WO2012168224A2 - Contraction motor and paddle blade with such a contraction motor - Google Patents

Contraction motor and paddle blade with such a contraction motor Download PDF

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WO2012168224A2
WO2012168224A2 PCT/EP2012/060576 EP2012060576W WO2012168224A2 WO 2012168224 A2 WO2012168224 A2 WO 2012168224A2 EP 2012060576 W EP2012060576 W EP 2012060576W WO 2012168224 A2 WO2012168224 A2 WO 2012168224A2
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WO
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fin
electromagnets
contraction
contraction motor
angle
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PCT/EP2012/060576
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WO2012168224A3 (en
Inventor
Bernhard KÖHLER
Philip G. SCHWARZ
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Motonautic Ug
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Publication date
Application filed by Motonautic Ug filed Critical Motonautic Ug
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Publication of WO2012168224A3 publication Critical patent/WO2012168224A3/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/30Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
    • B63H1/36Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type swinging sideways, e.g. fishtail type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02Machines with one stator and two or more rotors
    • H02K16/025Machines with one stator and two or more rotors with rotors and moving stators connected in a cascade
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/12Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with auxiliary limited movement of stators, rotors or core parts, e.g. rotors axially movable for the purpose of clutching or braking

Definitions

  • the present invention relates to a contraction motor by means of which tensile forces can be transmitted.
  • Contraction motors can be used in robotics, in the
  • the invention thus also relates to a
  • the present invention can also be used in swimming or diving fins.
  • the present invention relates in particular impact fins, with at least one reciprocable fin which is pivotable about an axis transversely perpendicular to the longitudinal extent of the body and to its direction of movement (its stroke).
  • Such a pommel is for example from the
  • a flapping fin that makes this possible is known, for example, from WO 03/062048 A, but has a complex positioning motor. So is the integration of
  • the object of the present invention is to provide a contraction motor, which is able to transmit high forces in a compact design.
  • Such a contraction motor has several in series
  • each adjacent electromagnets are axially spaced from each other and the electromagnets are guided by a recording, the distance between the electromagnets to each other in the idle state in which the electromagnets do not attract each other or the maximum extent of the contraction motor in its longitudinal or
  • the contraction of the contraction motor can be precisely controlled and regulated.
  • the electromagnets When used in a flapping fin (see later) and activation, the electromagnets generate a tensile force by mutual attraction, i. H. the engine pulls on the respective end of the at least tensile forces transmitting element.
  • the definition of the ends in the longitudinal direction of the elements can be changed in the case of a flapping fin.
  • Electromagnet an elastic element for restoring or maintaining a defined distance between
  • the elastic elements may be in the form of spacer rings or spacers and hold the cores of the electromagnets at a defined distance from one another.
  • the elastic elements may be, for example, elastic or
  • resilient discs act between the electromagnets are used. But there are also springs or other elements conceivable.
  • the receptacle can be formed from non-stretchable trains, fibers, ropes, wires, strips of material, etc. Also, it may be formed from a non-stretchable stocking or hose. Likewise, however, a rigid housing is possible. A rigid housing would, however, the mobility across the row, as will be mentioned later, prevent.
  • the contraction motor can be contracted or shortened stepwise or in whole sections or as a whole.
  • the contraction force is determined by the size, d. H. determines the number of windings of the electromagnets and their power supply, while the contraction distance of the distance of the iron cores to each other, d. H. the air gap and the number of electromagnets or the number of their distances from each other is determined.
  • a large contraction force is achieved as the electromagnet chains or their contraction force adds.
  • several chains are added while maintaining the same contraction force, which are connected in series.
  • wave-like, zigzag or may be formed at only two V-shaped.
  • Such a contraction motor is advantageously used in a flapping fin.
  • the generation of a flow through a flapping fin is influenced in particular by the following parameters.
  • pneumatic, hydraulic or motor z. B. with an electric stepper motor, a linear electric motor or a contraction motor, as will be described later, can be adjusted.
  • the setting of the angle of attack will be discussed in particular and primarily. However, it is also according to the invention and without the adjustment of the angle conceivable to change only the fin extension and / or the fin stability or curvature.
  • the resultant of the inflow of the fin results on the one hand from the movement of the body through the fluid (with a flow component of the fluid itself) and
  • the present invention is therefore based on the idea to continuously adjust the angle of attack of the fin to the flow of the fin or (depending on the flow) (forced) to regulate. Accordingly, the present invention proposes a flapping fin having a contraction motor as described above for moving a body in a fluid.
  • the body may be a watercraft or another
  • the invention is transferable to bodies moving in air as fluid.
  • the present invention can also be used in reverse mode, d. H. it is passively used to generate energy in a flowing fluid.
  • the fin is set in motion by the flowing fluid and the movement is converted into electrical energy.
  • Flapping fin according to the present invention
  • the reciprocating motion of the fin is also referred to below as lifting movement.
  • Flipper surface can be primarily vertically similar to the
  • a plurality of fins which are preferably movable in opposite directions in this case, are conceivable, which are arranged side by side and / or one behind the other.
  • the fin is pivotable about an axis transverse to the longitudinal extent or direction of movement of the body and to the direction of movement (to the stroke) of the fin. It does not have to be an existing axis. Rather, it can also be imaginary.
  • the fin can be pivoted by a hinge with a pivot axis. But it is also an elastic connection conceivable in which the pivoting takes place about an imaginary axis.
  • the axis is essentially parallel to the fin surface
  • the angle of attack of the fin is the resultant of the flows acting on the fin during the movement of the fin by pivoting the fin about the axis continuously variable.
  • the resultant of the flows acting on the fin results on the one hand by the lifting movement of the fin through the fluid, which results in a directed flow opposed to the lifting movement and on the other hand, a flow which is primarily determined by the movement of the body by the fluid. This creates one of the direction of movement
  • the angle of attack of the fin can be optimally adapted to the movement of the body by the fluid and the movement of the fin itself, whereby an increase in efficiency can be achieved.
  • the variability can z. B. be achieved in that a deflection is provided which moves together with the pivoting of the fin about the axis, d. H. for this purpose communicates with the fin.
  • the deflection can be formed, for example, by a pulley, pulley, toothed pulley and the like. Furthermore, one is around the
  • Ümlenkung running at least tensile forces transmitted element provided.
  • This may be, for example, a limp element, for. B. a rope, a chain or the like.
  • the fin By a movement of the element running around the deflection and a non-positive and / or positive engagement of the element with the deflection, the fin can be pivoted about the axis to change the angle of attack.
  • relatively light and uncomplicated components can be used, on the one hand reduce the moving mass and on the other hand create a low-maintenance system.
  • the length of the element shortens from the definition to the tangent to the Ural lowering while the opposite part (tower) of the element extends in length from the definition of the end to the tangent of the deflection. This can be up
  • the above-mentioned contraction motor is used for motor-changing the definition of the ends.
  • the fin or the pivot axis of the fin moves along its lifting movement parallel to the stern of the watercraft.
  • it is preferably one
  • Cross strut which is pivotally connected at their ends, each with a train connection or strut, and to attach the fin pivotally mounted on the cross member.
  • the struts can be supported by limp tensioned elements, such. As ropes, or by bars, rods, etc. may be formed.
  • at least tensile forces transmitting elements be advantageous that they extend from their end connected to the fin initially in the direction of one end of the cross member, there or deflected at an intermediate position and extending parallel to the corresponding strut below.
  • a drive rod for moving the fin transverse to the movement of the body in the fluid.
  • This may be pivotally connected to the crossbar when using a parallelogram guide, wherein it is preferred that the pivot axis of the fin and the articulated connection of the drive rod coincide with the crossbar. It may also be advantageous when using a
  • the drive rod provided so that it extends parallel to the parallel struts.
  • the drive rod can manually, hydraulically, pneumatically or motor, z. B. with a stepper motor, linear motor or the later-described contraction motor can be driven.
  • Adjustment of the angle of attack can be implemented as an independent aspect. This can be advantageously realized by the fin comprising at least two groups of strips which are pivotable apart to fan out the fin.
  • the remaining part of the fin blade is preferably elastic, z. B. formed by a kind of flexible skin.
  • each of these strips or each group can be assigned a tension fiber.
  • the strips are pushed together, while they are fanned out for a larger stretch. These strips are pivoted apart via a drive element and / or collapsible to change the extension.
  • the provision, d. H. the collapse or fanning can also be achieved by the drive element or by a spring-like reset device, for example.
  • the driver may be
  • Adjustment of the angle of attack can be implemented as an independent aspect.
  • the fin may include a plurality of stiffening strips that lie in the fin surface. Furthermore, at least one tensionable tension element is provided, which engages in the region of the ends of the strips on this. In this case, in particular, the end of the fin remote from the body is the end in the region of which the pulling element engages.
  • a tension of the tension element can be used in conjunction with the strips to adjust the rigidity of the fin. The stronger the tension element is stretched, the stiffer the fin and vice versa. For this are the Bars to make compression stiff. If, in addition or alternatively, the curvature can be changed, the strips are elastically flexible.
  • the tension on the tension member may also be translated by a contraction motor as previously explained.
  • the fin is reciprocated in the present invention. This is done at the respective ends of the trajectory
  • the fin decouples during the reversal of motion in order to ensure free pivoting of the fin during the reversal of motion.
  • the fin beats passive without propulsion in the opposite
  • Angle of attack This can for example be realized in that the connection between the above-mentioned deflection and the fin is temporarily released until the fin is turned over. Also, in the above-mentioned embodiments, it is conceivable to release the ends of the element or elements transmitting at least tensile forces, so that the fin can move freely about the axis.
  • the stops may be formed for example by pins which are parallel to the axis of the deflection, z.
  • the envelope limit As a disc, extend and the envelope limit
  • the controller may record the velocity of the body in the fluid as well as the speed of movement of the fin in the fluid and continuously adjust the angle of attack and / or stretch and / or stiffness and / or curvature from these parameters.
  • the impact fin of the present invention is not only for
  • the fin must extend perpendicularly to the sole of the foot during attachment to the foot.
  • the fastening device can be designed in the manner of a shoe, as it is already known from swimming or diving fins.
  • Fastening device which runs substantially parallel to the sole of the foot and from there to a mechanical
  • Adjustment device are guided.
  • the adjusting device can, for. B. on a belt or on the thigh of the
  • Floaters or divers are attached. This is preferably the one described above
  • Figure 1 is a schematic view of a fin drive with a pawl according to a first embodiment in which the contraction motor of the present invention can be used;
  • Figure 2 is a schematic view of a fin drive with a poppet according to a second embodiment in which the contraction motor of the present invention may be used;
  • Figure 3 is a schematic view of a variable extension fin
  • Figure 4 shows a poppet with variable stiffness and curvature
  • Figure 5 is a schematic view of a swimming and
  • Diving fin with a pawl a) with a rigid connection, b) with an elastic connection, c) with an articulated connection and resilient return and d) with adjustable Bowden cables in which the contraction motor of the present invention can be used;
  • Figure 6 shows a contraction motor of the present invention
  • Figure 7 shows schematically three possible arrangements of the electromagnets in series of the contraction motor shown in Figure 5;
  • Figure 8 shows a schematic view of a fin drive with a pawl according to a third embodiment in which the contraction motor of the present invention can be used.
  • like reference numerals are used for the same or similar elements and on a
  • Figure 1 shows a fin drive for a watercraft, z. B. a ship 1 according to a first embodiment.
  • a fin drive for a watercraft z. B. a ship 1 according to a first embodiment.
  • the area of the stern 2 of the vessel is the
  • Fin drive 10 installed, which is explained with reference to a vertical fin 10.
  • a horizontal fin 10 for a horizontal fin 10, however, the design would be identical, as in Figure 1, which in this case, however, would represent a side view instead of the supervision shown.
  • the flipper is formed by a fin 10. This is about a parallelogram 20 parallel to the rear 2 of the ship 1 in the direction h back and forth movable.
  • the parallelogram guide 20 is composed of two
  • Parallel struts 21 may be tensioned limp elements z. B.
  • Struts 21 are each hingedly attached to the ship 1 with one end 22.
  • the respective opposite end 23 is pivotally connected to a transverse strut.
  • the cross strut 24 is identical in length to the distance between the articulated
  • the cross member 24 is also moved in the direction h back and forth.
  • the fin 10 is hinged to the cross member 24 about an axis 25. It is thus held pivotable about the axis 25.
  • the axis 25 extends in the vertical direction and parallel to the hinged connections 22 and 23.
  • a drive rod 26 is further provided, one end 27 is hingedly attached to the ship 1, while the other end preferably coincides with the axis 25 hinged to the Cross strut 24 is connected.
  • the drive rod 26 can be rotated by motor but also pneumatically or hydraulically or optionally manually around the bearing 27. As engines come
  • Stepper motors, linear motors or the contraction motors described later in question The drive unit is not shown in the drawing for the sake of simplicity.
  • Embodiment provided two semi-rigid tensile forces transmitting elements 30. These are connected at one end 31 to the fin 10 or the fin surface. The other end extends from the fin or the connection with it to a respective end of the cross member 24 is z. B. in the region of the joint 23 and then runs parallel to the parallel struts 21 to the stern of the ship 2. There, the opposite end 32 of the elements 30 in the longitudinal direction of the elements 30 is set variable. This can be realized by connecting the ends 32 respectively to a previously described and later-described contraction motor so as to draw at each end 32, thereby changing their attachment in the longitudinal direction of the elements 30.
  • contraction motors is also a manual adjustment, a pneumatic, hydraulic or other motorized adjustment via step and / or
  • the control preferably determines the resultant of the flow of the fin 10. This is, inter alia from the flow induced by the movement of the ship 1 in the fluid (flow u) and the lifting movement of the fin 10 in the direction h (flow uh) together. Ie. through the
  • a kind of housing (mast) 40 is further provided, the drive rod 20, the parallel struts 21 and at least a portion of
  • a controller determines the resultant from the flows u and uh and determines on the basis of these parameters an optimal angle of attack ⁇ for the fin 10.
  • the coils of the contraction motor 33 which is connected to the end 32 of the other non-rigid element 30, not under tension, so that the upper pliable element 30, the fin 10 is not in the movement about the axis 25 down or stops clockwise.
  • Flow conditions or the flow of the fin 10 is adjustable. This can be a very efficient system uncomplicated, compact and inexpensive construction can be achieved.
  • the parallelogram guide 20 has been omitted for the sake of simplicity.
  • the illustrated embodiment can be combined with the parallelogram guide 20 from FIG. 1 without further ado. Due to the lack of
  • Parallelogramm operation moves the axis 25 about which the fin 10 is pivotable, but not parallel to the stern 2 of the ship, but on a circular path about the axis 27 of the articulated connection of the drive rod 26 on the ship.
  • a deflection 40 is further provided in the form of a toothed disc, which is rotatably mounted on the drive rod 26 about the axis 25 in the illustrated embodiment.
  • the fin 10 is arranged rotatable relative to the deflection 40 about the axis 25.
  • two stops 34 or an envelope limit for the fin 10 are connected to the deflection 40 on opposite sides of the axis 25 relative to the fin 10.
  • Operation is the fin surface with reference to Figure 2 in a movement of the fin up to the lower stop, while it can turn freely at the reversal point and rests in the downward movement of the upper stop in Figure 2. Furthermore, a tensile forces transmitting,
  • slippery element 30 is provided in the form of an open toothed belt 39, which rotates about the deflection 40.
  • the ends 32 of the toothed belt 30 are also each with a
  • Pivoting the fin 10 is accompanied by the axis 25, so that the angle of attack ⁇ can be adjusted accordingly.
  • a drive pulley 41 instead of the motors 33 and a closed belt 30 is a rotation of the
  • Drive pulley 41 used. In order not to make the moving mass too large, it is preferred to place the disc 41 with its axis of rotation on the joint 27 of the drive rod 26. However, it is also conceivable the disk 41 with its motor at any point along the
  • FIG. 3 shows schematically a fin 10 in one
  • the fin 10 is made of an elastic material
  • flexible casing 50 As a foil or a cloth constructed.
  • stiffening the shell 50 are several in
  • tensile elements 52 are respectively arranged on opposite sides in the transverse direction of the fin 10, which extend along the strips to the opposite end.
  • tension is preferably applied to both tension elements 52 arranged on opposite sides of the strips 51.
  • the train increases the rigidity of the fin 10 or reduces the amount of bending of the strips 51.
  • stiffen by the tension elements 52 of the respective strips 51 are applied differently. Instead of a plurality of tension elements 52, however, it is also conceivable to connect the ends of the strips 51 together via an element and this element on opposite sides of the strips 51 with the tension elements, for. B. wires to connect, so that all strips are bent and / or stiffened at the same time.
  • the strips 51 of the upper and lower groups can be pushed apart from each other or together and / or pulled apart. This can also be realized by a tension element 52.
  • a tension element 52 By this configuration, it is possible to change the extension of the fin 10 accordingly.
  • a control is provided which determines both the rigidity or the curvature and / or curvature of the fin 10 and its extension as a function of the angle
  • the impact fin is arranged in accordance with the fluke of a whale.
  • the fin 10 is rigidly connected to a drive rod or fin attachment rod 26.
  • the drive rod is articulated at a hinge point 70 with a transmission member 71 of a Drive unit 72, here connected to a hydraulic piston.
  • This drive member 71 is by the piston 72 in the reciprocating motion back and forth or up and down to move the fin 10 in the direction h in the fluid, here water, back and forth.
  • a pin 75 of the drive rod 26 is received in a slot 73 of a control member.
  • control member 74 is part of a servo drive 76.
  • Within the slot 73 of the pin 75 is free to move and the fin so limited by the ends of the slot 73 around the hinge axis 70th
  • Control member 74 are set via the servo drive 76 of the angle during the stroke movement.
  • Slot 73 at the reversal point can swing freely from an angle + a at an angle -a.
  • the drive unit 27 can be chosen arbitrarily and is not limited to a piston system. Also, conventional internal combustion engines can be used here, the drive rod via a connecting rod 26 to move back and forth. The same applies to the servo drive, the z. B. can be configured pneumatically, hydraulically or electrically. Again, however, the control member 74 could be adjusted by a contraction motor, a linear motor, a stepper motor or manually.
  • the present invention is also in swimming and / or
  • Diving fins can be used. This will be below
  • the swimming or diving fin shown there has a fastening device 60 for attachment to the foot of a person. This is similar to conventional diving fins formed with an upper shoe 61 and a sole 62, so that a user with the foot in the
  • Upper shoe 61 can slip, which is preferably formed of a soft elastic material and manages with or without closure elements.
  • the fin 10 is rigidly attached to the sole 62 and extends substantially at right angles to the sole 62 or in the attached state at right angles to the sole of the foot.
  • the angle of attack ⁇ can be in this variant by the extensor muscles as well
  • the angle of attack ⁇ can be optimally adjusted.
  • an elastic element 66 for example a leaf spring or elastic rods.
  • the leaf spring or the elastic rod is exchangeable, so that different spring constants and thus elasticities can be achieved.
  • the adjustment of the angle of attack ⁇ via flexible tensile forces transmitting elements 30 is conceivable.
  • the fin 10 is attached to the sole 62 via an articulated connection 67.
  • Two pliable elements 30 are connected at opposite sides 10 with one end 31 at the fin. From there extends the pliable element
  • the element 30 at a distance from the axis 67 to the shoe sole 62 and from there to an adjusting element 69 via which the end 32 in the longitudinal direction of the element 30 can be set changeable.
  • it may be one in stages
  • lockable knob 69 act.
  • knob 69 which rotates about the knob 69 and with this form-fitting and / or frictionally engaged, while the ends of the open belt 31 are connected to the fin 10.
  • a rotation of the knob 69 can thus adjust the angle of attack of the fin 10 accordingly manually.
  • a belt For example, be used a belt.
  • small contraction motors that perform an automatic control.
  • Such a contraction motor as can also be used in the embodiments described above, but which can also be implemented independently and independently of the use with a phaler, will be explained below with reference to Figures 6 and 7.
  • the contraction motor 100 includes a plurality of electromagnets 110 having an iron core 111 and an iron core 111
  • the electromagnets 110 are arranged in a row with a defined distance from one another, wherein an air gap between adjacent iron cores 111 remains.
  • spacer rings 113 are arranged made of elastic material, which hold the electromagnets at a defined distance from each other.
  • elastic material which hold the electromagnets at a defined distance from each other.
  • the electromagnet chain is housed in a shallow or inextensible sheath tube 114 (receptacle) which limits the maximum extent of the contraction motor. If none of the electromagnets 110 is energized and are each adjacent electromagnet 110 in the
  • One end of the chain becomes, as schematically with 115
  • the adjacent ends of the iron cores 111 be complementary to
  • the spacer rings 113 are preferably made of an elastic material z. B. an elastic plastic. But there are other elements, such. As springs, conceivable.
  • the electromagnets 110 can be controlled separately or supplied with current. This can be the way the electromagnets 110 can be controlled separately or supplied with current. This can be the way the electromagnets 110 can be controlled separately or supplied with current. This can be the way the electromagnets 110 can be controlled separately or supplied with current. This can be the way the electromagnets 110 can be controlled separately or supplied with current. This can be the way the
  • Contraction can be determined by the number of driven electromagnet 110 is controlled.
  • the contraction motor can be gradual or in whole
  • the elastic member 113 compresses and generates a tensile force at the end 116, the z. B. on the end 32 of limp element 30 can be transmitted.
  • Pulling force Z is indicated by the arrow in FIG.
  • the contraction distance is dictated by the size and number of gaps between adjacent electromagnets.
  • the contraction force results from size, number of windings, current and voltage, d. H. the type of electromagnet used.
  • electromagnet chains (contraction motors) can be connected in parallel, as shown in FIGS. 7a to c.

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Abstract

The invention relates to a contraction motor (33) comprising a plurality of electromagnets (110) arranged in series, wherein, preferably, an elastic element (113) for restoring or maintaining a defined distance between adjacent electromagnets is arranged between in each case two electromagnets, and the electromagnets are guided in a receptacle (114), which limits the distance between the electromagnets in the rest state and therefore the maximum expansion of the contraction motor. In addition, the invention relates to a paddle blade with such a contraction motor.

Description

KONTRAKTIONSMOTOR SOWIE SCHLAGFLOSSE MIT EINEM SOLCHEN  CONTRACTION MOTOR AND IMPACT FLIP WITH SUCH A
KONTRAKTIONSMOTOR  CONTRACTION MOTOR
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kontraktionsmotor, mittels dem Zugkräfte übertragbar sind. Solche The present invention relates to a contraction motor by means of which tensile forces can be transmitted. Such
Kontraktionsmotoren können in der Robotik, in der Contraction motors can be used in robotics, in the
Medizintechnik und auf vielen anderen Gebieten zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist der Einsatz bei einer Schlagflosse zur Bewegung eines Körpers in einem Fluid denkbar. Medical technology and in many other areas are used. For example, the use in a flapping fin for moving a body in a fluid is conceivable.
Insbesondere betrifft die Erfindung damit auch eine In particular, the invention thus also relates to a
Schlagflosse mit einem solchen Kontraktionsmotor und im Flapping fin with such a contraction motor and in the
Besonderen eine Schlagflosse, die als Antrieb für ein Special a pommel, which as drive for a
Wasserfahrzeug dient. Die vorliegende Erfindung ist aber auch bei Schwimm- oder Tauchflossen einsetzbar. Dabei betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere Schlagflossen, mit wenigstens einer hin und her bewegbaren Flosse, die um eine Achse quer senkrecht zur Längserstreckung des Körpers sowie zu ihrer Bewegungsrichtung (ihrem Hub) verschwenkbar ist. Watercraft serves. However, the present invention can also be used in swimming or diving fins. In this case, the present invention relates in particular impact fins, with at least one reciprocable fin which is pivotable about an axis transversely perpendicular to the longitudinal extent of the body and to its direction of movement (its stroke).
Eine derartige Schlagflosse ist beispielsweise aus der Such a pommel is for example from the
DE 10 2004 004 236 A1 bekannt. DE 10 2004 004 236 A1.
Zur Optimierung des Wirkungsgrads derartiger Schlagflossen ist neben der Streckung, der Stabilität, der Elastizität, der Krümmung und der Wölbung der im Fluid bewegten Flosse auch deren Anstellwinkel zu einer Resultierenden der Anströmung der Flosse maßgeblich. Der eingangs genannte Stand der To optimize the efficiency of such impact fins, in addition to the extension, the stability, the elasticity, the curvature and the curvature of the fin moving in the fluid and their angle of attack to a resultant of the flow of the fin is relevant. The initially mentioned state of
Technik ermöglicht es jedoch nicht auf Veränderungen der Anströmung während der Bewegung des Körpers im Fluid zu reagieren und führt somit nicht zu einem optimalen However, technology does not allow for changes in the flow during movement of the body in the fluid to react and thus does not lead to an optimal
Wirkungsgrad. Eine Schlagflosse die dies ermöglicht ist zum Beispiel aus der WO 03/062048 A bekannt, weist jedoch eine Komplexe Stellmotorik auf. So ist die Integration von Efficiency. A flapping fin that makes this possible is known, for example, from WO 03/062048 A, but has a complex positioning motor. So is the integration of
Stellmotoren vielfach problematisch, da diese um eine hohe Kraft übertragen zu können groß und schwer sind. Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin einen Kontraktionsmotor zu schaffen, der bei kompakter Bauweise in der Lage ist hohe Kräfte zu übertragen. Actuators often problematic because they can be transmitted to a high power to be large and heavy. Against this background, the object of the present invention is to provide a contraction motor, which is able to transmit high forces in a compact design.
Dies wird erfindungsgemäß durch einen Kontraktionsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Vorteilhafte This is inventively achieved by a contraction motor with the features of claim 1. advantageous
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. Further developments of the present invention can be found in the subclaims.
Ein solcher Kontraktionsmotor weist mehrere in Reihe Such a contraction motor has several in series
angeordnete Elektromagneten auf, wobei jeweils benachbarte Elektromagneten zueinander axial beabstandet sind und die Elektromagneten durch eine Aufnahme geführt sind, die den Abstand der Elektromagneten zueinander im Ruhezustand, in dem die Elektromagneten einander nicht anziehen bzw. die maximale Ausdehnung des Kontraktionsmotors in seiner Längs- bzw. arranged electromagnets, wherein each adjacent electromagnets are axially spaced from each other and the electromagnets are guided by a recording, the distance between the electromagnets to each other in the idle state in which the electromagnets do not attract each other or the maximum extent of the contraction motor in its longitudinal or
Axialrichtung begrenzt. Ein solcher Kontraktionsmotor ist relativ wartungsarm und ermöglicht bei kompakter Axial direction limited. Such a contraction motor is relatively low maintenance and allows for more compact
Ausgestaltung die Übertragung hoher Kräfte. Darüber hinaus sind die Kontraktionen des Kontraktionsmotors präzise steuer- und regelbar. Beim Einsatz in einer Schlagflosse (siehe später) und Aktivierung erzeugen die Elektromagneten durch gegenseitige Anziehung eine Zugkraft, d. h. der Motor zieht an dem jeweiligen Ende des zumindest Zugkräfte übertragenden Elements. Dadurch kann bei einer Schlagflosse die Festlegung der Enden in Längsrichtung der Elemente verändert werden. Design the transmission of high forces. In addition, the contraction of the contraction motor can be precisely controlled and regulated. When used in a flapping fin (see later) and activation, the electromagnets generate a tensile force by mutual attraction, i. H. the engine pulls on the respective end of the at least tensile forces transmitting element. As a result, the definition of the ends in the longitudinal direction of the elements can be changed in the case of a flapping fin.
Bevorzugt ist zwischen jeweils zwei benachbarten It is preferred between each two adjacent
Elektromagneten ein elastisches Element zur Rückstellung bzw. Aufrechterhaltung eines definierten Abstands zwischen Electromagnet an elastic element for restoring or maintaining a defined distance between
benachbarten Magneten angeordnet. Die elastischen Elemente können in Form von Abstandsringen oder Abstandsscheiben ausgebildet sein und halten die Kerne der Elektromagneten auf einem definierten Abstand zueinander. Bei den elastischen Elementen kann es sich beispielsweise um elastische bzw. arranged adjacent magnets. The elastic elements may be in the form of spacer rings or spacers and hold the cores of the electromagnets at a defined distance from one another. The elastic elements may be, for example, elastic or
federnde Scheiben handeln, die zwischen die Elektromagneten eingesetzt sind. Es sind aber auch Federn oder andersartige Elemente denkbar. resilient discs act between the electromagnets are used. But there are also springs or other elements conceivable.
Die Aufnahme kann aus nicht dehnbaren Zügen, Fasern, Seilen, Drähten, Materialstreifen, etc. gebildet sein. Auch kann sie aus einem nicht dehnbaren Strumpf oder Schlauch gebildet sein. Ebenso ist jedoch ein starres Gehäuse möglich. Ein starres Gehäuse würde jedoch die Beweglichkeit quer zur Reihe, wie sie später genannt wird, verhindern. The receptacle can be formed from non-stretchable trains, fibers, ropes, wires, strips of material, etc. Also, it may be formed from a non-stretchable stocking or hose. Likewise, however, a rigid housing is possible. A rigid housing would, however, the mobility across the row, as will be mentioned later, prevent.
Indem jeder Elektromagnet der Reihe bzw. Kette separat ansteuerbar ist, ist es möglich gezielt den Hub einzustellen bzw. eine definierte Verkürzung der ganzen Kette zu By each solenoid of the row or chain is controlled separately, it is possible to selectively set the stroke or a defined shortening of the whole chain
erreichen. So lässt sich der Kontraktionsmotor schrittweise oder in ganzen Abschnitten oder als Ganzes kontrahieren bzw. verkürzen. Die Kontraktionskraft wird dabei von der Größe, d. h. der Anzahl der Wicklungen der Elektromagnete und ihre Stromversorgung bestimmt, während die Kontraktionsstrecke von dem Abstand der Eisenkerne zueinander, d. h. dem Luftspalt sowie der Anzahl der Elektromagnete bzw. der Anzahl ihrer Abstände zueinander bestimmt wird. to reach. Thus, the contraction motor can be contracted or shortened stepwise or in whole sections or as a whole. The contraction force is determined by the size, d. H. determines the number of windings of the electromagnets and their power supply, while the contraction distance of the distance of the iron cores to each other, d. H. the air gap and the number of electromagnets or the number of their distances from each other is determined.
Auch ist es bei einem solchen Motor denkbar jeweils mehrere in Reihe angeordnete Elektromagneten V-förmig anzuordnen, die ähnlich eines menschlichen Muskels (z. B. des Wadenmuskels (Triceps surae) durch Zusammenziehen an der Spitze des „Vw eine Zugkraft erzeugen. Also, in such a motor, it is conceivable to arrange a plurality of electromagnets arranged in series in V-shape, which generate a tensile force similar to a human muscle (eg of the calf muscle (Triceps surae) by contracting at the tip of the "V w .
Auch ist es denkbar mehrere Reihen von Elektromagneten ähnlich eines menschlichen Muskels (z. B. des Bizeps) parallel zueinander anzuordnen. Bei einer parallelen It is also conceivable to arrange several rows of electromagnets similar to a human muscle (eg the biceps) parallel to one another. In a parallel
Kombination wird eine große Kontraktionskraft erzielt, da sich die Elektromagnetketten bzw. deren Kontraktionskraft addiert. Um eine große Kontraktionslänge zu erreichen, werden bei gleich bleibender Kontraktionskraft mehrere Ketten addiert, die seriell miteinander verbunden sind. Darüber hinaus kann es zur Reduzierung des Spalts zwischen benachbarten Elektromagneten und gleichzeitigen Vergrößerung des erzeugten Hubs vorteilhaft sein die einander zugewandten Ende der Kerne benachbarter Elektromagneten mit einer Combination, a large contraction force is achieved as the electromagnet chains or their contraction force adds. In order to achieve a large contraction length, several chains are added while maintaining the same contraction force, which are connected in series. Moreover, to reduce the gap between adjacent electromagnets and at the same time increase the generated stroke, it may be advantageous for the facing end of the cores of adjacent electromagnets to have one
gekrümmten Fläche (konkav oder konvex) auszugestalten, z. B. halbkugelförmig zu gestalten. curved surface (concave or convex), z. B. hemispherical shape.
Auch ist es denkbar die einander zugewandten Enden einerseits kugelig-konkav und andererseits kugelig-konvex zu gestalten, so dass sie ineinandergreifen und so die Fläche der sich anziehenden Kerne vergrößert wird, wodurch bei kompakter Bauweise ein größerer Spalt zwischen benachbarten Kernen gewährleistet werden kann. Dies ist auch bevorzugt, um eine Beweglichkeit der Reihe aus Elektromagneten zueinander realisieren zu können. Bei zwei kugelig konvexen Enden der Eisenkerne ist eine Bewegung der Eisenkerne relativ It is also conceivable to make the mutually facing ends on the one hand spherical-concave and the other spherical-convex, so that they interlock and so the surface of the attracting cores is increased, whereby in a compact design, a larger gap between adjacent cores can be ensured. This is also preferred in order to be able to realize a mobility of the row of electromagnets relative to one another. With two spherically convex ends of the iron cores, movement of the iron cores is relative
zueinander aber auch gewährleistet, so dass die Reihe but also ensures each other, so the turn
wellenartig, zickzackartig oder bei nur zweien V-förmig ausgebildet sein kann. wave-like, zigzag or may be formed at only two V-shaped.
Eine solcher Kontraktionsmotor wird vorteilhafterweise in einer Schlagflosse eingesetzt. Die Erzeugung einer Strömung durch eine Schlagflosse wird insbesondere durch die folgenden Parameter beeinflusst. Such a contraction motor is advantageously used in a flapping fin. The generation of a flow through a flapping fin is influenced in particular by the following parameters.
Hub und Bewegungsablauf der Flosse im Fluid die Hubgeschwindigkeit der Flosse im Fluid die Beschleunigung/Verlangsamung des Hubs der Flosse im Fluid der Anstellwinkel gemessen zwischen der Erstreckung der Flossenfläche von der Achse und in Richtung vom Körper weg zu der Resultierenden der Anströmung die Flossenstreckung (Form der Flosse) die Krümmung der Flosse die Wölbung der Flosse Stroke and movement of the fin in the fluid the lifting speed of the fin in the fluid the acceleration / deceleration of the stroke of the fin in the fluid the angle of attack measured between the extension of the fin surface from the axis and in the direction away from the body to the resultant of the flow the fin extension (shape of the Fin) the curvature of the fin the camber of the fin
Je mehr dieser Parameter kontinuierlich an die The more of these parameters continuously connected to the
Umgebungsbedingungen, insbesondere die Anströmung der Flosse angepasst werden können, desto höher liegt der Wirkungsgrad. Ambient conditions, in particular the flow of the fin can be adjusted, the higher the efficiency.
Dabei können diese Parameter unter anderem manuell, These parameters may include, but are not limited to,
pneumatisch, hydraulisch oder motorisch z. B. mit einem elektrischen Schrittmotor, einem elektrischen Linearmotor oder einem Kontraktionsmotor, wie er später beschrieben wird, eingestellt werden. Im Folgenden wird insbesondere und primär auf die Einstellung des Anstellwinkels eingegangen. Es ist jedoch ebenso erfindungsgemäß und ohne die Einstellung des Anstellwinkels denkbar nur die Flossenstreckung und/oder die Flossenstabilität bzw. -krümmung zu verändern. Die pneumatic, hydraulic or motor z. B. with an electric stepper motor, a linear electric motor or a contraction motor, as will be described later, can be adjusted. In the following, the setting of the angle of attack will be discussed in particular and primarily. However, it is also according to the invention and without the adjustment of the angle conceivable to change only the fin extension and / or the fin stability or curvature. The
Veränderbarkeit der Streckung und der Steifigkeit bzw. Variability of elongation and rigidity
Krümmung der Flosse stellen damit nebengeordnete Curvature of the fin thus make sidelined
Erfindungsaspekte dar, die auch ohne die Einstellbarkeit des Anstellwinkels und die Verschwenkbarkeit der Flosse um eine Achse realisierbar sind. Invention aspects, which can be realized without the adjustability of the angle of attack and the pivotability of the fin about an axis.
Die Resultierende der Anströmung der Flosse ergibt sich einerseits aus der Bewegung des Körpers durch das Fluid (mit einer Strömungskomponenten des Fluids selbst) und The resultant of the inflow of the fin results on the one hand from the movement of the body through the fluid (with a flow component of the fluid itself) and
andererseits durch die Bewegung der Flosse durch das Fluid andererseits. Bei einer Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Flosse und/oder des Körpers und/oder einer Änderung der Strömungsbedingungen im Fluid selbst ändert sich folglich die Resultierende der Anströmung. Um den Wirkungsgrad der on the other hand by the movement of the fin by the fluid on the other. Upon a change in the speed of movement of the fin and / or the body and / or a change in the flow conditions in the fluid itself, consequently, the resultant of the flow changes. To the efficiency of
Schlagflosse weiter zu verbessern, liegt der vorliegenden Erfindung daher der Gedanke zu Grunde den Anstellwinkel der Flosse kontinuierlich an die Anströmung der Flosse anzupassen bzw. abhängig von der Anströmung (gezwungen) zu regeln. Demzufolge schlägt die vorliegende Erfindung eine Schlagflosse mit einem oben beschriebenen Kontraktionsmotor zur Bewegung eines Körpers in einem Fluid vor. Bei dem Körper kann es sich um ein Wasserfahrzeug oder einen anders To improve the impact fin further, the present invention is therefore based on the idea to continuously adjust the angle of attack of the fin to the flow of the fin or (depending on the flow) (forced) to regulate. Accordingly, the present invention proposes a flapping fin having a contraction motor as described above for moving a body in a fluid. The body may be a watercraft or another
gearteten Schwimmkörper, aber auch einen menschlichen Körper handeln. Auch ist die Erfindung auf Körper, die sich in Luft als Fluid bewegen, übertragbar. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch in umgekehrter Wirkungsweise zum Einsatz kommen, d. h. sie wird passiv zur Energiegewinnung in einem strömenden Fluid eingesetzt. Mit anderen Worten wird die Flosse durch das strömende Fluid in Bewegung versetzt und die Bewegung in elektrische Energie umgesetzt. Die but also a human body. Also, the invention is transferable to bodies moving in air as fluid. In addition, the present invention can also be used in reverse mode, d. H. it is passively used to generate energy in a flowing fluid. In other words, the fin is set in motion by the flowing fluid and the movement is converted into electrical energy. The
Schlagflosse umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung Flapping fin according to the present invention
wenigstens eine quer zur Längserstreckung des Körpers hin und her bewegbare Flosse. Die Hin- und Herbewegung der Flosse wird im Folgenden auch als Hubbewegung bezeichnet. Die at least one transverse to the longitudinal extension of the body movable back and forth fin. The reciprocating motion of the fin is also referred to below as lifting movement. The
Flossenfläche kann dabei primär vertikal ähnlich der Flipper surface can be primarily vertically similar to the
Schwanzflosse vieler Fische oder aber horizontal nach Art der Fluke eines Wals orientiert sein. Auch sind mehrere in diesem Fall vorzugsweise gegenläufig bewegbare Flossen denkbar, welche nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind. Die Flosse ist um eine Achse quer zur Längserstreckung bzw. Bewegungsrichtung des Körpers sowie zur Bewegungsrichtung (zum Hub) der Flosse verschwenkbar. Dabei muss es sich nicht um eine tatsächlich vorhandene Achse handeln. Vielmehr kann diese auch imaginär sein. So kann die Flosse beispielsweise durch ein Gelenk mit einer Schwenkachse verschwenkbar sein. Es ist aber auch eine elastische Anbindung denkbar, bei der die Verschwenkung um eine imaginäre Achse erfolgt. Die Achse ist dabei im Wesentlichen parallel zur Flossenfläche Caudal fin of many fish or horizontally oriented in the manner of the fluke of a whale. Also, a plurality of fins, which are preferably movable in opposite directions in this case, are conceivable, which are arranged side by side and / or one behind the other. The fin is pivotable about an axis transverse to the longitudinal extent or direction of movement of the body and to the direction of movement (to the stroke) of the fin. It does not have to be an existing axis. Rather, it can also be imaginary. For example, the fin can be pivoted by a hinge with a pivot axis. But it is also an elastic connection conceivable in which the pivoting takes place about an imaginary axis. The axis is essentially parallel to the fin surface
orientiert. Dies bedeutet bei gewölbten und/oder gekrümmten Flossenflächen, dass sich die Achse bei einer vertikalen Ausrichtung ebenfalls vertikal erstreckt, während sie sich bei einer horizontalen Ausrichtung ebenfalls horizontal erstreckt. Um die Schlagflosse in ihrem Wirkungsgrad zu optimieren, ist erfindungsgemäß der Anstellwinkel der Flosse zur Resultierenden der auf die Flosse wirkenden Strömungen während der Bewegung der Flosse durch Verschwenken der Flosse um die Achse kontinuierlich veränderbar. Dabei ergibt sich die Resultierende der auf die Flosse wirkenden Strömungen einerseits durch die Hubbewegung der Flosse durch das Fluid, wobei sich eine der Hubbewegung entgegensetzte gerichtete Strömung ergibt und andererseits eine Strömung, die primär durch die Bewegung des Körpers durch das Fluid vorgegeben wird. Dabei entsteht eine der Bewegungsrichtung oriented. For domed and / or curved fin surfaces, this means that the axis also extends vertically in a vertical orientation, while it also extends horizontally in a horizontal orientation. In order to optimize the efficiency of the impact fin, according to the invention the angle of attack of the fin is the resultant of the flows acting on the fin during the movement of the fin by pivoting the fin about the axis continuously variable. In this case, the resultant of the flows acting on the fin results on the one hand by the lifting movement of the fin through the fluid, which results in a directed flow opposed to the lifting movement and on the other hand, a flow which is primarily determined by the movement of the body by the fluid. This creates one of the direction of movement
entgegengesetzte gerichtete Strömung. Hinzukommen können auch Strömungen im Fluid selbst. Somit kann der Anstellwinkel der Flosse an die Bewegung des Körpers durch das Fluid sowie die Bewegung der Flosse selbst optimal angepasst werden, wodurch sich eine Wirkungsgraderhöhung erzielen lässt. opposite directional flow. In addition, flows in the fluid itself can be added. Thus, the angle of attack of the fin can be optimally adapted to the movement of the body by the fluid and the movement of the fin itself, whereby an increase in efficiency can be achieved.
Die Veränderbarkeit kann z. B. dadurch erzielt werden, dass eine ümlenkung vorgesehen ist, die sich gemeinsam mit der Verschwenkung der Flosse um die Achse bewegt, d. h. zu diesem Zweck mit der Flosse in Verbindung steht. Die Ümlenkung kann beispielsweise durch eine Scheibe, Riemenscheibe, Zahnscheibe und ähnliches gebildet werden. Ferner ist ein um die The variability can z. B. be achieved in that a deflection is provided which moves together with the pivoting of the fin about the axis, d. H. for this purpose communicates with the fin. The deflection can be formed, for example, by a pulley, pulley, toothed pulley and the like. Furthermore, one is around the
Ümlenkung laufendes zumindest Zugkräfte übertragendes Element vorgesehen. Bei diesem kann es sich beispielsweise um ein biegeschlaffes Element, z. B. ein Seil, eine Kette oder ähnliches handeln. Durch eine Bewegung des um die Ümlenkung laufenden Elements und einen kraft- und/oder formschlüssigen Eingriff des Elements mit der Ümlenkung lässt sich die Flosse zur Veränderung des Anstellwinkels um die Achse verschwenken. Dabei können relativ leichte und unkomplizierte Bauteile zum Einsatz kommen, die einerseits die bewegte Masse reduzieren und andererseits ein wartungsarmes System schaffen. Ümlenkung running at least tensile forces transmitted element provided. This may be, for example, a limp element, for. B. a rope, a chain or the like. By a movement of the element running around the deflection and a non-positive and / or positive engagement of the element with the deflection, the fin can be pivoted about the axis to change the angle of attack. In this case, relatively light and uncomplicated components can be used, on the one hand reduce the moving mass and on the other hand create a low-maintenance system.
Um den Anstellwinkel einerseits zu verändern und andererseits festzustellen, sind die Enden des Elements in ihrer In order to change the angle of attack on the one hand and determine on the other hand, the ends of the element are in their
Längsrichtung veränderbar festlegbar, um die Flosse zur Adjustable longitudinally fixable to the fin for
Veränderung des Anstellwinkels zu verschwenken. Wird Pivoting change in the angle of attack. Becomes
beispielsweise an einem Ende gezogen, so verkürzt sich die Länge des Elements von der Festlegung zur Tangente an die Uralenkung während sich der gegenüberliegende Teil (Turm) des Elements in seiner Länge von der Festlegung des Endes bis zur Tangente der Umlenkung verlängert. Dadurch kann auf For example, drawn at one end, the length of the element shortens from the definition to the tangent to the Ural lowering while the opposite part (tower) of the element extends in length from the definition of the end to the tangent of the deflection. This can be up
einfachste und unkomplizierte Weise die Flosse um die Achse verschwenkt werden. easiest and uncomplicated way to pivot the fin around the axis.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist es auch denkbar zwei zumindest Zugkräfte übertragende Elemente vorzusehen, die jeweils an einem ersten ihrer Enden mit der Flosse verbunden sind und an dem anderen zweiten ihrer Enden in ihrer Längsrichtung veränderbar festgelegt sind, um die Flosse zur Veränderung des Anstellwinkels zu verschwenken. Dabei erfolgt die Anbindung der ersten Enden vorzugsweise an der Flossenfläche in einem Abstand zu der Schwenkachse. Indem die zweiten Enden in ihrer Längsrichtung veränderbar In a further alternative embodiment, it is also conceivable to provide two elements transmitting at least tensile forces, each of which is connected to the fin at a first end thereof and changeably fixed in its longitudinal direction at the other second end thereof in order to move the fin to change the angle of attack pivot. The connection of the first ends preferably takes place on the fin surface at a distance from the pivot axis. By the second ends in their longitudinal direction changeable
festgelegt sind, kann die Länge des Elements von der can set the length of the item from the
Festlegung zur Flosse verändert werden, ähnlich wie es oben bereits in Bezug auf die Längenänderung zwischen Umlenkung und Festlegung erläutert wurde. Fixed to the fin are changed, similar to what has already been explained above in relation to the change in length between deflection and determination.
Bei dieser aber auch bei der zuvor erwähnten Ausführungsform wird der oben erwähnte Kontraktionsmotor zum motorischen Verändern der Festlegung der Enden eingesetzt. In this but also in the aforementioned embodiment, the above-mentioned contraction motor is used for motor-changing the definition of the ends.
Darüber hinaus ist es bevorzugt insbesondere bei Verwendung der Schlagflosse als Antrieb für ein Wasserfahrzeug, dass sich die Flosse bzw. die Schwenkachse der Flosse entlang ihrer Hubbewegung parallel zum Heck des Wasserfahrzeugs bewegt. Um dies zu realisieren, ist es bevorzugt eine Moreover, it is preferred, in particular when using the impact fin as a drive for a watercraft, that the fin or the pivot axis of the fin moves along its lifting movement parallel to the stern of the watercraft. To realize this, it is preferably one
Parallelogrammführung vorzusehen, die wenigstens zwei Provide parallelogram, the at least two
parallele Zugverbindungen oder Verstrebungen und eine parallel trains or struts and one
Querstrebe, die an ihren Enden gelenkig mit jeweils einer Zugverbindung oder Verstrebung verbunden ist, aufweist und die Flosse verschwenkbar an der Querstrebe anzubringen. Die Verstrebungen können durch biegeschlaffe gespannte Elemente, z. B. Seile, oder durch Leisten, Stangen, etc. gebildet sein. Bei dieser Ausführungsform kann es bei Verwendung der oben erwähnten zwei zumindest Zugkräfte übertragenden Elemente vorteilhaft sein, dass diese von ihrem mit der Flosse verbundenen Ende zunächst in Richtung zu einem Ende der Querstrebe verlaufen, dort oder an einer Zwischenposition umgelenkt werden und sich im Folgenden parallel zu der entsprechenden Verstrebung erstrecken. Cross strut, which is pivotally connected at their ends, each with a train connection or strut, and to attach the fin pivotally mounted on the cross member. The struts can be supported by limp tensioned elements, such. As ropes, or by bars, rods, etc. may be formed. In this embodiment, when using the above mentioned two at least tensile forces transmitting elements be advantageous that they extend from their end connected to the fin initially in the direction of one end of the cross member, there or deflected at an intermediate position and extending parallel to the corresponding strut below.
Um die Flosse in ihrer Bewegungsrichtung zu bewegen, kann es bevorzugt sein eine Antriebsstange zum Bewegen der Flosse quer zur Bewegung des Körpers im Fluid vorzusehen. Diese kann bei Verwendung einer Parallelogrammführung gelenkig mit der Querstrebe verbunden sein, wobei es bevorzugt ist, dass die Schwenkachse der Flosse und die gelenkige Verbindung der AntriebsStange mit der Querstrebe zusammenfallen. Auch kann es vorteilhaft sein bei Verwendung einer In order to move the fin in its direction of travel, it may be preferable to provide a drive rod for moving the fin transverse to the movement of the body in the fluid. This may be pivotally connected to the crossbar when using a parallelogram guide, wherein it is preferred that the pivot axis of the fin and the articulated connection of the drive rod coincide with the crossbar. It may also be advantageous when using a
Parallelogrammführung die Antriebsstange so vorzusehen, dass sie sich parallel zu den Parallelverstrebungen erstreckt. Die Antriebsstange kann manuell, hydraulisch, pneumatisch oder motorisch, z. B. mit einem Schrittmotor, Linearmotor oder dem später erläuterten Kontraktionsmotor, angetrieben werden.  Parallelogrammführung the drive rod provided so that it extends parallel to the parallel struts. The drive rod can manually, hydraulically, pneumatically or motor, z. B. with a stepper motor, linear motor or the later-described contraction motor can be driven.
Darüber hinaus ist es zur weiteren Optimierung des In addition, it is to further optimize the
Wirkungsgrads bevorzugt die Streckung der Flosse veränderbar zu gestalten. Unter der Streckung der Flosse ist die Efficiency preferred to make the extension of the fin changeable. Under the extension of the fin is the
Schlankheit der Flossenfläche zu verstehen. Sie ist definiert als das Verhältnis des Quadrats der Höhe der Flossenfläche zur Flossenfläche. D. h. bei einer vertikal angeordneten Flosse, die Dimension der Flosse in Vertikalrichtung im Slimness of the fin surface to understand. It is defined as the ratio of the square of the height of the fin surface to the fin surface. Ie. in a vertically arranged fin, the dimension of the fin in the vertical direction in
Quadrat zur Flossenfläche. Bei einer horizontal angeordneten Fläche entsprechend die Dimension der Flossenfläche in Square to the fin surface. For a horizontally arranged surface, the dimension of the fin surface in
Horizontalrichtung im Quadrat zur Flossenfläche. Dadurch kann die Streckung der Flosse zur Optimierung des Wirkungsgrads an die Umgebungsbedingungen, vorzugsweise die Anströmung der Flosse optimal angepasst werden. Auch dieser Aspekt ist unabhängig von der Verschwenkbarkeit der Flosse und Horizontal direction in the square to the fin surface. As a result, the extension of the fin to optimize the efficiency of the ambient conditions, preferably the flow of the fin are optimally adapted. This aspect is independent of the pivotability of the fin and
Einstellung des Anstellwinkels als eigenständiger Aspekt umsetzbar. Dies kann vorteilhafterweise dadurch realisiert werden, dass die Flosse wenigstens zwei Gruppen von Leisten umfasst, die auseinander schwenkbar sind, um die Flosse aufzufächern. Der übrige Teil des Flossenblatts ist vorzugsweise elastisch, z. B. durch eine Art flexible Haut gebildet. Adjustment of the angle of attack can be implemented as an independent aspect. This can be advantageously realized by the fin comprising at least two groups of strips which are pivotable apart to fan out the fin. The remaining part of the fin blade is preferably elastic, z. B. formed by a kind of flexible skin.
Vorteilhafterweise kann jeder dieser Leisten oder jeder Gruppe eine Zugfaser zugeordnet sein. Für eine kleine Advantageously, each of these strips or each group can be assigned a tension fiber. For a small one
Streckung sind die Leisten ineinander geschoben, während sie für eine größere Streckung auseinander gefächert sind. Diese Leisten sind über ein Ansteuerelement auseinander schwenkbar und/oder zusammenschiebbar, um die Streckung zu verändern. Die Rückstellung, d. h. das Zusammenschieben oder Auffächern kann ebenfalls durch das Ansteuerelement oder aber durch eine beispielsweise federnd gestaltete Rückstellungseinrichtung erzielt werden. Bei dem Ansteuerelement kann es sich Stretch, the strips are pushed together, while they are fanned out for a larger stretch. These strips are pivoted apart via a drive element and / or collapsible to change the extension. The provision, d. H. the collapse or fanning can also be achieved by the drive element or by a spring-like reset device, for example. The driver may be
beispielsweise um ein Zugelement nach Art eines Bowdenzugs handeln. Es sind aber auch motorische AnSteuerelemente denkbar . For example, to act a traction element in the manner of a Bowden cable. But there are also motor AnSteuerelemente conceivable.
Darüber hinaus ist es zur weiteren Verbesserung des In addition, it is to further improve the
Wirkungsgrads vorteilhaft die Steifigkeit der Flosse und/oder ihre Krümmung veränderbar zu gestalten. Auch dieser Aspekt ist unabhängig von der Verschwenkbarkeit der Flosse und Efficiency advantageous to make the stiffness of the fin and / or their curvature changeable. This aspect is independent of the pivotability of the fin and
Einstellung des Anstellwinkels als eigenständiger Aspekt umsetzbar. Adjustment of the angle of attack can be implemented as an independent aspect.
Hierfür kann gemäß einer Ausführungsform die Flosse mehrere versteifende Leisten enthalten, die in der Flossenfläche liegen. Ferner wird wenigstens ein spannbares Zugelement vorgesehen, das im Bereich der Enden der Leisten an diesem angreift. Dabei ist insbesondere das dem Körper abgewandte Ende der Flosse das Ende in dessen Bereich das Zugelement angreift. Über eine Spannung des Zugelements lässt sich im Zusammenspiel mit den Leisten die Steifigkeit der Flosse einstellen. Je stärker das Zugelement gespannt ist, desto steifer wird die Flosse und umgekehrt. Hierfür sind die Leisten kompressionssteif zu gestalten. Soll zusätzlich oder alternativ die Krümmung veränderbar sein, sind die Leisten aber elastisch biegsam. Der Zug an dem Zugelement kann gleichfalls durch einen Kontraktionsmotor, wie er zuvor erläutert wurde, umgesetzt werden. For this purpose, according to one embodiment, the fin may include a plurality of stiffening strips that lie in the fin surface. Furthermore, at least one tensionable tension element is provided, which engages in the region of the ends of the strips on this. In this case, in particular, the end of the fin remote from the body is the end in the region of which the pulling element engages. A tension of the tension element can be used in conjunction with the strips to adjust the rigidity of the fin. The stronger the tension element is stretched, the stiffer the fin and vice versa. For this are the Bars to make compression stiff. If, in addition or alternatively, the curvature can be changed, the strips are elastically flexible. The tension on the tension member may also be translated by a contraction motor as previously explained.
Wie es vorstehend bereits erwähnt wurde, wird die Flosse bei der vorliegenden Erfindung hin und her bewegt. Dabei erfolgt an den jeweiligen Enden der Bewegungsbahn eine As mentioned above, the fin is reciprocated in the present invention. This is done at the respective ends of the trajectory
Bewegungsumkehr. An diesem Punkt ist es erforderlich, dass die Flosse selbsttätig um die Schwenkachse umschlägt. Hierfür ist es bevorzugt, dass die Flosse bei der Bewegungsumkehr auskoppelt, um eine freie Verschwenkbarkeit der Flosse bei der Bewegungsumkehr zu gewährleisten. Dabei schlägt die Flosse passiv ohne Antrieb in den entgegengesetzten Reversal. At this point, it is necessary for the fin to automatically turn around the pivot axis. For this purpose, it is preferred that the fin decouples during the reversal of motion in order to ensure free pivoting of the fin during the reversal of motion. The fin beats passive without propulsion in the opposite
Anstellwinkel um. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Verbindung zwischen der oben erwähnten Umlenkung und der Flosse zeitweise gelöst wird, bis die Flosse umgeschlagen ist. Auch ist es bei den oben erwähnten Ausführungsformen denkbar die Enden des oder der zumindest Zugkräfte übertragenden Elements/Elemente zu lösen, so dass sich die Flosse frei um die Achse bewegen kann. Angle of attack. This can for example be realized in that the connection between the above-mentioned deflection and the fin is temporarily released until the fin is turned over. Also, in the above-mentioned embodiments, it is conceivable to release the ends of the element or elements transmitting at least tensile forces, so that the fin can move freely about the axis.
Selbstverständlich sind auch andere Mechanismen denkbar, um eine Auskopplung der Flosse von der Einrichtung zum Of course, other mechanisms are conceivable to a decoupling of the fin of the device for
Einstellen des Anstellwinkels zu realisieren. Adjusting the angle of attack to realize.
Alternativ ist es jedoch auch denkbar die Flosse um die Achse im Wesentlichen frei schwenkbar zu gestalten und auf Alternatively, however, it is also conceivable to make the fin substantially freely pivotable about the axis and on
entgegengesetzten Seiten relativ zur Schwenkachse Anschläge (Umschlagbegrenzungen) vorzusehen, die kontinuierlich opposite sides relative to the pivot axis stops (Umschlagbegrenzungen) provide continuously
verändert werden können, um auch während der Bewegung der Flosse im Fluid den Anstellwinkel optimal an die can be changed to optimally adjust the angle of attack also during the movement of the fin in the fluid
Anströmbedingungen anzupassen. In diesem Fall kann am Adapt flow conditions. In this case, am
Umkehrpunkt die Flosse selbsttätig und frei von einem Turning point the fin automatically and free of one
Anschlag gegen den entgegengesetzten Anschlag anschlagen und somit von +oc nach -cc umschlagen. Hierbei kann es vorteilhaft sein, anders als zuvor beschrieben, die Umlenkung nicht zur gemeinsamen Verschwenkung mit der Flosse zu verbinden, sondern stattdessen eine Relativbewegung zwischen der Make a stop against the opposite stop and thus fold over from + oc to -cc. It may be advantageous, unlike previously described, the deflection not to joint pivoting with the fin to connect, but instead a relative movement between the
Umlenkung und der Flosse um die Achse zu erlauben, wobei die Anschläge beispielsweise durch Zapfen gebildet sein können, die sich parallel zur Achse von der Umlenkung, z. B. einer Scheibe, erstrecken und die Umschlagbegrenzung auf To allow deflection and the fin about the axis, wherein the stops may be formed for example by pins which are parallel to the axis of the deflection, z. As a disc, extend and the envelope limit
entgegengesetzten Seiten bilden. Durch Rotation der Umlenkung werden die Anschläge verstellt und somit der Anstellwinkel der Flosse verändert, die jeweils entsprechend der form opposite sides. By rotation of the deflection, the stops are adjusted and thus changed the angle of attack of the fin, each corresponding to the
Hubbewegung im Fluid an einem der Anschläge anliegt. Lifting movement in the fluid rests against one of the stops.
Bei Verwendung einer Parallelogrammführung wäre es auch denkbar die Anschläge auf der Querstrebe anzuordnen und in Längsrichtung der Querstrebe verschiebbar zu gestalten. In diesem Fall wäre es denkbar, dass die zwei zumindest When using a parallelogram, it would also be possible to arrange the attacks on the cross member and to make it displaceable in the longitudinal direction of the cross member. In this case, it would be conceivable that the two at least
Zugkräfte übertragenden Elemente statt mit der Flosse selbst mit einem Anschlag, der Umschlagbegrenzung für die Flosse verbunden sind. Dabei kann auf einer Auskopplung der Flosse verzichtet werden und sie kann frei umschlagen. Dennoch bleibt aber gewährleistet den Anstellwinkel gezwungen Tensile forces transmitting elements instead of the fin itself with a stop, the envelope limit for the fin are connected. It can be dispensed with a decoupling of the fin and they can freely turn over. Nevertheless, but remains guaranteed the angle of attack forced
verändern zu können und an die jeweils herrschende Anströmung anzupassen. to change and adapt to the prevailing flow.
Vorteilhafterweise wird die gesamte Mechanik der Schlagflosse in einer Art Mast, z. B. mit flach ovalem Querschnitt, d. h. einem Gehäuse, untergebracht. Advantageously, the entire mechanics of the impact fin in a kind of mast, z. B. with flat oval cross section, d. H. a housing housed.
Darüber hinaus ist vorteilhafterweise eine Steuerung In addition, advantageously, a controller
vorgesehen, die wenigstens einen der Parameter, der die provided that at least one of the parameters, the
Anströmung bestimmt, mittels Sensoren misst und anhand dieses Parameters den Anstellwinkel, die Streckung und/oder die Steifigkeit bzw. Krümmung der Flosse kontinuierlich regelt. Beispielsweise kann die Steuerung die Geschwindigkeit des Körpers in dem Fluid sowie die Bewegungsgeschwindigkeit der Flosse in dem Fluid aufnehmen und anhand dieser Parameter kontinuierlich den Anstellwinkel und/oder die Streckung und/oder die Steifigkeit und/oder die Krümmung einstellen. Wie eingangs darüber hinaus erwähnt wurde, ist die Schlagflosse der vorliegenden Erfindung nicht nur für Flows determined by means of sensors and based on this parameter continuously controls the angle of attack, the extension and / or the stiffness or curvature of the fin. For example, the controller may record the velocity of the body in the fluid as well as the speed of movement of the fin in the fluid and continuously adjust the angle of attack and / or stretch and / or stiffness and / or curvature from these parameters. As mentioned above, the impact fin of the present invention is not only for
Antriebe von Wasserfahrzeugen denkbar, sondern vielmehr auch als Schwimm- oder Tauchflosse geeignet. Zu diesem Zweck kann es bevorzugt sein eine Befestigungseinrichtung zur Drives of watercraft conceivable, but also suitable as a swimming or diving fin. For this purpose, it may be preferable to a fastening device for
Befestigung der Schlagflosse an einem Fuß eines Menschen vorzusehen. Um die erfindungsgemäße Veränderbarkeit des Anstellwinkels zu realisieren, muss sich die Flosse bei der Befestigung am Fuß senkrecht zur Fußsohle erstrecken. Die Befestigungseinrichtung kann dabei nach Art eines Schuhs, wie es bereits von Schwimm- oder Tauchflossen bekannt ist, ausgestaltet sein. To provide attachment of the pommel on a foot of a human. In order to realize the variability of the angle of attack according to the invention, the fin must extend perpendicularly to the sole of the foot during attachment to the foot. The fastening device can be designed in the manner of a shoe, as it is already known from swimming or diving fins.
Des Weiteren ist es auch denkbar, die Flosse gelenkig an der Befestigungseinrichtung anzubinden und an entgegengesetzten Seiten der Flosse, wie oben erwähnt, zumindest Zugkräfte übertragende biegeschlaffe Elemente, z. B. Seile in Form eines Bowdenzugs, vorzusehen, die an einen Rand der Furthermore, it is also conceivable to connect the fin articulated to the fastening device and on opposite sides of the fin, as mentioned above, at least tensile forces transmitting pliable elements, eg. As cables in the form of a Bowden cable to provide, which at an edge of
Befestigungseinrichtung, die im Wesentlichen parallel zur Fußsohle verläuft und von dort zu einer mechanischen Fastening device which runs substantially parallel to the sole of the foot and from there to a mechanical
Einsteilvorrichtung geführt sind. Die Einsteilvorrichtung kann z. B. an einen Gürtel oder am Oberschenkel des Adjustment device are guided. The adjusting device can, for. B. on a belt or on the thigh of the
Schwimmers oder Tauchers befestigt werden. Dabei handelt es sich vorzugsweise um den oben beschriebenen Floaters or divers are attached. This is preferably the one described above
Kontraktionsmotor . Contraction motor.
Auch hier ist es denkbar die Flossenstreckung und die Again, it is conceivable the fin extension and the
Flossensteifigkeit, wie oben erwähnt, einstellbar zu Fin stiffness, as mentioned above, adjustable too
gestalten. shape.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der obigen Merkmale umgesetzt werden können, insofern sie einander nicht widersprechen, sind aus der folgenden Other advantages and features of the present invention that can be implemented alone or in combination with one or more of the above features, insofar as they do not conflict with each other, are as follows
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich. Diese Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen Description of preferred embodiments of the invention seen. This description is made with reference to the accompanying drawings, in which
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Flossenantriebs mit einer Schlagflosse gemäß einer ersten Ausführungsform bei der der Kontraktionsmotor der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann zeigt; Figure 1 is a schematic view of a fin drive with a pawl according to a first embodiment in which the contraction motor of the present invention can be used;
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Flossenantriebs mit einer Schlagflosse gemäß einer zweiten Ausführungsform bei der der Kontraktionsmotor der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann zeigt; Figure 2 is a schematic view of a fin drive with a poppet according to a second embodiment in which the contraction motor of the present invention may be used;
Figur 3 eine schematische Ansicht einer Schlagflosse mit veränderbarer Streckung zeigt; Figure 3 is a schematic view of a variable extension fin;
Figur 4 eine Schlagflosse mit veränderbarer Steifigkeit und Krümmung zeigt; Figure 4 shows a poppet with variable stiffness and curvature;
Figur 5 eine schematische Ansicht einer Schwimm- und Figure 5 is a schematic view of a swimming and
Tauchflosse mit einer Schlagflosse a) mit starrer Anbindung, b) mit elastischer Anbindung, c) mit gelenkiger Anbindung und federnder Rückstellung und d) mit einstellbaren Bowdenzügen bei denen der Kontraktionsmotor der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann zeigt; Diving fin with a pawl a) with a rigid connection, b) with an elastic connection, c) with an articulated connection and resilient return and d) with adjustable Bowden cables in which the contraction motor of the present invention can be used;
Figur 6 einen Kontraktionsmotor der vorliegenden Erfindung zeigt; Figure 6 shows a contraction motor of the present invention;
Figur 7 schematisch drei mögliche Anordnungen der in Reihe angeordneten Elektromagneten des in Figur 5 dargestellten Kontraktionsmotors zeigt; und Figure 7 shows schematically three possible arrangements of the electromagnets in series of the contraction motor shown in Figure 5; and
Figur 8 eine schematische Ansicht eines Flossenantriebs mit einer Schlagflosse gemäß einer dritten Ausführungsform bei der der Kontraktionsmotor der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann zeigt. In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder vergleichbare Elemente verwendet und auf eine Figure 8 shows a schematic view of a fin drive with a pawl according to a third embodiment in which the contraction motor of the present invention can be used. In the drawings, like reference numerals are used for the same or similar elements and on a
wiederholte Beschreibung verzichtet. Es versteht sich jedoch, dass die Beschreibung der Elemente einer Ausführungsform auch für die Elemente einer anderen Ausführungsform gilt. repeated description omitted. However, it will be understood that the description of the elements of one embodiment also applies to the elements of another embodiment.
Figur 1 zeigt einen Flossenantrieb für ein Wasserfahrzeug, z. B. ein Schiff 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Im Bereich des Hecks 2 des Wasserfahrzeugs ist der Figure 1 shows a fin drive for a watercraft, z. B. a ship 1 according to a first embodiment. In the area of the stern 2 of the vessel is the
Flossenantrieb 10 installiert, der anhand einer vertikal stehenden Flosse 10 erläutert wird. Für eine horizontal liegende Flosse 10 wäre die Ausgestaltung jedoch identisch, wie in Figur 1, die in diesem Fall jedoch eine Seitenansicht darstellen würde statt der gezeigten Aufsicht. Fin drive 10 installed, which is explained with reference to a vertical fin 10. For a horizontal fin 10, however, the design would be identical, as in Figure 1, which in this case, however, would represent a side view instead of the supervision shown.
Die Schlagflosse wird gebildet durch eine Flosse 10. Diese ist über eine Parallelogrammführung 20 parallel zum Heck 2 des Schiffs 1 in der Richtung h hin und her bewegbar. Die Parallelogrammführung 20 setzt sich zusammen aus zwei The flipper is formed by a fin 10. This is about a parallelogram 20 parallel to the rear 2 of the ship 1 in the direction h back and forth movable. The parallelogram guide 20 is composed of two
Parallelverstrebungen 21. Bei den Parallelverstrebungen 21 kann es sich um gespannte biegeschlaffe Elemente z. B. Parallel struts 21. The parallel struts 21 may be tensioned limp elements z. B.
Drahtseile aber auch um starre Streben handeln. Die Wire ropes but also act on rigid struts. The
Verstrebungen 21 sind jeweils mit einem Ende 22 gelenkig am Schiff 1 angebracht. Das jeweils entgegengesetzte Ende 23 ist gelenkig mit einer Querstrebe verbunden. Die Querstrebe 24 ist in ihrer Länge identisch dem Abstand der gelenkigen Struts 21 are each hingedly attached to the ship 1 with one end 22. The respective opposite end 23 is pivotally connected to a transverse strut. The cross strut 24 is identical in length to the distance between the articulated
Anbindung des Endes 22 der Verstrebungen angeordnet, so dass die Parallelverstrebungen 21 zusammen mit der Querstrebe 24 die Parallelogrammführung bilden. Zum Antrieb der Flosse 10 wird die Querstrebe 24 ebenfalls in der Richtung h hin und her bewegt. Die Flosse 10 ist um eine Achse 25 gelenkig an der Querstrebe 24 befestigt. Sie ist damit um die Achse 25 verschwenkbar gehalten. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Achse 25 in Vertikalrichtung und parallel zu den gelenkigen Verbindungen 22 und 23. Um die Querstrebe 24 bzw. die Flosse 10 in Richtung h hin und her bewegen zu können, ist ferner eine Antriebsstange 26 vorgesehen, dessen eines Ende 27 gelenkig am Schiff 1 befestigt ist, während das andere Ende vorzugsweise mit der Achse 25 zusammenfallend gelenkig mit der Querstrebe 24 verbunden ist. Die Antriebsstange 26 kann motorisch aber auch pneumatisch oder hydraulisch oder gegebenenfalls manuell um das Lager 27 rotiert werden. Als Motoren kommen Connection of the end 22 of the struts arranged so that the parallel struts 21 together with the cross member 24 form the parallelogram. To drive the fin 10, the cross member 24 is also moved in the direction h back and forth. The fin 10 is hinged to the cross member 24 about an axis 25. It is thus held pivotable about the axis 25. In the illustrated embodiment, the axis 25 extends in the vertical direction and parallel to the hinged connections 22 and 23. In order to move the cross brace 24 and the fin 10 in the direction h back and forth, a drive rod 26 is further provided, one end 27 is hingedly attached to the ship 1, while the other end preferably coincides with the axis 25 hinged to the Cross strut 24 is connected. The drive rod 26 can be rotated by motor but also pneumatically or hydraulically or optionally manually around the bearing 27. As engines come
Schrittmotoren, Linearmotoren oder die später beschriebenen Kontraktionsmotoren in Frage. Das Antriebsaggregat ist der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt. Stepper motors, linear motors or the contraction motors described later in question. The drive unit is not shown in the drawing for the sake of simplicity.
Um den Anstellwinkel α der Flosse 10 kontinuierlich To the angle of attack α of the fin 10 continuously
einstellbar zu gestalten, sind bei der dargestellten adjustable to design, are in the illustrated
Ausführungsform zwei biegeschlaffe Zugkräfte übertragende Elemente 30 vorgesehen. Diese sind mit einem Ende 31 mit der Flosse 10 bzw. der Flossenfläche verbunden. Das andere Ende verläuft von der Flosse bzw. der Verbindung damit zu einem jeweiligen Ende der Querstrebe 24 wird dort z. B. im Bereich des Gelenks 23 umgelenkt und verläuft dann parallel zu den Parallelverstrebungen 21 zum Heck des Schiffs 2. Dort ist das entgegengesetzte Ende 32 der Elemente 30 in Längsrichtung der Elemente 30 veränderbar festgelegt. Dies kann realisiert werden, indem die Enden 32 jeweils mit einem zuvor sowie später erläuterten Kontraktionsmotor in Verbindung stehen, so dass an den Enden 32 jeweils gezogen wird, wodurch sich deren Festlegung in Längsrichtung der Elemente 30 verändert. Embodiment provided two semi-rigid tensile forces transmitting elements 30. These are connected at one end 31 to the fin 10 or the fin surface. The other end extends from the fin or the connection with it to a respective end of the cross member 24 is z. B. in the region of the joint 23 and then runs parallel to the parallel struts 21 to the stern of the ship 2. There, the opposite end 32 of the elements 30 in the longitudinal direction of the elements 30 is set variable. This can be realized by connecting the ends 32 respectively to a previously described and later-described contraction motor so as to draw at each end 32, thereby changing their attachment in the longitudinal direction of the elements 30.
Alternativ zu den Kontraktionsmotoren ist jedoch auch eine manuelle Verstellung, eine pneumatische, hydraulische oder andere motorische Einstellung über Schritt- und/oder However, as an alternative to the contraction motors is also a manual adjustment, a pneumatic, hydraulic or other motorized adjustment via step and / or
Linearmotoren denkbar. Linear motors conceivable.
Bevorzugt ist jedoch eine Steuerung vorgesehen, die die Preferably, however, a control is provided which the
Festlegung der Enden 32 entsprechend der Anströmung der Fixing the ends 32 according to the flow of the
Flosse 10 regelt und optimal einstellt. Hierfür ermittelt die nicht dargestellte Steuerung vorzugsweise die Resultierende der Anströmung der Flosse 10. Diese setzt sich unter anderem aus der Strömung induziert durch die Bewegung des Schiffs 1 im Fluid (Strömung u) sowie die Hubbewegung der Flosse 10 in der Richtung h (Strömung uh) zusammen. D. h. durch die Fin 10 regulates and optimally adjusts. For this purpose, the control, not shown, preferably determines the resultant of the flow of the fin 10. This is, inter alia from the flow induced by the movement of the ship 1 in the fluid (flow u) and the lifting movement of the fin 10 in the direction h (flow uh) together. Ie. through the
Bewegung des Schiffs 1 im Fluid, insbesondere im Wasser, wird eine Strömung entgegengesetzt der Strömungsrichtung auf die Flosse 10 erzeugt. Gleichzeitig ergibt sich eine Anströmung der Flosse 10 entgegen ihrer Bewegung in dem Fluid. Zumindest aus diesen Strömungen setzt sich die Resultierende zusammen. Der Winkel der Stellung der Flosse zur Resultierenden wird als Anstellwinkel α bezeichnet. Dabei wird eine Gerade von der Achse 25 zur Spitze der Flosse 10 in Relation zur Movement of the ship 1 in the fluid, especially in the water, a flow opposite to the flow direction is generated on the fin 10. At the same time there is an inflow of the fin 10 against its movement in the fluid. At least from these currents, the resultant is composed. The angle of the position of the fin to the resultant is called the angle of attack α. In this case, a straight line from the axis 25 to the tip of the fin 10 in relation to
Resultierenden gesetzt . Resulting set.
Um die Mechanik entsprechend zu schützen, ist ferner eine Art Gehäuse (Mast) 40 vorgesehen, das die Antriebsstange 20, die Parallelverstrebungen 21 sowie zumindest ein Teil der In order to protect the mechanism accordingly, a kind of housing (mast) 40 is further provided, the drive rod 20, the parallel struts 21 and at least a portion of
biegeschlaffen Elemente 30 schützend umgibt, wie es limp elements 30 protectively surrounds it like
insbesondere aus dem Schnitt a-a in Figur 1 ersichtlich ist. in particular from the section a-a in Figure 1 can be seen.
Im Folgenden wird kurz auf die Funktionsweise der The following will briefly explain the operation of the
Schlagflosse in Figur 1 eingegangen. Hierfür ist in Figur 1 neben einer Mittelstellung (durchgezogene Linien) auch eine in Richtung h nach oben ausgelenkte Stellung (gestrichelte Darstellung) dargestellt. Folding fin in Figure 1 received. For this purpose, in Figure 1 in addition to a central position (solid lines) and in the direction h upwardly deflected position (dashed line) shown.
Zum Antrieb wird die Antriebsstange 26 um das Gelenk 27 rotiert, wodurch sich die Querstrebe 24 mit der Flosse 10 in Richtung h hin und her bewegt. Durch kontinuierliche Aufnahme der Bewegungsgeschwindigkeit des Schiffs 1 in Figur 1 nach links sowie der Bewegung der Flosse 10 in Richtung h To drive the drive rod 26 is rotated about the joint 27, whereby the cross member 24 moves with the fin 10 in the direction h back and forth. By continuously recording the speed of movement of the ship 1 in Figure 1 to the left and the movement of the fin 10 in the direction h
ermittelt eine Steuerung die Resultierende aus den Strömungen u und uh und ermittelt auf Grundlage dieser Parameter einen optimalen Anstellwinkel α für die Flosse 10. Dieser a controller determines the resultant from the flows u and uh and determines on the basis of these parameters an optimal angle of attack α for the fin 10. This
Anstellwinkel α wird schließlich dadurch eingestellt, indem durch die Kontraktionsmotoren 33 an den Enden 32 der Angle of attack α is finally adjusted by the contraction motors 33 at the ends 32 of the
biegeschlaffen Elemente 30 gezogen wird und/oder diese gelöst werden. Wird z. B. aus der Mittelstellung in die gestrichelt dargestellte Stellung bewegt, wird an dem in Figur 1 unteren biegeschlaffen Element 30 bzw. dessen Ende 32 gezogen, in dem zumindest einige der Spulen des Kontraktionsmotors, wie sie später erläutert werden, mit Strom beaufschlagt werden, um eine Zugkraft auf das Ende 32 der biegeschlaffen Elemente 30 zu übertragen. Dadurch wird die Flosse 10 in Figur 1 um die Achse 25 nach unten verschwenkt, um den Winkel α limp elements 30 is pulled and / or these are released. If z. B. from the middle position in the dashed line 1, or its end 32 is pulled, in which at least some of the coils of the contraction motor, as will be explained later, are energized to a tensile force on the end 32 of the limp Transfer elements 30. As a result, the fin 10 is pivoted in Figure 1 about the axis 25 down to the angle α
entsprechend einzustellen. Gleichzeitig mit diesem Prozess stehen die Spulen des Kontraktionsmotors 33, der an dem Ende 32 des anderen biegeschlaffen Elements 30 angebunden ist, nicht unter Spannung, so dass das obere biegeschlaffe Element 30 die Flosse 10 nicht an der Bewegung um die Achse 25 nach unten bzw. im Uhrzeigersinn hindert. adjust accordingly. Simultaneously with this process, the coils of the contraction motor 33, which is connected to the end 32 of the other non-rigid element 30, not under tension, so that the upper pliable element 30, the fin 10 is not in the movement about the axis 25 down or stops clockwise.
Um ein Verschwenken der Flosse 10 um die Achse 25 gegen den Uhrzeigersinn, d. h. in Figur 1 nach oben zu ermöglichen, wird der obige Prozess umgekehrt durchgeführt. To pivot the fin 10 about the axis 25 counterclockwise, d. H. 1, the above process is reversed.
Erreicht die Flosse 10 einen oberen Umkehrpunkt in Richtung h kehrt sich die Bewegungsrichtung entsprechend um. An diesem Punkt muss gewährleistet sein, dass sich der vorherrschende Anstellwinkel umkehrt, d. h. von
Figure imgf000019_0001
ändert. Hier ist ein Auskoppeln der biegeschlaffen Elemente 30 erforderlich. Dies erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform, indem die Spulen der beiden Kontraktionsmotoren ihren Zustand tauschen, so dass die Flosse 10 frei umschlagen kann und sobald der gewünschte entgegengesetzte Anstellwinkel erreicht ist durch das entsprechende biegeschlaffe Element 30 bzw. den mit den Ende 32 verbundenen Kontraktionsmotor gehalten wird.
When the fin 10 reaches an upper reversal point in direction h, the direction of movement reverses accordingly. At this point, it must be ensured that the prevailing angle of attack reverses, ie from
Figure imgf000019_0001
changes. Here a decoupling of the limp elements 30 is required. This is done in the illustrated embodiment by the coils of the two contraction motors change state, so that the fin 10 can flip freely and as soon as the desired opposite angle of attack is achieved by the corresponding pliable element 30 and held at the end 32 contraction motor is held ,
Durch die kontinuierliche Verstellung des Anstellwinkels ist es möglich mit einfachen Mitteln die natürliche Bewegung der Schwanzflosse eines Fisches oder Wals nachzuahmen, wobei der Anstellwinkel optimal auf die herrschenden By continuously adjusting the angle of attack, it is possible with simple means to imitate the natural movement of the tail fin of a fish or whale, the angle of attack optimally to the prevailing
Strömungsbedingungen bzw. die Anströmung der Flosse 10 einstellbar ist. Dadurch kann ein sehr effizientes System bei unkompliziertem, kompaktem und kostengünstigem Aufbau erzielt werden. Flow conditions or the flow of the fin 10 is adjustable. This can be a very efficient system uncomplicated, compact and inexpensive construction can be achieved.
Gleiches lässt sich jedoch auch mit der Ausgestaltung gemäß der zweiten Ausführungsform in Figur 2 erzielen. Hier wurde der Einfachheit halber auf die Parallelogrammführung 20 verzichtet. Die dargestellte Ausführungsform lässt sich jedoch ohne Weiters auch mit der Parallelogrammführung 20 aus Figur 1 kombinieren. Aufgrund des Fehlens der However, the same can be achieved with the embodiment according to the second embodiment in FIG. Here, the parallelogram guide 20 has been omitted for the sake of simplicity. However, the illustrated embodiment can be combined with the parallelogram guide 20 from FIG. 1 without further ado. Due to the lack of
Parallelogrammführung bewegt sich die Achse 25, um die die Flosse 10 verschwenkbar ist, jedoch nicht parallel zum Heck 2 des Schiffs, sondern auf einer Kreisbahn um die Achse 27 der gelenkigen Anbindung der Antriebsstange 26 am Schiff 1. Parallelogrammführung moves the axis 25 about which the fin 10 is pivotable, but not parallel to the stern 2 of the ship, but on a circular path about the axis 27 of the articulated connection of the drive rod 26 on the ship. 1
Anders als bei der Ausführungsform in Figur 1 ist ferner eine Umlenkung 40 in Form einer Zahnscheibe vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform um die Achse 25 drehbar an der Antriebsstange 26 befestigt ist. Die Flosse 10 ist relativ zur Umlenkung 40 drehbar um die Achse 25 angeordnet. Darüber hinaus ist aus der Vergrößerung in Figur 2 erkennbar, dass auf entgegengesetzten Seiten der Achse 25 relativ zur Flosse 10 zwei Anschläge 34 bzw. eine Umschlagbegrenzung für die Flosse 10 mit der Umlenkung 40 verbunden ist. Die In contrast to the embodiment in Figure 1, a deflection 40 is further provided in the form of a toothed disc, which is rotatably mounted on the drive rod 26 about the axis 25 in the illustrated embodiment. The fin 10 is arranged rotatable relative to the deflection 40 about the axis 25. In addition, it can be seen from the enlargement in FIG. 2 that two stops 34 or an envelope limit for the fin 10 are connected to the deflection 40 on opposite sides of the axis 25 relative to the fin 10. The
Anschläge werden dabei beispielsweise durch Zapfen 34 Stops are doing, for example, by pins 34th
gebildet, die sich parallel zur Achse 25 von der formed parallel to the axis 25 of the
Scheibenfläche nach oben und/oder unten erstrecken. Im Slice surface up and / or down. in the
Betrieb liegt die Flossenfläche bezugnehmend auf Figur 2 bei einer Bewegung der Flosse nach oben an dem unteren Anschlag an, während sie am Umkehrpunkt frei umschlagen kann und bei der Bewegung nach unten an dem in Figur 2 oberen Anschlag anliegt. Ferner ist ein Zugkräfte übertragendes, Operation is the fin surface with reference to Figure 2 in a movement of the fin up to the lower stop, while it can turn freely at the reversal point and rests in the downward movement of the upper stop in Figure 2. Furthermore, a tensile forces transmitting,
biegeschlaffes Element 30 in Form eines offenen Zahnriemens 39 vorgesehen, das um die Umlenkung 40 umläuft. Die Enden 32 des Zahnriemens 30 sind ebenfalls jeweils mit einem slippery element 30 is provided in the form of an open toothed belt 39, which rotates about the deflection 40. The ends 32 of the toothed belt 30 are also each with a
Kontraktionsmotor 33 verbunden. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten denkbar die Enden 32 in Längsrichtung des Elements 30 veränderbar festzulegen, wie es oben in Bezug auf die Figur 1 erläutert wurde. Contraction motor 33 connected. However, other possibilities are conceivable, the ends 32 in the longitudinal direction of the Set elements 30 changeable, as explained above with respect to the figure 1.
Auch ist es denkbar anstelle eines offenen Zahnriemens einen geschlossenen Zahnriemen zu verwenden und an Stelle des Kontraktionsmotors eine Antriebsscheibe 41 zu verwenden, um die der Zahnriemen 30 umläuft und die motorisch, manuell, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden kann. It is also conceivable to use a closed toothed belt instead of an open toothed belt and to use instead of the contraction motor a drive pulley 41 around which the toothed belt 30 rotates and which can be driven by motor, manually, hydraulically or pneumatically.
Um den Anstellwinkel α mittels einer Steuerung zu regeln oder zu steuern, wird wie in Bezug auf Figur 1 erläutert, entweder mittels der Kontraktionsmotoren 33 entsprechend an den Enden 32 des Elements 30 gezogen. Zwischen dem Element 30 und der Umlenkung 40 besteht ein form- und/oder In order to regulate or control the angle of attack α by means of a control, as explained with reference to FIG. 1, either by means of the contraction motors 33, respectively, is drawn at the ends 32 of the element 30. Between the element 30 and the deflection 40 there is a positive and / or
kraftschlüssiger Eingriff, so dass ein Zug an einem Ende 32 zu einer Rotation der Scheibe 40 um die Achse 25 gegen oder im Uhrzeigersinn führt. Dadurch wird der jeweilige Anschlag 34, an dem die Flosse anliegt, ebenfalls gegen oder im frictional engagement, so that a train at one end 32 leads to a rotation of the disc 40 about the axis 25 counterclockwise or clockwise. As a result, the respective stop 34 against which the fin rests is also against or in the
Uhrzeigersinn gedreht, wobei diese Rotation von einem Turned clockwise, this rotation of one
Verschwenken der Flosse 10 um die Achse 25 begleitet, so dass sich der Anstellwinkel α entsprechend einstellen lässt. Bei Verwendung einer Antriebsscheibe 41 statt der Motoren 33 und einem geschlossenen Riemen 30 wird eine Rotation der Pivoting the fin 10 is accompanied by the axis 25, so that the angle of attack α can be adjusted accordingly. When using a drive pulley 41 instead of the motors 33 and a closed belt 30 is a rotation of the
Antriebsscheibe 41 vom Riemen auf die Umlenkung 40 übertragen und dadurch ebenfalls ein Verschwenken der Flosse 10 über Verändern der Anschläge 34 ermöglicht. Dabei wird Drive pulley 41 transmitted from the belt to the deflection 40 and thereby also allows pivoting of the fin 10 via changing the stops 34. It will
vorzugsweise ein Schrittmotor für die Rotation der preferably a stepper motor for the rotation of
Antriebsscheibe 41 eingesetzt. Um die bewegte Masse nicht zu groß zu gestalten, ist es dabei bevorzugt die Scheibe 41 mit ihrer Drehachse auf dem Gelenk 27 der Antriebsstange 26 zu platzieren. Ebenso ist es jedoch denkbar die Scheibe 41 mit ihrem Motor an einem beliebigen Punkt entlang der Drive pulley 41 used. In order not to make the moving mass too large, it is preferred to place the disc 41 with its axis of rotation on the joint 27 of the drive rod 26. However, it is also conceivable the disk 41 with its motor at any point along the
Antriebsstange 26 zu platzieren, wodurch sich die Riemenlänge verkürzt . Drive rod 26 to place, whereby the belt length is shortened.
Neben dem optimalen Anstellwinkel haben auch die Steifigkeit und Wölbung bzw. Krümmung der Flosse 10 sowie die Streckung der Flosse 10 einen erheblichen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt auch die Biegung und/oder Wölbung bzw. Steifigkeit der Flosse 10 sowie deren Streckung einstellbar zu gestalten. Dies wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 erläutert. In addition to the optimal angle of attack also have the rigidity and curvature or curvature of the fin 10 and the extension the fin 10 a significant impact on the efficiency. Against this background, it is also preferable to make the bending and / or curvature or stiffness of the fin 10 and their extension adjustable. This will be explained below with reference to FIGS. 3 and 4.
Figur 3 zeigt schematisch eine Flosse 10 in einer FIG. 3 shows schematically a fin 10 in one
Seitenansicht sowie entlang der Linie b-b und c-c im Querbzw. Längsschnitt. Side view and along the line b-b and c-c in Querbzw. Longitudinal section.
Vorzugsweise ist die Flosse 10 aus einer elastischen Preferably, the fin 10 is made of an elastic
biegsamen Hülle 50, z. B. einer Folie oder einem Tuch, aufgebaut. Zur Versteifung der Hülle 50 sind mehrere in flexible casing 50, z. As a foil or a cloth constructed. For stiffening the shell 50 are several in
Längsrichtung verlaufende, versteifende Leisten 51 Longitudinal stiffening strips 51
vorgesehen, die sich zwischen den Enden der Flossen 50 in Längsrichtung erstrecken. Vorzugsweise sind im Bereich der Enden der Leisten 51 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten in Querrichtung der Flosse 10 Zugelemente 52 angeordnet, die entlang der Leisten zum entgegengesetzten Ende verlaufen. provided extending between the ends of the fins 50 in the longitudinal direction. Preferably, in the region of the ends of the strips 51, tensile elements 52 are respectively arranged on opposite sides in the transverse direction of the fin 10, which extend along the strips to the opposite end.
Um die Steifigkeit der Flosse 10 zu erhöhen, wird bevorzugt an beiden auf gegenüberliegenden Seiten der Leisten 51 angeordneten Zugelemente 52 Zug angelegt. Dadurch dass die Leisten 51 kompressionssteif ausgestaltet sind, wird durch den Zug die Steifigkeit der Flosse 10 erhöht bzw. der Betrag der Biegung der Leisten 51 reduziert. In order to increase the rigidity of the fin 10, tension is preferably applied to both tension elements 52 arranged on opposite sides of the strips 51. As a result of the fact that the strips 51 are designed to be resistant to compression, the train increases the rigidity of the fin 10 or reduces the amount of bending of the strips 51.
Andererseits lässt sich durch die Ausgestaltung durch On the other hand, can be through the design by
Beaufschlagung nur eines der Zugelemente 52 mit Zug eine Biegung der Leisten 51 wie im Querschnitt c-c der Flosse in die eine wie auch in der anderen Richtung induzieren. Applying only one of the tension elements 52 with train induces a bending of the strips 51 as in cross-section c-c of the fin in the one direction as well as in the other direction.
Auch ist es selbstverständlich möglich die Flosse in ihrer Höhenrichtung unterschiedlich zu wölben und/oder zu It is of course also possible to buckle the fin in their height direction differently and / or to
versteifen, indem die Zugelemente 52 der jeweiligen Leisten 51 unterschiedlich beaufschlagt werden. Anstelle von einer Vielzahl von Zugelementen 52 ist es jedoch auch denkbar die Enden der Leisten 51 gemeinsam über ein Element zu verbinden und dieses Element auf entgegengesetzten Seiten der Leisten 51 mit den Zugelementen, z. B. Drähten, zu verbinden, so dass alle Leisten gleichzeitig gebogen und/oder versteift werden. stiffen by the tension elements 52 of the respective strips 51 are applied differently. Instead of a plurality of tension elements 52, however, it is also conceivable to connect the ends of the strips 51 together via an element and this element on opposite sides of the strips 51 with the tension elements, for. B. wires to connect, so that all strips are bent and / or stiffened at the same time.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar die Leisten 51 in Gruppen, z. B. oben und unten in Vertikalrichtung in einem gemeinsamen Gelenk 54 an den dem Schiff 1 zugewandten Ende der Flosse 10 anzubringen. Dadurch können die Leisten 51 der oberen und unteren Gruppe getrennt voneinander oder gemeinsam zusammen geschoben und/oder auseinander gezogen werden. Dies kann gleichfalls durch ein Zugelement 52 realisiert werden. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich die Streckung der Flosse 10 entsprechend zu ändern. Sind die Leisten 51 Alternatively or additionally, it is conceivable the strips 51 in groups, z. B. above and below in the vertical direction in a common joint 54 to the vessel 1 facing the end of the fin 10 to install. As a result, the strips 51 of the upper and lower groups can be pushed apart from each other or together and / or pulled apart. This can also be realized by a tension element 52. By this configuration, it is possible to change the extension of the fin 10 accordingly. Are the strips 51
beispielsweise zusammengefahren, wie in Figur 4 oben for example, collapsed, as in Figure 4 above
dargestellt, ergibt sich eine Streckung
Figure imgf000023_0001
während sich bei weiter auseinander gefahrenen Leisten 51, wie in Figur 4 unten dargestellt ist, eine Streckung
Figure imgf000023_0002
shown, there is an extension
Figure imgf000023_0001
while at further spaced ridges 51, as shown in Figure 4 below, an extension
Figure imgf000023_0002
ergibt. Da sich die Flossenfläche nicht ändert, ergibt sich im Zustand unten eine höhere Streckung als im Zustand oben. results. Since the fin surface does not change, the lower state results in a higher stretch than in the upper state.
Vorzugsweise wird gleichermaßen wie oben in Bezug auf den Anstellwinkel α erläutert eine Steuerung vorgesehen, die sowohl die Steifigkeit bzw. die Biegung und/oder Wölbung der Flosse 10 als auch deren Streckung in Abhängigkeit der Preferably, as explained above with respect to the angle of attack α, a control is provided which determines both the rigidity or the curvature and / or curvature of the fin 10 and its extension as a function of the angle
Anströmung der Flosse 10, d. h. in Abhängigkeit der Flow of the fin 10, d. H. in dependency of
Resultierenden R steuert. Dadurch lässt sich eine weitere Wirkungsgraderhöhung realisieren. Resulting R controls. As a result, a further increase in efficiency can be realized.
Eine weitere alternative Ausgestaltung ist in Figur 8 Another alternative embodiment is shown in FIG
dargestellt, wobei die Schlagflosse in Anlehnung an die Fluke eines Wals angeordnet ist. Dabei ist die Flosse 10 starr mit einer Antriebsstange bzw. Flossenbefestigungsstange 26 verbunden. Die Antriebsstange ist an einem Gelenkpunkt 70 gelenkig mit einem Übertragungsglied 71 eines Antriebsaggregats 72, hier eines hydraulischen Kolbens verbunden. Dieses Antriebsglied 71 ist durch den Kolben 72 in der Hubbewegung hin und her bzw. auf und ab bewegbar, um die Flosse 10 in Richtung h im Fluid, hier Wasser, hin und her zu bewegen. Ferner ist auf der der Flosse 10 abgewandte Seite des Gelenks 70 ein Zapfen 75 der AntriebsStange 26 in einem Langloch 73 eines Steuerglieds aufgenommen. In der represented, wherein the impact fin is arranged in accordance with the fluke of a whale. The fin 10 is rigidly connected to a drive rod or fin attachment rod 26. The drive rod is articulated at a hinge point 70 with a transmission member 71 of a Drive unit 72, here connected to a hydraulic piston. This drive member 71 is by the piston 72 in the reciprocating motion back and forth or up and down to move the fin 10 in the direction h in the fluid, here water, back and forth. Further, on the side facing away from the fin 10 of the joint 70, a pin 75 of the drive rod 26 is received in a slot 73 of a control member. In the
dargestellten Ausführungsform ist das Steuerglied 74 Teil eines Servoantriebs 76. Innerhalb des Langlochs 73 ist der Zapfen 75 frei beweglich und die Flosse damit durch die Enden des Langlochs 73 begrenzt frei um die Gelenkachse 70 illustrated embodiment, the control member 74 is part of a servo drive 76. Within the slot 73 of the pin 75 is free to move and the fin so limited by the ends of the slot 73 around the hinge axis 70th
verschwenkbar . swiveling.
Bei einer Hubbewegung in Figur 8 nach oben wird die Flosse durch eine Kraft in Figur 8 nach unten um die Achse 70 gedreht und schlägt mit dem Zapfen 75 ihrer Antriebsstange 26 gegen das obere Ende des Langlochs 73. Indem das Steuerglied 74 in der gleichen Richtung h hin und her bewegbar ist, lässt sich das obere Ende des Langlochs 73 verstellen, um eine Anpassung des Anstellwinkels α zu realisieren. Bei einer Bewegung der Flosse 10 im Hub nach unten wird eine Kraft auf die Flosse 10 nach oben ausgeübt und so verschwenkt um das Gelenk 70, so dass der Zapfen 25 mit dem unteren Ende des Langlochs 73 in Kontakt kommt und den Anstellwinkel In a lifting movement in Figure 8 upward, the fin is rotated by a force in Figure 8 down around the axis 70 and strikes with the pin 75 of its drive rod 26 against the upper end of the slot 73. By the control member 74 in the same direction h can be moved back and forth, the upper end of the slot 73 can be adjusted to realize an adjustment of the angle of attack α. Upon movement of the fin 10 downwardly in the stroke, a force is exerted on the fin 10 upwardly and pivoted about the hinge 70, so that the pin 25 comes into contact with the lower end of the slot 73 and the angle of attack
beschränkt. Auch hier kann durch eine Verschiebung des limited. Again, by a shift of the
Steuerglieds 74 über den Servoantrieb 76 der Anstellwinkel während der Hubbewegung eingestellt werden. Control member 74 are set via the servo drive 76 of the angle during the stroke movement.
Bei der Bewegungsumkehr ist keine aktive Auskoppelung At the motion reversal is no active decoupling
erforderlich, da die Flosse 10 mit ihrem Zapfen 75 im required, since the fin 10 with its pin 75 in
Langloch 73 am Umkehrpunkt frei von einem Winkel +a in einen Winkel -a umschwenken kann. Slot 73 at the reversal point can swing freely from an angle + a at an angle -a.
Es versteht sich, dass das Antriebsaggregat 27 beliebig gewählt werden kann und nicht auf ein Kolbensystem beschränkt ist. Auch können hier herkömmliche Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen, die über eine Pleuelstange die AntriebsStange 26 hin und her bewegen. Gleiches gilt auch für den Servoantrieb, der z. B. pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch ausgestaltet sein kann. Auch hier könnte das Steuerglied 74 jedoch durch einen Kontraktionsmotor, einen Linearmotor, einen Schrittmotor oder manuell eingestellt werden. It is understood that the drive unit 27 can be chosen arbitrarily and is not limited to a piston system. Also, conventional internal combustion engines can be used here, the drive rod via a connecting rod 26 to move back and forth. The same applies to the servo drive, the z. B. can be configured pneumatically, hydraulically or electrically. Again, however, the control member 74 could be adjusted by a contraction motor, a linear motor, a stepper motor or manually.
Neben dem Einsatz als Flossenantrieb für Wasserfahrzeuge ist die vorliegende Erfindung auch bei Schwimm- und/oder In addition to the use as a fin drive for watercraft, the present invention is also in swimming and / or
Tauchflossen einsetzbar. Dies wird im Folgenden unter Diving fins can be used. This will be below
Bezugnahme auf Figur 5 näher erläutert. Reference to Figure 5 explained in more detail.
In Figur 5a ist dabei die einfachste Ausgestaltung In Figure 5a is the simplest configuration
dargestellt. Die dort dargestellte Schwimm- oder Tauchflosse weist eine Befestigungseinrichtung 60 zur Befestigung am Fuß eines Menschen auf. Diese ist dabei ähnlich herkömmlicher Tauchflossen mit einem Oberschuh 61 sowie einer Sohle 62 ausgebildet, so dass ein Verwender mit dem Fuß in den shown. The swimming or diving fin shown there has a fastening device 60 for attachment to the foot of a person. This is similar to conventional diving fins formed with an upper shoe 61 and a sole 62, so that a user with the foot in the
Oberschuh 61 schlüpfen kann, der vorzugsweise aus einem weichelastischen Material gebildet ist und mit oder ohne Verschlusselemente auskommt. Die Flosse 10 ist hier starr an der Sohle 62 angebracht und erstreckt sich im Wesentlichen im rechten Winkel zur Sohle 62 bzw. im angebrachten Zustand rechtwinklig zur Fußsohle. Der Anstellwinkel α lässt sich bei dieser Variante durch die Streckmuskulatur sowie Upper shoe 61 can slip, which is preferably formed of a soft elastic material and manages with or without closure elements. The fin 10 is rigidly attached to the sole 62 and extends substantially at right angles to the sole 62 or in the attached state at right angles to the sole of the foot. The angle of attack α can be in this variant by the extensor muscles as well
Beugemuskulatur 63 bzw. 64 des menschlichen Unterschenkels einstellen, indem der menschliche Fuß um das Sprunggelenk des Fußgelenks 65 verschwenkt wird, was eine Verschwenkung der Flosse 10 um das Fußgelenk 65 zur Folge hat. Dadurch lässt sich der Anstellwinkel α optimal einstellen. Adjust flexor muscles 63 and 64, respectively, of the human lower leg by pivoting the human foot around the ankle of the ankle 65, resulting in pivoting of the fin 10 about the ankle 65. As a result, the angle of attack α can be optimally adjusted.
Alternativ zur starren Anbindung ist es, wie in Figur 5b dargestellt, auch denkbar die Flosse 10 über ein elastisches Element 66 beispielsweise eine Blattfeder oder elastische Stäbe an der Sohle 62 zu befestigen. Vorzugsweise ist die Blattfeder oder der elastische Stab austauschbar, so dass unterschiedliche Federkonstanten und damit Elastizitäten erzielt werden können. As an alternative to the rigid connection, as shown in FIG. 5b, it is also conceivable to fasten the fin 10 to the sole 62 via an elastic element 66, for example a leaf spring or elastic rods. Preferably, the leaf spring or the elastic rod is exchangeable, so that different spring constants and thus elasticities can be achieved.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch denkbar die Flosse 10 über ein Gelenk 67 gelenkig an der Sohle 20 anzubringen und beispielsweise über Spiralfedern eine According to a further embodiment, it is also conceivable to attach the fin 10 articulated to the sole 20 via a joint 67 and, for example, via spiral springs
Rückstellkraft in die Ausgangsstellung in Figur 5c zu Restoring force in the starting position in Figure 5c
erzeugen, wobei die Spiralfedern austauschbar sind, so dass auch hier unterschiedliche Federkonstanten realisiert werden können. generate, wherein the coil springs are interchangeable, so that also here different spring constants can be realized.
Darüber hinaus ist auch die Einstellung des Anstellwinkels α über biegeschlaffe Zugkräfte übertragende Elemente 30 denkbar. Wie es in Figur 5d dargestellt ist, wird auch hier die Flosse 10 über eine gelenkige Anbindung 67 an der Sohle 62 angebracht. Zwei biegeschlaffe Elemente 30 sind an gegenüberliegenden Seiten 10 mit einem Ende 31 an der Flosse angebunden. Von dort erstreckt sich das biegeschlaffe ElementIn addition, the adjustment of the angle of attack α via flexible tensile forces transmitting elements 30 is conceivable. As shown in FIG. 5 d, here too the fin 10 is attached to the sole 62 via an articulated connection 67. Two pliable elements 30 are connected at opposite sides 10 with one end 31 at the fin. From there extends the pliable element
30 in einem Abstand zur Achse 67 zur Schuhsohle 62 und von dort zu einem Einstellelement 69 über das das Ende 32 in Längsrichtung des Elements 30 veränderbar festgelegt werden kann. Beispielsweise kann es sich um einen in Stufen 30 at a distance from the axis 67 to the shoe sole 62 and from there to an adjusting element 69 via which the end 32 in the longitudinal direction of the element 30 can be set changeable. For example, it may be one in stages
einrastbaren Drehknopf 69 handeln. Beispielsweise können die biegeschlaffen Elemente 30 in Form eines offenen Zahnriemenslockable knob 69 act. For example, the pliable elements 30 in the form of an open toothed belt
31 gestaltet sein, der um den Knopf 69 umläuft und mit diesem form- und/oder kraftschlüssig in Eingriff steht, während die Enden des offenen Riemens 31 an der Flosse 10 angebunden sind. Durch eine Rotation des Knopfs 69 lässt sich damit der Anstellwinkel der Flosse 10 entsprechend manuell einstellen. Hierfür kann der Drehknopf 69 am Gürtel oder im Bereich des Oberschenkels durch eine entsprechende 31 which rotates about the knob 69 and with this form-fitting and / or frictionally engaged, while the ends of the open belt 31 are connected to the fin 10. By a rotation of the knob 69 can thus adjust the angle of attack of the fin 10 accordingly manually. For this purpose, the knob 69 on the belt or in the region of the thigh by a corresponding
Befestigungseinrichtung fixiert werden. Hierfür kann Fastening device to be fixed. For this can
beispielsweise ein Gurt zum Einsatz kommen. Alternativ ist es auch denkbar kleine Kontraktionsmotoren einzusetzen, die eine automatische Regelung vornehmen. Ein solcher Kontraktionsmotor, wie er auch bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz kommen kann, der aber auch selbstständig und unabhängig von der Verwendung mit einer Schlagflosse umgesetzt werden kann, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 erläutert. For example, be used a belt. Alternatively, it is also conceivable to use small contraction motors that perform an automatic control. Such a contraction motor, as can also be used in the embodiments described above, but which can also be implemented independently and independently of the use with a phaler, will be explained below with reference to Figures 6 and 7.
Der Kontraktionsmotor 100 umfasst mehrere Elektromagnete 110 mit einem Eisenkern 111 und einer den Eisenkern 111 The contraction motor 100 includes a plurality of electromagnets 110 having an iron core 111 and an iron core 111
umgebenden Spule 112. Die Elektromagneten 110 sind in einer Reihe angeordnet mit einem definierten Abstand zueinander, wobei ein Luftspalt zwischen benachbarten Eisenkernen 111 verbleibt . Surrounding coil 112. The electromagnets 110 are arranged in a row with a defined distance from one another, wherein an air gap between adjacent iron cores 111 remains.
Zwischen benachbarten Elektromagneten sind Abstandsringe 113 aus elastischem Material angeordnet, die die Elektromagneten in einem definierten Abstand zueinander halten. Obwohl dies die bevorzugte Ausführungsvariante ist, ist es auch denkbar auf die elastischen Element zu verzichten und die Between adjacent electromagnets spacer rings 113 are arranged made of elastic material, which hold the electromagnets at a defined distance from each other. Although this is the preferred embodiment, it is also conceivable to dispense with the elastic element and the
Elektromagneten im Ruhezustand durch eine Gegenkraft, z.B. Zug durch einen gleichen Kontraktionsmotor 33 an dem Ende 32 des andere biegeschlaffen Elements 30 in die Ruhestellung zurückzuführen, in der die Elektromagneten in einem Electromagnets at rest by a counterforce, e.g. Zug by a same contraction motor 33 at the end 32 of the other flexible member 30 due to the rest position in which the electromagnet in a
definierten Abstand zueinander angeordnet sind. Sprich die Kontraktionsmotoren werden abwechselnd beaufschlagt und ziehen den jeweils Anderen bei Ihrer Kontraktion in defined distance from each other are arranged. Say the contraction motors are alternately applied and pull the other in their contraction in
dessen Ruhestellung.  its rest position.
Die Kette aus Elektromagneten ist in einem nur schwach oder nicht dehnbaren Hüll-Schlauch 114 (Aufnahme) aufgenommen, die die maximale Ausdehnung des Kontraktionsmotors begrenzt. Ist keiner der Elektromagneten 110 mit Strom beaufschlagt und sind jeweils benachbarte Elektromagneten 110 in dem The electromagnet chain is housed in a shallow or inextensible sheath tube 114 (receptacle) which limits the maximum extent of the contraction motor. If none of the electromagnets 110 is energized and are each adjacent electromagnet 110 in the
definierten Abstand zueinander durch die Abstandsringe 113 gehalten, so ist dies der Zustand maximaler Ausdehnung. defined distance from each other held by the spacer rings 113, this is the state of maximum expansion.
Alternativ zu dem dargestellten Schlauch 114 ist es auch denkbar mehrere Fasern, Seile, Drähte oder Materialstreifen aus nicht dehnbarem Material mit den Elektromagneten an den entgegengesetzten Enden der Reihe zu verbinden und dadurch die maximale Ausdehnung zu begrenzen. Vorzugsweise wird jedoch ein biegsames Material verwendet, so dass eine in allen Richtungen biegsame Kette aus Elektromagneten As an alternative to the illustrated tube 114, it is also conceivable to use a plurality of fibers, ropes, wires or strips of material of non-stretchable material with the electromagnets on the To connect opposite ends of the series and thereby limit the maximum extent. Preferably, however, a flexible material is used, so that a bendable in all directions chain of electromagnets
geschaffen wird. Alternativ ist es selbstverständlich auch denkbar ein starres Gehäuse als Aufnahme zu verwenden. is created. Alternatively, it is of course also conceivable to use a rigid housing as a receptacle.
Ein Ende der Kette wird, wie schematisch mit 115 One end of the chain becomes, as schematically with 115
gekennzeichnet, festgelegt, während das entgegengesetzte Ende 116 zur Zugkraftübertragung z. B. mit einem Ende 32 eines biegeschlaffen Elements 30 der Schlagflossen, wie sie oben erläutert wurden, verbunden ist. characterized, while the opposite end 116 for tensile force transmission z. B. with one end 32 of a pliable element 30 of the impact fins, as explained above, is connected.
Damit der Spalt zwischen benachbarten Eisenkernen 111 gleichmäßig verbleibt und dennoch eine Biegsamkeit der Kette in allen Richtungen gewährleistet ist, ist es bevorzugt die benachbarten Enden der Eisenkerne 111 komplementär zu In order that the gap between adjacent iron cores 111 remains uniform and yet ensure flexibility of the chain in all directions, it is preferable that the adjacent ends of the iron cores 111 be complementary to
gestalten. Hier hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen eine kugelig konvexe Form 117 mit einer kugelig konkaven Form 118 zu kombinieren. Es sind aber auch zwei kugelig konvexe Formen, die einander gegenüberliegen, denkbar . shape. Here it has proved to be particularly advantageous to combine a spherical convex shape 117 with a spherical concave shape 118. But there are also two spherical convex shapes that face each other, conceivable.
Die Abstandsringe 113 sind vorzugsweise aus einem elastischen Material z. B. einem elastischen Kunststoff. Es sind aber auch andere Elemente, z. B. Federn, denkbar. The spacer rings 113 are preferably made of an elastic material z. B. an elastic plastic. But there are other elements, such. As springs, conceivable.
Vorzugsweise sind die Elektromagneten 110 separat ansteuerbar bzw. mit Strom beaufschlagbar. Dadurch kann der Weg der Preferably, the electromagnets 110 can be controlled separately or supplied with current. This can be the way the
Kontraktion dadurch bestimmt werden, indem die Anzahl der angesteuerten Elektromagneten 110 gesteuert wird. So lässt sich der Kontraktionsmotor schrittweise oder in ganzen Contraction can be determined by the number of driven electromagnet 110 is controlled. Thus, the contraction motor can be gradual or in whole
Abschnitten oder als Ganzes kontrahieren. Contract sections or as a whole.
Dabei werden, wenn zwei Elektromagneten 110 einander In this case, when two electromagnets 110 each other
anziehen, das elastische Element 113 komprimiert und eine Zugkraft am Ende 116 erzeugt, die z. B. auf das Ende 32 des biegeschlaffen Elements 30 übertragen werden kann. Die tighten, the elastic member 113 compresses and generates a tensile force at the end 116, the z. B. on the end 32 of limp element 30 can be transmitted. The
Zugkraft Z ist durch den Pfeil in Figur 6 angedeutet. Pulling force Z is indicated by the arrow in FIG.
Die Kontraktionsstrecke wird vorgegeben durch die Größe und Anzahl der Spalte zwischen benachbarten Elektromagneten. The contraction distance is dictated by the size and number of gaps between adjacent electromagnets.
Die Kontraktionskraft ergibt sich aus Größe, Anzahl der Wicklungen, Strom und Spannung, d. h. die Art der verwendeten Elektromagneten. The contraction force results from size, number of windings, current and voltage, d. H. the type of electromagnet used.
Um eine große Kontraktionskraft zu erzielen können mehrere Elektromagnetketten (Kontraktionsmotoren) parallel verbunden werden, wie es in den Figuren 7a bis c dargestellt ist. In order to achieve a large contraction force, several electromagnet chains (contraction motors) can be connected in parallel, as shown in FIGS. 7a to c.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist und die Ausführungsformen beliebig kombinierbar sind, es sei denn die Einzelmerkmale widersprechen einander. It should be understood that the present invention is not limited to the exemplary embodiments and the embodiments may be combined as desired, unless the individual features contradict each other.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kontraktionsmotor (33) umfassend mehrere in Reihe angeordnete Elektromagneten (110) , wobei benachbarte A contraction motor (33) comprising a plurality of electromagnets (110) arranged in series, adjacent ones
Elektromagneten beabstandet zueinander angeordnet sind und die Elektromagneten durch eine Aufnahme (114) geführt sind, die den Abstand zwischen den Elektromagneten im Ruhezustand begrenzt . Electromagnets are spaced from each other and the electromagnets are guided by a receptacle (114) which limits the distance between the electromagnets at rest.
2. Kontraktionsmotor nach Anspruch 1, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Elektromagneten ein elastisches Element (113) zur Aufrechterhaltung eines definierten 2. Contraction motor according to claim 1, wherein between each two adjacent electromagnets, an elastic element (113) for maintaining a defined
Abstands zwischen den benachbarten Elektromagneten angeordnet ist. Distance between the adjacent electromagnet is arranged.
3. Kontraktionsmotor nach Anspruch 2, wobei die elastischen Elemente (114) in Form von Abstandsringen oder 3. Contraction motor according to claim 2, wherein the elastic elements (114) in the form of spacer rings or
Abstandsscheiben ausgebildet sind, um die benachbarten Spacer disks are formed around the adjacent ones
Elektromagneten auf dem definierten Abstand zueinander zu halten. Keep electromagnets at the defined distance from each other.
4. Kontraktionsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Aufnahme (114) aus nicht dehnbaren Zügen, Fasern, Seilen, Drähten, Materialstreifen oder einem nicht dehnbaren Strumpf oder Schlauch gebildet ist. 4. Contraction motor according to one of the preceding claims, wherein the receptacle (114) is formed from non-stretchable trains, fibers, ropes, wires, strips of material or a non-stretchable stocking or hose.
5. Kontraktionsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Aufnahme (114) durch ein starres Gehäuse gebildet ist . 5. Contraction motor according to one of the preceding claims, wherein the receptacle (114) is formed by a rigid housing.
6. Kontraktionsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elektromagneten (110) der Reihe separat ansteuerbar sind. 6. Contraction motor according to one of the preceding claims, wherein the electromagnets (110) of the series are separately controllable.
7. Kontraktionsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehrere in Reihe angeordnete Elektromagneten V-förmig angeordnet sind und beim Zusammenziehen an der Spitze des „V" eine Zugkraft erzeugen. 7. Contraction motor according to one of the preceding claims, wherein a plurality of series-arranged electromagnets V-shaped are arranged and generate a pulling force when contraction at the top of the "V".
8. Kontraktionsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mehrere in Reihe angeordnete Elektromagneten parallel zueinander angeordnet sind. 8. Contraction motor according to one of claims 1 to 6, wherein a plurality of electromagnets arranged in series are arranged parallel to each other.
9. Kontraktionsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die einander zugewandten Enden benachbarter 9. Contraction motor according to one of the preceding claims, wherein the mutually facing ends adjacent
Elektromagneten mit einer gekrümmten Fläche ausgestaltet sind. Electromagnets are designed with a curved surface.
10. Kontraktionsmotor nach Anspruch 9, wobei die einander zugewandten Enden einerseits kugelig-konkav und andererseits kugelig-konvex gestaltet sind, so dass sie ineinandergreifen. 10. contraction motor according to claim 9, wherein the mutually facing ends are designed on the one hand spherical-concave and on the other hand spherical-convex, so that they intermesh.
11. Schlagflosse zur Bewegung eines Körpers (1) in einem Fluid, umfassend 11. impact fin for moving a body (1) in a fluid, comprising
wenigstens eine quer zur Längserstreckung des Körpers (1) hin und her bewegbare Flosse (10) , die bevorzugt um eine Achse (25) quer zur Längserstreckung des Körpers (1) sowie zu Ihrer Bewegungsrichtung verschwenkbar ist, wobei ein  at least one fin (10) which can be moved back and forth transversely to the longitudinal extension of the body (1), which is preferably pivotable about an axis (25) transversely to the longitudinal extension of the body (1) and to its direction of movement, wherein
Anstellwinkel
Figure imgf000031_0001
der Flosse (10) zur Resultierenden (R) der auf die Flosse wirkenden Strömungen, während der Bewegung der Flosse (10) durch Verschwenken der Flosse (10) um die Achse (25) kontinuierlich veränderbar ist,
angle of attack
Figure imgf000031_0001
the fin (10) to the resultant (R) of the flows acting on the fin, while the movement of the fin (10) by pivoting the fin (10) about the axis (25) is continuously variable,
eine Umlenkung (40) und ein um die Umlenkung laufendes zumindest Zugkräfte übertragendes Element (30) , wobei die Flosse (10) zur Veränderung des Anstellwinkels (oc) über eine Bewegung des Elements (30) verschwenkbar ist, wobei die Enden (32) des Elements (30) in ihrer Längsrichtung veränderbar festlegbar sind, um die Flosse (10) zur Veränderung des  a deflection (40) and an element (30) running around the deflection and transmitting at least tensile forces, wherein the fin (10) is pivotable via a movement of the element (30) to change the angle of attack (oc), the ends (32) of Elements (30) are variable in their longitudinal direction fixed to the fin (10) for changing the
Anstellwinkels (a) zu verschwenken; und Angle of attack (a) to pivot; and
einen Kontraktionsmotor (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum motorischen Verändern der Festlegung der Enden (32) , wobei der Motor bei Aktivierung durch gegenseitige Anziehung eine Zugkraft erzeugen über die die Festlegung der Enden (31) der zumindest Zugkräfte übertragenden Elemente (30) veränderbar ist. a contraction motor (33) according to any one of claims 1 to 10 for motorically altering the definition of the ends (32), the motor, when activated by mutual attraction, generating a tensile force over the determination of the Ends (31) of the at least tensile forces transmitting elements (30) is variable.
12. Schlagflosse zur Bewegung eines Körpers (1) in einem Fluid, umfassend 12. impact fin for moving a body (1) in a fluid, comprising
wenigstens eine quer zur Längserstreckung des Körpers (1) hin und her bewegbare Flosse (10) , die bevorzugt um eine Achse (25) quer zur Längserstreckung des Körpers (1) sowie zu Ihrer Bewegungsrichtung verschwenkbar ist, wobei ein  at least one fin (10) which can be moved back and forth transversely to the longitudinal extension of the body (1), which is preferably pivotable about an axis (25) transversely to the longitudinal extension of the body (1) and to its direction of movement, wherein
Anstellwinkel (et) der Flosse (10) zur Resultierenden (R) der auf die Flosse wirkenden Strömungen, während der Bewegung der Flosse (10) durch Verschwenken der Flosse (10) um die Achse (25) kontinuierlich veränderbar ist, Angle of attack (et) of the fin (10) to the resultant (R) of the flows acting on the fin, while the movement of the fin (10) is continuously variable by pivoting the fin (10) about the axis (25),
zwei zumindest Zugkräfte übertragende Elemente (30) , die jeweils an einem ersten ihrer Enden (3) mit der Flosse oder einem Anschlag für die Flosse verbunden sind und an dem anderen zweiten ihrer Enden (32) in ihrer Längsrichtung veränderbar festlegbar sind, um die Flosse (10) zur  two at least tensile forces transmitting elements (30) each connected at a first end (3) with the fin or a stop for the fin and at the other second of their ends (32) are variable in their longitudinal direction fixed to the fin (10) to
Veränderung des Anstellwinkels (a) zu verschwenken; und Change of the angle of attack (a) to pivot; and
einen Kontraktionsmotor (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum motorischen Verändern der Festlegung der Enden (32) , wobei der Motor bei Aktivierung durch gegenseitige Anziehung eine Zugkraft erzeugt über die die Festlegung der Enden (31) der zumindest Zugkräfte übertragenden Elemente (30) veränderbar ist.  a contraction motor (33) according to any one of claims 1 to 10 for motorically altering the definition of the ends (32), wherein the motor, when activated by mutual attraction generates a tensile force on the fixing the ends (31) of the at least tensile forces transmitting elements (30 ) is changeable.
13. Schlagflosse nach Anspruch 11 oder 12, ferner umfassend eine Parallelogrammführung (20) mit wenigstens zwei 13. The impact fin of claim 11 or 12, further comprising a parallelogram guide (20) having at least two
parallelen Verstrebungen (21) und einer Querstrebe (24) die an Ihren Enden (23) gelenkig mit jeweils einer Verstrebung (21) verbunden ist, wobei die Flosse (10) verschwenkbar an der Querstrebe (24) angebracht ist. parallel struts (21) and a transverse strut (24) at its ends (23) hingedly connected to a respective strut (21), wherein the fin (10) is pivotally mounted on the transverse strut (24).
14. Schlagflosse nach einem der Ansprüche 11-13, ferner umfassend eine Antriebsstange (26) zum Bewegen der Flosse (10) quer zur Bewegung des Körpers (1) im Fluid (Medium) . 14. The impact fin of any of claims 11-13, further comprising a drive rod (26) for moving the fin (10) transversely of movement of the body (1) in the fluid (medium).
15. Schlagflosse nach einem der Ansprüche 11-14, bei der die Streckung (Λ) der Flosse (10) veränderbar ist. 15. Fractal fin according to one of claims 11-14, wherein the extension (Λ) of the fin (10) is variable.
16. Schlagflosse nach Anspruch 15, bei der die Flosse (10) aus wenigstens zwei Gruppen umfassend mehrere auffächerbare Einzelleisten (51) aufgebaut ist, die über ein 16. flapping fin according to claim 15, wherein the fin (10) of at least two groups comprising a plurality of expandable individual strips (51) is constructed, via a
AnSteuerelement auffächerbar und/oder zusammenschiebbar sind, um die Streckung (Λ) zu verändern. Can be fanned out and / or pushed together to control the extension (Λ).
17. Schlagflosse nach einem der Ansprüche 11-16, bei der die Steifigkeit und/oder Krümmung der Flosse (10) veränderbar ist. 17. impact fin according to any one of claims 11-16, wherein the rigidity and / or curvature of the fin (10) is variable.
18. Schlagflosse nach Anspruch 17, bei der die Flosse mehrere versteifende Leisten (51) enthält und im Bereich der Enden der Leisten (51) wenigstens ein spannbares Zugelement (52) angreift, über dessen Spannung die Steifigkeit und/oder Krümmung der Flosse (10) einstellbar ist. 18. The impact fin according to claim 17, wherein the fin contains a plurality of stiffening strips (51) and engages in the region of the ends of the strips (51) at least one tensionable tension element (52), via whose tension the rigidity and / or curvature of the fin (10 ) is adjustable.
19. Schlagflosse nach einem der Ansprüche 11-18, bei der die Flosse (10) bei einer Bewegungsumkehr auskoppelbar ist, um eine freie Verschwenkbarkeit der Flosse (10) bei der 19. The impact fin according to any one of claims 11-18, wherein the fin (10) is decoupled at a reversal of motion to a free pivoting of the fin (10) in the
Bewegungsumkehr zu gewährleisten. To ensure movement reversal.
20. Schlagflosse nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei der die Flosse (10) um die Achse (25) frei schwenkbar ist und der Schwenkwinkel durch auf entgegengesetzten Seiten der Flosse relativ zur Achse (25) angeordnete Anschläge begrenzt ist, die zur Veränderung des Anstellwinkels veränderbar sind.20. An impact fin according to any one of claims 11 to 18, wherein the fin (10) about the axis (25) is freely pivotable and the pivot angle is limited by on opposite sides of the fin relative to the axis (25) arranged stops, the change of the angle of attack are changeable.
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