Vitorlás Tavi Szélforgó
kép 1.
A szélforgók (wind spinner) igen nagy változatosságot mutatnak, a papírból
hajtogatott, hurkapálcára tűzött egészen egyszerű verziótól a műalkotás értékű
összetett szerkezetekig. Forgástengelyük lehet vízszintes, vagy függőleges, készülhetnek
fából, fémből, műanyagból, de közös jellemzőjük, hogy színes, mozgalmas jelenségek
és minden kertbe, teraszra egy kis vidámságot csempésznek be.
A bonyolultabb szélforgókat már inkább whirligig-nek (körhinta, ringlispíl) nevezik,
és a világ egyes részein igen nagy nagy népszerűségnek örvendenek, olyannyira,
hogy készítőik whirligig fesztiválokon mutatják meg egymásnak és a
nagyközönségnek alkotásaikat. Ezek közé tartozik a vízszintes síkban forgó kis
vitorláshajó modellekből kialakított szerkezet is. A hajómodellek vitorláinak
megfelelő beállítása biztosítja, hogy a szerkezet a legkisebb szélben is forogni
kezdjen. Ezeket előszeretettel telepítik tengerparti udvarokra, korlátokra.
Kép 2.
A "The Whirligig Factory" által forgalmazott szélforgó.
A hajó igazán csak vízen mutat
jól, ezért elgondolkodtam azon, miként lehetne továbbfejleszteni ezt a
szélforgót abba az irányba, hogy tavakon működhessen. Ez először nem tűnt túl
eredeti ötletnek, így el is kezdtem keresgélni a világhálón, hátha el lehet
lesni egy jó megoldást valakitől, hiszen nem kell újra, és újra feltalálni a
melegvizet. Legnagyobb meglepetésemre nem találtam még csak hasonlót se sehol.
Nem maradt más hátra az új „találmány” kidolgozásának minden nyűgje és öröme
rám maradt.
Már az elején kézenfekvő volt,
hogy a szélforgóba beépített hajómodellek a könnyen megépíthető és jól bevált "Kistói
szabadonfutó vitorláshajó modellek" lesznek. Az elkészült szélforgó minden
várakozásom felülmúlta. A vitorlások a legkisebb szellőre is megindulnak, és
mivel körbe-körbe haladnak nem sodródnak el, nem állnak parthoz, mint egy
magára hagyott, szabadon úszó modell. A vitorlás-szélforgó a tavacska igazi
látványosságává vált.
kép 3.
A malontavon róják köreiket a kis vitrolások.
A
tapasztalatok szerint a szerkezet működik 2-3-4 vagy több hajóval is, de
leginkább a 3 hajós verzió vált be. Ez már egészen kicsi szellőre is biztosan megindul,
és nem kell túl sok hajót építeni hozzá. A hajócskák lehetnek eltérő kialakításúak is, de úgy
esztétikus, ha hangyjából azonos méretűek a hajók és a vitorlafelületek.
Első lépésként építsünk 3 db. "Kistói szabadonfutó vitorláshajó modell"-t, az alábbi leírás szerint: https://malmaink.blogspot.com/2020/05/kistoi-szabadonfuto-vitorlashajo-modell.html
Elméletileg a modellek tősúlya
elhagyható lenne, mivel a körforgást biztosító szerkezet összeköti a
hajótesteket, egyfajta trinaránt alkotva, biztosítva a szükséges kereszt-stabilitást.
Ezért nem tudnak eldőlni a szél hatására. De ha valami miatt mégis elszabadul
az egyik hajócska, vagy csak a szélforgóról leválasztva szabadon szeretnénk
úsztatni őket, játszani velük, akkor már szükség van a ballasztra. Így célszerű
teljes értékű -a ballasztot is tartalmazó- modelleket készíteni.
Természetesen a
szélforgó bármilyen más modellekkel is működik. Az alkalmazott hajók méreteinek
csak a tartópálcák terhelhetősége szab határt, ami max 15...20 cm hosszú
hajótestek felszerelését engedi meg. További fontos követelmény, hogy a
modellek vitorlázata csak hosszvitorlázat (bermuda-, gaff-, latin-, luger-,
pányvás- stb...) lehet, mert csak ezek a vitorlatípusok váltanak automatikusan
csapást a széliránynak változásnak megfelelően, ami feltétele a folyamatos forgásnak.
kép 4.
Különféle vitorlatípusok (bermuda, gaff, latin) a tavi-szélforgó modelleken.
Különösen figyelni kell a
modellek felületvédelmére, mert ezek a hajók nem pár percig lesznek vízretéve,
mint a hajómodellek általában, hanem hetekig, sőt hónapokig is vízen lehetnek
és ennyi idő alatt már a valódi hajóknál is előforduló amortizációs problémák
(átázás, algásodás) is jelenkeznek. A festéshez, lakkozáshoz célszerű a
hajóépítésben alkalmazott anyagokat használni.
A vitorlások mellett még szükségünk lesz:
- 3 db. bekötőelem
- 3 db. 2 mm-es facsavar
- 1 db. központi elem
- 1 db. 1000 mm hosszú, 2 mm átmérőjű szénszálas pálca
- M6 csavarorsó (menetes szár)
- M6 fakötésű alátét
- M6 csavar
- bambusz , vagy farúd.
A bekötőelemek és a központi elem 3D nyomtatással PLA anyagból készül, normál nyomtatási minőségben. Az alkatrészek STL fájljai innen letölthetőek:
kép 5.
A 3D nyomtatott bekötő- és központi-elem alkatrészek.
A 2 mm átmérőjű
karbonpálcát 3 db. egyforma hosszúságú darabra vágjuk. Mivel a pálca hossza általában
1 m a kapott darabok 33,3 cm-esek lesznek. Ha ettől eltérő hosszúságú pálcát
sikerül beszerezni sincs semmi gond, a lényeg, hogy 3 azonos méretű darabra
szabjuk le. A vágáshoz használjunk
tűreszelőt, vagy nagyon éles sniccert, de semmiképpen se ollót, vagy
csípőfogót, mert ez utóbbikkal összeroncsoljuk a pálca szálszerkezetét, ezért
az a vágásnál "kiszőrösödik" és használhatatlan lesz.
A pálcákat
próbáljuk bele a 3D nyomtatott bekötőelembe és a központi elembe is.
Elképzelhető, hogy még nagyobb erőhatásra sem fog becsúszni a helyére. Ennek
oka, hogy a 3D nyomtatás során nem teljesen pontosan kör alakúak, vagy
alulméretesek lettek a furatok. Ez a 3D nyomtatási technológia sajátosságaiból
ered. 2 mm-es fúrószárral szabályozzuk fel a furatokat a megfelelő
méretre. A fúrást alacsony fordulatszámon végezzük, mert a magas
fordulatszám hatására felmelegszik a munkadarab, amire a PLA alapanyag nagyon
érzékeny, és ettől eltorzulhat az egész alkatrész.
A pálcákat dugjuk
a központi elembe és a bekötőkbe. Arra nagyon figyelni kell, hogy a bekötők egy
síkban álljanak. A beállított pálcákat pillanatragasztóval rögzítsük le a
központi elemnél és a bekötőknél is. A bekötőelemeket szorosan illesszük a
hajómodellek fedélzetéhez a 6. képen látható módon és facsavarral rögzítsük. Esetleg
a rögzítést megerősíthetjük pillanatragasztóval is, de ez esetben nem lesz
leválaszható a modell a tartószerkezetről
kép 6.
A bekötő rögzítése a modellen.
Jó módszer, ha először a pálcákat
csak a modellekre rögzítjük a bekötőkkel és csavarokkal, majd a hajókat
vízretéve, azok úszó állapotában dugjuk be a pálcák másik végét a központi
elemben. Ekkor az úszó hajók automatikusan megadják a helyes beállítást, és nem
fordulhat elő a pálcák káros csavarodása.
A tavi-szélforgó
csapágyazását és ezzel akadálymentes forgását egyrészt a vízfelszín biztosítja
azzal, hogy axiális irányban a felhajtóerő „megtámasztja” a forgórészt. Az
oldalirányú elmozdulást megakadályozó radiális csapágyazást a központi elembe lazán
illeszkedő tengely, egy függőlegesen álló M6 csavarorsó biztosítja. A
csavarorsó (menetes szár) a vízfelszín fölé olyan magasan álljon ki, hogy az
adott helyen lehetséges vízszint változásokat, illetve kialakuló hullámzást a
forgórész függőleges irányban elmozdulva követni tudja. Ez kis kerti tavakon
4-5 cm, nagyobb tavakon 10-15 cm is lehet.
kép 7.
A modellek előkészítve a vízen való összeszereléshez.
A csavarorsót felülről egy M6
anyából és annak aljára forrasztott (ragasztott) M6 fakötésű alátétből álló elem
zárja le. Ez megakadályozza a központi elem lecsúszását a tengelyről, de egyben
lehetővé teszi a tavi-szélforgó szétszerelését is.
kép 8.
Az M6 csavar az aljára forrasztott fakötésű alátéttel.
A menetes szárat a tómederbe
leszúrt rúdra rögzítjük. A rúd (fa vagy bambusz) felső végébe 5,5 mm átmérőjű
hosszanti furatot készítünk,és ebbe hajtjuk bele a menetet. A fa elég rugalmas,
és puha ahhoz, hogy a csavar menetet vágjon magának az alulméretes furatban.
Végül pillanatragasztóval biztosítjuk a kötést. A farúd másik, kihegyezett
végével, elég mélyen leszúrható az iszapba, ahhoz, hogy stabilan megtartsa a
hajókat.
A leszúrható rúd
kerti tóban nem alaklamazható, mert átlyukasztaná a tófóliát, illetve a félmerev
tómedencék alját nem is lehet átbökni ezzel a módszerrel. Ekkor egy tömör, kisméretű
téglába, vagy viakolor betonkockába kell belefúrni egy M6 fém dűbelt, és abba betekerni,
rögzíteni a menetes szárat. Ez esetben viszont a menetes szár hossza
alkalmazkodva a tómeder mélységéhez lényegesen nagyobb kell legyen. Kisebb
tavacskákban gondot okozhat a fém alkatrészek jelenléte, ezért a horgonyzó
betonkockába, téglába ragasztott megfelelő magasságú 6 mm külső átmérőjű
karbon, vagy műanyag rudat is használhatunk, vagy a fém részeket vonjuk be
vastagon időjárásálló festékkel.
kép 9.
A teljesen összeszerelt és beállított tavi-szélforgó.
A kész szerkezetet még be kell
állítani! A hajómodellek vitorláit a behúzókötél segítségével úgy állítsuk be,
hogy maximális kitérésük mindkét irányban kb. 40-45 fok legye. Ebben az esetben
a hajó ki tudja használni a hát-, háromnegyed- és oldal-szelet is. Sajnos a teljes
vitorlázható tartományt így nem tudja felhasználni, de amikor negyed- illetve
szembe-szélben nem keletkezik vonóerő a vitorlán a másik két hajó éppen hát- vagy
oldalszélben halad, így azok elfordítják a tavi szélforgót, átsegítve a
szembeszeles szakaszon harmadik társuk. Így tud a szerkezet folyamatosan
forogni. A központi elem laza illesztése a menetes száron, valamint az axiális
csapágyként is működő vízfelület igen kicsiny ellenállása azt eredményezi, hogy
a tavi szélforgó már a legkisebb fuvallatra is forgásba jön, szórakoztatva közönségét.
És így működik :-)
Jó építést, kellemes vízparti időtöltést mindenkinek!
JEGYZETEK
kép 1, 3 - kép 8 : A szerző saját fotói .
Kép 2: képkocka a www.whirlygigfactory.com https://www.youtube.com/watch?v=mukE2BqlmPQ című youtube videójából.
Surman Zsolt
2020.07.08.
