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Die
Erfindung betrifft einen mit Seilen fesselbaren, aber in Erstreckungsrichtung
der Seile bewegbaren Aerostaten.
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Ein
gattungsgemäßer Aerostat
ist aus der
DE-PS 190 421 bekannt.
Dort ist eine Einrichtung zur Bewegung von Luftballons offenbart,
bei welcher die Luftballons mittels eines zwischen Rollen geführten Zugorgans
von einer Anfangs- zu einer Endstation gezogen werden. Der Antrieb
besteht in einer Winde, die das Zugorgan, beispielsweise ein Seil,
an dem der Luftballon befestigt ist, zu einem bestimmten Endpunkt
zieht, wobei in beide Richtungen des gespannten Seiles, hier ein
aufgeständertes
Endlosseil, der Ballon bewegbar ist.
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Aus
der
DE 196 25 297
A1 ist ein Verfahren zum Absetzen und Aufnehmen von Gütern aus
und zu Luftschiffen bekannt. Es handelt sich praktisch um ein vertikales
Liftsystem, mit dem Lasten be- und entladen bzw. angehoben und abgelassen
werden können
von einem Luftschiff, welches als Aerostat ausgebildet und in bestimmbarer
Höhe über dem Lastaustauschort
stationiert wird, indem zu mehreren Richtungen von dem Aerostaten
aus Seile zu Winden geführt
werden. Diese Winden sind am Boden verankert und können das
Seil sowohl aufspulen oder ablassen und so die Höhe und Position des Aerostaten beeinflussen,
als auch die Lastabsenkung oder Lastaufnahme durch entsprechende
Windenbewegung, das heißt
durch das Aufrollen oder Abrollen der Lastseile, steuern.
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Aus
der Patentschrift
US 4,055,316 sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lufttransport von Ladungen
zwischen zwei Orten dargestellt. In dem Anfangs- und Endpunkt eines
Seiles sind Winden angeordnet, die ein Seil, das fest mit dem Lastballon
verbunden ist, aufwickeln und so den Lastballon von der einen gewünschten
Position zur anderen gewünschten
Position ziehen können.
Damit derartige Seile über
große
Strecken gespannt werden können,
aber andererseits nicht am Boden aufliegen, ist das Seil mit Hilfsballons
verbunden, die parallel zum Lastballon am Seil angreifen und das
Seil auf einem gewissen Niveau halten.
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Aus
der
US-Patentschrift 5,080,302 sind schließlich ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Lufttransport von Lasten mit
einem Ballonsystem bekannt. Der Aerostat ist mit an mehreren Seilen
zu Fixpunkten am Boden verankert und mittels Funkfernsteuerung kann
jede der Winden so gesteuert werden, dass die Ladung am Ballon,
zu einer der Ankerwinden oder auf Positionen dazwischen gezogen
und manövriert
werden können.
Der Ballon ist fest an den vier oder weniger Seilen angelascht und
wird von den Winden in die gewünschte
Richtung gezogen.
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Aus
der
DE 35 02 037 A1 ist
ebenfalls bekannt, einen Auftriebskörper über drei, an verschiedenen
Punkten verankerten, Seilen mit entsprechend motorgesteuerten Winden
in seiner Position zu verändern,
um den Auftriebskörper
auf einer zwischen den Seil-Lagern vorgegebenen Bahn zu bewegen. Der
Auftriebskörper
kann auch hier ein Lastballon sein. Die Bewegung erfolgt dadurch,
dass der Fesselballon von den an den Winden verankerten Seilen in
die gewünschte
Richtung gezogen wird, indem die Seile mit Hilfe der Winden auf-
oder abgerollt werden.
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Schließlich ist
aus der
DE 42 29 869
C1 eine Verankerungsvorrichtung bekannt, mit der ein Ponton
in einem Gewässer
mit Hilfe eines Fährseiles
und einer Spillwinde in eine bestimmte Position manövriert werden
kann, wobei die Seile, die vom Ankerpunkt seitlich des Pontons zu
Festpunkten führen
mit Hilfe von Ausrichtseilen ihrerseits gespannt werden und unter
Spannung gehalten werden können,
so dass keine Lose in das Ponton haltenden Seile kommt. Mit Hilfe
der Spillwinde kann nun der Ponton zwischen den Ankerpunkten hin
und her gezogen werden, um ihn so zu positionieren, wie das erforderlich
ist für
bestimmte Arbeiten.
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Der
Nachteil der bekannten Lastballonsysteme besteht unter anderem darin,
dass über
lange Strecken Seile von den Ankerwinden zu dem Ballon geführt werden
müssen,
und entsprechend dem Abstand des Ballons vom Start zum Ziel die
Seile von den Winden auf- und abzuwickeln sind. Das heißt, die
von dem Ballon zurückzulegende
Wegstrecke wird durch das Auf- oder Abspulen der Winden seiner Fesseln
vorne, hinten oder seitlich bestimmt. Darunter leiden die Seile
und auch die Winden, die ständig in
Bewegung sein müssen
und zwar mindestens zwei oder drei Winden gleichzeitig, die entsprechende Längen der
Seile auf- und abwickeln.
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Von
daher ergibt sich für
die vorliegende Erfindung das Problem, den Lasttransport mit Hilfe
von Fesselballons oder Aerostaten durch einfachere Antriebe zu verbessern.
Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Ansprüche
1 und 7.
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Die
erste Lösung
umfasst einen mit Selen fesselbaren, aber in Erstreckungsrichtung
der Seile bewegbaren Aerostat, der einen Antrieb und über seinen
Antrieb eine reibschlüssig
wirkende Verbindung mit mindestens einem der Seile hat.
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Der
Aerostat hat einen Antrieb, der nach Art einer Spillwinde gestaltet
ist.
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Damit
erzeugt der Antrieb eine Relativbewegung des Aerostaten zum Seil,
er hangelt sich gewissermaßen
an einem Seil entlang wie es eine Person tun würde, die an einem Seil ohne
Hilfsmittel eine Schlucht überqueren
wollte. Als Antrieb kommt ein beliebiger motorischer Antrieb wie
eine Brennstoffzellenmaschine, ein Elektroantrieb, ein Dieselantrieb oder ähnliche
zur Anwendung.
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Ein
Spill ist aus der Forsttechnik zum Schleppen von Baumstämmen oder
aus der Schifffahrt bekannt und ist handelsüblich verfügbar. Das Spillrad wird von
dem Seil über
einen größeren Winkel
umschlungen und hat eine gewisse Reibung zum Seil, sodass die motorische
Kraft zur Fortbewegung des Aerostaten am Seil durch Reibung übertragbar
ist. Der Aerostat wird am Seil geführt.
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Wenn
Spills zur Längs-
und Querbewegung eingesetzt werden, lässt sich die effektive Bewegungsrichtung
des Aerostaten gegenüber
dem Boden steuern.
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Über längere Strecken
können
Seile mit geringer Überlappung
z.B. in Nähe
der Seilverankerung ausgelegt werden. Bei Erreichen der ersten Verankerung
kann das Spill umgehängt
werden, bzw. das Seil an dem der Aerostat weiterbewegt werden soll
gewechselt werden. Alternativ können
zwei Spillantriebe wechselweise an dem einen bzw. anderen Seil in Funktion
treten.
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Versuche
haben gezeigt, dass die Seile in Schwingungen geraten können wenn
sich der Lastballon daran entlangbewegt. Es scheint daher sinnvoll
Dämpfer
einzusetzen, die zwischen Erdboden und Seil oder zu festen Bauwerken
hin angebracht werden und Fuiddämpfer
haben, die für
sich bekannt sind.
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Um
den Auftrieb des Seiles durch den Aerostat oder dessen Auftrieb
in Grenzen zu halten, kann der Fachmann Niederhalter für das Seil
anbringen. Die hier vorgestellten Typen sind neu und erfinderisch.
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Die
zweite Lösung
umfasst ein Verfahren zur Bewegung eines gefesselten Lastballon
entlang einer Seilstrecke wobei der Lastballon mit eigenem Antrieb
nach Art eines Spills über
Reibkräfte
am Seil entlang gezogen wird, wobei sich das Spill mit dem Lastballon
vorwärts
bewegt.
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Dabei
kann und dass ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik,
der Lastballon entlang am Boden oder zwischen Festpunkten verankerter
Seile relativ zum Boden mittels des Spills positioniert werden mit
nur einem Antrieb im Aerostaten.
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Damit
wird das Arbeiten mit dem Lastballon verbessert und wesentlich vereinfacht.
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Anhand
einer Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden; zugleich werden
dadurch Zweck und Sinn sowie Anwendbarkeit der Erfindung deutlich.
Es zeigen:
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1, 1a Lastballon,
bewegbar an einem Seil;
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2, 2a Lastballon,
bewegbar und positionierbar an zwei sich kreuzenden Seilen;
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3-3c Lastballon,
bewegbar an hintereinander angeordneten Seilstrecken;
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4 Dampfersystem
für Seil;
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5a-5c Niederhaltersystem
für Seil;
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6 Alternatives
Niederhaltersystem für Seil.
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Im
Folgenden sind identische oder funktionsgleiche Teile mit denselben
Bezugsziffern versehen.
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Ein
Seil 20 ist zwischen Ankern 30, 31 über dem
Boden 4 z.B. einer Schlucht verlegt. Ein mit Helium und/oder
Wasserstoff gefüllter
Ballon 1 mit Last 12 ist mit einem Antrieb 11 an
das Seil 20 gekoppelt, um von Anker 31 in Richtung
Anker 30 bewegt zu werden. Dieses Fahrsystem in 1 zeigt
ein Detail 1a in 1a, nämlich die
Antriebssituation.
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Zwischen
Ballon 1 und Last 12 ist ein motorisch angetriebenes
Spill, Antriebseinheit 11, angeordnet. Das Seil 20 wird über Umlenkrollen 13 so
geführt,
dass ein Antriebsrad 14 – hier um mehr als 180 Grad – umschlungen
wird. Dadurch besteht zwischen Seil und Antriebsrad in bekannter
Weise eine Reibkraft, die eine Relativbewegung ermöglich, wenn Kraft
vom Antrieb auf das Antriebsrad 14 und auf das Seil 20 übertragbar
ist. Im Ergebnis bewegt sich, zieht sich der Ballon 1 entlang
des verankerten Seiles 20.
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In 2, 2a ist
ein ähnliches
System, hier als Positioniersystem des Ballons 1 relativ
zu den Ankern 30, 31 mit dazwischen gehaltenem
Seil 20 bzw. zu den Ankern 32, 33 mit
Seil 21. In Diesem Fall verfügt der Antrieb 11 vorzugsweise über zwei Spills
für den
Vortrieb entlang der Seile 20 und/oder 21. Es
reicht im Prinzip aber auch ein Spillantrieb 11, wenn zur
Positionierung des Ballons 1 zwischen den vier Ankern das
Spill von Seil 20 auf 21 „umgehängt" werden kann.
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3 zeigt
in einer Gesamtdarstellung und die 3a bis 3c in
einer Schrittfolge die Möglichkeit
der Bewegung des Aerostat über
längere Strecken
in etwa eine Generalrichtung. Durch Hintereinanderanordnung mehrer
Seile 20, 22 an Ankern, von denen nur die Anker 30 für das erste
Seil 20 und Anker 35 für das folgende zweite Seil 22 dargestellt sind,
lassen sich die Strecken für
einzelne Seile verkürzen.
Begrenzte Seillängen
erlauben dem Aerostat außerdem
nur eine begrenzte Auftriebshöhe.
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Erreicht
der Lastballon 1, repräsentiert
hier durch einen Antrieb mit Doppelspillwinde 16, 15 über Seil 20 den
Anker 30, wird das zweite Spillrad 15 mit dem
Seil 22 gekoppelt und von Seil 20 das Spillrad 16 entkoppelt.
Im Ergebnis fährt
der Ballon weiter entlang Seil 22 wie dies die Pfeile andeuten.
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4 zeigt
vier Dämpfer 5,
bestehend aus Fluidzylindern 52 mit Kolben 53,
die einerseits mit Auge 51 an einem Festpunkt und andererseits
mit Auge 54 an eine Halterung 55 des Seils 20 Angekoppelt
sind. Die Dämpfer 5 wirken
wie das beispielsweise von Stoßdämpfern bei
Autos bekannt ist, damit das Seil nur begrenzt in Schwingung geraten
kann und so der Ballon sicher fährt
ohne wesentlich zu schaukeln.
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5a-5c zeigen
einen Niederhalter 6 für
ein Seil 20, ausgelegt für geringe Kräfte, um
dessen und des Ballons Auftriebshöhe zu begrenzen. Ein Umgriff 65 für das Seil 20,
der schwenkbeweglich mit einer Scheibe 63 verbunden ist,
die um Achse 64 in Doppelpfeilrichtung S bewegen kann.
Die Scheibe 63 ist über
ein Zugorgan 62 mit dem Boden 4 über Anker 61 verbunden.
Nähert
sich der Antrieb 11 dem Niederhalter 6 (5a),
so wird der Umgriff 65 mit dem Seil 20 über die
Umlenkrolle 13 und das Antriebsrad 14 geführt, wobei
sich sowohl der Umgriff 65 als auch die Scheibe 63 schwenkend
verhalten, um dem Weg des Seils 20 durch den Antrieb 11 folgen
zu können.
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In 6 ist
schließlich
ein alternatives Niederhaltesystem dargestellt. Im Boden 4 oder
an einem Festpunkt 77 ist ein Kulissenrad 74 drehbeweglich
gelagert wie dies der Doppelpfeil D zeigt. Mit dem Rad 74 ist
eine feststehende Kulissenscheibe 73 mit Vertiefungen/Kurven
A und B gekoppelt. Das Rad 74 hat zwei mit ihm verbundene
und unter einem vorbestimmbaren Winkel zueinander angeordnete Arme 71 und 72.
Die Arme weisen an ihren fliegenden Enden Riegel 75, 76 auf,
die über
federnde Druckstangen 76 geöffnet und geschlossen werden
können. Die
Riegel sind zum besseren Verständnis
nochmals seitlich neben den Armen dargestellt. Sobald sich Antrieb 11 am
Seil 20 aus Richtung W auf Arm 71 zubewegt, schiebt
der Antrieb 11 den Arm 71 um einen Winkelweg weiter
bis dessen Druckstange 76 am Rad 74 die Kulissenscheibe 73 im
Punkt A passiert. In diesem Augenblick öffnet sich der Riegel 75 an Arm 71 einerseits
und weil Arm 72 zugleich an der Kulisse 73 die
Position B verlassen hat, schließt sich der Riegel 75 an
Arm 72 hinter dem Antrieb 11 wieder um das Seil 20,
sodass die Niederhaltefunktion jetzt auf Arm 72 übertragen
wurde.