2020. július 9., csütörtök

Vitorlás tavi szélforgó


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.







Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése