DE1931411A1

DE1931411A1 - Vorrichtung zum Unterstuetzen einer Last mit Hilfe eines Druckgaskissens

Info

Publication number: DE1931411A1
Application number: DE19691931411
Authority: DE
Inventors: Hart William Barrie
Original assignee: Tracked Hovercraft Ltd
Current assignee: Tracked Hovercraft Ltd
Priority date: 1968-06-24
Filing date: 1969-06-20
Publication date: 1970-01-02
Also published as: FR2011561A1; US3625157A

Description

Dipl.-lng. W. PAAP 8 MÖNCHEN 22. Dipl.-lng, H. MITSCHERLICH 1 93 141 1 S^V

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN Dr. rer, not. W. KORBER PATENTANWÄLTE

TRACKED HOVERGRAI¹T LIMITED Kingsgate House
66-74 Victoria Street London 8.W.1, England "

Patentanmeldung

Verrichtung zum Unterstützen einer Last mit Hilfeeines Druokgaakissens

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Gaskissen arbeitende Vorrichtung zum Unterstützen einer Last und betrifft insbesondere ein Fahrzeug, das geeignet ist, sich längs einer vorbereiteten, das Fahrzeug führenden Führung zu bewegen«, derartige Fahrzeuge sind in der britischen Patentschrift 995 127 beschrieben, und eine Beschreibung eines Verfahrens zum Antreiben solcher Fahrzeuge findet sich in der britischen Patentschrift 1 002 588· Solche Fahrzeuge können mit hohen Fahrgeschwindigkeiten von ZoB. über 200 km/h betrieben werden.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer mit Gas-», kissen arbeitenden Vorrichtung, die' insbesondere^geeignet ist, ein Fahrzeug zu tragen, und bei der die Gefahr, daß die Vorrichtung die Fläche berührt, oberhalb deren das Fahrzeug unterstützt wird, auf ein Minimum herabgesetzt ist. .

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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine mit Gaskissen arbeitende, zum Tragen einer Last geeignete Vor- " richtung vor, "die eine Lasttragkonstruktion und eine Gaskissenerzeugungsvorrichtung umfaßt, welch, letztere mit Düsen versehen ist, mittels deren ein sich bewegender Gasvorhang erzeugt wird, der dazu beiträgt, ein Druckgaskissen zusammenzuhalten, mittels dessen eine Last einer Fläche aus unterstützt wird, wobei diese Vorrichtung gegenüber der Lasttragkonstruktion bewegbar ist und Vorrichtungen umfaßt, die es ermöglichen, die Düsen zu verstellen, um die Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, zu vergrößern, sobald sich die Gaskissenerzeugungsvorrichtung in Hichtung auf die Lasttragkonstruktion bewegt· . '

Der in dem Gaskissen herrschende Druck richtet sich nach der Schwebehöhe, d.h. dem Abstand zwischen der Gaskissenerzeugungsvorrichtung und der ihr zugeordneten Fläche, sowie der Fähigkeit des Gasvorhangs, das. Gaskissen zusammenzuhalten. Wenn die Vorrichtung ein Fahrzeug trägt und das Fahrzeug auf eine geringfügige Erhöhung der Führung trifft, verringert sich die Schwebehöhe, und der Druck in.dem Gaskissen erhöht sich, so daß sich die Gaskissenerzeugungsvorrichtung in Hichtung auf das Fahrzeug bewegt. Wegen der erfindungsgemäßen Anordnung führt diese Bewegung dazu, daß sich die Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, vergrößert. Wenn man das Ausmaß, in dem sich die Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, in einem bestimmten Augenblick ändert, auf geeignete Weise wählt, ist es möglich, die Höhe der Gaskissenerzeugungsvorrichtung oberhalb der Führung in stärkerem Maße nahezu konstant zu ' halten· ■'■"'-■ ■

Die Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, kann dadurch variiert werden, daß man den

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Neigungswinkel der Düsen ändert, denn eine nach innen geneigte Düse übt eine stärkere Wirkung zum Zusammenhalten des Gaskissens aus als eine Düse, durcih die der Gasvorhang im rechten Winkel zu der ihm zugeordneten Fläche austrittβ Alternativ kann man die Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, variieren, indem man den Gasdurchsatz fester Düsen z.B. mit Hilfe von Ventilen erhöht. Vorzugsweise wird jedoch die Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, dadurch gesteigert, daß der wirksame Querschnitt der Düsen vergrößert wird, um die Dicke des Gasvorhangs zu vergrößern.

Die Gaskissenerzeugungsvorrichtung umfaßt vorzugsweise auf zwei entgegengesetzten Seiten der Vorrichtung angeordnete Düsen sowie Vorrichtungen, mittels deren die Düsen längs einer Seite der Gaskissenerzeugungsvorrichtung verstellt werden können, um die Fähigkeit des Gas-Vorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, auf dieser Seite der Vorrichtung im Vergleich zur anderen Seite zu steigern, wenn sich die Vorrichtung auf der zuerst erwähnten Seite der Tragkonstruktion stärker nähert als auf der anderen Seite.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer bevorzugten Ausführungsform ein Fahrzeug trägt und so angeordnet ist, daß sich ihre einander gegenüber liegenden Längskanten in der Fahrtrichtung erstrecken, kommt sie so zur Wirkung, daß sie bestrebt ist, Schlingerbewegungen des Fahrzeugs einen Widerstand entgegenzusetzen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich bei Schlingerbewegungen des Fahrzeugs eine Seite der Tragkonstruktion der Führung in stärkerem Maße nähert als die andere Seite. Die Gaskissenerzeugungsvorrichtung wird bestrebt sein, ihre parallele Lage zu der Führung beizubehalten, und daher wird ihre eine Seite der Tragkonstruktion näher benachbart sein als die andere Seite. Infolgedessen werden die

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Düsen auf der tiefer liegenden Seite des Fahrzeugs weiter geöffnet als auf der anderen Seite, so daß die Dicke des Gasvorhangs auf der tiefer liegenden Seite größer wird als auf der anderen Seite. Daher nimmt der in dem Gaskissen herrschende örtliche Druck auf der tiefer liegenden Seite zu, so daß auf das Fahrzeug ein Kräftepaar wirkt, das bestrebt ist, das Fahrzeug aufzurichten·

Die Vorrichtungen zum Vergrößern des wirksamen Querschnitts der Düsen umfassen vorzugsweise ein eine bewegliche Wand der Düsenanordnung mit der Tragkonstruktion verbindendes Gestänge. Wenn der Querschnitt der Düsen auf der einen Seite im Vergleich zur anderen Seite vergrößert werden kann, ist vorzugsweise auf jeder Seite ein Gestänge vorgesehen, das eine bewegliche Wand der betreffenden Düsenanordnung mit der Tragkonstruktion auf der gleichen Seite verbindet.

Das bzw. jedes Gestänge ist vorzugsweise verstellbar, damit der anfänglich vorhandene wirksame Querschnitt der Düsen entsprechend der von der Vorrichtung zu tragenden Last eingestellt werden kann.

Die Düsenanordnungen umfassen vorzugsweise eine an ihrem äußeren Hand drehbar gelagerte Wand, die so geneigt ist, daß ihr freier Rand von der Tragkonstruktion weiter entfernt ist als ihr drehbar gelagerter Hand, so daß eine nach innen gerichtete Düse zur Verfugung steht.

Die Gaskissenerzeugungsvorrichtung ist mit der sie tragenden Konstruktion vorzugsweise durch eine flexible Membran so verbunden, daß während der Fahrt des Fahrzeugs einer Bewegung der Vorrichtung in Richtung auf die sie tragende Konstruktion ein zunehmender Widerstand entgegengesetzt wird.

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Die erfindungsgemäße, mit einem Gaskissen arbeitende Vorrichtung zum Tragen einer last kann dazu dienen, ein Fahrzeug gegenüber einer im wesentlichen waagerechten Fläche abzustützen, oder sie kann benutzt werden, um ein Fahrzeug mit Hilfe einer im wesentlichen senkrechten Fläche zu führen·

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert·

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines auf einer Führung angeordneten Fahrzeugs.

Fig. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in einem noch größeren Maßstab weitere Einzelheiten einer bei dem Fahrzeug nach Fig. 2 verwendeten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tragvorrichtung.

Fig. 4 ist eine perspektivische Teildarstellung der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 5 ist ein verkleinerter waagerechter Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 3·

In Fig. 1 und 2 erkennt man ein Fahrzeug 1, das sich längs einer vorbereiteten Führung 2 aus Beton bewegen kann. Die Führung 2 weist senkrechte Flächen 3 auf, mit denen an dem Fahrzeug angebrachte Gaskissenerzeugungsvorrichtungen 4- zusammenarbeiten können, um das Fahrzeug Λ zu führen. Ferner hat die Führung 2 eine waagerechte Fläche 5t mit der ebenfalls an dem Fahrzeug 1 angebrachte Gaskissenerzeugungsvorrichtungen 6 zusammenarbeiten, um das Fahrzeug zu unterstützen·

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Das Fahrzeug 1 wird durch den Stator 26 eines linearen Motors angetrieben, der mit dem Fahrzeug verbunden ist und mit einer sich längs der Führung 2 erstreckenden Re akt ions schiene 27 zusammenarbeitet.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind zwei Paare von Stützoder Tragvorrichtungen 4 und 6 vorgesehen, und jede dieser Vorrichtungen besitzt bei Betrachtung derselben im Grundriß zwei parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufende Seitenkanten und zwei abgerundete Enden. Den Stützvorrichtungen 4 wird Druckluft jeweils mit Hilfe von Gebläsen 7 zugeführt, und diese Vorrichtungen sind an ihrem Umfang mit Düsen versehen, aus denen die Druckluft in Form eines ein Luftkissen zusammenhaltenden Luftvorhangs austritt. Diese Gaskissenerzeugungsvorrichtungen sind an dem Fahrzeug 1 mit Hilfe einer Vorrichtung aufgehängt, die in der britischen Patentanmeldung 2378/66 beschrieben ist.

Die Anordnung der beiden Paare von Tragvorrichtungen 6 ist die gleiche, und daher ist in Fig. 3 und 4 jeweils nur eine der Vorrichtungen 6 dargestellt. Diesen Vorrichtungen wird Druckluft von einem Gebläse 8 aus über Kanäle

9 zugeführt.

Die mit einem Gaskissen arbeitende Lastunterstützungsvorrichtung 6 umfaßt eine Gaskissenerzeugungsvorrichtung

10 und eine einen Bestandteil des Fahrzeugs 1 bildende Konstruktion 11 zum Tragen einer Last. Die Gaskissener- '" ζeugungsvorrichtung 10 besitzt zwei längere parallele ^r ' Seiten 13 und 14, die sich parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Die Vorrichtung umfaßt ein Basisteil 12, um das herum sich eine Wand 15 erstreckt, die so geneigt ist, daß der innere Band der Wand 15 der Tragkonstruktion 11 näher benachbart ist als ihr äußerer Sand. Eine Membran 16 verbindet die geneigte Wand 15 mit der

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Unterseite der Tragkonstruktion 11. Die Gaskissenerzeugungsyorrichtung 10 bildet zusammen mit der Membran 16 und der Tragkonstruktion 11 eine Kammer 17» der Druckluft über den Kanal 9 zugeführt werden kann· Unter der Wirkung des Luftdrucks in der Kammer 17 nimmt die Membran 16 eine solche Gestalt an, daß sie bei ihrer Betrachtung von außen eine konvexe -Form zeigt·

Längs des Randes der Vorrichtung 6 sind nach innen Düsen 18 vorgesehen, die durch bewegliche Wände 19 und geneigte Flächen 20 am äußeren Hand des Basisteils 12 abgegrenzt sind. Die beweglichen Wände 19 sind bei 21 an den Längskanten der Gaskissenerzeugungsvorrichtung 10 drehbar gelagert· Mit diesen Wänden 19 starr verbundene Arme 22 erstrecken sich durch die Kammer 17 und sind durch Gestängeglieder 23 mit sich von der Tragkonstruktion 11 aus nach unten erstreckenden Stangen 24- verbunden. Die * Arme 22, die Gestängeglieder 23 und die Stangen 24 bilden die beweglichen Wände 19 mit der Tragkonstruktion 11 verbindende Gestänge. Die Stange 24 des einen Gestänges ist in einem seitlichen Abstand von der Stange 24 des anderen Gestänges angeordnet, so daß das Gestänge auf jeder Seite des Fahrzeugs die bewegliche Wand 19 auf der gleichen Seite mit der Tragkonstruktion verbindet·

Beim Gleichgewichtszustand entweicht das Druckgas aus der Kammer 1? über die Düsen 18 und erzeugt einen Gasvorhang, der dazu beiträgt, ein unter dem Basisteil 12 vorhandenes Druckgaskissen zusammenzuhalten· Die Dicke bzw. Höhe dieses Gaskissens liegt normalerweise zwischen 10 und 100 mm. Wenn die Fläche 5 der Führung 2 uneben ist und z.B. eine Örtliche Erhöhung aufweist, bewegt sich die Vorrichtung 6 nach oben, und die Membran 16 liegt hierbei fortschreitend weiter am der geneigten Wand 15 an. Das in der Kammer 17 vorhandene Druckgas wirkt daher auf.eine größere Fläche der Vorrichtung 10, wenn diese sich nach

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oben bewegt, so daß einer Aufwärtsbewegung der Vorrichtung 10 ein zunelimender Widerstand entgegengesetzt wird,, Die Membran 16 ist so eingerichtet, daß sich die Vorrichtung 10 jeweils um etwa 100 mm nach oben oder unten bewegen kann ο

Eine Aufwärtsbewegung der Vorrichtung 10 bewirkt, daß das Gestänge 22, 23, 24 die Wände 19 so schwenkt, daß die wirksamen Querschnitte der Düsen 18 auf beiden Seiten vergrößert werdxn und daher Gasvorhänge von größerer Dicke erzeugt werden· Dies führt dazu, daß die Höhenlage der Vorrichtung 10 über der Fläche 5 der Führung in einem stärkeren Ausmaß nahezu konstant gehalten wirde

Wenn das Fahrzeug eine Schlingerbewegung ausführt, nähert sich eine Seite der Tragkonstruktion 11 der Fläche 5 der Führung. Die Vorrichtung 6 wird hierbei bestrebt sein, ihre parallele Lage zu der Führung beizubehalten, so daß das Gestänge 22, 23, 24 die Wand 19 schwenkt, um den wirksamen Querschnitt der Düse 18 zu vergrößern, so daß auf der tiefer liegenden Seite ein Gasvorhang von größerer Dicke erzeugt wird. Hierdurch wird der Druck in dem Gaskissen örtlich auf der tiefer liegenden Seite erhöht, so daß eine Kraft erzeugt wird, die bestrebt ist, der Schlingerbewegung des Fahrzeugs entgegenzuwirken·

Jede der Stangen 24 ist mit einer Verstellvorrichtung oder einer Servotrimmvorrichtung 25 verbunden, mittels deren die Stangen 24 automatisch nach unten oder oben bewegt werden, um die anfängliche Dicke des Gasvorhangs entsprechend der durch die Vorrichtung zu unterstützenden Last einzustellen·

Bei einer abgeänderten Ausführungsform ist anstelle der beiden an dem Fahrzeug 1 nebeneinander angebrachten Tragvorrichtungen 6 nur eine einzige breitere Tragvorrichtung ähnlich den Vorrichtungen 6 vorgesehen, die sich

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im wesentlichen über die ganze Breite des Fahrzeugs erstreckt.

sei bemerkt, daß sich die Erfindung ebenso gut auch bei den Stützvorrichtungen 4- zum Führen des Fahrzeugs 1 anwenden läßto

Ansprüche:

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Claims

ANSPRÜCHE

1y Mit einem Gaskissen arbeitende Vorrichtung zum Unterstützen einer Last mit einer Lasttragkonstruktion und einer Gaskissenerzeugungsvorrichtung mit Düsen zum Erzeugen eijjes Vorhangs aus strömendem Gas, der dazu beiträgt, ein Druckgaskissen zum Abstützen einer Last gegenüber einer Fläche zusammenzuhalten, wobei die Gaskissenerzeugungsvorrichtung gegenüber der die Last tragenden Konstruktion beweglich ist, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (19, 22, 23, 24) zum Verstellen der Düse (18), um die Fähigkeit des Gasvorfcangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, bei einer Bewegung der Gaskissenerzeugungsvorrichtung (10) in Richtung auf die die Last tragende Konstruktion (11) zu vergrößern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die GaskissenerZeugungsvorrichtung (10) mindestens längs zweier einander gegenüber liegender Seiten (13, 14·) Düsen (18) aufweist und Vorrichtungen (19, 22, 23, 24) umfaßt, mittels deren die Düse (18) längs einer Seite

(13) der Gaskissenerzeugungsvorrichtung verstellt werden kann, um auf.dieser Seite im Vergleich zur anderen Seite

(14) die Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, zu vergrößern, wenn sich die betreffende Seite (13) der die Last tragenden K_onstruktion (11) stärker nähert als die andere Seite.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Einstellen der Fähigkeit des Gasvorhangs, das Gaskissen zusammenzuhalten, Vorrichtungen (19_S 22, 23, 24) zum Verstellen des wirksamen

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Querschnitts der Düse (18) umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verstellen des wirksamen Querschnitts der Düse (18) ein eine bewegliche Wand (19) derDüse mit der die Last tragenden Konstruktion (11) verbindendes Gestänge (22, 23, 24) umfaßt.
5· Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Einstellen des wirksamen Querschnitts der Düse C18) längs jeder Seite der Vorrichtung ein Gestänge (22, 23, 24) umfaßt, das auf der betreffenden Seite eine bewegliche Wand (19) der Düse mit der die Last tragenden Konstruktion (11) verbindet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstellvorrichtung (25) vorgesehen ist, mittels deren das bzw. jedes Gestänge (22, 23» 24) verstellt werden kann, um den anfänglichen wirksamen Querschnitt der Düse (18) einzustellen.
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (18) eine Wand (19) umfaßt, die an ihrem äußeren Rand (21) drehbar gelagert und so geneigt ist, daß ihre freie Kante von der die Last tragenden Konstruktion (11) weiter entfernt ist als der drehbar gelagerte Rand, so daß die Wand eine nach innen gerichtete Düse abgrenzt.
8. * Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskissenerzeugungsvorrichtung (10) mit der die Last tragenden Konstruktion (11) durch eine flexible Membran (16) so verbunden ist, daß während des Betriebs der Vorrichtung einer Bewegung der Gaskissenerzeugungsvorrichtung bei ihrer Annäherung an die die Last tragende Konstruktion ein zunehmender Widerstand entgegengesetzt wird.

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9♦ Fahrzeug, das sich längs einer das Fahrzeug führenden vorbereiteten Führung bewegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug durch mindestens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 unterstützt isto

Der Patentanwalt:

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