rätselhafte Fügeltechnik

schööööööön

Hallo Carl

Die Pingus sind an der senkrechten Achse etwas drehbar aufgehängt.
Die hintere Fläche ist grösser als die vor der Achse.
So werden sie vom Wind mit der Nase in den Wind gedreht und haben einen Anstellwinkel, der dann Vortrieb erzeugt.

Gruß Aloys.

Sieht sehr schön aus, ist auch eine nette Idee für ein Geschenk z.b.
Carl, aus welchem Material sind denn die Figuren ?

Gruß
Wilfried

Ich erkläre Euch auch gerne, warum diese Rätsel-Show mit dem Funktions-Prinzip:

In den 30 Jahren, seit ich das erfunden habe, ist es mir bisher nicht gelungen, genügend Disziplin aufzubringen, über Grundlagenforschung - Methodik und mit analytischer Genauigkeit alle Parameter auf ihre Werte einzuengen so dass es gelingt, nach genauen Vorgaben das zu wiederholen was mir bisher nur durch Zufall und "mit dem Daumen gepeilt" an meinen Modellen gelingen konnte.

Zwar habe ich in dieser Zeit vielleicht einige hundert Modelle dieser Art selber gebaut, bin aber nicht in der Lage jemandem weiterzuhelfen, der sich einen Bauplan wünscht nach dem er mit Sicherheit einen rundum zufriedenstellenden Erfolg erzielen könnte.

Mehr noch, ich hatte oft und viele dieser dekorativen manchmal auch "verscheuchenden" Modelle sichtbar in meinem Umfeld drapiert, immer in der Hoffnung jemand mit technischem Interesse könne darauf aufmerksam werden und sich fragen wie sowas funktioniert. Tatsächlich konnte ich einige davon verkaufen, ob nun als zukünftige Vogelscheuche oder als Deko ist mir unbekannt aber niemand hat gefragt warum funktioniert das eigentlich. Vor allem bei uns in Deutscland, dem Land der "Dichter und Denker" hatte ich was anderes erwartet. Patentiert habe ich das Ding nicht obwohl das Patentamt mir nach einer Recherche für damals 800 Mark mitteilte das Aussicht auf Patentschutz bestände. Ich hatte damals schon genug Kosten durch andere "verrückte" Patentanmeldungen die sich dann auch bis heute nicht ausgezahlt haben. z.B. die Verbesserung des "ewigen Brunnens" von Salomon de Caus, eine Solar betriebene Pumpe, die mit ersatzweise Syphons statt Ventilen nunmehr wartungsfrei funktionieren kann. Patentanmeldung war volle Kanne rausgeschmissenes Geld.

OK, ich hoffte mit damals öffentlich aufgestellten Windspielen vor allem, jemand kommt vorbei und klopft mit neugierigen Fragen an meine Tür. Fehlanzeige Niemand kam in 30 Jahren um zu erfahren wie es funktioniert. Nicht einmal in einer Gruppe von Künstlern, die damals für einen "Tag des Museums" eine Ausstellung solcher "Flattermänner" in einem Museumsgarten mit mir als "technischen Leiter" machten. Sie haben die Figuren bemalt und das war`s. Jedenfalls meldete sich auch danach niemand mit solchen Fragen bis ich vor 7 Jahren einen Kanal auf Youtube eröffnete und verschiedene meiner Modelle als Kurzkino reinstellte. Tatsächlich meldete sich dann irgendwann nur ein einziges Mal ein Japaner, der wirklich daran interessiert war, zu erfahren wie sowas funktioniert um es nachzubauen.

Ich hoffe, Euch langweilt diese etwas lange Geschichte nicht, jedenfalls hatte ich dem Japaner dann das gleiche Rätsel gestellt wie Euch. Und er hat es tatsächlich gelöst. Als Einziger bisher und hat selber auch ein eigenes funktionierendes Modell gebaut.


Da ich immer noch danach dürste, weitere Interessenten für`s Rätselraten an dieser Technik zu finden hat mich dann auf die Idee gebracht, das Ding hier rein zu stellen. Schließlich gibt es z.B. in China, wo die ersten Windmühlen der Geschichte gebaut wurden, keine bekannten Museumsmühlen wie bei uns obwohl es damals hunderttausende davon gegeben haben muß, es gibt auch keine Baupläne dazu, man weiß auch nicht ob von den alten Mühlenbauern, die ihre Künste damals handwerklich den nächsten Generationen überlieferten noch jemand lebt. Ein wenig vom Funktionsprinzip der chinesischen Windmühle steckt auch im Pinguinmobil, die Segel-Technik dort ist genial einfach und vor allem fast wartungsfrei, einmal eingestellt läuft so eine chinesische ohne jede ständige Bedienung und ohne Windnachführung selbstständig weiter. Das war für damals allerhand und wäre - wenn man die Technik beherrscht - für einige weitere Anwendungsgebiete vielleicht eine recht interessante Alternative.

Ein Physik-Professor an einem Institut für Theorie der Mechanik hatte vor 15 Jahren einmal soviel dazu sagen können wie jetzt Alois hier und das ist schon eine ganze Menge - wenn auch nicht alles. Wie gesagt, der Japaner ist bisher der Einzige voll Eingestiegene.

Es gibt inzwischen einen zweiten Professor, in Berlin, der etwas Ähnliches wie Alois ausgesagt hat. Mehr bisher noch nicht. Er ist derjenige, der das Pingui-modell als Geschenk von mir bekam. Namen nenne ich nicht, ist Privatsache.

Tatsächlich wäre ich gespannt, wer als Zweiter auf die Schliche dieser Mechanik kommt und auch, ob noch jemand soviel Interesse fängt, dass die Parameter alle irgendwann für jeden nachvollziehbar umgesetzt werden können. Eine gute Bauanleitung oder die genaue Physik der Mechanik, das wäre das Ziel. Ich selber bin nämlich schon alt und weiß nicht, ob mir das selber jemals gelingt.

Gruß, Carl

Damit ist alles geklärt Alois. Es gibt verschiedenartige Möglichkeiten, alles das was Du da erklärt hast zu bewerkstelligen, man kann auch sehr vieles so oder auch anders noch optimieren, so dass vielleicht die bestmögliche Funktion gegeben ist. Darauf kommt es ja bei Neuentwicklung und Verbesserung an.

Ich gratuliere Dir dazu, dass Du das Prinzip in allen Ursachen und Wirkungen komplett erkannt hast. Alles andere wäre dann Feinarbeit. Gratuliere! Toll!

Hallo Ora,

Mag sein, dass es längere Zeit in Anspruch nimmt bis man mit Worten etwas so knackig erklärt hat dass es überhaupt nicht mehr besser gemacht werden kann.

Alois hat jedenfalls alles so erklärt das ein Interessent der sehr aufmerksam und ohne extrem große Ansprüche an die Perfektion des Textes mitliest in der Lage ist, selber einigermaßen erfolgsversprechend mit eigenen Experimenten an diesem Modell anzufangen.

Das ginge jedenfalls nicht, wenn man nicht erkannt hat was Alois durchgedacht hat.

Ich sagte selber schon dass ich einige wichtige Parameter selbst nach 30 Jahren sporadischer Beschäftigung damit noch nicht bis ins kleinste Detail auf Ursache und Wirkung prüfen und festlegen konnte. Zum Beispiel den Zusammenhang zwischen Abstand der Flügel zur Drehachse hinsichtlich der Größe der Flügelflächen. Oder den genau definierten Zusammenhang zwischen Flügelhöhe und Breite zur idealen am besten funktioniertenden Form bzw. ihrer spezifischen Eignung in verschieden starken Strömungsgeschwindigkeiten.

Ich weiß dahingehend nur, dass längere weniger breite Flächen eher auch (bei stärkerem Wind) abheben und so besser eine Sturmsicherung durch weniger Anstellwinkel und Flügelfläche gegen die Strömung bewirken können. Andererseits können breitere kürzere Flächen extrem nervös regagieren, schon bei sehr wenig Wind.

Was ich ausserdem noch nicht klar weiß ist ob eine Gewichtsverteilung die zur Herstellung der Flächenunterschiede vor und hinter der Senkrechten unter der Aufhängung notwendig ist nach ganz unten vorne, über die gesamte vordere Fläche oder im oberen vorderen Flügelbereich besser ist und zusätzlich auch nicht, welche Rolle das Gesamtgewicht der Flügel für ein reibungsloses Funktionieren dieser Sturmsicherung eine Rolle spielt. Mit bei diesn Zusammenhängen spielt unmittelbar auch die Länge der Tragarme und die Flügelflächengröße eine Rolle, welche genau, wie ist die Ideal-Verteilung und welche Rolle spielt dabei die Gesamtgröße des Rotors?

Man weiß immerhin das große oder kleine Flügel in der Strömung an unterschiedliche Anforderungen gestellt sind sonst würden sehr kleine Windräder ohne Sturmsicherung und ungebremst genauso schnell wie die Großen im Extrem-Orkan ihren Geist aufgeben. Ich hab da einen von Ulli entwickelten UL - Läufer (UltraLeicht) mit 50 cm ohne Sturmsicherung seit 5 Jahren ununterbrochen laufen, durch einige ziemlich heftige Stürme, läuft immer noch...

Zu dem Moment beim Flügel hat Alois doch zumindest anspielend etwas gesagt, wenn ich den Hinweis auf das Moment in der Fläche richtig verstanden habe:

"Durch die Flächenwölbung entsteht im vorderen Bereich, (erstes drittel) genau so viel Auftrieb wie an den 2/3 im hinteren Bereich." Ist dort nicht von einer Moment-Verteilung innerhalb einer Fläche die Rede?

Gruß, Carl

Mann oh mann Ora,

soll man falsche Fakten stehen lassen?

Keiner ist gezwungen das zu tun. St. Exupery soll mal gesagt haben dass eine Geschichte erst dann gut ist, wenn man nichts mehr weglassen kann. Aloys wollte vielleicht schnell weltweit der Zweite sein der das Rätsel der Mechanik an den Pingus löst. Hat er geschafft, erfolgreich, mit oder ohne Flugzeug-Relation.

Das Forum lebt auch davon, dass kritisiert wird, Du hast mit dem Hinterfragen vollkommen recht! Ob die Kritik begründet ist kann ich auf die Schnelle nicht beurteilen.

Gruß, Carl

Hallo Hans,

vom energetischen Nutzen her gebe ich Dir ohne jeden Widerspruch recht. Auch Soderika scheint ähnlich zu denken. Er hatte mir privat geschrieben, dass man vielleicht etwas anderes damit machen könnte als hier im Tread für vertikale Läufer. So ähnlich drückte er sich aus, ich kann ja eine private mail hier nicht reinstellen.

zitiere nur das Betreffende und hoffe das Soderika dies (in gekürzter Form) nicht als Verletzung des Privatbereichs sieht : "wäre aber doch so ein Projekt, welches mit Bauanleitung ins Forum gehört. WORK Shop - Nachbau- Kinder Beschäftigung- Vermittlung von Windkraft-Physik usw...."

Für Kinder wäre ein kompliziertes Funktionsprinzip wie bei den Pingus allerdings schwierig zu verstehen als Beginn, so einfach der Bauplan an sich auch sein mag.

Ich würde dann lieber mit dem Beweis für die früheste Datierung von Windrädern bei uns im europäischen Raum als erste Bauanleitung für Kinder anfangen welcher ausgerechnet in einem Kinderspielzeug auf einem Gemälde Pieter Breugels des Älteren im 1600 Jahrhundert zu sehen ist. "Spielende Kinder" heißt sein Gemälde. Dieses Kinderspielzeug - ein Windrädchen mit nur zwei Flügeln ähnlich der Flügelform damaliger Windmühlen enthält eine für die Drahtachse mittig durchbohrte Tragarmleiste auf einem Tragstiel mit aufgeklebten. rechtwinkligen, gegeneinander versetzten Papier- oder Pappstückchen als Flügel die der Wind nach hinten drückt für den Stellwinkel, als Reiblager Perlen wie bei unseren moderneren Exemplaren aus Plastik oder Papier, lässt sich von Kindern sehr leicht nachbauen.

Gleich danach könnte das 4 flügelige Papier-Windrädchen als Nachbauset kommen wie wir es uns früher als Kinder zusammengefaltet haben und als Schmankerl dann die fast ebenso einfach aus Papier auszuschneidende aerodynamische Verbesserung desselben durch das Studienteam am Institut für Physik der Mechanik in Karlsruhe unter Leitung von Prof. Dr. Bürger, welche eine bessere Durchströmung des Windrädchens durch 4 rund-ovale Ausschnitte dort wo sonst nur geradlinige Einschnitte von den Ecken zur Mitte in das quadratische Stück Papier oder Pappe gemacht werden erlaubt. Ich hätte sogar die Schablone zur Anschauung noch verfügbar.

Ich hoffe das nicht zu kompliziert ausgedrückt zu haben, jedenfalls ist es umfassend kürzer kaum noch möglich zu beschreiben.

Auch das chinesische Windrad könnte dorthin passen - in einen solchen Workshop oder Themenbereich - allerdings eher für Fortgeschrittene. Von der Technik her ein Vertikalläufer mit fast ausgestorbener Technik und doch voller Überraschungen was technische Eigenschaften betrifft.

Ja, ich bitte um Verzeihung, kommt nicht wieder vor!

Also ich finde das Teil wirklich cool, da ich das Prinzip vorher noch nie gesehen hatte.
Es ist ja ja simpel.
Obwohl ich ja sonst für Effizienz spreche. da sieht man aber gleich.
Das ist ein lustiges Spielzeug. Kann man im Werkunterricht machen.
Geht sicher auch mit Sperrholz.

Ich denke, das kann man leicht erklären, wie es funktioniert. Was Aloys machte:
"Bei den Pinguinen ist der Schwerpunkt die Aufhängung.
Im Stillstand ist die vordere Fläche kleiner und beim Anblasen drückt die hintere dann Richtung Drehachse,
es entsteht ein Anstellwinkel zur Luftströmung, und der entstehende Auftrieb,
(Druck gegen die gesamte Fläche) dreht das Windspiel an."

Indifferent heisst das- Also Stabil, instabil und indifferent.
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Das mit dem Neutralpunkt - kann auch sein, dass meine Einschränkung nur ein Effekt niedrigerer Ordnung ist

Allgemein rechnet man im Maschbau meist, dass die Summe aller Momente um einen (meist beliebigen) Drehpunkt Null sein müssen. Also Fläche mal Hebelarm.

Ora