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Luftkissenfahrzeug Die Erfindung betrifft Luftkissenfahrzeuge mit
mehreren, nebeneinander angeordneten, an ihrer Unterseite offenen Zellen, welche
jeweils ein Elementarluftkissen erzeugen.
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Es ist ein Luftkissenfahrzeug bekannt, welches von mehreren Elementarluftkissen
getragen wird. Diese Elementarluftkissen werden von Zellen gebildet, die gelenkig
mit dem Fahrzeug verbunden sind und welche über gelenkige bzw. flexible Zuleitungen
aus dem auf dem Fahrzeug befindlichen Gebläse mit Druckluft versorgt werden.
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Ein wesentlicher Nachteil dieses Fahrzeugs ist, daß die Zellen in
einem großen Abstand voneinander angeordnet sind, so daß die tragende Fläche viel
zu gering ist. Außerdem sind die Elementarluftkissen des vorbekannten Fahrzeugs
lediglich von sogenannten Luftvorhängen begrenzt, die bekanntermaßen einen relativ
großen Luftverlust bedingen und daneben eine schlechtere Anpassungsfähigkeit an
Bodenunebenheiten als die aus flexiblem Material bestehenden Begrenzungsschürzen
besitzen.
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Schließlich ist es wichtig, daß die die Elementarluftkissen erzeugenden
Zellen so aufgebaut und angeordnet sind, daß sie eine eigene und veränderbare Charakteristik
besitzen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe und unter Vermeidung der eingangs erwähnten
Nachteile wird ein Luftkissenfahrzeug vorgeschlagen, bei welchem gemäß der- Erfindung
Zellen, welche jeweils mit einer ein Luftpolster umschließenden flexiblen Schürze
versehen sind, aneinander über eine längere Strecke der Schürze engangrenzend ringartig
um einen zentralen Raum unterhalb des Fahrzeugkörpers angeordnet sind. Vermittels
elastischer Membranen sind hierbei die Zellen und der Fahrzeugkörper derart miteinander
verbunden und die Spalte zwischen den die Zellen und den Fahrzeugkörper verbindenden
Membranen derart überdeckt, daß die Luft aus dem zentralen Raum nicht oberhalb der
Zellen abströmen kann und daß die Luftströme sich auf dem Weg in die Zellen und
in den Raum nicht mischen können.
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Eine derartige Anordnung hat gegenüber den bekannten Anordnungen folgende
Vorteile: Die flexiblen Schürzen der einzelnen Zellen erhöhen die Anpassungsfähigkeit
des Luftkissenfahrzeugs an Unebenheiten. Dadurch, daß die Zellen in Ringform angeordnet
sind, entsteht ein zentraler Raum, welcher seinerseits ein Luftkissen aufnimmt,
wodurch die Tragfähigkeit des Fahrzeugs erhöht wird. Die elastischen Membranen,
welche das Entweichen von Luft aus dem zentralen Raum verhindern, sind so angeordnet,
daß die Luft nicht oberhalb der Zellen abströmen kann. Wäre dies nämlich möglich,
würden die Auftriebskräfte, die auf der Unterseite des Fahrzeugs wirken, in nachteiliger
Weise erheblich vermindert werden.
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Insbesondere dadurch, daß die Zellen so angeordnet und die Luftversorgung
so ausgebildet sind, daß sich die Luftströme auf dem Weg in die Zellen und in den
Raum nicht mischen können, wird erreicht, daß der Luftkissendruck zur Erzielung
einer eigenen Charakteristik in den einzelnen Zellen genau und unabhängig voneinander
gesteuert werden kann.
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Um die Anpassungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Luftkissenfahrzeugs
an Bodenunebenheiten zu verbessern, sieht ein weiterer Vorschlag gemäß der Erfindung
vor, daß die jeder Zelle zugeordneten Verbindungsmittel ein aufrecht stehendes,
in einer am Fahrzeugkörper vorhandenen Führungsbahn verschiebbares Führungsteil
aufweisen, wobei das untere Ende jedes Führungsteiles mit dem oberen Teil der zugeordneten
Zelle über ein Kreuz- oder Kugelgelenk verbunden ist.
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Statt des in einer Führungsbahn verschiebbaren Führungsteiles können
auch an sich bekannte parallele Lenker vorgesehen werden, die mit der Bodenplatte
des Fahrzeugkörpers verbunden und die von einer dünnen, flexiblen Membran in Form
eines der Luftzufuhr dienenden Kanals umschlossen sind.
Die einander
benachbarten Membranen können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mittels
elastischer und gefalteter Membranen verbunden sein, so daß sie die zwischen den
Zellen befindlichen Spalte überdecken.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird in besonders vorteilhafter Weise
dadurch gelöst, daß die Zellen einen in sich geschlossenen elastischen, durch Schüren
in Kammern unterteilten Ring bilden. Hierbei kann der obere, den Luftkissendruck
aufnehmende Teil des Ringes aus miteinander gelenkig verbundenen, starren Abschnitten
bestehen.
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Um die Zellen in einer bestimmten Ruhelage zu halten, sind zwischen
den Zellen und dem Fahrzeugkörper in an sich bekannter Weise federnde Glieder, z.
B. Stoßdämpfer, angeordnet. Ebenso ist es möglich, zwischen den einzelnen Zellen
derartige Stoßdämpfer od. dgl. vorzusehen.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß zur
Lagekorrektur und zu Steuerzwecken eine Vorrichtung vorgesehen werden kann, mit
welcher die vorderen bzw. hinteren Teile der Schürze jeder Zelle in horizontaler
Richtung verschoben werden können, wodurch die Druckmitte der betreffenden Luftpolster
wirksam nach vorn oder hinten wandert.
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Der Gegenstand der Erfindung ist an Hand zweier besonders bevorzugter
Ausführungsbeispiele, welche in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt sind,
nachstehend näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Luftkissenfahrzeug
gemäß der Erfindung und F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des unteren Teiles
eines Luftkissenfahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Das in F i g. 1 dargestellte Fahrzeug besitzt einen Fahrzeugkörper
1, der von den seitlichen Luftpolstern 2 und dem zentralen Luftpolster 24 getragen
wird, die je durch eine von einer Deckplatte 4 herabhängende, flexible Schürze 3
umschlossen sind. Jede unter dem Fahrzeugkörper 1 angeordnete Zelle weist eine in
eine Führungsbohrung 10 im Fahrzeugkörper 1 eingreifende Führungsstange 9 auf, deren
unteres Ende mittels eines Kugelgelenks 11 an der Deckplatte 4 der Zelle
angelenkt ist. Auf diese Weise kann jede Zelle unabhängig von den anderen Zellen
ungehindert und frei nach allen Seiten geneigt und angehoben bzw. gesenkt werden.
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Der Fahrzeugkörper 1 stützt sich mittels der als Stoßdämpfer dienenden
Stützfedern 5 a auf den Deckplatten 4 ab. An dem Fahrzeugkörper
1 sind jeweils einem Luftpolster 2 zugeordnete Gebläse 6 vorgesehen, die
den Luftpolstern 2 über von Membranen 7 gebildete flexible Leitungen und durch in
der Deckplatte 4 befindliche Öffnungen Luft zuführen.
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Die flexible Schürze besteht vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem
Gummi, Kunststoff oder ähnlich flexiblen Materialien und kann an sich von beliebiger
bekannter bzw. früher bereits vorgeschlagener Bau- und Anordnungsart sein.
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Bei der Bewegung des Fahrzeugs kann sich, sofern die untere Kante
einer der Schürzen 3 mit dem Erdboden in Berührung kommt, die aus dieser Schürze
3 und der ihr zugeordneten Deckplatte 4 bestehende Zelle auf Grund der gelenkigen
Verbindung zwischen den Zellen und dem Fahrzeugkörper 1 in bezug auf den Fahrzeugkörper
und unabhängig von den anderen Zellen frei nach rückwärts und aufwärts bewegen.
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Das in Fig.2 perspektivisch dargestellte Fahrzeug besitzt einen Fahrzeugkörper,
dessen Bodenplatte 14 mit Hilfe von parallelen Lenkern 16 mit unterhalb des Fahrzeugkörpers
angeordneten Zellen 15 verbunden ist. Jede Zelle 15 besteht aus einer Deckplatte
17 mit einer Öffnung 18 und einer vom Umfang der Platte 17 herabhängenden flexiblen
Schürze 19. Die Schürze 19 besteht aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder
ähnlich flexiblen Materialien und kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. Die
unter der Bodenplatte 14 des Fahrzeugkörpers angeordneten und über den Rand der
Platte 14 seitlich hinausragenden Zellen werden mit Hilfe von im Fahrzeugkörper
vorhandenen Gebläsen 20 mit Luft versorgt, wobei eine dünne, flexible Membran
21 vorgesehen ist, die jeden Satz paralleler Lenker umschließt und einen Kanal bildet,
der die Luft aus einem der Gebläse 20 durch die Öffnung 18 in die ihm zugeordnete
Zelle 15 leitet. Der obere Rand jeder Membran 21 ist entlang der Linie BCDE an der
Unterseite der Platte 14 befestigt, während der untere Rand der Membran 21 am Rand
der Oberseite der ihr zugeordneten Zelle 15 entlang der Linie FGHJ befestigt ist.
Die aus den Gebläsen 20 austretende Luft tritt in die Zellen 15 ein und bildet
Luftpolster 22. Der von den Zellen 15 umschlossene innere Raum unterhalb der Bodenplatte
14 des Fahrzeugkörpers wird mit Hilfe eines Gebläses 23 mit Luft versorgt,
um ein Luftpolster 24 zu bilden. Die einander benachbarten Membranen sind durch
eine nicht dargestellte, gefaltete Membran längs der Linie EJ miteinander
verbunden, so daß die Membran 21 und die gefalteten Membranen so zusammenwirken,
daß sie den oberen Teil des erwähnten inneren Raumes umschließen und die Zellen
15 für das Luftpolster 24 eine untere, äußere Abdichtung bilden. Der Fahrzeugkörper
wird mit Hilfe von nicht dargestellten Stoßdämpfern von den Zellen 15 getragen.
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Wenn bei der Bewegung dieses Fahrzeugs die untere Kante einer der
Schürzen 19 den Erdboden berührt, kann sich die dieser Schürze zugeordnete Zelle
wegen der gelenkigen Aufhängung an der Bodenplatte 14 dieser gegenüber und
unabhängig von den anderen Zellen 15 frei bewegen.
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Nach einer weiteren, jedoch nicht dargestellten Ausbildung des aus
F i g. 2 ersichtlichen Fahrzeugs sind die Deckplatten 17 durch einen Ring ersetzt,
der mit Hilfe von Vorrichtungen, die eine vertikale Verstellung des angrenzenden
Teiles des Ringes in bezug auf die Platte 14 zulassen, an mehreren Stellen mit der
Platte 14 verbunden ist. Von dem Innen- und dem Außenumfang des Ringes hängen
Schürzen 19 herab, wobei der Raum zwischen diesen Schürzen zur Bildung einzelner
Zellen durch von der Unterseite des Ringes herabhängende, radial gerichtete Schürzen
19 in Kammern aufgeteilt ist. Der Ring besteht aus flexiblem Material oder aus gelenkig
miteinander verbundenen starren Abschnitten, wobei jeder dieser Abschnitte die Oberseite
einer der Zellen darstellt.
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Die vorstehend beschriebenen Fahrzeuge können mit zwischen den Zellen
und dem Fahrzeugkörper angeordneten Stoßdämpfern ausgerüstet sein, welche aus elastischen
Körpern bestehen. Insbesondere wenn die Zellen voneinander unabhängig aufgehängt
sind, dienen die Stoßdämpfer dazu, die Relativbewegungen der Zellen teilweise zu
unterdrücken.
Die Quer- und Längsstabilität der Zellen und damit
auch, wenn auch nur in geringerem Umfang des Fahrzeugs, wird durch Aufteilung der
Luftpolster 2 oder 22 und 24 in Kammern mit Hilfe zusätzlicher flexibler Schürzen
oder Luftvorhänge bewirkt. Bei Verwendung von zusätzlichen flexiblen Schürzen zum
Unterteilen der Luftpolster können diese ebenso wie die am Außenumfang der Zellen
des Fahrzeugs angeordneten Schürzen 3 und 19 ausgebildet sein. Bei Verwendung von
Luftvorhängen zur Unterteilung der Luftpolster können diese in der Weise gebildet
werden, daß Luft aus in der Unterseite der Zellendeckplatten vorhandenen Schlitzen
austritt. In diesen Fällen können die Luftpolster selbst aus der für die Bildung
des Luftvorhangs zugeführten Luft gespeist werden.
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Zur Steuerung der Neigung bzw. zum Trimmen des Fahrzeugs kann ein
Mechanismus zum Verschieben der Vorder- und Hinterteile der Schürze jeder Zelle
vorgesehen werden, wodurch der Druckmittelpunkt des Luftpolsters nach vorn oder
nach hinten bzw. auch zur Seite verlegt werden kann.
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Es ist selbstverständlich möglich, daß die erläuterten Anordnungen
sowohl bei Luftkissenfahrzeugen, die beim Betrieb gänzlich von den Luftpolstern
getragen werden, als auch bei solchen Luftkissenfahrzeugen angewendet werden können,
die nur teilweise von den Luftpolstern getragen werden. Im letztgenannten Fall wird
das restliche Gewicht des Fahrzeugs beispielsweise durch Gleise, Räder, Laufflächen,
Schwimmkörper, Wasser- oder Lufttragflächen getragen.