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Die
Erfindung betrifft ein Transportsystem für Taucher nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 sowie eine Tauchkapsel nach dem Oberbegriff des
Anspruches 7.
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Aufgrund
der physiologischen Anpassung der menschlichen Lunge an die Atmung
unter nachfolgend als "Normaldruck" bezeichneten Bedingungen über Wasser
ist die Versorgung eines Menschen mit Luft unter Wasser nicht trivial.
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Dabei
wird im folgenden unter dem Begriff "Normaldruck" der an der Wasseroberfläche herrschende
Atmosphärendruck
verstanden, wobei zur Vermeidung von Mißverständnissen bemerkt sei, daß der "Normaldruck" natürlich schwanken
kann und an der Wasseroberfläche
von Bergseen niedriger ist als auf Meereshöhe. Unter dem Begriff Normaldruck
ist also kein bestimmter Druck (z.B. 1013 mbar), sondern vielmehr
ein Druckbereich zu verstehen, innerhalb dessen sich die an der
Erd- bzw. Wasseroberfläche üblicherweise
herrschenden Luftdrücke
bewegen.
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Man
kann die bislang bekannten Vorrichtungen, die es einer Person ermöglichen,
sich unter der Wasseroberfläche
aufzuhalten, zum einen danach unterscheiden, ob die unter Wasser
befindliche Person gegen einen Überdruck
ausatmen muß oder
gegen Normaldruck ausatmen kann. In Tauchglocken, in denen ein Taucher
im trockenen arbeiten kann, wird gegen Überdruck ausgeatmet, ebenso
wie beim sogenannten Gerätetauchen.
In U-Booten kann dagegen gegen Normaldruck geatmet werden.
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Des
weiteren kann man die bislang bekannten Vorrichtungen, die es einer
Person ermöglichen, sich
unter der Wasseroberfläche
aufzuhalten, danach unterscheiden, ob sich die Person im trockenen,
wie bei U-Booten oder Tauchglocken, oder direkt im Wasser befindet,
wie beim Schnorcheln oder beim Gerätetauchen.
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Eine
Tauchkapsel, die eine Person aufnehmen kann, erinnert auf den ersten
Blick an ein Ein-Mann-U-Boot, wie es z.B. aus der
EP 0 867 360 A2 bekannt
ist. Bei diesen U-Booten liegt der Benutzer bei der bestimmungsgemäßen Benutzung
jedoch stets im trockenen.
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In
der gattungsgemäßen
DE 40 27 543 A1 wird
ein dort als "Druckkörper" bezeichneter Gegenstand
beschrieben, der Unterwassergeräte
und Taucher vor hohen Drücken
schützen
soll. Dazu soll der Innenraum des Druckkörpers, in dem sich der vor
hohem Druck zu schützende
Gegenstand oder Taucher befindet, mit einer weitestgehend gasfreien,
nicht oder nur wenig komprimierbaren Flüssigkeit aufgefüllt werden,
die einem Zusammendrücken
des Druckkörpers
bei hohen Drücken
entgegenwirken soll. Ein Begleitfahrzeug für den Druckkörper kann hier
als selbstverständlich
angenommen werden. Eine im Druckkörper befindliche nichtkomprimierbare Flüssigkeit
gibt jedoch dann, wenn der Außendruck ansteigt
und die Außenhaut
des Druckkörpers
von sich aus nicht hinreichend stabil ist, den Druck völlig ungemindert
auf den eigentlich vor Druck zu schützenden Gegenstand oder sogar
den Taucher weiter, so daß mit
einem solchen Druckkörper
keinerlei Schutzeffekt erzielt wird.
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Aus
der
US 3,416,478 ist
ein U-Boot bekannt, bei dem ein Taucher sich in dem Boot teilweise im
Wasser, teilweise im trockenen befinden soll. Wie bei stationären Tauchglocken
atmet der Taucher daher gegen einen tiefenabhängigen Gegendruck aus, so daß die bekannte
Dekompressionsproblematik zu berücksichtigen
ist. Zudem ist bei diesem U-Boot nicht vorgesehen, daß der Taucher
unter Wasser abgast, so daß sich
die ausgeatmete Luft mit der Frischluft in dem U-Boot vermischt
und es innerhalb kurzer Zeit zu einer Vergiftung des Tauchers kommen
kann.
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Aus
der
GB 2,217,367 A ist
eine stählerne Naßtauchglocke
mit einem Taucherruheraum bekannt, die jedoch nur mittels eines
großen
Krans von entsprechend großen
Schiffen aus eingesetzt werden kann. Eine solche Naßtauchglocke
kann sich unter Wasser nicht frei bewegen, sondern ist stets über ein
Kranseil mit einem Schiff verbunden. Sofern die Taucher in einer
solchen Naßtauchglocke
frei atmen können,
atmen sie gegen einen tiefenabhängigen Gegendruck
aus, so daß je
nach Länge
des Tauchganges bestimmte Dekompressionszeiten beim Auftauchen einzuhalten
sind. Werden diese nicht beachtet, kommt es zur sogenannten Taucherkrankheit.
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Aus
der
US 3,131,664 ist
ein U-Boot bekannt, das ganz oder teilweise geflutet werden kann, so
daß der
Taucher immer unter äußerem Umgebungsdruck
steht.
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Um
sogenannten Gerätetauchern,
also Tauchern, die ihr eigenes Atemgerät (bestehend aus einer speziellen
Atemmaske und wenigstens einer, meist auf dem Rücken getragenen Druckluftflasche) mitführen, ein
schnelles Fortkommen unter Wasser zu ermöglichen, sind unterschiedliche
Vorrichtungen bekannt. So beschreibt ein Artikel in der Zeitschrift Ship & Boat International,
Ausgabe März
1996, Seiten 41 bis 45, verschiedene muskelkraftbetätigte Unterwasserfahrzeuge,
die in ihrer Form an hydrodynamisch günstig ausgebildete U-Boote
erinnern, bei denen jedoch die Benutzer vollständig vom Wasser umgeben sind
und unter Umgebungsdruck stehen. Die Benutzer haben daher wie beim
normalen Gerätetauchen
Dekompressionszeiten zu beachten. Solche Unterwasserfahrzeuge werden
auch in einem Artikel in der französischen Zeitschrift La Revue
Maritime, Ausgabe Dezember 1956, Seiten 1512, 1513 beschrieben.
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Zum
Transport von Tauchern insbesondere zu militärischen Zwecken sind Transportsysteme
für Taucher
bekannt, bei denen ein Unterwasserfahrzeug von einem Begleitfahrzeug
aus abgesetzt werden kann. Ein solches Transportsystem wird z.B.
in der
FR 2 648 780
A1 beschrieben. Das dabei verwendete Unterwasserfahrzeug
ist ein offener sogenannter Unterwasserscooter, bei dem der Taucher wie
beim normalen Gerätetauchen
atmen muß und daher
ab einer gewissen Tauchtiefe Dekompressionszeiten zu beachten hat.
Ein vergleichbares Transportsystem mit einem offenen Unterwasserscooter wird
in der
DE 42 29 670
A1 beschrieben.
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Aus
der
US 3,388,683 ist
ein U-Boot bekannt, das wenigstens eine gesonderte Tauchkapsel transportiert.
Die Tauchkapsel kann bei Bedarf von dem U-Boot ausgeklinkt und zum
Meeresboden abgelassen werden. In der Tauchkapsel unterliegt der Taucher
jedoch den gleichen Bedingungen wie beim Gerätetauchen, so daß er Dekompressionszeiten
zu beachten hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transportsystem und eine
Tauchkapsel anzugeben, die – verglichen
mit den bislang bekannten Geräten – jeweils äußerst kostengünstig herstellbar sind,
die ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweisen und die zudem
bei Bedarf auch so ausgebildet und eingesetzt werden können, das
sie nur sehr schwer mit den üblichen
Mitteln zu orten sind und es einem Taucher ermöglichen, zumindest innerhalb
der beim sogenannten Freitauchen üblichen Tauchtiefen von bis
zu 50 Metern auch längere
Zeit zu verweilen, ohne beim Auftauchen eine Dekompressionsprozedur
unterlaufen zu müssen.
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Die
Aufgabe wird hinsichtlich eines Transportsystems gelöst von einem
Transportsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich der Tauchkapsel
durch den nebengeordneten Anspruch 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Tauchkapsel
umfaßt einen
Schwimmkörper
mit einer Luke und einen Lukendeckel, wobei der Schwimmkörper eine
Kammer zur Aufnahme eines Tauchers umschließt, die über die Luke zugänglich und
mittels des Lukendeckels dicht verschließbar ist, und ist so ausgebildet,
daß ein Taucher
in der Kammer bei bestimmungsgemäßer Benutzung
der Tauchkapsel komplett mit Wasser umgeben ist, wobei mittels einer
Druckentlastungsvorrichtung der Druck in der mittels des Lukendeckels verschlossenen
Kammer auf einen an der Wasseroberfläche üblicherweise herrschenden Druck
(Normaldruck) einstellbar ist, wobei Atemhilfsmittel vorgesehen
sind, die dem in der Kammer befindlichen Taucher das Ausatmen gegen
Normaldruck ermöglichen.
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Bei
bestimmungsgemäßer Benutzung
befindet sich ein in die Tauchkapsel eingestiegener oder eingeschwommener
(denn die Tauchkapsel kann vorteilhaft auch unter Wasser aufgesucht
und verlassen werden) Taucher also zwar im Wasser, nämlich dem
von der Kammer umschlossenen Wasser, ist jedoch drucklos gestellt
und kann auch in großer
Tiefe gegen Normaldruck ausatmen. Ist der Einstieg in die Kammer
im trockenen erfolgt, so wird die Kammer nach dem Zu-Wasser-lassen mit
Wasser geflutet, bevor die Kammer mittels des Lukendeckels druckdicht verschlossen
wird.
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Außerhalb
der Kammer atmet ein Taucher Druckluft oder Mischgas oder benutzt
ein Kreislauftauchgerät
unter den ihn umgebenden Druckverhältnissen im Wasser. In der
Kammer kann der Taucher mit dem jeweiligen Atemgeber weiteratmen,
jedoch – und
dies ist die erfinderische Besonderheit – unter normalatmosphärischen
Bedingungen. Dazu wird die Abluft von Atemhilfsmitteln, im einfachsten
Fall von einem bis an die Wasseroberfläche geführten Abluftschlauch, übernommen.
Der bei einem Einstieg unter Wasser in der Kammer herrschende Druck
wird, nach dem druckdichten Verschließen der Kammer mittels des
Lukendeckels, durch Vergrößerung des dem
Wasser in der Kammer zur Verfügung
stehenden Volumens auf normalatmosphärische Bedingungen reduziert.
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Durch
diese besondere Technik wird die Lösung von Gasen im Körper des
Tauchers vermieden. Der Taucher muß nur dann Dekompressionszeiten beachten,
wenn er sich in größerer Tiefe
längere
Zeit außerhalb
der Tauchkapsel aufgehalten hat.
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Ist
ein gesonderter Zuluftschlauch vorgesehen, so kann die Atmung in
der Tauchkapsel auch ohne spezielle Atemgeräte erfolgen. Sind gesonderte Zuluft-
und Abluftschläuche
vorgesehen, die gegen ein Zusammendrücken durch den in größerer Tiefe herrschenden
Wasserdruck hinreichend stabil sind, können ohne weiteres Tauchtiefen
von weit über
50 Metern erreicht werden, während
bereits beim normalen Schnorcheltauchen die Tauchtiefe auf etwa
50 Zentimeter begrenzt ist. Wird von der Wasseroberfläche Luft
unter geringem Überdruck
eingeblasen, ergibt sich eine Art Luftspülung, die es ermöglicht,
sehr lange und verhältnismäßig dünne Schläuche für die Zuluftzufuhr
und die Abluftabfuhr zu verwenden. Ist kein Ausstieg aus der Tauchkapsel
unter Wasser geplant, so kann bei einer Tauchkapsel mit einem Zuluftschlauch
und einem gesonderten Abluftschlauch auf die Mitnahme von speziellen
Atemgeräten
verzichtet werden – der
in der Kammer der Tauchkapsel befindlich Taucher atmet durch den
einen Schlauch Luft unter Normaldruck ein, durch den anderen Schlauch
Luft gegen Normaldruck aus. Er liegt in der Kammer zwar im Wasser,
es herrscht jedoch kein Überdruck.
Bei entsprechender Wassertemperatur, die gegebenenfalls durch eine
optional vorsehbare Heizvorrichtung in der Kammer auf einen den
Taucher vor Unterkühlung
schützenden
Wert gesteigert werden kann, unterliegt der Taucher damit auch in großer Tiefe
keiner Tauchzeitzeitbegrenzung.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein
beispielhaften Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele in Verbindung
mit den Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
rein schematische Prinzipskizze einer Tauchkapsel mit Abluftschlauch
und Zulufttank in teilweise geschnittener Seitenansicht,
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2 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Tauchkapsel mit gesonderten Abluft- und Zuluftschläuchen,
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3 eine
Tauchkapsel in geschnittener Seitenansicht mit abgenommenem Lukendeckel,
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4 einen
Schnitt durch eine Tauchkapsel mit Lukendeckel und Lukendeckelverkleidung,
wobei der Schwimmkörper
Hohlkammern aufweist,
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5 eine
Tauchkapsel mit einem über
ein Gelenk angekoppelten Transport- und Versorgungsbehälter,
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6a,
b, c eine Tauchkapsel und einen mit der Tauchkapsel verbindbaren
Transportkörper,
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7a,
b ein zur Aufnahme einer Tauchkapsel ausgebildetes Begleitfahrzeug
in geschnittener Seitenansicht,
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8 einen
Querschnitt durch ein Begleitfahrzeug mit einem Rumpf,
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9 einen
Querschnitt durch ein Begleitfahrzeug mit zwei Rümpfen,
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10a, b eine Prinzipskizze des Rumpfes eines Begleitfahrzeugs
im Querschnitt und geschnittener Seitenansicht, wobei in den Rumpf
verschiedene Schotten eingesetzt sind,
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11a, b, c Prinzipskizzen verschiedener Module
eines modular aufgebauten Begleitfahrzeuges im Querschnitt,
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12a, b, c Prinzipskizzen einer Tauchkapsel und
eines als Katamaran ausgebildeten Begleitfahrzeuges, wobei das Begleitfahrzeug
in geschnittener Seitenansicht und in Rückansicht gezeigt ist,
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13a, b, c Prinzipskizzen einer modular aufgebauten
Tauchkapsel und eines als Katamaran ausgebildeten Begleitfahrzeugs
zur Aufnahme der Tauchkapsel,
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14 eine
Prinzipskizze zweier miteinander verbundener Tauchkapseln,
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15a, b ein weiteres Ausführungsbeispiel eines als Katamaran
ausgebildeten Begleitfahrzeugs in geschnittener Seitenansicht und
in Rückansicht,
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16a, b, c Prinzipskizzen zweier miteinander über ein
Gelenk verbundener Tauchkapseln und eines zur Aufnahme der Tauchkapseln
ausgebildeten Begleitfahrzeugs,
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17 eine
Prinzipskizze eines modular aufgebauten Begleitfahrzeugs in geschnittener
Seitenansicht und
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18 eine
Prinzipskizze einer doppelwandig ausgebildeten Tauchkapsel.
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In
der 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete
Tauchkapsel mit einem Schwimmkörper 12 in
teilweise geschnittener Seitenansicht rein schematisch gezeigt.
Der Schwimmkörper
bildet in seinem Inneren eine Kammer 14 zur Aufnahme eines Tauchers.
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Der
Schwimmkörper 12 besteht
bei diesem Ausführungsbeispiel
aus einem massiven Kunststoffrohr, z.B. aus Polyethylen oder Polypropylen,
und weist ein spezifisches Gewicht auf, das niedriger ist als das
von Wasser. Ohne Zusatzgeräte
würde der Schwimmkörper also
im Wasser schwimmen.
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Zur
Herstellung der Schwimmkörper
haben sich Kunststoffrohre aus sog. PE-80 Polyethylen und insbesondere
aus PE-100 Polyethylen (Klassifikation gemäß der deutschen bzw. der europäischen Norm DIN/CEN 155)
besonders bewährt.
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Der
Schwimmkörper
kann leicht so austariert werden, daß er im Wasser nicht untergeht
bzw. in einer bestimmten Tauchtiefe vom Taucher verlassen werden
kann, ohne weiter abzusinken oder aufzutauchen. Damit ergibt sich
eine sehr sichere Tauchkapsel, die auch bei Havarien den Taucher
nicht ungewollt in die Tiefe zieht.
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Bei
dem Kunststoffrohr kann es sich um einen Abschnitt eines Standardrohres
handeln, wie es in großen
Mengen industriell z.B. als Wasserrohr gefertigt wird. Dies erlaubt
eine besonders preisgünstige
Herstellung der Tauchkapsel.
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Ein
Ende des Kunststoffrohres bildet eine mittels eines Lukendeckels 16 verschließbare Luke. Das
andere Ende ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch
einen angeschweißten
Kunststoffkegel 18 dauerhaft dicht verschlossen.
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Der
Lukendeckel 16, der in geschlossenem Zustand die Luke fest
verschließt,
kann vorteilhaft aus durchsichtigem Material insbesondere Acrylglas gefertigt
sein, um so einem in der Kammer 14 befindlichen Taucher
die Sicht nach draußen
zu ermöglichen.
Alternativ können
natürlich
auch Kameras und andere Einrichtungen vorgesehen werden, die dem Taucher
die Sicht nach draußen
ermöglichen,
jedoch sind solche Einrichtungen teurer und aufwendiger als ein
durchsichtiger Luckendeckel.
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Der
Lukendeckel kann plan oder strömungsgünstig nach
außen
gewölbt
sein. Da der Lukendeckel eine gewisse Stabiltät und damit eine gewisse Materialstärke aufweisen
muß, hat
es sich aus Kosten- und Gewichtsgründen bewährt, einen planen Lukendeckel 16 und
eine gesonderte, strömungsgünstig ausgebildete
Lukendeckelverkleidung 20 vorzusehen, wobei sich Acrylglas
auch als Material für
die Verkleidung bewährt
hat. Die Lukendeckelverkleidung kann jedoch eine deutlich geringere
Materialstärke
als der Lukendeckel besitzen. In der Lukendeckelverkleidung 20 ist
eine Öffnung 21 vorgesehen, so
daß der
von der Verkleidung umschlossene Raum stets Umgebungsdruck aufweist.
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Die
Tauchkapsel 10 kann je nach Einsatzzweck mit unterschiedlichen
an sich bekannten Zusatzteilen versehen werden, wie z.B. Heizeinrichtungen
zur Erhöhung
der Temperatur in der Tauchkapsel, einem hier durch die Schraube 22 nur
prinzipiell angedeuteten Antrieb, der z.B. elektrisch oder durch Muskelkraft
betätigt
sein kann, und verschiedenen ebenfalls nur prinzipiell angedeuteten
Höhen-
und Seitenrudern 24, 26, 28 und 30,
die z.B. mechanisch- oder hydraulisch-verstellbar ausgebildet sein
können.
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Ein
wichtiges Element ist die im Inneren der Kammer 14 angeordnete
Druckentlastungsvorrichtung 32, die bei diesem Ausführungsbeispiel
aus einem in einem Zylinder 34 geführten Kolben 36 besteht,
wobei der Kolben 36 über
eine Schraube 38 exakt positionierbar ist und die Druckentlastungsvorrichtung
hier so ausgebildet ist, daß sie
das freie Volumen in der Kammer verändert. Auf die genaue Funktionsweise
der Druckentlastungsvorrichtung wird im Zusammenhang mit der Arbeitsweise
der Tauchkapsel noch eingegangen.
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Es
sei an dieser Stelle betont, daß es
sich bei der 1 ebenso wie bei den anderen
Figuren um reine Prinzipskizzen zur Verdeutlichung des grundsätzlichen
Prinzips der Tauchkapsel handelt und daß insbesondere die Druckentlastungsvorrichtung 32 im Inneren
der Tauchkapsel angeordnet ist, während die Höhenruder 24 und 26 natürlich auf
der Außenseite der
Tauchkapsel angeordnet sind. Ferner sei noch einmal betont, daß bei einer
bevorzugten Verwendung der Tauchkapsel auch die Kammer 14 mit
Wasser gefüllt
ist, daß jedoch
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
darauf verzichtet wurde, das Innere der Tauchkapsel und den Raum
zwischen Lukendeckel 16 und Lukendeckelverkleidung 20 ebenfalls
mit waagerechten kurzen Strichen zu versehen, die in der Zeichnung
das Umgebungswasser andeuten. Gleiches gilt für die 2 und 5.
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Zur
Versorgung eines in der Kammer 14 befindlichen Tauchers
mit Frischluft ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Zulufttank 40 vorgesehen,
der über
einen Schlauch 42 mit einer üblichen Atemmaske eines Tauchers
gekoppelt werden kann. Dabei sei an dieser Stelle betont, daß im Regelfall
(auf eine Ausnahme im Zusammenhang mit dem Einsatz der Tauchkapsel
zu reinen Erkundungszwecken wird noch eingegangen) der Schlauch 42 nicht
etwa, wie aufgrund der rein schematischen Darstellung angenommen
werden könnte,
einfach in der Kammer 14 mündet und diese dann mit Luft
füllt,
sondern über weitere
hier nicht gezeigte Schläuche
so zum Taucher geführt
wird, daß die
Luft aus dem Zulufttank 40 nur zu den Atemorganen des Tauchers
und nicht in die Tauchkapsel gelangen kann.
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Das
Ausatmen erfolgt über
einen Abluftschlauch 44, der ebenfalls mit einer Atemmaske
des Tauchers gekoppelt sein kann und der bis über die durch eine Linie angedeutete
Wasseroberfläche 46 geführt ist,
so daß der
Taucher nur gegen den an der Wasseroberfläche herrschenden Atmosphärendruck, im
folgenden als Normaldruck bezeichnet, ausatmet.
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Dabei
sei zur Vermeidung von Mißverständnissen
bemerkt, daß der "Normaldruck" natürlich schwanken
kann und an der Wasseroberfläche
von Bergseen niedriger ist als auf Meereshöhe. Unter dem Begriff "Normaldruck" ist also kein bestimmter Druck
(z.B. 1013 mbar), sondern vielmehr ein Druckbereich zu verstehen,
innerhalb dessen sich die an der Erdoberfläche üblicherweise herrschenden Luftdrücke bewegen.
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In
der 2 ist eine Tauchkapsel 50 rein schematisch
gezeigt, die im wesentlichen der Tauchkapsel 10 entspricht,
so daß gleichwirkende
Teile auch mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden. Die Luftzuführung erfolgt
hierbei jedoch nicht über
einen Tank, sondern von der Wasseroberfläche aus über einen Zuluftschlauch 52,
der bei Benutzung mit einer hier nicht gezeigten Atemmaske eines
dann in der Kammer 14 befindlichen Tauchers gekoppelt werden
kann.
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Grundsätzlich können insbesondere
bei ganz geringen Tauchtiefen die Zuluftzuführung und die Luftabführung auch über ein
und denselben Schlauch erfolgen, jedoch nimmt bei zunehmender Tiefe
die Länge
und damit das Volumen des Schlauches zu (der bis an die Wasseroberfläche reichen muß, wenn
nicht gegen einen Überdruck
sondern nur gegen den Normaldruck ausgeatmet werden soll), so daß es zunehmend
schwieriger und schließlich
aufgrund des begrenzten Lungenvolumens des Tauchers unmöglich wird,
die im Schlauch befindliche verbrauchte Luft weitestgehend auszublasen,
so daß genügend Frischluft
eingeatmet werden kann. Es sind daher ab einer gewissen Tauchtiefe
getrennte Schläuche
vorzusehen. Ist ein Begleitfahrzeug vorhanden, kann die Luftzufuhr
und/oder die Luftabfuhr durch Pumpen o.dgl. unterstützt werden.
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Die 3 und 4 verdeutlichen
noch einmal die einfache und kostengünstige prinzipielle Bauweise
der Tauchkapseln, wobei hier auf die Darstellung jedweder Zusatzgeräte wie Druckentlastungsvorrichtungen,
Ruder, Antriebe und Einrichtungen zur Luftzufuhr und Luftabfuhr
verzichtet wurde. Teile, die den bereits oben im Zusammenhang der 1 beschriebenen
Teilen entsprechen, wurden mit den aus der 1 bekannten
Bezugszeichen versehen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird insofern
auf die Beschreibung von 1 verwiesen.
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Der
Schwimmkörper 12 der
in 3 in geschnittener Seitenansicht mit abgenommenen
Lukendeckel 56 gezeigten Tauchkapsel besteht aus massivem
Kunststoff, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen. Der Schwimmkörper 62 der
in 4 in geschnittener Seitenansicht mit angesetztem
Lukendeckel 56 gezeigten Tauchkapsel besteht aus einem beliebigen
Material, dessen spezifisches Gewicht höher als das von Wasser sein
kann, jedoch sind in dem Schwimmkörper 62 eine Anzahl
von abgeschlossenen Hohlkammern 64, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit
nur einige mit Bezugszeichen versehen wurden, ausgebildet, so daß das spezifische Gewicht
des fertigen Schwimmkörpers
im wesentlichen dem von Wasser entspricht oder vorzugsweise etwas
unterhalb dieses Gewichts liegt, so daß eine bemannte und mit Wasser
befüllte
Tauchkapsel leicht in einer bestimmten Wassertiefe so austariert
werden kann, daß sie
weder aufschwimmt noch absinkt.
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Der
in den 3 und 4 gezeigte Lukendeckel 56 besitzt
einen umlaufenden Dichtring 58. Grundsätzlich ist die Verbindung von
Luckendeckel und Schwimmkörper
wenig problematisch solange zueinander komplementäre Anlageflächen an
Luckendeckel und Schwimmkörper
gebildet sind, da mit zunehmender Tiefe die Druckdifferenz zwischen Kammer 14,
die im Regelfall unter Normaldruck stehen wird, und dem umgebenden
Wasser größer wird und
das umgebende Wasser den Lukendeckel damit fester an den Schwimmkörper preßt.
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Die 5 zeigt
rein schematisch wie eine Tauchkapsel 10, die im wesentlichen
der in 1 gezeigten Tauchkapsel entspricht, mit einem
Transport- und Versorgungsbehälter 70 über ein
Gelenk 72 gekoppelt werden kann. Damit läßt sich
auf einfache und kostengünstige
Weise ein Unterwasserfahrzeug herstellen, mit dem auch größere Distanzen überwunden
werden können.
Der durch die Schraube 74 angedeutete z.B. elektrische
Antrieb und ggf. weitere benötigte
Einrichtungen und Werkzeuge lassen sich in dem Transport- und Versorgungsbehälter problemlos
unterbringen.
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In
dem Transport- und Versorgungsbehälter kann auch ein Aufnahmetank
zur Aufnahme verbrauchter Luft vorgesehen sein, so daß dann,
wenn es nicht möglich
oder nicht gewünscht
ist, einen Abluftschlauch 44 über die Wasseroberfläche 46 zu
führen,
in diesen Aufnahmetank geatmet werden kann.
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Der
Transport- und Versorgungsbehälter kann – wie die
Tauchkapsel – einen
Schwimmkörper aus
einem Kunststoffrohr aufweisen. Er ist damit nicht nur kostengünstig herstellbar,
sondern braucht dann – ebenso
wie die Tauchkapsel – nur
wenige oder gar keine metallischen Teile aufzuweisen. Anstelle des
gezeigten Gelenks 72 sind auch andere geeignete Kopplungsmittel
einsetzbar.
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In
der 6a und der 6b ist
eine Tauchkapsel 80 gezeigt, bei der in einem Schwimmkörper 82 eine
Kammer 84 gebildet ist, die über eine mit einem Lukendeckel 86 verschließbare Luke
zugänglich ist. 6a und 6c zeigen
einen Transportkörper 88,
der an der Tauchkapsel 80 befestigbar und bei Bedarf abnehmbar
ist. In den Transportkörper 88 ist ein
Balastkörper 90 eingelegt.
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Der
Transportkörper 88 kann
wie die Tauchkapsel 80 aus Kunststoffrohr bestehen und
z.B. als Frachtcontainer zur Mitnahme von Werkzeugen und dergleichen
oder als Niederdrucklufttank dienen. Diese Ausführungsbeispiele zeigen bereits,
daß es
vorteilhaft ist, die Tauchkapseln aber auch, worauf noch eingegangen
wird, die Begleitfahrzeuge modular aufzubauen, so daß aus einer
Anzahl verschiedener Komponenten schnell ein dem jeweiligen Einsatzfall optimal
angepaßtes
Transportsystem zusammengestellt werden kann. Der Schwimmkörper der
Tauchkaspel bzw. der Rumpf eines Begleitfahrzeuges stellt dabei
dann eine Art "Grundmodul" dar, an die die
jeweils benötigten
Module, wie z.B. Antriebs-, Versorgungs- oder Transportmodule ggf.
unter Zwischenschaltung entsprechender Kopplungsmittel angekoppelt
werden können.
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Die 7a und 7b zeigen
schematisch ein zur Aufnahme einer Tauchkapsel ausgebildetes Begleitfahrzeug 100 in
geschnittener Seitenansicht, das bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei miteinander
verbunden Rohren 102 und 104 aus Kunststoff besteht,
die zu Transportzwecken voneinander getrennt werden können. Auch
dieses Begleitfahrzeug ist modular aufgebaut.
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In
dem einen Rohr 102 ist eine Aufnahme 106 für die Tauchkapsel 80,
in dem anderen Rohr 104 sind eine nach oben offene Plicht 110 zur
Aufnahme einer oder mehrerer Personen, zwei Auftriebskammern 112 und 114 und
eine Aufnahme 108z z.B. für einen Transportkörper 88 oder
andere Module wie insbesondere ein hier nicht gezeigtes Antriebsmodul, gebildet,
wobei die Auftriebskammern 112 und 114 durch feste
oder beweglich Schotten 116 und 118 gegen die
offene Plicht abgedichtet sind. Das Begleitfahrzeug kann so betrieben
werden, daß es
kurz unterhalb der Wasserlinie im Wasser schwimmt, so daß ggf. nur
der Kopf einer im Begleitfahrzeug befindlichen Person über die
Wasserlinie ragt.
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Ein
solches Begleitfahrzeug kann sowohl als Einrumpfboot ausgebildet
sein und dann einen Querschnitt wie in 8 gezeigt
aufweisen (Schnitt durch das Rohr 104 des Begleitfahrzeuges
gemäß 7a), als
auch als Mehrrumpfboot, z.B. mit zwei Rümpfen 104a und 104b wie
in 9 im Querschnitt gezeigt.
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Die
in den 7a und 7b angedeuteten Schotten 116 und 118 können unterschiedlich
ausgebildet sein. 10a zeigt eine Prinzipskizze
verschiedener in ein Rohr 120 eingebauter Schotten im Seitenschnitt,
die 10b zeigt das Rohr 120 im Querschnitt.
Bei den Linien 122 handelt es sich um Unterbrechungslinien,
die andeuten, daß hier
immer nur Ausschnitte aus dem Rohr 120 gezeigt sind.
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Die
Schotten 124, 126, 128 können ebenfalls aus
Kunststoff hergestellt werden. Das Schott 124 ist als massives
Kunststoffschott, die Schotten 126 und 128 sind
als Hohlkammerkunststoffschotten ausgebildet. Alle drei Schotten
können
leicht in das entsprechende Rohr 120 aus Kunststoff in
an sich bekannter Weise eingeschweißt werden, z.B. durch Anlegen
von Heizelementen 132 und ringförmige Erwärmung an der entsprechenden
Stelle wie in 10a angedeutet.
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Das
Schott 128 ist ein variabel in einem Rohr positionierbares
Kunststoffschott, das auf seiner der Innenseite des Rohres 120 zugewandten
Mantelfläche
mit Luft, Wasser oder einem sonstigen Fluid füllbare Dichtschläuche 134 und 136 aufweist,
die bei Bedarf eine dichte und feste Anlage des Schotts an der Innenseite
des Rohres 120 gewährleisten.
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In
der 11a ist ein Grundmodell eines
Begleitfahrzeuges im Querschnitt dargestellt, wobei die beiden schrägen Linien,
wie bereits im Zusammenhang mit der 10 beschrieben,
Unterbrechungslinien darstellen, so daß das in seiner Gesamtheit
mit 140 bezeichnete Begleitfahrzeug tatsächlich länger sein
kann, als in der Zeichnung dargestellt. In dem Begleitfahrzeug ist
ein bewegliches Schott 128 vorgesehen. Das Begleitfahrzeug 140 verfügt ferner über eine
Endkappe 142, an welche verschiedene Module angeschlossen
werden können,
z.B. der in 11b gezeigte Motor 144.
Die 11c zeigt ein Gehäuse 146,
das zur Aufnahme und Kühlung
des entsprechenden Motors ausgebildet ist. Es kann doppelwandig
ausgebildet sein, und es kann z.B. vorgesehen werden, daß zwischen
den Wänden
ein Kühlmittel
strömt.
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In
der 12a ist eine Tauchkapsel 10 gezeigt.
Die 12b zeigt, wie diese Tauchkapsel 10 in einem
Rumpf eines hier als Katamaran ausgebildeten Begleitfahrzeugs untergebracht
ist. In dem Begleitfahrzeug sind zwei flexible Tanks 148 und 150 vorgesehen,
die z.B. Treibstoff und Trinkwasser aufnehmen können. Die 12c zeigt die prinzipielle Rückansicht eines aus zwei Rümpfen gebildeten
Begleitfahrzeugs, wobei einer der Rümpfe mit einem Motor und einer
entsprechenden Antriebsschraube 152 versehen ist und wobei
zwischen den Rümpfen ein
zusätzlicher
Außenbordmotor 154 angeordnet
ist.
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Die 13a zeigt eine modular aufgebaute Tauchkapsel 10', die 13b zeigt ein Begleitfahrzeug zur Aufnahme der
Tauchkapsel.
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Die 13c zeigt die Rückansicht eines als Katamaran
ausgebildeten Begleitfahrzeugs, wobei jeder Rumpf 156, 158 über einen
eigenen Antrieb verfügt.
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In
der 14 ist dargestellt, wie zwei Tauchkapseln über ein
Seil miteinander zur Bildung eines Verbandes verbunden sein können, wobei
die beiden schrägen
Linien in der Mitte der Figur andeuten, daß das Seil tatsächlich wesentlich
länger
sein kann.
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In
der 15a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Begleitfahrzeuges dargestellt, in der 15b ist
angedeutet, daß die
Tauchkapsel 10 auch zwischen den beiden Rümpfen 156 und 158 eines
als Katamaran ausgebildeten Begleitfahrzeuges transportiert werden
kann.
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Die 16a zeigt zwei Tauchkapseln, die über ein
hier nicht weiter gezeigtes Gelenk verbunden sind, wobei jede Tauchkapsel über einen
eigenen Antrieb verfügt.
Die 16b zeigt ein Begleitfahrzeug
zur Aufnahme zweier über
ein Gelenk verbundener Tauchkapseln. Die 16c zeigt
die Rückansicht
eines als Einrumpfboot ausgebildeten Begleitfahrzeugs mit zwei hier
jeweils vierflügeligen Schrauben 160 und 160', die so ausgebildet
sind, daß sie
unter Erzeugung von Vortrieb im Betrieb gegenläufig rotieren, so daß sich das
im Betrieb von ihnen jeweils erzeugte Drehmoment praktisch aufhebt.
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Die 17 zeigt
ein modular aufgebautes, in seiner Gesamtheit hier mit 162 bezeichnetes
Begleitfahrzeug, bei dem der Motor in einem Gehäuse 146 angeordnet
ist. Das Begleitfahrzeug verfügt über eine
offene Plicht 164.
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Eine
besondere Tauchkapsel 170 zeigt die 18: Der
Schwimmkörper 176 dieser
Tauchkapsel ist doppelwandig ausgebildet und besteht aus einer inneren
Kapsel 172 und einer äußeren Kapsel 174. Die
innere Kapsel 172 wird analog zu einer der bislang beschriebenen
Tauchkapseln, z.B. der Tauchkapsel 10 gemäß 1 ausgebildet,
wobei hier auf die Darstellung entsprechender Antriebsvorrichtungen
verzichtet wurde.
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Die äußere Kapsel 174 ist überall etwas
größer bemessen
als die innere Kapsel 172 und so ausgebildet, daß sie die
innere Kapsel 172 vollständig umschließen kann.
Entsprechende Antriebe sind natürlich
durch die Kapsel 174 nach außen geführt. Bei entsprechender Ausbildung
von äußerer Kapsel 174 und
innerer Kapsel 172 kann bei Benutzung der Tauchkapsel 170 ein
Luft- oder Gaspolster zwischen der Außenhaut der inneren Kapsel 172 und
der Innenwand der äußeren Kapsel 174 mit
dem Druck des Umgebungswassers aufgebaut werden. Wurde die innere
Kapsel 172 zuvor geflutet, kann sie wie eine der bislang
beschriebenen Tauchkapseln verwendet werden. Das sie umgebende Luft-
oder Gaspolster federt dann plötzliche
Druckschwankungen, wie sie z.B. bei der Explosion von Wasserbomben
auftreten können,
ab, da das in dem zwischen innerer Kapsel 172 und äußerer Kapsel 174 vorgesehene
Medium, im Regelfall also Luft, kompressibel ist.
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Die
Tauchkapsel kann zum Transport und zur Rettung von Tauchern, insbesondere
zu den verschiedensten militärischen
und zivilen Zwecken, z.B. zu reinen Erkundungszwecken auch im Tourismusbereich
und auch als U-Boot eingesetzt werden. Insbesondere kann die Tauchkapsel
vorteilhaft auch als Dekompressionskapsel eingesetzt werden. Sie
eignet sich zur Unterwasser-Aufklärung, und zwar sowohl frei
operierend als auch im Schlepp eines Bootes, z.B. Begleitfahrzeuges.
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Die
Tauchkapsel kann zur technischen Kontrolle von Schiffen, Bohrinseln,
Seekabeln, Brücken aber
auch zur Bewachung der genannten Objekte und Ihrem Schutz vor Sabotageanschlägen eingesetzt
werden. Durch die oben beschriebene Arbeitsweise ermöglicht es
die Tauchkapsel Tauchern, über mehrere
Stunden auch in größerer Tiefe
zu verweilen, ohne daß beim
Auftauchen Dekompressionszeiten eingehalten werden müssen. Je
nach Seegebiet kann die Tauchkapsel dazu ein Heizsystem aufweisen,
so daß der
Taucher vor Unterkühlung
geschützt ist.
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Beim
Einsatz zu reinen Erkundungszwecken kann die Tauchkapsel über Wasser
bestiegen werden, worauf die Tauchkapsel verschlossen wird, so daß die in
der Tauchkapsel befindliche Person während des Tauchens im Trockenen
bleibt. Zufuhr und Abfuhr von Luft erfolgen von der Wasseroberfläche aus über entsprechende
Schläuche.
Die Tiefensteuerung erfolgt in an sich bekannter Weise über ein
Tariersystem an der Außenseite
der Kapsel oder über an
der Außenseite
der Kapsel angebrachten, bei Bedarf leicht abwerfbaren Ballast.
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Beim
Einsatz zum Transport von Tauchern kann die Tauchkapsel sowohl über als
auch unter Wasser bestiegen werden. Die Luftzufuhr kann wie oben
beschrieben auf unterschiedliche Weisen erfolgen, das Ausatmen erfolgt
gegen Normaldruck entweder in den gesonderten Aufnahmetank oder über den
an die Wasseroberfläche
geführten
Abluftschlauch. Durch entsprechende Tariersysteme kann leicht gewährleistet
werden, daß die
Tauchkapsel, wenn ein Taucher sie unter Wasser verläßt, weder aufsteigt
noch absinkt.
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Sucht
ein Taucher die Kammer der Tauchkapsel unter Wasser auf, so füllt sich
die Kammer natürlich
auch mit Wasser. Nach dem Verschließen der Kammer mittels des
Lukendeckels kann der Taucher dann über die Druckentlastungsvorrichtung
in der Kammer Normaldruck einstellen, so daß er zwar noch unter Wasser,
aber nicht im Überdruck
liegt und bei Auftauchen keine Kompressionszeiten einhalten muß. Damit
wird es dem Taucher möglich,
auch längere
Zeit unter Wasser in größerer Tiefe,
z.B. 10 m oder 20 m zu verweilen oder größere Strecken zurückzulegen,
dann die Kapsel kurzzeitig für
auszuführende
Arbeiten zu verlassen und anschließend die Kapsel wieder aufzusuchen,
ohne daß dies
für seinen
Organismus eine größere Belastung
darstellt.
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Die
Tauchkapsel eignet sich auch hervorragend als problemlos selbst
auf kleinen Schiffen mitzuführende,
vorteilhaft bereits unter Wasser zu besteigende Dekompressionskapsel.
Nach dem Einstieg kann der Taucher die in der Tauchkapsel für diesen
Einsatzweck vorgesehenen Versorgungseinrichtungen wie z.B. externe
Luftzufuhr und insbesondere Heizeinrichtungen zur Erhöhung der
Temperatur in der Tauchkapsel nutzen, vermindert aber den Druck in
der Kapsel nicht sofort auf Normaldruck. Vielmehr führt er die übliche Dekompressionsprozedur
durch, wozu er entweder langsam den Druck in der Tauchkapsel mittels
der Druckentlastungsvorrichtung vermindern kann ohne zur Wasseroberfläche aufzusteigen
oder unter Einhaltung der notwendigen Verweilzeiten in den entsprechenden
Tiefen langsam an die Wasseroberfläche aufsteigen kann. Natürlich können diese
Prozeduren auch von einem Begleitfahrzeug aus gesteuert werden,
so daß sich
der Taucher ausruhen kann und sicher an die Wasseroberfläche geborgen
wird.
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Der
beschriebene und in den Zeichnungen angedeutete modulare Aufbau
von Tauchkapsel und Begleitfahrzeug ermöglicht es nicht nur, schnell
ein für
den jeweiligen Einsatzfall optimal angepaßtes Transportsystem zusammenzustellen,
es erlaubt auch den leichten und kostengünstigen Austausch beschädigter Module.
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Die
genannte Ausbildungsmöglichkeit
des Begleitfahrzeuges derart, daß es dicht unterhalb der Wasseroberfläche schwimmt,
so daß nur
der Oberkörper
einer in dem Begleitfahrzeug sitzenden Person aus dem Wasser ragt,
erlaubt es, die Tauchkapsel unter Wasser in einen Rumpf eines entsprechend ausgebildeten
Begleitfahrzeuges einzuschwimmen, so daß kein Kran benötigt wird,
um die Tauchkapsel vom Begleitfahrzeug aufnehmen zu lassen, wobei der
Rumpf des Begleitfahrzeuges ebenso wie die Tauchkapsel selbst aus
einem Standard-Kunststoffrohr gebildet sein können, was eine im Verhältnis zu üblichen
U-Booten und Wasserfahrzeugen mit Unter-Wasser-Aufnahmemöglichkeiten
extrem preisgünstige
Ausgestaltung von Begleitfahrzeug und Tauchkapsel erlaubt.
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Selbstverständlich können Tauchkapsel und/oder
Begleitfahrzeug auch aus anderen Materialien als den beschriebenen
Standard-Kunststoffrohren gefertigt werden, jedoch wird dadurch
im Regelfall die Herstellung verteuert.
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Eine
im wesentlichen zylindrische Ausbildung sowohl von Tauchkapsel als
auch Begleitfahrzeug hat zudem den Vorteil, daß sowohl die Tauchkapsel als
auch das Geleitfahrzeug aus dem Wasser an Land gerollt bzw. vom
Land in das Wasser gerollt werden können. Auch ermöglicht es
diese Ausgestaltung, das Begleitfahrzeug und/oder die Tauchkapsel bei
militärischen
Einsätzen über die
entsprechend ausgebildeten Torpedorohre eines Schiffes im Wasser
abzusetzen.