DE589300C - Ballon mit zwei ineinanderliegenden Huellen - Google Patents

Description

Zur Sicherung von Ballons gegen Feuersgefahr ist bereits vorgeschlagen worden, Ballons mit zwei ineinanderliegenden Hüllen zu verwenden, deren innere mit dem leicht entzündlichen Traggas, die äußere mit neutralem, also unentzündlichem Gas gefüllt ist, so daß, wenn z. B. ein Brandgeschoß den Ballon trifft, das nach außen durch die Eintritts- und Austrittsöffnungen der äußeren Hülle austretende Gas sich nicht entflammen kann, da es neutral ist, während das innere entzündliche Gas seinerseits sich nicht entzünden kann, weil es durch das neutrale Gas hindurchtreten muß.

Die Dicke der äußeren neutralen Schutzschicht wird experimentell festgestellt; sie muß natürlich eine genügende, sein und darf nicht unter eine kleinste erforderliche Grenze fallen.

ao Vorliegende Erfindung betrifft einen derartigen doppelwandigen Ballon, bei welchem die Dicke der neutralen Gasschicht stets selbsttätig einen höheren Wert besitzt als die Grenzdicke, so daß praktisch ein vollkommener Schutz gegen Brand gewährleistet ist. Zu diesem Zwecke werden die inneren und äußeren Hüllen mit passenden dehnbaren Vorrichtungen versehen, welche so angeordnet sind, daß die beiden Hüllen im Laufe des Aufstieges und auch beim Abstieg trotz des abnehmenden oder wachsenden Atmosphärendruckes .denselben gegenseitigen Abstand beibehalten. Beide Hüllen sind nach ihrer Füllung homothetisch, d. h. je zwei Punkte der beiden Hüllen stehen in b.ezug auf das gemeinschaftliche Zentrum in annähernd konstantem Verhältnis. Die dehnbaren Vorrichtungen sorgen dafür, daß beide Hüllen bei allen auftretenden Volumenveränderungen beim Auf- und Abstieg ständig homothetisch bleiben.

Auf beiliegender Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Ballons gezeigt.

Abb. ι und 2 sind ein Quer- und Längsschnitt durch die eine Ausführungsform;

Abb. 3 und 4 zeigen die zweite Ausführungsform in Quer- und Längsschnitt.

A ist die innere Hülle, welche mit leichtem entzündlichem Gas gefüllt ist. Sie ist dreiflügelig, und ihr Querschnitt bildet ein gleichschenkeliges Bogendreieck mit den Scheiteln i, 2, 3 und drei gleichen konvexen Seiten 1, 6, 2; 2, 4, 3; 3, 5, 1, die sich in den Scheiteln .berühren.

Entsprechend Abb. 2 sind die verschiedenen zur Achse 10-11 senkrechten Schnitte in jedem Punkte ähnlich dem der Abb. 1. Die Scheitel 1, 2, 3 liegen in den Bögen 10, 1, 11;

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ίο, 2, Ii und ίο, 3, 11, die dem gefüllten Ballonkörper die passende Form geben. Die Hülle A besitzt somit im wesentlichen einen Querschnitt in Gestalt eines gleichseitigen Dreiecks mit auf den Seiten aufliegenden konvexen Flügeln. Die Oberfläche der Flügel besteht aus dichten Stoffabschnitten, die in üblicher Weise unter sich vereinigt sind. Die Seiten des Dreiecks bestehen ganz oder teilweise aus elastischen Bändern, z. B. aus Spannbändern 7, 8 und g. Die Länge der Spannglieder in der Ruhelage und ihr Abstand werden so geregelt, daß ein passender Druck auf den Ballonkörper A entsteht.

Um diese Hülle herum liegt eine zweite Hülle B kreisförmigen Querschnittes. Auf jeder Seite derselben und symmetrisch zur senkrechten Ebene, durch welche die Achse hindurchgeht, sind zwei dehnbare Körper, wovon jeder aus einer Hohlfalte und vier Spannbändern 12,13,14 und 15 besteht, welche sich auf den Ballonkörper entsprechend den Oberflächenmeridianen auflegen. Diese Spannbänder sind in Abb. 2 nicht dargestellt, sondern lediglich an den Spitzen sind die Enden der Meridianlinien, auf welche sie sich auflegen, sichtbar. Der Zwischenraum zwischen den Hüllen A und B ist mit neutralem Gas gefüllt, und beide Hüllen sind mittels einzelner elastischer Bänder verbunden, welche sich in den Symmetrieebenen der Flügel 16, 17, 18 befinden. Diese Bänder sind, wenn der Ballon seine Füllung erhalten hat, bevor er den Boden verläßt, nur leicht gespannt. Außerdem wird der Zwischenraum zwischen beiden Hüllen so bestimmt, daß er an jedem Punkt mindestens gleich ist der Grenzdicke. An der Hülle B werden die üblichen Zubehörteile: Ruder, Steuer, Aufhängemittel usw., die auf der Zeichnung nicht dargestellt sind, befestigt.

Wenn der Ballon hochsteigt und der umgebende Druck herabsinkt, vergrößert sich das Volumen beider Ballonhüllen, und ihre Oberfläche ändert sich. In der Hülle B öffnen sich z. B. die Hohlfalten, der Querschnitt bleibt kreisförmig, jedoch nimmt der Radius ständig zu. In der Hüllet nehmen die Seiten des gleichseitigen Dreiecks an Länge

zu, die Punkte 1, 2, 3 entfernen sich von der Achse, während diejenigen Punkte, welche in der Symmetrieebene der Abteilungen 4, 5, 6 liegen, annähernd unveränderlich bleiben. Das Volumen wächst, weil sein Querschnitt sich allmählich dem Kreise nähert, aber die Größe seines äußeren Umfanges ändert sich nur unmerklich. Der Minimalabstand, der sich in der Symmetrieebene der Abteilungen befand, vergrößert sich somit. Der Maximalabstand, der sich seitlich von den einspringenden Ecken befand, nimmt ab, fällt aber niemals unter die Grenzdicke, da der Querschnitt der Hüllet niemals die Kreisform annehmen kann. Beim Abstieg ist die Erscheinung umgekehrt. Beide Hüllen nehmen an Volumen ab, niemals aber kann der gegenseitige Abstand unterhalb der Grenzdicke fallen, da, wenn die Steighöhe auf Null ist, dieser Abstand mindestens gleich ist der Grenzdicke. Infolgedessen bleibt der Brandschutz .stets bestehen.

Die Abb. 3 und 4 zeigen in Quer- und Längsschnitt eine andere Ausführungsform des Ballons.

A bezeichnet die das leichte Gas aufnehmende Hülle. Ihr Querschnitt ist vierflügelig und bildet ein Viereck mit den Scheiteln 21, 22, 23 und 24 und vier Kreisbogen 21, 25, 22; 22, 26, 23; 23, 27, 24; 24, 28, 21.

Entsprechend Abb. 4 sind die verschiedenen senkrechten Querschnitte zur Achse 29, 30 in jedem Punkte ähnlich denen der Abb. 3. Die Scheitel 21, 22, 23 und 24 legen sich auf die Bögen 29,21,30; 29,22,30; 29,23,30; 29, 24, 30, die so gewählt sind, daß der Ballon die geeignete aerodynamische Gestalt erhält. Die Hüllet hat im allgemeinen die Gestalt eines Prismas quadratischer Basis mit vier Flügeln, welche sich auf die Seiten der prismatischen Oberfläche auflegen. Die Außen- go fläche der Flügel besteht aus dichten Stoffabschnitten, welche in üblicher Weise zusammengefügt sind, dagegen bestehen auf ihrem ganzen oder teilweisen Verlauf die Seiten des Vierecks aus elastischen Bändern, die ledig-Hch in Abb. 3 angegeben sind. Die Länge dieser Bänder in der Ruhelage und ihr Abstand wird so geregelt, daß deren Spannung auf jedes Längenelement dem Üruck entspricht, den die Hülle erhalten soll.

Rings um diese erste Hülle liegt eine zweite Hülle B, deren Oberfläche zur ersteren in bezug auf das Zentrum O des Hauptspantes der Abbildung homothetisch ist. Die Querschnitte der zweiten Hülle sind ähnlich denen der Hüllet. Die verschiedenen Elemente sind auf der Zeichnung mit einer in bezug auf die Hüllet um 20 erhöhten Zahl bezeichnet. Die Scheitel der Vierecke der Querschnitte 41, 42, 43 und 44 legen sich auf no die Kurven 49, 41, 50; 49, 42, 50; 49, 43, 50 und 49, 44, 50, die in Abb. 4 zu den entsprechenden Bögen der Hülle A homothetisch sind. Der Mantel B besitzt keine Spannglieder entsprechend der Seiten der viereckigen n₅ Querschnitte des Prismas mit viereckiger Basis.

Beide Hüllen sind durch elastische Bänder 21, 41, 22, 42, 23, 43 und 24, 44 verbunden, die in den Diagonalsymmetrieebenen des Querschnittes liegen und vorzugsweise an den Befestigungspunkten der Spannbänder

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der elastischen Vorrichtung des Mantels A angebracht sind. Diese Bänder sind in Abb. 4 nicht angegeben.

" Der kleinste Abstand zwischen den Hüllen liegt in dem Querschnitt des Hauptspantes an dem dem homothetischen Zentrum zunächst liegenden Punkte, d. h. in den einspringenden Winkeln, die den Scheiteln der Vierecke entsprechen. Man bestimmt das homo-

,o thetische Verhältnis derart, daß für das kleinste Volumen des aufsteigenden Ballons der geringste Abstand mindestens gleich ist der Grenzdicke. Die Hülle B trägt die üblichen Zubehörteile: Steuer, Ruder, Aufhängemittel usw., die auf der Zeichnung nicht angegeben sind. Es ist jedoch vorteilhaft, in manchen Fällen die Aufhängung an dem inneren Mantel in der Weise anzubringen, daß die Hänger die äußere Hülle B durch Isoliernäpfe passieren, um dadurch den Windwiderstand des Ballons herabzusetzen.

Wenn der Ballon hochsteigt, vermindert sich der umgebende Druck. Infolge der elastischen Bänder verändern sich beide Ober-

a₅ flächen· und nehmen an Volumen zu. Das Volumen des inneren Mantels A wächst umgekehrt proportional zur Änderung des Druckes und ebenso das des äußeren Mantels B. In derselben Weise verändert sich das .

Volumen zwischen den beiden Hüllen und wird gleich B-A. Wenn außerdem die elastischen Bänder richtig gewählt sind und insbesondere wenn sie sich proportional der Belastung, die auf sie einwirkt, ausdehnen, bleiben beide Oberflächen ständig homothetisch, und ihr Verhältnis bleibt konstant. Wenn aber bei dieser Volumenvergrößerung sämtliche elastischen Bänder sich verlängern, entfernen sich die Oberfläche und besonders die einspringenden Winkel von der Achse. Der Minimalabstand zwischen den beiden Hüllen vermehrt sich somit ebenfalls: In der Längsrichtung kann eine nennenswerte gegenseitige Verstellung der beiden Mantel nicht auftreten, denn sonst würden die elastischen Bänder zwischen den beiden Hüllen parallele Korn- ■ ponenten zur Achse liefern, die sofort die beiden Mäntel in ihre ursprüngliche gegenseitige Lage zurückbringen wurden.

Wenn man .also dem kleinsten Zwischenraum zwischen den beiden Mänteln, d. h. in den einspringenden Winkeln in Höhe des Hauptspantes einen Wert gibt, der mindestens gleich ist der Grenzdicke für das kleinste Volumen, welches in Frage kommt, so wird bei sämtlichen Volumenveränderungen im Laufe des Aufstieges der Abstand in allen Punkten stets mindestens gleich sein der Grenzdicke und damit der Brandschutz ein möglichst vollkommener bleiben.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ballon mit zwei ineinanderliegenden Hüllen, deren innere mit einem leicht entzündlichen Traggas, während die äußere zur Sicherung gegen Feuer mit einem unentzündlichen neutralen Gas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hüllen mit gesonderten elastischen Vorrichtungen versehen sind.

2. Ballon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hüllen unter sich ähnlich sind, die gleiche Achse und das gleiche Figurenzentrum besitzen, so daß die Abstände zweier Punkte der beiden Hüllen in bezug auf das gemeinschaftliche Zentrum in annähernd konstantem Verhältnis sind.

3. Ballon nach Anspruch 1, dadurch g₀ gekennzeichnet, daß die elastischen Bänder gleichartig sind und sich um denselben Wert dehnen, so daß die Volumenänderungen der beiden Hüllen proportional bleiben.

4. Ballon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Bänder der inneren Hülle unmittelbar mit den beide Hüllen verbindenden elastischen Bändern verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen