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Die Erfindung betrifft ein Gurtzeug zur Integration eines Motors zum Antrieb einer Luftschraube.
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Gurtzeuge, die einen integrierten Antriebsmotor zum Antrieb einer Luftschraube aufweisen, sind in erster Linie vom motorisierten Gleitschirmflug bekannt. Es gibt aber auch Drachengurtzeuge, die in ähnlicher Weise einen integrierten Antriebsmotor aufweisen. Bei den bekannten gattungsgemäßen Gurtzeugen ist der Antriebsmotor in der Regel ein Verbrennungsmotor, der fest in das Gurtzeug integriert ist und so mit dem Gurtzeug und damit mit dem Benutzer verbunden ist, dass ein Antrieb der Luftschraube zur Erzeugung von Vortrieb in der gewünschten Art und Weise gewährleistet ist. Bei derartigen Gurtzeugen ist die Kombination Gurtzeug zur Aufnahme des Benutzers, beispielsweise durch einen Sitz und Antriebseinheit so gestaltet, dass zum einen die Antriebseinheit einen hinreichend effektiven Vortrieb gewährleistet, zum anderen der Benutzer eine angenehme Position einnehmen kann, die auch längeres Fliegen ermöglicht.
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Bei den bekannten tatsächlich realisierten und in der Praxis erprobten Systemen handelt es sich um reine Motorflugsysteme, bei denen der Benutzer zwar grundsätzlich auch bei stehendem Motor motorlos fliegen kann, der Augenmerk jedoch eindeutig auf den Motorflug gelegt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist ein Gurtzeug zu schaffen, dass es dem Benutzer erlaubt, unterschiedliche Positionen einzunehmen und so auch eine aerodynamisch günstige Haltung zu realisieren, um gegebenenfalls bei gestopptem Motor ohne größere Einschränkung motorlos zu fliegen, das heißt einen motorlosen Flug mit möglichst geringem zusätzlichen Widerstand zu ermöglichen. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann das erfindungsgemäße Gurtzeug so gestaltet sein, dass es eine Integration der Antriebseinheit ermöglicht, grundsätzlich in der beschriebenen Form jedoch auch ohne Antriebseinheit Verwendung finden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein entsprechendes Gurtzeug geschaffen, das über eine Sicherheitseinrichtung verfügt, die ein Eingreifen des Benutzers in den Rotationsbereich der Luftschraube verhindert. Diese Sicherheitseinrichtung wird durch Bremsgriffe geschaffen, die einen Sensor aufweisen, der erfasst, ob der Bremsgriff vom Benutzer gegriffen wird, wobei der Sensor mit der Motorsteuerung verbunden ist, um für den Fall, dass der Bremsgriff vom Benutzer nicht ergriffen wird, ein Stoppen des Motors veranlassen zu können.
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Vorteilhaft ist die Motoraufnahme an einer Rückenplatte im Rückenbereich des Benutzers oder am Sitz, auf dem der Benutzer sitzt, gelagert. Bei der Rückenplatte kann es sich um eine separate Platte handeln, oder um eine Platte, die mit dem Sitz verbunden ist, oder sogar ein Bestandteil des Sitzes ist. So kann der Sitz als Sitzschale ausgeformt sein und die Rückenplatte durch das Rückenteil des Sitzes gebildet werden, oder aber wie ausgeführt als separate Rückenplatte mit der Sitzschale verbunden sein. Die gewünschte Verschwenkbarkeit der Motoraufnahme kann durch einen Verstellmechanismus erzielt werden, mittels dem die Position der Motoraufnahme einstellbar ist.
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Durch die Verschwenkbarkeit der Motoraufnahme wird es möglich, mehrere Positionen, zumindest aber zwei Positionen zu ermöglichen, in denen die Motoraufnahme trotz unterschiedlicher Positionen des Benutzers so ausgerichtet ist, dass sich die Motorwelle in einem geeigneten Winkel zum Boden, üblicher Weise horizontal, daher parallel zum Boden, befindet. Wie gut aus dem konkreten Ausführungsbeispiel zu ersehen, ist beispielsweise bei einem Gurtzeug, bei dem der Benutzer im Flug normalerweise eine im Wesentlichen sitzende Position einnimmt, eine Position möglich, in der der Benutzer sich in einer eher stehenden Position befindet, wie dies beispielsweise bei Start und Landung bzw. kurz nach dem Start und vor der Landung der Fall ist. Dennoch kann die Motorachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet werden. Weiterhin kann eine Position ermöglicht werden, in der der Benutzer eine eher liegende Haltung einnimmt, die in etwa der Lage in einem Liegestuhl entspricht, wobei dennoch die Motoraufnahme so eingestellt werden kann, dass die Motorwelle sich im Wesentlichen horizontal befindet. Selbstverständlich sind auch Zwischenpositionen grundsätzlich möglich.
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Zur Realisierung der genannten mindestens zwei Einstellpositionen kann der Verstellmechanismus ein Gestänge aufweisen, das zweckmäßig einerseits an der Motoraufnahme und anderseits an einem festen Element des Gurtzeugs angelenkt ist. Durch die Verstellung der wirksamen Länge dieses Gestänges wird die Verschwenkung der Motoraufnahme realisiert. Da die Motoraufnahme beim montierten Motor ein nicht unerhebliches Gewicht trägt, kann ein federndes Element, bevorzugt eine Gasdruckfeder zur Vereinfachung der Verstellung eingesetzt werden, wobei dieses federnde Element so eingesetzt wird, dass es die Gewichtskraft der Motoraufnahme, die diese in eine Position drängt, kompensiert oder zumindest weitgehend kompensiert, so dass eine einfache Verstellung ermöglicht wird.
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Grundsätzlich ist eine stufenlose Verstellung möglich, es hat sich aber eine diskrete Verstellung zwischen verschiedenen, zumindest zwei vorgegebenen Einstellungen bewährt, die vom Benutzer analog zu der von ihm eingenommenen Haltung eingestellt wird. Gemäß einer Weiterbildung ist eine selbstständige Einstellung der Motoraufnahme vorgesehen, wobei über einen Sensor und eine sich selbst verstellende Verstelleinrichtung gewährleistet wird, dass die Motorwelle immer eine bestimmte Ausrichtung, bevorzugt eine horizontale Ausrichtung, aufweist. Dies kann beispielsweise durch eine elektromotorisch betriebene Verstelleinrichtung und einen entsprechenden Neigungssensor gewährleistet werden. Insbesondere wenn zum Antrieb des Motors oder zum Starten eines Motors eine Batterie mitgeführt wird, kann eine derartige elektrische Verstelleinrichtung zweckmäßig sein. Grundsätzlich kann eine derartige automatische Verstelleinrichtung jedoch auch über andere Antriebsquellen angetrieben werden. So ist eine pneumatische Einrichtung, die über einen mitgeführten Druckspeicher oder eine Pumpe angetrieben wird, denkbar. Auch eine Verstellung über aufblasbare Elemente ist möglich. Ein vorzusehender Protektor kann so gestaltet sein, dass mittels diesem durch Aufblasen eine Verstellung erfolgt.
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Vorteilhaft ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, mit der die Position der Motoraufnahme verriegelbar ist. So kann beispielsweise bei Einnahme der im Wesentlichen liegenden Flugstellung der Verstellmechanismus verriegelt werden, so dass ein unbeabsichtigtes Verstellen vermieden wird, beispielsweise auch dann, wenn sich der Benutzer kurzzeitig aufrichtet. Zweckmäßig greift diese Verriegelungseinrichtung einerseits an der Motoraufnahme, und anderseits an einem festen Bestandteil des Gurtzeuges an.
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Die genannte Rückenplatte kann so am Gurtzeug befestigbar sein, dass zwischen dem Benutzer und der Rückenplatte ein Protektor angeordnet werden kann. Derartige Rückenprotektoren sind Stand der Technik und sollten auch bei dem erfindungsgemäßen Gurtzeug zum Einsatz kommen. Die Rückenplatte kann mittels einer Befestigungseinrichtung am Rückenbereich des Gurtzeuges, beispielsweise einer Sitzschale, befestigbar sein. Dabei ist es möglich, die Rückenplatte mittels einer Spanneinrichtung zu befestigen, wobei diese so gestaltet sein kann, dass die Rückenplatte so mit Rückenbereich des Gurtzeugs, beispielsweise dem Rückenbereich einer Sitzschale, verspannt wird, dass ein Protektor zwischen Rückenbereich des Gurtzeugs und Rückenplatte eingespannt wird.
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Grundsätzlich besteht bei Gurtzeugen mit integriertem Motor zum Antrieb einer Luftschraube die Gefahr, dass der Benutzer mit den Händen bzw. Armen, in den Rotationsbereich der Luftschraube gelangt. Herkömmlicherweise wird ein Schutzkäfig vorgesehen der verhindert, dass Leinen des Gleitschirms in den Rotationsbereich der Luftschraube eindringen können. Durch diesen Schutzkäfig wird auch das Eingreifen des Piloten in den Rotationsbereich der Luftschraube behindert und die Wahrscheinlichkeit, dass der Pilot in den Rotationsbereich eingreift zumindest stark reduziert. Wenngleich derartige Käfige eine sichere Schutzmöglichkeit darstellen, ist der dadurch verursachte aerodynamische Widerstand und das zusätzliche Gewicht natürlich nachteilig. Gemäß der Erfindung wird daher vorgesehen, das Gurtzeug mit Brems- bzw. Steuergriffen zu versehen, die einen Sensor aufweisen, der erfasst, ob der Bremsgriff vom Benutzer ergriffen wird oder nicht und der Motorsteuerung ein entsprechendes Signal übermitteln. Der verfügbare Brems- bzw. Steuerweg der Brems- bzw. Steuergriffe ist dabei so bemessen, dass der Benutzer, solange er die Griffe mit der Hand ergriffen hat, nicht in den Rotationsbereich der Luftschraube geraten kann. Das heißt, der freie Weg der Brems- oder Steuerleine ist entsprechend kurz gestaltet, so dass mit ergriffenen Brems- bzw. Steuergriffen ein Eingreifen in den Rotationsbereich der Luftschraube unmöglich ist. Mit dem genannten Sensor, beispielsweise einem Drucksensor oder Berührungssensor und einer geeigneten Steuerelektronik kann gewährleistet werden, dass der Motor sofort gestoppt wird, wenn der Benutzer einen oder beide Brems- bzw. Steuergriffe loslässt. Diese Sicherheitsmaßnahme kann in Verbindung mit dem geschilderten Gurtzeug mit verschwenkbarer Motoraufnahme vorgesehen sein, kann jedoch auch unabhängig von dem genannten Gurtzeug bei jeglichem anderen Gurtzeug, das zur Integration eines Motors geeignet ist, vorgesehen werden.
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Bevorzugt wird ein Signal an die Motorsteuerung abgegeben, wenn der Sensor aktiviert wird. Das heißt, der Sensor wird durch das Ergreifen des Brems- bzw. Steuergriffs aktiviert und schickt dann ein Signal an die Motorsteuerung, das ein Starten und Laufen des Motors ermöglicht. Sobald dieses Signal ausbleibt, wird der Motor gestoppt. Gegebenfalls kann der Motor sogar durch eine aktive Bremseinrichtung gestoppt werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei Ausfall eines Sensors oder bei Unterbrechung der Signalleitung der Motor gestoppt wird und somit auch bei einem Defekt eines Sensors oder der Signalleitung ein Eingreifen des Benutzers in den Rotationskreis der Luftschraube verhindert wird.
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Alternativ zu einer kurzen Bemessung des Brems- bzw. Steuerwegs um zu verhindern, dass der Benutzer mit ergriffenen Brems- bzw. Steuergriffen in den Rotationskreis der Luftschraube eingreift, kann ein System vorgesehen sein, bei dem grundsätzlich zwar ein größerer Brems- bzw. Steuerweg vorhanden bzw. vom Benutzer ausgenutzt werden kann, jedoch bei Erreichen eines definierten vorbestimmten Weges ebenfalls der Motor gestoppt wird. Eine derartige Sensoreinrichtung kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, dass an zumindest einer definierten Stelle der Brems- bzw. Steuerleinen Metall angeordnet ist, das beispielsweise in die Leinen eingewoben wurde, das von Sensoren detektiert wird, die an einem Umlenkpunkt oder an einer ösenartigen Einrichtung, durch die die Leine läuft, vorgesehen sind. Selbstverständlich muss der Umlenkpunkt bzw. die ösenartige Einrichtung an einer definierten Stelle am Tragegurt vorgesehen sein, sodass gewährleistet wird, dass der Benutzer den Brems- bzw. Steuerweg ausschöpfen kann, bis die Sensoreinrichtung ein Erreichen eines bestimmten Weges anhand der geschilderten Einrichtung erfasst, ohne dass Gefahr besteht, dass in den Rotationsbereich der Luftschraube eingegriffen wird. Sollte der Benutzer aus welchen Gründen auch immer weiter an den Brems- bzw. Steuergriffen ziehen, um beispielsweise einen Gleitschirm zum Strömungsabriss zu bringen, oder einen teilweise eingeklappten Gleitschirm wieder zu stabilisieren, so ist dies grundsätzlich möglich, führt jedoch aufgrund der genannten Sensorik zu einem Stoppen des Motors, so dass auch in diesem Fall mögliche Verletzungen verhindert werden.
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Die Erfindung wird näher anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Es zeigen
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1 das erfindungsgemäße Gurtzeug in der normalen Flugstellung mit Benutzer;
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2 das Gurtzeug mit Benutzer in einer Stellung wie sie beispielsweise zum Start eingenommen wird;
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3 das erfindungsgemäße Gurtzeug mit Benutzer in der normalen Flugstellung mit aerodynamischer Verkleidung.
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Wie gut aus 1 zu sehen, ruht der Benutzer auf einem Sitz 13 mit einem Rückenteil 10 und ist über Gurte 14 gesichert. Seitlich am Sitz 13 kann ein Rettungsgerät vorgesehen sein. Hinter dem Rückenteil 10 befindet sich ein Protektor 6, der in herkömmlicher Weise den Rücken des Benutzers bei Aufschlägen schützt. Mit dem Rückenteil 10 des Gurtzeuges ist über eine Spanneinrichtung 9, die Trägergrundplatte 3, die als festes Element ausgebildet ist, mit dem Rückenteil 10 verbunden. Bei der hier verwendeten Spanneinrichtung 9 handelt es sich um eine Einrichtung, die über ein geeignetes Zugelement ein Verspannen der Trägergrundplatte 3 mit dem Rückenteil 10 gestattet. An der Trägergrundplatte 3 ist eine Halteschiene 4 angeordnet, die die eigentliche Motoraufnahme darstellt. An dieser ist über den Drehpunkt 11 verschwenkbar die Antriebseinheit 1 mit der Motorwelle 12 und der Luftschraube 2 gelagert. Diese Lagerung erfolgt über einen Steckbolzen, der durch ein Loch der Halteschiene 4 und des Antriebs eingeführt ist.
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Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel wird die Position des Antriebs 1 über einen Verstellmechanismus 7 eingestellt, der eine Gasdruckfeder aufweist, um das Gewicht der Antriebseinheit, die durch ihr Gewicht nach unten kippen möchte, abzufangen. Zur Verriegelung der Einstellung ist eine Verriegelungseinrichtung 8 vorgesehen, so dass die Verstellung der Neigung der Antriebseinheit durch einen Verstellmechanismus erfolgt, bei dem eine Gasdruckfeder, die Vorspannung liefert, welche die Neigungsverstellung vereinfacht. Ein einstellbarer Dämpfer lässt den Verstellvorgang sanft ablaufen. Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel wird die Einheit vor dem Start vorgespannt in die Startstellung, die in 2 gezeigt ist, und nach dem Start durch einen Entriegelungsvorgang in die Fluglage gebracht, in dem der Verstellmechanismus dann wiederum verriegelt werden kann.
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Der Verstellvorgang wird über ein Betätigungselement ausgeführt, das vom Benutzer in Form einer Schlaufe mittels eines Handgriffs betätigt wird, oder mittels eines sogenannten Beinstreckers, der eine Verstellung mit den Beinen gestattet. In der gezeigten Flugstellung ist die die Motoraufnahme tragende Trägergrundplatte 3 um etwa 40 Grad aus der Vertikalen geneigt, wie durch den gezeigten Pfeil angedeutet.
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Zum Start nimmt der Benutzer eine im Wesentlichen aufrechte Haltung ein, wobei der Oberkörper leicht nach vorne geneigt wird, um dem Widerstand des sich füllenden Gleitschirms besser entgegenwirken zu können. Es wird somit eine leichte Vorlage eingenommen. Beim Start ist dabei wichtig, dass die Motorwelle in eine im Wesentlichen horizontale Ausrichtung gebracht wird, so dass die Luftschraube effektiven Vortrieb leistet. Es ist leicht zu sehen, dass, wenn der Benutzer die in 2 gezeigte Haltung einnimmt, die Antriebseinheit gegenüber der in 1 gezeigten Stellung verschwenkt werden muss, da andernfalls eine horizontale Ausrichtung der Motorwelle nicht möglich ist und die Luftschraube nach oben weisen würde, somit eine nach unten gerichtete Kraftkomponente bewirken würde, was selbstverständlich unerwünscht ist.
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Aus 3 ist gut die aerodynamische Verkleidung 5 des Gurtzeuges zu ersehen, die das komplette Gurtzeug umgibt und zusammen mit der faltbaren Luftschraube 2 einen geringen aerodynamischen Widerstand ermöglicht.
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Weiterhin sind in 3 die Brems- bzw. Steuergriffe 14 dargestellt, die mit dem Gurtzeug verbunden sind und mit Drucksensoren 18 ausgestattet sind. Sobald der Benutzer die Griffe 14 ergriffen hat und hierbei einen entsprechenden Druck auf den Drucksensor 18 aufgebracht hat, liefert dieser ein Signal an die Motorsteuerelektronik, dass ein Anlaufen bzw. den Betrieb des Antriebs ermöglicht. Sobald dieses Signal ausfällt, weil einer der Sensoren 18 durch den Benutzer nicht aktiviert wird, oder ein Sensor ausfällt, wird der Motor gestoppt, was bei Verwendung einer Klappluftschraube des Weiteren zum Einklappen der Luftschraube führt. Ist ein separater Gasgriff zur Steuerung der Motorleistung vorgesehen, der vom Benutzer zusammen mit einem der Griffe 14 ergriffen wird kann ein entsprechender Sensor 18 auch an diesem Gasgriff vorgesehen werden.
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Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel ist der mögliche Steuerweg der Bremsleinen 19 so bemessen, dass es grundsätzlich durchaus möglich ist, dass der Benutzer mit ergriffen Brems- bzw. Steuergriffen 14 in den Rotationsbereich der Luftschraube 2 eingreift. Um dies zu verhindern, sind die Brems- bzw. Steuerleinen 19 an einer vorbestimmten Position mit einem Metall 16 versehen, das in 3 nur schematisch dargestellt ist. Zweckmäßig wird dieses in die Leine eingearbeitet. Die Brems- bzw. Steuerleinen 19 werden, bevor diese mit dem Brems- bzw. Steuergriff 14 verbunden sind, über eine Öse 15 umgelenkt. In diese Öse 15 ist ein Sensor integriert, der ein Signal an die Motorsteuerelektronik abgibt.
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Bei diesem Sensor handelt es sich beim konkreten Ausführungsbeispiel um eine Spule, die auf das Metall 16 reagiert. Wird vom Sensor in der Umlenköse 15 detektiert, dass das mit dem Metall 16 versehene Leinenstück der Brems- bzw. Steuerleine 19 den Sensor erreicht hat, der Benutzer somit einen relativ großen Steuerweg 17 ausschöpft, wird der Motor ebenfalls gestoppt. Der Steuerweg 17 ist so bemessen, dass bei diesem ein Eingreifen des Benutzers mit ergriffenen Steuer- bzw. Bremsgriffen 14 in den Rotationsbereich der Luftschraube 2 noch nicht möglich ist. Sollte der Benutzer einen noch weiteren Steuerweg ausschöpfen, der grundsätzlich ein Eingreifen in den Rotationsbereich der Luftschraube 2 ermöglicht, ist der Antrieb bereits gestoppt, da wie ausgeführt vom Sensor in der Umlenköse 15 bereits ein entsprechendes Signal an die Steuerelektronik abgegeben wurde.
