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Dokumentenidentifikation DE102004007021A1 08.09.2005
Titel Fallschirm oder Gleitschirm
Anmelder Merlaku, Kastriot, 80807 München, DE
Erfinder Merlaku, Kastriot, 80807 München, DE
DE-Anmeldedatum 12.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004007021
Offenlegungstag 08.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.09.2005
IPC-Hauptklasse B64D 17/02
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Fallschirm oder Gleitschirm. Er besteht aus aufblasbaren Kammern, die aus sehr dünnen Folien (Wänden) bestehen, die aus Kevlar-Fasern oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen, im Kunststoff eingebettet, gebaut sind. Diese Luftkammern können in Form der Fallschirm-Hülle gebaut werden. Bei der Verwendung werden sie mit sehr hohem Luftdruck aufgepumpt, dass im Inneren der Kammer bis zu mehreren bar erreicht werden können. Die Doppelwand-Struktur der Fallschirm-Hülle, wo der hohe Luftdruck aufgebaut wird, ist sehr dünn und beträgt ein Paar mm bis zu ein Paar cm. Das wird durch die Querverbindungen erreicht. Dadurch, dass die Folien-Wände, obwohl sehr biegsam und elastisch, nicht dehnbar sind, wird die Außenhülle der Luftkammer durch den inneren Druck sehr hart. Dieser Schirm kann so konstruiert werden, dass er keine oder sehr kurze Leinen oder Seile braucht. Er kann in einem Rucksack auf dem Rücken des Benutzers eingebaut werden und unmittelbar nach dem Sprung aufgeblasen werden. Dann würde er wie ein Hängegleiter funktionieren.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Fallschirm oder Gleitschirm, der aus aufblasbarer Konstruktion besteht, der mit sehr hohem Druck aufblasbar ist, der sehr stabil und leicht ist und in der Lage sehr schnell sich zu öffnen ist.

Der Fallschirm ist heutzutage sehr oft im Gebrauch. Nicht nur Piloten, sondern auch Freizeit-Sportler benutzen den Fallschirm für einen Landeflug. Es gibt auch sog. Gleitschirme, die besonders viel Spass bereiten. Mit denen kann man grosse Entfernungen zurücklegen, vorausgesetzt, es werden günstige Luftströmungen erwischt. Die primäre Aufgabe eines Fallschirms ist die Lebensrettung. Die heutigen Piloten-Sitze für Fluggeräte, insbesondere Militär-Flugzeuge oder Raumfähre sind mit Fallschirme ausgestattet. Der Fallschirm ist eine Lebensgarantie für den Pilot.

Der Fallschirm wird jedes Mal besser und leichter. Die Schwerpunkte an eine Weiterentwicklung eines Fallschirms und die künftige Aufgaben bzw. Anstrebungen sind den Fallschirm so zu konzipieren, dass er diese Eigenschaften besitzt:

  • – so leicht wie möglich ist,
  • – so schnell wie möglich betriebsbereit ist, bzw. sich öffnet,
  • – in eine möglichst niedrigen Höhe das Öffnen möglich ist,
  • – zuverlässig ist.

Ein Fallschirm öffnet sich nur wenn eine wichtige Voraussetzung erfüllt ist:

  • – eine ausreichende Luftströmung vorhanden ist, die den Fallschirm öffnen kann.

Die ausreichende Luftströmung kann nur durch eine bestimmte Fallgeschwindigkeit-Überschreitung erreicht werden. Um diese Fallgeschwindigkeit-Überschreitung zu erreichen, muss der Fallschirmbenutzer eine Zeit herunterfallen. Für den Piloten, der mit seinem Flugzeug landen will, kann der Abstand zu Erde zu gering sein. Deshalb wird sein Sitz in die Höhe durch Raketen-Antrieb katapultiert.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 36 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Fallschirm oder Gleitschirm zu schaffen, der in der Lage ist sich sehr schnell, unabhängig von der Höhe und auch ohne Luftströmung sich zu öffnen.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 36 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Vorteile der Erfindung sind:

  • – der Schirm ist sehr leicht,
  • – viel sicherer als das herkömmliche Schirm,
  • – nahezu unempfindlich gegen Windströme,
  • – unabhängig von der Luftströmung sehr schnell zu öffnen,
  • – auch für Sprünge aus kleine Höhen, wie z.B. aus brennende Gebäuden geeignet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 7 erläutert. Es zeigen:

1 ein Fallschirm mit den neuen Konstruktion,

2 eine neue Luftkammer-Hängegleiter-Hülle,

3 ein Erklärungs-Beispiel,

4 die Anordnung der schmalen Kammer-Elementen,

5 eine Anordnung der Druck-Kammer-Elementen, die eine erhöhte Stabilität verleiht,

6 eine konzentrische Anordnung der Luftdruck-Kammern,

7 den Öffnungs-Mechanismus.

Dieser Schirm 1 kann so konstruiert werden, dass er keine oder sehr kurze Leinen oder Seile 2 braucht. Dadurch, dass er hart aufblasbar ist, kann er in einem Rucksack auf dem Rücken des Benutzers eingebaut werden und unmittelbar aufgeblasen werden. Dann würde er wie ein Hängegleiter 3 funktionieren.

Die Erfindung ist eine neuartige Konstruktion, die extrem stabil und leicht ist. Sie besteht aus aufblasbaren Kammern 4, die aus sehr dünne Folien (Wänden) bestehen, die aus Kevlar-Fasern oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen im Kunststoff eingebettet, gebaut sind. Diese Luftkammer können in Form der Fallschirm-Hülle 5 gebaut werden. Bei der Verwendung werden sie mit sehr hohem Luftdruck aufgepumpt, dass in inneren der Kammer bis zu mehrere Bar erreicht werden kann. Die Doppelwand-Struktur der Fallschirm-Hülle, wo der hohe Luftdruck aufgebaut wird, ist sehr dünn und beträgt ein paar mm bis zu ein paar cm. Das wird durch die Querverbindungen 6 und Querverstärkung/Querwände erreicht. Die Folien-Wände 7, die nur ein mm dick oder noch dünner sind, entfernen sich nicht voneinander, bzw. sie werden durch die Querverbindungen zusammengehalten. Dadurch dass die Folien-Wände, obwohl sehr biegsam und elastisch, nicht dehnbar sind wird die Aussenhülle der Luftkammer durch den inneren Druck sehr hart. Die Festigkeits-Grad der Folie kann mit der des Stahls vergleicht werden.

Diese Konstruktion eignet sich perfekt auch für Hängegleiter 3 (2).

Diese Konstruktion ist völlig anders als die der Luftballons oder der bekannten Luftschiffe. Die Luftschiffe (auch Zeppeline genannt) haben eine Aussenhülle die zwar aufblasbar ist, die aber als Auftriebskörper dient und dessen ganzes Volumen mit Auftriebsgas gefüllt ist.

Die Erfindung hier erzeugt keinen Auftrieb, weil diese Konstruktion nicht dazu geeignet ist. Das Material erreicht seine Härte allein durch den Innenluftdruck zwischen den Wänden. Die Unterteilung der Wände in vielen getrennten Kammern, die wie Kacheln angeordnet sind, kann die Sicherheit noch mehr erhöhen, falls doch eine der Luftkammern, Luft verlieren soll.

Um das besser verstehen zu können, kann man ein Beispiel mit einem Luftballon nehmen (3). Wenn ein schlauchförmiger Luftballon, der nur ein paar cm dick aber 1 m lang im aufgeblasenen Zustand ist, noch mehr aufgeblasen wird, wird er immer härter. Irgendwann platz er. Aber wenn das Material nicht platzen würde, durch eine höhere Festigkeit des Materials, dann könnte man den Ballon weiter aufblasen. Nehmen wir an, dass das Material so hergestellt ist, dass er sich nicht mehr ausdehnt. Bei einem Luftdruck von ca. 10 Bar ist der Luftballon so hart, das man ihn nicht mehr biegen kann. Bei 20 Bar Luftdruck, verhält sich der Ballon fast wie Stahl. Er wird sogar auch ein paar Gramm schwerer als am Anfang durch die Luftmenge, die hineingepumpt worden ist. Wenn man anstatt des zylindrischen Ballons einen flachen Ballon 8, mit Abmessungen von je 1 m Länge und Breite, der aber nur 1 cm dick ist, der aus diesen nicht dehnbaren Material besteht, nimmt und ihn auflässt, wird er in der Mitte ziemlich dick werden. Ein paar Querverbindungen 6 in dem inneren des Ballons zwischen den Wänden wirken wunder und der Ballon wird nicht mehr zu dick, sondern behält seine 1 cm Dicke bei. Durch einen 20 Bar Luftdruck, wird dieser Ballon sehr hart und bleibt trotzdem sehr flach. Der hohe Luftdruck herrscht nur innerhalb der Doppelwandstruktur im Luftballon.

Das ist das Prinzip der Erfindung. Hier wird die Zugfestigkeit der neuen elastischen Materialien, mit der physischen Festigkeit, die durch extremen Luftdruck erreicht werden kann, vereint.

Die Luftkammern sind so hart, dass sie beim Klopfen einen metallischen Ton abgeben, ähnlich als man auf Stahl klopfen würde. Sie können beliebig geformt werden, vorausgesetzt, die Querverbindungen in Innenwände passend für die Form eingebaut sind.

Die Aussentemperatur bei grossen Flughöhen hat keine grosse Wirkung auf diese Konstruktion. Sie kann zwar ein wenig schrumpfen, aber das ist innerhalb der normalen Parameter.

Die 4 zeigt eine Konstruktion, die aus eine Vielzahl von kleinen Hochdruck-Kammern 4 besteht. Sie sind komplett oder nur gruppenweise druckübertragend durch kleine Kanälen 9 miteinander verbunden. Diese kleinen Kammern können noch höherem Druck standhalten. Um der Konstruktion Stabilität zu verleihen, sind die Kammer länglich gebaut und wie die Ziegelsteine in eine Mauer angeordnet. Jeder Versuch die Konstruktion zu verbiegen würde in einen großen Widerstand durch die einzelnen Kammern stossen.

5 zeigt eine komplizierte gitterartige Konstruktion der einzelnen Hochdruck-Kammern. Hier ist die Konstruktion noch widerstandsfähiger gegen Verformungs-Kräften, die auf die Konstruktion einwirken können.

6 zeigt eine Konstruktion, wobei viele ringförmige Luftdruck-Kammer 4 in dem Fallschirm eingebaut sind, die konzentrisch angeordnet sind. Diese Kammern sind miteinander luftdruck- übertragend verbunden.

In der 7 ist der Fallschirm-Öffnungsmechanismus dargestellt worden. Hier wird eine Pressluft-Patrone 10 oder eine CO2-Patrone verwendet, die sofort einen hohen Druck abgeben kann. Der Mechanismus kann elektrisch oder rein mechanisch betätigt werden. Die mechanischen Varianten sind sehr zuverlässig und sind aus der Verwendung für die Wasser-Schutz-Westen, die im Flugzeug zu finden sind, bekannt. Dieser Mechanismus wird auch für Motorrad-Fahrer in die aufblasbaren Schutz-Weste verwendet.

Eine Steuerung für die Auslöse-Mechanismus kann durch Fernsteuerung realisiert werden, die aus einem Sender 11, den der Benutzer 12 beispielsweise an einem Armband 13 oder Armbanduhr tragen kann, und einem Empfänger 14, der direkt mit der Auslöse-Mechanismus 15 verbunden ist, bestehen. Auch die bekannte Druckhöhen- abhängige automatische Auslösung des Fallschirms (hier der Druck-Patrone) kann verwendet werden.

Dieser Schirm kann überall verwendet werden, wo auch der herkömmliche Schirm verwendet worden ist. Z.B. er kann in einem Flugzeug-Sitz eingebaut werden. Anstatt mit Luft, kann der Schirm mit einer Druck-Flüssigkeit aufgefüllt werden, z.B. mit Hydraulik-Öl. Dadurch, dass der Aufnahme-Volumen der Kammer sehr klein ist, können ein paar Liter Öl den Schirm entfalten und seine Form durch den hohen Druck gewährleisten. Das Transportieren der Öl-Menge in dem Schirm kann durch einer Patrone, die mit Pressluft angetrieben wird, erreicht werden.

Der Öl-Behälter kann in dem Schirm integriert werden. Der Auslöse-Mechanismus kann ebenfalls per Fernsteuerung aktiviert werden. Ebenfalls kann der Schirm nachträglich, durch den gezielten Druck an bestimmten Druck-Kammern verkleinert, seine Form ändern und gefaltet werden. Diese Druck-Kammern können an dem Schild radial angeordnet werden. Deren Aufgabe ist es, beim Druck den Schild zu verkrümmen und ihn zu verkleinern (das Gegenteil von anderen Druck-Kammern). Das kann nützlich sein, wenn die aerodynamischen Eigenschaften des Schirms während seiner Benutzung, verändert werden sollen.

Durch die gesteuerte Druck-Änderung in verschiedenen Kammern kann die Form des Brems-Schilds gesteuert und jederzeit verändert werden. Durch einen Druck-Steuergerät, das mit Hilfe von Schläuchen mit den Druck-Kammern verbunden ist, kann das automatisch erfolgen. Das Druck-Steuergerät kann einzelne Elektroventile steuern, die mit den Druck-Kammern gekoppelt sind. Die Elektroventile können sehr leichte Piezo-Ventile sein. Die Form-Änderung des Brems-Schilds ändert auch die Aerodynamik des Schirms. Das kann durch den Benutzer gesteuert werden.

Weil dieser Schirm keine Luftströmung zum öffnen braucht, kann er auch dort eingesetzt werden, wo sonst der normale Fallschirm nicht einsatzfähig wäre. Das kann z.B. auch für die Rettung von Leuten aus einer brennende Gebäude, die unter 20 Stockwerke hoch ist. Das ist eine Höhe, wobei ein normaler Schirm sich nicht vollständig öffnen kann.


Anspruch[de]
  1. Fallschirm oder Gleitschirm, dadurch gekennzeichnet, dass seine Hülle aus mindestens einen elastischen luftdichten Kammer, die aus einer Doppelwand-Konstruktion, dessen Wände aus sehr zugfesten/reißfesten Material bestehen und die mit hohem Luftdruck aufblasbar ist, wobei der hohe Luftdruck nur in den luftdichten Kammer zwischen den Wänden der Konstruktion aufgebaut ist.
  2. Fallschirm oder Gleitschirm, dadurch gekennzeichnet, dass seine Hülle aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen besteht, die im Kunststoff eingebettet sind, wobei der extrem hohe Luftdruck nur in der luftdichten Kammer zwischen den Wänden der Konstruktion aufgebaut ist.
  3. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Luft-Kammer aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die im weichen Plastik eingebettet sind, bestehen.
  4. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Luft-Kammer aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die in die Keramik oder im Kunst-Glas eingebettet sind, bestehen.
  5. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Luft-Kammer aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die im PVC eingebettet sind, bestehen.
  6. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Luftkammer aus Kevlar-Fasern, die in der Folie eingebettet oder integriert sind, bestehen.
  7. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in die Luftkammer über 200.000 Pa oder über 2 Bar beträgt.
  8. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Luftdruck-Patrone oder eine CO2-Patrone und eine Auslöse-Vorrichtung, die den Schirm bei Bedarf schnell aufblasen kann, ausgestattet ist.
  9. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt der Luft, der Innenraum der Kammer der Konstruktion mit einem anderen Gas aufgefüllt ist.
  10. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas ein Edelgas ist.
  11. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöse-Mechanismus für die Patrone elektrisch oder mechanisch funktioniert.
  12. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöse-Mechanismus für die Patrone fernsteuerbar ist.
  13. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöse-Mechanismus für die Patrone von einem Sender der in einem Armband oder Armbanduhr des Benutzers eingebaut ist, fernsteuerbar ist.
  14. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Spalt-Breite in der Konstruktion zwischen den Wänden der Kammer, wo sich der hohe Druck aufgebaut ist, ca. 1 bis 200 mm beträgt.
  15. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Konstruktion mit mehreren Querverbindungen, die die Doppelwand-Struktur trotz dem extrem hohen Druck zusammenhält, ausgestattet ist.
  16. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der aufblasbaren Doppelwand-Konstruktion eine gitterartige Innen-Verbindung aus einem leichten und sehr reißfesten Material, die mit den Wänden verbunden ist und diese gegen den Druck zusammenhält, eingebaut ist.
  17. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Kevlar-Fasern oder die Kohlenstoff-Nanoröhrchen fein gitterartig in die Schirm-Hülle integriert sind.
  18. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm in einem Flugzeug-Sitz eingebaut ist.
  19. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hart aufblasbare Konstruktion in vielen kleinen Hochdruck-Kammern, die isoliert von einander sind oder die komplett, einzelne oder gruppenweise miteinander durch Kanäle druckübertragend verbunden sind, aufgeteilt ist.
  20. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandfläche der kleinen Kammern ca. je 100 cm2 beträgt.
  21. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Kammern lang und schmal gebaut sind, wobei sie in die Gesamtkonstruktion wie die Bausteine in einer Mauer angeordnet sind (4).
  22. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Kammern in die Gesamtkonstruktion gitternetzartig angeordnet sind, wobei eine Verformung der Gesamtkonstruktion durch Aussenkräfte verhindert wird (5).
  23. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Druck-Kammern ringförmig in die Hülle des Schirms angeordnet sind.
  24. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Druck-Kammern konzentrisch angeordnet sind (6).
  25. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck-Kammer anstatt mit Luft oder einem Gas, mit einer Druck-Flüssigkeit, die das Entfalten des Schirms und seine Form durch den Innendruck gewährleistet, auffüllbar ist.
  26. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck-Kammern des Schirms gesteuert und separat oder gruppenweise mit Pressluft/Gas oder Flüssigkeit auffüllbar sind.
  27. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den Druck-Kammern schnell und gesteuert gruppenweise oder separat veränderbar sind.
  28. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck-Kammern so angeordnet sind, das durch unterschiedlichen Druck in verschiedenen Druck-Kammern eine gesteuerte Verformung des ganzen Schirms zu erreichen ist.
  29. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Druck-Steuerungs-Gerät, der in der Lage ist den Druck unterschiedlich an verschiedenen Schirm-Druck-Kammern zu regeln, gekoppelt ist.
  30. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Druck-Steuerungs-Gerät mit einem eigenen Computer oder mit dem Computer der Raumfähre gekoppelt ist und von dem gesteuert ist.
  31. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Druck-Steuerungs-Gerät mit Elektroventile, die den Druck an verschiedene Druck-Kammern des Brems-Schilds kontrollieren, ausgestattet ist.
  32. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Druck-Steuerungs-Gerät mit dem Pressluft-/Gas-Behälter, durch den der Brems-Schild entfaltbar ist, gekoppelt ist.
  33. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroventile Piezo-Elektroventile sind, die durch Piezo-Effekt sich schliessen oder öffnen können und dadurch den Druck einzelner Druck-Kammer regeln können.
  34. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Druck-Steuerungs-Gerät mit Hilfe von Schläuchen oder Röhren mit den Druck-Kammern verbunden ist.
  35. Fallschirm oder Gleitschirm nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm durch gesteuerte Druck-Änderung an bestimmten Druck-Kammern, nachträglich nachdem er sich entfaltet hat und im Betrieb ist, komplett wieder faltbar ist, wobei seine Luft-Widerstands-Fläche verkleinert werden kann.
  36. Fallschirm oder Gleitschirm nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm so konzipiert ist, dass er beliebig oft geöffnet und gefaltet werden kann auch während der Zeit, wenn er im Betrieb ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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