DE19922601B4

DE19922601B4 - Vorrichtung zum automatischen Schutz von Gebäuden bei wirbelstürmen mit einem zweiteiligen, aufblasbaren Gebäudeschutzwall

Info

Publication number: DE19922601B4
Application number: DE19922601A
Authority: DE
Inventors: Henry Tunger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2009-11-05
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: DE19922601A1

Abstract

Vorrichtung zum Schutz von Gebäuden bei Wirbelstürmen,
• mit einer Messeinrichtung zur Erfassung von Wirbelstürmen, die eine Puls-Doppler-Radarsignalanlage (14) umfasst,
• mit einem zweiteiligen, aufblasbaren Gebäudeschutzwall (10, 19), wobei der erste Teil (10) das zu schützende Gebäude konzentrisch umgibt und der zweite Teil (19) oberhalb des Daches radial expandierbar ist,
• mit einer Steuereinrichtung (2), welche mit der Messeinrichtung und Mitteln (8, 9, 11, 12; 23, 24, 13, 25) zum Aufblasen oder Entleeren des Gebäudeschutzwalls (10, 18) verbunden ist, wodurch nach Maßgabe von Messeinrichtung (14) und Steuereinrichtung (2) der Gebäudeschutzwall (10, 19) derart aufgeblasen wird, dass die beiden Teile (10, 19) sich im aufgeblasenen Zustand zu einer geschlossenen Umhüllung des zu schützenden Gebäudes ergänzen oder diese wieder entleert werden, und
• mit einer Lagerung (27, 22) derart, dass der aufgeblasene Gebäudeschutzwall (10, 19) um seine vertikale Achse drehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruch 1, eine Vorrichtung zum automatischen Schutz von Gebäuden bei Wirbelstürmen, insbesondere in Territorien, wo Wirbel- u. Flächenstürme klimatisch bedingt sehr häufig auftreten. Die Gebäude sollen wirkungsvoll gegen deren Zerstörungskräfte geschützt werden, sobald sich derartige Unwetter diesen Gebäuden nähern.
Auch in dieser hoch technisierten Epoche des ausgehenden 20. Jahrhunderts fallen jährlich Tausende von Menschen diversen Klimakatastrophen zum Opfer.
Dies ist de facto in der Tatsache begründet, dass sich auch heute noch – insbesondere bei Wirbelstürmen – deren Entstehungsherd, Einzugsgebiet und Intensität kaum präzise definieren lassen, da sich diese so genannten Windhosen aus Quellwolken bilden, welche durch thermische Einflüsse erst in der Endphase entstehen oder sich wieder auflösen.
Daraus resultiert, dass sich viele Wirbelsturm-Warnungen der Medien als definitiv unkorrekt erweisen und daher von der Bevölkerung häufig – ja leider auch im Ernstfall – ignoriert werden.
Selbst wenn sie jede Vorwarnung befolgen und sich für die vorhergesagte Zeitdauer in die Kellerräume ihrer Wohnhäuser begeben, so setzen sie sich auch da noch der Gefahr aus, von den im Ernstfall einbrechenden, darüber liegenden Stockwerketagen verschüttet zu werden und sofern sie nachfolgend vom Rettungspersonal nicht rechtzeitig geborgen werden (können), an Sauerstoff-/Proviantmangel sterben.
Da infolge des Ozons sich im Laufe der letzten Jahrzehnte die Ozeane aufheizten, haben sich die Zahl dieser Stürme und deren Ausläufer nahezu verdoppelt.
Aus der US 5,860,251 A1 ist eine aufblasbare Schutzhülle für Gebäude vor einem Feuersturm bekannt, bei der auf dem Dach des Gebäudes ein Behälter mit der Schutzhülle angeordnet ist. Im Falle der Aktivierung wird automatisch der Deckel des Behälters geöffnet, die Schutzhülle ausgestoßen und danach diese aufgeblasen. Im Einzelnen ist die aus feuerbeständigem Material bestehende Schutzhülle domartig ausgestaltet und weist entweder radial um die zentrale Achse verlaufende Röhren auf oder ist zweilagig mit einem Rippen aufweisenden Zwischenraum ausgeführt, wobei die Röhren oder der Zwischenraum mit Luft oder Gas befüllt werden. Zur Verankerung der aufgeblasenen Schutzhülle weist diese mit Bodenanker befestigbare Schlaufen oder eine am Boden umlaufende Ringwulst auf, in welche Wasser gepumpt wird. Als Druckluftquelle kann ein außerhalb der Schutzhülle angeordneter Kompressor oder eine innerhalb des Gebäudes befindliche Druckflasche/-behälter vorgesehen werden.
Damit sich die Anzahl der von diesen Naturkatastrophen beschädigten/zerstörten Gebäude und verletzten/getöteten Menschen und Tiere nicht auch verdoppelt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Schutz von Gebäuden bei Wirbelstürmen derart auszugestalten, dass einerseits eine geschlossene Umhüllung des zu schützenden Gebäudes innerhalb weniger Minuten ermöglicht wird, andererseits durch teilweise Energieumwandlung die Wirbelenergie des Wirbelsturms kaum eine Zerstörung der Umhüllung bewirken kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Schutz von Gebäuden bei Wirbelstürmen,

• mit einer Messeinrichtung zur Erfassung von Wirbelstürmen, die eine Puls-Doppler-Radarsignalanlage umfasst,
• mit einem zweiteiligen, aufblasbaren Gebäudeschutzwall, wobei der erste Teil das zu schützende Gebäude konzentrisch umgibt und der zweite Teil oberhalb des Daches radial expandierbar ist,
• mit einer Steuereinrichtung, welche mit der Messeinrichtung und Mitteln zum Aufblasen oder Entleeren des Gebäudeschutzwalls verbunden ist, wodurch nach Maßgabe von Messeinrichtung und Steuereinrichtung der Gebäudeschutzwall derart aufgeblasen wird, dass die beiden Teile sich im aufgeblasenen Zustand zu einer geschlossenen Umhüllung des zu schützenden Gebäudes ergänzen oder diese wieder entleert werden, und
• mit einer Lagerung derart, dass der aufgeblasene Gebäudeschutzwall um seine vertikale Achse drehbar ist,

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt das radiale Expandieren bei Näherung eines Wirbelsturmes, bzw. bei Sturmwindböen oberhalb der Windstärke 6 (nach der Beaufort-Skala) – im elektropneumatischen Modus – wodurch unverzüglich ein erster Teil, nämlich eine radiale Gebäudeumhüllende Schutzbarriere mit 360°-Ausdehnung erzeugt wird, welche zudem um seine vertikale Achse bzw. um die Gebäudemittelpunkt-Hochachse drehbeweglich gelagert ist, was die extern angreifenden Sturmböen des Wirbelsturms durch Mitrotieren zusätzlich verringert.
Unmittelbar nach Druckbefüllungsabschluss dieses ersten Teils des Gebäudeschutzwalls, erfolgt gleichfalls vollautomatisch eine pneumatische Druckbefüllung des zweiten Teils oberhalb des Daches, welcher radial expandierbar ist und welcher hierbei gleichfalls gasdruckdicht und um die vertikale Achse des Gebäudes drehbeweglich gelagert ist.
Die Funktion dieses zweiten Teils des aufblasbaren Gebäudeschutzwall besteht einerseits darin, keinerlei Sturmwindböen von oben in den von der ersten Schutzbarriere gebildeten zylindrischen Hohlraum zwischen Gebäude und der Innenwand des Schutzwalls eindringen zulassen und andererseits diesem ersten Teil des aufblasbaren Gebäudeschutzwall an seinem oberen Randbereich eine 360°ig umlaufende, drehbewegliche Gegenstütze zu verleihen, welche bei einseitig angreifenden Sturmwindböen ein zu starkes konzentrisches Weggieren dieses oberen Schutzwallteils von der vertikalen Achse des Gebäudes verhindert.
In Weiterbildung der Erfindung befindet sich, gemäß Patentanspruch 2, der die Seitenwände des Gebäudes umhüllende erste Teil des Gebäudeschutzwalls im entleerten Zustand im Erdreich und ist durch motorisch verschiebbare Abdeckblenden abgedeckt. Weiterhin befindet sich, gemäß Patentanspruch 3, der das Dach des Gebäudes umhüllende zweite Teil des Gebäudeschutzwalls im entleerten Zustand hinter einer Verkleidung, welche sich im Gebäudeinneren konzentrisch um den Gebäudemittelpunkt erstreckt und welche über den First des Gebäudes hinaus motorisch verschiebbar ist.
Vorzugsweise sind, gemäß Patentanspruch 4, Mittel zum motorischen Einfahren der Puls-Doppler-Radarsignalanlage ins Erdreich und umgekehrt vorgesehen.
Demgemäß ist als zentrale Messeinrichtung zur Erfassung von Wirbelstürmen für ein gesamtes Wohngebiet die Puls-Doppler-Radarsignalanlage vorgesehen, welche via sturmgeschützt im Erdreich vergrabener Signalleiter, bei Näherung eines Wirbelsturmes, bzw. von Windböen oberhalb der Windstärke 6, den Schutzwall-Belüftungs-Steuerbefehl erzeugt und danach unverzüglich selbst vollautomatisch unterhalb der Bodenoberfläche eingefahren wird, wonach sie die Richtung und Distanz dieser Sturmwindböen lediglich noch akustisch überwacht.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist, gemäß Patentanspruch 5, als weitere Messeinrichtung ein ins Erdreich eingelassenes Mikrophon vorgesehen.
Wird bei dieser akustischen Überwachung mittels des Mikrophons die Distanzierung des Wirbelsturmes, bzw. das Wiederauffrischen des Flächensturmes unterhalb der Windstärke 6 phonetisch erkannt, so erfolgt das automatische Ausfahren der (unbemannten) Puls-Doppler-Radarsignalanlage über die Bodenoberfläche bis zum vertikalen Endanschlag.
Ist dies erfolgt, so steuert dieselbe erneut selbsttätig den horizontal-radialen Suchumlauf ihrer Parabolantennen ein, wobei sie wiederum das in einem Umkreis von 50 km/54,7 yd/31,1 m gelegene Terrain nach herumfliegenden Objekten wie Strohhalme, Sand oder Hölzern abtastet, was ihr Aufschluss über die Position, Verlauf, Annäherung/Distanzierung sowie Intensivierung dieses Sturmausläufers gibt.
Vorzugsweise ist, gemäß Patentanspruch 6, zum Tragen und Aufblasen des zweiten Teils des Gebäudeschutzwalls eine sich bis in die Verkleidung erstreckende hohle Lagerwelle (20) mit Öffnungen vorgesehen.
Im Falle des Distanzierens/Abschwächens des Wirbelsturmes auf Werte, welche das zugeordnete Wohngebiet nicht mehr gefährden, gibt die Puls-Doppler-Radarsignalanlage den Schutzwall-Entlüftungs-Steuerbefehl zu allen Wohnhäusern des zugeordneten Wohngebietes aus, wonach dieselben unverzüglich den vollautomatischen Entlüftungsmodus der beiden Teile des expandierten Gebäudeschutzwalls einsteuern, bis dieselben wieder retour zusammengefaltet in ihren Ausgangspositionen verharren und extern abgekapselt sind und bis diese bei erneuter Annäherung eines Wirbel-/Flächensturmausläufers erneut reaktiviert werden.
Schließlich sind, bei einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 7, die Steuereinrichtungen zur Steuerung von Gebäudeschutzwall und/oder der Messeinrichtung miteinander vernetzt oder stehen drahtlos (17', 18') miteinander in Verbindung.
Dabei ist den zentralen elektronischen Steuereinheiten eines jeden (Land-)Wohnhauses und der zentralen elektronischen Steuereinheit der zentralen Puls-Doppler-Radarsignalanlage ein elektronischer Diagnoserechner (Check-System) nachgeschaltet, welcher im Betriebszustand alle Sensoren/Aktuatoren überwacht und bei allen Funktionsstörungen derselben, diese in einem codierten Fehlerspeicher abrufbar abspeichert, sowie diese Fehlfunktion(en) redundant optisch/akustisch signalisieren.
Der elektronische Diagnoserechner der Puls-Doppler-Radarsignalanlage steuert ferner, simultan zu einem opto-akustischen Signalaktuator, eine stationäre Funksendeanlage an, welche den abgespeicherten Fehlercode auf drahtlosem Wege unverzüglich zur zuständigen Landes-Entstör- und Service-Zentrale überträgt, so dass deren Personal die jeweilige Fehlfunktion(en) auf schnellstem Wege beheben können. Dadurch können die Ausfallzeiten dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schutz von Gebäuden bei Wirbelstürmen auf das Minimum reduziert werden. Die detaillierte Erläuterung über Aufbau und Funktion der dargestellten Erfindung, sowie weiterer Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt,
2 in Draufsicht einen Teil der Vorrichtung nach 1 bei geschlossenen Schutz barrieren-Verschlussblenden,
3 in Draufsicht einen Teil der Vorrichtung nach 1 bei sich öffnenden Schutzbarrieren-Verschlussblenden,
4 in Draufsicht einen Teil der Vorrichtung nach 1 bei vollständig geöffneten Schutzbarrieren-Verschlussblenden,
5 in Draufsicht einen ersten Teil des Gebäudeschutzwalls, welcher das zu schützende Gebäude konzentrisch umgibt,
6 in Draufsicht einen zweiten Teil des Gebäudeschutzwalls, welcher oberhalb des Daches radial expandierbar ist, in der Öffnungsphase,
7 in Draufsicht den zweiten Teil des Gebäudeschutzwalls nach 6 vollständig expandiert,
8 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Puls-Doppler-Radarsignalanlage, teilweise im Schnitt, in der Suchumlaufphase,
9 die Puls-Doppler-Radarsignalanlage nach 8 bei beendetem radialen Suchumlauf,
10 die Puls-Doppler-Radarsignalanlage nach 8 bei beginnendem Einfahren unterhalb der Bodenoberfläche,
11 die eingefahrene Puls-Doppler-Radarsignalanlage nach 8 bei geschlossenen Vertikalverschlussklappen und in der Betriebsphase akustische Überwachung des Umfeldes,
12 die Vernetzung der Steuereinrichtungen zur Steuerung von Gebäudeschutzwall und/oder Messeinrichtung für ein zu schützendes Wohngebiet,
13 in der Seitenansicht den ersten Teil des Gebäudeschutzwalls zum Beginn des Aufblasens,
14 in der Seitenansicht den aufgeblasenen ersten Teil des Gebäudeschutzwalls nach 13,
15 in der Seitenansicht den aufgeblasenen ersten Teil des Gebäudeschutzwalls nach 13 und den zweiten Teil des Gebäudeschutzwalls in der Öffnungsphase,
16 in der Seitenansicht den zweiteiligen Gebäudeschutzwall nach 15 fast vollständig aufgeblasen,
17 in der Seitenansicht den vollständig aufgeblasenen zweiteiligen Gebäudeschutzwall nach 15,
18 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Puls-Doppler-Radarsignalanlage und
19 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuereinrichtungen zur Steuerung des Gebäudeschutzwalls.
In der 1 ist eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt dargestellt, deren funktionale Erläuterung anhand der Bezugszeichen 1–30 erfolgt.

1 = Signalleiter, welche (un)wettergeschützt unterhalb der Bodenoberfläche verlegt sind und so zur Kommunikation zwischen der zentralen, elektronischen Steuereinheit 2 des jeweiligen (Land-)Wohnhauses sowie der zentralen, elektronischen Steuereinheit 4 (siehe 8) der Puls-Doppler-Radarsignalanlage bestimmt sind.
2 = zentrale, elektronische Steuereinheit für den zweiteiligen, aufblasbaren Gebäudeschutzwall (siehe auch 19), welche bei einem via Signalleiter 1 übertragenen, codierten Belüftungs-Steuersignal die nachgeschalteten Aktuatoren 7-29-8-12-15-23 und 25 – in dieser Reihenfolge – derart ansteuert, dass diese zunächst die völlige pneumatische Expansion des ersten Teils 10 und nachfolgend das pneumatische Expandieren der zweiten Teils 19 des Gebäudeschutzwalls steuern.

Wird zu dieser Steuereinheit 2 von der Puls-Doppler-Radarsignalanlage (8-12) das wiederum codierte Entlüftungs-Steuersignal via Signalleiter übertragen, so leitet dasselbe via der nachgeschalteten Aktuatoren 23-15-8-7 und 29 – in dieser Reihenfolge – den Entlüftungsmodus des ersten und zweiten Teils 10; 19 des Gebäudeschutzwalls, sowie Verschieben deren Abdeckblenden vollautomatisch ein.
Hierbei laufen die modulinternen Steuerungen nach kennfeldgestützten Programmabläufen ab.

3 = betonierte Führungsfassung der darin horizontal verschiebbaren Abdeckblenden 5 des ersten Teils 10 (siehe auch 2–7).
4 = rollengelagerte Führungsrollen der jeweilig darin im Rollreibmodus geführten Abdeckblende 5.
5 = horizontal verschiebbare Abdeckblende, welche bei Ansteuerung via Steuereinrichtung 2 der Schrittmotoren 6-7 – gemäß des jeweiligen Steuerbefehls – bei einer Drehrichtung zur Öffnungs- und in der anderen Drehrichtung zum gleichfalls horizontalen Verschließen gesteuert wird, wobei der Gebäudeumfassende, radial auslaufende Hohlraum des unterhalb der Bodenoberfläche stationierten, ersten Teils 10 vertikal geöffnet/retour geschlossen wird.
6 = positionsstatisch, axial angelenktes Transmissionszahnrad, welches mit dem dazuliegenden Zahnsegment der jeweiligen Abdeckblende kontinuierlich im Zahnflankeneingriff steht und somit die drehrichtungsvariablen Rotationsmomente der jeweiligen Schrittmotoren 7 in eine gleichgerichtete Verschiebung der Abdeckblende 5 umsetzt.
7 = Schrittmotor mit Drehrichtungsumkehr, welcher jeweils von der Steuereinrichtung 2 beim Öffnen/Verschließen, mit den hierzu erforderlichen Betriebsspannungen angesteuert wird. Hierbei zählt die Steuereinrichtung 2 die Anzahl der Ab-/Zuschaltvorgänge der Wicklungsstränge, d. h. die Impulse via einer Ringzähler-Steuerlogik.

Die Anzahl dieser Impulse ist daher proportional zur Verschubweglänge der jeweiligen Abdeckblende 5 und wird zwischen den beiden Öffnungs-/Verschluss-Endanschlägen in der Steuereinrichtung 2 abgespeichert, womit diese Steuereinrichtung 2 nach Ansteuerung vom Schrittmotor 7 – in welcher Drehrichtung auch immer – exakt vor dem jeweiligen mechanischen Endanschlag der Abdeckblende 5, den Betriebsstrom abregelt.

8 = pneumatisches 4/2-Wegeventil mit zwei Elektromagneten, mittels welchem die Steuereinheit 2 den pneumatischen Druckbefüllungsmodus des ersten Teils 10 elektropneumatisch einsteuert und anderenfalls wiederum den Entlüftungsmodus dieser radialen Schutzbarriere 10 einleitet.

Diese Steuervorgänge werden via der beiden Elektromagnete appliziert, welche als Magnetventile konzipiert sind und die daran befestigten Be-/Entlüftungsleitungen sinngemäß zwischenschalten.

9 = im Keller(-boden)Mauerwerk verankerter Stickstoff-Druck-Gasakkumulator in Form eines an seinen Enden parabel-/parabolisch auslaufenden Druckgasbehälters, dessen Druckspeichervolumen proportional zu einer Stickstofffüllung ist, welche sowohl den daran via Wegeventil 8 angeschlossenen ersten Teil 10 völlig zu expandieren und Sturmwind-resistent zu bespannen vermag, bis bei Befüllungsabschluss ein Druckausgleich zwischen diesen beiden Hohlkörpern hergestellt ist.
10 = erster Teil des Gebäudeschutzwalls (primäre, radiale Gebäudeschutzwall-Barriere), welcher mittels definierter Faltperforierungen im drucklosen Zustand auf einem – in definierter Distanz – radial gebäudekonzentrisch umfassenden Axialrillen-Stahlring 27 befestigt ist, welcher um die Gebäudehochachse drehbeweglich gelagert ist. Diese gebäudekonzentrische Drehbeweglichkeit ermöglicht diesem radialen Schutzwall 10 im expandierten Zustand bei Wirbelsturm-Strömungen, einen Energieabbau dieser externen radialen Strömungen durch ein Mitrotiermoment.

Um den ersten Teil 10 auch bei extremen (Wirbel-)Sturmströmungen rissfest u. weitestgehend resistent gegen Deformationen ausgestalten zu können, ist dessen faltperforiertes Kunststoffmaterial mittels spezifischer Cordfäden aus Kunstseide, Nylon, Rayon, Stahl oder Polyester in hierfür besonders geeigneten Gewebestrukturen armiert, bzw. zureichend abrissresistent ausgestaltet. Die Faltperforierungen sind derart positioniert, so dass sie sich unter zusätzlicher Einwirkung von Elastomer-Einlagen im Entlüftungsmodus an ihren radialen Perforierungen selbsttätig zusammenziehen und somit nicht manuell nachgefaltet, bzw. in den radial das Gebäudeumfassenden Hohlraum transportiert/ausgerichtet werden muss.

11 = Belüftungsanschluss von 10, welcher in einen Schleifanschluss mündet, der wiederum extern zu 360° gasdicht mit den kongruent umlaufenden Be-/Entlüftungsschlitzen dieses Expansionsmediums nivelliert ist, womit die Belüftung unabhängig vom axialen Drehwinkel, bzw. sowohl statisch als auch rotationsdynamisch (bei potenziell schon in der Expansionsphase angreifenden Sturmausläufern) appliziert werden kann.
12 = Kompressor, welcher bei Empfang des Entlüftungssteuersignals via 1 von 2 simultan zu 8 mit dem erforderlichen Betriebsstrom angesteuert wird und hierbei das via 8 an ventilierte Stickstoff-Expansionsgas-Volumen, welches vorab 10 expandierte, vollständig in den Befüllungsanschluss von 9 komprimiert/fördert. Dadurch wird diese Füllung wieder verlustfrei retour in diesem Stickstoffgas-Druckbehälter akkumuliert und ist somit in einem nachfolgenden Belüftungsmodus wieder reaktivierbar bzw. kann das Volumen von 10 wieder vollständig expandieren.
13 = Entlüftungsanschluss von 10, welcher in einem Schleifanschluss mündet, der wiederum – analog zu 11 – extern zu 360° gasdicht mit den kongruent umlaufenden Be-/Entlüftungsschlitzen dieses Expansionsmediums nivelliert ist, womit die Entlüftung unabhängig vom axialen Drehwinkel von 10 erfolgen kann.
14 = positionsstatisch, axial angelenktes Transmissionszahnrad, welches mit einem vertikal dazu einjustierten Zahnstangensegment der daran arretierten Radialverkleidung 18 der sekundären, radialen Gebäudeschutzwall-Barriere 19, kontinuierlich im Zahnflankeneingriff steht und somit die drehrichtungsvariablen Rotationsmomente der Schrittmotoreinheit 15 in gleichgerichtete, vertikale Verschiebungen von 18 wandelt.
15 = Schrittmotor mit potenziell via 2 einsteuerbarer Drehrichtungsumkehr, welcher jew. von 2 bei erforderlichen Öffnungs-/Verschlussanimationen von 18, mit den hierzu zugemessenen Betriebsspannungen angesteuert wird. Hierbei zählt die Steuereinrichtung 2 die Anzahl der im Vollschrittbetrieb applizierten Ab-/Zuschaltvorgänge der Wicklungsstränge via einer Ringzähler-Logik, welche die Impulse zählt.

Die Anzahl dieser Impulse ist daher verhältnisgleich zum Verschiebeweg von 18 und zwischen den beiden vertikalen Öffnungs-/Verschluss-Endanschlägen genau definiert in der Steuereinrichtung 2 abgespeichert.
Diesbezüglich regelt die Steuereinrichtung 2 nach Ansteuerung dieser Schrittmotoreinheit – in welcher Drehrichtung auch immer – exakt vor dem mechanischen Endanschlag den Betriebsstrom ab.

16 = zylindrische Führung der vertikal verschiebbaren Radialverkleidung 18, in welcher dieselbe bei Öffnung – analog 15 – vertikal-lotrecht, vollständig unter die externe Dachoberkante verschoben wird, so dass nachfolgend die Expansion des zweiten Teils 19 (vertikal-konzentrisch integrierten, sekundären Gebäudeschutzwall-Barriere) ungehindert erfolgen kann.
17 elastische Radialdichtung, welche aus NBK (Nitril-Butadien-Kautschuk) besteht und zur hermetischen Abdichtung der darin befindlichen Schutzverkleidung 18 gegen Regen-/Schneeniederschläge bestimmt ist.
18 = vertikal verschiebbare, radiale Schutzverkleidung der darin befindlichen sekundären Gebäudeschutzwall-Barriere 19, welche dieselbe – analog dieser Darstellung – im entlüfteten Zustand völlig integriert und via 2-15-14 gesteuerter Vertikalverschiebung zu allen Seiten freigibt.

Das Material dieser Schutzverkleidung 18 ist den Witterungseinflüssen ausreichend resistent.

19 = zweiter Teil des Gebäudeschutzwalls (sekundäre, dachfirstseitig-radial expandierbare Gebäudeschutzwall-Barriere), welcher von der Steuereinrichtung 2 automatisch unmittelbar nach Druckbefüllungsabschluss von 10, via der elektropneumatischen Schaltelemente 15-14-23-24-22 u. 20 (siehe 15, 16 und 17) – vertikal freigelegt und anschließend vollständig radial expandiert wird. Hierbei wird nicht nur das vertikale Eindringen der Sturmwindböen verhindert, sondern auch der erste Teil 10 im oberen Segment durch eine interne konzentrische, pneumatisch elastische Gegenstütze gestützt, was vor allem bei Flächenstürmen ein zu intensiviertes konzentrisches Weggieren, bzw. zylindrisches Deformieren derselben weitestgehend verhindert. Da diese dachfirstseitige Gebäudeschutzwall-Barriere gleich dem ersten Teil 10 via der koaxialen Be-/Entlüftungswellen-Wälzlager 22-21 um die vertikale Gebäudeachse drehbeweglich gelagert ist und via des Be-/Entlüftungs-Schleifanschluss 22 rotationsdynamisch, pneumatisch abgedichtet ist, kann sie auch – vor allem bei extern angreifenden Wirbelsturm-Animationen – den hierbei implizierten Rotationen vom ersten Teil 10 schlupffrei folgen. Dadurch wird an der radialen Kontaktflächen zu 10 Reiben/Scheuern weitestgehend verhindert. Nach via 1 übertragenen Entlüftungs-Steuerbefehl wird sie durch die Schaltkonfiguration der Schaltelemente 2-25-22-23 u. 24 vollständig retour entlüftet, wobei sie selbsttätig an den hierfür prädestinierten Faltperforationen zusammengefaltet wird und parallel zur Be-/Entlüftungs-Lagerwelle 20 (siehe 15) – vertikal herabhängt.

Ist dieser Vorgang beendet, so steuert die Steuereinrichtung 2 die Schrittmotoren 15-14 in die Verschluss-Drehrichtung von 18 an, deren interner Durchmesser nunmehr wieder größer bemessen ist als der drucklos herabhängende Faltenbalg von 19 und somit ein Einklemmen desselben nicht ermöglicht wird.

20 = Be-/Entlüftungs-Lagerwelle von 19, welche durchgehend koaxial gehöhlt ist, wodurch via des Be-/Entlüftungs-Schleifanschlusses 22 u. den oberen in den Hohlraum von 19 multilateral austretenden Be-/Entlüftungsbohrungen, das Be-/Entlüftungs-Stickstofffüllung strömt.

Sie muss aus hochwertigem Federstahl materialisiert sein, welcher die enormen Beaufschlagungen des Sturmes bei gleichzeitigen Wechselbelastungs- oder Rotationsmomenten zureichend deformationsresistent absorbieren kann.
Sie ist binnen spezifischer Wälzlager 21/22 exakt konzentrisch zur vertikalen Mittelpunktachse des jeweiligen Gebäudes drehbeweglich gelagert.
Diese Hohlwelle wird an ihrem oberen Ende durch einen Ventilteller begrenzt, dessen radialer Diameter kongruent mit dem von 18 bemessen ist.
Weiterhin bildet der nach unten gerichtete Ventilkegel dieses Ventiltellers mit dem des dazustehenden oberen Endstückes von 18 (siehe auch 15) eine Parallele, womit es bei Kontaktierung dieser beiden radialen Dicht-Komponenten bei dem hier dargestellten vertikalen Verschluss von 18 zu 20 zur wasserdichten Abdichtung in diesem Segment gelangt.
Somit ist auch hier in diesem Bereich eine wettergeschützte Abdichtung des darunter latent verborgenen Kunststoff-Faltenbalgs der dachfirstseitigen Gebäudeschutzwall-Barriere 19. Diese ist gleich 10 mittels strukturierter Cordfäden-Gewebeeinlagen verstärkt und gewährleistet den darunter liegenden elektromechanischen Schaltelementen 14/15 einen Schutz bei Verschluss.

21 = Schrägkugel-Wälzlager, welche extern mit dem Lagerring konzentrisch am Mauerwerk des Gebäudes arretiert sind und intern an Segmenten von 20 diese Hohlwelle – und somit auch die darüber liegende Gebäudeschutzwall-Barriere 19 exakt lotrecht, drehbeweglich führen.
22 = Kegelrollen-Wälzlager, welches extern mit seinem Lageraußenring im Fundamentbereich des Gebäudes, konzentrisch zu 20 arretiert ist u. mit seinem Kegelrollen-Lagerinnenring den Absatz-Wellenstumpf dieser durchgehend gehöhlten Be-/Entlüftungs-Lagerwelle vertikal-axial drehbeweglich gegen die an diesem untersten Segment angreifenden Gewichtskraftmomente abwälzbar lagert.

Dieser Wellenabsatzstumpf läuft an seinem untersten Hohlwellensegment plan zu einem Schleifanschluss aus, durch welchem im Be-/Entlüftungsmodus die Stickstoffgase unabhängig von der Drehwinkelstellung, bzw. Statik/Rotationsdynamik von 19-20 von 23 geleitet werden.

23 = pneumatisches 4/2-Wegeventil mit zwei Elektromagneten, mittels welchem 2 den pneumatischen Druckbefüllungs- u. Entleerungsmodus von 19 elektropneumatisch einsteuert.

Diese Steuervorgänge werden via der beiden Elektromagnete appliziert, welche als Magnetventile konzipiert sind und die daran extern an-/abgeleiteten Be-/Entlüftungsleitungen definiert zwischenschalten.

24 = im Keller(-boden)Mauerwerk verankerter Stickstoff-Druck-Gasakkumulator in Gestaltung eines zu seinen Enden – analog zu 9 – parabel-/parabolisch auslaufenden Druckgasbehälters, dessen Druckspeichervolumen proportional zu einer Stickstofffüllung ist, welches sowohl die daran via 23-22 u. 20 abgeleitete, dachfirstseitige Gebäudeschutzwall-Barriere 19 völlig zu expandieren, als auch ausreichend wider der innerhalb dieses obersten Bereichs angreifenden Sturmwind-Kräfte intern pneumatisch abzusteifen vermag, bis bei Befüllungsdruckabschluss ein Druckausgleich zwischen diesen beiden Hohlkörpern definiert ist.
25 = Kompressor, welcher bei Empfang des Entlüftungssteuersignals via 1 von 2 simultan zu 23 mit dem erforderlichen Betriebsstrom angesteuert wird und hierbei das via 23 zugeführte Stickstoffvolumen, welches vorab 19 expandierte, vollständig in den Befüllungsanschluss von 24 komprimiert/fördert, womit dieses Füllung wieder verlustfrei retour in diesem Stickstoff Druckbehälter akkumuliert wird und somit in einem potenziell nachfolgenden Belüftungsmodus wieder reaktivierbar ist, bzw. das Volumen von 19 wieder mit dem gleichen Druckbefüllungs-Enddruck-Parameter zu expandieren, bzw. intern zu versteifen vermag.
26 = Gasleitung, welche auf dieser Seite des Gebäudes zur Entlüftung (13), sowie (gemäß dieser Darstellung) auf der hierzu gegenüberliegenden Gebäudeseite, zum Zwecke der Belüftung (11), extern jeweils in einem hermetischen Anschluss zu 10 mündet, der extern zu 360° gasdicht mit den Ent-/Belüftungsschlitzen dieses Expansionsmediums nivelliert ist. Diese Be-/Entlüftungselemente gewähren somit die Be-/Entlüftungs-Applikationen von 10 unabhängig von dessen axialen Drehwinkel um die vertikale Gebäude-Hochachse, – bzw. statisch/rotationsdynamisch um diese Achse.
27 = gebäudekonzentrisch, radial umlaufender Axialrillen-Stahlring, auf dessen oberer Planfläche der Boden von 10 – mit äußerster Zugfestigkeit – aufvulkanisiert ist, so dass dieser erste Teil 10 des Gebäudeschutzwalls an dieser radialen Verbindungsstelle, selbst von äußerst kräftigen Wirbel-/Flächenstürmen nicht gelöst werden kann. Weiterhin ist – wie hier im Schnitt dargestellt – die untere Stirnfläche dieses Stahlrings, als oberes Doppel-Axialrillen-Lagerringsegment konzipiert, in welchem – analog der Darstellung – zwei konzentrische Käfigläufer geführt werden.

Da das darunter liegende Lagerfundament 28 hierzu symmetrisch ausgestaltet ist, werden durch diese doppelreihigen Käfigläufer-Lagerkugeln die axial angreifenden Wirbelsturm-Strömungen an 10 gewissermaßen radial abgewälzt und somit teilweise in ihren destruktiven pneumatischen Energien verringert.
Damit – insbesondere bei äußerst potenzierten Flächenstürmen – die Kippmomente an 10 diese Wälzlagerelemente nicht zerlegen können, ist – analog dieser Darstellung – der radiale Durchmesser von 27 derart ausgelegt, so dass dieses Element unterhalb nachfolgend an 3 installierter Arretierungsring-Segmente in seiner horizontalen Position – im ausreichendem Maße – kippmomentresistent arretiert wird.

28 = radiales Axialrillen-Lagerfundament von 10, welches gleich 27 aus hochwertig legiertem Kugellagerstahl besteht, an seiner unteren Stirnfläche via speziell geformter, radial umlaufender und entsprechend ausgestalteter Fundamentspitzkrallen im Erdreich 30 exakt senkrecht verankert ist.

Der radiale Durchmesser, welcher durch dieses Element, bzw. via 27 und 10 definiert ist, ist konstruktiv auf die individuell zu dem jeweiligen Gebäude einzuhaltende Distanz abzugleichen, binnen welcher diese Gebäudeschutzwall-Barriere im expandierten Zustand bei Stürmen, lateral – ohne Kollision mit dem Gebäude zu erleiden – abgieren können muss.

29 = Schrittmotor analog 7-6, welcher von 2 zum symmetrischen Öffnungs-/Verschluss unter Horizontalverschiebung von 5 simultan zu 7-6 angesteuert wird.
30 = Erdreich.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schutz von Gebäuden bei Wirbelstürmen wird nachfolgend im Einzelnen erläutert. Die für die Wohnsiedlung dieses (Land-)Wohnhauses zentral zuständige Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 (siehe 8) hat in einem radialen Umfeld von 50 km/54,7 yd/31,1 m eine Front wirbelnder Fremdkörper (Sand; Blätter; Zweige; Papierschnipsel etc.) ermittelt, welche sich dieser (und den via 1, siehe 12, zugeteilten Landwohnhäusern) nähert.
Da diese Front beim 360°igen Suchumlauf dieser Doppler-Radarantennen lediglich in einem sehr geringfügigen Erfassungswinkel ermittelt wird, weist die Anlage darauf hin, dass es sich hierbei offenbar um eine Windhose, bzw. einem Wirbelsturmausläufer handelt.
Da dieser Wirbelsturm noch relativ weit von diesem Wohngebiet distanziert ist, bleibt nun eine ausreichende Zeit für die elektropneumatische Expansionssteuerung der jew. primären/sekundären Schutzwälle 10/19, weswegen dieses zentral Radarsignalanlage 44 zu diesen (Land-)Wohnhäusern via 1 den Belüftungs-Steuerbefehl überträgt.
Ist dies erfolgt, steuert 2 – eines jew. (Land) Wohnhauses – gemäß eines integrierten Steuerprogramms – zunächst die Aktuatoren 7-6 u. 29 für die Zeitdauer der hiermit erfolgenden Öffnung von 5, mit den jeweils erforderlichen Betriebsströmen an.
Nach dieser Animation steuert 2 – gemäß dieses Steuerprogramms – den Aktuator 8 dahingehend an, so dass derselbe das Stickstoffgas des Gasakkus 9 – binnen einer Zeit von 70–120 Sekunden – in 10 abventiliert, wobei diese in 10 hierbei entspannenden Gase diese radiale Schutzbarriere mit definierter Distanz um das Gebäude expandieren und dieselbe in der Expansions-Endphase derart intern pneumatisch versteifen, so dass selbst extreme Sturmwindböen – unter stützender Einflussnahme von 19 – dieselbe nicht derart zu deformieren vermögen, dass sie mit dem konzentrisch integriertem Gebäude kollidieren könnte.
Unmittelbar nach diesem Druckbefüllungsabschluss von 10 steuert 2 nach Öffnen der vertikal verschiebbaren Schutzverkleidung 18 via Betriebsstromzuschaltung zum Schrittmotor 15 – gemäß des intern abgespeicherten Steuerprogramms – gleichfalls den Elektromagneten des anderen 4/2-Wegeventils 23 dahingehend an, so dass derselbe wiederum das Stickstoffgas des anderen Druckbehälters 24 – binnen einer Zeit von 30–45 Sekunden -in die dachfirstseitige radiale Verdeck-/Stützwall-Barriere ableitet, bis auch hier der Druckausgleich zwischen den Hohlräumen von 24 zu 19 – bei hierbei implizierter Expansion u. interner pneumatischer Absteifung von 19 -hergestellt ist.
Ist auch dieser elektropneumatische Modus beendet, so wurde das Gebäude innerhalb von ca. 1½– 3¼ Minuten nach Steuersignal-Transmission, völlig radial wider dieses Wirbelsturmausläufers abgeschottet.
Wird andernfalls von der zentralen Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 ein naher Sturm erfasst, dessen Erfassungswinkelspektrum seiner breitflächigeren Strömung wegen – gegenüber Wirbelsturmausläufern – enorm erhöht ist, erfolgt der vorab erläuterte Funktionsablauf der elektropneumatischen Schaltelemente 8-9-10-15-14-23-24-19 nach dem gleichen in 2 abgespeicherten Steuerprogramm, sofern diese zentrale Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 die Intensität desselben oberhalb der Windstärke 6 (nach der Beaufort-Skala) ermittelte.
Nach ausreichender Distanzierung des (Wirbel-)Sturmausläufers – welchem sich auch die autarke (unbemannte) Radarsignalanlage selbst – analog 9–11 – definiert entzieht – steuert dieselbe via der unterhalb der Bodenebene verborgenen Signalleiter 1 den gleichfalls codierten Entlüftungs-Steuerbefehl zu 2, wonach diese zentrale elektronische Steuereinheit, gemäß eines hierfür individuell eingespeisten Steuerprogramms, via Ansteuerung derselben elektropneumatischen Schaltelemente – inklusive der Kompressoreinheiten 12 u. 25 – in der Steuerkonfiguration (Reihenfolge) 23-25-15-14-8-12-7-6-29 das Implodieren/Zusammenfalten von 19-10 sowie deren externen Verschluss vollautomatisch steuert.
In der 2 ist in Draufsicht ein Teil der Vorrichtung nach 1 bei geschlossenen Schutzbarrieren-Verschlussblenden dargestellt. Die numerischen Bezugszeichen 3; 5; 10; 17; 18; 19 u. 30 beziehen sich hierbei auf die gleichen Elemente wie in 1, welche hier von oben gesehen dargestellt sind.
Aus dieser Perspektive lässt sich der deltoidförmige, quadratische Gebäude-Grundriss einsehen, welcher im Niveau der dazu intern konform ausgebildeten Abdeckblenden 5 im dargestellten Verschluss, völlig spaltfrei integriert wird. Da diese Parallelkanten jeweils mittels elastischer Dichtleisten zusätzlich abgedichtet sind, können in dieser Verschlussstellung von 5 keinerlei Fremdkörper sowie Regen-/Schneeniederschläge in den darunter liegenden, radial auslaufenden Lagerraum von 10 eindringen.
Da das Areal von 5 u. 3 ein Vielfaches des davon konzentrisch integrierten Gebäudes bemisst, ist dieses System lediglich für relativ weiträumig freiliegende Gebäude geeignet, wie sie auf dem Lande anzutreffen sind.
Doch ließe sich dieser zuzüglich benötigte Bodenflächenareal für die hier nur horizontal verschiebbaren Abdeckblenden 5, enorm reduzieren, wenn dieselben aus-/einrollbar in Form von spezifischen Rollblenden unmittelbar neben dem Außenrand von 10 extern positioniert waren, was zu diesem Zwecke eine Alternative ist.
In der 3 ist in Draufsicht ein Teil der Vorrichtung nach 1 bei sich öffnenden Schutzbarrieren-Verschlussblenden dargestellt. Anhand dieser Darstellung wird das horizontale Verschieben dieser beiden Abdeckblenden vertikal einsehbar, welche sich hierbei vom Gebäude distanzieren.
In der 4 ist in Draufsicht einen Teil der Vorrichtung nach 1 bei vollständig geöffneten Schutzbarrieren-Verschlussblenden dargestellt. Die zentrale, elektronische Steuereinheit (2 – 1), welche vorab – aufgrund der Belüftungssteuerbefehle via Signalleiter (1 – 1) – den Öffnungsmodus dieser Abdeckblenden einleitete, hat denselben beendet, da die Schrittmotoren (7-6/29 – 1) die Anzahl der Ab-/Zuschaltvorgänge der Wicklungsstränge in Öffnungs-Endanschlagsstellung absolviert haben.
In der 5 ist in Draufsicht ein erster Teil des Gebäudeschutzwalls, welcher das zu schützende Gebäude konzentrisch umgibt, dargestellt. Die zentrale, elektronische Steuereinheit (2 = 1) hat gemäß des in ihr eingespeicherten Steuerprogramms den Belüftungsmodus dieses gebäudekonzentrisch-radialen Sturmschaden-Schutzwalls (10 – 1) via der Ventilations-/Druckspeicher- u. Kanalisationsschaltelemente (8-9-11 – 1) eingeleitet und bis zum Druckausgleich zwischen dem Stickstoff-Druckgasbehälter (9 – 1) sowie dem radialen Expansionsvolumen des primären Gebäudeschutzwalls (10 – 1) ausgesteuert, wobei sich auch der Wandquerschnitt dieses Schutzwalls – analog der hier mit einem Vektor gekennzeichneten Distanz zwischen radialer Teilstrich- u. Vollstrichlinie – in der Druckbefüllungs-Endphase – um ein definiertes Maß expandiert hat.
Dabei wird der jeweilig angefahrene vertikale Endanschlag dieser zentralen elektronischen Steuereinheit 2 signalisiert.
Als Transmissionselement, welche die Drehmomente dieses Elektromotors in Translationsmomente des Tragegestells 37 wandelt, ist ein an der Rotorwelle koaxial arretiertes Zahnrad, welches hier durch die Übertragungslinie gekennzeichnet ist, vorgesehen, das in ein vertikal durchgehendes Zahnsegment von 37 eingreift.

36 = Führungszahnräder, welche zu beiden Seiten von 37 mit dazuliegenden, vertikal durchgehenden Zahnsegmenten im Zahnflankeneingriff stehen, womit diese spezifisch positionierten Zahnflankenabwälzelemente 37 vertikal-lotrecht verschiebbar führen.
37 = vertikal verschiebbarer Stahlträgerrahmen des darauf positionierten Suchlaufantennen-Antriebs 45-46-44, welcher derart bemessen ist, dass er inklusive der darauf horizontal drehbeweglich arretierten Doppler-Radar-Parabolantennen 44 derart vertikal in einem ausbetonierten Hohlraum versenkt werden kann, dass sich die parallel zur Bodenoberfläche, beidseitig zu diesem Hohlraum angeordnete Verschlussklappen 40 und 42 darüber – analog 11 -vollständig verschließen lassen.
38 = ausbetonierter Hohlraum zum vertikalen Versenken des Stahlträgerrahmens 37, welcher – analog der Darstellung – strukturierte Aussparungen, Anlenkungs-/Arretierungselemente für die Elemente 37; 44; 35; 36; 40; 41; 42 sowie 47 aufweist.
39 = Erdreich, welches die Auflage für diese autarke Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 bildet.
40 = Verschlussklappe, welche rechterseits zu 38 angeordnet ist und die via der durch die Schaltelemente 34-41 angesteuerten Schrittmotoren in die jeweils sinngemäß gerichtete Öffnungs-/Verschlussstellung oberhalb von 38 gelangt.
41 = Schrittmotor mit Drehrichtungsumkehr, welcher jeweils von 34 bei erforderlichen Öffnungs-/Verschluss von 40 mit den hierzu spezifisch zugemessenen Betriebsspannungen angesteuert wird. Hierbei zählt 34 die Anzahl der im Vollschrittbetrieb applizierten Ab-/Zuschaltvorgänge der Wicklungsstränge via einer hierfür vorgesehene Ringzähler-Steuerlogik, welche die Impulse zählt.

Die Anzahl dieser Impulse ist daher proportional zu dem radialen Öffnungs-/Verschluss-Schwenkwinkel von 40 und zwischen den beiden Öffnungs-/Verschluss-Endanschlägen, präzise in 34 abgespeichert, womit 34 nach Ansteuerung von 41 – in welcher Drehrichtung auch immer – exakt vor dem jew. mechanischen Schwenkwinkel-Endanschlag von 41, definiert den Betriebsstrom abregelt.

42 = Verschlussklappe, welche linksseitig zu 38 angeordnet ist und die via der durch die Schaltelemente 34–43 angesteuerten Schrittmotoren in jeweils sinngemäß gleichgerichtete Öffnungs-/Verschlussstellung oberhalb von gelangt.
43 = Schrittmotor – analog 41 – welcher zur Öffnung-/Verschluss von 42 von 34 simultan und gleichsinnig zu 41 angesteuert wird, womit die Öffnungs-/Verschlussstellung beider Verschlussklappen kongruent eingesteuert wird.
44 = Puls-Doppler-Radar-Parabolantennen, welche von der Elektromotoreinheit 45 u. dem Transmissionsgetriebe 46 bei Betriebsstromzuschaltung via 34 zum kontinuierlich 360°igen, horizontalen Suchumlauf angesteuert werden, wobei dieselben das Umfeld im Umkreis von 50 km/54,7 yd/31,1 m präzise nach Objekten wie Strohhalme, Sand, Holzgewächs-Extremitäten etc. abtasten und im Falle eines somit ermittelten (Wirbel-)Sturmausläufers, dessen Richtung; Annäherung/Distanzierung u. Intensität erfassen.

Aus diesen Signalen kalkuliert 34 – via eines kennfeldgestützten Rechenprozessablaufes –, ob sich der jeweilige Sturmausläufer den Gebäuden des zugeteilten Wohngebietes distanziert oder nähert und steuert im letzteren Falle den codierten Belüftungs-Steuerbefehl simultan zu allen (Land-)Wohnhäusern des Wohngebietes aus.

45 = Elektromotoreinheit, welche nach Zuschaltung des erforderlichen Betriebsstromes via 4 das im Zahnflankeneingriff stehende Transmissions-Tellerrad 16 – u. somit auch die darauf arretierten Parabolantennen – kontinuierlich gleichförmig in einem statisch definierten Drehsinn drehen.
46 = Transmissions-Teller-Zahnrad, auf welchem beide Parabolantennen dieser Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 exakt parallel zueinander – horizontal – eingepeilt, arretiert sind, so dass sie bei Rotationsanimation via 45 um die konzentrische, vertikale Lagerachse, welche wiederum in der oberen horizontalflächigen Stirnplatte von 7 drehbeweglich arretiert ist, exakt rotationssymmetrisch umlaufen können.
47 = vertikal-lotrecht, statisch arretiertes Trägerschall-Sender-Sensorelement, welches die Ultraschall-Trägerschwingung kontinuierlich zu dem achsparallel darüber arretierten Trägerschall-Empfänger-Sensorelement 48 überträgt, woraus dasselbe die jeweilige Distanz beider Sensorelemente ermittelt und 34 via Messspannungsimpulse zuleitet.
48 = Ultraschall-Empfänger-Sensorelement, welches an der unteren horizontalflächigen Stirnplatte von 37 achsparallel zur US-Emissionsachse von 38 arretiert ist und somit bei vertikaler Animation von 37 die hierzu proportionalen Laufzeitdifferenzwerte dieser Ultraschall-Trägerwellen via verhältnisgleicher Messspannungsimpulse zu 34 überträgt, woraus diese zentrale elektronische Steuereinheit 34 die jeweiligen Distanzwerte dieser beiden mit ihr kontinuierlich kommunizierenden Ultraschall-Wegaufnehmerelemente errechnet und jeweils unmittelbar vor dem jeweils angefahrenen vertikalen Endanschlag den Betriebsstrom zu 45 abregelt.
49 = unter einem Schutzgitter geschützt, unmittelbar unter der Bodenebene arretiertes – hochsensibles – Mikrophon, welches nach Einfahren von 37 und nachfolgendem Verschluss von 40-42 -analog 11 – von 34 kontinuierlich mit Betriebsstrom beaufschlagt wird, womit dasselbe den Verlauf und die Intensität des (Wirbel-)Sturmausläufers akustisch überwacht und die hierbei ermittelten akustischen Werte via Messspannungsimpulse zu 34 überträgt.

Sind diese akustischen Signale dann auf einen Wert dezimiert, welcher einer deutlichen Distanzierung/Abschwächung des Sturmausläufers entspricht, so steuert 34 die Teleskopier-Aktuatorik 35 dahingehend an, so dass dieselbe erneut, nach vorab erfogter Verschlussklappen-Öffnung via 41-43, das Doppler-Radar-Suchlaufantennenmodul bis zum vertikalen Endanschlag über die Bodenoberfläche ausfährt.
Ist dieser Modus abgeschlossen, so beschaltet diese zentrale elektronische Steuereinheit 34 unverzüglich 44, 45 mit Betriebsstrom und überwacht dieses Umfeld wieder per Doppler-Radar.
Nunmehr kann 34 wieder mit Radaroptimierter Weitsicht ermitteln, ob sich dieser (Wirbel-)Sturmausläufer auch von dem Wohngebiet zureichend distanziert, bzw. abgeschwächt hat.
Ist dies der Fall, so steuert dieselbe via 33 den spezifisch codierten Entlüftungssteuerbefehl simultan zu allen (Land-)Wohnhausern (2 – 1) aus.
Distanziert sich dieses Unwetter nicht, sondern kehrt im Gegensatz dazu wieder zurück, bzw. potenziert sich wieder im Terrain dieser autarken Radarsignalanlage 44, so steuert 34 via der Aktoren 35-41-43 sowie der Trägerschall-Sensorelemente 47-48, retour das Einteleskopieren von 37, bzw. des Doppler-Radar-Suchlaufantennenmoduls ein u. überwacht diesen Sturmausläufer wieder akustisch.
Diese Steuerzyklen werden von 34 so lange wiederholt, bis sich dieses Unwetter soweit distanziert/abgeschwächt hat, dass es keine Gefahr mehr für das ausgefahrene Doppler-Radar-Suchlaufmodul darstellt. Aufgrund der autarken redundanten Energiespeisung via 41-42 kann und wird es kontinuierlich via der Schaltelemente 34-45-44 im 24-Stunden-Betrieb aktiv, so dass jegliche (Wirbel-)Sturm zu jeder Tages- und Nachtzeit davon rechtzeitig ermittelt werden und somit auch die Steuerbefehle zu den zugeteilten (Land-)Wohnhäusern übertragen werden können.
Da diese autarke Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 nicht mit Personen besetzt ist – und in dieser Systemkonfiguration als zentrales Steuerbefehlauslösendes Element ausgestaltet ist – ist 34 – analog 18 – mit einem Diagnoserechner vernetzt, welcher bei allen Funktionsstörungen der Sensorik/Aktuatorik dieser Systemkonfiguration, gleichzeitig mit einem optischen Signalgeber eine stationäre Funksendeanlage ansteuert, welche den abgespeicherten Fehlercode auf drahtlosem Wege zu der hierfür autorisierten Landes-Entstör- u. Service-Zentrale überträgt.
Deshalb. kann nunmehr deren Personal die jeweilige Fehlfunktion(en) unverzüglich analysieren und beseitigen, was die Ausfallzeiten dieses äußerst exponierten (Wirbel-)Sturmerfassungs- und Signalisierungssystems auf das geringste Maß reduziert.
In der 9 ist die Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 in der Anhaltestellung des Parabolantennen-Suchumlaufs, welche hier via des Vektors ”STOP” gekennzeichnet ist, dargestellt.
Die besagte Anhaltestellung wurde via der Schaltelemente 44-34-45-46-44 (siehe 8) eingeleitet, da der (Wirbel-)Sturmausläufer im via 34 (siehe 8) ermittelten Grad der Intensität/Annäherung eine unmittelbare Gefahr für diese ausgefahrenen Elemente 44-46-45-37 (siehe 8) dieser Radarsignalanlage ermittelt.
Der zentralen, elektronischen Steuereinheit 34 – 8 ist, wie vorab anhand 8 erläutert, ein kennfeldgestütztes Rechenprogramm eingespeichert, welches in diesem Falle die vollständige Einteleskopierung dieser exponierten Schaltelemente – analog 10 – ansteuert.
In der 10 ist die Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44, unterhalb der Bodenoberfläche eingefahren, dargestellt.
Die zentrale, elektronische Steuereinheit 34 (siehe 8) hat gemäß dem ihr eingespeicherten, kennfeldgestützten Rechenprogramm und der Anhaltestellung des radialen Parabolantennen-Suchlaufes folgend, via der Schaltelemente 35-36-47-48 (siehe 8), den schallgesteuerten Einfahrmodus der exponierten Schaltelemente 44-34-45-46-44, bis zum untersten Endanschlag eingeleitet.
Diesem Modus schließt sich – wie vorab in 8 erläutert – der elektromechanisch gesteuerte Vertikalverschluss dieser Schaltelemente, sowie die Aktivierung des Mikrophons 19 (siehe 8 und analog 11) an.
In der 11 ist die Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 eingefahren, bei geschlossenen Verschlussklappen und in akustischer Überwachung des radialen Umfeldes, dargestellt.
Diese Endphase dieses Einfahrmodus der hierfür exponierten Elemente 44; 45; 46 sowie 37 – 8 wurde wie in 8 erläutert, von der zentralen, elektronischen Steuereinheit 34 – 8 via Abgriff des ihr eingespeicherten Steuerprogramms, durch Ansteuerung der Schaltelemente 41-43-49 – 8, eingefahren, womit diese Radarsignalanlage – nunmehr geschützt unterhalb der Bodenoberfläche – von dem (Wirbel-)Sturmausläufer nicht mehr beschädigbar ist.
Sofern die akustische Überwachung via des nunmehr eingeschalteten Mikrophons 49 – 8, ein Auffrischen/Distanzierung dieses Unwetters ermittelt, werden – wie in 8 erläutert – die Schaltelemente 41-40-43-42-35-36-47-48-45-46-44 – 8 von dieser zentralen elektronischen Steuereinrichtung 34 – 8 dahingehend angesteuert, so dass dieselben das vertikale Abdecken, Ausfahren und Einschalten des Radarantennen-Suchumlaufs bewirken, wobei vorab die Funktion des Mikrophons 49 von 34 – 8 deaktiviert wird.
Werden nunmehr via des Radarantennen-Suchlaufs keinerlei gefährdendes Auffrischen/-Annähern des (Wirbel-)Sturmausläufers ermittelt, so bleibt diese Doppler-Radar-Suchumlaufschaltung auch weiterhin permanent präsent. Ist das Auffrischen/Distanzierung dieses (Wirbel-)Sturmausläufers hingegen wieder rückläufig, so leitet diese zentrale elektronische Steuereinheit 34 – 8 erneut den Einteleskopier- u. akustischen Überwachungsmodus analog 9–11 ein, bis sich derselbe wiederum zureichend reintensiviert/distanziert hat, worauf erneut der Austeleskopiermodus appliziert wird. Diese Steuerzyklen werden aufgrund des in dieser zentralen elektronischen Steuereinheit 34 – 8 eingespeicherten Steuerprogramms so lange wiederholt, bis sich diese Unwetter im zureichenden Maße abgeflaut/distanziert haben.
In der 12 ist der drahtgebunden, unterhalb der Bodenoberfläche verlaufende Steuersignal-Transmissionsmodus zwischen der zentralen Puls-Doppler-Radarsignalanlage 44 und der ihr territorial zugeordneten Wohnsiedlung derartiger (Land-)Wohnhäuser, im Schaubild dargestellt.
Via dieser Leiterzüge werden die codierten Be-/Entlüftungs-Steuerbefehle von diesem zentralen Radarsignalanlage 44 zu den vielfältigen (Land-)Wohnhäusern- analog der Darstellung – jeweils in beiden Kommunikationsrichtungen, simultan übertragen.
Somit können alle in diesem Kommunikationsmodus relevant werdenden Fehlfunktionen in einem hierfür prädestinierten Fehlerspeicher von 34 – 8; 2 – 1 registriert und abgespeichert sowie definitiv vom hierfür autorisierten Service-Personal diagnostiziert und repariert werden.
Diese Signalleiter sind ferner in Kunststoffführungen integriert, in einer Tiefe von 1,50 Meter/1,64 yard unterhalb der Bodenoberfläche derart zu verlegen, so dass dieselben von Sturmwind ausgewurzelte Holz-/Strauchgewächse, -Strom-/Kommunikationsleiter-Masten etc. nicht zerstört werden können.
In der 13 ist ein (Land-)Wohnhaus in der gesteuerten Expansionssteuerungsphase der primären, radialen Gebäudeschutzwall-Barriere 10 – 1, in der Seitenansicht dargestellt.
Bei dieser vertikalen Expansion, welche durch die Animationspfeile gekennzeichnet sind, wird das jeweilige Gebäude – analog 14–17 – in seiner gesamten Baugröße, radial umhüllt, bzw. wegen dem rissfesten Material dieses radialen Schutzwalls, auch wieder (Wirbel-) Sturmausläufer, zu 360° umlaufend, geschützt.
In der 14 ist ein (Land-)Wohnhaus – analog 5 – bei völlig vertikaler und expandierter, primärer Gebäudeschutzwall-Barriere 10 – 1 in der Seitenansicht dargestellt.
Die Distanz zwischen diesem Gebäude und der internen radialen Schutzwall-Wand ist inklusive des expandierbaren Durchmessers der dachfirstseitigen Gebäudeschutzwall-Barriere 19 – 1 derart bemessen, dass selbst extremste Sturmwindausläufer es nicht vermögen, diesen Radial-Gebäudeschutzwall mit den Gebäudemauern zu kollidieren.
In der 15 ist ein (Land)Wohnhaus nach Applikation des Druckbefüllungsabschlusses des gebäudekonzentrischen Radial-Schutzwalls 10 – 1, binnen der nachfolgenden Öffnung der radialen Schutzverschalung 18 – 1, in der Seitenansicht dargestellt.
Dieser Modus ist hier via eines gleichgerichteten Pfeils gekennzeichnet und wird nach Applikation desselben von der zentralen elektronischen Steuereinheit 2 – 1 durch Expansion der darunter konzentrisch verborgenen, dachfirstseitigen Gebäudeschutzwall-Barriere 19 – 1 – analog 6/16/17 – angegliedert.
In der 16 ist ein (Land-)Wohnhaus nach Applikation des Druckbefüllungsabschlusses des gebäudekonzentrischen Radial-Schutzwalls 10 – 1, – sowie der vollständigen vertikalen Öffnung der radialen Schutzverschalung 18 – 1, in der elektropneumatisch gesteuerten Expansionsphase der darunter vorher zusammengefalteten, dachfirstseitigen Gebäudeschutzwall-Barriere, in der Seitenansicht dargestellt.
Dieser radiale Gebäudeverdeck-/Stützschutzwall wird von der zentralen elektronischen Steuereinheit 2 – 1 via Ansteuerung des elektropneumatischen Schaltelementes 23 – 1 sowie der dessen vor-/nachgeschalteten Schaltelemente 24; 22-20 – 1 derart elektropneumatisch expandiert, bis dieser dachfirstseitige Gebäudeschutzwall – analog 7/17 – im obersten Bereich der radialen Innenwand des primären Gebäudeschutzwalls 10 – 1, stirnflächenparallel anliegt.
In der 17 ist ein (Land-)Wohnhaus nach vollständiger elektropneumatischer Expansion beider Gebäudeschutzwall-Barrieren (10; 19 – 1), – analog der Ansicht in 7 –, in der Seitenansicht dargestellt.
Diese vollautomatisch angesteuerte Endstellung wurde von der zentralen elektronischen Steuereinheit 2 – 1 via Abgriff des eingespeicherten Steuerprogramms, durch Ansteuern der elektropneumatischen Schaltelemente 5-6-7-29-8-15-23 – 1, eingeleitet bzw. – analog dieser Darstellung – eingesteuert.
Die internen Stickstoff-Gasdrücke beider Radial-Schutzwälle sind unter konstruktiver Berücksichtigung des armierten, rissfesten Materials der Außenhaut, bei Druckbefüllungsabschluss jeweils derart bemessen, so dass selbst extreme (Wirbel)Sturmböen diese Radial-Schutzwall-Barrieren nicht bis zu den davor geschützten Gebäudemauern deformieren können.
In der 18 ist das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Puls-Doppler-Radarsignalanlage mit der zentralen Mikrocomputer-Steuereinheit dargestellt.
Diese Mikrocomputer-Steuereinheit verfügt intern – analog der Darstellung – über einem Baustein Spannungsversorgung-/Überwachung ”VCC” einen 2-kanaligen Watch-Dog; einem Fehlerspeicher, welcher mit einem externen Diagnoserechner mit Lampentreiber u. Fehlercode-Funksendermodul vernetzt ist; zwei redundante Mikrocontroller MC1-MC2, welche als 16 Bit CMOS-Kontroller mit intelligentem Interface und On-Chip-Memory ausgeführt sind, sowie den Sensor-Eingangs- und Steuerendstufen-Ausgangs-Verstärker-Schaltmodule.
Die Sensor-Eingangssignale der hier jeweiligen gerahmten Schaltelement-Symbole, der in 8 numerisch kongruent bezeichnete Schaltelemente 35-49, durchlaufen hierbei zur Filterung und Verstärkung die Eingangsverstärker-Schaltmodule.
Alle Ein- u. Ausgabeinterfacebausteine sind für die Steuerapplikationen dieser Schaltelemente 35-49 – 8 prädestiniert.
Die überwachte Kommunikation wird hierbei bidirektional entweder über Schaltsignale, pulsweitenmodulierte Signale oder alternativ als digitale Datenübertragung über Bussysteme CAN-Bus etc. appliziert.
Die Steuerendstufen-Schaltmodule sind geschaltet oder stromlos mit integrierter Überwachung ausgeführt.
Die Aktuator-Steuerapplikationen dieser Steuerendstufen-Verstärkerschaltmodule müssen präzise und fehlerfrei sein. Dies wird erreicht durch überprüfte aktive Redundanz der beiden Mikrocontroller MC1-MC2, einer entsprechenden Sicherheitssoftware und durch überprüfte redundante Abschaltpfade.
Diesbezüglich sind MCI u. MC2 mit der gleichen Software programmiert und lesen zur selben Zeit an den gleichen hardwaremäßig verbundenen Eingangsverstärker-Schaltmodulen die kongruenten Eingangsinformationen.
Bei gleichen Eingangsinformationen sowie gleicher Software werden beide Mikrocontroller normalerweise zur gleichen Ausgangsinformation kommen. Beide Mikrokontroller lesen daher die Aktor-Steuerschaltimpulse simultan von den hardwaremäßig verbundenen IC-Pins ein und vergleichen diese.
Bei Ungleichheit wird – analog der Darstellung – ein modulexterner Diagnoserechner angesteuert, welcher die zugeleiteten Fehlfunktion(en) einerseits codiert abspeichert und andererseits via eines nachgeschalteten Funksendermoduls diese(n) abgespeicherte(n) Fehlercode auf eine Funkfrequenz, unverzüglich zur hierfür autorisierten Landes-Endstör- u. Service-Zentrale übertragen, wozu kontinuierlich auch eine optischer Signalanzeige – wie dargestellt -angesteuert wird.
Durch die open drain Ausgangskonfiguration kann ein Mikrocontroller den Passivzustand dominant ausgeben.
Über ein serielles Interface zwischen beiden Mikrocontrollern werden alle Ein- und Ausgangssignale sowie interne Statusinformationen von beiden Mikrocontrollern verglichen und bei Ungleichheit nach einer Fehlerbewertung der im vernetzten Diagnoserechner integrierte Fehlerspeicher angesteuert, wodurch diese fehlerhaften Aussteuerapplikationen – auf dem beschriebenen Wege – unverzüglich dem hierfür autorisierten Fachpersonal der zuständigen Landes-Entstör- u. Service-Zentrale zugänglich werden.
Die Software kann hierbei in 4 Modulblöcke aufgeteilt werden, welche lauten: ”Systemsoftware; Sicherheitssoftware; Anwendersoftware u. Diagnosesoftware”.
Die gesamte Software ist modular, so dass potenzielle Systemvariationen durch Hinzufügen oder Entfernen von hierfür prädestinierten Software-Modulen einfach und überschaubar realisiert werden können. Die Systemsoftware beinhaltet die Rechner- und Peripherie-Initialisierung, die Pre-Drive-Checks sowie die Programmablaufsteuerung der redundant, parallel laufenden Software.
In der Rechner- und Peripherie-Initialisierung werden alle 1/0-Funktionsblöcke auf ihre im Anwenderprogramm verwendete Funktion initialisiert.
Anschließend werden im Pre-Drive-Check alle Stellglieder auf dominante Passivsteuerungen der redundant vorhandenen Mikrocontroller MC1-MC2 überprüft.
Das interne RAM wird auf Schreib-, Lese- u. Adressierbarkeit geprüft. Der Programmablauf wird durch eine immer wieder durchlaufende Hauptschleife von konstanter Länge gesteuert. In beiden Mikrocontrollern starten nach einer Synchronisierung die Hauptschleifen und rufen die durch das Anwendersystem gekennzeichnete Reihenfolge von Softwaremodulen auf. Zur Synchronisation des Ablaufs sowie zum Datenaustausch findet eine modulgesteuerte Kommunikation über das serielle Interface statt. Die Hauptschleife wird via den als Master deklarierten Mikrocontroller definiert und vom Slave überprüft.
Die Anwendersoftware beschreibt hierbei die Signalverarbeitung und den eigentlichen Regelalgorithmus dieser Systemkonfiguration. Die Sicherheitssoftware überprüft kontinuierlich bei passivem u. aktivem Systemzustand die Funktion der redundanten Mikrocontroller MCI u. MC2, der Redundanz selbst sowie der Peripherie.
Rechner-interne Diagnoseabläufe, wie ROM-/RAM-Tests werden binnen der der Hauptschleife zur Disposition stehenden Restzeit appliziert. Jedes Eingangs- u. Ausgangssignal von MC1/MC2 sowie interne Statusinformationen dieser Mikrocontroller werden auf Kongruenz diagnostiziert. Die hierfür relevanten Vergleichsdaten erhält jeder Mikrocontroller via das serielle Interface.
Alle Ungleichheiten der Eingangs-, Ausgangs- bzw. Statusinformationen werden unverzüglich dem modulextern vernetzten Diagnoserechner zur Bewertung, Speicherung und codierten Übertragung zur autorisierten Landes-Entstör- u. Service-Zentrale via der hierbei automatisch angesteuerten Funksendereinheit übertragen.
Die peripheren Sensoren/Aktuatoren 35-49 – 8 werden via Plausibilitätsvergleiche auf elektrische und teilweise auch auf mechanische Funktion diagnostiziert.
Die in dieser Steuerperipherie benötigten Energieressourcen werden von dem photovoltaischen Modul (Solarzellengenerator) 31 – 8, sowie dem Primärenergie-(Elektrolyt)-Akkuspeicher netzautark an ”VCC” angelegt.
In der 19 ist das intern/extern vernetzte Schaltschema der für die spezifische Schaltkonfiguration des vollautomatisierten pneumatischen Schutzwall-Barrieren-Expansionsmodus der (Land-)Wohnhäuser konzipierten, zentralisierten Mikrocomputer-Steuereinheit, im Blockschaltbild dargestellt.
Diese Mikrocomputer-Steuereinheit verfügt intern – analog der Darstellung – über einen Baustein Spannungsversorgung-/Überwachung ”VCC” einen 2-kanaligen Watch-Dog, einen Fehlerspeicher, welcher mit einem modulexternen Diagnoserechner mit Lampentreiber und Fehlercode-Speicher-Modul vernetzt ist; zwei redundante Mikrocontroller MC1-MC2, welche als 16 Bit CMOS-Controller mit intelligentem Interface u. On-Chip-Memory ausgeführt sind, sowie den Sensor-Eingangs- und Steuerendstufen-Ausgangs-Verstärker-Schaltmodule.
Die Sensor-Eingangssignale der gerahmten Schaltelement-Symbole, der in 1 numerisch kongruent bezeichneten Schaltelemente 1-25, durchlaufen hierbei zur Filterung u. Verstärkung die diversitären Eingangsverstärker-Schaltmodule.
Alle Ein- u. Ausgabeinterfacebausteine sind modusspezifisch für die Steuerapplikationen dieser Schaltelemente 1-25 – 1 prädestiniert.
Die überwachte Kommunikation wird hierbei bidirektional entweder über Schaltsignale, pulsweitenmodulierte Signale oder alternativ als digitale Datenübertragung über Bussysteme CAN-Bus etc. appliziert.
Die Steuerendstufen-Schaltmodule sind geschaltet oder stromlos mit integrierter Überwachung ausgeführt.
Die Aktuator-Steuerapplikationen dieser Steuerendstufen-Verstärkerschaltmodule müssen präzise und fehlerfrei sein. Dies wird erreicht durch überprüfte aktive Redundanz der beiden Mikrocontroller MC1-MC2, einer entsprechenden Sicherheitssoftware und durch überprüfte redundante Abschaltpfade.
Diesbezüglich sind MCI u. MC2 mit der gleichen Software programmiert und lesen zur selben Zeit an den gleichen hardwaremäßig verbundenen Eingangsverstärker-Schaltmodulen die kongruenten Eingangsinformationen.
Bei gleichen Eingangsinformationen sowie gleicher Software werden beide Mikrocontroller normalerweise zur gleichen Ausgangsinformation kommen. Beide Mikrokontroller lesen daher die Aktor-Steuerschaltimpulse simultan von den hardwaremäßig verbundenen IC-Pins ein u. vergleichen diese.
Bei Ungleichheit wird – analog der Darstellung – ein modulexterner Diagnoserechner angesteuert, welcher die zugeleitete(n) Fehlfunktion(en) codiert abspeichert.
Durch die open drain Ausgangskonfiguration kann ein Mikrocontroller den Passivzustand dominant ausgeben.
Über ein serielles Interface zwischen beiden Mikrocontrollern werden alle Ein- u. Ausgangssignale sowie interne Statusinformationen von beiden Mikrocontrollern verglichen und bei Ungleichheit nach einer Fehlerbewertung der im vernetzten Diagnoserechner integrierte Fehlerspeicher angesteuert, wodurch diese fehlerhaften Aussteuerapplikationen – via hierfür autorisierten Fachpersonals – diagnostiziert, bzw. repariert werden können.
Die Software kann hierbei in 4 Modulblöcke aufgeteilt werden, welche lauten: ”Systemsoftware; Sicherheitssoftware; Anwendersoftware u. Diagnosesoftware”.
Die gesamte Software ist modular, so dass Systemvariationen durch Hinzufügen oder Entfernen von hierfür prädestinierten Software-Modulen einfach und überschaubar realisiert werden können.
Die Systemsoftware beinhaltet die Rechner- und Peripherie-Initialisierung, die Pre-Drive-Checks sowie die Programmablaufsteuerung der redundant, parallel laufenden Software.
In der Rechner- u. Peripherie-Initialisierung werden alle 1/0-Funktionsblöcke auf ihre im Anwenderprogramm verwendete Funktion initialisiert.
Anschließend werden im Pre-Drive-Check alle Stellglieder auf dominante Passivsteuerungen der redundant vorhandenen Mikrocontroller MC1-MC2 überprüft.
Das interne RAM wird auf Schreib-, Lese- u. Adressierbarkeit geprüft. Der Programmablauf wird durch eine immer wieder durchlaufende Hauptschleife von konstanter Länge gesteuert. In beiden Mikrocontrollern starten nach einer Synchronisierung die Hauptschleifen und rufen die durch das Anwendersystem gekennzeichnete Reihenfolge von Softwaremodulen auf. Zur Synchronisation des Ablaufs sowie zum Datenaustausch findet eine modulgesteuerte Kommunikation über das serielle Interface statt. Die Hauptschleife wird via den als Master deklarierten Mikrocontroller definiert und vom Slave überprüft.
Die Anwendersoftware beschreibt hierbei die Signalverarbeitung und den eigentlichen Regelalgorithmus dieser Systemkonfiguration. Die Sicherheitssoftware überprüft kontinuierlich bei passiven und aktiven Systemzustand die Funktion der redundanten Mikrocontroller MCI u. MC2, der Redundanz selbst sowie der Peripherie.
Rechnerinterne Diagnoseabläufe, wie ROM-/RAM-Tests werden binnen der der Hauptschleife zur Disposition stehenden Restzeit appliziert. Jedes Eingangs- u. Ausgangssignal von MC1/MC2 sowie interne Statusinformationen dieser Mikrocontroller werden auf Kongruenz diagnostiziert. Die hierfür relevanten Vergleichsdaten erhält jeder Mikrocontroller via das serielle Interface.
Alle Ungleichheiten der Eingangs-, Ausgangs- bzw. Statusinformationen werden unverzüglich dem modulextern vernetzten Diagnoserechner zur Bewertung; Speicherung und codierter Abrufbarkeit via das hierfür autorisierten Personals übertragen.
Die peripheren Sensoren/Aktuatoren 1-25 – 1 werden via Plausibilitätsvergleiche auf elektrische und teilweise auch auf mechanische Funktion diagnostiziert.
Die in dieser modulinternen/externen Steuerperipherie benötigten Energieressourcen werden von einem – in 1 (der Übersichtlichkeit halber) nicht mit dargestellten – im Dachbereich installiertem, photovoltaischen Modul (Solarzellen-Generator), sowie eines davon gespeisten Primärenergie-Elektrolyt-Akkuspeichers – analog der Darstellung – vollkommen netzunabhängig an VCC angelegt.

Claims

Vorrichtung zum Schutz von Gebäuden bei Wirbelstürmen, • mit einer Messeinrichtung zur Erfassung von Wirbelstürmen, die eine Puls-Doppler-Radarsignalanlage (14) umfasst, • mit einem zweiteiligen, aufblasbaren Gebäudeschutzwall (10, 19), wobei der erste Teil (10) das zu schützende Gebäude konzentrisch umgibt und der zweite Teil (19) oberhalb des Daches radial expandierbar ist, • mit einer Steuereinrichtung (2), welche mit der Messeinrichtung und Mitteln (8, 9, 11, 12; 23, 24, 13, 25) zum Aufblasen oder Entleeren des Gebäudeschutzwalls (10, 18) verbunden ist, wodurch nach Maßgabe von Messeinrichtung (14) und Steuereinrichtung (2) der Gebäudeschutzwall (10, 19) derart aufgeblasen wird, dass die beiden Teile (10, 19) sich im aufgeblasenen Zustand zu einer geschlossenen Umhüllung des zu schützenden Gebäudes ergänzen oder diese wieder entleert werden, und • mit einer Lagerung (27, 22) derart, dass der aufgeblasene Gebäudeschutzwall (10, 19) um seine vertikale Achse drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Seitenwände des Gebäudes umhüllende erste Teil (10) des Gebäudeschutzwalls im entleerten Zustand sich im Erdreich (30) befindet und durch motorisch (7) verschiebbare (3) Abdeckblenden (5) abgedeckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der das Dach des Gebäudes umhüllende zweite Teil (19) des Gebäudeschutzwalls sich im entleerten Zustand hinter einer Verkleidung (18) befindet, welche sich im Gebäudeinneren konzentrisch um den Gebäudemittelpunkt erstreckt und welche über den First des Gebäudes hinaus motorisch (15) verschiebbar (14, 16) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (36, 37) zum motorischen (41) Einfahren der Puls-Doppler-Radarsignalanlage (44) ins Erdreich (39) und umgekehrt vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Messeinrichtung ein ins Erdreich (39) eingelassenes Mikrophon (49) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Tragen und Aufblasen des zweiten Teils (19) des Gebäudeschutzwalls eine sich bis in die Verkleidung (18) erstreckende hohle Lagerwelle (20) mit Öffnungen vorgesehen ist.
Vorrichtung nach 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen (2, 34) zur Steuerung von Gebäudeschutzwall (10, 19) und/oder Messeinrichtung miteinander vernetzt (1) sind oder drahtlos (47, 48) miteinander in Verbindung stehen.