DE10012170C1 - Düsenkatapultvorrichtung - Google Patents

Abstract

Offenbart wird eine Düsenkatapultvorrichtung, die an einem Ende eine schwenkbar gelagerte Schwinge (4) und an dem anderen Ende der Schwinge eine Düse (10) aufweist, die mit einem unter Druck stehendem Medium beaufschlagbar ist. An der Schwinge ist ein Sitz (14) zur Aufnahme eines Benutzers eingerichtet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düsenkatapultvorrichtung, die als Sportgerät bzw. Freizeitgerät zum Einsatz kommt.

Katapulte sind als Steinschleuder bereits aus dem Altertum bekannt. Dabei werden Wurfgegenstände mittels des Katapultes über eine größere Entfernung bewegt. Derartige Katapulte eignen sich jedoch auf Grund ihrer Konstruktion nicht als Freizeitgerät für Personen.

Ein Katapult als Freizeitgerät für Personen ist durch die US 57 69 724 bekanntgeworden. Als Antrieb werden elastische Seile verwendet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe einer Katapultvorrichtung, die als Sportgerät bzw. Freizeitgerät Anwendung findet und dem Benutzer durch einen neuartigen Antrieb eine extreme Beschleunigung mit anschließendem freien Fall ermöglicht. Insbesondere ist der Einsatz am Rande eines Gewässer vorgesehen, um eine verletzungsfreie Landung des Benutzers zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Düsenkatapultvorrichtung gemäß Anspruch 1. Die schwenkbar gelagerte Schwinge steht mit einer Düse in Verbindung, die ein unter Druck stehendes Medium ausstößt und auf Grund des Impulserhaltungssatzes eine Beschleunigung in der entgegengesetzten Richtung erfährt. In dem Sitz ist ein Benutzer aufgenommen, der eine extreme Beschleunigung bis zu 3 g mit einem anschließendem freien Fall in einer Parabelflugbahn erfährt.

Es ist bevorzugt, daß die Düse mit einem Wasserbehälter verbunden ist, der stirnseitig am Ende der Schwinge befestigt ist. Damit ist eine unmittelbare Verbindung von Düse und Wasserbehälter gewährleistet. Ein größerer Transportweg des Wassers bis zur Düse ist vermieden.

Der Wasserbehälter steht bevorzugt mit einem Druckluftbehälter in Verbindung. Damit wird der Wasserbehälter unter Druck gesetzt.

Die Düse ist bevorzugt so angeordnet, daß ein Austritt des Mediums im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schwinge stattfindet. Damit ist eine optimale Beschleunigung der Schwinge gewährleistet.

Zwischen Wasserbehälter und Druckluftbehälter ist bevorzugt ein betätigbares Startventil angeordnet. Damit kann der Startvorgang kontrolliert bzw. gesteuert eingeleitet werden.

Eine Betriebsbremse ist bevorzugt vorgesehen, die die Schwinge beginnend in einer bestimmten Winkelposition verzögert. Sobald die Schwinge einen bestimmten einstellbaren Winkel erreicht, wird der Bremsvorgang eingeleitet, so daß ein Überkippen der Schwinge wirksam vermieden wird.

Bevorzugt ist eine Notbremse vorgesehen, die die Schwinge in einer bestimmten Winkelposition abbremst bzw. stoppt. Mit der Notbremse wird eine Abbremsung der Schwinge in einer gegenüber der Bremsposition der Betriebsbremse weiter außen liegenden Winkelposition eingerichtet. Damit wird ein Überkippen der Schwinge wirksam ausgeschlossen.

Bevorzugt ist eine Verschlußvorrichtung in der Nähe der Düse vorgesehen, die die Düse verschließt bzw. deren Austrittsöffnung verringert. Damit wird in der Startphase ein größerer Wasserverbrauch vermieden und die Düse bis zur Einleitung des Startvorgangs nach unten abgedichtet, wozu ggf. ein O-Ring zusätzlich eingesetzt wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Düsenkatapultvorrichtung gemäß der Erfindung in der Startposition.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Düsenkatapultvorrichtung von Fig. 1 in Betriebsposition.

In den Figuren ist eine Düsenkatapultvorrichtung gezeigt, die als Funsportgerät bzw. Freizeitsportgerät extreme Beschleunigungen mit anschließender Parabelflugbahn zur Verfügung stellt. An einem Untergestell 2 aus Vierkantstahlrohr befindet sich eine aus Aluminium gebildete Schwinge 4, wobei die Schwinge 4 mehrere miteinander verschweißte Aluminiumrohre aufweist. Die Schwinge 4 ist an dem Untergestell 2 um eine Drehachse 6 schwenkbar gelagert. Die Drehachse wird gebildet durch ein Rohr, in das eine Welle mit Untermaß eingeschoben ist. Die Welle ist rechtsseitig und linksseitig in einem Kugellager am Untergestell 2 befestigt. In etwa 3 Meter Entfernung vom Drehpunkt befindet sich an der Oberseite der Schwinge 4 ein anatomisch geformter Sitz 14, der auf die Schwinge geschweißt ist. Radial hinter der in dem Sitz 14 gebildeten Rückenlehne ist senkrecht zur Längsachse der Schwinge ein Wasserbehälter 8 befestigt, der an seinem unteren Ende eine Düse 10 zum Austritt von unter Druck stehendem Wasser aufweist. Der Wasserbehälter ist mit etwa 40 Liter Wasser befüllt. Die als Austrittsöffnung dienende Düse 10 am unteren Ende des Wasserbehälters 8 besitzt einen Durchmesser von etwa 90 mm. Am oberen Ende des Wasserbehälters 8 ist ein als Preßluftkugelventil ausgebildetes Startventil 16 vorgesehen, das mittels eines Federmechanismus und eines Bowdenzuges betätigt bzw. ausgelöst werden kann. Das Preßluftkugelventil hat eine Durchlaßöffnung von ca. 25 mm. Die Öffnungsgeschwindigkeit nach Betätigung des Ventils liegt im Millisekundenbereich. Das Startventil 16 ist über eine Schlauchleitung 18, die in den Rohren der Schwinge 4 geführt ist, mit einem bzw. zwei Druckluftbehältern 26 verbunden, die im Untergestell 2 nahe der Drehachse 6 angeordnet sind. Die Druckluftbehälter 26 haben ein Fassungsvermögen von jeweils etwa 30 Litern. Die Druckluft im Druckluftbehälter 26 setzt das in dem Wasserbehälter 8 befindliche Wasser über Schlauchleitungen 18 unter Druck.

Eine Betriebsbremse ist vorgesehen in Form eines an der Schwinge 4 befestigten Stahlseils 22, das an seinem anderen Ende in einer Seiltrommel 24 aufgewickelt ist, die im Untergestell 2 befestigt ist. Das Stahlseil 22 hat eine Stärke von etwa 6 mm und ist im Bereich des Sitzes 14 mit der Schwinge 4 verbunden. Als Seiltrommel 24 dient eine Hinterradfelge mit Scheibenbremse. Der (nicht gezeigte) Bremszylinder der Scheibenbremse ist mit einer einstellbaren vorgespannten (nicht gezeigten) Schraubenfeder verbunden, die durch einen Splint gesichert wird. Erreicht die Schwinge 4 der Düsenkatapultvorrichtung einen vorbestimmten einstellbaren Winkel, wird mittels einer Steuerleine der Sicherungssplint automatisch herausgezogen und die Betriebsbremse verzögert die Bewegung der Schwinge 4. Alternativ ist ein Hydraulikkolben vorgesehen, der die Bewegung der Schwinge 4 abbremst.

Zusätzlich zu der Betriebsbremse 22, 24 ist eine Notbremse in Form eines Seils 20 vorgesehen. Das Seil 20 ist bevorzugt ein Nylonseil, das an der Schwinge 4 an einer unterhalb des Befestigungspunktes des Stahlseils 22 vorgesehenen Position befestigt ist. Das Seil ist ferner über eine Umlenkung im Untergestell 2 an einen (nicht gezeigten) Gasdruckdämpfer gekoppelt. Der Gasdruckdämpfer wird dabei progressiv eingefedert. Sobald die Schwinge einen Winkel von etwa 75° erreicht, wird sie automatisch gebremst bzw. gestoppt. Nach der Bremsung fällt die Schwinge 4 zurück und wird von einem im Bereich des Untergestell 2 vorgesehenen (nicht gezeigten) Dämpfer mit Gummiauflagen abgefangen.

Zur Vereinfachung des Startvorgangs ist an dem Untergestell 2 stirnseitig eine Verschlußeinrichtung bzw. ein Verschlußrohr 12 vorgesehen, das die Düse 10 in der Startposition der Schwinge verschließt. Zu diesem Zweck dichtet es die Austrittsöffnung der Düse 10 mittels eines am Verschlußrohrende vorgesehenen O-Ringes ab. Das Rohr ragt in der Startposition etwa 70 cm in die Düsenöffnung hinein. Nach Einleitung des Startvorgangs und Aufwärtsbewegung der Schwinge wird das schwenkbar am Untergestell 2 gelagerte Verschlußrohr 12 vom Wasserstrahl weggedrückt und von der Düse 10 getrennt.

Der Antrieb ist ein Rückstoßantrieb, bei dem etwa 40 Liter Wasser mittels Preßluft verdrängt werden. Der Antrieb entwickelt bei 10 Bar einen Schub von annähernd 600 Kp. Der Antrieb ist so konzipiert, daß der Schub aussetzt, wenn die Schwinge einen Winkel von etwa 45° erreicht hat. Um die benötigte Wassermenge zu reduzieren, ragt das Verschlußrohr etwa 70 cm in die Austrittsöffnung der Düse 10 hinein. Damit wird die Austrittsöffnung bei Einleitung des Startvorgangs verkleinert, da das Wasser durch das Verschlußrohr 12 austritt. Gleichzeitig wird die Austrittsöffnung durch den vorgesehenen O-Ring wirksam abgedichtet. Durch dieses Rohr wird Wasser gespart.

Die Katapultschwinge 4 wird durch den Rückstoßantrieb beschleunigt. Die Bremsen 20, 22, 24 sind so eingestellt, daß die Beschleunigung bei 45° beendet ist. Die erreichte Beschleunigung beträgt etwa 38,5 m/s², was etwa 4 g entspricht. Die Flugweite beträgt bei dem eingesetzten Typ etwa 15 m.

Claims (8)

1. Düsenkatapultvorrichtung, aufweisend eine an einem Ende schwenkbar gelagerte Schwinge (4), und eine an dem anderen Ende der Schwinge (4) vorgesehene, mit einem unter Druck stehenden Medium beaufschlagbare Düse (10), die zum Antrieb der Schwinge (4) dient, wobei an der Schwinge (4) ein Sitz (14) zur Aufnahme eines Benutzers eingerichtet ist.

2. Düsenkatapultvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) mit einem Wasserbehälter (8) verbunden ist, der stirnseitig am Ende der Schwinge (4) befestigt ist.

3. Düsenkatapultvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbehälter (8) mit einem Druckluftbehälter (26) in Verbindung steht.

4. Düsenkatapultvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) so angeordnet ist, daß ein Austritt des Mediums im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schwinge (4) stattfindet.

5. Düsenkatapultvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wasserbehälter (8) und Druckluftbehälter (26) ein betätigbares Startventil (16) angeordnet ist.

6. Düsenkatapultvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsbremse (22, 24) vorgesehen ist, die die Schwinge (4) beginnend in einer bestimmten Winkelposition verzögert.

7. Düsenkatapultvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Notbremse (20) vorgesehen ist, die die Schwinge (4) in einer bestimmten Winkelposition abbremst bzw. stoppt.

8. Düsenkatapultvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschlußvorrichtung (12) vorgesehen ist, die die Düse (10) während des Startvorgangs verschließt bzw. deren Austrittsöffnung verringert.