DE10120565A1 - Personen-Antriebssystem im Wasser - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein System zum Antrieb einer Person im Wasser vor, das aus einer an der Person befestigbaren Antriebsvorrichtung und dazu separat befestigbaren Steuereinrichtung sowie aus einer Taucherbrille mit integrierter Anzeigeeinrichtung und zumindest einer Schwimmflosse mit zumindest einem daran angeordneten Element zur Richtungssteuerung besteht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die spezielle Ausgestaltung dieser vier Bestandteile.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Antrieb einer Person im Was­ ser in seiner Gesamtheit ebenso wie die das System bildenden Bestandteile.

Derartige Antriebsmechanismen sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausges­ taltungen bekannt und werden u. a. als Wasserschlitten bezeichnet. Hierunter sind Vorrichtungen zu verstehen, die eine Antriebshilfe für einen Schwimmer bzw. Taucher sowohl an der Wasseroberfläche als auch unter Wasser bieten.

So ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 11 850 ein Unterwasser-Motorschlitten bekannt, auf dessen Rumpf sich eine Person hält und der von einem Strömungskanal durchsetzt ist, in dem eine elektrisch angetriebene Propellerschraube angeordnet ist. Dieser Gegenstand zeichnet sich nachteilig durch eine voluminöse Abmessung aus, die die Bewegungsfreiheit bzw. den Be­ wegungsspielraum eines Schwimmers bzw. eines Tauchers erheblich einschränkt. Zudem sind die Arme und Hände des Tauchers bei Benutzung dieses Unterwas­ ser-Motorschlittens nicht frei, da sich dieser an auf diesen angeordneten Griffen während der Fortbewegung festhalten muß.

Eine ähnliche Vorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift US 3,716,013 bekannt, bei der ein Schwimmer auf einem Schlitten, die Arme frei beweglich, liegt und mittels zweier Propeller-Antriebsmechanismen angetrieben wird. Diese Vorrichtung eignet sich nur für den Einsatz an der Wasseroberfläche und ist nicht für Tauchvorgänge vorgesehen.

Im Gegensatz hierzu sind aus den Druckschriften US 3,430,602, US 3,090,345, US 3,136,279, US 3,014,448 und CH 582 598 Vorrichtungen bekannt, die auf dem Rücken eines Tauchers, meist in Kombination mit den sonstigen Tauchgerä­ ten, befestigt werden, und die über unterschiedliche Antriebsmechanismen, bei­ spielsweise Propeller- oder Düsenantriebe mittels Gasen, einen Antrieb des Tau­ chers ermöglichen, wobei dieser seine Gliedmaßen vollständig frei bewegen kann. Die aus diesen Druckschriften bekannten Geräte sind jedoch in ihrer konstrukti­ ven Ausgestaltung mehr oder weniger voluminös und schwergewichtig. Darüber hinaus ist durch die spezielle Anordnung auf dem Rücken ein Einsatz als An­ triebsvorrichtung an der Wasseroberfläche für einen Schwimmer vollständig aus­ geschlossen.

Eine weitere Variante eines derartigen Antriebsgerätes für den Einsatz im Wasser läßt sich z. B. dem französischen Patent FR 1,223,276 entnehmen, bei dem ein Propeller-Antriebsmechanismus im Bereich der Beine rückseitig angeordnet ist und über die Füße angesteuert werden kann. Auch diese Vorrichtung ist äußerst sperrig und schwer und gestattet zudem keinen Einsatz an der Wasseroberfläche.

Ausgehend von den vorhergehend im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten Nachteilen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsmechanismus sowie dessen Bestandteile derart weiterzubilden und zu verbessern, daß ein Einsatz sowohl an der Wasseroberfläche als auch unter Wasser ermöglicht ist, der die Schwimm- bzw. Tauchbewegungen des Benutzers in keinster Weise einschränkt und zudem leicht zu handhaben ist. Darüber hinaus soll stets eine individuelle Anpassung an unterschiedliche Benutzeranatomien gewährleistet sein.

Gelöst werden diese Aufgaben durch ein System nach Anspruch 1 sowie durch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 6, eine Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, eine Taucherbrille nach Anspruch 16 und eine Schwimmflosse nach Anspruch 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu ergeben sich aus den jeweiligen Unteran­ sprüchen.

Demzufolge betrifft die Erfindung ein System zum Antrieb einer Person an der Wasseroberfläche oder unter Wasser, welches im wesentlichen aus den nachfol­ gen erläuterten vier Bestandteilen besteht.

Eine Antriebsvorrichtung ist an der Person befestigbar. Hierbei ist es gemäß der Erfindung von Vorteil, wenn die Antriebsvorrichtung im Bauch-, Hüft- und Ober­ schenkelbereich, sich dort anliegend, angeordnet ist, so daß nahezu der gesamte Oberkörper und die Beine des Benutzers für eine freie Bewegung im Wasser voll­ ständig freiliegen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Befestigung an dem Körper mit­ tels eines Gurtsystems, welche eine individuelle Einstellung hinsichtlich unter­ schiedlicher Schwerpunktlagen gestattet, so daß eine Antriebsvorrichtung von mehreren Benutzern mit unterschiedlichen Anatomien und Massen benutzt wer­ den kann.

Zu diesem Zweck ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Gurt­ system, das vorzugsweise das Gesäß des Benutzers umgreift, an der Antriebsvor­ richtung über einen in Längsrichtung bewegbaren Gleitmechanismus mittels Schienen geführt, so daß ein Abgleichen der Schwerpunktverhältnisse ermöglicht ist, indem die Antriebsvorrichtung in Längsrichtung des Körpers des Schwimmers bzw. Tauchers entsprechend justiert wird.

Für eine bessere Lagestabilität ist es gemäß der Erfindung von Vorteil, wenn die dem Körper zugewandte Fläche der Antriebsvorrichtung im wesentlichen ergo­ nomisch geformt ist, d. h. daß sich die Oberflächenkontur dem Hüft-, Bauch- und Oberschenkelbereich im wesentlichen annähert.

Für den Antrieb lassen sich innerhalb der Antriebsvorrichtung sämtliche, an sich bekannte Antriebseinheiten zum Einsatz bringen, wie beispielsweise von einem Elektromotor angetriebene Propeller, Impeller oder dergleichen sowie sämtlich bekannte Düsenantriebe über eine Verdichtung des Wassers oder mittels Gasen. Der hierzu notwendige Energiespeicher ist ebenfalls in der Antriebsvorrichtung integriert. Einsetzbar sind sämtliche Formen von Akkus bzw. Batterien. Denkbar ist auch die Verwendung einer entsprechend ausgestalteten Brennstoffzelle.

Gemäß der Erfindung ist in der Antriebsvorrichtung ein Tarierungssystem zur individuellen Steuerung der Tauchtiefe integriert. Dabei kann die Antriebsvor­ richtung selbst austariert werden, so dass diese in einer vorgegebenen Wassertiefe verweilt.

In seiner einfachsten Ausgestaltung weist die Antriebsvorrichtung hierzu eine mit Wasser und auch optional mit Luft befüllbare Kammer auf, die beispielsweise über an sich bekannte selbstabdichtende Pumpmechanismen be- und entlüftet wird. So lassen sich auf einfache Art und Weise über die individuelle Ansteue­ rung unterschiedlicher Gewichts- bzw. Volumenverhältnisse von Wasser zu Luft in der Kammer u. a. auch im Zusammenhang mit dem Gewicht des Benutzers un­ terschiedliche Gleichgewichtszustände zwischen Auftrieb und Schwerkraft ein­ stellen, so daß die Antriebsvorrichtung selbst oder zusammen mit dem Benutzer in einer bestimmten Tauchtiefe verweilen kann. In einer bevorzugten Ausführungs­ form weist die Antriebsvorrichtung zusätzlich einen in der Kammer angeordneten, mit Luft befüllbaren separaten Behälter auf.

Gemäß der Erfindung weist die Antriebsvorrichtung zusätzlich eine für den Not­ fall schlagartig aufblasbare Luftkammer auf, die den Auftrieb unterstützt.

Um entsprechend stömungsgünstige Eigenschaften zu erzielen, ist gemäß der Er­ findung die dem Körper abgewandte Fläche der Antriebsvorrichtung vorzugswei­ se stromlinienförmig ausgebildet, wobei sich je nach Höhe und Breite der Antriebsvorrichtung unterschiedlich bekannte strömungsgünstige Formen zur An­ wendung bringen lassen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das System aus einer von der Antriebsvorrichtung separat ausgebildeten Steuereinrichtung, die ebenfalls an der Person befestigbar ist. Hierbei handelt es sich erfindungsgemäß um einen Regler, der in einer Manschette integriert ist, die über die Hand des Benutzers gelegt wird derart, daß er mit zumindest einem Finger den Reglermechanismus betätigen kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung mit der Motorsteuerung der Antriebsvorrichtung über eine bidirektionale Funkverbin­ dung gekoppelt. Hierzu weisen die jeweiligen Vorrichtungen entsprechende Sen­ de- bzw. Empfängereinrichtungen auf. Vorzugsweise wird in einem Frequenzbe­ reich von 433 oder 868 MHz gearbeitet, was sich unter Wasser als am effizien­ testen erweist. Denkbar ist jedoch auch der Einsatz im Ultraschallbereich. Um hierbei ein Beeinflussung durch andere Fernbedienungen zu vermeiden, kann eine individuelle 32Bit-Adressierung und Antikollisionserkennung verwendet werden. Die bidirektionale Verbindung zwischen Funksender und Funkempfänger kann zudem sogar als Diebstahlsicherung herangezogen werden, so dass nur mit der zugehörigen Manschette die jeweilige Antriebsvorrichtung in betrieb genommen werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrich­ tung mit einem Controller-Chip oder Tauchcomputer verbunden, der ebenfalls in der Manschette integriert ist. Mit diesem ist es möglich antriebs-, geräte- und­ /oder tauchspezifische Parameter zu steuern, zu messen und darzustellen. Derarti­ ge Parameter sind beispielsweise die Antriebsgeschwindigkeit, die Tauchtiefe, die Akkukapazität, aber auch Tauchdaten wie z. B. der Flaschendruck, Dekompressi­ onszeiten und -stufen, Tauchzeit usw. Dieses System kann u. U. auch mit einem Kompass, Echolot oder einem GPS-System gekoppelt sein.

Zusätzlich ist über diese bidirektionale Funkverbindung auch eine Ansteuerung des in der Antriebsvorrichtung integrierten Tarierungssystems mit entsprechend ausgebildeten Ventil- bzw. Pumpmechanismen möglich. Neben der allgemeinen Steuerung der Tauchtiefe kann so beispielsweise durch eine im Tauchcomputer festgelegte Auftauchautomatik die Rettung aus einer Notfallsituation unterstützt werden.

In einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die an­ triebs-, geräte- und/oder tauchspezifischen Parameter, die von dem Controller- Chip ermittelt werden, innerhalb der Tauchbrille eingeblendet bzw. dargestellt. In einer mehrschichtig aufgebauten Sichtfläche der Taucherbrille können hier bei­ spielsweise in an sich bekannter Weise organische polymere Leuchtdioden zum Einsatz kommen. Darin besteht der Vorteil, daß der Benutzer stets den aktuellen Zustand "vor Augen" hat, und nicht geneigt ist, den Blick auf ein an dem Tauch­ computer an der Hand angeordnetes Display zu versäumen. Zu diesem Zweck steht die Anzeigevorrichtung in der Taucherbrille gemäß der Erfindung mit dem Tauchcomputer der Steuereinrichtung ebenfalls in einer bidirektionalen Funkver­ bindung.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Taucherbrille ist in diese eine Kommunikationseinrichtung in der Form einer Sprech- und/oder Höreinrichtung integriert, so daß der Benutzer mit anderen Benutzern im Wasser kommunizieren kann. Denkbar ist jedoch auch der begleitende Einsatz zum Hören von Musik.

Gemäß der Erfindung besteht der letzte Bestandteil des erfindungsgemäßen Sys­ tems in einer speziellen Ausgestaltung zumindest einer Schwimmflosse. Diese weist zumindest einen senkrecht zu der Flossenfläche und sich längs in der Schwimmrichtung erstreckenden Kiel auf, der so über eine einfache Querbewe­ gung zur Schwimmrichtung eine Quersteuerung während des Antriebs des ge­ samten Körpers durch den Benutzer gestattet.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich im fol­ genden aus der Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs­ beispielen. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung sämtlicher Bestandteile des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 schematisch die Anbringung der erfindungsgemäßen An­ triebsvorrichtung an einem Benutzer; und

Fig. 3 schematisch den Aufbau der Antriebsvorrichtung.

In Fig. 1 ist das gesamte System in den Einzelheiten wiedergegeben.

Dieses besteht gemäß der Erfindung aus einer Antriebseinheit 1, einer Steuerein­ richtung 2, einer Taucherbrille 3 und zumindest einer Schwimmflosse 4.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, wird die Antriebsvorrichtung 1 im Bereich der Hüfte eines Benutzers S angebracht. Über ein Gurtsystem 6, das im wesentlichen das Gesäß des Benutzers 5 umgreift, wird die Antriebsvorrichtung 1 befestigt.

Das Gurtsystem 6 selbst ist an beiden Seiten der Antriebsvorrichtung 1 in einer Schiene 7 in Längsrichtung, d. h. in Schwimmrichtung, gleitend geführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die relative Lage der Antriebsvorrichtung 1 gegen­ über einem Benutzer für unterschiedliche Körperabmessungen und Schwerpunkt­ lagen in Längsrichtung versetzt und so justiert werden kann, so daß stets gewähr­ leistet ist, daß der Oberkörper samt Arme und die Beine frei beweglich sind.

Das Gurtsystem 6 weist zumindest einen Schnellverschluß 8 auf, mit dem dieses auf einfache Weise zu arretieren ist.

In der Fig. 3 ist der schematische Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 ohne einen Benutzer dargestellt.

Die Antriebsvorrichtung 1 besteht aus einer Antriebseinheit bzw. einem Antriebs­ aggregat 9, beispielsweise einen über einen Elektromotor angetriebenen Propeller. Das Antriebsaggregat 9 wird wiederum von einem Akku 10 mit entsprechender Energie versorgt.

Im vorderen Bereich der Antriebsvorrichtung 1 weist diese zumindest eine Kam­ mer 11 auf, die über Schlitze 12 mit Wasser gefüllt werden kann. Über einen an­ deren, nicht gezeigten, Einlaßmechanismus kann diese Kammer auch mit Luft versorgt werden. Über ein entsprechendes Verhältnis zwischen der in der Kammer 11 enthaltenen Luft und des enthaltenen Wassers läßt sich in Abhängigkeit des Körpergewichts des Benutzers 5 ein entsprechendes Gleichgewichtsverhältnis zwischen Auftrieb und Schwerkraft einstellen, so daß das erfindungsgemäße Sys­ tem in einer bestimmten festzulegenden Tauchtiefe betrieben werden kann.

Die Motorsteuerung der Antriebsvorrichtung 1 erfolgt über die Steuereinrichtung 2, die in einer Manschette 13, die die Hand des Benutzers 5 umgreift, integriert ist. Diese Steuereinrichtung 2 kann gegebenenfalls einen Tauchcomputer 14 bein­ halten und weist eine nicht dargestellte Sende- und Empfängereinrichtung auf, mit der eine bidirektionale Funkverbindung zwischen der Antriebsvorrichtung 1 und der Steuereinrichtung 2 im Wasser aufrechterhalten wird.

Die Steuereinrichtung 2 weist des weiteren einen Regler bzw. Schalter 15 auf, der auf einfachste Art und Weise mit dem Daumen bewegbar ist.

Über eine ebenfalls bidirektionale Funkverbindung steht die Steuereinrichtung 2 mit der Taucherbrille 3 in Verbindung.

Gemäß der Erfindung ist diese Taucherbrille 3 mit einer Anzeigevorrichtung 16 zur Einblendung tauch-, geräte- und antriebsrelevanter Parameter versehen, wie dies schematisch in Fig. 1 dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße System besteht schließlich noch aus zumindest einer Schwimmflosse 4. Diese weist über ihre Flossenfläche 17 zumindest einen sich in Schwimmrichtung längs erstreckenden Kiel 18 auf, der durch den Benutzer 5 eine Richtungssteuerung quer zur Antriebsrichtung auf einfache Weise gestattet.

Bezugszeichenliste

1

Antriebsvorrichtung

2

Steuereinrichtung

3

Taucherbrille

4

Schwimmflosse

5

Benutzer

6

Gurtsystem

7

Schienen

8

Schnellverschluss

9

Antriebsaggregat

10

Energiespeicher, Akku

11

Kammer

12

Einlassschlitze

13

Manschette

14

Tauchcomputer

15

Schalter, Regler

16

Anzeigeeinrichtung

17

Flossenfläche

18

Kiel

Claims (19)

1. System zum Antrieb einer Person im Wasser bestehend aus einer an der Person befestigbaren Antriebsvorrichtung (1),
aus einer an der Person separat befestigbaren Steuereinrichtung (2) zur Regelung der Antriebsgeschwindigkeit,
aus einer Taucherbrille (3) mit integrierter Anzeigeeinrichtung (16) für die Darstellung relevanter Parameter, und
aus zumindest einer Schwimmflosse (4) mit zumindest einem daran ange­ ordneten Element (18) zur Unterstützung der Richtungssteuerung.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) mit der Antriebsvorrichtung (1) über eine bidirektionale Funkverbindung gekoppelt ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (16) mit der Antriebsvorrichtung (1) und/oder Steuereinrichtung (2) über eine bidirektionale Funkverbindung gekoppelt ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) ein integriertes Tarierungssystem (11, 12) zur individuellen Steuerung der Tauchtiefe aufweist.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tarierungssystem (11, 12) mit einer Auftauchautomatik als Si­ cherheitssystem gekoppelt ist, die bei einer maximalen Tauchtiefe auslös­ bar ist.

6. Steuereinrichtung, insbesondere zur Verwendung mit einer Antriebsvor­ richtung zum Antrieb einer Person im Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler (15) in einer die Hand der Person umgreifenden Man­ schette (13) so integriert ist, dass er von zumindest einem Finger dieser Hand betätigbar ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Manschette (13) ein Controller-Chip (14) zur Steuerung, Dar­ stellung und/oder Messung antriebs-, geräte- und/oder tauchspezifischer Parameter integriert ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller-Chip (14) eine Sende- und/oder Empfängereinrichtung zur Verbindung mit der Antriebsvorrichtung (1) und/oder einer Taucher­ brille (3) aufweist.

9. Antriebsvorrichtung insbesondere zur Verwendung in einem System nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Antriebsaggregat (9) und einen damit verbundenen Energie­ speicher (10) aufweist, wobei das Antriebsaggregat (9) eine Sende- und/oder Empfängereinrichtung zur Verbindung mit einer externen Steuer­ einrichtung (2) aufweist.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest eine mit Wasser und/oder Luft befüllbare Kammer (11) aufweist.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (11) ein mit Luft befüllbarer Behälter angeordnet ist.

12. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Gurtsystem (6) zur Befestigung an einem Körper (5) einer Person aufweist, das eine individuelle Einstellung hinsichtlich unter­ schiedlicher Schwerpunktlagen gestattet.

13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtsystem (6) in Längsrichtung in an der Antriebsvorrichtung (1) angeordneten Schienen (7) geführt ist und zumindest einen Schnellver­ schluss (8) aufweist.

14. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Körper (5) zugewandte Fläche der Antriebsvorrichtung (1) im Hinblick auf den Bauch-, Hüft- und Oberschenkelbereich im wesentli­ chen ergonomisch geformt ist und die dem Körper (5) abgewandte Fläche der Antriebsvorrichtung (1) im wesentlichen stromlinienförmig ausgebil­ det ist.

15. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich eine aufblasbare Luftkammer als Rettungshilfe auf­ weist.

16. Taucherbrille insbesondere zur Verwendung in einem System nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein in der Innenscheibe der Taucherbrille (3) integrierte Anzei­ geeinrichtung (16) zur Einblendung antriebs-, geräte- und tauchspezifi­ scher Parameter aufweist.

17. Taucherbrille nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Sende- und/oder Empfängereinrichtung zur Verbindung mit einer Steuereinrichtung (2) und/oder einer Antriebsvorrichtung (1) aufweist.

18. Taucherbrille nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Kommunikationseinrichtung, insbesondere eine Sprech- /Höreinrichtung aufweist.

19. Schwimmflosse insbesondere zur Verwendung in einem System nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen senkrecht zur Flossenfläche (17) und sich längs in Schwimmrichtung erstreckenden Kiel (18) aufweist.