DE102006020208A1

DE102006020208A1 - Druckspeicher-, Ventil- und Ventileinheit als tragbares oder fest einbaubares Gerät zur kurzfristigen und rückstoßfreien Freisetzung von Druckluft oder unter Druck gespeichertem Gas für technische Anwendungen

Info

Publication number: DE102006020208A1
Application number: DE102006020208A
Authority: DE
Inventors: Christian-Alexander V Bredow
Original assignee: Bredow Christian-Alexander V Dipl-Ing
Current assignee: BREDOW, CHRISTIAN-ALEXANDER VON, DIPL.-ING., DE
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-05-03
Also published as: DE102006020208B4

Abstract

Bisher ist es nur möglich, unter Druck gespeicherte Luft oder gespeichertes Gas mit relativ kleinen Auslassventilquerschnitten in relativ großen Zeiteinheiten wieder freizusetzen. Durch die Aktivierung von großen aufgrund von Druckdifferenzen auf unterschiedliche Ventilteilflächen entstehenden Kräften zur Ventilöffnung - "Judo-Prinzip" - können mit diesem System größere Druckluft- oder unter Druck gespeicherte Gasmengen durch Ausströmöffnungen mit relativ großen Querschnitten in kürzester Zeit und wegen der symmetrischen Anordnung der Ventile und Ausströmöffnungen vollkommen rückstoßfrei zur Nutzung bzw. zur Anwendung in verschiedenen technischen Systemen freigesetzt werden. Die Speichereinheit mit integriertem rückstoßfreiem Ventil- und Verteilsystem (A1/B1) ist mit einem elektronisch sensorgesteuerten Abriss- oder im Handbetrieb zu betätigenden elektromagnetischen bzw. mechanischen Auslassventil (I12) versehen, dessen Betätigung durch die entstandenen Druckdifferenzen bedingte Schließung von Rückschlagklappen (C1) zur rückstoßfreien Öffnung von Steuerventilen (E1) und Hauptventilen (D1) führt, so dass über Adapteranschlüsse (J1) in kürzest möglicher Zeiteinheit große Mengen an Druckluft bzw. gespeichertem Gas seiner Verwendung zugeführt werden können. Die Speichereinheit kann unter anderem zur raschen und rückstoßfreien Füllung aufblasbarer tragbarer Personen-Schutzhüllen- oder in Fahrzeugen fest eingebauter Prallkissen-Systeme zur Füllung von Rauchabdichtkissen ...

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung:
Die Erfindung ist dem Bereich der pneumatischen bzw. mechanischen Anwendungen in der Technik zuzuordnen. Sie dient wie im Führungs-/Hauptanspruch 1 und den Unteransprüchen 2 bis 9 bzw. 10 bis 17 formuliert sowohl der Anwendung zur Aktivierung von mit Druckluft oder mit Gas aufzublasenden Schutzhüllen-Anzugs- bzw. Personen-Schutzhüllensysteme für absturzgefährdete Personen und Zweirad- und Bootsfahrer in der tragbaren Variante sowie zur Aktivierung von aufzublasenden festeingebauten Prallkissen-Systemen in Schienen-, Strassenfahrzeugen oder Flugzeugen.
Weitere Einsatzgebiete sind die Aktivierung von mit Druckluft oder mit Gas aufblasbaren Kissen-Systeme zur Rauchabschottung in Gebäuden, Schiffen oder Schienenfahrzeugen mit offen verbundenen Wagen, weiterhin die Funktion zur Aktivierung von Flüssigkeitsabdichtkissen-Systemen in Behältern und -leitungen und auch der Einsatz für druckluft- bzw. gasdruckbedingte einmalige oder mehrfache Betätigungen von Druck- oder Zugkolben bei verschiedenen technischen Geräten, Werkzeugen, Maschinen oder technischen Vorrichtungen und Absperrorganen von technischen Anlagen, Behälter- und Leitungssystemen. Möglich ist auch der Einsatz der Erfindung nach Hauptanspruch 1 zum raschen Aufblasen von Schwimmwesten oder -anzügen bzw. von Rettungsinseln oder -booten.
2. Stand der Technik:
Zum Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9:
Bisher ist es nur möglich unter hohem Druck stehende Luft oder Gas in Druckflaschen-, -behältern oder -dosen einzuspeichern und mit relativ kleinen Ausslaßventilquerschnitten wieder freizusetzen. Aufgrund der beim Öffnen auftretenden hohen Kräfte eines Ventils mit großem Querschnitt sind der Ausströmquerschnitt und damit die bzw. das in einer gewissen Zeiteinheit nicht rückstoßfrei ausströmende Luft oder ausströmende Gas stark begrenzt
Fundstellen:

– Dubbel "Taschenbuch für den Maschinenbau" Verlag Springer
– Reitor/Hohmann "Grundlagen des Konstruieren" Vlg. Girardet
– Prede/Scholz "Elektropneumatik" Verlag Springer
– Fachredaktion BI "wie funktioniert das/..und wie funktioniert dies?" Verlag Bibliographisches Institut Mannheim
– Prof. Sieben "Pneumatik" Verlag Moderne Industrie
– W. Bohl "Technische Strömungslehre" Verlag Vogel
– Ruppert/Stoll "Pneumatische Steuerungen" Verlag Vogel

Zu den Unteransprüchen 10, 11 und 12:
In Strassenfahrzeugen werden seit Jahrzehnten pyrotechnisch betätigte Airbag-Systeme als in der Regel komplizierte und im Ruhezustand nicht ungefährliche Konstruktionen bzw. Systeme verwendet. Hauptfunktion ist das Aufblasen von sogenannten Airbags zum Aufprallschutz von Personen in einer Zeit von weniger als 40 Millisekunden durch Zündung eines pyrotechnischen Treibsatzes. Die Airbags müssen einen Aufprall von bis zu 50 km/h auffangen, dies entspricht in etwa dem Sturz aus dem 4. Stock eines Gebäudes. Es sind sowohl Front-, Seiten- als auch Kopfschutz-Airbags inzwischen lieferbar. Neuerdings gibt es Airbag-Systeme mit einem Edelgasgemisch und einem Auslösedruck von ca. 240 bar.
Für Zweiradfahrer gibt es inzwischen mit CO2-Druckgasflaschen ausgestattete aufblasbare Schutzjacken, die bei stark begrenztem Füllvolumen und langen Füllzeiten aufgrund kleiner Auslassventilquerschnitte nur begrenzt möglichem Prallschutz bieten, in der Regel wird nur der Oberkörper geschützt.
Für in größerer Höhe arbeitende Personen gibt es bisher kein Schutzsystem, was die Folgen eines Absturzes aus gewisser Höhe für die betroffenen Person mildert.
Fundstellen:

– Dubbel "Taschenbuch für den Maschinenbau" Verlag Springer
– PM Magazin Ausgabe März 2002 Verlag Gruner+Jahr
– Fachredaktion BI "wie funktioniert das/..und wie funktioniert dies?" Verlag Bibliographisches Institut Mannheim
– Fa. Bosch "Kraftfahrtechnisches Taschenbuch" Verlag Vieweg
– Gerigk u.a. "Kraftfahrzeugtechnik" Verlag Westermann
– Verschiedene Patente/Gebrauchsmuster siehe Seite 13

Zu Unteranspruch 13:
Rauchabschottungen werden in Räumen oder Fluren von Gebäuden oder Schiffen in der Regel durch den Einbau von teueren (wegen der Öffungs- und Schließantriebe), festen Klappen oder Türen realisiert. In Schienenfahrzeugen bzw. Zügen mit offen verbundenen Waggons ist das bisher noch nicht möglich.
Fundstellen:

– Fachredaktion BI "wie funktioniert das/..und wie funktioniert dies?" Verlag Bibliographisches Institut Mannheim
– Neufert "Bauentwurfslehre" Verlag Vieweg

Zu Unteranspruch 14:
Absperrungen, in Behälter- und Leitungssystemen werden vorallem durch elektormagnetisch, hydraulisch oder mechanisch betätigte Absperrschieber bzw. Absperrorgane etc. realisiert, Systeme, die nur mit erhöhtem Aufwand nachträglich in bestehende Systeme eingebaut werden können.
Fundstellen:
– Fachredaktion BI "wie funktioniert das/..und wie funktioniert dies?" Verlag Bibliographisches Institut Mannheim
Zu Unteranspruch 15:
Druck- und Zugkolben, mechanische Vorrichtungen, Werkzeuge, Maschinen und Geräte werden bei Einsatz von Druckluft oder unter Druck gespeichertem Gas in der Regel über kompressorgespeiste Speicher-, Ventil- und Verteilsysteme betätigt.
Fundstellen:
– Dubbel "Taschenbuch für den Maschinenbau" Verlag Springer
– Fachredaktion BI "wie funktioniert das/..und wie funktioniert dies?" Verlag Bibliographisches Institut Mannheim
Zu Unteranspruch 16:
Von Personen getragene aufblasbaren Schwimmwesten zur Rettung von in Seenot befindlichen Personen werden durch Gasflaschen mit begrenztem Füllvolumen und u.U. langen Füllzeiten hergestellt. Ein Auskühlen der Personen bei längerem Auftenthalt kann durch die Verwendung von klassischen Schwimmwesten nicht verhindert werden.
Fundstellen:
– Fachredaktion BI "wie funktioniert das/..und wie funktioniert dies?" Verlag Bibliographisches Institut Mannheim
Zu Unteranspruch 17:
Gängige aufblasbare Rettungsboote oder Rettungsinseln zur Rettung von in Seenot befindlichen Personen werden durch Gasflaschen mit begrenztem Füllvolumen und u.U. langen Füllzeiten hergestellt. Ein rasches Aufblasen der Rettungsysteme ist aus den Anmerkungen zum Hauptanspruch 1 genannten Gründen nicht möglich.
Fundstellen:
– Fachredaktion BI "wie funktioniert das/..und wie funktioniert dies?" Verlag Bibliographisches Institut Mannheim
3. Mängel bisheriger Ausführungen bzw. der Erfindung zugrunde liegende Probleme:
zu Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9:
Aufgrund der bei großen Druckluft- oder Gasdrücken mit zunehmenden Ventilöffnungs- oder Druck-/Zugkolbenquerschnittsflächen auftretenden hohen Zug- und Druckkräfte auf die Ventile oder Druck-/Zugkolben selbst ist es bisher nur möglich nur durch kleine Ventilquerschnitte Druckluft oder Gas nur unter sehr hohem Speicherdruck für die jeweilige technische Anwendung in bestimmten geforderten kurzen Zeiteinheiten freizusetzen. Es war daher bisher nicht möglich, genügende große Druckluft- oder Gasmengen in einer gewünschten sehr kurzen Zeiteinheit mit vertretbarem Kraftaufwand bei der Öffnung von Ventilen oder der Betätigung von Druck- oder Zugkolben freizusetzen.
zu Unteranspruchen 10, 11 und 12:
Wie in den bisher eingetragenen Patenten und Gebrauchsmustern – siehe Seite 14 – beschreiben, werden aus den oben genannten Gründen sowohl für mobile und stationäre Airbag-Systeme bisher ausschließlich Gasgeneratoren auf pyrotechnischer Basis mit komplizierter Zündungstechnik oder kleine CO2-Flaschen verwendet, es war bisher nicht möglich, auf andere Art und Weise in den geforderten sehr kurzen Zeiteinheiten Druckluft oder unter Druck gespeichertes Gas in größeren Mengen freizusetzen.
Bei herkömmlichen Personenschutzsystemen auf pyrotechnischer Airbag-Technologiebasis besteht das Problem seiner großen Gefährdung durch die Verwendung von bis zu 350°C heißem pyrotechnisch erzeugtem Treibgas und der komplizierten Sicherheitstechnik gegen unbeabsichtigtes Auslösen des Schutzsystems. Auch sind die Volumina und Anordnungsmöglichkeiten dieser fest eingebauten sogenannten Airbag-Systeme nur begrenzt.
Obwohl es bereits mehrere Vorschläge in den auf Seite 14 angeführten Patenten und Gebrauchsmuster zur technischen Lösung gibt, scheiterte z.B. die Einführung von Schutzanzügen für Zweiradfahrer im Handel bisher an einer akzeptablen und in der Realität wirklich funktionierenden sehr schnellen Bereitstellung von Druckluft oder unter Druck gespeichertem Gas zur notwendigen schnellen Füllung von sehr leichten, mit vorhandenen Schutz(Leder-)bekleidungen kombinierbaren Schutzhüllenanzügen oder Schutzhüllen-Systemen mit großem Volumen und beliebiger Endausformung. So gibt es für Zweiradfahrer bisher nur Schutzjacken mit stark begrenztem Füllvolumen bei langen Füllzeiten und mit nur begrenzt möglichem Aufprallschutz in Kombination mit kleinen Druckgasdosen- oder -flaschen, die in der Regel nur den Oberkörper schützen können.
zu Unteranspruch 13:
Rauchabschottungen werden in Räumen oder Fluren von Gebäuden oder Schiffen in der Regel durch den Einbau von teueren (wegen der Öffungs- und Schließantriebe), festen Klappen oder Türen realisiert. In Schienenfahrzeugen bzw. Zügen mit offen verbundenen Waggons ist eine ausreichende Rauchabschottung technisch bisher noch nicht möglich.
Mit dem nach Hauptpatentanspruch 1 konzipierten System des Unteranspruches 5 ist es möglich, an jeder beliebiger Position innerhalb des Raumes oder Flures in Gebäuden oder Schiffen oder innerhalb eines Zugsystemes mit offenen Waggons eine sichere und ausreichend schnell wirksame Rauchabschottung zu realisieren.
zu Unteranspruch 14 und 15:
Absperrungen in Behälter- und Leitungssystemen werden vor allem durch mechanisch, elektromagnetisch oder hydraulisch betätigte Absperrschieber bzw. Absperrorgane etc. realisiert, die nur mit erhöhtem Aufwand nachträglich in bestehende Systeme eingebaut werden können. Die Verwendung eines nach Patentanspruch 1 konzipiertes System gemäß Unteranspruch 14 oder 15 ermöglicht eine wirtschaftliche Lösung dieses Problems.
zu Unteranspruch 15:
Druck- und Zugkolben, mechanische Vorrichtungen, Werkzeuge, Maschinen und Geräte werden bei Einsatz von Druckluft oder Druckgas in der Regel über kompressorgespeiste Speicher-, Ventil- und Verteilsysteme betätigt. Eine Betätigung durch nach Hauptanspruch 1 konzipierte Einheiten, wie in Unteranspruch 7 beschrieben, kann unabhängig von bestehenden Systemen, z.B. als Sicherheitssystem bei Druckausfall in Hauptsystemen erfolgen.
zu Unteranspruch 16:
Von Personen getragene aufblasbare Schwimmwesten zur Rettung von in Seenot befindlichen Personen werden durch die begrenzte Kapazität und langen Entleerungszeiten der verwendeten Gasflaschen ggf. nicht schnell genug und mit ausreichendem Tragvolumen mit Luft oder Gas gefüllt. Aufgrund der in Hauptanspruch 1 dargestellten schnellen Freisetzung großer Druckluft- oder Gasmengen sind ganze Schwimmanzüge, ähnlich der in Unteranspruch 1 beschriebenen Schutzhüllen-Anzüge G2(2) möglich, so dass betroffenen Personen nicht nur den nötigen Auftrieb sondern auch einen notwendige Schutz gegen Wärmeverlust bei längerem Aufenthalt im Wasser erhalten.
zu Unteranspruch 17:
Gängige aufblasbare Rettungsboote oder Rettungsinseln zur Rettung von in Seenot befindlichen Personen werden durch die begrenzte Kapazität und langen Entleerungszeiten der verwendeten Gasflaschen ggf. nicht schnell genug und mit ausreichendem Tragvolumen mit Luft oder Gas gefüllt.
4. Die Erfindung nach Führungs- bzw. Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9 und die technischen Problemstellungen als Grundlage dieser Erfindung:
Die Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Patentanspruch 1 funktioniert nach folgendem Schema (siehe Zeichnungen/a, c, r, g, h, i, b, d, e, f, q, j unter Zuhilfenahme der Legende 1 auf Seite 14 der Beschreibung:
Der z.B. aus Leichtmetalllegierungen oder kohlefaser- bzw. glasfaservestärktem Kunststoff gefertigte (Speicher-)Behälter A1 ist mit einem Füllverschluss I11, einem Druckprüf- bzw. Entlüftungsanschluss I13 und dem elektromagnetischen 1-Weg-Auslassventil I12 (Zeichnung/j) versehen (siehe Zeichnung/a).
In dem mit den Anschlüssen/Adapter J1 versehenen Behälter A1 ist die Druckspeicher-, Ventil- und Verteileinheit B1 mit integriertem Leitsystem integriert, welches die nach der Betätigung des Auslassventiles I12 ausströmende Druckluft bzw. das ausströmende Gas entsprechende leitet bzw. umlenkt.
Über die Adapter J1 kann die Druckluft bzw. das gespeicherte Gas seinem Verwendungszweck gemäß den in den Unteransprüchen 2 bis 9 bzw. 10 bis 17 beschreibenen Anwendungen zugeführt werden.
Der genaue Zündungsablauf und Druckverlauf der Teildrücke p1, p2, p3 und p4 ist auch in den Zeichnungen/b, d, e, f und q am Beispiel eines Systems mit 20 bar Speicherdruck dargestellt.
Im geschlossenen Zustand werden die wegen einer effektiven Rückstoßkompensation symmetrisch paarweise gegenüber angeordneten Hauptventile D1 (Zeichnung/c, r) durch den Innendruck an die gegenüberliegenden Ausströmöffnungen gedrückt.
Stufe I p2 = p3 = p4 = p5 = 20 bar > p1 = 1 bar
Resultierende Kraft bedingt durch den Druck p2 auf das Hauptventil D1 ist kleiner als die entgegengesetzte Kraft bedingt durch Druck p3 auf die Ventilfläche das Hauptventiles D1, Hauptventil D1 bleibt daher geschlossen
Durch elektronische, Sensor-, Abriss- oder Handzündung durch den Nutzer (Zeichnung/j) wird das elektromagnetische 1-Weg-Auslassventil I12 geöffnet, es kommt im Behälter B1 zum Druckabfall, dabei werden die Rückschlagventilklappen/-ventile C1 (Zeichnung/c, r) im Speicher- bzw. Leitsystem B1 und im Steuerventilkolben E1 (mit Steuerventilkopf F1 und Ventilkopfdichtung G1) (Zeichnung/c, r) geschlossen, so dass durch den Druck auf die Kolbenböden der Steuerventile E1 diese gegen den Federdruck bzw. -zug der ggf. erforderlichen Vorspannfedern X1 (Zeichnung/c, r) geöffnet werden.
Stufe II p2 = p5 > p4 = p3 > p1 = 1 bar
Kraft bedingt durch Druck p2 auf das Hauptventil D1 ist durch den Druckabfall von p3 nach dem Öffnen des Steuerventils E1 jetzt größer als entgegengesetzte Kraft bedingt durch Druck p3 auf das Hauptventil D1, Hauptventil D1 wird geöffnet
Dadurch fällt der Druck innerhalb des Bereiches der jetzt geschlossenen Rückschlagventilklappen/-ventile C1 ab, aufgrund der jetzt auftretenden Druckdifferenz an den durch die Gleitdichtungen H1 gegen das Speicher-/Leitsystem abgedichteten Hauptventilen D1 werden diese schlagartig gegeneinander geöffnet und die Druckluft- bzw. das Gas strömt jetzt rückstoßfrei durch die beiden entgegengesetzten Ausströmöffnungen aus dem Speicher- und Leitsytem B1 über die Öffnungen J1 im Behälter A1 in die Zuleitungen zu den Schutzhüllen-Anzügen, Schutzhüllen, Kissen etc. wodurch diese in kürzester Zeit aufgeblasen werden bzw. Druck- oder Zugkolben rasch bewegt werden können.
Stufe III p2 = p3 = p4 = p5 > p1 = 1 bar, danach p2 = p3 = p4 = p5 = p1 = 1 bar
Die nach Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9 definierte Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit kann als 1-achsiges, 2-, 3- oder n-achsiges System hergestellt werden.
Beim 1-achsigen System steht sich je eine Ausströmöffnung mit jeweils einem Steuerventil E1 und jeweils einem Hauptventil D1 zur Rückstoßkompensation symmetrisch innerhalb des Speichers B1 bzw des Behälters A1 gegenüber.
In den Zeichnungen ist im Wesentlichen ein 3-achsiges System beispielhaft abgebildet. (siehe vorallem Zeichung/a)
Die Ausströmöffnungen am Hauptventil D1 sind dergestalt dimensioniert, dass ein Entleeren der Speichereinheit A1/B1 in maximal 40 bis 50 ms möglich ist. Der beim 1-achsigen System dazu benötigte relativ große Durchmesser der Ausströmöffnung von 4 cm bei z. B. einem Speicherdruck von 20 bar würde bei herkömmlicher Art und Weise der Ventilöffnung sehr große Betätigungskräfte voraussetzen, die durch den Einsatz von herkömmlichen elektromagnetischen Ventilen nicht aufgebracht werden könnten (siebe Beispielrechnung Seite 8 der Beschreibung). Es müsste der Anpressdruck als Differenzwert der Drücke p3 und p2 überwunden werden, was eben bei z.B. einem Speicherdruck von 20 bar eine sehr hohe Kraft erfordern würde.
Aufgrund der Ausbildung des Leitsystemes B1 wird im Ruhezustand das Hauptventil D1 mit dem Steuerventil E1 auf die Ausströmöffnung gepresst und zwar aufgrund einer durch die Drücke p2 und p3 auf die unterschiedliche Flächenanteile der Ventilfläche bestehenden Differenzkraft. Durch den bei Öffnung des Auslassventiles I2 hervorgerufenen Druckabfall im Inneren des Systems wird aufgrund des jetzt entstandenen Druck-Ungleichgewichts zwischen p2 und p3 das Steuerventil E2 und dadurch auch das Hauptventil D1 quasi aus eigener Kraft ("Judo-Prinzip") geöffnet.
Die komplette Darstellung der Druckluft-/Gas-Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9 ist in den Zeichnungen/a (Frontansicht/-schnitt), c und r (Detailansichten), g (Schnitt A..A), h (Ansicht B) und i (Ansicht C), unter Verwendung der Legere 1 auf Seite 14 der Beschreibung dargestellt. Das Design der Einheit ist hier nur ein Vorschlag und kann entsprechend der jeweiligen ergonomischen oder auch aerodynamischen Anforderung etc. ausgeformt werden.
Die einzelnen Phasen der Ventilsteuerung bzw. des Druckverlaufes im Gesamtsystem werden in den Zeichnungen/b, d, e, f – Darstellung des Zündungsablaufes in 3 Stufen – bzw. Zeichn./q – Darstellung des Druckverlaufes der Teildrücke p1, p2, p3, p4 und p5-, dargestellt.
"Judo-Prinzip" – siehe auch Zeichnungen/b, d, e, f, q – am Beispiel eines Systemes mit einen Speicherdruck von 20 bar beschrieben:
Im Ruhezustand ist p1 = 1 bar, p2 = p3 = P4 = p5 = 20 bar (z.B.).
Eine kleine Kraft zur Betätigung des Auslassventiles I12 führt zu einen einseitigen Druckabfall, so dass p4 = p3 kleiner als p2 = p5 ist, dadurch wirkt eine ausreichend große Kraft zur Öffnung des Hauptventiles D1, da p2 jetzt > p3, wodurch schlagartig die gespeicherte Druckluft- oder Gasmenge freigesetzt werden kann.
Nach Öffnen aller Hauptventile D1 herrscht im gesamten System eine Druck von >= 1 bar. Um z.B. einen Schutzhüllen-Anzug (System G2(2)) mit ca. 1 m3 Volumen im aufgeblasenen Zustand zu füllen, muß man in der Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Patentanspruch 1 ca. 0,050 m3 bei 20 bar einspeichern. Größere Drücke sind selbst bei Verwendung von kohlefaser- oder glasfaserverstärkten Kunststoffen als Behältermaterial kaum möglich.
Um in maximal 50 Millisekunden ein Schutzhüllen-System oder ein Prallkissen-System gemäß der Unteransprüche 10, 11 und 12 nach dem Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9 aufzufüllen, benötigt man bei p1 = 20 bar Speicherdruck einen Volumenstrom v Punkt von 0,556 m3 je Sekunde.
Für Druckluft mit einer Dichte von 23,32 kg/m3 bei 293,16 °K = 20 °C und bei einer Widerstandszahl Xi = 10 des Gesamtsystems muss der Querschnitt A der vom Hauptventil D1 abgedichteten Ausströmöffnung bei einem 1-achsigen System 12,9 cm2 betragen, was einen Durchmesser von Dm = 4,05 cm bedeutet.
Denkbar ist auch die Verwendung von CO2, CH2, N2, Ar oder He als Druckgas. Diese Gase und die Druckluft variieren in den Werten ihrer Gaskonstanten.
Gemäß der Gleichung ro (Dichte) = p (Druck)/[Ri (Gaskonstante) × T (Temparatur)] werden bei Vewendung unterschiedlicher Gase durch die unterschiedlichen spezifischen Dichten unterschiedliche Ausströmgeschwindigkeiten w möglich. (Näheres siehe Beispielrechnung auf Seite 8 der Beschreibung).
Das Prinzip des 1-Weg-Auslassventiles I12 ist in Zeichnung/j dargestellt. Das Speicher-System B1 kann jederzeit über das Aufladventil I11 bis zum Grenzdruck aufgefüllt werden, gesichert wird das System beim Ladevorgang durch ein Sicherheits- und Druckprüfungsventil I13.
Das Druckprüf- bzw. Entlastungsventil I13 kann zu einem Druckabbau im den Schutzhüllen-Systemen oder Prallkissen-Systemen nach dem Aufprall der zu schützenden Person verwendet werden, ähnlich der Druckentlastung bei herkömmlichen Airbags.
Die Füllung des Speichers B1 erfolgt über das Füllventil I11 mit Hilfe z.B. eines Kompressors.
Punkt 4 zusammengefasst:
Die Druckluft-/Gas-Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9 kann in jeweils paarweiser Anordung (wg. der Rückstoßkompensation) als 1-, 2-, 3-...n-achsige Einheit hergestellt werden und somit unterschiedlichen Behältergrößen angepasst werden, um unterschiedlich große Druckluft- oder Gasmengen in der gewünschten kurzen Zeiteinheit freizusetzen. Je mehr Achsen mit entsprechenden Teilsystemen die Einheit nach Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9 aufweist, desto kleiner können die jeweiligen Ausströmöffnungen und damit die Bauhöhen der gesamten Einheit ausfallen, desto aufwendiger ist allerdings auch der bauliche Aufwand.
Die Ausbildung der Behälterform erfolgt nach den jeweiligen Anforderung zum einen als tragbare Einheit-Ergonomie- und Aerodynamikaspekte etc. zum Tragen auf dem Rücken – zum anderen als fest an einem Bauteil montierte Einheit – wie beim herkömmlichen Airbag. Diese nach Unteranspruch 12 fest eingebauten Prallkissen-Systzeme können wie herkömmliche Airbags in Fahrzeugen als Front-, Kopf-, Seiten- oder Knieprallkissen ausgeführt werden, entsprechend ihrem Einsatz in Strassen-, Schienen- oder Luftfahrzeugen.
Das oben an Beispielen aufgeführte technische Hauptproblem ist die zur Verfügungstellung groser Mengen an Druckluft oder unter Druck gespeichertem Gas in sehr kurzen Zeiteinheiten, z.B. zum Füllen von Personenschutzhüllen-Systemen (G2(1) + G2(2)) beliebiger Form und Größe im aufgeblasenen Zustand am Körper tragbar bzw. als feste Prallkissen-Systeme (G2(3)) an Bauteilen eines Schienen-, Strassenfahrzeuges oder Flugzeuges fixiert, oder zur Betätigung von Druckkolben mit hohen Kräften bzw. langen Kolbenwegen in kurzen Zeiteinheiten in Geräten, Werkzeugen, Maschinen oder sonstigen Vorrichtungen.
Die wegen der großen Temperaturen – bis zu 350 °C – gefährliche Nutzung von pyrotechnisch erzeugten Treibgasen in herkömmlichen Airbagsystemen sollte durch den Einsatz geeigneter Druckluft- oder chemisch/physikalisch ungefährlicher Gassysteme ersetzt werden, die in den gleich kurzen Zeiteinheiten wie diese herkömmlichen Systeme aktiviert werden können. Herkömmliche Airbagsystem auf Gasgeneratoren- bzw. Pyrotechnikbasis scheiden z.B. aus Sicherheitsgründen für den Einsatz in Flugzeugen aus.
Die Druckluft-/Gas-Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 und Unteransprüchen 2 bis 9 stellt eine technisch realisierbare Lösung der genannten Probleme dar.
Beispielrechnung zum Ablauf der Druckluft- bzw. Gasentleerung in der Speicher-, Ventil- und Verteileinheit A1/B1 nach Hauptanspruch 1 am Beispiel des Schutzhüllen-Anzuges G2(2) nach Unteranspruch 2:
Um bei Anfangsdruck pI = 20 bar und einer Temparatur von 20 °C mit einem Speichervolumen V1 = 0,050 m3 die Entleerung von Druckluft in 50 bis 90 Millisekunden zur Füllung eines Schutzhüllen-Anzuges G2(2) mit Volumen V2 = ca. 1,000 m3 und einem Enddruck pII = 1 bar zu erreichen, ist eine Ausströmgeschwindigkeit v punkt = delta V (= 0,050 m3)/0,09 msec = 0,556 m3 je Sekunde nötig.
Möglich ist das bei dem Anfangsdruck von 20 bar mit Druckluft bei einer Dichte ro = 23,32 kg pro m3 und der Gaskonstante Ri = 287 und bei einer Temperatur von 20 °C, wobei sich ro errechnet als Quotient des Druckes pI in N/m2 und des Produktes aus Ri und T.
(Anmerkung: Grundlage ist die Allgemeine Zustandsgleichung für Gase: p × V = K × m × Ri × T)
Damit errechnet sich unter der Annahme einer stationären Strömung der Querschnitt der Ausströmöffnungen im Speicher- und Verteilsysem B1 wie folgt: A(cm2) = v punkt (m3/sec)/Quadratwurzel aus dem Quotienten von delta p(N/m2) × 2 und dem Strömungswiderstandsbeiwert Xi (= 10) × 2
Diese Ausströmgeschwindigkeit von 0,556 m3 je Sekunde kann daher mit einer durch das Hauptventil D2 in der Speicher-, Ventil und Verteileinheit A1/B1 abgedichteten Ausströmöffnung mit einem Querschnitt A = 9,9756 cm2 (gerundet ca. 10 cm2) erreicht werden.
Es wurde beim Ausströmwiderstand Xi zur Sicherheit ein Wert von 10,0 angenommen. Je kleiner Xi ist, desto kleiner kann die Druckdifferenz delta p sein bzw. desto kleiner kann der Druck pI sein.
Bei einer einachsigen Anordnung des Speicher-, Ventil- und Verteilsystems A1/B1 wäre damit ein Durchmesser d = 3,564 cm für die beiden gegenüberliegenden Ausströmöffnungen erforderlich. Mehrachsige Systeme erfordern entsprechend kleinere Querschnitte der Ausströmöffnungen.
5. Gewerbliche Verwertbarkeit der Erfindung siehe Punkt 7 der Beschreibung
6. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung siehe Punkt 4 der Beschreibung
7. Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiel 1 mit Bezug auf Unteranspruch 10 nach Hauptanspruch 1:

(In den Zeichnungen/k, l, cc, dd, ee, ff, gg, hh, ii, jj und kk wird diese Anwendung – Schutzhüllenanzug System G2(2) – unter Bezug auf die Legende 2 auf Seite 14 der Beschreibung dargestellt. Legende 1 auf Seite 14 der Beschreibung beschreibt die Druckspeicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 und Unteransprüche 2 bis 9 wie vor.)

Beschreibung der Funktion des Schutzhüllen-Anzuges G2(2):
Der Zustand in Ruhe und der nach Aktivierung des Schutzhüllen-Systemes bzw, Schutzhüllen-Anzuges G2(2) ist in den Zeichnungen/cc, dd, ee mit Bezeichnungen der übrigen Teilbestandteile eines funktionierenden Sicherheitskonzeptes in Form von Schutzhelm B2, Lederanzug C2, Schutzstiefel E2 und Schutzhandschuhe F2 dargestellt.
Der Schutzhüllen-Anzug als Schutzhüllen-System G2(2) verfügt über 5 Adaptersysteme H2, I2, und J2, die in den Bereichen der 2 Hände, der 2 Füsse und des Halses bzw. Kopfes durch entsprechende druckdichte Verbindung des Grundgewebes mit dem aufzufaltendem Textilsystem ein zumindest vorübergehendes druckstabiles Gleichgewicht innerhalb des im Aktivierungsfall aufgeblasenen Schutzhüllen-Systemes gewährleisten.
Die Funktion des Schutzhüllen-Anzuges ist durch die über diese 5 Adapter verbundene Innen- und Aussenhülle gewährleistet. Das Material der Aussenhülle besteht aus extern leichten und hochfesten dabei voll faltbaren, an den Knicklinien im gefalteten Zustand mit z.B. GFK-Fasern verstärktem Textilstoff, der durch eine Schutzfolie (Abrißfolie) K2 im nicht aktivierten Zustand ausreichend geschützt ist. Die Schutz- bzw. Abrißfolie K2 ist durch einzelne Textilfäden mit Sollrisstellen mit der Aussenhülle des Schutzhüllen-Anzuges verbunden. Der Anzug verhält sich bei der Fahrt wie ein entsprechender Motorrad-Regenkombi (z.B. Flatterverhalten).
Der Schutzhüllen-Anzug G2(2) kann direkt auf dem Körper mit (Netz-)Unterwäsche D2 z.B. mit in diese Unterwäsche integrierten Protektoren oder mit einem sogenannten Kühlhemd, welches permanent mit kalten Wasser kapillar durchspült wird, getragen werden, ein Lederanzung C2 ist nicht unbedingt erforderlich. Der Einstieg erfolgt wie bei einem handelsüblichen Regenkombi für Motorradfahrer mit z.B. Spezialreißverschlüssen für Schutz-, Aussen- und Innenhülle des Schutzhüllen-Anzuges G2(2).
Die nach Patentanspruch 1 beschriebene Speicher-, Ventil- und Verteileinheit A1/B1 ist fest mit der am Körper (Rücken) anliegenden Innenhülle/Textillage des Schutzhüllenanzuges verbunden. Der Adapterring H2 im Hals-/Kopfbereich (Zeichnung/jj) ist zum An- und Ablegen des Anzuges notwendigerweise zweigeteilt und wird durch einen gängigen Verschluss nach Anlegen des Anzuges druckdicht fixiert.
Um eine gewisse Grundkühlung zu ermöglichen, sollte entweder die beschriebene Netzunterwäsche D2 oder aber das erwähnte Kühlhemd ("coolshirt") getragen werden. Bei dem "coolshirt" handelt es sich um ein US-Patent bzw. -produkt Der Wassertank dieses Systems ist mit dem Zweirad fest verbunden und speist die Kapillaren des Kühlhemdes über flexible, beim Unfall reißende Schläuche.
Vor dem Aufprall auf ein Hindernis erfolgt der Einsatz dieses aufblasbaren, aus sehr leichtem und hochfesten Textilgewebe hergestellten Schutzhüllen-Anzuges zur Sicherung der von einem unvermeidbaren Unfall betroffenen Person nach folgendem Ablauf:
Kurz vor dem Hindernis (Zeichnung/k) erfolgt die Zündung als Sensor- (mit Abstandsmessung zum Hindernis), Abriss- oder vom Fahrer selbst betätigte Zündung und damit das Öffnen des elektromagnetischen Auslassventiles I12 nach Zeichnung/j. Dadurch wird die im System (A1, B1) eingespeicherte Druckluft- bzw. Gasmenge nach oben beschriebenem Verfahren freigesetzt und gelangt über die Adapter J1 in den Schutzhüllen-Anzug G2(2).
Während des unfallbedingten Ablösens des Zweiradfahrers von seinem Fahrzeug entfaltet sich der Schutzhüllen-Anzug innerhalb von maximal 40 bis 50 Millisekunden (Zeichnung/l).
Durch die Freisetzung der komprimierten Druckluft bzw. des komprimierten Gases wird das als Ganzkörperanzug konzipierte Schutzhüllen-System G2(2) aktiviert, indem eine dünne Schutzfolie K2 (Zeichn./ff bis kk) durch die schlagartige Druckbeaufschlagung an Sollstellen aufreist, wodurch das ggf. an den Faltkanten glasfaserverstärkte Textilgewebe der Aussenhülle des Schutzhüllen-Anzuges G2(2) sich voll entfalten kann.
In den Zeichnung/hh wird als Detail beispielartig der Bereich an den Adapterringen für die Unterarme/Hände bzw. Unterschenkel/Füsse dargestellt. Es sind in Form eines Systemschnittes abgebildet die einzelnen Funktionsschichten (z.B. Netzunterjacke bzw. Kühlhemd D2, ggf. ein Lederanzug mit Protektoren C2, der eigentliche Schutzhüllen-Anzug G2(2) und die Abrissfolie K2). Weiteres siehe Zeichnungen/ff, gg, hh, ii, jj und kk.
Die nach dem Einsatz ggf. beschädigte Aussenhülle kann über einen in Zeichnung/kk dargestellten Klappveschluss von der Innenhülle des Schutzhüllen-Anzuges abgelöst werden. Anschließend kann eine neue, gefaltete und mit neuer Schutz-/Abrißfolie versehene Aussen- über dieses System wieder druckdicht fixiert werden.
Nur bei einer Sturzbeschädigung der Speicher-, Ventil- und Verteileinheit A1/B1 muss der komplette Schutzhüllen-Anzug erneuert werden.
Ausführungsbeispiel 2 mit Bezug auf Unteranspruch 11 nach Hauptanspruch 1:

(In den Zeichnungen/o, p, aa und bb wird diese Anwendung – 2-teiliges Schutzhüllensystem G2(1) – unter Bezug auf die Legende 2 auf Seite 14 der Beschreibung dargestellt.)

Beschreibung der Funktion des 2-teiligen Schutzhüllensystemes G2(1):
Der Zustand in Ruhe und der nach Aktivierung des Schutzhüllen-Systemes G2(1) ist in den Zeichnungen/aa und bb mit Bezeichnungen der übrigen Teilglieder eines funktionierenden Sicherheitskonzeptes wie Schutzhelm B2, Lederanzug C2, Schutzstiefel E2 und Schutzhandschuhe F2 dargestellt.
Bei dem Körper-Schutzhüllen-System G2(1) handelt es sich um eine Variante, die nur zusätzlich zusammen mit der Speicher-, Ventil- und Verteileinheit A1/B1 am Körper der Person wie dargestellt ("Rucksack- oder Geschirr-Prinzip") befestigt werden muß.
Sie besteht aus zwei Einzel-Schutzhüllen-Systemen, die bei einer Aktivierung den oberen und unteren Körperabschnitt nahezu vollständig umhüllen.
Diese Variante ist auch als Absturzsicherung für in größere Höhe tätige bzw. arbeitende Personen gedacht wie z.B. Bauarbeiter, Bergsteiger, Rettungskräfte, Polizisten, Soldaten usw..
Der Vorteil gegenüber dem Schutzhüllen-System G2(2) (Schutzhüllen-Anzug) besteht darin, daß der Fahrer eines Zweirades keine größeren Probleme mit der Kühlung seines Körpers bei sommerlichen Temparaturen bekommt. Bei Pausen kann das System vollständig, ohne große Umstände, abgelegt werden. Das erforderliche Luftvolumen ist allerdings deutlich größer als das des Schutzhüllen-Anzug-Systems G2(2).
Dies muß bei der Dimensionierung der Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Patentanspruch 1 berücksichtigt werden (Speicherdruck, Anzahl der Achsen, Größe der Ausströmventile etc.).
Vor dem Aufprall auf ein Hindernis erfolgt der Einsatz dieses aufblasbaren, aus sehr leichtem und hochfesten Textilgewebe hergestellten 2-teiligen Schutzhüllen-Systems mit Ober- und Unterteil – jeweils separat mit der Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 verbunden – zur Sicherung der von einem unvermeidbaren Unfall betroffenen Person nach folgendem Ablauf:
Kurz vor dem Hindernis (Zeichnung/o) erfolgt die Zündung als Sensor- (mit Abstandsmessung zum Hindernis), Abriss- oder vom Fahrer selbst betätigte Zündung und damit das Öffnen des elektromagnetischen Auslassventiles I12 nach Zeichnung/j. Dadurch wird die im System (A1, B1) eingespeicherte Druckluft- bzw. Gasmenge nach oben beschriebenem Verfahren freigesetzt und gelangt somit über die Adapter J1 in das 2-teilige Schutzhüllen-System. Während des unfallbedingten Ablösen des Zweiradfahrers von seinem Fahrzeug bzw. des Absturzes einer in größerer Höhe befindlichen Person entfalten sich die beiden Teile des Schutzhüllen-Systems innerhalb von maximal 40 bis 50 Millisekunden (Zeichnung/l).
Ausführungsbeispiel 3 mit Bezug auf Unteranspruch 12 nach Hauptanspruch 1:

(In den Zeichnungen/m und n wird diese Anwendung – fest eingebautes aufblasbares Prallkissen zur Befestigung an Bauteilen von Strassen-, Schienenfahrzeugen oder Flugzeugen – unter Bezug auf die Legende 2 auf Seite 14 der Beschreibung dargestellt.)

Die Funktion des Aufblasvorganges ist ähnlich einem herkömmlichen Airbagsystem, jedoch werden bei diesem System Prallkissen mit in der Speicher-, Ventil- und Verteilspeichereinheit nach Hauptanspruch 1 gepeicherter bzw. komprimierter Druckluft oder komprimierten Gas gefüllt. Dieser Vorgang ist in den Zeichnungen/m und n ausreichend dargestellt.
Die Einbaulage kann nahezu beliebig erfolgen, so dass sowohl Frontal- als auch Seitenaufprallunfälle für die betroffene Person genügend abgeschwächt werden können.
Es sind beliebige Formen der Prallkissen möglich, so dass dieses System im Hinblick auf alle erdenklichen Aufprallarten der betroffenen Person auf ein Bauteil ergonomisch bzw. anatomisch optimiert werden kann.
Ausführungsbeispiel 4 mit Bezug auf Unteranspruch 13 nach Hauptanspruch 1:
Der Einsatz der Druckluft-/Gas-Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit Systemen zur Minderung bzw. Unterbindung einer Verrauchung von Räumen oder Fluren in Gebäuden oder Schiffen bzw. einzelner offen verbundenen Wagen von Schienenfahrzeugen im Brandfall – siehe Zeichnungen/mm und nn – kann nahezu an beliebiger Stelle erfolgen, auch als nachträglich installierbare festeingebaute aufblasbare Kissen, die sich durch aus dem in Patentanspruch 1 genannten System freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas in sehr kurzer Zeit auffüllen lassen und dadurch zur vollständigen Abdichten eines vorhandenen Lichtraumprofiles des Bauteiles gegen die Ausbreitung von Rauch einsetzen lassen. Der wesentliche Vorteil gegenüber herkömmlichen Systemen besteht in einer schnellen und unkomplizierten Installation in bestehenden Fluren und Räumen etc.. Die Steuerung des Auslösevorganges erfolgt über Notschalter bzw. Rauchmelder.
Ausführungsbeispiel 5 mit Bezug auf Unteranspruch 14 nach Hauptanspruch 1:
Der Einsatz der Druckluft-/Gas-Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 in Kombinationen mit Systemen zur Verhinderung von Flüssigkeitsverlusten aus Behälter- oder Leitungssystemen kann nahezu an beliebiger Stelle erfolgen, auch als nachträglich installierbare festeingebaute aufblasbare Kissen, die sich durch aus dem im Hauptanspruch 1 genannten System freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas in sehr kurzer Zeit auffüllen lassen und dadurch zur vollständigen Abdichtung eines vorhandenen Behälter- oder Leitungsprofiles gegen das Auslaufen von Flüssigkeiten einsetzen lassen, um somit einen weiteren Flüssigkeitsverlust aus einem Leck im Behälter- oder Leitungssystem gewährleisten.
Ausführungsbeispiel 6 mit Bezug auf Unteranspruch 15 nach Hauptanspruch 1:
Der Einsatz der Druckluft-/Gas-Speicher-, Ventil- und Verteileinheit nach Hauptanspruch 1 zur einmaligen Betätigung von Absperrorganen bzw. pneumatisch betriebener Druck- oder Zugkolben kann zur über Druck- bzw. Zugkolben realisierten mechanischen Betätigung von Geräten, Werkzeugen, Maschinen und Vorrichtungen bzw. auch zur Betätigung von Absperrorganen in Behälter- und Leitungssystemen durch aus der im Hauptanspruch 1 genannten System freigesetzten Druckluft oder dem freigesetztem Gas in sehr kurzer Zeit und mit beliebiger mechanischer Kraftwirkung einmal bzw. durch den Einsatz von weiteren Einheiten nach Hauptanspruch 1 mehrmals eingesetzt werden. Die Neuaufladung des Speichers kann dabei durch Kompressoren erfolgen.

Legenden der Zeichnungen/Abbildungen:

Legende 1:

A1: Behälteraußenwand
B1: Druckspeicher-/Verteileinheit (Gasumlenkung)
C1: Rückschlagventilklappe
D1: Hauptventil
E1: Steuerventil
F1: Ventilkopf Steuerventil E1
G1: Dichtung Ventilkopf Steuerventil E1
H1: Gleitdichtung Hauptventil D1
I11: Füllverschluss/-ventil
I12: Ausslassventil
I13: Entlüftungsventil/Druckprüfung
J1: Adapter/Anschluss zum mit Druckluft/Gas zu füllenden Objekt
X1: Vorspannfeder im Steuerventil E1

Legende 2:

B2: Schutzhelm
C2: Lederanzug
D2: Netzunterjacke mit Protektkoren
E2: Motorradstiefel
F2: Lederhandschuhe
H2: Anzug-Adapter Hals/Rumpf
I2: Anzug-Adapter Hand/Unterarm
J2: Anzug-Adapter Fuss/Unterschenkel
K2: Schutz-/Abrissfolie
G2(1): Mehrteiliges Personen-Schutzhüllen-System
G2(2): Personen-Schutzhüllen-Anzug
G2(3): Aufblasbares Prallkissen in Fahrzeug/Flugzeug ("Airbag")

Claims

Hauptanspruch 1 Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit als tragbares oder fest einbaubares Gerät zur kurzfristigen (schlagartigen) und rückstoßfreien Freisetzung größerer Mengen von Druckluft oder unter Druck gespeichertem Gas für unterschiedliche technische Anwendungen wie der schnellstmöglichen rückstoßfreien Füllung sowohl tragbarer, im Ruhezustand gefalteter, flexibler Personen-Schutzhüllen-Systeme als auch in Fahrzeugen oder Flugzeugen fest eingebauter Prallkissen-Systeme (Airbags), in Räumen und Fluren von Gebäuden oder Schiffen oder in offen verbundenen Waggons von Zügen fest eingebauter Rauchabschottkissen-Systeme und in Behältern und Leitungssystemen eingebauter Flüssigkeitsabdichtkissen-Systeme und zur mechanischen Betätigung von Druck- oder Zugkolben in technischen Geräten, Werkzeugen, Maschinen oder Vorrichtungen und auch zur mechanischen Betätigung von Absperrorganen in Behälter- und Leitungssystemen, zur Aktivierung von aufblasbaren Schwimmwesten oder -anzügen und von aufblasbaren Rettungsinseln oder -booten zur Rettung Schiffbrüchiger in kürzester Zeit dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine elektronische, sensorgesteuerte, Abriss- oder per Hand getätigte Zündung verursachte Öffnung von am Behälter A1 angebrachten elektromagnetischen oder mechanischen Auslassventilen I12 durch die dann dadurch entstehenden Druckdifferenzen in der Speicher- und Verteil-Einheit B1 und dem gleichzeitigem Schliessen von im Speicher- und Verteilsystem B1 und in den Steuerventilen E2 integrierten Rückschlagventilklappen C1 zu der Öffnung von sich paarweise gegenüber symmetrisch angeordneten, in Hauptventilen D2 integrierten, federgestützten (X1), mechanischen Steuerventilen E2 führt, wodurch die dann nachfolgend ebenfalls durch weiterhin entstehende Druckdifferenzen bedingte schlagartige, rückstoßfreie und zeitgleiche Öffnung der sich paarweise gegenüber symmetrisch angeordneten Hauptventile D2 verursacht wird, so dass eine in der Speichereinheit B1 unter einem bestimmten Druck eingespeicherte Druckluft- oder Gasmenge schlagartig in sehr kurzer Zeit und aufgrund der symmetrischen Anordnung der Ventile- bzw. Ausströmöffnungen in zeitgleicher Betätigung vollständig rückstoßfrei freigesetzt werden kann, wobei die in einer vordefinierten kurzen Zeiteinheit freizusetzende Druckluft- oder unter Druck gespeicherte Gasmenge durch das Speichervolumen, den Speicherdruck und durch die Querschnitte der von den Hauptventilen bedienten Ausströmöffnungen und deren Größenverhältnis zueinander definiert bestimmt ist.
Unteranspruch 2 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Freisetzung der in der Behälter- und Speichereinheit A1/B1 gepeicherten Druckluft oder des gespeicherten Gases in kürzester Zeit (schlagartig) und rückstoßfrei erfolgt
Unteranspruch 3 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter- und Speichereinheit A1/B1 aus metallischen, nichtmetallischen oder faserverstärkten Werkstoffen gefertigt ist.
Unteranspruch 4 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in der Behälter- und Speichereinheit A1/B1 ein oder mehrere Füllventile I11, ein oder mehrere elektromagnetische oder mechanisch zu betätigende Ausslassventile I12, ein oder mehrere Entlüftungsventile I13 und ein oder mehrere Druckprüfungsventile integriert sind.
Unteranspruch 5 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das oder die elektromagnetischen oder mechanischen Ausslassventile I12 durch elektronische, sensorgesteuerte, Abriss- oder per Hand getätigte Zündung geöffnet wird/werden.
Unteranspruch 6 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das die Öffnung der Hauptventile D2 durch die aufgrund der Öffnung der Steuerventile E2 entstehenden Kräfte, resultierend aus dem dann auftretenden Differenzdruck auf die Ventilteilflächen der Hauptventile D2, erfolgt ("Judo-Prinzip").
Unteranspruch 7 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die in der Behälter- und Speichereinheit A1/B1 eingebauten und mit Gleitdichtungen H1 versehenen Hauptventile D2 mit den integrierten Steuerventilen E2 paarweise gegenüber symmetrisch angeordnet sind und die in den Hauptventilen D2 integrierten und mit Hilfe der Kopfdichtungen G1 gegen diese abgedichteten Steuerventile E2 nach Anforderung wahlweise mit Zug- oder Druckfedern X1 versehen sind.
Unteranspruch 8 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter- und Speichereinheit A1/B1 und die in den Hauptventilen D2 integrierten Steuerventile E2 mit Rückschlagventilklappen C2 versehen sind.
Unteranspruch 9 nach Hauptanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in einer einfachen Ausführung die Hauptventilen D2 nicht mit Steuerventilen E2 mit Ventilköpfen F1, Kopfdichtungen G1 und Zug- oder Druckfedern X1 versehen sind.
Unteranspruch 10 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit einem von Personen getragenen aufblasbaren Schutzhüllen-Anzugs-System zur Minderung von Sturz- oder Aufprallverletzungsgefahren von Personen dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer motorrad- oder fahrrad oder sportbootfahrenden Person oder von einem Fußgänger getragener, im Ruhezustand gefalteter Schutzhüllen-Anzug G2(2) sich bei drohender Aufprallgefahr auf ein Hindernis durch Selbst-, Abriss- oder Sensorzündung in einem sehr kurzen Zeitraum durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen Speichersystem A1/B1 freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas füllt und damit beim Aufprall auf das Hindernis die Verletzungsgefahr der Person. minimiert oder sogar ausschaltet, wobei der Schutzhüllen-Anzug G2(2) im gefalteten Zustand durch eine bei Aktivierung des Systems aufreißende Schutzfolie K2 geschätzt ist und wobei die Zündung als sensorgesteuerte (Abstand zum Hindernis), Abriss- oder von der Trägerperson selbst betätigte Zündung erfolgt, wodurch das Öffnen des elektromagnetischen Auslassventiles I12 erfolgt und in der Folge sich durch Einströmen der Druckluft oder des Gases aus dem Speichersystem B1 der Schutzhüllen-Anzug G2(2) innerhalb von maximal 40 bis 50 Millisekunden entfaltet, so dass ein vollständiges Aufblasen des Schutzhüllenanzuges G2(2) vor dem Aufprall der Person auf ein Hindernis gewährleistet und damit ausreichender Verletzungsschutz gegeben ist.
Unteranspruch 11 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit einem von Personen getragenen aufblasbaren mehrteiligen Schutzhüllen-System zur Minderung von Sturz- oder Aufprallverletzungsgefahren von Personen dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer motorrad- oder fahrrad- oder sportbootfahrenden oder zu Fuß gehenden Person getragener oder sich in einer gefährlicher Absturzhöhe befindlichen Person getragenes, im Ruhezustand gefaltetes mehrteiliges Schutzhüllen-System G2(1) sich bei drohender Aufprallgefahr auf ein Hindernis durch Hand-, Abriss- oder sensorgesteuerte Zündung in einem sehr kurzen Zeitraum durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen Speichersystem A1/B1 freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas füllt und damit beim Aufprall auf das Hindernis die Verletzungsgefahr der Person minimiert oder sogar ausschaltet, wobei das Schutzhüllen-System G2(1) im gefalteten Zustand durch bei Aktivierung des Systems aufreißende Schutz(Pack-)folien K2 geschützt ist und wobei die Zündung als sensorgesteuerte, (Abstand zum Hindernis), Abriss- oder von der Trägerperson selbst betätigte Zündung erfolgt, wodurch das Öffnen eines elektromagnetischen oder mechanisch betätigten Auslassventiles I12 erfolgt und in der Folge sich durch Einströmen der Druckluft oder des Gases aus dem Speichersystem B1 das mehrteilige Schutzhüllen-System G2(1) innerhalb von maximal 40 bis 50 Millisekunden entfaltet, so dass ein vollständiges Aufblasen des mehr-teiligen Schutzhüllensystems G2(1) vor dem Aufprall der Person auf ein Hindernis gewährleistet und damit ausreichender Verletzungsschutz gegeben ist.
Unteranspruch 12 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit in Schienen- oder Strassenfahrzeugen oder Flugzeugen festeingebauten, aufblasbaren Prallkissen-Systemen zur Minderung von Aufprallverletzungsgefahren von Personen bei Zusammenstößen mit Hindernissen jeder Art dadurch gekennzeichnet, dass ein in Schienen- oder Strassenfahrzeugen oder Flugzeugen festeingebautes aufblasbares Prallkissen-System G2(3) in nahezu beliebiger Form und Größe sich bei drohender Aufprallgefahr von Personen auf ein Hindernis in Form eines Bauteils des Fahr- oder Flugzeuges durch Abriss- oder Sensorzündung in einem sehr kurzen Zeitraum durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen Speicher-System A1/B1 freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas füllt und damit beim Aufprall der betroffenen Person auf das Bauteil infolge eines Unfalles die Verletzungsgefahr dieser Person minimiert oder sogar ausschaltet, wobei die Zündung als Sensorzündung – entweder nach Fahrzeugaufprall oder bereits in einem bestimmten Abstand zum Hindernis- oder Abrisszündung erfolgt, was zum Öffnen des elektromagnetischen Auslassventiles I12 in der Speichereinheit A1 führt wodurch sich durch Einströmen der Druckluft oder des Gases aus der Speicher-, Ventil- und Verteileinheit B1 in das Prallkissen-System sich dieses innerhalb von maximal 40 bis 50 Millisekunden bei nahzu beliebiger Form und Größe in Abhängigkeit von möglichem Füllvolumen und dem möglichen Speicherdruck der verwendeten Druckluft oder des verwendeten Gases aufblasen läßt, sodaß die Gefahr einer Verletzung der Person durch den drohenden Aufprall auf das Hindernis herabgesetzt oder sogar vermieden wird.
Unteranspruch 13 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit Systemen zur Minderung bzw. Unterbindung einer Verrauchung von Räumen oder Fluren in Gebäuden oder Schiffen bzw. einzelner, offen verbundener Waggons von Schienenfahrzeugen im Brandfall dadurch gekennzeichnet, dass zur Rauchschottung in Gebäuden, Schienenfahrzeugen oder Schiffen festeingebaute aufblasbare Rauchabdichtkissen-Systeme durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen Speicher-System freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas in sehr kurzer Zeit aufgefüllt werden und ein dadurch bedingtes vollständiges Anpressen des aufgeblasenen Kissens an das Lichtraumprofil des entsprechenden Bauteiles eine ausreichende Rauchabdichtung gewährleisten, wobei die Einheit nach Hauptanspruch 1 mit dem aufblasbarem Rauchabdichtkissen-System auch in bestehenden Behälter- und Leitungssystemen nahezu an beliebigen Stellen eingebaut werden (ohne Zeichnungen).
Unteranspruch 14 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit Systemen zur Verhinderung von Flüssigkeitsverlusten aus Behälter- oder Leitungssystemen dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung gegen Flüssigkeitsverlust innerhalb von Behältern oder Leitungen aufblasbare Abdichtkissen-Systeme durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen System freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas in sehr kurzer Zeit aufgefüllt werden und durch die dadurch bedingte Anpressung an das Leitungs- bzw. Behälterprofil somit eine Abdichtung gegen Flüssigkeitsverlust aufgrund von Leckagen im Behälter- oder Leitungssystem gewährleisten, wobei die Einheit nach Hauptanspruch 1 mit dem aufblasbarem Abdichtkissen-System auch in bestehenden Behälter- und Leitungssystemen nahezu an beliebigen Stellen eingebaut werden (ohne Zeichnungen).
Unteranspruch 15 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 zur ein- oder mehrmaligen Betätigung von Absperrorganen bzw. pneumatisch/mechanisch betriebenen Druck- oder Zugkolben dadurch gekennzeichnet, dass druck- oder zugkolbenbetriebene Geräte, Werkzeuge, Maschinen und Vorrichtungen oder auch Absperrorgane in Behälter- und Leitungssystemen durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen Speicher-System freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas in sehr kurzer Zeit und mit durch die Wahl der Speicher-, Hauptventil- und Ausströmöffnungsgröße bzw. deren Querschnittsverhältnisse zueinenander beliebig einstellbarer mechanischer Kraftwirkung einmal bzw. durch den Einsatz von weiteren, unterschiedlich angeordeneten Einheiten nach Hauptanspruch 1 mehrmals betätigt werden können, wobei nach Auffüllen mit Druckluft oder Gas bis zum Solldruck in herkömmlicher Kompressortechnik das System für weitere Einsätze wieder zur Verfügung steht.
Unteranspruch 16 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit einem von Personen getragenen aufblasbaren Schwimmanzugs-System zur Rettung von in Seenot befindlichen Personen dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer mit einem Schiff fahrende oder mit einem Flugzeug fliegende Person getragener, im Ruhezustand gefalteter Schwimmanzug sich bei drohender Seenot durch Selbst- oder Abrisszündung in einem sehr kurzen Zeitraum durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen Speichersystem freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas füllt und damit den notwendigen Auftrieb für die Person im Wasser gewährleistet, wobei der Schwimmanzug im gefalteten Zustand durch eine bei Aktivierung des Systems aufreissende Schutzfolie geschützt ist und wobei die Zündung als Abriss- oder von der Trägerperson selbst betätigte Zündung erfolgt, wodurch das Öffnen eines mechanischen Auslassentiles erfolgt und in der Folge sich durch Einströmen der Druckluft oder des Gases aus dem Speichersystem der Schutzhüllenanzug innerhalb von kurzer Zeit entfaltet, so dass ein vollständiges Aufblasen des Schutzhüllenanzuges vor dem Aufprall der Person im Wasser gewährleistet und damit ausreichender Ertrinkungsschutz und – bei Ausführung als kompletter Schwimmanzug, der aufgrund der in Hauptanspruch 1 dargestellte schnellen Freisetzung großer Druckluft- oder Gasmengen realisierbar ist – auch ein Schutz gegen Wärmeverlust bei längerem Aufenthalt im Wasser gegeben ist.
Unteranspruch 17 nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 bis 9 Einsatz der Druckspeicher-, Ventil- und Verteil-Einheit nach Hauptanspruch 1 in Kombination mit einem aufblasbarem Rettungsinsel/-boot-System zur Rettung von in Seenot befindlichen Personen dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer mit Schiffen oder Flugzeugen mitgeführtes, im Ruhezustand gefaltetes Rettungsinsel/-boot-System sich bei drohender Seenot durch Selbst- oder Abrisszündung in einem sehr kurzen Zeitraum durch aus dem in Hauptanspruch 1 beschriebenen Speichersystem freigesetzter Druckluft oder freigesetztem Gas füllt und damit die Funktion als Rettungsinsel/-boot für Personen in Seenot gewährleistet, wobei das Rettungsinsel/-boot-System im gefalteten Zustand durch eine bei Aktivierung des Systems aufreissende Schutzfolie geschützt ist und wobei die Zündung als Abriss- oder von der Trägerperson selbst betätigte Zündung erfolgt, wodurch das Öffnen eines mechanischen Auslassventiles erfolgt und in der Folge sich durch Einströmen der Druckluft oder des Gases aus dem Speichersystem das Rettungsboot oder die Rettungsinsel innerhalb von kurzer Zeit entfaltet, so dass ein vollständiges Aufblasen der Rettungsinsel/des Rettungsbootes für die Aufnahme von Personen in Seenot rechtzeitig gewährleistet ist.