DE1809128C - Strömungsmittelkissenmaschine - Google Patents

Description

Die l-.rrtnilung bezieht sich auf cine Strömungsniittclkissenniiisciiinc, die gegenüber einer Stützfläche beweglich ist und Wände zur Begrenzung mindestens einer Vollkammer aufweist, in der über eine Ströimingsmillclzufuhr ein Kissen gebildet wird, wobei die Maschine außerdem einen mit dem Strömungsmittelkissen in Beziehung stehenden deformierbaren Raum sowie Mittel aufweist, um in diesem Raum einen höheren Druck als den normalen Kissendruck aufzubauen, und mit einer die Ausströmung des im deformierbaren Raum enthaltenen Strömungsmittels bei über den höheren Druck hinausragendem Druck gestaltenden Vorrichtung in einen grolivolumigen Raum verschen ist.

Wenn infolge von Unregelmäßigkeiten des Bodens oder infolge von Bewegungen der Last oder des Fahrzeuges der Ve rl ustst mm aus dem Strömungsmiitelkissen eines Strömungsmittelfahrzeuges reduziert wird, erhöht sich der Druck im Kissen, und die Last wird angehoben. Wein sich umgekehrt der Verluststrom vergrößert, vermindert sich der Druck und läßt die Last sich senken. Die Stabilität des Systems läßt sich auf diese Weise erreichen.

Jedoch kann unter bestimmten Umständen der Druck im Kissen übermäßig groß werden und dadurch hebende Kräfte und damit verbundene Beschleunigungen hervorrufen, die eine für das Material und für die transportierten Passagiere schädliche oder störende Größe erreichen. Insbesondere hat man bei sehr plötzlichen Änderungen der Ausströmung plötzliche Hrhöhungen des Druckes beobachtet, der dann sogar den Höchstdruck übers· '.ireitet, den die Quelle für das unter Druck stehende Strömungsmittel liefern kann. Dieses Phänomen ist m.. einem Wasserschlag vergleichbar.

Bei einer bekannten Sirömungsmittelkissi.'.maschine der eingangs genannten Art (USA.-Patentschrift 3 340 443) ist ein relativ kleiner Teil der Kissendecke nachgiebig ausgebildet, wobei sich der nachgiebige Wandleil an einem größer als der nachgiebige Wandteil ausgebildeten Kolben oder einer Membran entsprechender Größe abstützt und so den deformierbaren R₁IUm bildet, auf den der im Speisungskanal für das Luftkissen herrschende Druck über den größeren Kolben oder die Membran einwirkt. Der Speisungskanal wirkt hier neben seiner hauptsächlichen l-'unklion als Leitung für das Strömungsmittel Iiii das Kissen auch als eml.Uolumiger Raum zur l.iel'cnini! eines konstanten Gegendruckes. Diese liekannle I lurichlung dient zur Vermeidung von I lüciiNclm indungen der Maschine und ist nicht zur I).unpiling einzelner kraftiger Druckstöße geeignet.

Bekannt im auch ein I uftkissenfahrzeug (britische Patentschrift I 05 ^Ί SS I), hei dem an der Kisseiuieckc siele aufblasbar K.uinii. sorgesehen sind, die über einen !'enifinsanien Speisungskiimil mit I lift gefüllt sseiden ko'un ■. mill eine nicht durchlaufende Decke bilden Die ιΐυκίι die aufblasbaren Räume gebildete Polsterung der Kissendeeke hat den Zweck, durch den Anprall von Wasser entstehende Schläge zu dämpfen.

Der Lrlindiin^ liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Sliöintiiigsmitlelk'isenmasehini: der eingangs genannten Art ilen deformierbaren Raum und den gioßvoluniigen Raum aufeinander so abzustimmen. daß vereinzelt aultretende kräftige Druckstöße gedampft werden.

Dii'M' Aiifuiibe winl nach der Erfindung dadurch gelöst, dart der deformierbure Raum einerseits durch die Kissendeeke der Vollkarnnier und andererseits durch eine die Kissendeeke im wesentlichen überzii-'hende durchlaufende llexible Wand begrenzt ist, und daß der großvolumigc Raum so ausgebildet und angeordnet ist, daß er lediglich als PulTerraum für Strömungsmitteldruckstöfk im Kissenraum dient.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können kräftige Druckstöße wirksam gedämpft werden, da

ίο einmal wegen üer großen Fläche der flexiblen 'Vand bei relativ kleinen Verlagerungen der Wand relativ große Volumenänderungen entstehen und zum anderen wegen der Verbindung des deformierbaren Raumes mit dem großvolumig^n PulTerraum bei Verlage-

runden der flexiblen Wand nur kleine Druckänderungen im deformierbaren Raum entstehen, wodurch die Nachgiebigkeit der flexiblen Wand über deren gesamten Bewegungsweg im wesentlichen gleich bleibt.
Ausführungsformen und Weiterbildungen aer Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch eine zweite Ausfuhrungsfor-.n der Erfindung,

F i g. 3 einen senkrechten Teilschnitt durch eine dritte Ausiührungsform und

Fig. 4 einen senkrechten Teilschnitt durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist eine Plattform eines Strörnungsmittelkissenfahrzcuges oder einer Strömungsmittelkissenlastplattform dargestellt, die durch ein oder mehrere Kissen aus unter Überdruck stehender Luft oder einem anderen unter Überdruck stehenden Strömungsmittel gestützt ist. In der Zeichnung ist nur ein einziges dieser mehreren Kissen dargestellt.

Bei der Normalausführung eines solchen Kissens ist diese¹- oben durch eine Kissendeeke 1. unten durch die Stützfläche 2, längs der sich die Maschine bewegt.

und seitlich durch die tlexiblc Schürze 3 begrenzt.

Das Strömungsmittdkissen wird über einen Stutze η S von einer Quelle für das unter Druck stehende Strömungsmittel gespeist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß diese Strömungsmittelqiiclle ein Verdichter 5« ist, dessen Rotor schematisch dargestellt ist. Im Kissen entsteht ein Druck, der ;.uf die Stützfläche 1 einen Auftrieb ausübt, der dt!S Fahrzeug anzuheben versucht, wobei sich gleichzeitig der Zwischenraum /wischen dem Boden und dem unteren Rand der Schürze sergrößert. womit gleichzeitig der Verluststrom größer wird. Das Gleichgewicht wird fiir einen gewissen Wert/1 des Druckes im Kissen erhalten, der einer gewissen Höhe h des Ausstromungs(|tierschni!les einspricht. Wenn die Höhe dieses Atisströmungsquerschnittes infolge von Unregelmäßigkeiten des Bodens oder der Fahrzeug-

bewegung vorübergehend reduziert wird, vermehrt sich der Druck im Kissen und hebt dabei dns Fahrzeug an, bis die Höhe des Ausslrömungsi|uerschnittes wieder hergestellt ist. Wenn sich umgekehrt der Ausströmungsqucrschtiilt vergrößert, vermindert sich der Druck, und das Fahrzeug senkt sich ab, bis der Ausströmungsi|tierschnitt und der dazugehörige Druck wieder hergestellt sind. Auf diese Weise ist die Stiibilit.it des Systems sichergestellt.

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Wenn indessen die Verminderung der Höhe des Ausströmungsi|uerschnittes sehr rasch erfolgt, können sich vorübergehende sehr sttirke DruckerhöhungL'ii ergeben, die zu einem Druck führen, der größer jt>(, als der von der Strömungsmiuek|uelle gelieferte Druck, d. h. im vorliegenden Fall größer als der Förderdruck des Verdichters Sa.

LIm diese Druckwerte herabzusetzen, ist an der Kissendecke des Strömungsmittelkissens eine flexihle Wand 4 vorgesehen, die z. B. aus Gummi besteht und in der Kammer des Kissens eine Art ringförmigen ' Wulst bildet, der sich um den Stutzen 5 herum erstreckt. Das Innere dieses Wulstes, der einen vom Kisseimuim getrennten deformierbaren Raum abgrenzt, wird unter einem AufMasdruck p_t gehalten, der etwas größer ist als der Normaldruck ρ des Kissens.

Zis diesem Zweck ist bei der Ausführungsform liach F i g. I eine Leitung 6 vorgesehen, der zur pruckseite des Verdichters Sa hin ein Staurohr 6a liat, das derart orientiert ist, daß es den vom Verdichter gelieferten Gesamtdruck auffUngt. Die Leitung 6 führt zu einem großvolumigen PufTei raum 7. tier über die Leitung 8 mit dem deformierbaren Raum verbunden ist, wobei die Leitungen 6 und 8 frei l'.eötTnet sind. Es ist klar, daß unter diesen Umständen der Druck, der im Raum 7 und innerhalb der llexiblen Wand 4 herrscht, größer ist als der normale Kissendruck p. Der normale Kissendruck ρ ist nämlich geringer als der Gesamtdaick des Verdichters 5«, was durch den Strömungsmittelverlust über den Austtrömungsquerüchnitt mit der Höhe h bedingt ist.

Die flexible Wand 4 nimmt also eine Gleichgewichtsstcllung zwischen den Drücken ρ und p_t an lind übertragt gleichzeitig den vom Dru-k ρ ausgeübten Auftrieb auf das Fahrzeug.

Infolge einer plötzlichen Erhöhung des Kissenliriickcs versucht sich die flexible Wand 4 bis zu einer neuen Ccichgevichtsstellung abzuflachen und vermehrt dadurch das Volumen, das dem Strömungsmittel im Kissen angeboten wird, wcbei gleichzeitig der Druck herabgesetzt wird. Die Wirkung ist umso größer, je größer die Volumenänderung i-,t, deren der durch die flexible Wand 4 gebildete Wulst fähig ist. Mn ι hat deshalb ein Interesse daran, dem Wulst eine große Fläche zu geben und ihn so anzuordnen, daß das Volumen, das er in seiner dem Normal'vert ties Kissendruckes cntspiecliendcn (iieichgewichts-Mdli'iit! begrenzt, groß ist.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform Vvird das Aufblasen des Wulstes in Form der flexiblen \Vand 4 durch eine nicht dargestellte Quelle bewirkt, tlit: einen Druck />, liefert, der größer ist als der |)ruck p_r den man normalerweise innerhalb der \Vand 4 benötigt. Diese Quelle liefert ihren Druck bei *) durch einen Kanal 10, der einerseits mit der In den Wulst mündenden I eilung 8 und andererseits bei 11 in die Atmosphäre oder an irgendeinem Punkt mündet, an dem der Druck p„ kleiner tst als p_v In dem Kanal 10 beiderseits der Leitung 8 angeordnete Ventile 12 und 13 gestatten die Regelung {'es Drukkes p, auf jeden zwischen p., und /;„ liegenden Druck.

Bei den beiden vorstehend beschriebenen Atisführiingsformcn der Erfindung kann die in den durch die flexible Wand 4 gebildete Wulst mündende Leitung 8 derart ausgebildet sein, daß er einen gewissen Strömungsverlust verursacht, der so bemessen ist, daß die Leitung zusammen mit dem großvolumigen Raum als Dämpfer für die Schwingungen de* Wulstes wiiksam ist.

Bei der Variante nach Fig."' wird der durch inflexible Wand 4 gebildete Wulst über einen Injektor

gespeist, der eine Injektordüse 14 mit vorgeschaltetem Regelventil 15 für das Primärsiiömiingsmiiiel und einen konvergenten-divergeiilen Teil 16 aufweist. Die Injektordüse 14 liefert in den konvergenterdivergenten Teil 16 einen Strom, der in diesem Teil

to dann das induzierte Strömungsmittel fördert, das wie im dargestellten Fall Umgebungsluft sein kann.

Der Injektor fördert in den Wulst so lange, bis dieser auf seinen Gleichgewichtszusland aufgeblasen ist, wonach der Sekundärstrom zu Null wird. Bekanntlich hält in diesem Fall der Injektor im WuKi einen konstanten Druck aufrecht, dessen Größe vmn Druck des die Injektordüse 14 speisenden Primär-Strömungsmittels und vom Verhältnis des Querschnittes der hinschnürung des konvergenlen-diver- »cnten Teiles 16 zum Que" .hnitl der Injektordüse 14 abhängt.

Bei der Ausfiilirungsform nach F i g. 4 speisen zwei nicht dargestellte Quellen für unter Druck stehendes Strömungsmittel über die Kanäle 17, 17a und 18.

IV.ii den Wulst und durch die Kanäle 17, 17/> und 18, 18/) einen großvolumigen PufTerraum I¹J. der auf der Kissendecke 1 gegenüber einem Ventil 20 angeordnet ist, das den Wulst mit dem genannten Raum verbinden kann. Die erste Strömungsmittelquelle liefert einen Druck p.„ der größer ist als der Druck/;,, den man normalerweise im Wulst 4 benötigt, während die zweite Strömungsmillclquclle einen Druck p„ liefert, der kleiner ist »ls p_v wobei p_n der Atmosphärendruck sein kann. Die verschiedenen Kanäle sind mit Ventilen 21«, 21/>, 22«, 22/> und 23 versehen, die die Regelung der Drücke p, und //, in den Räumen 4 und 19 auf Werte gestatten, die zwischen />., und p_n liegen.

Die Oberseite dei Ventiiklappe 20 unterliegl der

4" Wirkung einer Feder 24, der eventuell ein Dämpfer 25 zugeordnet ist, und dem im Flaum 19 herrschenden Druck P₁, wodurch eine Rückstellkraft 'iii.U:,!. die größer ist als die Krafi. lic -luit h den .m Wulst herrschenden Druck p_{ auf die Unterseite der V'entil-

'.S klappe ausgeübt wird.

Die Ventiiklappe öffnet sich bei starken Lrhöhungen des Druckes/;,, wodurch sie die Deformation der der, Wulst bildenden flexiblen Wand 4 und damit die Hrniedrigimg des Druckes gestattet.

.50 Für mehrere Kissen können der Verdichte; 5« nach Fig. I, der Kanal 6 und der Puffcrraum 7 gemeinsam sein. Vom Raum 7 können mehreie Kanäle 8 abgezwcij't sein um die deformicrharen Kiiume verschiedener Kissen eines gleichen Fahr/eines /u speisen.

Auch können im Falle der F" 1 g. 2 zwisclvp (Li. Ventilen 12 und 13 von dem Kanal 10 mehrere Kanäie 8 abgezweigt sein.

Im Falle der Fig. 3 kann der konvcrgente-divergcntc Teil 16 eines gleichen Injektors in einen Kanal fördern, der in die deformierbaren Räume mehrerer Kissen mündet.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   öS I. Strömungsmiuelkissenmaschinc. die gegenüber einer Stüt/Iläche beweglich ist und Wände zur Begrenzung mindestens einer Vollkammer aufweist, in der über eine Strömungsinillel/iifuhr

   ein Kissen gebildet wird, wobei die Maschine außerdem einen mit dem Slrömungsmittclkissen in Beziehung stehenden deformierbaren Raum sowie Mittel aufweist, um in diesem Raum einen höheren Druck als den normalen Kissendrucl. aufzubauen, und mit einer die Ausströmung des im deformierbaren Raum enthaltenen Strümungsmiticls bei über den höheren Druck hinausgehendem Druck gestattenden Vorrichtung in einen grciUolumigcn Raum versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der deformierbare Raum einerseits durch die Kissendeckc (1) der Vollkammer und andererseits durch eine die Kissendecke (1) im wesentlichen überziehende durchlaufende flexible Wand (4) begrenzt ist. und daß der groKvolumigc Raum (7; 19) so ausgebildet und ungeordnet ist. daß er lediglich als PtilTerraum für Strömungsmitteldruckstöße im Kissenraum dient.
2. 2. Strömurigsmittclkissenmaschinc nach An- »o spruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kissendecke (1) durch zwei endlose, die SpeisungsölTtuing für die Strömungsmittelzufuhr umgebende Ränder begrenzt ist. von denen einer den anderen umgibt und an denen die flexible Wand »5 (4) befestigt ist.
3. 3. Strömungsmittelkissenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des deformierbaren Raumes mindestens eine die flexible Wand (4) /uriickdrückcndc und sich an der Kissendecke (1) abstützende Feder angeordnet ist.
4. 4. Strömungsmittelkisscnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der großvolumige Raum (7) in eine Leitung (6. 8) eingebaut ist, die den deformierbaren Raum mit einer Strömungsmittelquelle (5a) verbindet, die den größeren Druck im deformierbaren Raum aufrechterhält.
5. 5. Strömungsmittclkissenmaschine nach An-

   spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (6) mit mindestens einem den Gesamtdruck auffangenden Staurohr(6a) verbunden ist, das im Stutzen (5) für die Strömungsmittelzufuhr zum Kissen angeordnet und dem Verdichter(Sa) für für das Strömungsmittel zugewendet ist.
6. 6. Strömungsrnittelkissenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der deforrnierbare Raum an zwei Strömungsmittelquellen angeschlossen ist. von denen die eine Strömungsmittel von höherem Druck (p_t) und die andere Strömungsmittel von niedrigerem Druck (p₀) als dem Nenndruck (p) des Kissens liefert und daß in den Kanälen (10; 17a. 18a) Ventile (12, 13; 21a, 22a) zur Erzeugung eines Zwischendruckes vorgesehen sind.
7. 7. Strömungsmittelkissenmasdiine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für das unter niedrigerem Druck (p₀) als dem Nenndruck (p) des Kissens stehende Strömungsmittel die Umgebung ist.
8. 8. Strömungsmittelkissenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Nenndruckes (p) des Kissens liegende Druck (p,) innerhalb des deformierbaren Raumes durch einen Injektor (14. 16) erzecgbar ist.
9. 9. Strömungsmittelkissenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der deformiierbare Raum eine durch ein Ventil (20) verschlossene öffnung aufweist, wobei dem Ventil Rückstellmittel (24) zugeordnet sind, die das Ventil (20) in die Schließstellung zu bringen versuchen.
10. 10. Strömungsmittelkissenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (24) einstellbar sind.
11. 11. Maschine nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel pneumatisch betreibbar sind.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen