Halbtaucherboard zum Liegendpaddeln mit Unterwasserteil

Transactions in Suffering Innovations T16 SI743


Wissenschaftlicher Aufsatz, 2018

8 Seiten

Dipl.-Ing. Michael Dienst (Autor:in)


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Leseprobe


Traktat

uber die Beitrage zum Stand der Technik und zu den ^Transactions in Suffering Innovations"

Die transactions in Suffering Innovations" bilden eine Sammlung von Schriften uber Artefakte im Themenfeld Biologie & Technik, die in loser Reihenfolge erscheint. Es besteht durchaus die Absicht, den Stand der Technik zu verandern.

Gegenstand der Beitrage zu den Schriften der transactions in Suffering Innovations" sind Artefakte, Problemlosungen, Gestaltungsfragen und die kritische Auseinandersetzung mit Themen der Bionik, also Technik nach Vorbildern aus der belebten und unbelebten Natur und ihre Umsetzung. In ausgesuchten Fallen sind Technische Beschreibungen nach Standards des Deutschen Patent und Markenrechts1 verfasst.

Mit den transactions in Suffering Innovations" soll der Fortschritt auf dem Gebiet der angewandten Bionik dadurch gefordert werden, dass die dargestellten notleidenden Artefakte, Problem- und Gestaltungslosungen frei von Rechten Dritter sind und mit ausdrucklicher Genehmigung dem Leser zur Nutzung verfugbar werden.

In den transactions in Suffering Innovations" werden ausschlieRlich Artefakte offeriert, die nicht unter das Arbeitnehmererfindungsgesetzes ArbErfG2 fallen oder in der Vergangenheit fielen.

Die in den transactions in Suffering Innovations" dargestellten Artefakte sind insofern notleidend, da sie einerseits aus materieller Not nicht weiterverfolgt werden, ein Umstand der sich vielleicht wieder andern mag. Andererseits sind die dargestellten Artefakte notleidend, weil sie moglichweise auftretender oder voranschreitenden geistigen Umnachtung zum Opfer zu fallen drohen; ein Umstand der sich wohl nicht mehr andern wird.

Als Ubergeordneter Absicht gilt es solche Forschung anzustoRen, die Losungswege der Ubertragung biologischer Phanomene untersucht und Fragestellungen betrifft, die im Zusammenhang stehen mit Natur und Technik.

Die Beitrage zum Stand der Technik und den transactions in Suffering Innovations" sind in deutscher Sprache verfasst. Dem Text wird gegebenenfalls eine teilweise oder vollstandige Ubersetzung in englischer Sprache beigestellt. In einer Ausgabe der Schriftensammlung wird jeweils nur ein Werk platziert. Den Ausfuhrungen wird gegebenenfalls ein Prolog vor und ein Epilog nachgestellt.

Mi. Dienst

Titel:

Halbtaucherboard zum Liegendpaddeln mit Unterwasserteil

Untertitel

Transactions in Suffering Innovations T16 SI743 13. Marz 2018

Technische Beschreibung

Halbtaucherboard zum Liegendpaddeln mit Unterwasserteil

Die Erfindung betrifft ein Wellenreitbrett Halbtaucherboard zum Liegendpaddeln (Body-Board benannt nach Stand der Technik) mit einem Unterwasserbauteil, das die klassische Finne der das Finnensystem vom Stand der Technik substituiert. Das Unterwasserbauteil ist dadurch gekennzeichnet, dass die

Konstruktion einen Bugteil in Gestalt einer Schiene (RAIL) und ein Heckteil in Gestalt einer Finne (FIN) besitzt. Die Erfindung betrifft die Lehre uber die Integralkonstruktion des Unterwasserbauteils: Rail-Fin-Intergration, nachfolgend RFI benannt, Surfboard und Unterwasserbauteil nachfolgend Surfsystem benannt. Schiene und Finne sind kompakt und robust und aus widerstandsfahigen, naturlichen und recylingfahigen Materialien gefertigt.

Die Surfsystem-Gesamtkonstruktion ist lateralsymmetrisch ausgefuhrt. Gestaltungsmotiv (Design Intent) ist die Resistenz des Surfboards gegen die so genannte LURCHING-Bewegung des Surfsystems.

Stand der Technik. Surfboards und Body-Boards

Surfboards und Body-Boards vom Stand der Technik werden als in erster Linie aufgleitende Schwimmgerate konstruiert und betrieben. Sie sind in diesem Sinne und von ihrer Art her keine Halbtaucher in Konstruktion und Betrieb. Halbtaucher besitzen eine mehr oder weniger groR dimensionierte Lateralflache die einen Beitrag leistet das seefahrzeug (mehr oder weniger) zu stabilisieren.

Stand der Technik. Leitflachen an Surfboards und Body-Boards

Surfboardfinnen sind als Leit- und Steuertragflachen im Bereich des Hecks eines Surfboards wirksam. Fur die Montage von unterschiedlichen Finnen an Surfboards sehen die Hersteller unterschiedlich standardisierte Einbauflansche vor.

Bei Surfboards in Fahrt und beim Manovrieren ist neben der hohen mechanischen Belastung der stromungsmechanisch wirksamen Bauteile im Bereich des

Unterwasserschiffes die optimale und an Stromungswiderstanden arme Funktionsweise entscheidend fur die Fahr-leistung. Grundsatzlich sind bei leistungsoptimierten Seefahrzeugen vom Stand der Technik und all ihren Bauteilen Robustheit, Formhaltigkeit, Funktion und Lebensdauer bei geringem Gewicht von Bedeutung.

Zum Lateralplan eines Seefahrzeugs zahlen alle fluidmechanisch wirksamen

Leitflachen im Unterwasserbereich. Bei Surfboards vom Stand der Technik gehoren die als Leitflachen ausgefuhrten Finnen am Heck zum Lateralplan. In Fahrt bilden fluidmechanisch wirksame Leitflachen im Unterwasserbereich mit symmetrischem Profil nach Stand der Technik dann einen fluiddynamisch wirksamen Tragflugel aus, wenn eine nicht axiale Anstromung gegeben ist. Dies gilt insbesondere fur

Surfboardfinnen mit einem schlanken Flugelprofil (Dicke d: 5%<d<10% der

Profiltiefe t) und symmetrischem Profil nach Stand derTechnik.

Die aus dem hydrodynamischen Auftriebsgebaren der Surfbrettfinnen resultierende Quer-kraft wird beim Manovrieren genutzt. Surfbrettfinnen nach Stand derTechnik sind ublicher-weise aus (symmetrisch profiliertem) Vollmaterial. Fur das Flugelende der Leit- und Steuer-tragflache, insbesondere den Randbogen (die Kontur des vom Surfbrettkorper abweisenden, freien Surfbrettfinnenflachenendes) sind unterschiedliche Formen bekannt.

Stand der Wissenschaft und derTechnik. Stabilitat in Fahrt.

Grundsatzlich gilt: Die Stabilitat eines halbtauchenden Seefahrzeugs korreliert mit dem Widerstandsvermogen gegen translatorische und rotatorische Bewegungen des Schwimm-systems. Dies gilt auch fur Surfboards, die im Betrieb eher auf der Wasseroberflache aufgleiten und nur zu bestimmten Zustanden als halbtauchende Seefahrzeuge angesehen werden. Schiffstabilitat besitzt keine physikalisch objektive Bedeutung wie etwa die Begriffe Kraft, Moment oder Masse. Stabilitat hangt vielmehr von subjektiven GroRen ab, etwa dem Bezugssystem. Deshalb kommt es sehr darauf an, welche Eigenschaften und Merkmale man fur die Feststellung der Stabilitat eines maritimen Systems auswahlt.

Ein gestalterisches Merkmal jedes Schiffes ist sein Lateralplan. Der Lateralplan eines Schwimmsystems beinhaltet viele Informationen uber die GroRe und die Verteilung der benetzten Flache in Fahrt. Der Lateralplan ist die Projektion des Unterwasserschiffs in der X-Z-Ebene eines korperfesten Koordinatensystems - dem Bezugssystem nach Lagrange - des Halbtauchers in Fahrt.

In der einschlagigen Literatur wird dem Lateralplan eine bedeutsame Rolle bei der Herstellung passiver Stabilitat eines Seefahrzeugs in Fahrt einberaumt. Die passive Stabilitat korreliert mit der gleichsam subjektiv beschriebenen Seetauglichkeit eines Schwimm-systems.

Von grundsatzlicher Bedeutung sind Form und GroRe des Rumpfes (des Seefahrzeugs), Masse und Masseverteilung des Fahrsystems (Trimmung) und das dynamische Verhalten (z.B. bei Kursanderungen und bei hoher Geschwindigkeit).

Eine grobe Einteilung der Schiffsbewegungen beim Manovrieren und in Fahrt benennt das Rollen oder Rotationsschlingern (ROLL), entsprechend einer Rotation um die X-Achse, das Stampfen und Nicken (PITCH), entsprechend einer Rotation um die Y-Achse und das Gieren (YAW) entsprechend Rotation um die Z-Achse. Des Weiteren benennen wir die der Fortbewegung uberlagerte translatorische Schiffsbewegung in X-Richtung (SURGE), die translatorische Seitenverschiebung in Y- Richtung (SWAY) und die Tauch- und Hebebewegung in Z-Richtung (HEAVE), sowie das Schlingern und Taumeln (LURCHING) um eine im Bugpunkt gedachte vertikale Rotationsachse.

Problembeschreibung

Surfboards vom Stand der Technik konnen nicht beliebig skaliert werden. Insbesondere ein Downsizing zu einem Body-Board gelingt nichtunmittelbar, weil das Surfboard in erster Linie als aufgleitende Schwimmgerate konstruiert und betrieben werden. Bei extremern Verkleinerung ist das fur geringe Geschwindigkeiten erforderliche Auftriebsvermogen zu gering. Surfboards und Body-Boards, von ihrer Art her Halbtaucher in Konstruktion und Betrieb, sind nicht Stand derTechnik.

Bei Leit- und Steuerflachen von Seefahrzeugen, wie etwa Surfboardfinnen und anderen fluidmechanisch wirksamen, Querkraft erzeugenden Tragflachen taucht das Problem der beidseitigen fluidischen Beaufschagbarkeit im Betrieb auf. Deshalb haben Leit- und Steuerflachen, von Seefahrzeugen im Allgemeinen symmetrische Profile. Dies gilt auch fur am Surfboard zentral angeordnete Finnen.

Bei hohen Geschwindigkeiten kommt es bei Surfboards mit Finnen vom Stand der Technik zum Stromungsabriss und zu unkontrollierter Querkrafterzeugung am Finnensystem. Das Seefahrzeug buRt die Resistenz gegen das Schlingern (LURCHING Stabilitat) in einem hohen MaRe oder sogar vollstandig ein.

Problemlosung

Ein Surfboard respektive Body-Board wird skaliert und als Halbtaucher ausgefuhrt. Eine groR dimensionierte Lateralflache leistet ausreichend Beitrag leistet das Board zu stabilisieren. Hierzu wird das Unterwasserbauteil des Body-Boards nach Anspruch 1 als fluiddynamisch wirksames Leitsystem ausgefuhrt, das nur in geringem Masse Querkraft erzeugt, aber durch sein besondere Gestalt, die Stromung im Nachlauf vorteilhaft formt. Die besondere Gestalt und Bauweise sei Rail-Fin-Intergration, RFI benannt.

Erreichbare Vorteile

Ein Stabilitatsmerkmal von Surfboards respektive Body-Boards ist die Resistenz gegen Schlingern in Fahrt. Die LURCHING-Resistenz kann uber die Rail-Fin- Intergration, RFI des Unterwasserbauteils des Surfboards beeinflusst werden. Die LURCHING-Resistenz ist der entscheidende Faktor zur Richtungsstabilitat des Surfsystems in Fahrt. Durch die Skalierung ist das Surfboard respektive Body-Board kurzer als jene vom Stand der Technik und damit transportfreundlich. Dies ist von wirtschaftlichem Vorteil.

Aufbau, bauliche Ausfuhrung und Wirkungsweise

Fluidmechanisch wirksame Leit- und Steuertragflachen sind in der Regel profiliert ausgefuhrt. Die bauliche Ausfuhrung und die Wirkungsweise betrifft ein Unterwasserbauteil, das bei hohen Geschwindigkeiten des fluidmechanischen Nachlauf des Unterwasserbauteils nach Anspruch 1 vorteilhaft formt.

Der bugwartige, schienenformige Bereich RAIL, der heckwartige, Bereich FIN und das Surfboards respektive Bodfy-Boards BOA bilden eine organisatorische und konstruktive Einheit. Die schematische Skizze FIGUR 1 zeigt den baulichen Zusammenhang des Boards mit dem Unterwasserbauteil, insbesondere die Rail-Fin- Intergration, RFI.

Schiene RAIL und Finne FIN sind kompakt und robust und aus widerstandsfahigen, ggf. naturlichen und recylingfahigen Materialien gefertigt.

Liste der Konstruktionskomponenten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Schnittebenen in den Darstellungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]


1 https://www.dpma.de/patent/anmeldune/index.html

2 Am 7. Februar 2002 trat die Novellierung des Arbeitnehmererfindungsgesetzes ArbErfG in Kraft.

Ende der Leseprobe aus 8 Seiten

Details

Titel
Halbtaucherboard zum Liegendpaddeln mit Unterwasserteil
Untertitel
Transactions in Suffering Innovations T16 SI743
Veranstaltung
Bionik
Autor
Jahr
2018
Seiten
8
Katalognummer
V417040
ISBN (eBook)
9783668662469
ISBN (Buch)
9783668662476
Dateigröße
417 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Die „Transactions in Suffering Innovations“ bilden eine Sammlung von Schriften über Artefakte im Themenfeld Biologie & Technik, die in loser Reihenfolge erscheint. Es besteht durchaus die Absicht, den Stand der Technik zu verändern.
Schlagworte
halbtaucherboard, liegendpaddeln, unterwasserteil, transactions, suffering, innovations, si743
Arbeit zitieren
Dipl.-Ing. Michael Dienst (Autor:in), 2018, Halbtaucherboard zum Liegendpaddeln mit Unterwasserteil, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/417040

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