Luftkissentrageinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Luftkissentrageinrichtung mit einem flexiblen, aufblähbaren Ringkörper der an einem starren Stützteil so angeordnet ist, dass sich bei einer Zufuhr von Druckluft zwischen den Stützteil und eine Auflagefläche des aufgeblähten Ringkörpers ein Druckpolsterraum ausbildet, wobei der Ringkörper entlang einer Umfangslinie am Stützteil dichtend befestigt ist.
Bei einer bekannten Luftkissentrageinrichtung dieser Art (Schweizer Patent Nr. 509182) hat der Ringkörper eine obere und untere flexible ringförmige Wand. Der Stützteil ist an einer der beiden Wände befestigt und entlang des gesamten Umfanges damit verbunden, um den Druckraum bei aufgeblähtem Ringkörper zu begrenzen.
Die Verbindung zwischen dem Ringkörper und dem Stützteil erfolgt radial ausserhalb der Innenkante des Ringkörpers, zwischen der einen Wand des Ringkörpers und dem Stützteil, so dass beim Aufblähen des Ringkörpers die innere Umfangskante der einen Wand von dem Stützteil abgehoben werden kann, um einen gewölbten Zwischenraum zu bilden, der zum Druckpolsterraum ge öffnet ist. Das Aufblähen erfolgt durch eine Einlassöffnung in dem Stützteil, die radial innerhalb der Verbindungslinie vorgesehen ist, und durch eine Eintrittsöffnung am innenliegenden Teil der oberen Wand des Ringkörpers.
Diese Eintrittsöffnungen sind derart angeordnet, dass bei nicht-aufgeblähtem Zustand des Ringkörpers bei Zuleitung von Druckluft durch die Anschluss öffnung in dem Stützteil zunächst der Hauptteil der Luftströmung in den Ringkörper durch deren Einlassöffnung gelangt, um den Ringkörper aufzublähen und den gewölbten Zwischenraum zwischen dem Ringkörper und dem Stützteil zu bilden. Danach strömt die Druckluft in den gewölbten Zwischenraum selbst, um einen geeigneten Druck in dem Druckpolsterraum aufzubauen, so dass der Ringkörper als Luftkissentrageinrichtung wirkt.
Vorzugsweise ist die Anschlussöffnung an dem Stützteil gegenüber dem gewölbten Zwischenraum angeordnet, und die Einlassöffnung in dem Ringkörper fluchtet mit der Anschlussöffnung in einer vertikalen Richtung. Der innere Teil der oberen Wand des Ringörpers hat vorzugsweise eine Anzahl von zusätzlichen Öffnungen, die entlang dem Umfang des Ringkörpers verteilt sind. Tatsächlich finden 32 zusätzliche öffnungen Verwendung.
Die zusätzlichen Öffnungen haben insgesamt eine Flächengrösse, welche die mächengrösse des Querschnittes der Einlassöffnung des Ringkörpers sowie die Anschlussöffnung in dem Stützglied überschreitet. Diese zusätzlichen Öffnungen ermöglichen eine schnelle Verbindung zwischen dem Ringkörper und dem Druckpolsterraum und damit einen schnellen Druckausgleich zwischen dem Ringkörper und dem darunter liegenden Drosselspalt, insbesondere wenn die Trageinrichtung ungleichmässig belastet wird oder sich über einer welligen Bodenfläche befindet, wodurch ein erhöhter Luftaustritt durch den Drosselspalt unter dem Ringkörper ermöglicht werden könnte.
Obwohl diese Merkmale geeignet sind, die Drosselung zu regulieren, neigt der Ringkörper in gewissen Fällen zu Hüpfbewegungen, also zu zyklisch erfolgenden Bewegungen nach oben und unten, wodurch sich unter gewissen Voraussetzungen eine Instabilität der Trageinrichtung ergeben kann.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Luftkissentrageinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei welcher derartige Instabilitäten praktisch nicht auftreten. Insbesondere soll erreicht werden, dass die Einrichtung innerhalb grösserer Bereiche der Druckluftzustände und grösserer Unebenheiten der Bodenfläche nicht hüpft, und dass ein übergang zwischen verhältnismässig unebenen und glatten Bodenflächen erfolgen kann, ohne dass die Dmckluftströmung verringert werden muss, um die genannten Instabilitäten zu verhindern. Ferner wird eine grössere Toleranz gegenüber mechanischen Schwingungen angestrebt, welche durch Änderungen der Belastung und/oder der Handhabung erzeugt werden. Ferner sollen schnelle Druckerhöhungen besser aufgenommen werden können, die entweder beim anfänglichen Aufblähen oder beim Betrieb in Form von Druckstössen auftreten können.
Ferner soll der Wirkungsgrad der Druckluftzufuhr erhöht werden, die Auf blähhöhe soll stabiler gemacht werden und die Belastungs- und Handhabungseigenschaften sollen verbessert werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Druckluftanschlussöffnungen im Stützteil innerhalb der ringförmigen Dichtungsfläche liegen und für jede öffnung ein Satz von Einlässöffnungen im Ringkörperteil innerhalb des Druckpolsterraumes im Bereich der Druckluft-Anschlussöffnungen vorgesehen ist, und dass diese Einlass öffnungen eine Totalöffnungsfläche aufweisen, welche höchstens gleich der Summe der Anschlussöffnungen ist, so dass bei geblähtem Ringkörper an den Einlassöffnungen ein Sog erzeugt wird, wenn ein Luftstrom durch den Zwischenraum strömt, und dass mindestens eine zusätzliche Einlassöffnung zur Anschlussöffnung derart versetzt angeordnet ist, dass der anfänglich in den Zwischenraum geblasene Luftstrom den Ringkörper bläht.
Um diesen Saugeffekt optimal zu gestalten, hat vorzugsweise der Restteil des inneren Wandteils des Ringkörpers zwischen den genannten Segmenten keine Öff- nung.
Die Einrichtung kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet werden, um das Aufblähen des Ringkörpers sicherzustellen. Vorzugsweise werden die eine Einlassöffnung oder die Öffnungen in jedem Satz von Öffnungen relativ zu der Anschlussöffnung radial nach innen versetzt. Ferner wird der Stützteil vorzugsweise mit einer Drosseleinrichtung versehen, die ein Druckgefälle bei der anfänglichen Druckluftzufuhr in den Zwischenraum zwischen dem Ringkörper und dem Stützteil bewirkt die aber im Vergleich dazu unwirksam wird, wenn der Ringkörper aufgebläht ist. Die Drosseleinrichtung kann ein gebogener Draht oder eine Rippe sein, die zwischen dem Ringkörper und dem Stützteil radial innerhalb von den Öffnungen angeordnet ist.
Es kann auch ein Gitter Verwendung finden, das gegenüber den öffnungen zwischen dem Ringkörper und dem Stützteil angeordnet ist.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Anschlussöffnung, von oben gesehen. gegenüber einer Stelle auf dem inneren NYandteil des Ringko pers angeordnet und die Öffnungen alle radial dazu versetzt sein, wobei mindestens eine Öffnung in dem statischen Druckbereich zwischen dieser Stelle und der Verbindungslinie liegen kann, damit die Luftströmung den Ringkörper am Anfang aufblähen kann. Alle Öffnungen können zwischen dieser Stelle und der Verbindungslinie angeordnet sein.
Sie können auch von dieser Stelle getrennt in Umfanges richtung verteilt sein. indem beispielsweise die öffnungen symmetrisch um die Stelle verteilt sind.
Ferner kann der Stützteil eine sich nach oben abhebende Stufe an einer Stelle, die radial innerhalb der inneren Umfangskante des Ringkörpers liegt, aufweisen und die Anschlussöffnung innerhalb des Umfanges der Abstufung vorgesehen sein, um eine radial nach aussen gerichtete Strömung zu erzeugen. Wenn der Ringkörper nicht aufgebläht ist, reicht der statische Druck zwischen dem Ringkörper und dem Stützteil aus, um so zu ermöglichen, dass der Luftstrom in diesem Fall den Ringkörper aufbläht. Die Abstufung kann durch eine starre Konsole gebildet sein, die von dem Stützteil vorragt, durch und über die öffnung, die durch den Ringkörper begrenzt ist, wenn dieser nicht aufgebläht ist, die aber völlig innerhalb der Öffnung liegt, welche durch den Ringkörper begrenzt ist, wenn dieser aufgebläht ist.
Eine derartige Einrichtung kann auch als Auflagefläche für den Stützteil dienen, falls die Luftkissentrageinrichtung so benutzt wird, dass der Stützteil über dem Ringkörper liegt, um als Tragfläche für einen Transport entlang einer Bodenfläche zu dienen.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläuert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer Trageinrichtung gemäss der Erfindung, mit radial nach innen versetzten Öffnungen in dem Ringkörper;
Fig. 2 eine Draufsicht entsprechend Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 5;
Fig. 5 eine Teilansicht eines anderen Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig.7;
Fig. 7 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 9;
Fig. 9 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles;
Fig. 10 eine Schnittansicht eines weiteren Ausfüh rungsbeispieles; und
Fig. 11 eine isometrische Ansicht der Unterseite einer Plattform.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ringkörper 2 vorgesehen, der eine flexible obere Wand 4 und eine flexible untere Wand 6 hat, so dass dieser Ringkörper aufblähbar ist. Die Wän- de werden jeweils für sich aus einem tuchartigen Material hergestellt, welches mit einem gummiartigen Material überzogen ist, beispielsweise ein Nylonmaterial, das mit (32 Unzen) Neopren überzogen ist. Es können auch andere tuchartige Materialien Verwendung finden, die leicht, dünn und flexibel sind und die z.B. mit Hypalon, Polyurethan, Vinyl oder Nordel anstelle von Neopren (eingetragene Warenzeichen) überzogen sind. Die beiden zugeschnittenen Wandteile werden miteinander entlang ihrer inneren und ihrer äusseren Umfangslinien durch bekannte Vulkanisierverfahren verbunden.
Die äussere Naht 8 des Ringkörpers wird durch Verbindung eines Streifens eines vorgespannten Bandes 10 (unter einem Winkel von 450 zu dem Faserverlauf abgeschnitten) mit der oberen Wand 4 und der unteren Wand 6 gebildet, auf der Aussenseite oder auf der Innenseite, oder entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf beiden Seiten, um eine zusätzliche Festigkeit zu erzielen.
Die innere Naht 12 wird normalerweise vor dem Vulkanisieren verklebt und vernäht. Zusätzlich kann ein Streifen aus vorgespanntem Material aufgetragen werden, wie bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, um starke Belastungen zu ermöglichen.
Eine starre Plattform 14 ist gegenüber der oberen Wand des Ringkörpers angeordnet und mit dieser entlang des gesamten Umfanges verbunden, um einen Druckpolsterraum 16 ausbilden zu können. Die Verbindung 18 zwischen dem Ringkörper und der Plattform liegt radial ausserhalb der inneren Umfangskante 12 des Ringkörpers, und wird durch Verbinden der oberen Oberfläche der oberen Wand 4 mit der Unterseite der Plattform in einem schmalen Bereich 22 ausgeführt, so dass sich eine kreisförmige vulkanisierte Abdichtungslinie zwischen dem Ringkörper und der Plattform ergibt.
Während die Verbindung entlang dieser Dichtungslinie und der inneren und äusseren Nähte 12 und 8 vorzugsweise durch Vulkanisieren hergestellt sind, können sie gewtinschtenfalls auch gleichzeitig hergestellt werden, obwohl dies nicht unbedingt der Fall sein muss.
Wenn der Ringkörper nicht aufgebläht ist. ruht die Plattform 14 auf der Bodenfläche 24, auf entlang dem Umfang angeordneten Füssen 26 und einem zentralen Fuss 28 (Fig. 11), die aus einem halbstarren Material wie Gummi bestehen und die Plattform über der Bodenfläche halten, so dass ein Zwischenraum zur Aufnahme des Ringkörpers vorhanden ist. Der zentrale Fuss 28 ragt von der Plattform durch die Innenöffnung begrenzt durch die Umfangskante 12, die durch den nicht aufgeblähten Ringkörper begrenzt ist, vor und über diesen hinaus. Der Fuss liegt vollständig innerhalb des Druckpolsterraumes 16, wenn der Ringkörper aufgebläht ist.
Die gesamte Auflagefläche der Füsse wird für gewisse Anwendungszwecke, beispielsweise in Flugzeugen oder auf Frachtbeförderungsflächen. so gewählt, dass sie praktisch gleich dem gesanten Tragbereich ist, der bei aufgeblähten Ringkörpern vorhanden ist. Auf diese Weise ergibt sich praktisch dieselbe Bodenbelastung pro Flächeneinheit, unabhängig davon, ob die beladene Trageinrichtung aufgebläht ist oder nicht.
Die Einrichtung arbeitet in bekannter Weise als Luftkissentrageinrichtung, wenn der Ringkörper 2 und der Druckpolsterraum 16 unter Druck gesetzt sind. Die Einrichtung zur Druckluftzufuhr besteht aus einer oder mehreren symmetrisch angeordneten Anschlussöffnungen 30 in der Plattform, von denen jede radial innerhalb der Verbindungslinie 18 angeordnet ist. um Druckluft oder ein sonstiges geeignetes Druckmittel in den gewölbten Zwischenraum 16' einzuleiten, der zwischen der Plattform und dem inneren Umfangsteil 4' der oberen Wand 4 gebildet wird. wenn der Ringkörper aufgebläht ist. Der Ringkörper wird über einen Satz von Einlassöffnungen 32 für jede Anschlussöffnung aufgebläht, die in dem inneren Umfangsteil 4' der oberen Wand angeordnet sind, und zwar in eng benachbarten Zentren innerhalb des Segments des Zwischenraumes 16' gegenüber der Anschlussöffnung 30.
Jede Einlassöffnung hat einen Durchmesser, der 1/5 bis 1/, des Durchmessers der Anschlussöffnung beträgt, so dass die kombinierte Flächengrösse der Einlassöffnungen nicht grösser als die Flächengrösse der Anschlussöffnung ist, vorzugsweise sogar beträchtlich geringer ist und etwa die Hälfte davon beträgt. Wenn die Druckluft von der Anschlussöffnung 30 durch den Zwischenraum 16' strömt, erzeugt sie deshalb, nachdem der Ringkörper 2 aufgeblasen ist, im Zwischenraum 16' einen Saugeffekt in den Öffnungen 32, wodurch Druckstösse, die sonst zwischen dem Ringkörper 2 und dem Druckpolsterraum 16 auftreten würden, gedämpft werden.
Wegen dieses Effekts wird jedoch der Ringkörper nicht aufgebläht, wenn die Druckluft anfänglich in den Raum zwischen dem Ringkörper und der Plattform einströmt, falls keine Einrichtung vorgesehen ist, um diesen Effekt zeitweilig zu übersteuern. bis der Ringkörper 2 aufgebläht ist. Diesem Zweck dient eine Drosseleinrichtung, welche vorerst den Zugang der einströmenden Luft in den Druckpolsterraum 16 behindert. Viele der Öffnungen 32 sind nach innen gegenüber der Anschluss öffnung 30 radial versetzt, und liegen deshalb ausserhalb der Strömung hoher Geschwindigkeit, so dass dort praktisch kein Saugeffekt mehr auftritt. Die Drosseleinrichtung umfasst einen gebogenen Streifen 34 aus Filz, der gewissermassen als Stauelement wirkt, und auf der Unterseite der Plattform angeklebt oder die Einlassöffnungen teilweise umfassend sonstwie befestigt ist.
Dieser bogenförmige Streifen wirkt als Stauelement, um die Geschwindigkeit des Luftstromes zu verringern, wenn eine anfängliche Zuleitung in den Zwischenraum 16' zwischen -dem Ringkörper 2 und der Plattform 14 erfolgt. Der erhöhte statische Druck ermöglicht dann das Aufblähen des Ringkörpers 2. Wenn jedoch der Ringkörper 2 aufgebläht ist, wird dieses Stauelement 34 praktisch unwirksam, so dass keine Beeinträchtigung der Druckluftzufuhr in den Druckpolsterraum 16 erfolgt.
Wahlweise kann die Drosseleinrichtung ein Maschengitter 36 sein, welches an der Unterseite der Plattform gegenüber den Öffnungen befestigt ist, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Während der anfänglichen Druckluftzufuhr dient das Maschengitter dazu, den statischen Druck der Luftströmung zu erhöhen, bis der Ringkörper aufgebläht ist. Danach ist es praktisch ebenso wie der Staudamm nicht mehr wirksam, weil der Ringkörper von der Plattform wegbewegt ist. Zweckmässigerweise sind die Zentren der Einlassöffnungen 32 in einem solchen Abstand angeordnet, der gleich dem Durchmesser der Anschlussöffnung 30 ist.
Bei den in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Anschlussöffnung 30 gegenüber einer Stelle auf der oberen Wand des Ringkörpers in Draufsicht angeordnet, wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, aber der direkt gegenüberliegende Teil der Wand hat keine Öffnungen, während die öffnungen 32' alle dazu radial versetzt angeordnet sind.
Ferner liegen in den Fig. 6 und 7 die öffnungen alle in dem Bereich 16" mit hohem statischem Druck zwischen dem nicht mit Öffnungen versehenen Teil und der Verbindung 18 zwischen dem Körper und der Plattform.
Deshalb wird der Ringkörper aufgebläht u. arbeitet praktisch ohne Hüpfeffekte, obwohl die Aufblähung nicht so gut wie bei den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 5 gesteuert wird.
Sofern nur gewisse Öffnungen in diesem Bereich 16" mit hohem statischem Druck liegen, müssen nicht alle öffnungen so verteilt sein. Beispielsweise sind in den Fig. 8 und 9 die Öffnungen 32' symmetrisch um den Bereich ohne öffnungen gegenüber der Anschlussöffnung angeordnet einschliesslich einer kleinen Anzahl von Öffnungen 32". die radial nach innen dazu versetzt sind (Fig. 8).
Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10 ist die Anschlussöffnung 40 nicht gegenüber der oberen Wand 4 des Ringkörpers angeordnet, sondern über dem zentralen Fuss 28. Die Verbindung mit dem Druckpolsterraum erfolgt durch radiale Kanäle 40' in dem Fuss 28, durch welche die Druckluft in radialer Richtung nach aussen ausströmt. In diesem Fall bewirkt der gesamte Zwischenraum 16" zwischen dem Ringkörper und der Plattform eine Drosselung der Luftströmung bei dem anfänglichen Aufblähen, weshalb des Aufblähen durch ziemlich weit versetzte Öffnungen 32"' erfolgen kann.
Zusammenfassend werden deshalb die wesentlichen Merkmale darin gesehen, dass die Einlassöffnungen zu dem Ringkörper in dem schmalen Umfangssegment des Raumes gegenüber der Anschlussöffnung gruppiert sind und insgesamt einen Öffnungsquerschnitt aufweisen, der kleiner als der Querschnitt der Anschlussöffnung ist, so dass ein Siphoneffekt in einigen der Öffnungen erzeugt wird, wenn die Druckluft durch den Zwischenraum strömt, wobei jedoch zumindest eine Öffnung radial versetzt zu der Anschlussöffnung in einem Bereich mit verhältnissmässig hohem statischem Druck vorgesehen ist, welcher vorhanden ist, wenn der Ringkörper nicht aufge bläht ist, so dass der Ringkörper im Anfangszustand aufgebläht werden kann.
Eine derartige Luftkissentrageinrichtung ist sowohl als Transporteinrichtung verwendbar, wobei der Stützteil eine Plattform ist, auf der die zu transportierenden- Gegenstände angeordnet werden, als auch als stationäre Einrichtung, wobei sich der Ringkörper über dem Stützteil befindet, und die zu fördernden Gegenstände über den Ringkörper transportiert werden.