DE1290436B

DE1290436B - Device for limiting a flow medium cushion for a flow medium cushion machine

Info

Publication number: DE1290436B
Application number: DEB86981A
Authority: DE
Inventors: Bertin Jean Henri; Faure Marc Henri Jean
Original assignee: Bertin et Cie SA
Current assignee: Bertin Technologies SAS
Priority date: 1965-05-07
Filing date: 1966-05-05
Publication date: 1969-03-06
Also published as: OA01959A; GB1150162A; FR1442531A; US3339657A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung eines Strömungsmittelkissens für eine Strömungsmittelkissenmaschine, bei welcher Vorrichtung das mit einer Gaszuführung versehene Kissen seitlich durch eine dichte endlose Wand und an ihrer Oberseite durch eine zweite Wand begrenzt ist, deren Außenrand senkrecht zum Boden ohne wesentliche Änderungen seines Umfanges relativ zum Maschinenrahmen gegen Federorgane verschiebbar ist.The invention relates to a device for delimiting a fluid cushion for a fluid cushion machine, in which device that with a gas supply fitted cushions laterally by a dense endless wall and at its top bounded by a second wall, the outer edge of which is perpendicular to the ground without substantial Changes in its scope relative to the machine frame can be displaced against spring elements is.

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit dem Problem, eine gute Stabilität eines Kissens hinsichtlich seines dynamischen Verhaltens zu erzielen. So sollen Unstabilitäten vermieden werden, die von einer spontan eingeleiteten vertikalen Schwingung des Fahrzeugteils, der oberhalb des Kissens liegt und der auf dem Kissen ruht, eingeleitet werden. Auch sollen Unstabilitäten auf Grund von Resonanzerscheinungen des Kissens vermieden werden, die dann hervorgerufen werden, wenn dieses Kissen periodischen Belastungen unterworfen wird, wie solche bei einer Bewegung des Fahrzeuges bei normaler Geschwindigkeit über einen gewellten Grund, sei es ein fester Boden oder eine Wasserfläche, hervorgerufen werden.The invention is generally concerned with the problem of good stability of a cushion in terms of its dynamic behavior. So should Instabilities avoided by a spontaneously initiated vertical Vibration of the vehicle part that lies above the cushion and that on the cushion rests, to be initiated. There should also be instabilities due to resonance phenomena of the pillow, which are caused when this pillow is subjected to periodic loads, such as those when the vehicle is moving at normal speed over an undulating ground, be it solid ground or a body of water.

Aus theoretischen Versuchen, die von dem Erfinder durchgeführt wurden, geht hervor, daß das Kissenvolumen und das Gesetz der Änderung dieses Volumens unter dem Einfluß von Druckänderungen im Kissen wesentliche Parameter der .dynamischen Stabilität eines durch Strömungsmittelkissen getragenen Bodenreaktionsfahrzeuges sind.From theoretical experiments carried out by the inventor, it can be seen that the cushion volume and the law of change of this volume under the influence of pressure changes in the cushion are essential parameters of the .dynamic Stability of a ground reaction vehicle carried by fluid cushions are.

Daraus geht hervor, daß ein Luftkissen wünschenswert ist, das durch solche Mittel begrenzt ist, daß sich das Kissenvolumen in umgekehrtem Sinn wie der Druck des im Kissen enthaltenen Gases ändert.From this it can be seen that an air cushion is desirable that can pass through such means is limited that the cushion volume in the opposite sense as the Pressure of the gas contained in the cushion changes.

Bekannt (britische Patentschrift 935 825) ist ein Luftkissenfahrzeug, bei dem das Luftkissen oben durch eine flexible Membran und seitlich durch Strömungsmittelvorhänge begrenzt ist. Eine solche Begrenzung kann nicht dazu führen, daß der Ausströmungsquerschnitt zwischen dem unteren Rand der Begrenzung und dem Boden automatisch in Abhängigkeit vom Kissendruck geändert wird. Bei einem anderen bekannten Luftkissenfahrzeug (USA.-Patentschrift 3 170 530) sind die Elementarluftkissen um eine waagerechte Achse schwenkbar. Die Elementarluftkissen sind glockenförmig ausgebildet, wobei der Mantel jeder Glocke aus einem flexiblen Material, z. B. aus einem beschichteten Gewebe, besteht. Bei einer solchen Kissenbegrenzung besteht keine Unterteilung zwischen einer ersten und einer zweiten Wand. Auch eine solche Begrenzung der Kissen führt nicht zu einer automatischen Änderung des Ausströmungsquerschnittes unter dem Einfluß des Kissendruckes. Bei einem weiteren bekannten Luftkissenfahrzeug (französische Patentschrift 1 377 636) besteht die endlose Wand aus einem mit Luft aufblasbaren Wulst, wobei der Aufblasdruck veränderbar ist. Das Kissen ist oben durch die Fahrzeugplattform begrenzt. Ein erhöhter Kissendruck führt zwar zu einer Zusammendrückung des Wulstes und damit zu einer Vergrößerung des Ausströmungsquerschnittes, jedoch ist zur Erzielung der Elastitzität der Begrenzungswand eine wulstartige Ausbildung dieser Wand erforderlich.Known (British patent specification 935 825) is a hovercraft, with the air cushion at the top through a flexible membrane and at the side through fluid curtains is limited. Such a limitation can not lead to the outflow cross-section automatically depending between the lower edge of the boundary and the ground is changed by the pillow pressure. In another known hovercraft (U.S. Patent 3 170 530) the elementary air cushions can be swiveled around a horizontal axis. the Elementary air cushions are bell-shaped, with the jacket of each bell made of a flexible material, e.g. B. consists of a coated fabric. at such a cushion limit is not subdivided between a first one and a second wall. Even such a limitation of the cushions does not lead to one automatic change of the outflow cross-section under the influence of the cushion pressure. In another known hovercraft (French patent 1,377 636), the endless wall consists of an air-inflatable bead, with the inflation pressure is changeable. The top of the cushion is limited by the vehicle platform. An increased Cushion pressure leads to a compression of the bead and thus to a Enlargement of the outflow cross-section, however, to achieve elasticity the boundary wall required a bead-like design of this wall.

Schließlich ist auch ein Luftkissenfahrzeug der eingangs genannten Gattung bekannt (französische Patentschrift 1371776). Die Kissen haben in diesem Fall eine nicht veränderliche Umgrenzung, so daß sich bei ihrer Bewegung zwar der Ausströmungsquerschnitt unter dem Einfluß des Kissendruckes automatisch ändert, jedoch bleibt der von den Wänden umgrenzte Raum des Kissens konstant.Finally, a hovercraft of the type mentioned at the beginning is also known (French patent specification 1371776). In this case, the cushions have an invariable boundary, so that when they move the outflow cross-section changes automatically under the influence of the cushion pressure, but the space of the cushion bounded by the walls remains constant.

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Begrenzung eines Elementargaskissens so ausgebildet werden, daß sich der Ausströmungsquerschnitt zwischen Boden und unterem Rand der seitlichen Begrenzungswand auch bei Verwendung einer nicht aufblasbaren Wand in Abhängigkeit vom Kissendruck so ändert, daß bei Zunahme des Kissendruckes der Ausströmungsquerschnitt vergrößert wird, ohne daß sich deshalb die Lage des Fahrzeuges ändert. Gleichzeitig mit der Querschnittsänderung soll sich das Kissenvolumen ändern.The invention is intended to provide a device of the type mentioned at the beginning to delimit an elementary gas cushion are designed so that the outflow cross-section between the floor and the lower edge of the side wall, even when in use a non-inflatable wall changes depending on the pillow pressure so that at Increase in the cushion pressure, the outflow cross-section is increased without therefore the position of the vehicle changes. Simultaneously with the change in cross-section the pillow volume should change.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die zweite einen endlosen Außenrand aufweisende Wand verformbar ist und mit ihrem inneren Rand an dem Maschinenrahmen gegen das Strömungsmittel abgedichtet aasgelenkt ist und daß die das Kissen seitlich begrenzende Wand an ihrem oberen Rand am Außenumfang der zweiten Wand durch ein dichtes Gelenk zwischen den beiden Wänden bildende Mittel befestigt ist.This object is achieved according to the invention in that the second a wall having an endless outer edge is deformable and with its inner edge is sealed on the machine frame against the fluid and is articulated that the wall laterally delimiting the pillow at its upper edge on the outer circumference means forming the second wall by a tight hinge between the two walls is attached.

Wenn sich ein mit solchen Elementargaskissen versehenes Fahrzeug über ein Hindernis bewegt, das eine Verminderung des Ausströmungsquerschnittes bewirkt, ergeben sich folgende Reaktionen: Der Druck im Inneren des Kissens erhöht sich, und die obere Wand wird unter Überwindung der Kraft der Federorgane nach oben gedrückt. Hierdurch verlagert sich auch die Seitenwand nach oben, wodurch der Ausströmungsquerschnitt vergrößert und der Druck im Inneren des Kissens vermindert wird. Gleichzeitig damit ändert sich auch das Kissenvolumen im Sinne einer Verkleinerung. Durch dieses Zusammenwirken der Änderung des Auströmungsquerschnittes und der Änderung des Kissenvolumens erhält man eine wesentliche Verbesserung der Stabilität einer mit solchen Kissen versehenen Strömungsmittelkissenmaschine.If a vehicle fitted with such elementary air cushions falls over moves an obstacle that causes a reduction in the outflow cross-section, the following reactions result: The pressure inside the pillow increases, and the upper wall is pushed upwards, overcoming the force of the spring organs. As a result, the side wall is also displaced upwards, as a result of which the outflow cross-section and the pressure inside the pillow is decreased. Simultaneously with it the cushion volume also changes in the sense of a reduction in size. Through this interaction the change in the flow cross-section and the change in the cushion volume there is a substantial improvement in the stability of a cushion provided with this type of cushion Fluid cushion machine.

Die Strömungsmittelkissenbegrenzung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die Projektion des freien Randes der endlosen Wand auf die zweite Wand den inneren Rand der zweiten Wand umgibt. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, d'aß die endlose Wand zum Fahrzeug hin in an sich bekannter Weise erweitert ist. Die endlose Wand kann in diesem Fall die Form eines Kegelstumpfes aufweisen, wie dies an sich bekannt ist.The fluid cushion restriction is preferably designed in such a way that that the projection of the free edge of the endless wall onto the second wall is the inner one Surrounding the edge of the second wall. This can e.g. B. be achieved by d'ass the endless wall is extended towards the vehicle in a known manner. The endless one Wall can in this case have the shape of a truncated cone, as is the case in itself is known.

Die endlose Wand ist vorzugsweise flexibel, während die zweite Wand aus in sich festen Sektoren gebildet sein kann, die sich in der Nähe ihrer Ränder überdecken.The endless wall is preferably flexible while the second wall can be formed from self-contained sectors that are located near their edges cover.

Die zweite Wand kann mit der endlosen Wand durch Bänder aus flexiblem Material verbunden sein, welche Bänder dichte Pseudogelenke bilden.The second wall can be connected to the endless wall by means of strips of flexible Material be connected, which ligaments form dense pseudo-joints.

Zur Verhinderung von Schwingungen .der zweiten Wand gegenüber dem Fahrzeuggestell können zwischen dieser Wand und dem Fahrzeuggestell Stoßdämpfer angeordnet sein.To prevent vibrations .the second wall compared to the The vehicle frame can have shock absorbers between this wall and the vehicle frame be arranged.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt im diametralen Halbschnitt einen ein Luftkissen begrenzenden Mantel gemäß der Erfindung in normaler Betriebsstellung; F i g. 2 zeigt den gleichen Mantel in vorübergehend angehobener Stellung; F i g. 3 und 4 sind Unteransichten zweier variierter Ausführungsformen eines Mantels nach den F i g. 1 und 2, wobei einer der Mäntel polygonal und der andere rund ausgeführt ist.F i g. 1 shows an air cushion delimiting an air cushion in a diametrical half section Coat according to the invention in the normal operating position; F i g. Figure 2 shows the same jacket in a temporarily raised position; F i g. 3 and 4 are bottom views of two varied embodiments of a jacket according to FIGS F i g. 1 and 2, with one of the jackets being polygonal and the other round is.

In den Figuren ist ein Maschinenrahmen in Form einer Plattform 1 zu sehen, welche Plattform durch mindestens ein Kissen 2 aus einem unter Druck stehenden Strömungsmittel gestützt ist. Dieses Kissen ist auf irgendeine bekannte Art und Weise gespeist, und zwar vorzugsweise unabhängig von anderen Kissen, beispielsweise mittels eines Ventilators 3 über eine Zuführungsleitung 4 für das unter Druck stehende Strömungsmittel.In the figures, a machine frame in the form of a platform 1 can be seen, which platform is supported by at least one cushion 2 made of a pressurized fluid. This cushion is fed in any known manner, preferably independently of other cushions, for example by means of a fan 3 via a supply line 4 for the pressurized fluid.

Das Kissen befindet sich innerhalb eines zusammengesetzten Mantels. Dieser Mantel, der insgesamt mit 5 bezeichnet ist, besteht im wesentlichen aus einer endlosen Seitenwand 50 und einer einen endlosen Außenumfang aufweisenden zweiten Wand in Form einer ringförmigen Platte 51, die diese Wand stützt. Die Wand 50 hat im Grundriß gesehen eine geschlossene Form, wobei diese Form beliebig sein kann, z. B. kreisförmig, rechteckig oder polygonal. Sie ist nach oben erweitert, wie man dies aus der Figur ersehen kann. Sie besteht aus einem nicht dehnbaren, jedoch vorteilhafterweise deformierbaren Material, wie z. B. einem Gewebe, das zum Zwecke des Undurchlässigmachens überzogen ist.The pillow is inside a composite mantle. This jacket, which is designated as a whole by 5, consists essentially of an endless side wall 50 and a second wall having an endless outer circumference in the form of an annular plate 51 which supports this wall. The wall 50 has a closed shape as seen in plan, which shape can be of any desired type, e.g. B. circular, rectangular or polygonal. It is expanded upwards, as can be seen from the figure. It consists of a non-stretchable, but advantageously deformable material, such as. B. a fabric that is coated for the purpose of impermeability.

Die ringförmige Platte 51 ist ebenfalls praktisch undehnbar unter dem Einfluß von Druckänderungen des durch den zusammengesetzten Mantel begrenzten Luftkissens, kann sich aber in vertikaler Richtung deformieren, um das Luftkissenvolumen in geeignetem Sinn zu ändern. Im allgemeinen Fall, in dem sich der Umfang der Verbindungslinie 53 zwischen der Wand 50 und der Platte 51 nicht ändert, kann diese Platte aus mehreren festen plattenförmigen Elementen 51 a zusammengesetzt sein, die im Grundriß gesehen eine Trapezform haben, wobei sich die radial verlaufenden Trapezlinien zum Zwecke der Dichtung überlappen. Bei 53 sind Gelenke oder Scharniere vor-Qesehen. Zur Verbindung des Innenumfanges der Elemente 51 a mit der Plattform 1, genauer gesagt mit dem unteren Ende des Zuführungskanals 4, dient eine Membran 52 a aus deformierbarem und vorteilhafterweise elastischem Material, wie Gummi. An die Scharniere 53 ist ein ebenfalls aus Kautschuk bestehendes Dichtungsband 52 b angefügt (F i g. 1 bis 3).The annular plate 51 is also practically inextensible under the influence of changes in pressure of the air bag defined by the composite jacket, but can deform in the vertical direction to change the air bag volume in any suitable sense. In the general case, in which the periphery of the connecting line 53 between the wall 50 and the plate 51 does not change, this plate may consist of several solid plate-like elements 51 a may be composed, as viewed in plan view have a trapezoidal shape, with the radially extending trapezoidal lines overlap for sealing purposes. At 53 joints or hinges are seen. To connect the inner circumference of the elements 51 a to the platform 1, more precisely to the lower end of the feed channel 4, a membrane 52 a made of deformable and advantageously elastic material, such as rubber, is used. At the hinges 53 also an existing rubber sealing strip 52 is added b (F i g. 1 to 3).

Bei einer anderen Ausführungsform (F i g. 4) ist die ringförmige Platte 51 in einfacher Weise eine aus Metallblech bestehende Membran, die mit radialen Rippen versehen und vorzugsweise mit einem Plastikmaterial überzogen ist, das seine Widerstandsfähigkeit und die Dämpfungseigenschaften gegen eventuelle vertikale Vibrationen des zusammengesetzten Mantels 50, 51 erhöht.In another embodiment (Fig. 4) the annular plate is 51 in a simple manner made of sheet metal membrane with radial Ribs provided and is preferably coated with a plastic material that his Resistance and damping properties against any vertical vibrations of the composite shell 50, 51 increased.

Diese Platte ist am Kanal 4 so befestigt, daß sie sich vertikal verformen kann. An ihrer Außenseite sind Dichtungsbänder 52 b als Pseudogelenke vorgesehen. In diesem Fall kann, wenn die Platte im Ruhezustand eben ist (F i g. 1), der Übergang in die Stellung nach F i g. 2 (diese Stellung entspricht sehr großen, auf die Plattform 1 auf Grund ihrer Bewegung über ein unebenes Gelände ausgeübten Beschleunigungen) eine Verminderung des Außenumfanges mit sich bringen. Dies hat auch eine Verminderung des Umfanges der Wand 50 zur Folge, die sich der vertikalen Deformation anschließt, um das Volumen des Kissens 2 zu vermindern und augenblicklich die gewünschte Dämpfung zu vermehren, trotz der Vermehrung des Volumens, die auf Grund der relativen Dehnbarkeit der Wand notwendigerweise stattfindet.This plate is attached to the channel 4 so that it can deform vertically. On its outside, sealing strips 52 b are provided as pseudo-joints. In this case, if the plate is flat in the rest state (FIG. 1), the transition to the position according to FIG. 2 (this position corresponds to very large accelerations exerted on the platform 1 due to its movement over uneven terrain) bring about a reduction in the outer circumference. This also results in a reduction in the circumference of the wall 50 following the vertical deformation to reduce the volume of the cushion 2 and instantly increase the desired cushioning despite the increase in volume due to the relative extensibility of the wall necessarily takes place.

Zwischen der Plattform 1 und der Platte 51 sind vorteilhafterweise elastische Organe 6 und Stoßdämpfer 7 angebracht. Hiermit hält man die Platte 51 in einer wenigstens annähernd horizontalen Lage, wodurch Resonanzerscheinungen, die auf der Eigenelastizität des so gebildeten zusammengesetzten Mantels beruhen, vermieden werden.Between the platform 1 and the plate 51 are advantageously elastic organs 6 and shock absorbers 7 attached. This is used to hold the plate 51 in an at least approximately horizontal position, whereby resonance phenomena, which are based on the inherent elasticity of the composite jacket formed in this way, be avoided.

Man wird feststellen, daß die vom unteren Rand 50 a der Wand 50 begrenzte Fläche größer ist als die Fläche, die die Gelenke 52 a der Platte 51 auf der Plattform begrenzt. Unter diesen Bedingungen unterscheidet sich die Wirkungsweise eines zusammengesetzten Mantels der beschriebenen Art von der gebräuchlicher, nicht dehnbarer Wände, die unmittelbar mit ihrem oberen Rand an einer Plattform befestigt sind, dadurch, daß jede zufällige Vermehrung des inneren Druckes des Strömungsmittelkissens 2 bestrebt ist, sich auf den Unterschied der obenerwähnten Flächen auszuwirken und die Platte 51 anzuheben. Da die Platte 51 an der Plattform 1 längs ihres inneren Umfanges 52 a angelenkt ist, wird sie sich außen anheben und dadurch leicht verformen, wie dies im rechten Teil der F i g. 1. gezeigt ist. Daraus resultiert unmittelbar eine Verminderung des Kissenvolumens 2 und damit eine schnelle Dämpfung einer periodischen Bewegung der Plattform, die durch die genannte Druckvermehrung entstehen könnte. Umgekehrt hat eine zufällige Reduzierung des Druckes eine relative Absenkung des Außenumfanges der Platte 51 und des unteren Randes 50 a der Wand 50 zur Folge.It will be noted that the area delimited by the lower edge 50 a of the wall 50 is greater than the area which delimits the joints 52 a of the plate 51 on the platform. Under these conditions, the mode of action of a composite jacket of the type described differs from that of conventional, inextensible walls, which are fastened directly with their upper edge to a platform, in that any accidental increase in the internal pressure of the fluid cushion 2 tends to occur to act the difference of the above mentioned surfaces and to raise the plate 51. Since the plate 51 is articulated to the platform 1 along its inner circumference 52 a, it will rise on the outside and thereby deform slightly, as shown in the right part of FIG. 1. is shown. This results directly in a reduction in the cushion volume 2 and thus in rapid damping of a periodic movement of the platform that could arise from the aforementioned increase in pressure. Conversely, an accidental reduction in pressure results in a relative lowering of the outer circumference of the plate 51 and the lower edge 50 a of the wall 50.

Man kann die Platte 51, die Federn 6 und auch die Stoßdämpfer 7 durch leicht aufblasbare Mittel ersetzen.One can the plate 51, the springs 6 and also the shock absorbers 7 through replace easily inflatable means.

Claims

Claims: 1. Device for limiting a fluid cushion for a fluid cushion machine, in which device that with a gas supply fitted cushions laterally by a dense endless wall and at its top bounded by a second wall, the outer edge of which is perpendicular to the ground without substantial Changes in its scope relative to the machine frame can be displaced against spring elements is, characterized in that the second having an endless outer edge Wall (51) is deformable and with its inner edge on the machine frame (1) against the fluid is hinged in a sealed manner and that the cushion (2) is laterally delimiting wall (50) at its upper edge on the outer circumference of the second wall (51) means (53, 526) is attached.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the projection of the free edge (50 a) of the endless wall (50) on the second wall surrounds the inner edge (55) of the second wall.

3. Device according to claim 2, characterized. that in a manner known per se the endless Wall (50) is extended towards the vehicle.

4. Apparatus according to claim 3, characterized characterized in that in a manner known per se, the endless wall (50) has the shape of a Has a truncated cone.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the endless wall (50) is flexible.

6, Device according to one of the preceding would appeal, characterized in that the second wall (51) is formed in to fixed sectors (51 a), which overlap in the vicinity of their edges.

7. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the second wall (51) with the endless wall (50) is connected by bands (52 b) made of flexible material, which bands seal Form pseudo-joints. B. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that shock absorbers are located between the second wall and the vehicle frame (7) are arranged.