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Stand der Technik
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Seit 80 Jahren wird an der Kombination aus Flugzeug und Auto erfolgreich geforscht und entwickelt. Im Englischen tauchen für den deutschen Begriff „Flugauto” häufig die Begriffe „roadable aircraft” und „flying car” auf. Viele funktionierende Flugautomodelle konnten in dieser Zeit gebaut und getestet werden. Im Folgenden genannte Markennamen sind Eigentum der Markeninhaber. Beispielhaft seien hier die aktuell produzierten offensichtlich funktionsfähigen Systeme I-TEC Maverick von Steve Saint und Plane Driven von Trey Johnson genannt.
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Wichtige aktuelle Patente entstanden im Rahmen der Entwicklung von
- • Terrafugia-Modellen von Carl Dietrich (z. B. WO002012012752A9 und WO002014144001A2 ),
- • Aeromobil-Modellen von Stefan Klein (z. B. WO002016057004A1 ),
- • PAL-V-Modellen von Jan Bakker u. a. (z. B. WO002013070061A1 ),
- • Versuchs-Modellen von Paul Moller (z. B. WO002000040464A2 ),
- • Versuchs-Modellen von Rafi Yoeli (z. B. WO002002098732A2 ),
- • theoretischen Modellen von John Brown (z. B. WO002010012285A3 )
und von vielen anderen, auch modular aufgebauten Modellen, von denen hier die zwei genannt sein sollen, die in der größten Anzahl von typengleichen Prototypen unter allen Flugautos (jeweils 5) gebaut wurden:
- • das Arrowbile oder Aerobile von Waldo Waterman und
- • das Aerocar von Molt Taylor, zu sehen in einem Patent von William Siesel ( US000002557894A ).
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Im Rahmen der hier vorliegenden technischen Lösung zu beachten ist auch der Transportation Apparatus von Philip Pauley (
GB000002479206A ) aufgrund des modularen Aufbaus seines Fortbewegungsmittels.
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Nachteil der gesamten bisherigen Entwicklung ist besonders das Transportieren von Fahrzeugteilen in der Luft, die eigentlich nur für den Straßenverkehr benötigt werden, aber auch das Transportieren von Fahrzeugteilen auf der Straße, die eigentlich nur in der Luft benötigt werden.
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Die hier vorliegende technische Neuerung, die das genannte Problem löst, wird erst durch den Einsatz von autonomen Fahrzeugen in effektiver Form möglich. Im Gegensatz zu automatischen Bodenfahrzeugen, die auf vordefinierten Wegen durch Montagehallen fahren, können autonome Fahrzeuge aus einer großen Anzahl an möglichen Fahrwegen selbsttätig den idealen Weg wählen und dabei auch auf kurzzeitig hinzukommende Hindernisse adäquat reagieren.
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Für die vorliegende technische Neuerung werden zudem Propeller- und Düsentriebwerke als bekannt vorausgesetzt, ebenso wie Luft- und Gasdruckantriebe, Luftschiff- und Ballonsysteme für das Schweben in der Luft, sowie sämtliche anderen existierenden Antriebe für Boden-, Schienen-, Wasser-, Luftkissen- oder Schwebefahrzeuge anderer Art – z. B. den Bodeneffenkt nutzend – oder Luftfahrzeug.
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Die im Folgenden beschriebene technische Neuerung ermöglicht es ggf. sogar langfristig (im Zusammenhang mit immer leichteren Materialien, immer detaillierteren Wettervorhersagen und einem immer komplexerem Datenaustausch zwischen Fahrzeugen und auch mit Datenzentren) den Lufttransport im individuellen Personenverkehr kostengünstiger als bisher zu gestalten, ggf. sogar kostengünstiger als am Boden. Durch den Aufstieg eines weiterer Anteile des Personen- und Güterverkehrs weg von der Straße, z. B. in die Luft, durch die Möglichkeit ungenutzte autonome Fahrzeuge nicht am Straßenrand abzustellen sondern anderen Verkehrsteilnehmern zur unmittelbar nachfolgenden Nutzung zu überlassen, und auch eine Gruppierung der ungenutzten Fahrzeuge wie hier später beschrieben, wird sich die Menge der den Straßenverkehr belasteten und der am Fahrbahnrand abgestellten Fahrzeuge erheblich verringern.
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Entwicklung und Anwendungsbeispiel
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Die folgende Erfindung umfasst mehrere Elemente, die im Zusammenspiel diese effektivere Form des Lufttransports ermöglichen.
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Die Begriffe „computerisiert” und „computergesteuert” bedeutet im folgenden die umfassende Bestückung eines technischen Gerätes mit Kamera und anderen Mess- und Datenaufnahmeeinrichtungen, mit Datentransfer per Kabel und drahtlos zwischen allen anderen Geräten und Einrichtungen des vorgestellten Systems und zu Rechenzentren, mit Computern zur vollständigen Steuerung autonomer Bewegungen und Prozesse und mit der Erzeugung und Weitergabe von Daten an alle anderen beteiligten Geräten und Einrichtungen.
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Die Begriffe „Fahrzeug” und „Transportfahrzeug” im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung beziehen sich, soweit nicht anders bezeichnet, immer auch jegliche Art von Boden-, Schienen-, Wasser-, Luftkissen- oder Schwebefahrzeuge anderer Art – z. B. den Bodeneffekt nutzend – oder auf Luftfahrzeuge.
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Wichtigstes Element der Erfindung ist eine Kabine für Personen oder Lasten, die zwecks Transport mit einem Transportfahrzeug verbunden ist.
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Um dies an einem Beispiel zu erläutern: Beim Personentransport kann die diese Kabine z. B. in ein Bodenfahrzeug eingesetzt zum Ort des Reisebeginns gerufen werden und sich automatisch dorthin bewegen. Das Ziel der Reise kann dem Gesamtsystem der Fahrzeuge zu diesem Zeitpunkt bereits mitgeteilt worden sein. Die Personen können am vorausbestimmten Ort einsteigen, das Reiseziel auch neu-wählen und sich zunächst im normalen Straßenverkehr fortbewegen (soweit zu diesem Beispiel).
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Das weitere entscheidende Element dieser Erfindung ist ein Luftfahrzeug, das mit Seilsystemen ausgestattet, die Kabine anheben und umsetzen kann. Dieses im folgenden Hebefahrzeug genannte Fahrzeug ist im Vergleich zum später erläuterten „Transportfahrzeug” relativ langsam. Es senkt bei Erreichen einer Position über einer Kabine ein oder mehrere Seile aus entsprechend stabilem Material ab und koppelt an der genannten Kabine an.
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In der Fortsetzung des in dieser Beschreibung verwendeten Beispiels im Bereich Personentransport muss nach diesem Ankoppeln die Kabine vom Boden Transportfahrzeug abgekoppelt werden, sodass ein Anheben möglich wird. Das Anheben in mehrere Dutzend Meter Höhe erlaubt eine geringere Geräuschbelastung am Boden, aber auch, dass das oder die Verbindungsseile nicht hunderte Meter lang sein müssen. Das Seilgewicht spielt allerdings eine geringere Rolle, wenn das hier genannte Luftfahrzeug durch ein Ballonsystem ohne oder ohne größeren Energieaufwand in der Luft gehalten wird. Im Moment des Anhebens der Kabine erhöht sich das Gesamtgewicht des in der Luft schwebenden Systems, sodass spätestens jetzt für das Luftfahrzeug auch Schubenergie nach oben notwendig wird. Diese Schubenergie nach oben wird z. B. durch richtungsverstellbare Propeller- oder Düsentriebwerke gelöst. Des weiteren kann für die Vergrößerung oder Verringerung des Auftriebs dieses Luftfahrzeugs auch eine Veränderung der Verdrängung aufgrund der Einspeisung oder Entfernung von Gas aus dem Ballon im Falle eines Ballonsystems erreicht werden. Für das in dieser Erfindung beschriebene Gesamtsystem sollten zumindest in Ballungszentren viele dieser Hebefahrzeuge vorhanden sein, um zum vorausberechneten Zeitpunkt zu dem erwarteten Kabinenenanhebe-, -umsetzungs-oder -absetzort jederzeit eines davon senden zu können.
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Das Ankoppeln des Seils oder der Seile an die Kabine kann in mechanischer oder anderer (z. B. magnetischer) Formerfolgen, wobei diese Seile durch Steuereinheiten an den unteren hängenden Seilenden durch Seitwärtsbewegung in ihrer Position gehalten werden. Durch das Verwenden eines festen Rahmens zwischen den Seilen kann deren Position noch besser stabilisiert werden. Die Positionierung kann z. B. durch autonom gesteuerten schnell wechselnden Gasaustritt in die vier möglichen waagerechten Richtungen erfolgen. Hierbei würde ein computergesteuertes Gasdrucksystem an den Seilen selbst, am Rahmen zwischen den Seilen oder im Luftfahrzeug selbst eingesetzt, wobei im letzteren Falle der Gasdruck durch einen oder mehrere Schläuche nach unten zu den computerisierten Andockeinheiten an den Seilenden geleitet werden muss. Auch Propeller- oder andere Antriebssysteme am unteren Seilende können die Lagestabilisierung der Andockeinheiten an den unteren Seilenden erreichen.
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In der Fortsetzung des in dieser Beschreibung verwendeten Beispiels im Bereich Personentransport senkt sich das Seil oder Seilsystem von dem Luftfahrzeug aus ab und koppelt an seinem unteren hängenden Ende mit der Kabine, um sie nach oben zu bewegen. In den letzten Sekunden vor dem Koppeln zwischen Seilsystem und Kabine werden die Seilenden und ihr Koppelsystem durch Seitwärtsbewegungen immer genauer positioniert und schließlich gekoppelt. Dabei bewegt sich ggf. auch das Luftfahrzeug selbst seitlich, falls sich das Transportfahrzeug am Boden in Bewegung befindet. Nach dem Koppeln der Kabine an den Seilenden wird sie vom Bodenfahrzeug abgekoppelt. Das Luftfahrzeug beginnt nun mit dem nach-oben-Einziehen des Seilsystems, um die Kabine aus dem Bodenfahrzeug heraus zu heben. Das nun entstandene Gesamtsystem aus Luftfahrzeug und Bodenfahrzeug wird in diesem Betrag um das Gewicht der Kabine und seiner Insassen schwerer und muss für das Anhaben und ggf. auch das eigene zusätzliche Aufsteigen mit den genannten Methoden Auftrieb erzeugen. Das Hebefahrzeug muss die Kabine hoch genug heben, damit es in der Luft in ein anderes Luftfahrzeug umgesetzt werden kann.
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Dieses weitere Fahrzeug für den eigentlichen Transport der Kabine (im genannten Beispiel ein Luftfahrzeug) ist für das Gesamtsystem dieser Erfindung ebenfalls entscheidend wichtig. Es wird durch autonome und zusätzlich durch manuelle Steuerung zu den Orten des Kabinenumsetzens geführt oder ggf. am Zielort in Kombination mit der Kabine belassen. Dies wird insbesondere dann notwendig, wenn sich an den Kabinenumsetzungsort kein Transportfahrzeug mit Seilsystem bringen lässt, z. B., weil dieser sich außerhalb eines Ballungszentrums befindet. Das Transportfahrzeug wird, soweit es sich um ein Luftfahrzeug handelt, vorzugsweise durch Propeller- oder Düsenantrieb in der Luft gehalten. Für das kurzzeitige schwebende Halten unter dem Hebefahrzeug ist es notwendig, dass die Propeller- oder Düsentriebwerke oder jeglicher anders geartete Antrieb geschwenkt und zum Boden gerichtet werden kann. Eine computerisierte autonome Steuerung sorgt auch hier wie bei allen anderen Fahrzeugarten für eine genaue Positionierung.
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In der Fortsetzung des in dieser Beschreibung verwendeten Beispiels im Bereich Personentransport positioniert sich das Fahrzeug für den eigentlichen Transport der Kabine passend unter der nun hängenden Kabine und diese wird mit Hilfe des Seilsystems des Hebefahrzeuges in das Transporfahrzeug hinein gesenkt und dort verankert. Anschließend wird das Seilsystem von der Kabine abgekoppelt und ggf. leicht angehoben. Das Transportfahrzeug kann sich nun vorwärts bewegen und mit der angekoppelten Kabine zusammen als Gesamtsystem in hoher Geschwindigkeit den Weg zum Zielort zurücklegen. Sollte der Zielort außerhalb eines Ballungszentrums liegen oder dort gerade kein Hebefahrzeug verfügbar sein, muss das Luftfahrzeug ohne Kabinenumsetzung gemeinsam mit dieser landen, z. B. wie ein Flugzeug auf einem nahegelegenen Flugplatz. Über die im Datennetz verbundenen Systeme würde in diesem Falle ein Bodenfahrzeug angefordert, in das die Personen dann am Flugplatz umsteigen müssten. Auch hier ist die bereits beschriebene Existenz autonomer Fahrzeuge hilfreich.
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Eine wichtige Ergänzung im Sinne dieser Erfindung ist die Methode, mehrere der genannten Kabinen in ein und dasselbe Transportfahrzeug einzusetzen.
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In der Fortsetzung des in dieser Beschreibung verwendeten Beispiels im Bereich Personentransport würde das Transportfahrzeug also auf dem Weg zum Zielort zwischendurch seine Fahrt zu einem weiteren Hebefahrzeug steuern, unter diesem zum Schweben kommen, eine weitere Kabine aufnehmen und dann seine Fahrt fortsetzen. Mit der Anzahl weiterer aufnehmbarer und aufgenommener Kabinen erhöht sich die Effektivität des Kabinentransports insgesamt.
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Eine hilfreiche weitere Ergänzung dieser Erfindung ist, die leeren Boden-Transportfahrzeuge (da sie derzeit ohne Kabine sind) anzukippen durch mechanisches Ausfahren des Fahrgestells, auch mit Unterstützung einer gyroskopischen Stabilisierung. Bei letzterer wird mittels computergesteuert rotierender Scheiben die Stabilisierung eines einachsigen Fahrzeuges erreicht, bzw. das Anheben und die Stabilisierung eines mehr-achsigen Fahrzeuges auf nur eine Achse ermöglicht. Durch die Verlagerung mit Hilfe eines erweiterten veränderbaren Fahrgestells (siehe 6) wird eine stabile Aufstellung des Fahrzeuges erreicht. Mittels Datenfernaustausch können sich dann außerdem die ungenutzten Fahrzeuge in dieser weniger Bodenfläche beanspruchenden Form zusammen-koppeln und dann an einen passenden Ort transportiert oder am Fahrbahnrand abgestellt werden.
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In der Fortsetzung des in dieser Beschreibung verwendeten Beispiels im Bereich Personentransport würde das Transportfahrzeug, dem die Kabine entnommen wurde, seinen Weg selbsttätig autonom zu anderen leeren ungenutzten Fahrzeugen finden und sich selbst vor- oder rückwärts gekippt an die anderen Fahrzeuge ankoppeln. In der Zielgegend wiederum des Luftfahrzeuges, das nun mit der Kabine unterwegs ist, würde sich von einer solchen Bodenfahrzeug-Gruppierung ein Fahrzeug lösen und sich auf den Weg zum Ort der Kabinenumsetzung machen. Ebenfalls, und zeitlich passend, beginnt ein Hebefahrzeug, sich fliegend zu diesem Treffpunkt zu bewegen. Alle drei Fahrzeuge kommen zum gleichen Zeitpunkt an, und die Kabine wird dort aus dem Luft Transportfahrzeug herausgehoben, in das Boden Transportfahrzeug eingesetzt. Nun wird die Kabine mit Hilfe des Bodenfahrzeuges zum eigentlichen Reiseziel bewegt, wo die Personen aussteigen können.
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Zum Schluss sei hervorgehoben, dass die sich aus den genannten Einzelentwicklungen ergebende Gesamtinfrastruktur ebenfalls eine Neuerung darstellt.
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Bezugszeichenliste
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Fig. 1: Kabine
- 1
- ein oder mehrere Verbindungselemente zum Andocken an das Hebefahrzeug nach Anspruch 2 und an des Transportfahrzeug nach Anspruch 3
- 2
- Innen- und Außenwandung der Kabine
- 3
- Aufnahmeort für eine oder mehrere Personen oder Güter
- 4
- computerisierte Steuereinheit in der Kabine
Fig. 2: Hebefahrzeug - 5
- computerisierte Steuereinheit
- 6
- Hebefahrzeug mit möglichst geringer Grundfläche
- 7
- ein oder mehrere Ballons oder andere Systeme leichter als Luft
- 8
- aufgerolltes mehrere Meter, auch bis zu über 100 m langes Kabel
- 9
- Propeller oder Düsentriebwerke zu seitlichen und zur Auf- und Abbewegung
- 10
- computerisierte Andockeinheit
Fig. 3: Steuereinheiten an den unteren hängenden Seilenden - 11
- computerisierte Andockeinheit
- 12
- Seil zum Halten, Heben und Senken der Kabine nach Anspruch 1, ggf. in Form eines Tubus zum Zuführen von Gasdruck zur Steuereinheit
- 13
- Verbindungselement zwischen dem Seil, der Andockeinheit und ggf. dem Stabilisierungsrahmen zwischen den Seilenden
- 14
- Verbindungs- und Stabilisierungsrahmen z. B. bei Verwendung mehrerer Seile
- 15
- Steuereinheit mit Gasaustrittsdüsen, Kameras u. a. Messeinrichtungen
- 16
- Andockmechanismus (symbolisch)
Fig. 4: Transportfahrzeug - 17
- Andockeinheit innerhalb des Fahrzeuges für Verbindung mit der Kabine
- 18
- computerisierte Steuerung
- 19
- Gehäuse des Transportfahrzeuges
- 20
- für die jeweilige Art des Fahrzeugs notwendige Antriebs- und Stabilisierungseinrichtungen wie Räder, Flügel, Schrauben, Propeller, Düsen etc.
Fig. 5: Gruppierung von Kabinen - 21
- Gehäuse des Fahrzeugs für den Transport mehrerer Kabinen
- 22
- intereinander oder auch nebeneinander eingesetzte Kabinen (z. B. bei Luft-Transportfahrzeug)
Fig. 6: Gruppierung von leeren Bodenfahrzeugen - 23
- durch Gyroskop-Effekt oder mechanisch gekipptes und aufgestelltes Transportfahrzeug
- 24
- Docking und Verbindungseinheit zwischen den gruppierten Fahrzeugen (symbolisch)
- 25
- durch zusätzliches Fahrgestell ausgeklappte gyroskopgesteuerte Vorder- oder Hinterräder
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- 7: Infrastruktur (Bezugszeichen wie in vorigen Zeichnungen)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 002012012752 A9 [0002]
- WO 002014144001 A2 [0002]
- WO 002016057004 A1 [0002]
- WO 002013070061 A1 [0002]
- WO 002000040464 A2 [0002]
- WO 002002098732 A2 [0002]
- WO 002010012285 [0002]
- US 000002557894 A [0002]
- GB 000002479206 A [0003]
