EP2429896A1 - Antriebseinrichtung für einen gleitschirm - Google Patents

Antriebseinrichtung für einen gleitschirm

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Publication number
EP2429896A1
EP2429896A1 EP10721428A EP10721428A EP2429896A1 EP 2429896 A1 EP2429896 A1 EP 2429896A1 EP 10721428 A EP10721428 A EP 10721428A EP 10721428 A EP10721428 A EP 10721428A EP 2429896 A1 EP2429896 A1 EP 2429896A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
paraglider
motor
propeller
drive device
sensor signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10721428A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Geiger
Werner Eck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2429896A1 publication Critical patent/EP2429896A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C31/00—Aircraft intended to be sustained without power plant; Powered hang-glider-type aircraft; Microlight-type aircraft
    • B64C31/028—Hang-glider-type aircraft; Microlight-type aircraft
    • B64C31/036—Hang-glider-type aircraft; Microlight-type aircraft having parachute-type wing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D17/00—Parachutes
    • B64D17/02—Canopy arrangement or construction
    • B64D17/025—Canopy arrangement or construction for gliding chutes

Definitions

  • the present invention relates to a drive device for a paraglider, comprising a motor, a propeller and a control device for the engine,
  • the motor is arranged a fastening device by means of which the motor on the back of a paraglider using the paraglider is attachable, - wherein the motor acts on a shaft which is arranged at the back of the paraglider mounted motor on the side facing away from the paraglider side of the motor and at the end facing away from the motor rotatably the propeller is arranged, - wherein the control device is connected to the engine data technically and is designed such that it continuously receives control commands from the paraglider during operation and controls the motor in response to the received control commands.
  • Paragliders are known in the form of "simple", unpowered paragliders and in the form of motor gliders.With simple paragliders takes a winch or slope start, then the paraglider tries to find a thermal channel from which it can be carried in the air is also a self-start possible.
  • the drive In motor glides the drive is usually designed as an internal combustion engine. Such a drive has various disadvantages. So an internal combustion engine is not only loud, but also develops great heat (risk of burns). Furthermore, the exhaust gases are odoriferous. Furthermore, most paragliders with internal combustion engines are unsuitable for unpowered gliding flight. From a legal point of view, paragliders of motor gliders continue to be forced to take off only at specially authorized airfields.
  • the object of the present invention is to develop a drive device for a paraglider so that - analogous to gliders with auxiliary engine - it is possible to start by means of the engine and then in the air in the motorless, so-called active flight, which is resulting flight behavior as much as possible to correspond to a pure (unpowered) paraglider.
  • a drive device of the type mentioned in the introduction is further configured in that - attached at the back of the paraglider
  • the main purpose of the protective cage is to prevent the paraglider's screen lines and paraglider's limbs from getting into the volume shed by the propeller.
  • the upper part of the protective cage during start-up of the paraglider fulfills the function of supporting the screen lines above the shoulders of the paraglider, thus facilitating the erection of the paraglider during take-off of the paraglider.
  • the bracket relative to the shaft axis of the motor, cover an angle which is between 60 ° and 180 °, in particular at least 100 °.
  • the bracket can, seen in the direction of the shaft axis of the motor, run at the height of the motor, at the height of the propeller or in the opposite direction at the height of the paraglider.
  • the safe condition of the engine can be selected as needed. For example, it is possible for the control device to actively stop the motor. Alternatively, it is possible that the power supply to the engine is switched off, so the engine expires. Furthermore, it is possible for the motor to be operated with limited speed at a low speed and / or to be torque-limited at a low torque. In particular, in the case of an internal combustion engine, a clutch can also be actuated.
  • the glide flight characteristics can be further improved if the propeller has a flap device by means of which the propeller blades of the propeller can be folded onto the shaft.
  • the flap means is designed such that it folds the propeller blades when it is folded against the shaft on the paraglider. This embodiment improves the flight behavior by the more favorable mass distribution.
  • the flap device is designed as a locking-free spring device, so that the folding position of the propeller blades automatically adjusts in dependence on the rotational speed of the motor.
  • the control device is designed such that it initially operates the engine with a low torque at least during startup and increases the torque later.
  • start-up here refers to the start-up of the motor, not to the leg movements of the paraglider which it makes during take-off This type of motor control achieves, in particular, that the risk of injury of the paraglider is minimized if it falls, for example, during the start-up run ,
  • the propeller when the motor is mounted on the back of the paraglider, the propeller is spaced apart from the paraglider as seen in the direction of the waves so that the propeller volume lies outside the arm reach of the paraglider.
  • the propeller is even spaced so far from the paraglider that the propeller volume is outside the leg reach of the paraglider.
  • fastening elements for push rods are arranged on the motor, via which the drive provided by the propeller bypassing the paraglider can be introduced on both sides directly into the Schirmgurte. This ensures that the paraglider itself is relieved of the propulsion forces of the propeller.
  • the shaft Due to the length of the shaft, it may be necessary for the shaft to be stored in storage near the propeller.
  • the storage is preferably secured in this case via a conically extending support structure on the engine. This results in a simple way a stable positioning storage. If the propeller and the shaft are light enough and the shaft is sufficiently rigid, however, it may be sufficient if the shaft does not have its own bearings, so that it is supported only indirectly via the bearings of the engine.
  • the drive device additionally has an accumulator device, via which the motor can be supplied with electrical energy.
  • the accumulator device preferably has fastening elements by means of which it can be fastened to the paraglider near the center of gravity of the body-in particular in front of the center of gravity of the body. This configuration results in a good mass distribution.
  • the torques exerted by the motor and the propeller on the one hand and the accumulator on the other hand at least partially compensate each other.
  • the configuration of the first sensor devices can be selected as needed.
  • the first sensor devices can comprise gyroscopes and / or acceleration sensors and for the first sensor signals to include the translatory accelerations and / or rotational speeds of the paraglider or of screening elements-for example the left and right shield ends-and the paraglider.
  • the evaluation of such sensor signals is well known.
  • Each automatically controlled aircraft works with such sensor signals.
  • the first sensor signals become not deriving a rudder movement, but possibly triggered a shutdown of the engine.
  • the first sensor devices may comprise tension measuring elements and the first sensor signals comprise the bearing forces acting in the left and in the right-hand carrying belt of the paraglider.
  • the first sensor devices may comprise scanning devices for a danger zone surrounding the propeller volume and for the first sensor signals to include a presence signal for a foreign body in the danger zone.
  • the second sensor devices may be formed as needed.
  • the second sensor devices may comprise gyroscopes and / or acceleration sensors and the second sensor signals may comprise the translational accelerations and / or rotational speeds of the paraglider.
  • the first sensor devices are designed as scanning devices for the danger zone, the first sensor devices and the second sensor devices may also be identical.
  • control device is designed such that during operation third sensor signals can continuously be supplied to it by third sensor devices which are characteristic of an angle of inclination of the shaft relative to the horizontal, and in that the control device Operation evaluates the third sensor signals.
  • the evaluation of the third sensor signals may, for example, consist in that the control device takes into account the third sensor signals during the control of the motor.
  • the control device can convert the engine into a safe state or in a safe state hold when the angle of inclination to the horizontal is too large.
  • the control device can be configured as desired, provided that it has the functionality described above. Most of the control device is designed as a software programmable controller, which is programmed with a control program. In this case, due to the programming with the control program, the control device is designed as explained above.
  • the present invention therefore further comprises a control program comprising machine code by means of which a software programmable control device for a motor of a drive device for a paraglider is directly programmable, the control device being designed on the basis of the programming with the control program as explained above.
  • the control program can be stored, for example, in machine-readable form on a data carrier.
  • FIG. 2 is a detail of Figure 1 from the side and Figure 3 is a circuit diagram of the drive device according to the invention.
  • a drive device for a paraglider 1 comprises a motor 2, a propeller 3 and a control device 4 (see FIG. 3) for the motor 2.
  • the engine 2 may be designed as an internal combustion engine. In general, however, the engine 2 is designed as an electric motor. In this case, an accumulator device 5 is additionally present. The accumulator 5 is used to supply the motor 2 with electrical energy.
  • Figures 1 and 2 show the drive device according to the invention in its operating state.
  • the engine 2 is arranged on the back of a paraglider 7 via a fastening device 6 arranged on the engine 2.
  • the motor 2 may be connected to a seat shell 8 and may be present on the seat shell 8 straps for buckling the paraglider 7 in the seat shell 8.
  • the accumulator device 5 fastening elements (not shown), by means of which they can be fastened in front of the center of gravity of the paraglider 7 on the paraglider 7.
  • the accumulator device 5 may be fixed in the abdominal or hip area of the paraglider 7. This results in a favorable weight distribution.
  • the paraglider 1 is connected to the paraglider 7 via umbrella straps 9 and shielding lines 10. Transition elements 11, for example snap hooks 11, are located between the screen belts 9 and the screen line 10.
  • the paraglider 1 is in normal condition - that is, when the paraglider 7 glides through the air with the paraglider 1 and stably over the paragliding plane - ger 7.
  • the following statements relate to the normal state in which the motor 2 is attached to the back of the paraglider 7 and the paraglider 1 is stable on the paraglider 7. If the following statements are intended to refer to a different state, this will be explicitly stated below.
  • the motor 2 acts on a shaft 12.
  • the shaft 12 is arranged on the side of the motor 2 facing away from the paraglider 7.
  • the propeller 3 is arranged.
  • the propeller 3 combs a propeller volume V when it rotates.
  • the shaft 12 has a large length 1.
  • the length 1 is at least as large as the propeller radius r. In any case, however, the length 1 is dimensioned such that the propeller 3 seen in the shaft direction is so spaced from the paraglider 7, that the screen lines 10 of the paraglider 1 outside of the propeller volume V extend. Preferably, the length 1 is further dimensioned such that the propeller 3 seen in the wave direction is so far away from the paraglider 7 that the propeller volume V outside the arm or even better leg range of the paraglider. 7 runs.
  • the control device 4 is connected to the engine 2 data technically.
  • the data connection can be made for example via a (not shown) cable.
  • a wireless connection may be wireless or the like.
  • an operating device 13 is provided according to FIG.
  • the paraglider 7 of the control device 4th Specify control commands SB.
  • the control device 4 continuously queries the operating device 13 during operation and therefore continuously receives the corresponding control commands SB from the paraglider 7.
  • control device 4 receives no further input signals. According to the invention, however, first and / or second sensor devices 14, 15 are present.
  • first and second sensor signals S1 are detected automatically and continuously.
  • the first sensor signals Sl are characteristic of whether the paraglider 1 is stable over the paraglider 7 or not.
  • the first sensor signals S1 are - in addition to the control commands SB - continuously fed to the control device 4 during operation of the control device 4.
  • the second sensor devices 15 may be present as an alternative or in addition to the first sensor devices 14. By means of the second sensor devices 15 are - automatically and continuously - second sensor signals S2 detected.
  • the second sensor signals S2 are characteristic of a position of the paraglider 7 relative to the propeller volume V.
  • the second sensor signals S2 are - in addition to the control commands SB and possibly also in addition to the first sensor signals Sl - continuously supplied to the control device 4 during operation of the control device 4.
  • the control device 4 continuously receives the control commands SB and the sensor signals S1, S2 supplied to it. It controls the motor 2 as a function of the control commands SB and sensor signals S1, S2 supplied to it.
  • the control device 4 can always and forcibly transfer the motor 2 and therefore indirectly the propeller 3 into a safe state or keep it in a safe state, in particular with priority of the states derived from the sensor signals S1, S2 before the control commands SB.
  • the control device 4 recognizes a dangerous state based on the first and / or second sensor signals Sl, S2.
  • a dangerous condition exists in particular when there is the danger that the shielding lines 10 of the paraglider 1 and / or limbs of the paraglider 7, that is to say the arms and legs, could enter the propeller volume V.
  • the safe state can be determined as needed.
  • the engine 2 can be shut down or operated in a speed-limited and / or torque-limited manner.
  • a clutch which is arranged between the engine 2 and the propeller 3, are opened.
  • the control device 4 realizes, as it were, a "virtual protective cage" around the propeller 3. For this reason, in contrast to the prior art, it is not necessary for the propeller 3 to be surrounded by a (real) protective cage. On the contrary, the protective cage can be dispensed with, as a result of which the weight and the air resistance are reduced and the flight behavior is improved.
  • the drive device according to the invention can be configured advantageously in various ways.
  • the propeller 3 may have a flap 16.
  • the propeller blades 17 of the propeller 3 can be folded against the shaft 12. As a result, the air resistance in gliding flight can be reduced.
  • the propeller blades 17 are hinged to the shaft 12, the above-defined propeller volume V refers to the volume, that comb the propeller blades 17 in the unfolded state.
  • the flap device 16 is designed such that it folds the propeller blades 17 when folding on the shaft 12 on the paraglider 7 (see the arrows A in Figure 2). As a result, an advantageous mass distribution can be achieved.
  • the flap device 16 Regardless of whether the flap device 16 folds the propeller blades 17 toward the paraglider 7 or away from the paraglider 7, the flap device 16 is preferably designed as a locking-free spring device 16, as shown in FIG.
  • the folded position of the propeller blades 17 automatically adjusts as a function of the rotational speed of the engine 2, so that a balance of spring force and centrifugal force results.
  • the shaft 12 may be formed as a hollow shaft, in the interior of which the spring means 16 is arranged.
  • the control device 4 is preferably designed such that it initially operates the engine 2 with a low torque when the engine 2 starts up. Only later, when a significant speed is reached, the torque is increased. With this embodiment, the risk of injury to the paraglider 7 can be minimized if it - for whatever reason - reaches backwards, for example into the propeller blades 17 which are just unfolding. In conjunction with automatically unfolding propeller blades 17, the increase in torque and the unfolding of the propeller blades 17 preferably coincide in time.
  • the propeller 3 provides due to its rotation about the shaft 12 a feed. It is possible to initiate the feed on the paraglider 7 in the Schirmgurte 9. For example, the propeller 3 can act on the seat shell 8.
  • fastening elements for push rods 18 are arranged on the motor 2. Via the push rods 18, it is possible to initiate the propulsion, which the propeller 3 supplies, directly into the parachute straps 9, thus bypassing the paraglider 7. The initiation takes place on both sides of the paraglider 7, ie, on the left and on the right of the paraglider 7 ,
  • the bearing is preferably fastened to the motor 2 via a conically extending support structure. If the propeller 3 and the shaft 12 are light enough and the shaft 12 is sufficiently rigid, but it may be sufficient if the shaft 12 has no own storage, so they exclusively is mounted indirectly via the bearings of the engine 2. This latter embodiment - keyword only indirect storage of the shaft 12 - is particularly advantageous if a tracking of the shaft 12 is provided see the following comments.
  • third sensor facilities 21 may be provided.
  • third sensor signals S3 are detected continuously during operation of the drive device.
  • the third sensor signals S3 are characteristic of the tilt angle N mentioned above. If they are detected, they are likewise supplied to the control device 4 and evaluated by the control device 4 during operation.
  • the evaluation may be, for example, that the control device 4 takes into account the third sensor signals S3 in the control of the motor 2.
  • the control device 4 analogously to the evaluation of the first and / or second sensor signals Sl, S2 - the motor 2 always and forcibly and in particular take precedence over the control commands SB in a secure state or hold in a safe state, if the control device 4 recognizes on the basis of the third sensor signals S3 that an allowable inclination angle range is left.
  • the permissible angle of inclination can be - for example only - between + 20 ° and - 10 ° with respect to the horizontal. Other values are of course possible.
  • the control behavior may be hysteresis.
  • the control device 4 based on the third sensor signals S3 determines drive signals for a tracking device 22.
  • the tracking device 22 the inclination angle N of the shaft 12 can be influenced relative to the horizontal.
  • the first sensor devices 14 may be formed as needed.
  • the first sensor devices 14, as shown in FIG. 1, may comprise gyroscopes and / or acceleration sensors.
  • the first sensor devices 14 detect, for example, the translational accelerations and / or rotational speeds of the left and right shield ends 1 ', 1 "and the paraglider flyer 7.
  • the values detected by the first sensor devices 14 are supplied to the control device 4 wirelessly - line-bound (or preferably).
  • the first sensor devices 14 may comprise tension measuring elements which detect the carrying forces which act in the left and in the right carrying belt 9 of the paraglider 1.
  • the signal transmission to the control device 4 can be made wired or wireless. In this case, a line-bound signal transmission is preferred.
  • the first sensor devices 14 include distance sensors, by means of which the distances of predefined screen elements to the motor 2 (or variables characteristic thereof) are detected.
  • the first sensor devices 14 may comprise angle sensors by means of which the angular positions of predefined screen elements relative to the paraglider 7 - for example relative to the transition elements 11 - (or corresponding characteristic variables) are detected.
  • the first sensor devices 14 may comprise scanning devices which scan a danger zone Z.
  • the danger zone Z surrounds the propeller volume V.
  • a suitable scanning device may be designed as a camera, as a laser sensor or as an ultrasonic sensor.
  • the first sensor signals Sl comprise a presence signal for a foreign body in the danger zone Z.
  • the foreign bodies may be, for example, the screen lines 10 and / or the arms of the paraglider 7.
  • the second sensor devices 15 can also be designed as required.
  • the second sensor devices 15 may comprise gyroscopes and / or acceleration sensors.
  • the second sensor signals S2 include the translational accelerations and / or rotational speeds of the paraglider 7 (more precisely: individual body parts of the paraglider 7).
  • the third sensor devices 21 can also be designed as required.
  • the third sensor devices 21 can be designed analogously to the first and second sensor devices 14, 15 as acceleration sensors or as gyroscopes.
  • the control device 4 can also be designed as required, provided that it has the functionalities described above.
  • the control device 4 is designed as a software programmable control device.
  • the control device 4 is programmed with a control program 23. Due to the programming with the control program 23, the control device 4 is designed according to the invention.
  • control program 23 comprises machine code 24, by means of which the control device 4 can be programmed directly.
  • the control program 23 is stored in machine-readable form on a data carrier 25.
  • the data carrier 25 may alternatively be arranged internally on the control device 4 or be detachably connected to the control device 4.
  • the drive device By the drive device according to the invention many advantages are achieved.
  • the flight behavior of the motor gliding screen in particular is approximated to the flight behavior of a motorless paraglider.
  • the "normal" harness motorless paragliders can be used, which provides a high level of passive safety for the paraglider 7 offers. Furthermore, by means of the drive device according to the invention, for the first time, it is possible to carry out a self-starting even in the flat country, which leads into turbulent thermal air, and then to slide without drive in the thermal air. Due to the fact that the entire drive means - with the exception of the push rods 18 - is not directly connected to the support straps 9, the paraglider 7 can still move relatively freely in the harness.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Eine Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm (1) weist einen Motor (2), einen Propeller (3) und eine Steuereinrichtung (4) für den Motor (2) auf. Der Motor (2) ist über eine Befestigungseinrichtung (6) am Rücken eines Gleitschirmfliegers (7) befestigbar. Die Steuereinrichtung (4) steuert den Motor (2) in Abhängigkeit von entgegen genommenen Steuerbefehlen (SB) und ersten/zweiten Sensorsignalen (S1, S2 ) an. Die ersten Sensorsignale (S1) sind dafür charakteristisch, ob der Gleitschirm (1) sich stabil über dem Gleitschirmflieger (7) befindet oder nicht. Die zweiten Sensorsignale (S2) sind für eine Lage des Gleitschirmfliegers (7) relativ zum Propellervolumen (V) charakteristisch.

Description

Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm, mit einem Motor, einem Propeller und einer Steuereinrichtung für den Motor,
- wobei am Motor eine Befestigungseinrichtung angeordnet ist, mittels derer der Motor am Rücken eines den Gleitschirm benutzenden Gleitschirmfliegers befestigbar ist, - wobei der Motor auf eine Welle wirkt, die bei am Rücken des Gleitschirmfliegers befestigtem Motor auf der vom Gleitschirmflieger abgewandten Seite des Motors angeordnet ist und an deren vom Motor abgewandten Ende drehfest der Propeller angeordnet ist, - wobei die Steuereinrichtung mit dem Motor datentechnisch verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass sie im Betrieb kontinuierlich vom Gleitschirmflieger Steuerbefehle entgegen nimmt und den Motor in Abhängigkeit von den entgegen genommenen Steuerbefehlen ansteuert.
Gleitschirme sind in Form von „einfachen", antriebslosen Gleitschirmen und in Form von Motorgleitschirmen bekannt. Bei einfachen Gleitschirmen erfolgt ein Winden- oder Hangstart, danach versucht der Gleitschirmflieger, einen Thermikkanal zu finden, von dem er sich in die Höhe tragen lässt. Bei Motorgleitschirmen ist auch ein Selbststart möglich.
Bei Motorgleitschirmen ist der Antrieb in der Regel als Verbrennungsmotor ausgebildet. Ein derartiger Antrieb weist verschiedene Nachteile auf. So ist ein Verbrennungsmotor nicht nur laut, sondern entwickelt auch große Hitze (Verbrennungsgefahr) . Weiterhin stellen die Abgase eine Geruchsbeläs- tigung dar. Weiterhin sind die meisten Gleitschirme mit Verbrennungsmotor für einen antriebslosen Gleitflug ungeeignet. In rechtlicher Hinsicht sind Gleitschirmflieger von Motorgleitschirmen weiterhin oftmals gezwungen, nur auf spe- ziell hierfür zugelassenen Flugplätzen zu starten.
In jüngerer Zeit ist vorgeschlagen worden, anstelle des Verbrennungsmotors einen Motor einzusetzen, siehe beispielsweise das Gebrauchsmuster DE 20 2008 012 191 Ul. Der Motor ist akkumulatorgespeist. Die Kapazität des Akkumulators ist aus Gewichtsgründen derart begrenzt, dass sie zwar für einen Start und gegebenenfalls auch mehrere Starte ausreichend ist, für einen Dauerbetrieb jedoch nicht ausreicht. Motorgleitschirme mit einem als Motor ausgebildeten Antrieb leiden je- doch unter dem gleichen Nachteil wie Motorgleitschirme mit
Verbrennungsmotor: Sie sind für einen antriebslosen Flug nur begrenzt geeignet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm derart weiterzuentwickeln, dass - analog zu Segelflugzeugen mit Hilfsmotor - es möglich ist, mittels des Motors zu starten und sodann in der Luft in den motorlosen, sogenannten aktiven Flug überzugehen, wobei das sich ergebende Flugverhalten möglichst weitgehend dem eines reinen (antriebslosen) Gleitschirms entsprechen soll .
Die Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Antriebseinrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 18.
Erfindungsgemäß ist eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch weiter ausgestaltet, - dass bei am Rücken des Gleitschirmfliegers befestigtem
Motor und stabil über dem Gleitschirmflieger befindlichem Gleitschirm der Propeller in Wellenrichtung gesehen derart vom Gleitschirmflieger beabstandet ist, dass die Schirmleinen des Gleitschirms außerhalb eines bei Rotation des Propellers vom Propeller abgekämmten Propellervolumens verlaufen, - dass die Steuereinrichtung zusätzlich zu den Steuerbefehlen von ersten Sensoreinrichtungen erste Sensorsignale und/oder von zweiten Sensoreinrichtungen zweite Sensorsignale entgegen nimmt und den Motor auch in Abhängigkeit von den ersten und/oder zweiten Sensorsignalen ansteuert, - dass die ersten Sensorsignale dafür charakteristisch sind, ob der Gleitschirm sich stabil über dem Gleitschirmflieger befindet oder nicht, und die zweiten Sensorsignale für eine Lage des Gleitschirmfliegers relativ zum Propellervolumen charakteristisch sind.
Durch diese Ausgestaltung wird insbesondere erreicht, dass der Motor und damit indirekt der Propeller in einen sicheren Zustand überführt werden kann, wenn die Gefahr besteht, dass Schirmleinen des Gleitschirms und/oder - beispielsweise bei einem Sturz - Gliedmaßen des Gleitschirmfliegers in das Propellervolumen geraten können. Es wird also sozusagen ein „virtueller Schutzkäfig" für den Propeller realisiert. Dementsprechend ist es bei einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung möglich, dass der Propeller nicht von einem Schutz- käfig umgeben ist. Durch den Wegfall des Schutzkäfigs verbessern sich die Gleitflugeigenschaften bereits erheblich.
Der Hauptzweck des Schutzkäfigs besteht darin, zu verhindern, dass die Schirmleinen des Gleitschirms und die Gliedmaßen des Gleitschirmfliegers in das vom Propeller abgekämmte Volumen geraten können. Zusätzlich erfüllt der obere Teil des Schutzkäfigs beim Startlauf des Gleitschirmfliegers die Funktion, die Schirmleinen oberhalb der Schultern des Gleitschirmfliegers abzustützen und so das Aufrichten des Gleitschirms beim Startlauf des Gleitschirmfliegers zu erleichtern. Es ist möglich, einen entsprechenden Bügel vorzusehen, der einen entsprechenden Bereich überdeckt. Beispielsweise kann der Bügel, bezogen auf die Wellenachse des Motors, einen Winkel überdecken, der zwischen 60° und 180° liegt, insbesondere bei mindestens 100°. Der Bügel kann, in Richtung der Wellenachse des Motors gesehen, auf Höhe des Motors, auf Höhe des Propellers oder in der Gegenrichtung auf Höhe des Gleitschirmfliegers verlaufen .
Der sichere Zustand des Motors kann nach Bedarf gewählt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass die Steuereinrich- tung den Motor aktiv abstoppt. Alternativ ist es möglich, dass die Energiezufuhr zum Motor abgeschaltet wird, der Motor also ausläuft. Weiterhin ist es möglich, dass der Motor bei einer niedrigen Drehzahl drehzahlbegrenzt betrieben wird und/oder bei einem niedrigen Drehmoment momentbegrenzt be- trieben wird. Insbesondere kann im Falle eines Verbrennungsmotors auch eine Kupplung betätigt werden.
Die Gleitflugeigenschaften können noch weiter verbessert werden, wenn der Propeller eine Klappeinrichtung aufweist, mit- tels derer die Propellerblätter des Propellers an die Welle anklappbar sind. Prinzipiell ist es hierbei möglich, die Propellerblätter nach hinten (also vom Gleitschirmflieger weg) zu klappen. Vorzugsweise ist die Klappeinrichtung jedoch derart ausgebildet, dass sie die Propellerblätter beim Anklappen an die Welle auf den Gleitschirmflieger zu klappt. Diese Ausgestaltung verbessert das Flugverhalten durch die günstigere Massenverteilung.
Besonders bevorzugt ist, dass die Klappeinrichtung als arre- tierungsfreie Federeinrichtung ausgebildet ist, so dass sich die Klappstellung der Propellerblätter in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors selbsttätig einstellt. Beim Anlaufen des Motors öffnen sich im Falle dieser Ausgestaltung die Propellerblätter durch die sich erhöhende Fliehkraft ganz von selbst. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Motor zumindest beim Anlauf zunächst mit einem niedrigen Drehmoment betreibt und das Drehmoment erst später erhöht. Der Begriff „Anlauf" bezieht sich hierbei auf das Anlaufen des Motors, nicht auf die Beinbewegungen des Gleitschirmfliegers, die dieser beim Starten vornimmt. Durch diese Art der Motoransteuerung wird insbesondere erreicht, dass die Verletzungsgefahr des Gleitschirmfliegers minimiert wird, wenn dieser beispielsweise beim Startlauf hinfällt.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist vorgesehen, dass bei am Rücken des Gleitschirmfliegers befestigtem Motor der Propeller in Wellenrichtung gesehen derart vom Gleitschirmflieger beabstandet ist, dass das Propellervolumen außerhalb der Armreichweite des Gleitschirmfliegers liegt. Dadurch kann es nicht geschehen, dass der Gleitschirmflieger, falls er - e- gal, aus welchen Gründen - mit den Armen nach hinten greift, in das Propellervolumen gerät. Vorzugsweise ist der Propeller sogar so weit vom Gleitschirmflieger beabstandet, dass das Propellervolumen außerhalb der Beinreichweite des Gleitschirmfliegers liegt.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Antriebseinrichtung ist vorgesehen, dass am Motor Befestigungselemente für Schubstangen angeordnet sind, über die der vom Propeller gelieferte Vortrieb unter Umgehung des Gleitschirmfliegers beidseitig direkt in die Schirmgurte einleitbar ist. Dadurch wird erreicht, dass der Gleitschirmflieger selbst von den Vortriebskräften des Propellers entlastet wird.
Auf Grund der Länge der Welle kann es erforderlich sein, dass die Welle in der Nähe des Propellers in einer Lagerung gela- gert ist. Die Lagerung ist in diesem Fall vorzugsweise über eine konisch verlaufende Tragstruktur am Motor befestigt. Dadurch ergibt sich auf einfache Weise eine stabile Positionie- rung der Lagerung. Wenn der Propeller und die Welle leicht genug sind und die Welle hinreichend biegesteif ist, kann es jedoch ausreichen, wenn die Welle keine eigene Lagerung aufweist, so dass sie ausschließlich indirekt über die Lager des Motors gelagert ist.
Wenn der Motor als Elektromotor ausgebildet ist, weist die Antriebseinrichtung zusätzlich eine Akkumulatoreinrichtung auf, über die der Motor mit elektrischer Energie versorgbar ist. In diesem Fall weist die Akkumulatoreinrichtung vorzugsweise Befestigungselemente auf, mittels derer sie nahe des Körperschwerpunkts - insbesondere vor dem Körperschwerpunkt - am Gleitschirmflieger befestigbar ist. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine gute Massenverteilung. Insbesondere kompensieren sich bei einer Anordnung vor dem Körperschwerpunkt, bezogen auf den Gleitschirmflieger, die durch den Motor und den Propeller einerseits und die Akkumulatoreinrichtung andererseits ausgeübten Drehmomente zumindest teilweise. Im Ergebnis kann durch diese Ausgestaltung erreicht werden, dass der Gleitschirmflieger nahezu die gleiche Körperhaltung einnimmt, die er einnehmen würde, wenn er völlig antriebslos (also ohne Vorhandensein der Antriebseinrichtung) fliegen würde. Gleiches gilt für für die Steuerung des Gleitschirms erforderliche Gewichtsverlagerungen des Gleitschirmfliegers.
Die Ausgestaltung der ersten Sensoreinrichtungen kann nach Bedarf gewählt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass die ersten Sensoreinrichtungen Gyroskope und/oder Beschleunigungssensoren umfassen und die ersten Sensorsignale die translatorischen Beschleunigungen und/oder rotatorischen Geschwindigkeiten des Gleitschirms oder von Schirmelementen - beispielsweise des linken und rechten Schirmendes - und des Gleitschirmfliegers umfassen. Die Auswertung derartiger Sensorsignale ist allgemein bekannt. Jedes automatisch gesteuer- te Fluggerät arbeitet mit derartigen Sensorsignalen. Im Unterschied zu automatisch gesteuerten Fluggeräten wird bei der vorliegenden Erfindung aus den ersten Sensorsignalen jedoch nicht eine Ruderbewegung abgeleitet, sondern gegebenenfalls ein Abschalten des Motors ausgelöst.
Alternativ oder zusätzlich können die ersten Sensoreinrich- tungen Zugmesselemente umfassen und die ersten Sensorsignale die im linken und im rechten Traggurt des Gleitschirms wirkenden Tragkräfte umfassen. Ebenso ist es - alternativ oder zusätzlich - möglich, dass die ersten Sensoreinrichtungen Abtasteinrichtungen für eine das Propellervolumen umgebende Ge- fahrenzone umfassen und dass die ersten Sensorsignale ein Anwesenheitssignal für einen Fremdkörper in der Gefahrenzone umfassen .
Ebenso können die zweiten Sensoreinrichtungen nach Bedarf ausgebildet sein. Insbesondere können die zweiten Sensoreinrichtungen Gyroskope und/oder Beschleunigungssensoren umfassen und die zweiten Sensorsignale die translatorischen Beschleunigungen und/oder rotatorischen Geschwindigkeiten des Gleitschirmfliegers umfassen. Insbesondere in dem Fall, dass die ersten Sensoreinrichtungen als Abtasteinrichtungen für die Gefahrenzone ausgebildet sind, können die ersten Sensoreinrichtungen und die zweiten Sensoreinrichtungen auch identisch sein.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass ihr im Betrieb kontinuierlich von dritten Sensoreinrichtungen dritte Sensorsignale zuführbar sind, die für einen Neigungswinkel der Welle relativ zur Horizonta- len charakteristisch sind, und dass die Steuereinrichtung im Betrieb die dritten Sensorsignale auswertet.
Die Auswertung der dritten Sensorsignale kann beispielsweise darin bestehen, dass die Steuereinrichtung die dritten Sen- sorsignale bei der Ansteuerung des Motors berücksichtigt. Insbesondere kann die Steuereinrichtung den Motor in einen sicheren Zustand überführen bzw. in einem sicheren Zustand halten, wenn der Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen zu groß wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Steuereinrichtung im Betrieb anhand der dritten Sensorsignale Ansteuersignale für eine Nachführeinrichtung ermit- telt, mittels derer der Neigungswinkel der Welle relativ zur Horizontalen beeinflussbar ist. Dadurch ist eine aktive Nachführung des Neigungswinkels möglich. Es kann sogar ausreichen, den Motor lediglich elastisch aufzuhängen, da bei rotierendem Propeller die Rotation des Propellers stabilisie- rend wirkt.
Die Steuereinrichtung kann beliebig ausgebildet sein, sofern sie die obenstehend beschriebene Funktionalität aufweist. Meist ist die Steuereinrichtung als softwareprogrammierbare Steuerung ausgebildet, die mit einem Steuerprogramm programmiert ist. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung auf Grund der Programmierung mit dem Steuerprogramm so ausgebildet, wie dies obenstehend erläutert wurde. Die vorliegende Erfindung umfasst daher weiterhin ein Steuerprogramm, das Maschinencode umfasst, mittels dessen eine softwareprogrammierbare Steuereinrichtung für einen Motor einer Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm unmittelbar programmierbar ist, wobei die Steuereinrichtung auf Grund der Programmierung mit dem Steuerprogramm so ausgebildet ist, wie dies obenstehend erläutert wurde. Das Steuerprogramm kann beispielsweise in maschinenlesbarer Form auf einem Datenträger gespeichert sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbin- düng mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung
Figur 1 schematisch einen Gleitschirmflieger von hinten,
Figur 2 ein Detail von Figur 1 von der Seite und Figur 3 eine schaltungstechnische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung . Gemäß den Figuren 1 und 2 weist eine Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm 1 einen Motor 2, einen Propeller 3 und eine Steuereinrichtung 4 (siehe Figur 3) für den Motor 2 auf. Der Motor 2 kann als Verbrennungsmotor ausgebildet sein. In der Regel ist der Motor 2 jedoch als Elektromotor ausgebildet. In diesem Fall ist zusätzlich eine Akkumulatoreinrichtung 5 vorhanden. Die Akkumulatoreinrichtung 5 dient der Versorgung des Motors 2 mit elektrischer Energie.
Die Figuren 1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung in ihrem Betriebszustand. In diesem Zustand ist der Motor 2 über eine am Motor 2 angeordnete Befestigungseinrichtung 6 am Rücken eines Gleitschirmfliegers 7 angeordnet. Beispielsweise kann der Motor 2 mit einer Sitzschale 8 verbunden sein und können an der Sitzschale 8 Gurte zum Anschnallen des Gleitschirmfliegers 7 in der Sitzschale 8 vorhanden sein.
Die Akkumulatoreinrichtung 5 kann, falls sie vorhanden ist, am Motor 2 oder an der Sitzschale 8 angeordnet oder befestigt sein. Vorzugsweise jedoch weist die Akkumulatoreinrichtung 5 Befestigungselemente (nicht dargestellt) auf, mittels derer sie vor dem Körperschwerpunkt des Gleitschirmfliegers 7 am Gleitschirmflieger 7 befestigbar ist. Beispielsweise kann die Akkumulatoreinrichtung 5 im Bauch- oder Hüftbereich des Gleitschirmfliegers 7 befestigt sein. Dadurch ergibt sich eine günstige Gewichtsverteilung.
Der Gleitschirm 1 ist über Schirmgurte 9 und Schirmleinen 10 mit dem Gleitschirmflieger 7 verbunden. Zwischen den Schirm- gurten 9 und dem Schirmleinen 10 befinden sich Übergangselemente 11, beispielsweise Karabinerhaken 11. Der Gleitschirm 1 befindet sich im Normalzustand - also wenn der Gleitschirmflieger 7 mit dem Gleitschirm 1 durch die Luft gleitet und auch bereits beim Starten - stabil über dem Gleitschirmflie- ger 7. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf den Normalzustand, in dem der Motor 2 am Rücken des Gleitschirmfliegers 7 befestigt ist und der Gleitschirm 1 sich stabil über dem Gleitschirmflieger 7 befindet. Falls die nachfolgenden Aus- führungen sich auf einen anderen Zustand beziehen sollen, wird nachstehend jeweils ausdrücklich hierauf hingewiesen werden .
Der Motor 2 wirkt auf eine Welle 12. Die Welle 12 ist auf der vom Gleitschirmflieger 7 abgewandten Seite des Motors 2 angeordnet. Am Ende der Welle 12 ist - selbstverständlich - drehfest der Propeller 3 angeordnet. Der Propeller 3 kämmt, wenn er rotiert, ein Propellervolumen V ab.
Die Welle 12 weist eine große Länge 1 auf. In der Regel ist die Länge 1 mindestens so groß wie der Propellerradius r. In jedem Fall aber ist die Länge 1 derart bemessen, dass der Propeller 3 in Wellenrichtung gesehen derart vom Gleitschirmflieger 7 beabstandet ist, dass die Schirmleinen 10 des Gleitschirms 1 außerhalb des Propellervolumens V verlaufen. Diese letztgenannte Aussage gilt für gerade verlaufende Schirmleinen 10. Vorzugsweise ist die Länge 1 weiterhin derart bemessen, dass der Propeller 3 in Wellenrichtung gesehen so weit vom Gleitschirmflieger 7 beabstandet ist, dass das Propellervolumen V außerhalb der Arm- oder besser sogar der Beinreichweite des Gleitschirmfliegers 7 verläuft.
Die Steuereinrichtung 4 ist mit dem Motor 2 datentechnisch verbunden. Die datentechnische Verbindung kann beispielsweise über ein (nicht dargestelltes) Kabel erfolgen. Alternativ kann eine drahtlose Verbindung über Funk oder dergleichen bestehen. Mittels der Steuereinrichtung 4 wird der Motor 2 gesteuert .
Zum Zwecke der Steuerung des Motors 4 ist gemäß Figur 3 eine Bedieneinrichtung 13 vorhanden. Mittels der Bedieneinrichtung 13 kann der Gleitschirmflieger 7 der Steuereinrichtung 4 Steuerbefehle SB vorgeben. Die Steuereinrichtung 4 fragt im Betrieb kontinuierlich die Bedieneinrichtung 13 ab und nimmt daher kontinuierlich die entsprechenden Steuerbefehle SB vom Gleitschirmflieger 7 entgegen.
Im Stand der Technik erhält die Steuereinrichtung 4 keine weiteren Eingangssignale. Erfindungsgemäß sind jedoch erste und/oder zweite Sensoreinrichtungen 14, 15 vorhanden.
Mittels der ersten Sensoreinrichtungen 14 werden - automatisch und kontinuierlich - erste Sensorsignale Sl erfasst. Die ersten Sensorsignale Sl sind dafür charakteristisch, ob der Gleitschirm 1 sich stabil über dem Gleitschirmflieger 7 befindet oder nicht. Die ersten Sensorsignale Sl werden - zu- sätzlich zu den Steuerbefehlen SB - im Betrieb der Steuereinrichtung 4 kontinuierlich der Steuereinrichtung 4 zugeführt.
Die zweiten Sensoreinrichtungen 15 können alternativ oder zusätzlich zu den ersten Sensoreinrichtungen 14 vorhanden sein. Mittels der zweiten Sensoreinrichtungen 15 werden - automatisch und kontinuierlich - zweite Sensorsignale S2 erfasst. Die zweiten Sensorsignale S2 sind für eine Lage des Gleitschirmfliegers 7 relativ zum Propellervolumen V charakteristisch. Die zweiten Sensorsignale S2 werden - zusätzlich zu den Steuerbefehlen SB und gegebenenfalls auch zusätzlich zu den ersten Sensorsignalen Sl - im Betrieb der Steuereinrichtung 4 kontinuierlich der Steuereinrichtung 4 zugeführt.
Die Steuereinrichtung 4 nimmt im Betrieb kontinuierlich die ihr zugeführten Steuerbefehle SB und Sensorsignale Sl, S2 entgegen. Sie steuert den Motor 2 in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Steuerbefehlen SB und Sensorsignalen Sl, S2 an. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 4 den Motor 2 und damit indirekt den Propeller 3 stets und zwangsweise - insbe- sondere unter Vorrang der aus den Sensorsignalen Sl, S2 abgeleiteten Zustände vor den Steuerbefehlen SB - in einen sicheren Zustand überführen bzw. in einem sicheren Zustand halten, wenn die Steuereinrichtung 4 anhand der ersten und/oder zweiten Sensorsignale Sl, S2 einen gefährlichen Zustand erkennt. Ein gefährlicher Zustand besteht insbesondere dann, wenn die Gefahr besteht, dass die Schirmleinen 10 des Gleitschirms 1 und/oder Extremitäten des Gleitschirmfliegers 7, also dessen Arme und Beine, in das Propellervolumen V gelangen könnten.
Der sichere Zustand kann nach Bedarf bestimmt sein. Insbesondere kann entsprechend den Ausführungen in der Beschreibungs- einleitung beispielsweise der Motor 2 stillgesetzt werden oder drehzahl- und/oder momentbegrenzt betrieben werden. Auch kann gegebenenfalls eine Kupplung, die zwischen dem Motor 2 und dem Propeller 3 angeordnet ist, geöffnet werden.
Die Steuereinrichtung 4 realisiert auf Grund ihrer Ausgestaltung sozusagen einen „virtuellen Schutzkäfig" um den Propeller 3. Aus diesem Grund ist es - im Gegensatz zum Stand der Technik - nicht erforderlich, dass der Propeller 3 von einem (realen) Schutzkäfig umgeben ist. Der (reale) Schutzkäfig kann vielmehr entfallen. Auf Grund dieses Umstands werden das Gewicht und der Luftwiderstand reduziert und das Flugverhalten verbessert.
Bereits in der bisher beschriebenen Ausgestaltung ergeben sich viele Vorteile. Insbesondere ergeben sich ein relativ niedriges Gewicht und ein sicherer Betrieb. Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kann jedoch auf verschiedene Weise vorteilhaft ausgestaltet werden.
So kann beispielsweise entsprechend der Darstellung von Figur 2 der Propeller 3 eine Klappeinrichtung 16 aufweisen. Mittels der Klappeinrichtung 16 können die Propellerblätter 17 des Propellers 3 an die Welle 12 angeklappt werden. Dadurch kann der Luftwiderstand im Gleitflug reduziert werden. Falls die Propellerblätter 17 an die Welle 12 anklappbar sind, bezieht sich das oben definierte Propellervolumen V auf das Volumen, das die Propellerblätter 17 in ausgeklappten Zustand abkämmen .
Es ist möglich, die Propellerblätter 17 nach hinten zu klap- pen, also vom Gleitschirmflieger 7 weg. Vorzugsweise aber ist die Klappeinrichtung 16 derart ausgebildet, dass sie die Propellerblätter 17 beim Anklappen an die Welle 12 auf den Gleitschirmflieger 7 zu klappt (siehe die Pfeile A in Figur 2). Dadurch kann eine vorteilhafte Massenverteilung erreicht werden.
Unabhängig davon, ob die Klappeinrichtung 16 die Propellerblätter 17 auf den Gleitschirmflieger 7 zu oder vom Gleitschirmflieger 7 weg klappt, ist die Klappeinrichtung 16 ent- sprechend der Darstellung von Figur 2 jedoch vorzugsweise als arretierungsfreie Federeinrichtung 16 ausgebildet. Dadurch stellt sich die Klappstellung der Propellerblätter 17 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors 2 selbsttätig ein, so dass sich ein Gleichgewicht von Federkraft und Zentrifugal- kraft ergibt. Beispielsweise kann zu diesem Zweck entsprechend der Darstellung von Figur 2 die Welle 12 als Hohlwelle ausgebildet sein, in deren Innerem die Federeinrichtung 16 angeordnet ist.
Die Steuereinrichtung 4 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den Motor 2 beim Anlaufen des Motors 2 zunächst mit einem niedrigen Drehmoment betreibt. Erst später, wenn eine nennenswerte Drehzahl erreicht ist, wird das Drehmoment erhöht. Durch diese Ausgestaltung kann die Gefahr einer Verlet- zung des Gleitschirmfliegers 7 minimiert werden, wenn dieser - egal aus welchen Gründen - nach hinten greift, beispielsweise in die sich gerade aufklappenden Propellerblätter 17 hinein. In Verbindung mit selbsttätig aufklappenden Propellerblättern 17 fallen die Erhöhung des Drehmoments und das Aufklappen der Propellerblätter 17 vorzugsweise zeitlich zusammen . Der Propeller 3 liefert auf Grund seiner Drehung um die Welle 12 einen Vorschub. Es ist möglich den Vorschub über den Gleitschirmflieger 7 in die Schirmgurte 9 einzuleiten. Beispielsweise kann der Propeller 3 auf die Sitzschale 8 wirken. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass am Motor 2 Befestigungselemente für Schubstangen 18 angeordnet sind. Über die Schubstangen 18 ist es möglich, den Vortrieb, den der Propeller 3 liefert, direkt in die Schirmgurte 9 einzuleiten, also unter Umgehung des Gleitschirmfliegers 7. Das Einleiten er- folgt hierbei beidseitig des Gleitschirmfliegers 7, also links und rechts von dem Gleitschirmflieger 7.
Auf Grund der Länge 1 der Welle 12 kann es erforderlich sein, die Welle 12 in der Nähe des Propellers 3 in einer Lagerung zu lagern. Die Lagerung ist in diesem Fall vorzugsweise über eine konisch verlaufende Tragstruktur am Motor 2 befestigt. Dadurch ergibt sich auf einfache Weise eine stabile Lagerung der Welle 12. Wenn der Propeller 3 und die Welle 12 leicht genug sind und die Welle 12 hinreichend biegesteif ist, kann es jedoch ausreichen, wenn die Welle 12 keine eigene Lagerung aufweist, so dass sie ausschließlich indirekt über die Lager des Motors 2 gelagert ist. Diese letztgenannte Ausgestaltung - Stichwort nur indirekte Lagerung der Welle 12 - ist insbesondere von Vorteil, wenn ein Nachführen der Welle 12 vorge- sehen ist, siehe die nachfolgenden Ausführungen.
Beim Startlauf beugt sich der Gleichschirmflieger 7 bei noch stehendem Motor 2 in der Regel nach vorne. Er geht „in die Vorlage". Wenn keine weiteren Maßnahmen ergriffen werden, verläuft auf Grund dieses Umstands die Welle 12 nicht mehr horizontal, sondern nimmt relativ zur Horizontalen einen Neigungswinkel N ein. Der Neigungswinkel N kann einen beträchtlichen Wert erreichen. In Versuchen wurden Neigungswinkel N bis zu 40° gemessen. Auf Grund des Neigungswinkels N erhöht sich die Gefahr, dass die Schirmleinen 10 in das Propellervolumen V geraten oder der Motor 2 nicht anläuft. Um dieser Gefahr entgegen zu wirken, können gemäß Figur 3 dritte Sensor- einrichtungen 21 vorgesehen sein. Mittels der dritten Sensoreinrichtungen 21 werden im Betrieb der Antriebseinrichtung kontinuierlich dritte Sensorsignale S3 erfasst. Die dritten Sensorsignale S3 sind für den obenstehend erwähnten Neigungs- winkel N charakteristisch. Sie werden, sofern sie erfasst werden, ebenfalls der Steuereinrichtung 4 zugeführt und im Betrieb von der Steuereinrichtung 4 ausgewertet.
Die Auswertung kann beispielsweise darin bestehen, dass die Steuereinrichtung 4 die dritten Sensorsignale S3 bei der Ansteuerung des Motors 2 berücksichtigt. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 4 - analog zur Auswertung der ersten und/ oder zweiten Sensorsignale Sl, S2 - den Motor 2 stets und zwangsweise und insbesondere unter Vorrang vor den Steuerbe- fehlen SB in einen sicheren Zustand überführen bzw. in einem sicheren Zustand halten, wenn die Steuereinrichtung 4 anhand der dritten Sensorsignale S3 erkennt, dass ein zulässiger Neigungswinkelbereich verlassen wird. Der zulässige Neigungswinkelbereich kann - rein beispielhaft - zwischen +20° und - 10° gegenüber der Horizontalen liegen. Auch andere Werte sind selbstverständlich möglich. Gegebenenfalls kann das Steuerverhalten hysteresebehaftet sein.
Alternativ oder zusätzlich zur Berücksichtigung der dritten Sensorsignale S3 bei der Ansteuerung des Motors 2 ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 4 anhand der dritten Sensorsignale S3 Ansteuersignale für eine Nachführeinrichtung 22 ermittelt. Mittels der Nachführeinrichtung 22 kann der Neigungswinkel N der Welle 12 relativ zur Horizontalen beein- flusst werden.
Die ersten Sensoreinrichtungen 14 können nach Bedarf ausgebildet sein. Beispielsweise können die ersten Sensoreinrichtungen 14 entsprechend der Darstellung von Figur 1 Gyroskope und/oder Beschleunigungssensoren umfassen. Die ersten Sensoreinrichtungen 14 erfassen beispielsweise die translatorischen Beschleunigungen und/oder rotatorischen Geschwindigkeiten des linken und des rechten Schirmendes 1', 1" und des Gleitschirmfliegers 7. Die von den ersten Sensoreinrichtungen 14 erfassten Werte werden - leitungsgebunden (oder bevorzugt) drahtlos der Steuereinrichtung 4 zugeführt.
Alternativ oder zusätzlich können die ersten Sensoreinrichtungen 14 Zugmesselemente umfassen, welche die Tragkräfte erfassen, welche im linken und im rechten Traggurt 9 des Gleitschirms 1 wirken. Auch hier kann die Signalübermittlung an die Steuereinrichtung 4 leitungsgebunden oder leitungslos erfolgen. Bevorzugt ist in diesem Fall eine leitungsgebundene Signalübermittlung .
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die ersten Sensoreinrichtungen 14 Abstandssensoren umfassen, mittels derer die Abstände von vordefinierten Schirmelementen zum Motor 2 (bzw. hierfür charakteristische Größen) erfasst werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die ersten Sensoreinrichtungen 14 Winkelsensoren umfassen, mittels derer die Winkellagen vordefinierter Schirmelemente relativ zum Gleitschirmflieger 7 - beispielsweise relativ zu den Übergangselementen 11 - (oder entsprechende charakteristische Größen) erfasst werden.
Alternativ oder zusätzlich können die ersten Sensoreinrichtungen 14 Abtasteinrichtungen umfassen, welche eine Gefahrenzone Z abtasten. Die Gefahrenzone Z umgibt das Propellervolumen V. Beispielsweise kann eine geeignete Abtasteinrichtung als Kamera, als Lasersensor oder als Untraschallsensor ausgebildet sein. Im Falle der Abtasteinrichtungen umfassen die ersten Sensorsignale Sl ein Anwesenheitssignal für einen Fremdkörper in der Gefahrenzone Z. Die Fremdkörper können beispielsweise die Schirmleinen 10 und/oder die Arme des Gleitschirmfliegers 7 sein. In analoger Weise können auch die zweiten Sensoreinrichtungen 15 nach Bedarf ausgebildet sein. Insbesondere können die zweiten Sensoreinrichtungen 15 Gyroskope und/oder Beschleunigungssensoren umfassen. In diesem Fall umfassen die zweiten Sensorsignale S2 die translatorischen Beschleunigungen und/ oder rotatorischen Geschwindigkeiten des Gleitschirmfliegers 7 (genauer: von einzelnen Körperteilen des Gleitschirmfliegers 7) .
Auch die dritten Sensoreinrichtungen 21 können nach Bedarf ausgebildet sein. Insbesondere können die dritten Sensoreinrichtungen 21 analog zu den ersten und zweiten Sensoreinrichtungen 14, 15 als Beschleunigungssensoren oder als Gyroskope ausgebildet sein.
Auch die Steuereinrichtung 4 kann nach Bedarf ausgebildet sein, sofern sie die obenstehend beschriebenen Funktionalitäten aufweist. In der Regel ist die Steuereinrichtung 4 als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung 4 mit einem Steuerprogramm 23 programmiert. Auf Grund der Programmierung mit dem Steuerprogramm 23 ist die Steuereinrichtung 4 erfindungsgemäß ausgebildet .
Das Steuerprogramm 23 umfasst gemäß Figur 3 Maschinencode 24, mittels dessen die Steuereinrichtung 4 unmittelbar programmierbar ist. Das Steuerprogramm 23 ist in maschinenlesbarer Form auf einem Datenträger 25 gespeichert. Der Datenträger 25 kann alternativ intern auf der Steuereinrichtung 4 angeordnet sein oder lösbar mit der Steuereinrichtung 4 verbunden sein.
Durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung werden viele Vorteile erzielt. Über die bereits genannten Vorteile hinaus wird insbesondere das Flugverhalten des Motorgleitschirms an das Flugverhalten eines motorlosen Gleitschirms angenähert.
Auch kann das „normale" Gurtzeug motorloser Gleitschirme weiter verwendet werden, das eine hohe passive Sicherheit für den Gleitschirmflieger 7 bietet. Weiterhin ist mittels der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung erstmals die Möglichkeit geschaffen, auch im Flachland einen Eigenstart durchzuführen, der bis in turbulente Thermikluft führt, und sodann antriebslos in der Thermikluft zu gleiten. Auf Grund des Um- stands, dass die gesamte Antriebseinrichtung - mit Ausnahme der Schubstangen 18 - nicht direkt mit den Traggurten 9 verbunden ist, kann sich der Gleitschirmflieger 7 weiterhin relativ frei im Gurtzeug bewegen.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
Bezugszeichenliste
1 Gleitschirm
1', 1" Schirmenden
2 Motor
3 Propeller
4 Steuereinrichtung
5 Akkumulator
6 Befestigungseinrichtung
7 Gleitschirmflieger
8 Sitzschale
9 Schirmgurte
10 Schirmleinen
11 Übergangselemente
12 Welle
13 Bedieneinrichtung
14, 15, 21 Sensoreinrichtungen
16 Klappeinrichtung
17 Propellerblätter
18 Schubstangen
22 Nachführeinrichtung
23 Steuerprogramm
24 Maschinencode
25 Datenträger
A Pfeile
1 Länge
N Neigungswinkel r Radius
Sl, S2, S3 Sensorsignale
SB Steuerbefehle
V Propellervolumen
Z Gefahrenzone

Claims

Antriebseinrichtung für einen GleitschirmPatentansprüche
1. Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm (1), mit einem Motor (2), einem Propeller (3) und einer Steuereinrichtung (4) für den Motor (2) ,
- wobei am Motor (2) eine Befestigungseinrichtung (6) angeordnet ist, mittels derer der Motor (2) am Rücken eines den Gleitschirm (1) benutzenden Gleitschirmfliegers (7) be- festigbar ist,
- wobei der Motor (2) auf eine Welle (12) wirkt, die bei am Rücken des Gleitschirmfliegers (7) befestigtem Motor (2) auf der vom Gleitschirmflieger (7) abgewandten Seite des Motors (2) angeordnet ist und an deren vom Motor (2) abge- wandten Ende drehfest der Propeller (3) angeordnet ist,
- wobei bei am Rücken des Gleitschirmfliegers (7) befestigtem Motor (2) und stabil über dem Gleitschirmflieger (7) befindlichem Gleitschirm (1) der Propeller (3) in Wellenrichtung gesehen derart vom Gleitschirmflieger (7) beabstandet ist, dass die Schirmleinen (10) des Gleitschirms (1) außerhalb eines bei Rotation des Propellers (3) vom Propeller (3) abgekämmten Propellervolumens (V) verlaufen,
- wobei die Steuereinrichtung (4) mit dem Motor (2) datentechnisch verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass sie im Betrieb kontinuierlich vom Gleitschirmflieger (7)
Steuerbefehle (SB) und zusätzlich von ersten Sensoreinrichtungen (14) erste Sensorsignale (Sl) und/oder von zweiten Sensoreinrichtungen (15) zweite Sensorsignale (S2) entgegen nimmt und den Motor (2) in Abhängigkeit von den entgegen genommenen Steuerbefehlen (SB) und ersten und/oder zweiten Sensorsignalen (Sl, S2) ansteuert, - wobei die ersten Sensorsignale (Sl) dafür charakteristisch sind, ob der Gleitschirm (1) sich stabil über dem Gleitschirmflieger (7) befindet oder nicht, und die zweiten Sensorsignale (S2) für eine Lage des Gleitschirmfliegers (7) relativ zum Propellervolumen (V) charakteristisch sind.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Propeller (3) nicht von einem Schutzkäfig umgeben ist.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Propeller (3) eine Klappeinrichtung (16) aufweist, mittels derer die Propellerblätter (17) des Propellers (3) an die Welle (12) anklappbar sind.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappeinrichtung (16) derart ausgebildet ist, dass sie die Propellerblätter (17) beim Anklappen an die Welle (12) auf den Gleitschirmflieger (7) zu klappt.
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappeinrichtung (16) als arretierungsfreie Federeinrichtung (16) ausgebildet ist, so dass sich die Klappstellung der Propellerblätter (17) in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors (2) selbsttätig einstellt.
6. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) derart ausgebildet ist, dass sie den Motor (2) zumindest beim Anlauf zunächst mit einem niedrigen Drehmoment betreibt und das Drehmoment erst später erhöht .
7. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei am Rücken des Gleitschirmfliegers (7) befestigtem Motor (2) der Propeller (3) in Wellenrichtung gesehen derart vom Gleitschirmflieger (7) beabstandet ist, dass das Propellervolumen (V) außerhalb der Armreichweite des Gleitschirmfliegers (7) verläuft.
8. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Motor (2) Befestigungselemente für Schubstangen (18) angeordnet sind, über die der vom Propeller (3) gelieferte Vortrieb unter Umgehung des Gleitschirmfliegers (7) beidseitig direkt in die Schirmgurte (9) einleitbar ist.
9. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12) in der Nähe des Propellers (3) in einer Lagerung gelagert ist und dass die Lagerung über eine konisch verlaufende Tragstruktur am Motor (2) befestigt ist.
10. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12) keine eigene Lagerung aufweist, so dass sie ausschließlich indirekt über die Lager des Motors (2) gelagert ist.
11. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (2) als Elektromotor ausgebildet ist, dass die Antriebseinrichtung zusätzlich eine Akkumulatoreinrichtung (5) aufweist, über den der Motor (2) mit elektrischer Energie versorgbar ist, und dass die Akkumulatoreinrichtung (5) Befestigungselemente aufweist, mittels derer sie vor dem Kör- perschwerpunkt am Gleitschirmflieger (7) befestigbar ist.
12. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Sensoreinrichtungen (14) Gyroskope und/oder Beschleunigungssensoren umfassen und dass die ersten Sensor- Signale (Sl) die translatorischen Beschleunigungen und/oder rotatorischen Geschwindigkeiten des Gleitschirms (1) oder von Schirmelementen (1', 1") und des Gleitschirmfliegers (7) umfassen .
13. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Sensoreinrichtungen (14) Zugmesselemente umfassen und dass die ersten Sensorsignale (Sl) die im linken und im rechten Traggurt (9) des Gleitschirms (1) wirkenden Tragkräfte umfassen.
14. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Sensoreinrichtungen (14) Abtasteinrichtungen für eine das Propellervolumen (V) umgebende Gefahrenzone (Z) umfassen und dass die ersten Sensorsignale (Sl) ein Anwesenheitssignal für einen Fremdkörper in der Gefahrenzone (Z) umfassen .
15. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Sensoreinrichtungen (15) Gyroskope und/oder Beschleunigungssensoren umfassen und dass die zweiten Sensorsignale (S2) die translatorischen und/oder rotatorischen Be- schleunigungen des Gleitschirmfliegers (7) umfassen.
16. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) derart ausgebildet ist, dass ihr im Betrieb kontinuierlich von dritten Sensoreinrichtungen (21) dritte Sensorsignale (S3) zuführbar sind, die für einen Neigungswinkel (N) der Welle (12) relativ zur Horizontalen charakteristisch sind, und dass die Steuereinrichtung (4) im Betrieb die dritten Sensorsignale (S3) auswertet.
17. Antriebseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) die dritten Sensorsignale (S3) bei der Ansteuerung des Motors (2) berücksichtigt.
18. Antriebseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) im Betrieb anhand der dritten Sensorsignale (S3) Ansteuersignale für eine Nachführeinrichtung (22) ermittelt, mittels derer der Neigungswinkel (N) der Welle (12) relativ zur Horizontalen beeinflussbar ist.
19. Antriebseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung (4) mit einem Steuerprogramm (23) programmiert ist und dass die Steuereinrichtung (4) auf Grund der Programmierung mit dem Steuerprogramm (23) so ausgebildet ist, wie dies obenstehend in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 18 erläutert wurde .
20. Steuerprogramm, das Maschinencode (24) umfasst, mittels dessen eine softwareprogrammierbare Steuereinrichtung (4) für einen Motor (2) einer Antriebseinrichtung für einen Gleitschirm (1) unmittelbar programmierbar ist, wobei die Steuer- einrichtung (4) auf Grund der Programmierung mit dem Steuerprogramm so ausgebildet ist, wie dies obenstehend in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 18 erläutert wurde.
21. Steuerprogramm nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es in maschinenlesbarer Form auf einem Datenträger (25) gespeichert ist.
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