| US4627357A | 1986-12-09 | |||
| KR20090011874U | 2009-11-24 | |||
| US9383177B1 | 2016-07-05 | |||
| DE19638264C2 | 1999-11-11 | |||
| DE8810059U1 | 1988-09-22 | |||
| GB2385804A | 2003-09-03 |
| Patent-Ansprüche 1. Hohlrohr („Projektil",„lARV-Pfeil") dadurch gekennzeichnet, dass durch Erhebungen und/oder Vertiefungen auf der Innenseite des Rohres durch ein während der Bewegung durchströmendes Medium eine Rotationsbewegung nach Abschuss durch ein geeignetes Gerät wie z.B. Bogen oder Armbrust erzielt, verstärkt, aufre ht erhalten rtHor nohromct uuirH 2. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und/oder Vertiefungen sowohl als kleine Elemente („Noppen") als auch in linien- förmiger Gestaltung realisiert werden. Insbesondere gilt dies für spiralförmige Noppen-Anordnungen und/oder Linien von Erhebungen und/oder Vertiefungen. Die ιηηοη ι ιη/Ί ständen, z.B. Windungsabständen, sowie in der Verteilung über die Innenwand des Hohlrohres variieren („Optimierungsoptionen"). Verschiedene dieser Optimierungsoptionen in verschiedenen Ausprägungen können beliebig miteinander kombiniert. 3. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und/oder Vertiefungen derart ausgeführt werden, dass eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit - gegebenenfalls asymptotisch angenähert - erzielt wird oder (z.B. unerwünschte) Rotationsbewegungen aufgehoben oder gebremst werden. 4. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende in Fiugrichtung eine Durchmesservergrößerung zur besseren Aufnahme des durchströmenden Mediums oder zusätzliche Öffnungen („Einlassschlitze") enthält, die dem verbesserten Einlass des durchströmenden Mediums dienen. 5. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Ende (in Flugrichtung) ein gewichtserhöhendes Element angebracht oder ein schwereres Material verwendet wird. Dies kann zum Beispiel erfolgen, indem die Materialstärke dort vergrößert oder ein anderes, schwereres Material oder eine zusätzliche Ummantelung oder ein innenliegender, schwerer Ring gegebenenfalls zusätzlich als Beschwerung verwendet wird. 6. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am hinteren Ende (der Flugbahn entgegengesetzt) ein zumeist durch eine Einkerbung realisiertes Element zur Aufnahme einer Sehne angebracht wird. 7. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Projektile mit unterschiedlichen Durchmessern so gestaltet werden, dass sie ineinandergesteckt werden können, um z.B. Platz zu sparen. 8. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Ende (in Flugrichtung) zum Beispiel eine Spitze, Schneide oder eine Verjüngung angebracht wird, die dem Zweck einer größeren Eindringtiefe durch Minimierung der Auftrefffläche oder eine rotationsunabhängige Schneidwirkung in ein Ziel dient. 9. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Ende (in Flugrichtung) ein Element angebracht wird, das durch die Rotation eine größere Eindringtiefe oder größere Wirkung im Ziel bewirkt. Dies kann zum Beispiel eine sägezahnförmige Ausgestaltung der Öffnung des Hohlrohres sein, die sich in das uci yici i ioai u i i α ι, uuci eil uui ci -αι ic nuoycoiauui ly uci 10. Projektil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am Projektil Elemente angebracht werden, die durch zusätzliche Eigenschaften eine von Impuls und Rotation des Projektils unabhängige Wirkung verursachen. Dies können zum Beispiel Explosivspitzen, schädigende oder giftige Substanzen, eine beabsichtigte Splitterwirkung im Material oder vergleichbare Maßnahmen sein. |
interne Bezeichnung: iArrow (auch als lARV-Arrow, iPfeil, lARV-Pfeil bezeichnet)
Bezeichnung der Erfindung:
HOHLROHR-FÖRMIGES PROJEKTIL MIT INNENLIEGENDEN ERHEBUNGEN ODER
VERTIEFUNGEN ODER KOMBINATIONEN DARAUS, DERGESTALT, DASS DURCHSTRÖMENDE LUFT DAS PROJEKTIL IN ROTATION VERSETZT
Die hier als lARV-Pfeil bezeichnete Erfindung besteht aus einem Hohlrohr und dient als Projektil insbesondere zum Abschuss mit Bögen und Armbrüsten, aber auch für Schusswaffen.
Anstelle oder als Ergänzung zu Befiederungen und anderer, bekannter Lösungen zur Flugbahnstabilisierung von Projektilen, wie Bolzen und Pfeilen, werden Erhebungen oder Vertiefungen auf der Innenseite aufgebracht, die z.B. einen spiralförmigen Verlauf über einen oder mehrere Bereiche des Hohlrohres besitzen.
Erhebungen oder Vertiefungen lenken die durchströmende Luft so aus der geradlinig durchströmenden Richtung ab, dass nach dem Drehimpulserhaltungssatz der lARV- Pfeil selbst in entgegengesetzte Richtung in Rotation um seine Längsachse versetzt wird.
Die Erhebungen oder Vertiefungen (im Folgenden "Maßnahmen") können als einzelne Elemente („Noppen") oder als durchgehende oder abschnittsweise Linie in einer oder mehreren Teilbereichen des Hohlrohres ausgeführt werden, die im Allgemeinen dann einen spiralförmigen Verlauf besitzen.
Erhebungen und Vertiefungen können unterschiedliche Höhen, bzw. Tiefen aufweisen, bzw. diese innerhalb des Projektils variieren.
Die linienförmigen Maßnahmen können abschnittsweise oder mit Unterbrechungen des Verlaufes oder in Form mehrerer linienförmigen Bereiche ausgeführt werden. Kombinationen von Erhebungen und Vertiefungen, einzelner Elemente und linienför- miger Maßnahmen oder verschiedener Höhen, bzw. Tiefen können die Effizienz erhöhen - zum Beispiel höhere Geschwindigkeiten, größere Reichweiten oder geringeres Schwingungsverhalten des lARV-Pfeiles ermöglichen
Der bei linienförmiger Ausführung im Allgemeinen spiralförmige Verlauf kann variierende Windungsabstände aufweisen, um z.B. für unterschiedliche Flugphasen optimierte Wechselwirkungen mit der durchströmenden Luft zu erzeugen.
So ist die Projektil-Geschwindigkeit beim Abschuss am höchsten, die Eigenrotation aber am kleinsten. Während des Fluges reduziert sich im Allgemeinen die Geschwindigkeit, während die Rotationsgeschwindigkeit steigt und sich ggf. einem Maximum asymptotisch nähert. Die Maßnahmen können für diese unterschiedlichen Randbedingungen angepasst werden, um bestimmten Flugeigenschaften über den gesamten Flug zu optimieren.
Eine Möglichkeit wäre, einen Teilbereich der Maßnahmen mit kleineren Windungsab- ständen auszulegen und damit die Einleitung und Steigerung der Rotation direkt nach dem Abschuss zu beschleunigen, während andere Abschnitte mit größeren Windungs- abständen für die späteren Flugphasen die Rotation auf einen Zielwert hin optimieren. Die Erhebungen oder Vertiefungen können über beliebige Bereiche des Projektils eingesetzt werden, z.B. nur im Anfangsbereich oder am Ende, sowie miteinander kombiniert werden, um die Effizienz zu maximieren und Einstellmöglichkeiten für unterschiedliche Abschussgeräte, deren spezielle Ausführungen oder individuelle Abschussgeschwindigkeiten zu erzielen.
Die Rotation wird somit eigenständig ohne aktive Komponente, wie z.B. einen Lauf oder einen Antrieb, erzielt, stabilisiert den Flug und dämpft gegebenenfalls Schwingungen des lARV-Pfeiles nach dem Abschuss.
Bewegungsenergie wird aus dem Abschussimpuls auf die Rotation übertragen. Die langsamere Geschwindigkeit verringert den Luftwiderstand und erhöht gegebenenfalls die Flugreichweite. Die Rotationsenergie wird beim Treffen auf ein Ziel freigesetzt und erhöht gegebenenfalls die Eintrittstiefe.
Der lARV-Pfeil eignet sich unter anderem zum Abschuss mit Bögen, Armbrüsten oder Schleudern, kann aber auch durch Druckluft oder Spreng- und Treibstoffe beschleunigt werden.
Die Spitze (das Rohrende in Flugrichtung) kann durch Pfeilspitzen ergänzt werden, sofern diese eine Eintrittsöffnung für durchströmende Luft besitzen oder auf anderem Wege Luft in das Rohrinnere geleitet wird. Möglich sind auch andere Formen der Spitze, welche aufgrund der Rotation des lARV-Pfeiles eine höhere Eindringtiefe in ein Ziel ermöglichen. Dies kann beispielsweise durch eine Rohrverjüngung, Schneiden o- der einen sägezahnähnlichen Kranz an der Pfeilspitze erreicht werden.
Die Spitze kann durch weiteres, bzw. höheres Gewicht als funktionell erforderlich zu einer verbesserten Flugbahn führen.
Das Ende des Pfeiles (das Stabende entgegengesetzt zur Flugrichtung) kann durch eine Einkerbung z.B. für eine Bogensehne das Abschießen mit einem Bogen oder einer Armbrust erleichtern.
Zusätzliche Befiederungen oder z.B. spiralförmige Erhebungen oder Vertiefungen auf der Außenseite bieten mögliche Optimierungen der Flugeigenschaften.
Stand der Technik
Pfeile sind bereits seit tausenden Jahren bekannt und wurden in ihrem Grundprinzip seitdem kaum verändert. Ein stabförmiges Projektil wird durch ein Abschussgerät, zum Beispiel einen Bogen, eine Armbrust oder eine Schleuder mechanisch beschleunigt und in einer danach antriebslosen Flugbahn auf ein Ziel abgeschossen.
Zur Stabilisierung und Verlängerung der Flugbahn werden zumeist eine an dem der Flugbahn entgegengesetzten Ende angebrachte Befiederung oder vergleichbare Maßnahmen verwendet.
Diese Maßnahmen erhöhen den Luftwiderstand und führen zu einer Ablenkung und Vibration des Projektils beim Streifen des Projektils am Abschussgerät während der Abschuss-, bzw. positiven Beschleunigungsphase. Die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Flugbahn wird stark von den aerodynamischen Eigenschaften dieser Maßnahmen und insbesondere durch ihren Alterungsprozess und mechanische Veränderungen wie Verschleiß beeinflusst.
Ebenso führen Befiederungen oder vergleichbare Maßnahmen zu einer ineffizienten Platzausnutzung für Lagerung und Transport (z.B. in einem Köcher) sowie größerem Aufwand bei der Herstellung.
Unter Patentschrift DE000019638264C2 wird ein Bogen vorgestellt, der durch ein am Bogen angebrachtes Rohr Pfeile derart führt, dass diese hierdurch in Rotation versetzt und ihre Flugbahn stabilisiert wird. Die hier vorgestellte Erfindung beschreibt hingegen einen Pfeil, der ohne Änderungen am Abschussgerät selbständig die stabilisierende Rotation herbeiführt.
Unter Patentschrift DE000008810059U1 wird ein Pfeil beschrieben, der durch eine besondere Gestaltung der Befiederung eine Rotation um die Längsachse herbeiführt. Im Gegensatz zu dieser Erfindung sind für die Herbeiführung der Rotation beim IARV- Pfeil keine Befiederungen erforderlich.
Unter Patentschrift GB2385804 (A) wird ein Dartpfeil beschrieben, der das Herausspringen aus einem Dartboard verhindern soll. Der Dartpfeil ist bezüglich der Flugstabilisierung hingegen unverändert und nimmt daher die Eigenschaften dieser Erfindung nicht vorweg. Unter Patentschrift GB0201183.1 wird ein Pfeil beschrieben, der aus einem Hohlrohr besteht, dessen innerer Durchmesser über die Länge variieren kann, um die Gewichtsverteilung zu optimieren und die Stabilität insbesondere für das Auftreffen auf ein Ziel zu erhöhen. Diese Erfindung setzt zum einen auf radial-symmetrisch aufgebrachtes Material und behandelt zum anderen keine die Flugstabilisierung betreffenden, technischen Eigenschaften außer der Gewichtsverteilung. Es nimmt daher die Eigenschaften dieser Erfindung nicht vorweg.
Die hier vorgestellte Erfindung ersetzt hingegen die Notwendigkeit für eine Befiederung oder vergleichbare Maßnahmen zur Gänze oder vorwiegend und vermeidet damit oben angeführte Probleme bei Herstellung, Abschuss, Flugbahn, Lagerung und Transport. Sie erlaubt die Verwendung der Erfindung ohne Änderungen oder spezielle Maßnahmen an Abschussgeräten. Eine spezielle Anpassung von Abschussgeräten an diese Erfindung kann gegebenenfalls die Effizienz weiter erhöhen.
Die Erfindung erlaubt ferner die einfachere, kostengünstigere sowie materialsparende Produktion von Projektilen aus einem einheitlichen oder weniger Materialien in weniger Arbeitsschritten und lässt sich weitgehender automatisieren.