DE1456061A1 - Fliegender Kran - Google Patents

Description

• Fliegender Kran Die Erfindung bezieht sich auf fliegende Lasthebegeräte und betrifft einen dreibeinigen fliegenden Kran mit vollständig verkleideten Luftschrauben.
• Bekannt sind bisher fliegende Lasthebegeräte, deren Funktion im wesentlichen darin besteht, eine im allgemeinen schwere und sperrige Last vom Boden aufzunehmen, aber diese Geräte haben meistens aus Leistungsgründen eine vom Hubschrauber, abgeleitete Auftriebsvorrichtung, und diese Vorriohtung besitzt in der Regel eine große Tragschraube. Und selbst wenn man dies Krönnte, würde diese Verleidung dem Piloten der Maschine einen großen Teil seines Gesichtsfeldes wegnehmen, die Kanzel nuß aber vollstäldig frei sein derart, daß sie dem Piloten ein leichtes Steuern des Gerätes in Bodennähe und während des Fluges gestattet. Gegenstand der Erfindung ist daher ein fliegender Kran mit vollständig verkleideten Luftschrauben, bei dem sowohl für die Schraubenblätter als auch für das Bodenpersonal jede Gefahr vermieden wird und die dank einer besonderen Anordnung ihrer Pilotenkanzel eine vollkommen freie Panoramasicht gestattet bei Bodenmanövern und Flugmanövern unter besonders schwierigen Bedingungen.
• Der erfindungsgemäße fliegende Kran weist folgende Kennzeichen auf Je eine Triebwerkgruppe mit verkleideten Luftschrauben ist an beiden Enden eines Querträgers angeordnet, und jede Triebwerkgruppe kann um die Längsachse dieses Trägers schwenken. Der Querträger ist in seiner Mitte rechtwinklig mit einem Längsträger verbunden und bildet mit ihm eine T-Konstruktion. Zweckmäßig sind die Träger als Gitterwerk ausgebildet. Die Verkleidung der Luftschrauben ist für die Aufnahme des gesamten Brennstoffvorrates ausgebildet. Die Luftschrauben sind im Innern der beiden Triebwerkgruppen derart angeordnet, daß ihre Schubkräfte die gleiche Richtung haben, ihre Wellen, sind zueinander parallel und liegen symmetrisch und senkrecht zur gemeinsamen Schwenkachse der Triebwerkgruppen.
• Rotierende Leistungs- und Schuberzeuger, z. B. Turbotriebwerke, sind nebeneinander im Inneren jeder Triehrierkgruppe angeordnet, die Wellen dieser Triebwerke schneiden die gemeinsame Schwenkachse und sind parallel zu den Luftschmu-. benwellen, und ihr Restschub hat die gleiche Richtung wie die Luftschraubenschubkräfte. Zwischen den Triebwerken und den Luftschrauben ist vorteilhaft eine einzige zentrale mechanische Verbindung angeordnet. Gemäß weiterer. Erfindung stützt sich die Tragkonstruktion am Boden auf drei einziehbaren Fahrwerkbeinen von beträchtlicher Höhe ab. von denen zwei vorne nahe den Enden des Querträgere und das dritte hinten am freien Ende des Längsträgers gelagert sind. Die Fahrwerkbeine tragen federnd aufgehängte Räder, die beiden Vorderräder sind angetrieben und steuerbare Zwischen dem Hinterbein und dem Längsträger ist eine Pilotenkanzel angeordnet. Das Gesichtsfeld ist in allen Richtungen frei, nach vorne, nach den Seiten, nach oben und nach unten. Ein Führerstand gestattet die Steuerung der Maschine durch getrennte und gemeinsame Änderung der luftsehraubensteigung, der Triebwerketellung und durch die Einstellung der Turbotriebwerke. gehört besonders ein Lasthaken an einem von einer Winde bedienten Tragseil. Das Tragseil befindet sich im Lot des Schwerpunktes der Maschine und in der durch die Triebwerkschwenkachse gehenden senkrechten Ebene.
• Die Anordnung der Fahrwerkbeine ist derart, daß die Aufsetzpunkte der beiden vorderen Beine sich vor und seitlich außerhalb der kote ihrer Anlenkpunkte am Gerüst befinden, so daß sie einerseits einen möglichst hohen Durchgang und andererseits eine möglichst große Stützweite gewährleisten. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist; in dieser zeigen in perspektivischer Ansicht Fig. 1 einen dreibeinigen fliegenden Kran in Bodenstellung; Fig. 2 eine Triebwerkgruppe aus Fig. 1; Fig. 3 den Kran nach Fig. 1 im Flug, und zwar ohne Last und mit eingezogenen Beinen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die aus Dreiecksfachwerken bestehende Konstruktion eines dreibeinigen fliegenden Krans folgende Teile (Fig. 1): 1) einen Querträger 1a in Richtung yo, yo1, der in 0 senkrecht von einer Symmetrieebene geschnitten wird, die durch die orthogonalen Achsen xo xol und zo z01 definiert wird, und der an seinen beiden Enden Triebwerkgruppen 2d und 2g trägt, die in Pfeilrichtung f um yo yot schwenken können und deren Symmetrieachsen alle Lagen zwischen den zur Achse x0 X0' und zur Achse z0 z0l parallelen Richtungen einnehmen können; 2) einen Längsträger 1b in Richtung x0 x01, der fest mit dem Querträger 1 a verbunden ist und an seinem freien' Ende eine Pilotenkanzel 3. trägt; 3) zwei vordere Fahrwerkbeine 4g, 4d, die schwenkbar um die parallel und symmetrisch zu x0 x01 liegenden Achsen x1 x1' und x2 x2' angelenkt sind, sowie ein hinteres Fahrwerkbein 5, das schwenkbar um eine zu y0 y01 parallele Achse y1 y11 angelenkt ist. Diese drei Beine können im Flug entsprechendden Pfeilen f1, f11, f1" eingezogen werden und in die Stellung in Fig. 3 gelangen. Die vorderen Beine sind derart geneigt, saß ihre Aufsetzpunkt ß und ß1 nach vorn und seitlich außen gegenüber dem Lot der Anlehkungspunkte verschoben sind, um die freie Durchgangsfläche unter dem Kran sowie die Seiten des Aufsetzdreiecks (α - # - #1) zu vergrößern; 4) einen Lasthaken 6 und eine Winde 7, die sich nahe am Punkt 0 befinden und des Anhängen der Last 10, deren Aufhängung durch Hilfsseile 8 vervollständigt werden kann, ermöglichen, Drehzapfen 15g (links) und 15d (rechts) mit den Achsen yo yo1 gestatten das Schwenken der Triebwerkgruppen, z. B. in Richtung f und verbinden sie mit dem Träger 1a. Die Einzelsteuerung 16 und die Gesamtsteuerung 17 der Luftschraubensteigung sowie die Steuerung 18 der Turbotriebwerkdrehzahl liegen in dem Holm 19; es handelt sich um Vorrichtungen mit Drehgelenken oder mit anderen analogen Bauelementen, wie sie in ähnlichen Fällen üblicherweise benutzt werden. Eine besondere Ausbildung der Verkleidungen 20g (links) und 20d (rechts) gestattet die Unterbringung des Treibstoffs 21.
• Zur Vereinfachung der Beschreibung wurden die normalen, üblichen Kreisläufe (Schmierung, Temperaturkontrolle usw. ) weggelassen; sie sind dem Fachmann bekannt und werden hier wie üblich angebracht.
• Die für das Gleichgewicht des Gerätes im Flug geforderten Bedingungen werden erreicht, wenn die Schubkraftresultierenden der Luftschrauben bei verschiedenen Neigungen der Triebwerkgruppen durch die Achse yo yo1 gehen und wenn der Schwerpunkt der Maschine sich in gleichem Abstand zu diesen Resultierenden und unterhalb der Achse yo yol befindet.
• Zum Verständnis, wie das Gerät fliegt, werden im folgenden die Gleichgewichtsbedingungen aufgeführt, die erforderlich sind zum senkrechten Abheben, zum Schwebeflug und zum Flug in Iängsrichtung des Gerätes.
• Beim senkrechten Abheben erfolgt eine Steigbewegung, wenn die Hauptresultierende der Schubreaktionsk,räfte größer ist als das Gewicht der Maschine und von entgegengesetzter Richtung, wobei alle Kräfte senkrechte Richtung haben: Der Schwebeflug wird erreicht, wenn die Hauptresultierende der Schubreaktionskräfte zusammen mit dem Gewicht Null wird. Der Flug in Längsrichtung wird durch eine gleichzeitige Neigung der beiden resultierenden Schubreaktionskräfte jeder Triebwerkgruppe gegenüber der Senkrechten erreicht. Diese Neigung erzeugt das Auftreten einer gemeinsamen, nicht senkrechten und z. B. in Längsrichtung verlaufenden Resultierenden aus Gewicht und den Schubkraftresultierenden: Die Üblichen Steuervorgänge um die Nick-, Gier- und Roll-' achsen erfolgen durch unterschiedliche oder einheitliche Neigung der Resultierenden der Schubreaktionskräfte jeder Triebwerkgruppe gegenüber der Senkrechten, und zwar verbunden oder nicht verbunden mit einer unterschiedliche. oder einheitlichen Schubänderung der Luftschrauben jeder Triebwerkgruppe.
• Alle Eingriffe, welche die oben beschriebenen Vorgänge erzeugen, erfolgen auf einfache Weise durch unterschiedliche oder einheitliche Änderung der Steigung jeder Luftschraube, durch unterschiedliche oder einheitliche Änderung der Neigung der Triebwerkgruppen gegenüber der Senkrechten sowie durch Änderung der Drehzahl der Turbotriebwerke.
• Der Kran ist beispielsweise zu einem Einsatz fähig, der aus einem schnellen Anflug ohne Nutzlast sowie einem darauffolgenden wiederholten Umladen schwerer oder sperriger Lasten besteht. In Fig. 3, die die Maschine im Anflug ohne Nutzlast zeigt, sind die Fahrwerkbeine 4g, 4d)5 hydrauliaoh eingesogen 'worden, um den Strömungswiderstand zu vermindern. Ebenso sieht man in.Fig. 3, daß die Symmetrieachsen der Triebwerkgruppen gegenüber der Senkrechten derart geneigt sind, daß sie Auftrieb und Vortrieb erzeugen, was Waagrechtflug ergibt. Selbstverständlich kann diese Neigung unterschiedlich sein je nachdem, ob der Kran leer ist oder eine Last trägt, weil sich dann die für das Gleichgewicht maßgeblichen Kräfte ändern und der Luftwiderstand der Last hinzukommt.
• Ein fliegender Kran nach der Erfindung weist folgende Vorteile auf Dank der verkleideten Luftschrauben kann er eich ohne Gefahr Hindernissen (Masten, Bäume usw.), wie sie üblicherweise bei Flugeinsätzen dieser Art von Hebegeräten angetroffen werden, nähern; im Falle des Transports besonders schwerer oder sperriger Ladungen verfügt der Kran über eine große Transportkapazität und zwar wegen der Leistungsfähigkeit der verkleideten Luftschrauben und wegen der Anordnung seiner tragenden Teile, die einen breiten und hohen Durchgang mit erhöhter Tiefe gestattet; das Gesichtsfeld von der Kanzel aus ist hervorragend und gestattet eine gleichzeitige Beobachtung der Ladung und'der Manöversteuerung sowie der gesamten Maschine während der Flugsteuerung; die Konstruktion ist vereinfacht durch das Fehlen üblicher Verkleidungen wie Flugzeugrumpf, Tragflügel und Zeitwerk; die Betriebssicherheit ist befriedigend dank der mechanischen Verbindung aller Triebwerke mit allen Luftschrauben. Beim Ausfall eines oder mehrerer Triebwerke bleibt so immer eine gewisse Gesamtleistung verfügbar, die proportional zu der Anzahl der in Betrieb bleibenden Triebwerke ist und weiter auf alle Luftschrauben verteilt wird. Selbstverständlich sind im Rahmen des Erfindungsgedankens Änderungen möglich: z. B. kann man die Anzahl oder die relative Lage der Luftschrauben oder der Triebwerke sowie die Art der Lastanhängung ändern, oder man kann die Maschine zum Anheben von Lasten aus der Schwebeflugstellung heraus einsetzen oder zum Transport einer am Ende des Tragseils hängenden last.

Claims (7)

1. Patentansprüche .1. Fliegender Kran zur Aufnahme schwerer und sperriger lasten vom Boden und zu deren Beförderung im Flug, gekennzeichnet durch mindestens zwei Luftschrauben (13), die vollständig verkleidet und auf zwei schwenkbare Triebwerkgruppen (2) verteilt sind, die sich an den Enden eines Querträgers (1a) befinden, während sich die Pilotenkanzel (3) am Ende eines Längsträgers (1b) befindet, wobei diese Träfer (1a, 1b) T-förmig miteinander verbunden und als-Gitterwerk ausgebildet sind.
2. 2. Fliegender Kran nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebwerkgruppen (2) um eine gemeinsame Querachse (yo yo1) schwenkbar sind und jede Triebwerkgruppe mindestens zwei Luftschrauben (13) und ein Turbotriebwerk (12) besitzt, wobei die Wellen (22) der Luftschrauben zueinander parallel und symmetrisch zur gemeinsamen Schwenkachse (yo yo1) angeordnet sind und die Symmetrieachse (23) des Turbotriebwerkes parallel zu den Wellen ist und durch die gemeinsame Schwenkachse (y0 yo1)geht.
3. 3. Fliegender Kran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Bekennzeichnet, daß die Kanzel (3) für jede Triebwerkgruppe (2) Steuerorane (17) zur gemeinsamen Steuerung und Steuer-,Z organe (16) zur getrennten Steuerung der- Steigung der symmetrisch zu beiden Seiten der gemeinsamen Schwenkachse (yo yo') Luftschrauben (13a, 13b) besitzt.
4. 4. Fliesender Kran nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanzel (3) Steuerorgane (18) zur getrennten oder gemeinsamen unterschiedlichen oder eiseitlichen Einstellung der Turbotriebwerke (12) sowie Steuerorgane zur getrennten oder gemeinsamen Neigungseinstellung der Symmetrieachsen jeder Triebwerkgruppe (2) zwischen einer Stellung parallel zur Längsachse (x0 x01) und einer Stellung parallel zur Hochachse (zo 2o1) des Krans besitzt. -.
5. 5. Fliegender Kran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Turbotriebwerke der beiden Triebwerkgruppen (2) über Getrieberäder mit einer gemeinsamen Übertragungswelle (11a)-gekuppelt sind, die ihrerseits in jeder Triebwerkgruppe ein Getriebe (14) antreibt, das mit den Luftschrauben (13) verbunden ist.
6. 6. Fliegender Kran nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei einziehbare, mit Rädern versehene Fahrwerkbeine (4, 5), die an den drei Enden der T-Konstruktion (1a, 1b aasgelenkt sind, wobei die Räder bezüglich des Lotes der Fahrwerkbein Anlenkpunkte derart nach vorne, nach seitlich außen und nach hinten versetzt sind, daß das Aufs etzdreieck (α, #, #1) der am Boden ruhenden Maschine möglichst groß und in jedem Fall größer als die Projektion der T-Konstruktion und der Durchgang zwischen den Fahrwerkbeinen möglichst hoch ist.
7. 7. Fliegender Kran nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasthebeeinrichtungen (6), Winde, Tragseil und Lasthaken, im Lot des Schwerpunktes der Maschine sowie in der senkrechten, durch die Schwenkachse (yo yo') der Triebwerke gehenden Ebene liegen.