reinforcement 26 can be made with the Sole of the foot part 1 can be connected by means of rivets, threads, glue or welding and/or injected into the "body" of the sole of the foot part 1.
  • the front part of the foot part 1 has a fork piece 28 for connection to the elongated holder 5 .
  • the blade 2 comprises an elongate holder 5 directed from the tip
  • the longitudinal axis 9 of the elongated holder 5 advantageously runs parallel to the longitudinal axis 10 of the shoe 3 in its longitudinal direction.
  • the elongate holder 5 is attached to the foot part 1 (FIG. 3) by means of a joint 27 .
  • the joint 27 includes a fork piece 28 which can be designed uniformly both with the elongated holder 5 and with the foot part 1 .
  • the joint further comprises the counterpart of the joint 27 and an axis 29.
  • the joint 27 allows the elongate holder 5 to be rotated in relation to the foot part 1.
  • the longitudinal axis 9 of the elongate holder 5 can change its position in relation to the longitudinal axis 10 of the foot part 1 .
  • the joint 27 is provided with at least one return spring 30 .
  • the spring 30, alone or as part of a spring device, returns the elongate holder 5 to its middle basic position after the leg kick movement has ended.
  • the characteristics of the spring 30 or the spring device are adjusted in such a way that the force exerted by the swimmer is used effectively.
  • the characteristic of the spring 30 or the spring device can be either linear or non-linear.
  • the elongated holder 5 is designed to be rigid (FIGS. 3 and 4), but can also be elastically deformable (FIGS. 7a, 7b and 7c).
  • the elongate holder 5 may have interior spaces 51, exterior ribs 49, and openings 50 of various shapes.
  • the interior spaces 51 can be both closed and connected to the outside environment to allow ingress of water.
  • a preferred combined use of ribs, openings and internal spaces allows regulation of elastic deformation of the elongate holder both in the vertical plane 43 and in the horizontal plane 44 (see Fig. 13 and Fig. 17).
  • An elastically deformable holder 5 can also be rigidly connected to the foot part 1, for example by means of a coupling piece 32.
  • the longitudinal axis 9 bends in the process of the elongate holder 5 together with the holder 5 in relation to the longitudinal axis 10 of the foot part 1 due to elastic deformation of the actual holder 5 during a leg kick movement and/or due to a thinned area present in the elongate holder 5 .
  • the elongate holder 5 usually consists of one piece. However, it can, at least in part, be composed of several modules 11 of streamlined blades 7i and 8i (FIG. 8).
  • the elongate holder 5 has at least one stabilizer 31 in the form of a flare at the holder end in a plane perpendicular to the axis of rotation 19 of the aerofoil blades 7-7i and 8-8i, respectively.
  • the elongate holder 5 can be made of metal, a polymer reinforced with carbon and/or other fibers, plywood, fiberglass, etc.
  • Airfoil blades 7 and 8 are pivotally mounted in the elongate holder 5 on either side thereof on a common pivoting connecting axle 13. This is mounted in the bore 12, usually with the possibility of the aerofoil blades 7 and 8 rotating with it together with its connection axis 13 in both directions in relation to the above-mentioned elongate holder 5 by a predetermined angle.
  • the rotation is in one direction at an angle ßi between the longitudinal axis 9 of the elongated holder 5, which runs in its longitudinal direction, and the plane of symmetry 14 of the /-th streamlined blade 7 or 8 during an upstroke movement 15 of the swimmer's leg possible.
  • a rotation in the opposite direction is possible by an angle ⁇ between the above axis 9 and the plane 14 at a knock-off movement 16 of the swimmer's leg.
  • the plane of symmetry 14 of the /-th streamlined blades 7 and 8 runs through the leading edge 17 of the blades 7 and 8, their trailing edge 18 and the axis of rotation 19 of the blades 7 and 8.
  • Angles of rotation ßi and Yi of the blades 7 - 7i and 8 - 8i may differ from blades that close to the foot portion 1 and those located at the far end of the holder 5 in the fin blade 2.
  • the airfoil blades 7 and 8 may be separable from the elongated bracket 5.
  • the outline of the streamlined blades 7 and 8 is advantageously trapezoidal with rounded corners. However, they can also have a different shape.
  • Each of the aerofoil blades 7 and 8 has a leading (leading) edge 17 directed towards the root part 1, a trailing edge 18, two side edges 20 and two aerofoil surfaces 21 in between (Fig. 6).
  • Inserted into each of the streamlined blades 7 and 8 is a common rotating connecting axis 13 which is located in the first third of the length 22 (chord) of the blades 7 and 8, respectively, on the leading edge 17 side.
  • the blade leading edge 17 is curved and/or straight, but positioned at an angle to the axis of rotation 19 of the blade 7 or 8.
  • the leading edge 17 of the blade 7 or 8 can also be formed as a bent straight line .
  • the aerofoil blades 7 and 8 on one side of the elongate holder 5 can have the same or different dimensions, for example in terms of their length 22 and/or width 23, compared to the aerofoil blades 8 and 8 on the other side of the elongate holder 5 7.
  • the blades 7 and 8 can be provided with through openings 24 for water overflow and reduction of the pressure on the blades 7 and 8.
  • a common rotating connection axis 13 of the aerofoil blades 7 and 8 can also serve to increase the rigidity of these blades.
  • the above-mentioned axle 13 is inserted quite deeply into the blade 7 or 8, respectively.
  • the blade 2 is usually provided with two or more pairs of streamlined blades 7-7i and 8-8i.
  • the dimensions of each pair of streamlined blades are advantageously the same, but they can also be different. This applies to all blade pairs as well as to just one or more pairs.
  • the streamlined blades 7 and 8 are advantageously of rigid design. They retain their shape under the action of the water flow. But they can also be elastic, bendable in the longitudinal and/or transverse direction in relation to the longitudinal axis 9 of the elongate holder 5 on its long side.
  • the fin blade 2 has a limiter for the rotation of the streamlined blades 7 or 8 by a predetermined angle, advantageously together with the common axis of rotation 13 connecting them.
  • the limiter can be designed as at least one projection 25 . It is arranged on the elongate holder 5 with the possibility of abutment against the projection of at least one of the streamlined blades 7 or 8 in its end-of-rotation position (Fig. 5a, 5b).
  • the projection 25 on the elongate holder 5 is advantageously cylindrical. It is arranged on the side surface of the elongate holder, but it can also have another shape.
  • each pair of airfoil blades 7-7i and 8-8i has a corresponding projection 25-25i
  • Delimiting projections 25 can be formed on the opposite side surfaces of the elongated holder 5 for each airfoil blade 7 or 8, but at least one projection 25 each on the opposite sides in relation to the axis of rotation 19 of the airfoil blades 7 or 8. Projections 25 can be integral with the elongate holder 5 or be attached to it as separate parts.
  • the protrusion 25 for limiting the rotation of the blades 7 and 8 may be covered with rubber to cushion the contact between the blades 7 and 8 and the protrusion 25, respectively. Other substances with con- suitable for clock damping properties.
  • the actual projection 25 on the elongated holder 5 can consist entirely of one material. This must guarantee damping and/or a softer contact between the blades 7 or 8 and the limiting projection 25.
  • the blades 7-7i and 8-8i respectively can be attached to the elongate support 5 by means of a so-called free joint ( Figures 14 and 15).
  • the blades 7-7i and 8-8i are connected to one another by means of a plate-shaped cross member 46, for example, which passes through an opening present in the elongated holder 5, for example a hole 45, 45i.
  • the opening 45, 45i in the elongate holder 5 has larger dimensions than the traverse 46 passing through it.
  • the opening 45, 45i has a non-round shape.
  • stops 47 and 48 for limiting rotary movements of the traverse 46 about the pivot axes, also referred to as rotary axes 19, of the respective blades 7-7i and 8-8i.
  • the surface of the opening 45, 45i can be covered with a material in order to dampen the impact of the traverse 46 on the stops 47, 48.
  • the contact between the stops 47, 48 and the traverse 46 connected to the blades 7-7i or 8-8i, which is repeated with each fin stroke, is made softer.
  • 15 shows possible shapes of openings 45, 45i in the elongate holder 5.
  • the openings 45, 45i provided in the elongate holder 5 can also have a different shape.
  • stops 47, 48 which limit the rotational movement of the traverses 46, can also be arranged directly on the holder 5 outside of the free joint.
  • the traverse 46 is advantageously positioned in the front half of the blades 7-7i or 8-8i (FIG. 16).
  • the traverse 46 is advantageously flat, but can also have a different design.
  • the free joint can be provided laterally with covers 52 (Fig. 14).
  • the covers 52 form vertical wall parts on the inner sides of the streamlined blade surfaces 21 of the blades 7, 7i, 8, 8i, which face the holder 5.
  • the covers 52 can be formed by disks, include such disks or be surrounded by disks.
  • the covers 52 formed, for example, by discs advantageously each span planes on which the respective pivot or rotation axes 19 of the blades 7, 7i, 8, 8i stand perpendicularly.
  • the aforementioned cover 52 effectively prevents the openings in the elongate holder 5, which are embodied as holes 45, 45i, for example, from becoming soiled.
  • the covers 52 prevent the openings 45, 45i from clogging with algae.
  • the cover 52 can either be embedded in the body of the holder 5 or protrude outwards.
  • the fin can be made of materials with positive buoyancy.
  • the swim fin works as follows:
  • the swimmer performs upstrokes 15 and downstrokes 16 with his legs as he advances through the water, as shown in Figures 4, 5a, 5b and 7b.
  • the streamlined blades 7 and 8 are rotated by an angle ⁇ i under the effect of the water pressure.
  • the rotating blades 7 and 8 strike against the limiting projections 25 present on the elongated holder 5 when they reach their end position.
  • the blades 7 and 8 are then repelled by the water.
  • the push-off force is transmitted to the swimmer via the elongated holder 5 and the foot part 1 .
  • the streamlined blades 7 and 8 are rotated by an angle ⁇ i under the effect of the water pressure at the downstroke 16 of the fin (FIG. 5b).
  • the rotating blades 7 and 8 strike against the limiting projections 25 present on the elongated holder 5 .
  • the blades 7 and 8 are then pushed off by the water.
  • the push-off force is transmitted to the swimmer via the elongate holder 5 and the foot part 1 .
  • the water pressure on the blade 2 increases because the angle of attack of the streamlined shovel 7 or 8 has increased.
  • the elongate holder 5 rotates in the joint 27 attached to the foot part 1 under increased water pressure.
  • the angle of attack of the streamlined blade 7 or 8 decreases. This leads to a reduction in the resistance of the fin blade 2 and to an increase in the reaction force.
  • the elongate holder 5 is rotated through an even greater angle in relation to the foot part 1 . This reduces the angle of attack of the blade 7 or 8.
  • the resistance of the fin blade 2 can thus be reduced.
  • the blade 2 returns to its initial position in relation to the foot part 1 under the action of the spring 30 of the articulation 27 . It gives the swimmer an extra push impulse.
  • the bracket 5 may be rigidly attached to the foot portion 1 ( Figures 7a, 7b and 7c).
  • the streamlined blades 7 and 8 are rotated by an angle ⁇ 1 under the water pressure when the swim fin impacts 15 (similar to FIG. 5a).
  • the rotating blades 7 and 8 strike against the limiting projections 25 present on the elongated holder 5 .
  • the blades 7 and 8 are then repelled by the water.
  • the push-off force is transmitted to the swimmer via the elongate holder 5 and the foot part 1 .
  • the elongate holder 5 deforms elastically.
  • the longitudinal axis 9 thereof bends in relation to the root part 1.
  • the angle of attack of the streamlined blade decreases, which leads to a reduction in the drag of the blade 2 and an increase in the reaction force.
  • the elongated holder 5 bends by an even greater angle in relation to the foot part 1. It thereby reduces the angle of attack of the shovel 7 or 8.
  • the effect of water pressure on the fin blade 2 increases because the angle of attack of the streamlined shovel has increased.
  • the elongated holder 5 deforms elastically. Its longitudinal axis 9 bends in relation to the foot part 1.
  • the bending of the elongated holder 5 reduces the angle of attack of the streamlined blade 7 or 8. This leads to a reduction in the resistance of the fin blade 2 and to an increase in the reaction force. If the flapping motion of the swimming fin continues and the water pressure on the blade 2 increases, the elongated holder 5 bends elastically by an even greater angle in relation to the foot part 1. It thereby reduces the angle of attack of the shovel 7 or 8.
  • the elasticity of the elongate holder 5 is higher in a vertical plane 43, or vertical plane 43 for short, than in one that is perpendicular to this plane, rises normally on the vertical plane 43 and is spanned by the streamlined blades and the longitudinal axis 9 of the Holder 5 enclosing horizontal plane 44, briefly horizontal plane 44 (Fig. 13).
  • the fin efficiency can be increased by elastic deformation of the elongated holder 5 in the vertical plane 43 .
  • a simultaneous elastic deformation in the horizontal plane 44 is disadvantageous.
  • a deformation of the swimming fins in the horizontal plane 44 has a negative effect, since the fin begins to deflect laterally when the legs are kicked. This dislocates the swimmer's ankle, resulting in increased muscular effort.
  • the elasticity of the elongated holder 5 in the vertical plane 43 should be higher than the elasticity in the horizontal plane 44. At least the holder 5 should have the same elasticity in the vertical plane 43 as in the horizontal plane 44.
  • the elasticity of the elongated holder 5 in the vertical plane 43 and in the horizontal plane 44 can be regulated by the following construction elements: ribs 49, openings 50, and the interior spaces present in the holder 5.
  • the interior spaces 51 of the holder 5 can both be closed and communicate with the outside environment in order to allow the ingress of water.
  • elastic deformation of the elongate holder can be regulated both in the vertical plane 43 and in the horizontal plane 44 (Figs. 13 and 17).
  • the swim fin described allows the rotation angles ⁇ and ⁇ of each pair of blades 7-7i and 8-8i to be optimized.
  • the swimmer receives a stronger shock impulse with smaller values of the angles of rotation ß and y of blades 7 - 7i and 8 - 8i, while larger angles of rotation ß and y of blades 7 - 7i and 8 - 8i contribute to the economical use of muscle power by the swimmer.
  • a change in the position of the longitudinal axis 9 of the elongated holder 5 in relation to the longitudinal axis 10 of the foot part 1 makes it possible to use the muscle power of the swimmer highly effectively when executing a flapping movement of the fin.
  • a substantial increase in the effectiveness of the blades can also be achieved by means of continuous water overflow openings 24 in the streamlined blades 7 - 7i and 8 - 8i (Fig. 6).
  • the shock impulse can be influenced by changing the surface area of the streamlined blades 7 and 8 .
  • the blades 7 , 7 i , 8 , 8 i When the fins hit, the blades 7 , 7 i , 8 , 8 i perform limited rotary movements about their pivot or rotary axes 19 running transversely to the longitudinal axis 9 of the holder 5 .
  • the traverse 46 which connects the two blades of a blade 7, 7i, 8, 8i protruding on both sides of the holder 5, performs back and forth tilting movements between the stops 47 and 48.
  • the airfoil designates the streamlined blade surface 21.
  • the weight of the fin influences the inertial force that has to be overcome during propulsion.
  • the weight of the swimming fin can be reduced. This also improves the efficiency of utilizing the swimmer's muscle power.
  • the use of only one elongate holder 5 also simplifies the problem of its separation from the tip part of the foot part 1 (Fig. 9). Due to the possibility of separation, the overall dimensions of the swimming fin can be reduced and their transport to the place of use can be simplified.
  • bracket 5 In contrast to other design variants, the use of only one elongated bracket 5 contributes to simplifying the attachment and detachment of the airfoil blades 7-7i and 8-8i to the bracket. This also makes it easier to transport the swim fin to the place where it is to be used.
  • the easy attachment and detachment of the aerofoil blades 7 - 7i and 8 - 8i makes the use of several blade sets with different characteristics teristics possible.
  • the elongated holder 5 with the foot part 1 (basic part of the swimming fin) that can be fastened to the foot of the swimmer remains unchanged.
  • Sets of streamlined blades 7 - 7i and 8 - 8i can be appropriately optimized, one set for powerful push-off swimming and the other for smooth swimming with minimal energy expenditure.
  • the proposed swimming fin can also have a modular construction.
  • the swimming fin in its basic design comprises, for example, three pairs of aerofoil blades 7, 7a, 7b, 8, 8a and 8b and functions according to the principles described above. With 3 pairs of paddles, calm swimming with minimal energy expenditure is required.
  • a module 11 of streamlined blades 7i and 8i also referred to as a supplementary module, can be installed (FIG. 8).
  • the return spring 30 or the spring device can also be easily replaced by another device with different characteristics. This provides another opportunity to obtain a swim fin for use with powerful thrust or for calm swimming.
  • the blades 7-7i and 8-8i respectively can be attached to the elongate support 5 by means of a so-called free joint ( Figures 14 and 15).
  • the blades 7-7i and 8-8i are connected to one another by means of a plate-shaped traverse 46, for example, which passes through an opening 45, 45i present in the elongated holder 5.
  • the opening 45, 45i in the elongated holder 5 has larger dimensions than the traverse 46 passing through it.
  • the opening 45, 45i has a non-round shape. Inside the opening 45, 45i there are stops 47 and 48 for limiting rotary movements of the traverse 46 about the pivoting or rotating axes 19 of the respective blades 7-7i or 8-8i.
  • the surface of the opening 45, 45i can be covered with a material in order to dampen the traverse 46 hitting the stops 47, 48. fen. As a result, the contact between the stops 47, 48 and the traverse 46 connected to the blades 7-7i or 8-8i, which is repeated with each fin stroke, is made softer.
  • 15 shows possible shapes of openings 45, 45i in the elongate holder 5.
  • the openings 45, 45i provided in the elongate holder 5 can also have a different shape.
  • stops 47, 48 which limit the rotational movement of the traverses 46, can also be arranged directly on the holder 5 outside of the free joint.
  • the traverse 46 is advantageously positioned in the front half of the blades 7-7i or 8-8i (FIG. 16).
  • the traverse 46 is advantageously flat, but can also have a different design.
  • the free joint can be provided laterally with covers 52 (Fig. 14).
  • the covers 52 can be formed by disks, include such disks or be surrounded by disks.
  • the covers 52 formed, for example, by discs advantageously each span planes on which the respective pivot or rotation axes 19 of the blades 7, 7i, 8, 8i stand perpendicularly.
  • the cover 52 mentioned effectively prevents the openings 45, 45i in the elongated holder 5 from getting dirty.
  • the covers 52 prevent the openings 45, 45i from clogging with algae.
  • the cover 52 can either be embedded in the body of the holder 5 or protrude outwards.
  • a swimming fin blade 2 is arranged on the foot part 1, 3, 4 and can be fastened, for example.
  • the swimming fins blade 2, fins blade for short, comprises an elongated holder 5 with streamlined blades 7, 71, 8, 8i, 21 arranged rotatably on this.
  • the blades can be arranged so as to be rotatable, for example, about pivot or rotation axes 19 running transversely to a longitudinal axis 9 of the aforementioned elongated holder 5 .
  • the blades are arranged so as to be rotatable by a predetermined angle in oppositely reciprocating pivoting directions, briefly in both directions.
  • the swimming fin is characterized by an arrangement of the elongated holder 5 that is movable at least during flipping movements relative to the foot part 1, 3, 4 that can be fastened to the foot of the swimmer.
  • the swim fin is characterized in that the streamlined blades 7, 7i, 8, 8i protruding on opposite sides in relation to the longitudinal axis 9 of the holder 5 or their streamlined blade surfaces 21 are formed Blades 21 are interconnected by a plate-shaped traverse 46 passing through a hole 45, 45i in the elongate holder 5, while the hole 45, 45i in the elongate holder 5 is provided with blade movement limiters 47, 48 in the form of projections and is larger in size than the traverse 46 passing through it.
  • the streamlined blades 7, 7i, 8, 8i, 21 can be provided with discs 52 at their ends facing the holder 5, which close the holes 45, 45i in the elongate holder 5.
  • Each blade 7, 7i, 8, 8i comprises at least one blade formed by a streamlined blade surface 21.
  • the blades 7, 7i, 8, 8i preferably consist of two blades referred to as streamlined blade surfaces 21, one blade on each side of the holder 5.
  • the streamlined blade surfaces 21 of the blades 7, 7i, 8, 8i are advantageously opposite one another on both sides of the longitudinal axis 9 of the elongated holder 5 in the direction transverse to its longitudinal axis 9 running pivot or rotation axes 19. These can be separate pivoting or rotating axes 19 or shared in pairs.
  • a blade 7 , 7 i , 8 , 8 i comprises only one blade blade protruding on one side of the holder 5 .
  • a blade 7 , 7i , 8 , 8i comprises two blade blades projecting opposite the holder 5 .
  • the blades 7, 7i, 8, 8i can perform reciprocating rotational movements about the pivot or rotation axes 19 in a predetermined manner.
  • the blades 7 , 7 i , 8 , 8 i or the blade leaves comprising their streamlined blade surfaces 21 can protrude on both sides of the elongated holder 5 .
  • the blades arranged opposite one another on a paired pivot or rotation axis 19 are non-rotatably connected to one another to form a blade 7, 7i, 8, 8i.
  • blades 7, 7i, 8, 8i protruding on opposite sides in relation to the longitudinal axis 9 of the holder 5 or their streamlined blade surfaces 21 can then be mounted rotatably about a common axis 19 in the elongated holder 5. It is conceivable in this connection that blade blades arranged opposite one another are arranged such that they can rotate back and forth about a common pivot or rotation axis 19 in pairs, although they can perform their rotation movements independently of one another. In this case, the blades are not non-rotatably connected to one another via a common connecting element.
  • an arrangement of the elongate holder 5 that is movable at least during fin flapping movements relative to the foot part 1, 3, 4 that can be fastened to the foot of the swimmer is provided, in which the elongate holder is attached to the foot part in an articulated manner.
  • a joint 27 can be arranged between the elongate holder 5 and the foot part 1,3,4.
  • the joint 27 results in a movable, particularly preferably articulated, arrangement of the elongated holder 5 in relation to the foot part 1, 3, 4 that can be fastened to the swimmer's foot.
  • the elongated holder 5 is arranged in an articulated manner on the foot part 1, 3, 4, at least during fin flapping movements.
  • the joint 27 can be provided with at least one restoring spring.
  • the holder 5 can be designed to be elastically deformable.
  • the holder 5 can be rigid. In the rigid version, it has a sufficiently high flexural rigidity to prevent deformation due to the effects of human force.
  • the elongate holder 5 can rotate and/or bend in relation to the foot part 1, 3, 4 which can be fastened to the swimmer's foot during flipping movements.
  • the elasticity of the elongate holder 5 in a vertical plane is advantageous
  • Blades spanned and the longitudinal axis 9 of the holder 5 enclosing horizontal plane 44.
  • the elongate holder 5 can have ribs 49 and/or openings 50, also referred to as holes, and/or internal cavities 51 which are water-filled or water-free.
  • the measures mentioned can serve to adjust the elasticity of the holder 4 in the vertical 43 and horizontal 44 plane.
  • the elongated holder 5 of the fin blade 2 can be composed at least partially of modules 11 with streamlined blades 7, 7i, 8, 8i.
  • the foot part 1, 3, 4 that can be fastened to the foot of the swimmer can have a sole with reinforcement—in short, sole reinforcement 26.
  • the elongate holder 5 of the blade 2 is advantageously attached to such a sole reinforcement 26 .
  • the elongate holder 5 is articulated to the sole reinforcement 26 of the foot part 1, 3, 4 that can be fastened to the foot of the swimmer.
  • a joint 27 serving for the articulated arrangement is advantageously arranged between the sole reinforcement 26 of the foot part 1 , 3 , 4 that can be fastened to the foot of the swimmer and the elongated holder 5 .
  • the elongate holder 5 can be provided with at least one projection 25, 25i on at least one side, which limits the rotation of the streamlined blades 7, 7i, 8, 8i about their pivot or rotation axes 19.
  • the longitudinal axis 9 of the elongated holder is preferably directed forwards in relation to the longitudinal axis 10 of the foot part 1 .
  • the longitudinal axis 9 of the elongate holder 5 is advantageously positioned downwards at an angle of inclination of 0° to 20° to the longitudinal axis 10 of the foot part 1 .
  • the angle of inclination relates to a central neutral position of the holder 5 relative to the foot part 1. From the middle neutral position, the holder 5 arranged on the joint 27 can be tilted upwards and downwards at approximately the same angles be deflected downwards. In the central neutral position, the mobility of the joint 27 is approximately the same in both directions.
  • a swimming fin comprising: a fastening device at the foot of the swimmer, also called foot part 1, 3, 4, and - a swimming fin blade 2, which is connected to the fastening device at the foot of the swimmer
  • the swimming fin is characterized in that the elongate bracket 5 rotates and/or flexes relative to the fastening device at the foot of the swimmer, at least during flipping movements, while the elasticity of the elongate bracket 5 extended holder 5 is higher in the vertical plane 43 than in the horizontal plane 44.
  • the attachment device on the swimmer's foot may comprise a sole with a sole reinforcement 26 to which the elongate bracket 5 is attached.
  • the elongate holder 5 is advantageously elastically deformable and rigidly attached to the sole reinforcement of the fastening device.
  • the elongate bracket 5 is preferably attached by means of a hinge 27 to the sole reinforcement of the attachment device on the swimmer's foot.
  • the joint 27 is preferably provided with at least one return spring, while the holder 5 is elastically deformable.
  • the joint 27, also referred to as a hinge, can alternatively be equipped with at least one return spring, while the holder 5 is rigid.
  • the elongate holder 5 may have ribs 49 and/or holes 50 and/or water-filled or anhydrous internal cavities 51, which serve to adjust the elasticity of the holder 5 in the vertical plane 43 and in the horizontal plane 44.
  • the swimming fin blade 2 can be composed at least partially of modules 11 with streamlined blades 7, 7i, 8, 8i.
  • a swim fin comprising: a fastening device, also referred to as a foot part 1, on the swimmer's foot, and a swimming fin blade connected to the attachment device for attachment to the swimmer's foot, which comprises an elongate bracket 5 and at least two streamlined blades 7, 7i, 8, 8i pivotally mounted on the elongate bracket 5 on either side thereof, with the Possibility of limited movement relative to the above elongate holder 5 in both directions, characterized in that the aerofoil blades are connected to each other via a plate-shaped traverse 46 passing through a hole 45, 45i in the elongate holder 5, while the hole 45, 45i in the elongate holder is provided with blade travel limiters 47, 48 in the form of projections and is of larger size than the crossbar 46 passing through it.
  • the aerofoil blades 7, 7i, 8, 8i may contain discs 52 closing the holes 45, 451 in the elongate holder 5.
  • the invention can be used commercially in particular in the field of development and manufacture of diving or swimming fins.

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Abstract

Es wird eine Schwimmflosse, mit einem am Fuß eines Schwimmers befestigbaren Fußteil (1, 3, 4) und einem am Fußteil (1, 3, 4) befestigbaren Schwimmflossenblatt (2) beschrieben. Das Schwimmflossenblatt (2) umfasst einen langgestreckten Halter (5) und zumindest zwei seitlich des Halters (5) abstehend und in beiden Richtungen um einen vorgegebenen Winkel drehbar angeordnete stromlinienförmige Schaufeln (7, 7i, 8, 8i). Die Schwimmflosse zeichnet sich gemäß einem ersten Erfindungsgegenstand durch eine bewegliche Anordnung des langgestreckten Halters (5) gegenüber dem am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil (1, 3, 4) aus. Die Schwimmflosse zeichnet sich gemäß einem alternativen oder zusätzlichen zweiten Erfindungsgegenstand dadurch aus, dass die in Bezug zur Längsachse (9) des Halters (5) auf gegenüberliegenden Seiten abstehenden stromlinienförmigen Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) über eine plattenförmige Traverse (46) miteinander verbunden sind, die durch ein Loch (45, 45i) in dem langgestreckten Halter (5) verläuft, während das Loch (45, 45i) in dem langgestreckten Halter (5) mit Blattbewegungsbegrenzern (47, 48) in Form von Vorsprüngen ausgestattet ist und eine größere Größe als die durch sie hindurchgehende Traverse (46) hat.

Description

Schwimmflosse
Die Erfindung bezieht sich auf Schwimmhilfsmittel, auf Unterwasserbewegung sowie auf Muskeltraining und kann in der Konstruktion einer am Fuß befestigbaren Schwimmflosse verwendet werden.
Durch FR 2931690 A1 ist eine Schwimmflosse mit einem am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil und einem an der Spitze des Fußteils befestigten Schwimm- flossenblat bekannt. Das Schwimmflossenblatt weist einen langgestreckten Halter und zumindest zwei stromlinienförmige Schaufeln auf. Die Schaufeln sind beidseitig im langgestreckten Halter um quer zu einer Längsachse des langgestreckten Halters verlaufende Schwenkachsen um einen vorgebbaren Winkel in beiden Richtungen hin- und hergehend drehbar montiert. Die Schaufeln sind mithilfe einer gemeinsamen Achse im langgestreckten Halter montiert. Das am Fuß des Schwimmers befestigba- re Fußteil umfasst eine Sohle mit Verstärkung, an welcher der langgestreckte Halter des Schwimmflossenblatts angebracht ist. Die Längsachse des langgestreckten Hal- ters ist gegenüber der Sohle des Fußteils unter einem Winkel von 12° geneigt Bei Flossenschlagbewegungen dreht und/oder biegt sich der langgestreckte Halter im Verhältnis zum am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil. Das Material, aus dem der langgestreckte Halter besteht, ist steif genug, um sich bei Biegung und Tor- sion nicht übermäßig zu verformen.
Durch WO 2010/140965 A1 ist eine Schwimmflosse mit einem am Fuß des Schwim- mers befestigbaren Fußteil mit einer Zehenpartie und einem am Fußteil befestigten Schwimmflossenblatt bekannt. Das Schwimmflossenblatt weist einen langgestreck- ten Halter und zumindest einer sich quer zu einer Längsachse des langgestreckten Halters erstreckenden stromlinienförmigen Schaufel auf. Die Schaufel ist beidseitig im langgestreckten Halter um quer zu einer Längsachse des langgestreckten Halters verlaufende Schwenkachse um einen vorgebbaren Winkel in beiden Richtungen hin- und hergehend drehbar montiert. Der langgestreckte Halter ist starr an der Zehen- partie unter einem Winkel zwischen 20° und 60° seiner Längsachse gegenüber der Sohle des Fußteils geneigt angeordnet Die Schaufel kann hohl ausgeführt sein, um sich beim Tauchen mit Wasser zu füllen. Die auch als Seitenkanten bezeichneten Schaufelspitzen können durch vertikale Wandpartien begrenzt sein. Der langge- streckte Halter kann zusätzlich in Abweichung von der Längsachse des Fußteils schräg abstehend angeordnet sein.
Am nächsten kommt die technische Lösung der durch FR 2 931 690 A1 bekannten Schwimmflosse. Diese umfasst einen Schuh, der mit einer oder mehreren Schau- feleinrichtungen verbunden ist. Die Schaufeleinrichtung umfasst einen langgestreck- ten Halter mit einer zylindrischen Aufnahmebohrung, die durch diesen senkrecht zu seiner Längsrichtung verläuft. Sie umfasst weiter ein Vortriebsteil, das aus zwei stromlinienförmigen Schaufeln besteht. Diese sind mit ihrer Seitenfläche beidseitig auf einer Achse montiert. Dabei verläuft die Anströmkante der Schaufeln parallel zu dieser Achse, die drehbar in der Aufnahmebohrung des Halters montiert ist. Der Klarheit halber sollte präzisiert werden, dass die Termini „Anströmwinkel", „An- strömkante“, „Profilsehne“ und „Schaufel“ aus der Aerodynamik entlehnt sind.
Der Einsatz der obigen Schwimmflosse basiert auf Schlagbewegungen der sich im
Wasser befindenden Beine des Schwimmers. Dabei drehen sich die Schaufeln frei im Verhältnis zur Achse bis zu ihrem Anschlag am Begrenzer. Danach erfolgt das
Abstoßen der Schaufeln vom Wasser mit Übertragung der Reaktionskraft auf den Schwimmer. Obwohl sich der Schaufeldrehwinkel laut Beschreibung automatisch je nach Fortbewegungsgeschwindigkeit des Schwimmers ändert, ist kein effektives System für eine automatische Verstellung dargeboten.
Die Beschreibung enthält eine Flossenausgestaltung, die Schau feldrehbegrenzer aufweist. Diese sind verbunden mit einem Stab, der sich im Inneren des Halters be- wegen lässt. Er ist am Ende mit einem Gewinde versehen, auf welches ein Rändel- knopf zum Einstelten aufgeschraubt ist. Es ist auch angegeben, dass der Schwimmer den sich am Halterende befindenden Rändelknopf mit der Hand drehen muss, um den Schaufelneigungswinkel zu verstellen. Dadurch wird der Schaufelneigungswinkel im Verhältnis zum Halter geändert.
Der Schwimmer muss jedes Mal seine Fortbewegung im Wasser unterbrechen und innehalten, um die obige Einstellung vorzunehmen. Es sei auch bemerkt, dass es nicht ganz bequem ist, diesen Vorgang auszuführen, ohne die Schwimmflosse vom Fuß abzuziehen.
In der Beschreibung der obigen technischen Lösung wird mehrmals erwähnt, dass der Halter starr ausgetegt ist, um eine Verformung beim Einsatz der Schwimmflosse zu vermeiden. Ein starrer formstabiler Halter sei außerdem notwendig, um das Fest- klemmen der Vorrichtung zum Einstellen des Anströmwinkels von Schaufeln zu ver- hindern. In der Beschreibung steht ebenfalls, dass der Halter um ca. 10 Grad geneigt im Verhältnis zur Fußsohle ist. Eine solche Halterkonstruktion macht den Eintrit ins Wasser von Land mit den bereits angezogenen Schwimmflossen wesentlich schwie- riger.
In allen oben genannten Patenten wird behauptet, dass die Verwendung mehrerer Schaufeln, montiert in einer bzw. zwei Längsleisten (Haltern), den Wirkungsgrad der Schwimmflosse erhöht.
Der Wirkungsgrad der Schwimmflosse wurde auf einem dynamometrischen Prüf- stand bewertet. Das Prinzipschema des Prüfstands zeigt Fig. 12. Das Verfahren zur Bewertung der Flossenwirksamkeit war wie folgt:
Die zu bewertende Schwimmflosse wurde auf der unteren Horizontaistange des Prüfstands angeordnet,
Der Prüfstandsantrieb erzeugte Ab- und Aufschlagbewegungen der Horizon- talstange mit konstanter Frequenz.
Während des ganzen Prüfzyklus wurden der Drehwinkel der Horizontalstange, die zum Antrieb des Prüfstands notwendige Kraft sowie die Reakti- ons(Stoß)kraft gemessen.
Es wurden der Wirkungsgrad der Schwimmflosse berechnet und Grafiken er- stellt.
Vergleichsprüfungen in einem Schwimmbad auf dem dynamometrischen Prüfstand haben gezeigt, dass die Schwimmflosse, ausgestaltet nach dem französischen Pa- tent Nr. 2931690, einen etwas höheren Wirkungsgrad gegenüber der gegenwärtigen klassischen Flosse (von der Handelsmarke AQUALUNG) aufweist.
Es bestehen zwei Hauptgründe für ihre unzureichende Wirksamkeit:
- 1 . Klassische Schwimmflossen werden derzeit aus hochwertigen moder- nen Werkstoffen unter Anwendung neuer Technologien gefertigt und weisen eine gute Effizienz auf. - 2. Die Dynamik einer Schwimmflosse mit mehreren Schaufeln, die in einer bzw. zwei Längsleisten (einem bzw. zwei Haltern) montiert sind, ist un- vollkommen, siehe Fig. 10. Diese Figur zeigt, dass der Schaufelan- strömwinkel in der Anfangsphase der Schlagbewegung der Flosse klein ist. Der Wasserströmung G wird bei deren Einwirkung auf die Schaufel kein wesentlicher Widerstand entgegengesetzt. Im weiteren Verlauf der
Schlagbewegung der Flosse nimmt der Widerstand gegen die Was- serströmung zu. Die Reaktionskraft erreicht ihren Höchstwert im Mo- ment des Durchgangs der Flosse durch die Schlagwinkelhalbierende. Nach dem Durchgang der Flosse durch die Winkelhalbierende beginnt sich die Reaktionskraft aber zu mindern, während der Widerstand der
Schaufel gegen die Wasserströmung sprunghaft zunimmt. Die Ände- rung von Kräften bei der Flossenschlagbewegung anschaulicher am Beispiel einer Schaufel in Fig. 11 dargestellt. Bei einer Schlagbewegung wirkt der Wasserdruck P auf die Schaufeioberfläche. Dadurch wird eine Kraft Q erzeugt, welche direkt proportional zum Produkt dieses Drucks und der Schaufelflächenprojektion ist.
Q= k*P*S*Sin a.
Es bedeuten: K: ein für die gegebene Strömungsgeschwindigkeit konstanter Beiwert,
P: Wasserdruck,
S: Schaufelfläche, α Schaufelanströmwinkel. Die Kraft Q ist senkrecht zur Schaufelebene gerichtet. Dabei entsteht aufgrund der Kraft Q eine Reaktionskraft R, die vorwärts in Richtung Bewegungsachse wirkt. Die Reaktionskraft R wird nach folgender Formel berechnet:
R=Q* Cos α Bei der Schlagbewegung der Schwimmflosse muss die Schaufel den Wasserströ- mungswiderstand überwinden. Die Kraft des Strömungswiderstands beträgt:
F = Cw* Q
Cw ist dabei der Strömungswiderstandsbeiwert.
Die Flossenschaufel kann in diesem Fall als eine Platte betrachtet werden. Cw liegt bei 1. Dementsprechend kann man F als gleich Q annehmen. Die Kraft, welche an die Schwimmflosse angelegt wird, um den Strömungswiderstand F zu überwinden, entspricht dem Aufwand von Energie, die sich in die Reaktionskraft R umwandelt. Der Wirkungsgrad η der Schaufel (Schaufeln) wird demgemäß nach folgender For- mel berechnet: n = R/ Q -
Drei Schemas (a, b, c) in Fig. 11 stellen anschaulich dar, dass die höchste Wirksam- keit der Schaufel sich in der Anfangsphase der Flossenschlagbewegung ergibt. In der Mitelphase der Ftossenschlagbewegung (Schema b) erreicht die Kraft R ihren Höchstwert bei gleichzeitiger Minderung des Wirkungsgrads. Im Weiteren nimmt die Reaktionskraft R ab, während die Widerstandskraft schnell zunimmt. Das führt zu einer wesentlichen Minderung der Schaufelwirksamkeit.
Eine einfache Berechnung zeigt, dass im Spezialfall nach Schema „a“ der Wirkungs- grad η gleich 0,88 ist. Im Spezialfall nach Schema „b“ ist η gleich 0,64 und nach
Schema „c“ ist η gleich 0,34. Demzufolge ist die unzureichende Effizienz einer sol- chen Schwimmflosse mit mehreren Schaufeln als Ganzes auf eine plötzliche Ab- nahme des Flossenwirkungsgrads nach dem Durchgang durch die Schlagwinkelhal- bierende zurückzuführen. Die vorstehenden Ergebnisse basieren auf Berechnungen des idealen Wirkungsgrads. Der reale Wirkungsgrad liegt jedoch immer unterhalb des idealen Werts. Dies alles beweist, dass der in FR 2931690 A1 angegebene Flossenwirkungsgrad sich nur unzureichend verwirklichen lässt, was eben das technische Problem der als Prototyp zugrunde gelegten hier erörterten Konstruktion darstellt.
Ein weiteres technisches Problem bei allen oben aufgeführten Flossen ist die Befes- tigung der Schaufeln an den auch als Halter bezeichneten Längsarmen der Schaufel. Alle Möglichkeiten zum Verbinden von Schaufeln mit Haltern können in 4 Arten un- terteilt werden: unter Verwendung einer Achse, die durch den Körper des Halters verläuft oder an einer Seite an dem Halter befestigt ist (FR 2 931 690 A1 ; WO 2010/140965 A1 ; US 3,084,355; US 3,081 ,467). mit Hilfe eines elastischen Scharniers, in der Regel aus einem elastischen Ma- terial wie Gummi (DE 20 2007 004 633 U1 ; US 2012/0115377 A1 ). starre Befestigung an einem Arm. Die Wirkung wird dabei durch die Elastizität des Materials der Schaufeln selbst erzielt (FR 2 929 127 A1 ; WO 94/25116 A1 ; WO 2017/175151 A1 ). ein kombiniertes Verfahren unter Verwendung einer Achse, eines elastischen Scharniers und interner Anschläge (US 4,944,703).
Durch die Anbringung der Schaufeln an einen oder mehrere Halter mithilfe von Ach- sen wird das Problem eines Verschwenkens oder einer Drehung der Schaufeln um einen größeren Winkel gelöst In diesem Fall entsteht jedoch ein so genannter Leer- gang der Flosse, bei dem der Schwimmer eine Beinschlagbewegung ausführt, ohne dass Vortrieb erzeugt wird. Dies geschieht aus folgendem Grund. Im Augenblick der Bewegungsumkehrung des Flossenschlags müssen die Schaufeln sich ebenfalls in die entgegengesetzte Stellung umkehren, damit das Abstößen vom Wasser erfolgen kann. Um dies zu bewirken, muss die Schwimmflosse von einem als toter Punkt be- zeichneten Umkehrpunkt aus ihre Schlagbewegung in die Gegenrichtung anfangen. In der Anfangsphase der Schlagbewegung dreht sich die Schaufel zuerst in eine Stellung, in der sie das Abstoßen vom Wasser beginnt. Erst danach fängt der Ar- beitsschlagbewegung der Flosse an. Dabei findet in der Anfangsphase des Flossen- schiags der erwähnte Leergang statt. Dieser Leergang führt zu wesentlicher Minde- rung des Schwimmflossenwirkungsgrades.
Tests haben gezeigt, dass das Problem des Leergangs umso ausgeprägter ist, je größer die Abmessungen der Schaufeln sind. Mit einer Verringerung der Größe der Schaufeln wird das Problem verringert, aber nicht vollständig gelöst
Die Verbindung der Schaufeln mit dem Halter über elastische Scharniere ermöglicht es den Schaufeln, am Ende des Hubs in die neutrale Position zurückzukehren. Dadurch reduziert sich der Leergang um die Hälfte und das Problem wird weniger ausgeprägt. Es ist jedoch schwierig, einen Kompromiss zwischen der Elastizität des Scharniermaterials und seiner Beweglichkeit zu finden. Dies bedeutet, dass, wenn das Scharniermaterial die Wassermasse überwinden kann, wenn das Blatt in die neutrale Position zurückkehrt, es dem Blatt dann nicht erlaubt, sich während des Umdrehens um einen signifikanten Winkel zu drehen. Elastische Scharniere sind schlecht reguliert und lassen die Schaufel nicht um mehr als 30 Grad drehen.
Es ist auch bekannt, dass elastische Materialien wie Gummi und thermoplastische Elastomere schnell ihre Eigenschaften verlieren, wenn sie ultraviolettem Licht ausge- setzt werden.
Die obigen Probleme bestehen auch bei einer festen Befestigung der Schaufel an dem Halter, wenn die Wirkung aufgrund der Elastizität des Materials der Schaufeln selbst erzielt wird. Das kombinierte Verfahren unter Verwendung von Achsen und elastischen Scharnie- ren (Patent US 4 944 703) zusätzlich zu all dem Obigen ist ebenfalls sehr kompli- ziert. Ein weiteres Problem bei dieser Verbindung der Schaufeln mit den Haltern ist die hohe Abhängigkeit von Verstopfungen mit Sand und Algen. Die vorstehend beschriebenen technischen Probleme werden durch eine Schwimm- flosse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beseitigt.
Der am Fuß des Schwimmers befestigbare Fußteil umfasst im Allgemeinen eine Sohle mit einer Verstärkung, mit welcher der langgestreckte Halter des Flossenblat- tes verbunden ist. Der langgestreckte Halter ist an die Sohlenverstärkung des am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteils mit Vorteil gelenkig angeschlossen. Das Gelenk kann mit zumindest einer Rückstellfeder versehen sein. Dabei ist der Halter elastisch verformbar oder starr ausgestaltet.
Der langgestreckte Halter kann elastisch verformbar ausgestaltet und starr mit der Sohlen Verstärkung des am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteils verbunden sein.
Der langgestreckte Halter kann Innenräume, Außenrippen und Öffnungen diverser Form aufweisen. Die Innenräume können sowohl geschlossen sein, als auch mit der äußeren Umgebung kommunizieren, um den Eintrit von Wasser zu erlauben.
Die Längsachse des langgestreckten Halters ist vorwärts vom am Fuß des Schwim- mers befestigbaren Fußteil ausgerichtet. Sie ist vorteilhaft unter einem Winkel von 0° bis 20° zur Längsachse des langgestreckten Halters positioniert.
Die Schaufeln sind im langgestreckten Halter im Allgemeinen mithilfe einer gemein- samen Achse montiert.
In einer anderen Ausgestaltung sind gegenüberliegend angeordnete Schaufeln un- tereinander mittels einer Traverse verbunden, die durch eine im langgestreckten Hal- ter vorhandene Öffnung durchgeht. Die Öffnung im langgestreckten Halter ist größer, als die durch sie durchgehende Traverse. Die Öffnung hat eine unrunde Form. Im Innern der Öffnung sind Anschläge zur Begrenzung von Drehbewegungen der Tra- verse um die Schwenkachsen der jeweiligen Schaufeln vorgesehen. Die Oberfläche der Öffnung kann mit einem Material zur Dämpfung des Kontakts zwischen den An- schlägen und der Traverse bedeckt sein. Fig. 15 zeigt mögliche Formen von Öffnun- gen im langgestreckten Halter. Die im langestreckten Halter vorgesehenen Öffnun- gen können auch eine andere Form aufweisen.
Der langgestreckte Halter des Flossenblattes kann zumindest teilweise aus Modulen von stromlinienförmigen Schaufeln zusammengestellt sein.
Der langgestreckte Halter ist zumindest auf einer Seite mit zumindest einem Vor- sprung zur Drehbegrenzung der stromlinienförmigen Schaufel versehen.
Das technische Ergebnis der Erfindung besteht in der Erhöhung des Wirkungsgrads der Schwimmflosse.
Die anzumeldende Schwimmflosse ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Schwimmflosse in axonometrischer Darstellung,
Fig. 2 eine Explosionszeichnung der Schwimmflosse in axono- metrischer Darstellung,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Schwimmflosse mit einem Gelenk, das die Sohlenverstärkung und den langgestreckten Hal- ter verbindet,
Fig. 4 Funktionsphasen der Schwimmflosse bei deren Abschlag- bewegung,
Fig. 5a, 5b schematisch die Funktion der Schwimmflosse bei deren Auf- und Abschlagbewegung,
Fig. 6 eine stromlinienförmige Schaufel, Fig. 7a die Seitenansicht einer Schwimmflosse mit starrer Verbin- dung der Sohlenverstärkung und des langgestreckten Hal- ters,
Fig. 7b, 7c schematisch die Funktion der Schwimmflosse mit einem elastisch verformbaren langgestreckten Halter bei ihrer Aufschlagbewegung,
Fig. 8 die anzumeldende Schwimmflosse mit einem Flossenblatt in Modulausführung,
Fig. 9 eine Schwimmflosse in trennbarer Ausgestaltung,
Fig. 10 Funktionsphasen eines Schwimmflossenprototyps nach dem französischen Patent Nr. 2931690 bei der Abschlag- bewegung,
Fig. 11 schematisch die Einwirkung von Kräften auf Schaufeln des Schwimmflossenprototyps nach dem französischen Patent Nr. 2931690 in einzelnen Abschlagbewegungspha- sen und
Fig.12 das Prinzipschema des dynamometrischen Schwimm- flossenprüfstands.
Fig. 13 die Position von Ebenen des langgestreckten Halters.
Fig. 14 eine Explosionszeichnung der Schwimmflosse mit Schau- feln, die mithilfe von Traversen angebracht sind.
Fig. 15 Ausbildungsvarianten von im langgestreckten Halter vor- handenen Öffnungen.
Fig. 16 die Verbindung „Traverse -Schaufel“.
Fig. 17 verschiedene Ausführungsbeispiele in 17a, 17b und 17c von Konstruktionselementen des langgestreckten Halters. Bezugszahlen in Fig. 1 bis 17:
1 - am Fuß des Schwimmers befestigbares Fußteil,
2 - Flossenblat,
3 - am Fuß des Schwimmers befestigbares Fußteil, ausgebildet in der Art ei- nes Schuhs, 4 - am Fuß des Schwimmers befestigbares Fußteil, ausgebildet in der Art ei- ner Tasche mit Festbindenemen,
5 - langgestreckter Halter,
6 - Fußteilspitze,
7 bis 7i, 8 bis 8i - stromlinienförmige Schaufeln, 9 - Längsachse des langgestreckten Halters,
10 - Längsachse des am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteils,
11 - Modul von stromlinienförmigen Schaufeln,
12 bis 12i - Bohrungen im langgestreckten Halter,
13 bis 13i - gemeinsame sich drehende Verbindungsachse der stromlinien- förmigen Schaufeln,
14 - Schaufel-Symmetrieebene,
15 - Aufschlagbewegung des Beins des Schwimmers,
16 - Abschlagbewegung des Beins des Schwimmers,
17 - Vorder(Anström)kante einer stromlinienförmigen Schaufel, 18 - Hinterkante einer stromlinienförmigen Schaufel,
19 - Drehachse einer stromlinienförmigen Schaufel,
20 - Seitenkante einer stromlinienförmigen Schaufel
21 - stromlinienförmige Schaufelfläche, Schaufelblatt
22 - Länge (Profilsehne) einer stromlinienförmigen Schaufel, 23 - Breite einer stromlinienförmigen Schaufel,
24 - Durchgehende Wasserüberströmöffnungen,
25 bis 25i - Vorsprünge am langgestreckten Halter, die als Drehbegrenzer von stromlinienförmigen Schaufeln dienen,
26 - Fußsohlenverstärkung, Sohlenverstärkung 27 - Gelenk,
28 - Gabelstück,
29 - Gelenkachse,
30 - Rückstellfeder,
31 - Stabilisator, 32 - Anschluss,
33 - Schwimmflossenantrieb,
34 - Flossenschlagwinkelgeber,
35 - Dynamometer,
36 - Horizontalstange, 37 - Vertikalstange,
38 - zu prüfende Schwimmflosse,
39 - Zugstange,
40 - Prüfstandsrahmen,
41 - Steuergerät, 42 - Registriergerät,
43 - Vertikalebene,
44 - Horizontalebene,
45, 45i - Loch oder Öffnung im langgestreckten Halter,
46 - Traverse, 47 - Traversenbewegungsbegrenzer,
48 - Traversenbewegungsbegrenzer,
49 - Rippe,
50 - Öffnung,
51 - Innenraum, 52 - Gelenkdeckel, α - Schaufelanströmwinkel, ß1 , ß2i, ß3 ... ßi - Winkel zwischen der Schaufel-Symmetrieebene und der Längsachse des langgestreckten Halters in starrer Ausführung, die bei einer Flossenaufschlagbewegung entstehen, y1 , y2i, y3 yi - Winkel zwischen der Schaufel-Symmetrieebene und der Längsachse des langgestreckten Halters in starrer Ausführung, die bei einer Flossenabschlagbewegung entstehen, φ - Winkelauslenkung der Achse des langgestreckten Halters von der Flos- senschlagwinkelhalbierenden.
Die Schwimmflosse umfasst ein am Fuß des Schwimmers befestigbares Fußteil 1 und ein Flossenblatt 2, das am Fußteil 1 angebracht ist.
Das Fußteil 1 ist mit Vorteil aus Gummi und/oder Thermoelastoplast gefertigt und in der Art eines Schuhs 3 (Fig.1 ) ausgebildet, jedoch sind andere Ausführungen mög- lich, zum Beispiel in der Form einer Tasche (eines Halbschuhs) 4 mit mehreren Festbinderiemen (Fig. 2).
Das Fußteil 1 ist mit einer steifen Sohle versehen und kann zum Versteifungszweck eine Sohlenverstärkung 26 enthalten. Die Sohlenverstärkung 26 kann einheitlich mit dem Schuh 3 aus einem Polymer gefertigt sein und ebenfalls aus einem anderen Stoff, wie zum Beispiel Metall, Polymer, verstärkt mit Carbon- und/oder sonstigen Fasern, Furnierholz, Glasfaserkunststoff usw. Dabei kann die Sohlenverstärkung 26 mit der Sohle des Fußteils 1 mithilfe von Nieten, Gewinde, Kleber oder Schweißen verbunden und/oder in den „Körper“ der Sohle des Fußteils 1 eingespritzt sein. Die Vorderpartie des Fußteils 1 weist ein Gabelstück 28 zum Anschluss an den langge- streckten Halter 5 auf.
Das Flossenblatt 2 umfasst einen langgestreckten Halter 5, gerichtet von der Spitze
6 des Fußteils 1 aus nach vorne sowie zumindest zwei stromlinienförmige Schaufeln
7 und 8. Die Längsachse 9 des langgestreckten Halters 5 verläuft in dessen Längs- richtung mit Vorteil parallel zur Längsachse 10 des Schuhs 3. Sie kann jedoch eben- falls unter einem Winkel bis 20° zur Längsachse 10 des Schuhs 3 positioniert sein. Der langgestreckte Halter 5 ist mittels eines Gelenks 27 am Fußteil 1 (Fig. 3) ange- bracht.
Das Gelenk 27 umfasst ein Gabelstück 28, welches einheitlich sowohl mit dem lang- gestreckten Halter 5 als auch mit dem Fußteil 1 ausgeführt werden kann. Das Gelenk umfasst weiter das Gegenstück des Gelenks 27 und eine Achse 29. Das Gelenk 27 erlaubt das Drehen des langgestreckten Halters 5 im Verhältnis zum Fußteil 1. Dabei kann die Längsachse 9 des langgestreckten Halters 5 ihre Position im Verhältnis zur Längsachse 10 des Fußteils 1 ändern.
Das Gelenk 27 ist mit zumindest einer Rückstellfeder 30 versehen. Die Feder 30 bringt allein oder als Teil einer Federvorrichtung den langgestreckten Halter 5 nach Beendigung der Beinschlagbewegung in seine mittlere Grundstellung zurück. Die Charakteristik der Feder 30 bzw. der Federvorrichtung ist derart abgestimmt, dass die vom Schwimmer aufgewendete Kraft wirksam ausgenutzt wird. Die Charakteristik der Feder 30 bzw. der Federvorrichtung kann sowohl linear als auch nichtlinear sein.
Der langgestreckte Halter 5 ist starr ausgelegt (Fig. 3 und 4), kann aber auch elas- tisch verformbar sein (Fig. 7a, 7b und 7c).
Der langgestreckte Halter 5 kann Innenräume 51 , Außenrippen 49 und Öffnungen 50 diverser Form aufweisen. Die Innenräume 51 können sowohl geschlossen, als auch mit der äußeren Umgebung verbunden sein, um den Eintritt von Wasser zu erlauben. Eine bevorzugt kombinierte Verwendung von Rippen, Öffnungen und Innenräumen erlaubt die Regulierung von elastischer Verformung des langgestreckten Halters so- wohl in der Vertikalebene 43, als auch in der Horizontalebene 44 (Siehe Fig. 13 und Fig. 17).
Ein elastisch verformbarer Halter 5 kann auch starr mit dem Fußteil 1 verbunden sein, zum Beispiel mittels eines Koppelstücks 32. Dabei biegt sich die Längsachse 9 des langgestreckten Halters 5 samt dem Halter 5 im Verhältnis zur Längsachse 10 des Fußteils 1 aufgrund elastischer Verformung des eigentlichen Halters 5 bei einer Beinschlagbewegung und/oder aufgrund eines im langgestreckten Halter 5 vorhan- denen verdünnten Bereichs.
Der langgestreckte Halter 5 besteht in der Regel aus einem Stück. Er kann aber, zumindest teilweise, aus mehreren Modulen 11 von stromlinienförmigen Schaufeln 7i und 8i zusammengesetzt sein (Fig. 8).
Der langgestreckte Halter 5 besitzt zumindest einen Stabilisator 31 in Form einer Aufweitung am Halterende in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse 19 von stromlinienförmigen Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i verläuft.
Der langgestreckte Halter 5 kann aus Metall, einem mit Carbon- und/oder sonstigen Fasern verstärkten Polymer, Furnierholz, Glasfaserkunststoff usw. gefertigt sein. Stromlinienförmige Schaufeln 7 und 8 sind gelenkig montiert im langgestreckten Hal- ter 5 zu dessen beiden Seiten auf einer gemeinsamen sich drehenden Verbindungs- achse 13. Diese ist in der Bohrung 12 angebracht, in der Regel mit der Möglichkeit des Mitdrehens der stromlinienförmigen Schaufeln 7 und 8 samt ihrer Verbindungs- achse 13 in beiden Richtungen im Verhältnis zum obenerwähnten langgestreckten Halter 5 um einen vorgegebenen Winkel. In der Regel ist die Drehung in eine Rich- tung um einen Winkel ßi zwischen der Längsachse 9 des langgestreckten Halters 5, die in dessen Längsrichtung verläuft, und der Symmetrieebene 14 der /-ten stromli- nienförmigen Schaufel 7 bzw. 8 bei einer Aufschlagbewegung 15 des Beins des Schwimmers möglich. Eine Drehung in Gegenrichtung ist um einen Winkel ys zwi- schen der obigen Achse 9 und der Ebene 14 bei einer Abschlagbewegung 16 des Beins des Schwimmers möglich. Dabei verläuft die Symmetrieebene 14 der /-ten stromlinienförmigen Schaufel 7 und 8 durch die Vorderkante 17 der Schaufel 7 und 8, deren Hinterkante 18 und die Drehachse 19 der Schaufeln 7 und 8. Drehwinkel ßi und Yi der Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i können sich unterscheiden von Schaufeln, die nah zum Fußteil 1 und denjenigen, die am entfernten Ende des Halters 5 im Flos- senblatt 2 angeordnet sind.
Als Spezialfall können die stromlinienförmigen Schaufeln 7 und 8 trennbar vom lang- gestreckten Halter 5 sein. Der Grundriss der stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw, 8 ist vorteilhaft trapezförmig mit abgerundeten Ecken. Sie können jedoch auch eine andere Form haben. Jede der stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 hat eine Vor- der(Anström)kante 17, gerichtet zum Fußteil 1 hin, eine Hinterkante 18, zwei Seiten- kanten 20 sowie zwei stromlinienförmige Flächen 21 dazwischen (Fig. 6). In jede der stromlinienförmigen Schaufeln 7 und 8 ist eine gemeinsame sich drehende Verbin- dungsachse 13 eingesteckt, die im ersten Dritel der Länge 22 (Profilsehne) der Schaufel 7 bzw. 8 auf der Seite der Vorderkante 17 angeordnet ist.
Die Schaufel-Vorderkante 17 ist kurvenförmig und/oder gerade ausgebildet, jedoch positioniert unter einem Winkel zur Drehachse 19 der Schaufel 7 bzw. 8. Die Vorder- kante 17 der Schaufel 7 bzw. 8 kann ebenfalls als eine geknickte gerade Linie aus- gebildet sein.
Die stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 auf der einen Seite des langgestreckten Halters 5 können gleiche oder unterschiedliche Abmessungen haben, zum Beispiel hinsichtlich ihrer Länge 22 und/oder Breite 23, verglichen mit den auf der anderen Seite des langgestreckten Halters 5 angeordneten stromlinienförmigen Schaufeln 8 bzw. 7. Die Schaufeln 7 und 8 können mit durchgehenden Öffnungen 24 zur Was- serüberstromung und Minderung des Drucks auf die Schaufeln 7 und 8 versehen sein.
Eine gemeinsame sich drehende Verbindungsachse 13 der stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 kann auch zur Erhöhung der Steifigkeit dieser Schaufeln dienen. In diesem Fall wird die oben erwähnte Achse 13 ziemlich tief in die Schaufel 7 bzw. 8 eingesteckt. Das Flossenblat 2 ist in der Regel mit zwei oder mehreren Paaren stromlinienförmi- ger Schaufeln 7 - 7i und 8 - 8i versehen. Dabei sind die Abmessungen jedes Paars stromlinienförmiger Schaufeln mit Vorteil gleich, können aber auch unterschiedlich sein. Das gilt sowohl für sämtliche Schaufelpaare als auch für nur ein oder mehrere Paare. Die stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 sind vorteilhaft steif ausgebildet Sie behalten ihre Form unter der Wasserströmungseinwirkung. Sie können aber auch elastisch sein, biegbar in der Längs- und/oder Querrichtung im Verhältnis zur Längsachse 9 des langgestreckten Halters 5 auf dessen langer Seite.
Das Flossenblatt 2 hat einen Begrenzer der Drehung der stromlinienförmigen Schau- feln 7 bzw, 8 um einen vorgegebenen Winkel, mit Vorteil samt der sie verbindenden gemeinsamen Drehachse 13. Der Begrenzer kann als zumindest ein Vorsprung 25 ausgebildet sein. Er ist angeordnet am langgestreckten Halter 5 mit der Möglichkeit des Anschlags gegen den Vorsprung zumindest einer der stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 in ihrer Drehendstellung (Fig. 5a, 5b). Der Vorsprung 25 am langgestreckten Halter 5 ist mit Vorteil zylindrisch. Er ist angeordnet an der Seitenflä- che des langgestreckten Halters, kann aber auch eine andere Form haben. In der Regel entspricht jedem Paar stromlinienförmiger Schaufeln 7 - 7i und 8 — 8i ein Vor- sprung 25 - 25i
Begrenzungsvorsprünge 25 können an den gegenüberliegenden Seitenflächen des langgestreckten Halters 5 für jede stromlinienförmige Schaufel 7 bzw. 8 ausgebildet sein, zumindest aber je ein Vorsprung 25 auf den Gegenseiten im Verhältnis zur Drehachse 19 der stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8. Vorsprünge 25 können einteilig mit dem langgestreckten Halter 5 ausgeführt oder als separate Teile daran angebracht sein.
Der Vorsprung 25 zur Begrenzung der Drehung der Schaufeln 7 und 8 kann mit Gummistoff zur Dämpfung des Kontakts zwischen den Schaufeln 7 bzw. 8 und dem Vorsprung 25 bedeckt sein. Für diesen Zweck sind auch andere Stoffe mit Kon- taktdämpfungseigenschaften geeignet. Der eigentliche Vorsprung 25 am langge- streckten Halter 5 kann gänzlich aus einem Werkstoff bestehen. Dieser muss die Dämpfung und/oder einen sanfteren Kontakt zwischen den Schaufeln 7 bzw. 8 und dem Begrenzungsvorsprung 25 garantieren. Als Ausführungsvariante können die Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i am langgestreckten Halter 5 mithilfe eines so genannten freien Gelenks angebracht sein (Fig. 14 und 15). In diesem Fall sind die Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i miteinander mitels einer bei- spielsweise plattenförmigen Traverse 46 verbunden, die durch eine im langgestreck- ten Halter 5 vorhandene Öffnung, beispielsweise ein Loch 45, 45i durchgeht. Die Öffnung 45, 45i im langgestreckten Halter 5 hat größere Abmessungen, als die durch sie durchgehende Traverse 46. Die Öffnung 45, 45i hat eine unrunde Form. Im In- nern der Öffnung 45, 45i sind Anschläge 47 und 48 zur Begrenzung von Drehbewe- gungen der Traverse 46 um die auch als Drehachsen 19 bezeichneten Schwenkach- sen der jeweiligen Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i vorgesehen. Die Oberfläche der Öff- nung 45, 45i kann mit einem Material bedeckt sein, um ein Anschlägen der Traverse 46 an die Anschläge 47, 48 zu dämpfen. Hierdurch wird der mit jedem Flossenschlag wiederkehrende Kontakt zwischen den Anschlägen 47, 48 und der mit den Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i verbundenen Traverse 46 sanfter gemacht. Fig. 15 zeigt mögliche Formen von Öffnungen 45, 45i im langgestreckten Halter 5. Die im langestreckten Halter 5 vorgesehenen Öffnungen 45, 45i können auch eine andere Form aufweisen.
Aufgrund der Kompliziertheit von Herstellungsverfahren und konstruktiven Lösungen können Anschläge 47, 48, welche die Drehbewegung der Traversen 46 begrenzen, auch außerhalb des freien Gelenks unmittelbar am Halter 5 angeordnet sein.
Die Traverse 46 ist vorteilhaft in der vorderen Hälfte der Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i positioniert (Fig. 16). Die Traverse 46 ist mit Vorteil flach, kann aber auch eine ande- re Ausbildungsform haben. Das freie Gelenk kann seitlich mit Deckeln 52 versehen sein (Fig. 14). Die Deckel 52 bilden in Bezug zum Halter 5 vertikale Wandpartien an den dem Halter 5 zugewand- ten Innenseiten der stromlinienförmigen Schaufelflächen 21 der Schaufeln 7, 7i, 8, 8i. Die Deckel 52 können durch Scheiben gebildet sein, solche umfassen oder von Scheiben umfasst sein. Die beispielsweise durch Scheiben gebildeten Deckel 52 spannen vorteilhaft jeweils Ebenen auf, auf denen die jeweiligen Schwenk- bezie- hungsweise Drehachsen 19 der Schaufeln 7, 7i, 8, 8i senkrecht aufstehen. Ein Ver- schmutzen der beispielsweise als Löcher 45. 45i ausgeführten Öffnungen im langge- streckten Halter 5 wird durch die erwähnten Deckel 52 wirksam verhindert. Bei- spielsweise verhindern die Deckel 52 ein Zusetzen der Öffnungen 45, 45i mit Algen. Die Deckel 52 können sowohl in den Körper des Haltere 5 eingelassen sein, als auch nach außen ragen.
Als Spezialfall kann die Flosse aus Materialien mit positiver Schwimmfähigkeit gefer- tigt sein.
Die Schwimmflosse funktioniert wie folgt:
Der Schwimmer führt bei der Fortbewegung durch das Wasser Aufschläge 15 und Abschläge 16 mit seinen Beinen aus, wie in Fig. 4, 5a, 5b und 7b dargestellt. Beim Aufschlag 15 werden im Verlauf einer Aufwärtsbewegung (Fig. 5a) der Schwimmflosse die stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 unter der Wasserdruck- einwirkung um einen Winkel ßi gedreht. Die sich drehenden Schaufeln 7 und 8 schlagen bei Erreichung ihrer Endstellung gegen die am langgestreckten Halter 5 vorhandenen Begrenzungsvorsprünge 25 an. Im Weiteren erfolgt ein Abstoßen der Schaufeln 7 bzw. 8 vom Wasser. Die Abstoßkraft wird über den langgestreckten Hal- ter 5 und das Fußteil 1 auf den Schwimmer übertragen. Bei Fortführung des Schwimmflossenaufschlags kommt es zum Ansteigen der Wasserdruckeinwirkung auf das Flossenblatt 2 aufgrund dessen, dass sich der Anströmwinkel der stromli- nienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 vergrößert hat. Der langgestreckte Halter 5 über- windet unter angestiegenem Wasserdruck die Kraft der Feder 30. Er dreht sich im Gelenk 27, mitels dessen er mit dem Fußteil 1 verbunden ist. Das Drehen des lang- gestreckten Halters 5 bewirkt eine Verringerung des Anströmwinkels der stromlinien- förmigen Schaufel, was zu einer Minderung des Widerstands am Flossenblatt 2 und zur Erhöhung der Abstoßkraft führt. Bei weiterer Ausführung der Schlagbewegung mit der Schwimmflosse und dem Anstieg der Wasserdruckeinwirkung auf das Flos- senblatt 2 wird der langgestreckte Halter 5 um einen noch größeren Winkel im Ver- hältnis zum Fußteil 1 gedreht. Dadurch vermindert sich der Anströmwinkel der Schaufel 7 bzw. 8. So lässt sich der Widerstand des Flossenblatts 2 verringern. Als die Schlagbewegung der Schwimmflosse aufhört, kehrt das Flossenblatt 2 unter der Wirkung der Feder 30 des Gelenks 27 in seine Ausgangsstellung im Verhältnis zum Fußteil 1 zurück. Das verleiht dem Schwimmer einen zusätzlichen Stoßimpuls.
Dann werden die stromlinienförmigen Schaufeln 7 bzw. 8 unter der Wasserdruckein- wirkung beim Abschlag 16 der Flosse (Fig. 5b) um einen Winkel yi gedreht. Die sich drehenden Schaufein 7 und 8 schlagen bei Erreichung ihrer Endstellung gegen die am langgestreckten Halter 5 vorhandenen Begrenzungsvorsprünge 25 an. Im Weite- ren erfolgt ein Abstoßen der Schaufeln 7 und 8 vom Wasser. Die Abstoßkraft wird über den langgestreckten Halter 5 und das Fußteil 1 auf den Schwimmer übertragen. Bei Fortführung der Abschlagbewegung der Schwimmflosse erhöht sich die Wasser- druckeinwirkung auf das Flossenblatt 2, weil sich der Anströmwinkel der stromlinien- förmigen Schaufel 7 bzw. 8 vergrößert hat. Der langgestreckte Halter 5 dreht sich unter angestiegenem Wasserdruck im Gelenk 27, das am Fußteil 1 angebracht ist. Durch das Drehen des langgestreckten Halters 5 verringert sich der Anströmwinkel der stromlinienförmigen Schaufel 7 bzw. 8. Dies führt zu einer Minderung des Wider- stands des Flossenblats 2 und zur Erhöhung der Reaktionskraft. Bei Fortführung der Schlagbewegung der Schwimmflosse und Erhöhung der Wasserdruckeinwirkung auf das Flossenblatt 2 wird der langgestreckte Halter 5 um einen noch größeren Winkel im Verhältnis zum Fußteil 1 gedreht. Dadurch vermindert sich der Anströmwinkel der Schaufel 7 bzw. 8. So lässt sich der Widerstand des Flossenblatts 2 verringern. Als die Schlagbewegung der Schwimmflosse aufhört, kehrt das Flossenblatt 2 unter der Wirkung der Feder 30 des Gelenks 27 in seine Ausgangsstellung im Verhältnis zum Fußteil 1 zurück. Es verleiht dem Schwimmer einen zusätzlichen Stoßimpuls.
Bei einer anderen Schwimmflossenausgestaltung, die einen elastisch verformbaren langgestreckten Halter 5 enthält, kann der Halter 5 starr am Fußteil 1 befestigt sein (Fig. 7a, 7b und 7c). In diesem Fall werden die stromlinienförmigen Schaufeln 7 und 8 unter dem Wasserdruck bei einem Aufschlag 15 der Schwimmflosse um einen Winkel ßi gedreht (ähnlich Fig. 5a). Die sich drehenden Schaufeln 7 bzw. 8 schlagen bei Erreichung ihrer Endstellung gegen die am langgestreckten Halter 5 vorhande- nen Begrenzungsvorsprünge 25 an. Im Weiteren erfolgt ein Abstoßen der Schaufeln 7 und 8 vom Wasser. Die Abstoßkraft wird über den langgestreckten Halter 5 und das Fußteil 1 auf den Schwimmer übertragen. Bei Fortführung der Aufschlagbewe- gung der Schwimmflosse erhöht sich der Wasserdruck auf das Flossenblatt 2 dadurch, dass sich der Anströmwinkel der stromlinienförmigen Schaufel 7 bzw. 8 vergrößert hat. Unter angestiegenem Wasserdruck verformt sich der langgestreckte Halter 5 elastisch. Dabei biegt sich dessen Längsachse 9 im Verhältnis zum Fußteil 1. Durch das Biegen des langgestreckten Halters 5 verringert sich der Anströmwinkel der stromlinienförmigen Schaufel, was zu einer Minderung des Widerstands des Flossenblatts 2 und einer Erhöhung der Reaktionskraft führt. Bei Fortführung der Schlagbewegung der Schwimmflosse und der Erhöhung der Wasserdruckeinwirkung auf das Flossenblatt 2 biegt sich der langgestreckte Halter 5 um einen noch größeren Winkel im Verhältnis zum Fußteil 1. Er vermindert dadurch den Anströmwinkel der Schaufel 7 bzw. 8. Das bewirkt eine Verringerung des Widerstands des Flossenblatts 2 und eine Erhöhung der Abstoßkraft. Als die Schlagbewegung der Schwimmflosse aufhört, biegt sich der langgestreckte Halter 5 elastisch gerade. Das Flossenblatt 2 kehrt in seine Ausgangsstellung im Verhältnis zum Fußteil 1 zurück und verleiht da- bei dem Schwimmer einen zusätzlichen Stoßimpuls. Bei der Abschlagbewegung 16 der Schwimmflosse drehen sich dann die stromlinien- förmigen Schaufeln 7 und 8 unter dem Wasserdruck um einen Winkel yi (ähnlich Fig. 5b). Die sich drehenden Schaufeln 7 und 8 schlagen bei Erreichung ihrer Endstellung gegen die am langgestreckten Halter 5 vorhandenen Begrenzungsvorsprünge 25 an. Im Weiteren erfolgt ein Abstößen der Schaufeln 7 und 8 vom Wasser. Die Abstoß- kraft wird über den langgestreckten Halter 5 und das Fußteil 1 auf den Schwimmer übertragen. Bei der darauffolgenden Aufschlagbewegung der Schwimmflosse ver- stärkt sich die Wasserdruckeinwirkung auf das Flossenblatt 2 dadurch, dass sich der Anströmwinkel der stromlinienförmigen Schaufel vergrößert hat. Unter angestiege- nem Wasserdruck verformt sich der langgestreckte Halter 5 elastisch. Dabei biegt sich dessen Längsachse 9 sich im Verhältnis zum Fußteil 1. Durch das Biegen des langgestreckten Halters 5 verringert sich der Anströmwinkel der stromlinienförmigen Schaufel 7 bzw. 8. Dies führt zur Minderung des Widerstands des Flossenblatts 2 und zur Erhöhung der Reaktionskraft. Bei Fortführung der Schlagbewegung der Schwimmflosse und der Erhöhung der Wasserdruckeinwirkung auf das Flossenblatt 2 biegt sich der langgestreckte Halter 5 elastisch um einen noch größeren Winkel im Verhältnis zum Fußteil 1. Er vermindert dadurch den Anströmwinkel der Schaufel 7 bzw. 8. Dadurch kann der Widerstand des Flossenblatts 2 verringert und die Reakti- onskraft erhöht werden. Als die Schlagbewegung der Schwimmflosse aufhört, biegt sich der langgestreckte Halter 5 elastisch gerade. Das Flossenblat 2 kehrt in seine Ausgangsstellung im Verhältnis zum Fußteil 1 zurück und verleiht dabei dem Schwimmer einen zusätzlichen Stoßimpuls.
Vorteilhaft ist die Elastizität des langgestreckten Halters 5 in einer vertikalen Ebene 43, kurz Vertikalebene 43, höher, als in einer gegenüber dieser senkrecht angeord- neten, normal auf der vertikalen Ebene 43 aufetehenden und durch die stromlinien- förmigen Schaufeln aufgespannten und die Längsachse 9 des Halters 5 einschlie- ßenden, horizontalen Ebene 44, kurz Horizontalebene 44 (Fig. 13). Durch elastische Verformung des langgestreckten Halters 5 in der Vertikalebene 43 kann der Flossenwirkungsgrad erhöht werden. Eine gleichzeitige elastische Verfor- mung in der Horizontalebene 44 ist hingegen nachteilig.
Zugleich Eine Schwimmflossenverformung in der Horizontalebene 44 wirkt sich ne- gativ aus, da die Flosse bei Beinschlägen seitlich auszulenken beginnt. Dies renkt den Knöchel des Schwimmers aus, was zu höherer Muskelanstrengung führt.
Deshalb ist eine Einstellung von Elastizität des langgestreckten Halters 5 sowohl in der Vertikalebene 43, als auch in der Horizontalebene 44 wichtig. Im Optimalfall soll- te die Elastizität des langgestreckten Halters 5 in der Vertikalebene 43 höher sein, als die Elastizität in der Horizontalebene 44. Zum Mindesten sollte der Halter 5 in der Vertikalebene 43 die gleiche Elastizität haben, wie in der Horizontalebene 44.
Die Elastizität des langgestreckten Halters 5 in der Vertikalebene 43 und in der Hori- zontalebene 44 kann durch folgende Konstruktionselemente reguliert werden: Rip- pen 49, Öffnungen 50, sowie die im Halter 5 vorhandenen Innenräume. Die Innen- räume 51 des Halters 5 können sowohl geschlossen sein, als auch mit der äußeren Umgebung kommunizieren, um den Eintritt von Wasser zu erlauben. Durch kombi- nierte Verwendung von Rippen, Öffnungen und Innenräumen kann elastische Ver- formung des langgestreckten Halters sowohl in der Vertikalebene 43, als auch in der Horizontalebene 44 reguliert werden (Fig. 13 und 17).
Die beschriebene Schwimmflosse ermöglicht es, Drehwinkel ß und y jedes Paars von Schaufeln 7 - 7i und 8 - 8i zu optimieren. Dabei erhält der Schwimmer bei kleineren Werten der Drehwinkel ß und y von Schaufeln 7 - 7i und 8 - 8i einen kräftigeren Stoßimpuls, während größere Drehwinkel ß und y von Schaufeln 7 - 7i und 8 - 8i zu einem sparsamen Aufwand von Muskelkraft des Schwimmers beitragen. Eine Änderung der Position der Längsachse 9 des langgestreckten Halters 5 im Ver- hältnis zur Längsachse 10 des Fußteils 1 ermöglicht es, die Muskelkraft des Schwimmers bei Ausführung einer Schlagbewegung der Flosse hochwirksam auszu- nutzen.
Ein weiterer Faktor, der zur Erhöhung des Wirkungsgrads der dargestellten Schwimmflosse beiträgt, ist die elastische Deformation der Schaufeln 7 und 8 unter der Wasserdruckeinwirkung. Eine Biegung der Schaufel, die von der Drehachse 19 aus zur Hinterkante 18 hin zunimmt, trägt zur Verringerung des hydrodynamischen Widerstands der Schaufel bei.
Eine wesentliche Erhöhung der Wirksamkeit der Schaufeln kann ebenfalls mittels durchgehender Wasserüberströmöffnungen 24 in den stromlinienförmigen Schaufeln 7 - 7i und 8 - 8i (Fig. 6) erreicht werden.
Der Stoßimpuls lässt sich durch die Änderung der Flächengröße der stromlinienför- migen Schaufeln 7 und 8 beeinflussen.
Bei Flossenschlägen führen die Schaufeln 7, 7i, 8, 8i begrenzte Drehbewegungen um ihre quer zur Längsachse 9 des Halters 5 verlaufenden Schwenk- beziehungs- weise Drehachsen 19 aus. Dabei führt die Traverse 46, welche die beiden beidseitig des Halters 5 abstehenden Schaufelbläter einer Schaufel 7, 7i, 8, 8i verbindet, zwi- schen den Anschlägen 47 und 48 hin- und hergehende Kippbewegungen aus.
Dabei bezeichnet Schaufelblatt die stromlinienförmige Schaufelfläche 21.
Bei Flossenschlägen wird die Schaufeln 7 und 8 verbindende Traverse 46 frei inner- halb der Öffnung 45, 45i zwischen Anschlägen 47 und 48, welche die Schaufelbewe- gung begrenzen, gekippt. Diese freie Kippbewegung der Schaufel aus einer Endstel- lung in die andere erfordert wesentlich weniger Zeit gegenüber Drehung. Dement- sprechend wird der Leergang vermindert.
Prüfstandstests haben gezeigt, dass das Problem des Schwimmflossen-Leergangs durch Minderung der Schaufelabmessungen bei gleichzeitiger Erhöhung ihrer Zahl und Vorhandensein eines freien Gelenks praktisch vollständig beseitigt wird.
Die Anwendung nur eines langgestreckten Halters 5, verbunden mit dem Fußteil 1 , kann zu einer wesentlichen Verringerung des hydrodynamischen Widerstands bei Schlagbewegungen der Schwimmflosse beitragen.
Da der Schwimmer hin- und hergehende Bewegungen mit seinen Beinen während des Vortriebs durch das Wasser ausführt, beeinflusst das Flossengewicht die Träg- heitskraft, welche man beim Vortrieb überwinden muss. Durch die Verwendung nur eines langgestreckten Halters 5 kann das Schwimmflossengewicht verringert wer- den. Das verbessert die Wirksamkeit der Ausnutzung der Muskelkraft des Schwim- mers ebenfalls.
Die Verwendung nur eines langgestreckten Halters 5 vereinfacht zudem das Problem seiner Trennung von der Spitzenpartie des Fußteils 1 (Fig. 9). Durch die Trennungs- möglichkeit lassen sich die Gesamtabmessungen der Schwimmflosse verringern, und deren Transport zum Benutzungsort lässt sich vereinfachen.
Im Unterschied zu anderen Ausgestaltungsvarianten trägt die Verwendung nur eines langgestreckten Halters 5 zur Vereinfachung der Anbringung der stromlinienförmigen Schaufeln 7 - 7i und 8 - 8i am Halter und deren Trennung vom Halter bei. Dies er- leichtert zusätzlich den Transport der Schwimmflosse zum Ort ihrer Benutzung.
Die einfache Anbringung und Trennung der stromlinienförmigen Schaufeln 7 — 7i und 8 - 8i macht die Verwendung mehrerer Schaufelsätze mit unterschiedlichen Charak- teristiken möglich. Der langgestreckte Halter 5 mit dem am Fuß des Schwimmers befestigbarem Fußteil 1 (Grundteil der Schwimmflosse) bleibt dabei unverändert. Sätze von stromlinienförmigen Schaufeln 7 - 7i und 8 - 8i lassen sich zweckgemäß optimieren, und zwar der eine Satz für das Schwimmen mit kräftigem Abstoß und der andere für ruhiges Schwimmen mit minimalem Energieaufwand.
Die vorgeschlagene Schwimmflosse kann ebenfalls eine modulare Konstruktion ha- ben. Das bedeutet, dass die Schwimmflosse in ihrer Basisauslegung beispielsweise drei Paare stromlinienförmige Schaufeln 7, 7a, 7b, 8, 8a und 8b umfasst und gemäß den vorstehend beschriebenen Prinzipien funktioniert. Mit 3 Schaufelpaaren wird ru- higes Schwimmen mit minimalem Energieaufwand vorausgesetzt. Zum Zweck der Vortriebskrafterhöhung kann ein auch als Ergänzungsmodul bezeichnetes Modul 11 von stromlinienförmigen Schaufeln 7i und 8i montiert werden (Fig.8).
Die Rückstellfeder 30 bzw. die Federvonichtung lässt sich ebenfalls einfach durch eine andere Vorrichtung mit sich unterscheidenden Charakteristiken ersetzen. Dadurch ergibt sich eine weitere Möglichkeit, eine Schwimmflosse für den Einsatz mit kräftigem Schubvermögen oder für ruhiges Schwimmen zu erhalten.
Als Ausführungsvariante können die Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i am langgestreckten Halter 5 mithilfe eines so genannten freien Gelenks angebracht sein (Fig. 14 und 15). In diesem Fall sind die Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i miteinander mittels einer bei- spielsweise plattenförmigen Traverse 46 verbunden, die durch eine im langgestreck- ten Halter 5 vorhandene Öffnung 45, 45i durchgeht. Die Öffnung 45, 45i im langge- streckten Halter 5 hat größere Abmessungen, als die durch sie durchgehende Tra- verse 46. Die Öffnung 45, 45i hat eine unrunde Form. Im Innern der Öffnung 45, 45i sind Anschläge 47 und 48 zur Begrenzung von Drehbewegungen der Traverse 46 um die Schwenk- beziehungsweise Drehachsen 19 der jeweiligen Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i vorgesehen. Die Oberfläche der Öffnung 45, 45i kann mit einem Material bedeckt sein, um ein Anschlägen der Traverse 46 an die Anschläge 47, 48 zu dämp- fen. Hierdurch wird der mit jedem Flossenschlag wiederkehrende Kontakt zwischen den Anschlägen 47, 48 und der mit den Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i verbundenen Traverse 46 sanfter gemacht. Fig. 15 zeigt mögliche Formen von Öffnungen 45, 45i im langgestreckten Halter 5. Die im langestreckten Halter 5 vorgesehenen Öffnungen 45, 45i können auch eine andere Form aufweisen.
Aufgrund der Kompliziertheit von Herstellungsverfahren und konstruktiven Lösungen können Anschläge 47, 48, welche die Drehbewegung der Traversen 46 begrenzen, auch außerhalb des freien Gelenks unmittelbar am Halter 5 angeordnet sein.
Die Traverse 46 ist vorteilhaft in der vorderen Hälfte der Schaufeln 7 - 7i bzw. 8 - 8i positioniert (Fig. 16). Die Traverse 46 ist mit Vorteil flach, kann aber auch eine ande- re Ausbildungsform haben.
Das freie Gelenk kann seitlich mit Deckeln 52 versehen sein (Fig. 14). Die Deckel 52 können durch Scheiben gebildet sein, solche umfassen oder von Scheiben umfasst sein. Die beispielsweise durch Scheiben gebildeten Deckel 52 spannen vorteilhaft jeweils Ebenen auf, auf denen die jeweiligen Schwenk- beziehungsweise Drehach- sen 19 der Schaufeln 7, 7i, 8, 8i senkrecht aufstehen. Ein Verschmutzen der Öffnun- gen 45, 45i im langgestreckten Halter 5 wird durch die erwähnten Deckel 52 wirksam verhindert. Beispielsweise verhindern die Deckel 52 ein Zusetzen der Öffnungen 45, 45i mit Algen. Die Deckel 52 können sowohl in den Körper des Halters 5 eingelassen sein, als auch nach außen ragen.
Wichtig ist hervorzuheben, dass eine in Fig. 1 bis Fig. 17c) ganz oder in Teilen dar- gestellte Schwimmflosse:
- ein am Fuß des Schwimmers befestigbares Fußteil 1 , 3, 4, und
- ein am Fußteil 1 , 3, 4 angeordnetes, beispielsweise befestigbares Schwimm- flossenblatt 2 umfasst. Das Schwimmflossen blat 2, kurz Flossenblat, umfasst einen langgestreckten Halter 5 mit an diesem drehbar angeordneten, stromlinienförmigen Schaufeln 7, 71, 8, 8i, 21. Es sind zumindest zwei seitlich des Halters 5 abstehend drehbar angeordnete stromlinienförmige Schaufeln 7, 7i, 8, 8i vorgesehen. Die Schaufeln können um bei- spielsweise quer zu einer Längsachse 9 des vorstehend erwähnten langgestreckten Halters 5 verlaufende Schwenk- beziehungsweise Drehachsen 19 drehbar angeord- net sein. Die Schaufeln sind dabei in entgegengesetzt hin- und hergehenden Schwenkrichtungen, kurz in beiden Richtungen um einen vorgegebenen Winkel drehbar angeordnet.
Die Schwimmflosse zeichnet sich gemäß einem ersten Gegenstand der Erfindung durch eine zumindest bei Flossenschlagbewegungen bewegliche Anordnung des langgestreckten Halters 5 gegenüber dem am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil 1, 3, 4 aus.
Die Schwimmflosse zeichnet sich gemäß einem alternativen oder zusätzlichen zwei- ten Gegenstand der Erfindung dadurch aus, dass die in Bezug zur Längsachse 9 des Halters 5 auf gegenüberliegenden Seiten abstehenden stromlinienförmigen Schau- feln 7, 7i, 8, 8i beziehungsweise deren durch stromlinienförmige Schaufelflächen 21 gebildete Schaufelbläter 21 über eine platenförmige Traverse 46 miteinander ver- bunden sind, die durch ein Loch 45, 45i in dem langgestreckten Halter 5 verläuft, während das Loch 45, 45i in dem langgestreckten Halter 5 mit Blattbewegungsbe- grenzern 47, 48 in Form von Vorsprüngen ausgestattet ist und eine größere Größe als die durch sie hindurchgehende Traverse 46 hat.
Die stromlinienförmigen Schaufeln 7, 7i, 8, 8i, 21 können an ihren dem Halter 5 zu- gewandten Enden mit Scheiben 52 versehen sein, welche die Löcher 45, 45i im langgestreckten Halter 5 verschließen. Jede Schaufel 7, 7i, 8, 8i umfasst mindestens ein durch eine stromlinienförmige Schaufelfläche 21 gebildetes Schaufelblatt. Die Schaufeln 7, 7i, 8, 8i bestehen be- vorzugt aus zwei als stromlinienförmige Schaufelflächen 21 bezeichneten Schaufel- blättern, je einem Schaufelblatt auf jeder Seite des Halters 5. Die stromlinienförmigen Schaufelflächen 21 der Schaufeln 7, 7i, 8, 8i stehen vorteilhaft gegenüberliegend beidseits der Längsachse 9 des langgestreckten Halters 5 in Richtung quer zu des- sen Längsachse 9 verlaufender Schwenk- beziehungsweise Drehachsen 19 ab. Da- bei kann es sich um jeweils eigene, oder paarweise gemeinsame Schwenk- bezie- hungsweise Drehachsen 19 handeln. Bei einer eigenen Schwenk- beziehungsweise Drehachse 19 umfasst eine Schaufel 7, 7i, 8, 8i nur ein einseitig des Halters 5 abste- hendes Schaufelblat. Bei paarweisen Schwenk- beziehungsweise Drehachsen 19 umfasst eine Schaufel 7, 7i, 8, 8i zwei gegenüberliegend des Halters 5 abstehende Schaufelblätter. Um die Schwenk- beziehungsweise Drehachsen 19 können die Schaufeln 7, 7i, 8, 8i vorgegeben begrenzte, hin- und hergehende Drehbewegungen ausführen.
Hiernach können die Schaufeln 7, 7i, 8, 8i beziehungsweise deren stromlinienförmige Schaufelflächen 21 umfassende Schaufelblätter zu beiden Seiten des langgestreck- ten Halters 5 abstehen.
Vorteilhaft sind die auf einer paarweisen Schwenk- beziehungsweise Drehachse 19 gegenüberliegend angeordneten Schaufelblätter unverdrehbar zu einer Schaufel 7, 7i, 8, 8i miteinander verbunden.
Die auf in Bezug zur Längsachse 9 des Halters 5 auf gegenüberliegenden Seiten abstehenden Schaufeln 7, 7i, 8, 8i beziehungsweise deren stromlinienförmige Schaufelflächen 21 umfassende Schaufelbläter können hiernach um jeweils eine gemeinsame Achse 19 im langgestreckten Halter 5 drehbar montiert sein. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass gegenüberliegend angeordnete Schau- felblätter zwar um eine gemeinsame, paarweise Schwenk- beziehungsweise Dreh- achse 19 hin- und hergängig drehbar angeordnet sind, wobei sie jedoch unabhängig voneinander ihre Drehbewegungen ausführen können. Dabei sind die Schaufelblätter nicht über eine gemeinsames Verbindungselement unverdrehbar miteinander ver- bunden.
Vorteilhaft ist eine zumindest bei Flossenschlagbewegungen bewegliche Anordnung des langgestreckten Halters 5 gegenüber dem am Fuß des Schwimmers befestigba- ren Fußteil 1 , 3, 4 vorgesehen, bei der der langgestreckte Halter gelenkig am Fußteil angebracht ist.
Ein Gelenk 27 kann zwischen dem langgestreckten Halter 5 und dem Fußteil 1, 3, 4 angeordnet sein. Durch das Gelenk 27 wird eine bewegliche, besonders bevorzugt gelenkige Anordnung des langgestreckten Halters 5 gegenüber dem am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil 1 , 3, 4 erhalten. Dabei ist der langgestreckte Hal- ter 5 zumindest bei Flossenschlagbewegungen gelenkig am Fußteil 1 , 3, 4 angeord- net.
Vorteilhaft ist eine entgegen einer Auslenkung wirksame Federbelastung der gelen- kigen Anordnung des langgestreckten Halters 5 gegenüber dem Fußteil 1, 3, 4 vor- gesehen.
Das Gelenk 27 kann hierzu mit zumindest einer Rückstellfeder versehen sein. Der Halter 5 kann dabei elastisch verformbar ausgestaltet sein. Alternativ kann der Halter 5 starr ausgestaltet sein. Bei der starren Ausführung verfügt er über eine ausrei- chend hohe Biegesteifigeit, um Deformationen aufgrund menschlicher Krafteinwir- kungen zu verhindern. Der langgestreckte Halter 5 kann sich bei Flossenschlagbewegungen gegenüber dem am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil 1, 3, 4 drehen und/oder biegen.
Vorteilhaft ist die Elastizität des langgestreckten Halters 5 in einer vertikalen Ebene
43 höher, als in einer gegenüber der vertikalen Ebene 43 senkrecht angeordneten, normal auf der vertikalen Ebene 43 aufstehenden und durch die stromlinienförmigen
Schaufeln aufgespannten und die Längsachse 9 des Halters 5 einschließenden, ho- rizontalen Ebene 44.
Der langgestreckte Halter 5 kann Rippen 49 und/oder auch als Löcher bezeichnete Öffnungen 50 und/oder mit Wasser gefüllte oder wasserfreie innere Hohlräume 51 aufweisen. Die erwähnten Maßnahmen können dazu dienen, die Elastizität des Hal- ters 4 in der vertikalen 43 und horizontalen Ebene 44 einzustellen.
Der langgestreckte Halter 5 des Flossenblatts 2 kann zumindest teilweise aus Modu- len 11 mit stromlinienförmigen Schaufeln 7, 7i, 8, 8i zusammengesetzt sein.
Das am Fuß des Schwimmers befestigbare Fußteil 1 , 3, 4 kann eine Sohle mit Ver- stärkung - kurz Sohlen Verstärkung 26 - umfassen. Der langgestreckte Halter 5 des Flossenblatts 2 ist vorteilhaft an einer solchen Sohlenverstärkung 26 angebracht.
Besonders bevorzugt ist der langgestreckte Halter 5 an der Sohlen Verstärkung 26 des am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteils 1, 3, 4 gelenkig angebracht.
Ein der gelenkigen Anordnung dienendes Gelenk 27 ist vorteilhaft zwischen der Soh- lenverstärkung 26 des am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteils 1 , 3, 4 und dem langgestreckten Halter 5 angeordnet. Der langgestreckte Halter 5 kann zumindest auf einer Seite mit zumindest einem Vorsprung 25, 25i versehen sein, der das Drehen der stromlinienförmigen Schaufeln 7, 7i, 8, 8i um deren Schwenk- beziehungsweise Drehachsen 19 begrenzt.
Die Längsachse 9 des langgestreckten Halters ist bevorzugt in Bezug zur Längsach- se 10 des Fußteils 1 nach vorne gerichtet. Dabei ist die Längsachse 9 des langge- streckten Halters 5 in vorteilhaft und unter einem Neigungswinkel von 0° bis 20° zur Längsachse 10 des Fußteils 1 abwärts positioniert.
Ist ein Gelenk 27 zwischen dem Fußteil 1 und dem Halter 5 vorgesehen, so bezieht sich der Neigungswinkel auf eine mittlere Neutralstellung des Halters 5 gegenüber dem Fußteil 1. Aus der mittleren Neutralstellung kann der am Gelenk 27 angeordnete Halter 5 in etwa gleichen Winkeln nach oben und nach unten ausgelenkt werden. In der mittleren Neutralstellung ist die Beweglichkeit des Gelenks 27 in beiden Richtun- gen in etwa gleich groß.
Es ist ersichtlich, dass die Erfindung alternativ oder zusätzlich verwirklicht sein kann durch eine Schwimmflosse, umfassend: eine auch Fußteil 1 , 3, 4 genannte Befestigungsvorrichtung am Fuß des Schwimmers, und - ein Schwimmflossenblat 2, das mit der Befestigungsvorrichtung am Fuß des
Schwimmers verbunden ist und einen langgestreckten Halter 5 und mindes- tens zwei stromlinienförmige Schaufeln 7, 7i, 8, 8i enthält, die schwenkbar an einem langgestreckten Halter 5, bevorzugt mit je einem eine stromlinienförmi- ge Schaufelfläche 21 umfassenden Schaufelblat auf beiden Seiten davon montiert sind, mit der Möglichkeit einer begrenztem Bewegung relativ zu dem obigen langgestreckten Halter 5 in beiden Richtungen.
Die Schwimmflosse ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der langgestreckte Halter 5 zumindest bei Flossenschlagbewegungen relativ zu der Befestigungsvorrichtung am Fuß des Schwimmers dreht und/oder biegt, während die Elastizität des langge- streckten Halters 5 in der vertikalen Ebene 43 höher ist als in der horizontalen Ebene 44.
Die Befestigungsvorrichtung am Fuß des Schwimmers kann eine Sohle mit einer Sohlenverstärkung 26 enthalten, an welcher der langgestreckte Halter 5 befestigt ist.
Der langgestreckte Halter 5 ist vorteilhaft elastisch verformbar und starr an der Soh- lenverstärkung der Befestigungsvorrichtung befestigt.
Der langgestreckte Halter 5 ist bevorzugt mitels eines Gelenks 27 an der Sohlenver- stärkung der Befestigungsvorrichtung am Fuß des Schwimmers befestigt.
Das Gelenk 27 ist vorzugsweise mit mindestens einer Rückstellfeder versehen, wäh- rend der Halter 5 elastisch verformbar ist.
Das auch als Scharnier bezeichnete Gelenk 27 kann alternativ mit mindestens einer Rückstellfeder ausgestattet sein, während der Halter 5 starr ausgeführt ist.
Der langgestreckte Halter 5 kann Rippen 49 und/oder Löcher 50 und/oder mit Was- ser gefüllte oder wasserfreie innere Hohlräume 51 aufweisen, die dazu dienen, die Elastizität des Halters 5 in der vertikalen Ebene 43 und in der horizontalen Ebene 44 einzustellen.
Das Schwimmflossenblatt 2 kann zumindest teilweise aus Modulen 11 mit stromli- nienförmige Schaufeln 7, 7i, 8, 8i zusammengesetzt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann sich eine Schwimmflosse, umfassend: eine auch als Fußteil 1 bezeichnete Befestigungsvorrichtung am Fuß des Schwimmers, und ein mit der Befestigungsvorrichtung verbundenes Schwimmflossenblat zur Befestigung am Fuß des Schwimmers, welches einen langgestreckten Halter 5 und mindestens zwei stromlinienförmige Schaufeln 7, 7i, 8, 8i umfasst, die schwenkbar an dem langgestreckten Halter 5 auf beiden Seiten davon mon- tiert sind, mit der Möglichkeit einer begrenzten Bewegung relativ zu dem obi- gen langgestreckten Halter 5 in beide Richtungen, dadurch auszeichnen, dass die stromlinienförmigen Schaufeln über eine plattenförmige Traverse 46 mitei- nander verbunden sind, die durch ein Loch 45, 45i in dem langgestreckten Halter 5 verläuft, während das Loch 45, 45i in dem langgestreckten Halter mit Blattbewe- gungsbegrenzern 47, 48 in Form von Vorsprüngen ausgestatet ist und eine größere Größe als die durch sie hindurchgehende Traverse 46 hat.
Die stromlinienförmigen Schaufeln 7, 7i, 8, 8i können Scheiben 52 enthalten, die die Löcher 45, 451 in dem langgestreckten Halter 5 verschließen.
Es sei erwähnt, dass die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen die vorgestellte Einrichtung nur darstellen, diese aber nicht einschränken, und dass Sachkundige auf dem Fachgebiet imstande sind, eine Vielfalt von alternativen Ausführungen auszuar- beiten, ohne dabei vom Umfang der beiliegenden Erfindungsansprüche abzuwei- chen. Die eigentliche Tatsache, dass bestimmte Kriterien in unterschiedlichen Erfin- dungsunteransprüchen aufgelistet sind, soll nicht bedeuten, dass die Kombination dieser Kriterien nicht zur Erzielung des positiven Effekts benutzt werden kann.
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Entwicklung und der Herstellung von Tauch- beziehungsweise Schwimmflossen gewerblich anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Schwimmflosse, umfassend:
- ein am Fuß eines Schwimmers befestigbares Fußteil (1, 3, 4), und - ein am Fußteil (1, 3, 4) befestigbares Schwimmflossen blat (2), umfassend einen langgestreckten Halter (5) und zumindest zwei seitlich des Halters (5) abstehend und in beiden Richtungen um einen vorgegebenen Winkel drehbar angeordnete stromlinienförmige Schaufeln (7, 7i, 8, 8i), gekennzeichnet durch eine bewegliche Anordnung des langgestreckten Halters (5) gegenüber dem am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil (1 , 3, 4).
2. Schwimmflosse nach Anspruch 1 , wobei ein Gelenk (27) zwischen dem langgestreckten Halter (5) und dem Fuß- teil (1 , 3, 4) angeordnet ist.
3. Schwimmflosse nach Anspruch 2, wobei das Gelenk (27) mit zumindest einer Rückstellfeder versehen und der Halter (5) elastisch verformbar ausgestaltet ist.
4. Schwimmflosse nach Anspruch 2, wobei das Gelenk (27) mit zumindest einer Rückstellfeder versehen und der Halter (5) starr ausgestaltet ist.
5. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei sich der langgestreckte Halter (5) gegenüber dem am Fuß des Schwimmers befestigbaren Fußteil (1, 3, 4) bei Flossenschlagbewegungen dreht und/oder biegt.
6. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Elastizität des langgestreckten Halters (5) in einer vertikalen Ebene (43) höher ist als in einer gegenüber dieser senkrecht angeordneten, normal auf der vertikalen Ebene (43) aufstehenden und durch die stromlinienförmigen Schaufeln aufgespannten und die Längsachse (9) des Halters (5) einschlie- ßenden, horizontalen Ebene (44).
7. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der langgestreckte Halter (5) Rippen (49), Löcher (50), mit Wasser ge- füllte oder wasserfreie innere Hohlräume (51) aufweist, die dazu dienen, die Elastizität des Halters (4) in der vertikalen (43) und horizontalen Ebene (44) einzustellen.
8. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der langgestreckte Halter (5) des Flossen blatts (2) zumindest teilweise aus Modulen (11) mit stromlinienförmigen Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) zusammen- gesetzt ist.
9. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das am Fuß des Schwimmers befestigbare Fußteil (1 , 3, 4) eine Sohle mit Verstärkung umfasst, an welcher der langgestreckte Halter (5) des Flos- senblatts (2) angebracht ist.
10. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der langgestreckte Halter (5) zumindest auf einer Seite mit zumindest einem Vorsprung (25, 25i) versehen ist, der das Drehen der stromlinienförmi- gen Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) begrenzt.
11. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) zu beiden Seiten des langgestreckten Halters (5) abstehen.
12. Schwimmflosse nach Anspruch 11 , wobei die auf in Bezug zur Längsachse (9) des Halters (5) auf gegenüberlie- genden Seiten abstehenden Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) um jeweils eine gemein- same Achse (19) im langgestreckten Halter (5) drehbar montiert sind.
13. Schwimmflosse nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die in Bezug zur Längsachse (9) des Halters (5) auf gegenüberliegen- den Seiten abstehenden stromlinienförmigen Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) über eine plattenförmige Traverse (46) miteinander verbunden sind, die durch ein Loch (45, 45i) in dem langgestreckten Halter (5) verläuft, während das Loch (45, 45i) in dem langgestreckten Halter (5) mit Blattbewegungsbegrenzern (47, 48) in Form von Vorsprüngen ausgestatet ist und eine größere Größe als die durch sie hindurchgehende Traverse (46) hat.
14. Schwimmflosse, umfassend:
- ein am Fuß eines Schwimmers befestigbares Fußteil (1, 3, 4), und - ein am Fußteil (1, 3, 4) befestigbares Schwimmflossenblatt (2), umfassend einen langgestreckten Halter (5) und zumindest zwei seitlich des Halters (5) abstehend und in beiden Richtungen um einen vorgegebenen Winkel drehbar angeordnete stromlinienförmige Schaufeln (7, 7i, 8, 8i), dadurch gekennzeichnet, dass die in Bezug zur Längsachse (9) des Halters (5) auf gegenüberliegenden Seiten abstehenden stromlinienförmigen Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) über eine plat- tenförmige Traverse (46) miteinander verbunden sind, die durch ein Loch (45, 45i) in dem langgestreckten Halter (5) verläuft, während das Loch (45, 45i) in dem langgestreckten Halter (5) mit Blattbewegungsbegrenzern (47, 48) in Form von Vorsprüngen ausgestatet ist und eine größere Größe als die durch sie hindurchgehende Traverse (46) hat. Schwimmflosse nach Anspruch 13 oder 14, wobei die stromlinienförmigen Schaufeln (7, 7i, 8, 8i) an ihren dem Halter (5) zugewandten Enden mit Scheiben (52) versehen sind, welche die Löcher (45,
45i) im langgestreckten Halter (5) verschließen.
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