DE4125407C3 - Auftriebsvorrichtung für Taucher und Verfahren zur Steuerung der Luftmenge in einem Auftriebskörper mit veränderbarem Volumen für einen Taucher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auftriebsvorrichtung für Taucher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung der Luftmenge in einem Auftriebskörper mit veränderbarem Volumen für einen Taucher gemäß Anspruch 18.

Sporttaucher benutzen zur Regulierung ihres Auftriebes Auf­ triebsvorrichtungen z. B. in Form von aufblasbaren Tauchwe­ sten, üblicherweise mit einem Volumen von 15 bis 20 l, die mit Atem- oder Preßluft aufgepumpt und über eines oder meh­ rere Ablaßventile entleert werden können.

Da solche Westen nicht starr sind und sich das Gasvolumen in der Weste abhängig von der Wassertiefe in ganz erhebli­ chem Umfang ändert, sind solche Systeme prinzipiell insta­ bil. Bewegt sich der Taucher nach unten, so wird die in der Weste vorhandene Luft komprimiert und erzeugt einen gerin­ geren Auftrieb. Ohne Gegenmaßnahmen würde der Taucher des­ halb ständig weiter absinken. Bewegt er sich aber bei aus­ geglichenem Auftrieb aktiv nach oben, verringert sich der Wasserdruck entsprechend; der Auftrieb nimmt somit ständig zu und der Auftauchvorgang findet immer rascher statt. Zwar ist eine Feinkompensation des Auftriebs in Grenzen durch eine Verschiebung der Atemmittellage möglich und außerdem kann durch Schwimmbewegungen einer Steig- oder Sinktendenz entgegengewirkt werden. Beide oben genannten Situationen sind jedoch gleichermaßen gefährlich und haben zu zahlreichen tödlichen Unfällen geführt, so daß der Auf­ triebsregelung eine entsprechende Bedeutung zukommt.

Soll die Tauchtiefe um mehrere Meter geändert werden, muß der Taucher die Füllung seiner Weste entsprechend korrigie­ ren; dieser Vorgang verlangt einige Erfahrung und eine ge­ wisse Planung. Zur Erleichterung des Vorgangs, der im um­ ständlichsten Fall das Abnehmen des Mundstücks, Einblasen eines Teils der Atemluft in die Weste, Aufsetzen und Aus­ blasen des Mundstücks verlangt, wurden sogenannte "infla­ tor"-Systeme entwickelt, bei denen die Westenfüllung über Ventile geändert werden kann.

Ein automatisches System, das einen einmal gewählten Auf­ trieb unabhängig von der Wassertiefe konstant hält, kann den Taucher von einer lästigen Routinearbeit befreien und bei der Ausbildung von Schülern zur Erhöhung der Sicherheit beitragen.

Gattungsgemäße Auftriebsvorrichtungen und Verfahren sind in den US-Patentschriften 38 20 348 und 43 24 507 beschrieben.

Bei der US-PS 43 24 507 wird der Füllzustand der Weste über den Druck in der Weste reguliert, wobei beispielsweise noch die Kompressibilität des aus geschäumtem Kunststoff bestehenden Taucheranzugs berück­ sichtigt wird.

Von den oben genannten Systemen ist keines auf dem Markt zu nennenswerter Verbreitung gekommen. Einer der Gründe dafür ist die Schwierigkeit, mit mechanischen Systemen Volumenän­ derungen flexibler Tauchwesten mit hinreichender Genauig­ keit erfassen zu können; bei den oben beschriebenen Syste­ men ergeben sich zudem große Hysteresen, so daß diese Vor­ richtungen insgesamt als wenig brauchbar anzusehen sind. Die darüber hinaus noch bekannten Vorrichtungen mit starren Auftriebskörpern sind häufig zu sperrig und zu unbequem zu tragen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Auftriebsvorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren für Taucher so zu verbessern, daß ein wählbarer Auftrieb exakt einstellbar ist und auch bei wechselnden Tauchtiefen zuverlässig eingehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Auftriebsvorrichtung und durch das in Patentanspruch 18 angegebene Verfahren gelöst.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Es werden fortlaufend der Druck und die Tempe­ ratur der Luft im Auftriebskörper überwacht; Änderungen des Luftvolumens, die durch Änderungen dieser Parameter bedingt sind, können somit zuverlässig mittels der Steuereinrich­ tung bestimmt und durch eine entsprechende Änderung der Luftmenge im Auftriebskörper kompensiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Flußmesser in einer mit dem Auftriebskörper verbundenen Luftleitung zur Erfassung des Luftstromes in den oder aus dem Auftriebskörper vorgesehen. Durch Integration des Luftflusses (Luftstromes) bei bekanntem Leitungsquerschnitt können die Luftmengen, die dem Auftriebskörper zugeführt bzw. aus ihm abgeführt werden, exakt erfaßt wer­ den. Dies gilt nicht nur für die Luftmengenänderun­ gen während des Tauchens, sondern auch für das anfängliche Befüllen des Auftriebskörpers. Als Druckquelle für die Auf­ triebsvorrichtung sollte der Preßluftvorrat eines Preßluft­ tauchgerätes eingesetzt werden.

Vorteilhafterweise weist die Steuereinrichtung zur Auswertung der Sensorsignale und zur Ansteuerung der Ventile einen Mikro­ prozessor auf. Somit können die Signale der Sensoren schnell ausgewertet werden und die Steuersignale für die Ventile, die vorzugsweise elektromagnetische Ventile sind, unmittelbar erzeugt werden. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung schnell auf sich ändernde Umge­ bungsbedingungen reagieren; zudem sind zum Anschluß der Sensoren lediglich elektrische Leitungen erforderlich, so daß die Sensoren an beliebigen, geeigneten Stellen befe­ stigt werden können. Hystereseeffekte, die bei mechanischen Steuerungen häufig auftreten, können dabei weitgehend ver­ mieden werden.

Als Flußmesser können dabei verschiedene Systeme eingesetzt werden, zum Beispiel solche, die die Wärmeaufnahme des Gases ermitteln oder mit einer Druckmessung an einem Ventu­ rirohr arbeiten.

Sensoren, die nach dem erstgenannten Prinzip arbeiten, sind für verschiedene Anwendungen erhältlich. Das letztgenannte Prinzip ist ebenfalls allgemein bekannt, un­ ter anderem sind in der DIN 1952 Regeln hierfür angegeben.

Da jede Flußmessung prinzipiell nur eine begrenzte Genauig­ keit aufweist und sich Meßfehler im Laufe der Zeit addieren könnten, ist zur fortlaufenden Bestimmung des Auftriebs und damit des Tauchwestenvolumens eine Korrektur anhand der Ventilschaltzeiten und des Verlaufs der Umgebungsdruck-Mes­ sungen vorgesehen. Diese Aufgabe wird von einem eigenen Steuerabschnitt wahrgenommen. Mit dieser softwareseitigen Korrektur ist die ordnungsgemäße Funktion des Systems auch über längere Betriebszeiten ermöglicht.

Als mögliche Zusatzfunktion bietet sich u. a. die Berück­ sichtigung der sich als Funktion von Druck und Temperatur ändernden Wasserdichte (Süß- oder Meerwasser) bei der Steuerung des Auftriebs an.

Die von den Sensoren ermittelten Werte für Druck und Tempe­ ratur, gegebenenfalls nach Umrechnung in Werte für die Was­ sertiefe, können dabei über eine Anzeigevorrichtung, die vorteilhaft auch mit Bedienungselementen für die Auftriebs­ vorrichtung versehen ist, angezeigt werden.

Ein wesentlicher Aspekt neben der Auftriebsregelung ist die automatische Überwachung des Tauchvorgangs. So kann die er­ findungsgemäße Auftriebsvorrichtung verschiedene Sicher­ heitsfunktionen erfüllen. Bei Überschreiten einer vorgege­ benen Wassertiefe (d. h. bei einer zu großen Tauchtiefe) kann eine Alarmvorrichtung betätigt und/oder der Auftrieb erhöht werden. Des weiteren ist mittels der Auftriebsvor­ richtung der Tauchvorgang so steuerbar, daß beispielsweise ein vorgebbarer Tauchverlauf eingehalten wird. Auf diese Weise kann das Einhalten von Sollzeiten für die Dekom­ pression des Tauchers sichergestellt werden; der Tauchvor­ gang kann durch Speichern der fortlaufend gemessenen Werte dokumentiert werden.

Zusätzlich kann schließlich der noch verbleibende Luftvor­ rat in einem Preßlufttauchgerät überwacht und gegebenen­ falls ein Auftauchvorgang eingeleitet werden.

Neben der automatischen Steuerung durch die Steuereinrich­ tung kann der Auftrieb auch über manuell zu betätigende Ventile eingestellt werden.

Die Steuereinrichtung, der Flußmesser und die Einlaß- und Auslaßventile können als kompakte Einheit in einem Gehäuse untergebracht werden, das an einem beliebigen Ort an der Tauchausrüstung angebracht werden kann; dabei ist es mög­ lich, die Anzeigeeinheit mit Bedienungselementen separat auszubilden, so daß sie am Handgelenk getragen werden kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Auftriebs­ vorrichtung mit einer Steuereinrichtung,

Fig. 1a eine Modifikation der in Fig. 1 dargestellten Auftriebsvorrichtung und

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Steuereinrichtung.

Fig. 1 zeigt in einer Schemadarstellung die Auftriebsvorrichtung. Der Auftriebskörper 10 ist als aufblasbare Tauchweste aus flexiblem Material ausgebildet, wie es allgemein für Tauchwesten üblich ist. In der Regel kann eine allgemein erhältliche Tauchweste verwendet wer­ den; das System benötigt keinen speziell angefertigten Auf­ triebskörper.

Die Tauchweste ist über eine flexible Schutzhülle 80 mit einer Steuereinrichtung 30 verbunden, wobei die Schutzhülle eine Signalleitung 110, die mit einem Temperatursensor 50 in der Weste verbunden ist, und eine Luftleitung 70, die mit dem Westeninnern kommuniziert, umgibt.

Innerhalb eines Gehäuses 130 sind ein Flußmesser 60, der mit der Luftleitung 70 verbunden ist, ein Mikroprozes­ sor 90, elektromagnetische Ventile V_a und V_e, manuelle Ven­ tile V_aa und V_ee und ein System von Luftleitungen 150, 150a, 160, 160a, 170, 180, 180a, 190 mit einem Luftauslaß 140 angeordnet. Die Steuereinrichtung 30 ist ferner über eine Zuführlei­ tung 120 mit dem Luftanschluß einer Druckluftquelle 20 in Form eines Preßlufttauchgerätes verbunden. Die manuellen Ventile V_aa und V_ee können auch durch zwei wasserdichte Schalter ersetzt sein, mit denen V_a und V_e direkt betätigt werden können (Fig. 1a); diese Betä­ tigung kann dabei nach Bauart über elektrische oder mecha­ nische Mittel erfolgen.

Der Mikroprozessor kann grundsätzlich von beliebiger Bauart zur Signalverarbeitung, Durchführung von Programmen, Spei­ cherung von Programmen und Daten und Abgabe von Steuerdaten sein; des weiteren ist in der Steuereinrichtung eine Span­ nungsquelle, z. B. eine Batterie, zum Betrieb des Mikropro­ zessors, der Sensoren und der Ventile vorgesehen.

Am Gehäuse 130 ist ein Drucksensor 40 dargestellt; vorzugs­ weise ist der Drucksensor jedoch, wie der Temperatursen­ sor 50, im Inneren der Tauchweste vorgesehen, so daß er di­ rekt den Innendruck der Weste erfaßt. Andererseits hängt der Westeninnendruck über die bekannte Dehnungscharakteri­ stik der Weste (bzw. des Westenmaterials) mit dem Außen­ druck zusammen; der Außendruck läßt sich also aus dem We­ steninnendruck ermitteln und vice versa. Um derartige Be­ rechnungen zu umgehen, können sowohl ein Drucksensor im We­ steninneren als auch ein Drucksensor am Gehäuse vorge­ sehen sein.

Der Mikroprozessor 90 erhält vom Drucksensor 40, vom Tempe­ ratursensor 50 und vom Flußmesser 60 über Eingangsleitun­ gen, die mit den entsprechenden Elementen verbunden sind, Eingangssignale, und gibt Steuersignale an das Auslaßventil V_a und an das Einlaßventil V_e zur Steuerung des Füllzustan­ des der Weste über Ausgangsleitungen, die mit den Ventilen verbunden sind, ab. Des weiteren ist der Mikroprozessor mit einer Anzeigevorrichtung 100 verbunden, die separat vom Gehäuse vorgesehen sein kann und der Anzeige wählbarer Daten wie z. B. Druck, Temperatur oder Wassertiefe dient. Nicht darge­ stellt sind zusätzliche Bedienungselemente für die Steuer­ einrichtung, mit denen sie ein- oder ausgeschaltet werden kann oder mit denen der Füllzustand der Weste gezielt ver­ ändert werden kann.

Die Zuführleitung 120 mündet in eine Luftzufuhrlei­ tung 150, an die sich das Einlaßventil V_e, eine Abzwei­ gung 180, das Auslaßventil V_a, eine Luftauslaßleitung 160 und der Luftauslaß 140 anschließen. Parallel zu diesem Leitungssystem kann ein Leitungssystem zur manuellen Steue­ rung aus einer Luftzufuhrleitung 150a, dem manuellen Einlaßventil V_ee, einer Abzweigung 180a, dem manuellen Auslaßventil V_aa und einer Luftauslaßleitung 160a vorgese­ hen werden (Fig. 1). Beide Systeme sind an den Abzweigungen 180, 180a über ein Kopplungsstück 190 miteinander verbun­ den. Eine Verbindungsleitung 170 verbindet die Abzweigung 180 mit dem Flußmesser 60.

Bei ausgeglichenem Auftrieb sind alle Ventile geschlossen. Zur Erhöhung des Auftriebs kann der Taucher durch Öffnen des Einlaßventils V_e (Fig. 1a) bzw. V_ee (Fig. 1) Luft über die Luftleitungen 120, 150, 180, 170, 70 (Fig. 1a) bzw. 120, 150a, 180a, 190, 170, 70 (Fig. 1) in die Tauchweste einlassen. Entsprechend kann Luft über die Luftleitungen 70, 170, 180, 160 und den Luftauslaß 140 (Fig. 1a) bzw. 70, 170, 180, 160 und den Luftauslaß 140 (Fig. 1) durch Öffnen des Auslaßventils V_aa bzw. V_a abgelassen werden, so daß sich der Auf­ trieb vermindert. Die dabei auftretenden Luftströmungen wer­ den vom Flußmesser 60 erfaßt und vom Mikroprozessor ausge­ wertet.

In gleicher Weise wie bei der manuellen Betätigung erfolgt die Luftzufuhr durch Ansteuerung des Einlaßventils V_e über die Leitungen 120, 150, 180, 170 und 70 bzw. der Luftablaß durch An­ steuerung des Auslaßventils V_a über die Leitungen 70, 170, 180 und 160 zum Luftauslaß (Fig. 1), wobei diese Ventile vom Mikroprozessor angesteuert werden und das jeweils nicht betätigte Ventil geschlossen bleibt.

Bevor die Beschreibung des Steuerverfahrens für das Volumen anhand der Fig. 2 erfolgt, soll hier kurz auf die physikalischen Grundlagen eingegangen werden.

Der Auftrieb des Auftriebskörpers ergibt sich gemäß dem Ar­ chimedischen Prinzip aus dem Gewicht der verdrängten Was­ sermenge abzüglich des Eigengewichts der Auftriebsvorrich­ tung und der Luft im Auftriebskörper zu:

B(p,T) = (V(p,T) + V_k) ρ - (G_k + M₁) (1)

wobei
B der druck- und temperaturabhängige Auftrieb,
V das druck- und temperaturabhängige Luftvolumen im Auftriebskörper,
G_k das Eigengewicht der Auftriebsvorrichtung,
V_k das Eigenvolumen der ungefüllten Auftriebsvorrichtung,
M₁ das Eigengewicht der Luft in der Auftriebsvorrichtung,
ρ das spez. Gewicht des Wassers sind.

In erster Näherung können ρ, G_k und V_k zunächst als kon­ stant angesehen werden; der Wert von ρ soll als 1000 g/l (Süßwasser) bzw. 1035 g/l (Salzwasser) angenommen werden. Zudem wird vorausgesetzt, daß Wasser inkompressibel ist. Das Eigengewicht M₁ der Luft kann bei dieser Betrachtung vernachlässigt werden.

Die Beziehung zwischen Druck p, Temperatur T und Volumen V(p,T) ist für ein ideales Gas durch

p V = c R T (2)

gegeben, wobei c die Gasmenge in mol und R die Gaskonstante bezeichnen. Diese Gleichung ist auch für Luft in ausrei­ chender Genauigkeit erfüllt; 1 mol Luft entspricht dabei etwa 28,84 g.

Bei bekannten Werten für die Gasmenge c, Temperatur T und Druck p läßt sich somit das Volumen und damit der Auftrieb gemäß Gleichung (1) berechnen. Für einen konstanten Auf­ trieb muß auch das Luftvolumen in der Weste konstant sein, beispielsweise den Wert V₀ annehmen. Ändern sich die Druck- und Temperaturwerte (Δp, ΔT) ausgehend von einem Anfangswert (p_a, T_a), so muß die anfängliche Gasmenge c_a entsprechend um Δc geändert werden, damit die Beziehung

V₀ = (T_a+ΔT)/(p_a+Δp) _* R _* (c_a+Δc) = const. (3)

erfüllt ist.

Der Wert für c, d. h. die Gasmenge in der Weste, wird durch Öffnen der Ventile V_a bzw. V_e geändert. Bei bekannten Ven­ tileigenschaften wird der zeitabhängige Fluß f(t) der Luft durch das entsprechende Ventil gemessen und Δc aus

Δc = λ ∫ f(t) dt (4)

ermittelt, wobei λ eine von den Ventileigenschaften abhän­ gige Konstante ist.

Ausgehend von den oben dargestellten Beziehungen erfolgt die Steuerung des Auftriebs über die Gasmenge c gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Steuerschema.

In Schritt #1 erfolgt zunächst eine Initialisierung des Sy­ stems durch den Taucher, wobei im Schritt #2 eine Funkti­ onsprüfung des Systems durchgeführt wird. Falls der Selbst­ test einen Defekt aufzeigt, wird auf einer entsprechenden Anzeige eine Warnung ausgegeben. Anschließend wird im Schritt #100 anhand einer Tabelle festgestellt, ob trotz des Defekts eine sichere Funktion des Gerätes gewährleistet ist. Anderenfalls wird das System deaktiviert und evtl. ge­ gen weitere Einschaltversuche gesperrt.

Verläuft der Selbsttest erfolgreich, wird im Schritt #3 eine Anfangskalibrierung vorgenommen: die Zeit t₀, die au­ genblicklichen Werte von Druck p und Temperatur T, der Flaschendruck und das vom Taucher manuell zugeführte Vo­ lumen V werden als Anfangswerte p₀, T₀, p_F0 und V_soll festgehalten.

Alle diese Werte werden einer Konsistenzprüfung unterzogen; ggf. werden die Schritte #100 und #101 durchlaufen. Dann ist das System funktionsbereit.

Während des Tauchvorgangs wird fortlaufend die schwarz­ weiß markierte Schleife #11 durchlaufen, wobei in Schritt #10 eine Messung der aktuellen Werte erfolgt und p_F, p, der Fluß f, die Temperatur T, die Systemzeit t und die Schaltzeiten t_vi der Ventile festgehalten werden.

Schritt #12 berechnet aus diesen Werten einen Mitteldruck <p< bzw. , indem entsprechend gewichtete Druckwerte, die innerhalb einer Zeitspanne (ca. 15 sec.) gemittelt werden, von periodischen Schwankungen befreit werden. Außerdem wer­ den folgende Parameter berechnet: die Änderungsgeschwindigkeit d<p</dt; die aktuell in der Weste vorhandene Gasmenge c_ist (aus V_soll, <p<, T); V_soll aus Umrechnung des in Schritt #3 anfänglich festgestellten Westenvolumens unter Berücksichtigung von p, T; das tatsächlich vorhandene Westenvolumen V_ist unter Berücksich­ tigung von V_soll, den Flußmessungen f, den Ventilschaltzei­ ten t_vi und den aktuellen Werten für <p< und T.

Im Schritt #13 wird direkt danach geprüft, ob die gemesse­ nen bzw. berechneten Werte eine Reaktion #14 erfordern. Es wird überprüft, ob

• - die aktuelle Tauchzeit eine Grenze t_max überschreitet,
• - der Druck einen höchstzulässigen Wert p_max überschreitet,
• - der Flaschendruck p_F einen Mindestwert p_min unterschreitet und
• - der Betrag der Steig-Sinkrate d<p</dt die Grenzwerte δ1, δ2 über/unterschreitet (wobei δ1 die Grenze für die Auf/Abtauchgeschwindigkeit und δ2 die Grenze für passives, ungewolltes Steigen/Sinken ist).

Falls keine Reaktion erforderlich ist, wird im Schritt #20 erneut anhand der Konsistenz der Meßwerte und einer Check­ liste geprüft, ob ein Defekt vorliegt (der ggf. in #100, #101 abgearbeitet wird). Die Schleife schließt sich durch erneute Messung #10.

Falls eine Reaktion erforderlich ist, arbeitet #14 eine Ta­ belle ab, anhand derer die Berechnung der nun erforderli­ chen Gasmenge c_soll erfolgt.

Schritt #22 stellt fest, ob c_soll ausreichend gut mit c_ist übereinstimmt. Dies wird anfangs nicht der Fall sein, so daß bei #31 und #34 eine Abfrage und Aktivierung des Einlaß- bzw. Auslaßventils V_e bzw. V_a erfolgt. Nach Öffnen des ent­ sprechenden Ventils wird mit #22 bzw. mit #31 fortgesetzt. Es kommt wieder zur Prüfung #20, und dann wird die durch Doppelstrich markierte Schleife #21 durchlaufen. Hier kommt es in #12 zur Berechnung von c_ist, dann in #22 zum Ver­ gleich mit c_soll. Erst wenn c_soll erreicht ist, wird #21 nach Ventilverschluß wieder verlassen (über #32, #35). Bei #32 wird über die Prüfung #20 in die Schleife #11 zu­ rückverzweigt.

Änderungen, die die Grenzwerte bei #13 überschreiten, füh­ ren zur Wiederholung des Ablaufs.

Eingriffe des Tauchers, beispielsweise durch manuelles Betä­ tigen eines Ventils, werden in #10/#12 festgestellt. Der oben dargestellte Prozeß wird dann nach Korrektur von V_soll fortgesetzt.

Die Tabelle des Schrittes #14 enthält unter anderem Werte, die zur Berücksichtigung der erforderlichen Dekompressions­ zeiten erforderlich sind.

Neben den oben beschriebenen Größen können selbstverständ­ lich noch weitere Größen in die Steuerung einbezogen werden. Z. B. kann das sich mit der Zeit verändernde Gewicht der Preßluftflaschen oder das Gewicht der Luft im Auftriebskör­ per berücksichtigt werden, ebenso wie die Abhängigkeit der Wasserdichte von Druck/Temperatur oder eine Kompression des Taucheranzugs oder dgl. Derartige Korrekturen fließen gemäß Gleichung (1) in die Berechnung ein und schlagen sich in der Berechnung der Größe c nieder.

Schließlich kann die Vorrichtung noch mit einer Speichereinheit versehen sein, um beispielsweise wäh­ rend des Tauchvorgangs fortlaufend die Druck-/Tempe­ raturwerte für eine spätere Dokumentation zu spei­ chern.

Entsprechend kann die Speichereinrichtung auch eine Folge von Auftriebswerten enthalten, so daß vorgegebene Abtauch-/Auf­ tauchvorgänge über Steuerung des Auftriebskörpers ein­ gehalten werden können.

Ein wesentlicher Sicherheitsaspekt ergibt sich dadurch, daß durch eine Überwachung der Druckwerte das Unterschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes für die Tauchtiefe verhindert werden kann. Auch die Tauchzeit kann begrenzt werden. Diese Aspekt sind insbesondere für Ausbil­ dungszwecke hervorzuheben.

Die Auftauchgeschwindigkeit kann so regu­ liert werden, daß sie innerhalb ungefährlicher Grenzwerte bleibt.

Bei der Überwachung des Füllzustandes der Preßluftflasche kann der Luftbedarf für die Dekompression abgeschätzt werden, so daß das automatische Einleiten des Auftauchens rechtzeitig erfolgen kann.

Des weiteren hat der Taucher die Möglichkeit, den Auftauch­ vorgang manuell zu unterbrechen. Dies ist beispielsweise nötig, wenn absehbar ist, das der Auftauchvorgang in ein Hindernis hinein (Nesselqualle, Schiffsrumpf) führen würde. Diese Unterbrechung blockiert die Schritte #14 und #22, führt jedoch nicht zu einem Ausschaltvorgang. So können die Vorteile des Systems genutzt werden, nachdem das Hindernis umschwommen wurde.

Claims (18)

1. Auftriebsvorrichtung für Taucher mit einem an eine Druckluft­ quelle (20) anschließbaren Auftriebskörper (10) mit verän­ derbarem Volumen, mit
einem steuerbaren Einlaßventil (V_e) zur Zuführung von Luft aus der Druckluftquelle (20) an den Auftriebskörper (10),
einem steuerbaren Auslaßventil (V_a) zum Ablassen von Luft aus dem Auftriebskörper (10) an die Umgebung
und einer Steuereinrichtung (30) zur Steuerung der Luft­ menge im Auftriebskörper (10) über die Ventile (V_a, V_e),
dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (50) zur Erfassung der Temperatur innerhalb und/oder außerhalb des Auftriebskörpers (10) und ein Drucksensor (40) zur Erfassung des Druckes innerhalb und/oder außerhalb des Auftriebskörpers (10) vorgesehen ist und daß die Luftmenge im Auftriebskörper (10), ausgehend von einem Anfangswert der Menge, des Druckes und der Temperatur der Luft, durch die Steuereinrichtung (30) abhängig von den Signalen des Drucksensors (40) und des Temperatursensors (50) über die Ventile (V_a; V_e) derart gesteuert wird, daß Änderungen des Luftvolumens aufgrund von Druck- und/oder Temperaturänderungen kompensiert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Flußmesser (60) in einer mit dem Auftriebskörper (10) ver­ bundenen Luftleitung (70) zur Erfassung des Luftstromes in den oder aus dem Auftriebskörper (10).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung (30) zur Auswertung der Sen­ sorsignale sowie zu Ansteuerung der Ventile (V_a, V_e) einen Mikroprozessor (90) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (90) mit dem Flußmesser (60) verbunden ist und ein dem Fluß entsprechendes Signal erhält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Flußmessers (60) im Mikroprozessor (90) zur Ermittlung der dem Auftriebskörper (10) zugeführten oder vom Auftriebskörper (10) abgeführten Luftmenge aufintegriert wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flußmesser (60) die Strömungsge­ schwindigkeit der Luft in der Luftleitung (70) ermittelt.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (30) Korrekturdaten gespeichert sind und daß die Luftmenge im Auftriebskörper (10) abhängig von der Meerwasser­ dichte/Süßwasserdichte als Funktion von Druck und Tempera­ tur steuerbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (30) eine Anzeigevorrichtung (100) aufweist, mit der auswählbare Da­ ten anzeigbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (100) als separate Einheit ausgebil­ det ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (100) Bedienungsele­ mente für die Steuereinrichtung (30) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (30) die Luftmenge im Auftriebskörper (10) abhängig von einem vorgebbaren Auftauchverlauf steuert.

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (30) die Tauchtiefe fortlaufend überwacht und abhängig von einer vorgebbaren Maximaltiefe ein Alarmsignal abgibt und/oder die Luftmenge des Auftriebskörpers (10) erhöht.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druckluftquelle (20) ein Preßluft­ tauchgerät ist, daß der verbleibende Luftvorrat im Preßlufttauchgerät mittels der Steuereinrichtung (30) und eines weiteren Drucksensors überwacht wird und bei Unterschreiten eines vorgebbaren Mindestluftvorrats ein Auftauchvorgang ausgelöst wird.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Werte für Wasserdruck und/oder Wassertemperatur von der Steuereinrichtung (30) fortlaufend gespeichert werden.

15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch zusätzliche, manuell bedienbare Einlaß- und Auslaßventile (V_ee, V_aa) zur manuellen Steuerung der Luftmenge im Auftriebskörper (10).

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (30), der Flußmesser (60) und die Einlaß- und Auslaßventile (V_e, V_a) in einem gemeinsamen Ge­ häuse (130) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßven­ tile (V_e, V_a) zur Steuerung der Luftmenge im Auftriebskörper (10) manuell bedienbar sind.

18. Verfahren zur Steuerung der Luftmenge in einem Auftriebs­ körper (10) mit veränderbarem Volumen für einen Taucher, wobei dem Auftriebskörper (10) Luft zugeführt oder von ihm abgeführt wird, um ein gewünschtes Auftriebsvolumen zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Luftstrom zum oder vom Auftriebskörper (10) und die Umgebungswerte für Druck und Temperatur ermittelt, um die Luftmenge im Auftriebskörper (10) derart zu steuern, daß Änderungen des Luftvolumens aufgrund von Druck- und/oder Temperaturänderungen kompensiert werden.