DE1556927B1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Luftkissens oder eines anderen Gaskissens,insbesondere zur Verwendung bei Land- oder Wasserfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Luftkissens oder eines anderen Gaskissens, die insbesondere zur Verwendung bei Land- oder Wasserfahrzeugen bestimmt ist, in Form einer Ringwand, die das unter Druck stehende, das Kissen bildende Strömungsmittel seitlich begrenzt, wobei diese aus einem flexiblen Werkstoff bestehende Ringwand die Form eines Kegelstumpfes hat, dessen große Basis geschlossen und am Fahrzeug befestigt ist, während sich seine kleine Basis zum Boden oder zu der Wasserfläche hin öffnet.

Der untere Rand der Ringwand befindet sich beim Betrieb eines Fahrzeuges, das mit einer Begrenzungsvorrichtung der genannten Art ausgerüstet ist, in einem verhältnismäßig kleinen Abstand von der Fläche, auf *5 der sich das Fahrzeug abstützt. Befinden, sich auf der Abstützfläche Unebenheiten, z. B. Bodenunebenheiten oder Wasserwellen, die höher sind als der genannte Abstand, so muß die Ringwand so weit ausweichen können, daß die Maschine nicht an dem Hindernis hängenbleibt.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (deutsehe Auslegeschrift 1190 800) hat der Kegelstumpf eine senkrechte Achse. Die Mantellinien des Kegels haben deshalb im vorderen Bereich der Ringwand, d. h. in dem Bereich, der in Fahrtrichtung zeigt, eine Neigung von vorn oben nach hinten unten. Die Wand kann deshalb leicht über ein Hindernis hinweggleiten. Im hinteren Bereich der Ringwand jedoch sind die Mantellinien von hinten oben nach vorn unten geneigt, so daß der Auftreffwinkel der Ringwand auf das Hindernis ungünstiger ist als im vorderen Bereich der Ringwand. Der hintere Teil der Ringwand kann dann wie ein Schaber wirken, so daß sich an diesem Teil der Ringwand ein Belag, z. B. eine Wasserschicht bilden kann. Auf Grund der Flexitilität der Schürze ist es dennoch möglich, Hindernisse zu überwinden. Kegelstumpfförmige Schürzen haben den Vorteil, daß sie durch den Kisseninnendruck gespannt werden. Diese Spannung kommt dadurch zustande, daß der Kisseninnendruck sowohl eine die Ringwand in ihrer Umfangsrichtung spannunde Kraft als auch eine die Ringwand streckende Kraft ausübt. Es kann deshalb für die Ringwand ein besonders nachgiebiges Material verwendet werden, das keine eigene Steifigkeit zu haben braucht.

Bei einer anderenbekanntenBegrenzungsvorrichtung (französische Patentschrift 1 387 946) ist die Wand zur seitlichen Begrenzung des Luftkissens aus verhältnismäßig steifen Rippen und zwischen den Rippen angeordneten flexiblen Wandteilen zusammengesetzt. Die Rippen sind überall von vorn oben nach hinten unten geneigt. Die Wand ist nicht kegelförmig ausgebildet und erweitert sich nach unten, so daß der Innendruck des Kissens keine die Seitenwand streckende Wirkung ausüben kann.

Bekanntistaußerdem (britische Patentschrift 627 035) eine Begrenzungsvorrichtung, die aus einzelnen keilförmigen Teilen zusammengesetzt ist. Die keilförmigen Teile sind mit ihrem dicken Ende dicht nebeneinander an der Unterseite des Fahrzeuges befestigt. Die keilförmigen Teile sind flexibel und so von vorn oben nach hinten unten geneigt, daß sie leicht auf Hindernisse aufgleiten können. Die Steifigkeit der keilförmigen Elemente ist so groß, daß sie sich allein durch ihre Eigenelastizität wieder gerade strecken, wenn sie beim Überwinden eines Hindernisses abgebogen wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangsgenanntenArtsoauszubilden, daß die Überwindung von Hindernissen leichter möglich ist als bei der bekannten Vorrichtung, wobei jedoch der Vorteil dieser Art Ringwände, nämlich die Strekkung und Formstabilität unter dem Einfluß des Kisseninnendruckes beibehalten werden sollen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß

a) die Achse dieses Kegelstumpfes von vorn oben nach hinten unten und die hintere Erzeugende senkrecht oder ebenfalls von vorn oben nach hinten unten, d. h. entgegengesetzt zur Fahrtrichtung hin, geneigt ist,

b) das Verhältnis der Höhe der Ringwand zur Länge ihrer großen Basis zwischen ungefähr 0,25 und ungefähr 0,8 liegt,

c) der Neigungswinkel der Kegelachse relativ zur Senkrechten und der Neigungswinkel 2ß des Kegels so aneinander angepaßt sind, daß der durch die Abszisse 2ß und die Ordinate α eines rechtwinkligen Koordinatensystems bestimmte Punkt im Inneren eines Viereckes liegt, dessen Eckpunkte die folgenden Koordinatenwerte haben:

erster Eckpunkt : « = 22,5°, 2ß = 10° ,
zweiter Eckpunkt: α = 30°, 2ß = 22,5°
dritter Eckpunkt : oc = 20°, 2ß = 40°
vierter Eckpunkt: « = 5°, 2ß = 10° '

Eine so beschaffene Vorrichtung ist besser geeignet, Hindernisse zu überwinden als die bekannten Vorrichtungen mit kegelstumpfförmigen Schürzen, da auch der hintere Bereich der Schürze keine ungünstige Neigung relativ zum Hindernis hat. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Form einer Ringwand bei der Fahrt über Wasser, da der Schöpfeffekt vermieden ist, der bei einer Ringwand auftreten kann, deren hinterer Teil von hinten oben nach vorn unten geneigt ist. Innerhalb der angegebenen Grenzen für das Verhältnis von Ringwandhöhe zu Ringwanddurchmesser, für die Neigung der Ringwandachse und für den Öffnungswinkel des Kegels hat die Ringwand eine ausreichende Formstabilität. Damit ist der Vorteil einer nicht formsteifen Wand mit den Vorteilen solcher Ringwände vereinigt, bei denen die Luftkissenseitenwand sowohl vorn als auch hinten in einem für das Überwinden von Hindernissen günstigen Sinne geneigt sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer flexiblen Ringwand gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt diese Ringwand im Schnitt längs ihrer Symmetrieebene;

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Grenzen für die Winkel α und β der F i g. 2 darstellt, und

F i g. 4 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug, das mit Ringwänden gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ringwand hat die Form eines Kegelstumpfes 1, der mit seiner großen Basis unter dem Gestell 2 eines Fahrzeuges oder unter dem Rumpf eines Schiffes befestigt ist, während sich seine kleine Basis 3 gegen die Fläche 4 hin Öffnet, gegenüber der ein Luftkissen aufgebaut werden muß, das zum Stützen des Fahrzeuges bestimmt ist. Beim dargestellten Beispiel ist diese Fläche 4 der Erdboden.

Ein Kanal 5, der von einem nicht dargestellten Drucklufterzeuger ausgeht, speist die durch die Ringwand 1 und die Plattform oder den Rumpf 2 des Fahrzeuges umgrenzten Raum mit Druckluft. Der innerhalb der Ringwand 1 herrschende Luftdruck, der sich von unten nach oben auf das Fahrgestell oder den Rumpf 2 auswirkt, versucht das Gestell relativ zum Boden anzuheben. Das Fahrgestell nimmt über dem Boden eine Gleichgewichtsstellung ein, in der der Luftverlust zwischen der kleinen Basis 3 und dem Boden innerhalb der Ringwand 1 die Aufrechterhaltung eines Druckes zuläßt, der ausreicht, um das Fahrgestell 2 gegenüber dem Boden in abgehobener Stellung zu halten. Wenn man unter dem Fahrzeug mehrere gleich ausgebildete Ringwände, z. B. Ringwände e_u e₂, e_s, e₄ ... e_B ... (F i g. 4) anordnet, kann man auf diese Weise erreichen, daß das Fahrzeug nicht mehr unmittelbar auf dem Boden ruht, sondern durch die Luftkissen so gestützt ist, daß eine verhältnismäßig kleine Kraft ausreicht, um das Fahrzeug vorwärts zu treiben.

Es ist selbstverständlich von Vorteil, die einzelnen Ringwände unabhängig voneinander so mit Druckluft zu speisen, daß ein momentaner Druckabfall innerhalb einer der Ringwände sich nicht auf die anderen Luftkissen auswirkt.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ringwand ist Teil eines Kegels mit schräger Achse A-A. Diese Achse schließt mit der Vertikalen einen gewissen Winkel« ein, der so orientiert ist, daß die Achse A-A von oben nach unten entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung F des Fahrzeuges geneigt ist. Die Achse A-A ist also nach hinten geneigt, wobei der Halbierungswinkel der Kegelspitze an den Winkel« so angepaßt ist, daß die hinten liegende Erzeugende G-G ebenfalls von vorn oben nach hinten unten geneigt ist. Dies hat, wie leicht verständlich ist, den Vorteil, daß das Entweichen von Fremdkörpern, die im Laufe der Bewegung des Fahrzeuges in den Raum innerhalb der Ringwände eingedrungen sind, erleichert ist. Solche Fremdkörper sind z. B. Steine oder Erde, wenn es sich um ein Landfahrzeug handelt, oder Wassermassen, wenn es sich um ein Wasserfahrzeug handelt.

Es ist von Vorteil, die Ringwand aus flexiblem und luftundurchlässigem Material, z. B. aus mit Gummi überzogenem Gewebe, herzustellen. Hierdurch wird die Ringwand durch ihre Fähigkeit zur Deformation gegenüber Bodenunebenheiten oder Unebenheiten der Wasserfläche nachgiebig.

Die konische Form der Ringwand kann leicht durch geeignetes Zuschneiden eines Bandes aus flexiblem Material und Zusammenrollen dieses Bandes in die Form eines Kegelstumpfes und Verkleben der an der Verbindungsstelle liegenden Erzeugenden hergestellt werden. Es kann auf irgendeine geeignete Art und Weise unter dem Fahrzeug befestigt werden, beispielsweise durch Festklemmen auf einer Tülle 6 mittels eines aus einem Stahldraht bestehenden Ringes 7.

Bei der aus flexiblem Material bestehenden Ringwand müssen die Winkelgrößen in gewissen Grenzen gehalten werden, um der Ringwand eine ausreichende Formstabilität zu geben, die erforderlich ist, da die Ringwand einerseits dem Innendruck des stützenden Strömungsmittels und andererseits äußeren Einwirkungen, wie z. B. Einwirkungen von Bodenunebenheiten oder Wellungen der Wasserfläche, ausgesetzt ist.

Der Erfinder hat gefunden, daß man eine gute Formstabilität erhält, wenn die folgenden beiden Bedingungen eingehalten werden:

1. Das Verhältnis der Höhe H einer Ringwand zur Länge D ihrer großen Basis soll sein:

0,25 ^ ^H _D- ^ 0,8 .

2. Wenn man auf den Ordinaten die Werte der Winkel « und auf den Abszissen die Werte 2ß des Kegelwinkels desjenigen Kegels, von dem die Ringwand abgeschnitten ist, aufträgt, erhält man das Bild gemäß F i g. 3, auf dem die polygonale Linie ab cd eine Fläche eingrenzt, die solche Werte der Winkel α und 2ß enthält, die einer stabilen Form der Ringwand entsprechen.

Die Koordinaten der vier Punkte a, b, c, d sind in Winkelgraden (90°-Teilung) folgende

	a	b	C	d
	22,5	30,0	20	5
2ß	10	22,5	40	10

Die Gleichungen der vier Geraden ab, bc, cd und da, die die Grenzen des stabilen Gebietes definieren, sind also:

(ab) (bc)

(cd) (da)

«-22,5 2/3 — 10

«	-30
«	-30
	-20
cc	-20

2ß - 22,5 '
Iß - 22,5

«-5

2/3-40
2^-40

Ίβ- icf

10.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Luftkissens oder eines anderen Gaskissens, die insbesondere zur Verwendung bei Landoder Wasserfahrzeugen bestimmt ist, in Form einer Ringwand, die das unter Druck stehende, das Kissen bildende Strömungsmittel seitlich begrenzt, wobei diese aus einem flexiblen Werkstoff bestehende Ringwahd die Form eines Kegelstumpfes hat, dessen große Basis geschlossen und am Fahrzeug befestigt ist, während sich seine kleine Basis zum Boden oder zu der Wasserfläche hin öffnet, d adurch gekennzeichnet, daß

   a) die Achse (A-A) dieses Kegelstumpfes von vorn oben nach hinten unten und die hintere Erzeugende (G-G) senkrecht oder ebenfalls von vorn oben nach hinten unten, d. h. entgegengesetzt zur Fahrtrichtung (F) hin, geneigt ist,

   b) das Verhältnis der Höhe (H) der Ringwand zur Länge (D) ihrer großen Basis zwischen ungefähr 0,25 und ungefähr 0,8 liegt,

   c) der Neigungswinkel (x) der Kegelachse (A-A) relativ zur Senkrechten und der Neigungswinkel (2/?) des Kegels so aneinander angepaßt sind, daß der durch die Abszisse (2ß) und die Ordinate (λ) eines rechtwinkligen Koordinatensystems bestimmte Punkt im Inneren eines Viereckes liegt, dessen Eckpunkte (a, b, c, d} die folgenden Koordinatenwerte haben:
   erster Eckpunkt (a) : λ = 22,5°, 2ß = 10°
   zweiter Eckpunkt (b): χ = 30°, 2ß = 22,5°
   dritter Eckpunkt (c) : χ = 20°, Iß = 40°
   vierter Eckpunkt (d): χ = 5°, 2ß = 10°

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen