DE1948304C3 - Vorrichtung zum Tragen und Transportieren von Lasten mit einer Luftkisseneinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tragen und Transportieren von Lasten mit einer starren Plattform und einer Luftkisseneinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (US-PS 3 161 247 und 3 327 799) wird der Ringkörper durch eine daran angeschlossene Druckluftleitung aufgebläht Auf der Unterseite des Ringkörpers sind beispielsweise Austrittsöffnungen für die Druckluft vorgesehen, die eine Verbindung mit dem Luftkissenraum herstellen, um dort den erforderlichen Betriebsdruck aufrechtzuerhalten. Dabei wird als nachteilig angesehen, daß bei einer welligen oder ungleichförmigen Auflagefläche durch den Spalt zwischen der Auflagefläche und der Unterseite des Ringkörpers ein stärkerer Austritt der Druckluft erfolgt, die durch eine Erhöhung des Drucks in der Druckluftleitung nicht im geeigneter Weise kompensiert werden kann, weil dadurch der Ringkörper zu stark aufgebläht würde, wodurch andererseits ein unerwünschter Reibungskontakt mit der Auflagefläche bewirkt wird. Ferner ergeben sich dynamische Druckprobleme, weil die Verbindungsöffnungen zwischen dem Innenraum des Ringkörpers und dem Druckpolsterraum auf der Unterseite in der Nähe des Spalts gegenüber der Auflagefläche vorgesehen sind.

Bekanntlich sollen ferner derartige Vorrichtungen ermöglichen, daß verhältnismäßig schwere Lasten mit einem gleichmäßigen und möglichst geringen Auflagedruck auf die Auflagefläche wirken. Dies ist besonders bei der Verwendung derartiger Vorrichtungen in Flugzeugen von Bedeutung, weil dessen Bodenkonstruktion keine konzentrierten Belastunger mit hohem Auflagedruck zuläßt. Ferner wurde bisher angenommen, daß in Industriebetrieben verfügbare Kompressoren zum Transport schwerer Lasten im allgemeinen einen zu geringen Druck liefern. Außerdem muß bei derartigen Vorrichtungen stets darauf geachtet werden, daß der Ringkörper sich nach dem Schließen ausreichend flach zusammenlegt und daß keine Falten gebildet werden, die zur Beschädigung führen könnten.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart auszubilden, daß sie für schwere Lasten verwendbar ist, ohne daß ein zu hoher Druck in dem Ringkörper erzeugt werden muß, so daß auch bei sehr unebenen Auflageflächen eine zufriedenstellende Arbeitsweise gewährleistet bleibt. Ferner soll die Vorrichtung so ausgebildet werden, daß sie auch zum Transport von Frachtgut in Flugzeugen verwendbar ist Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der einte gangs genannten Art durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch eine derartige Anordnung der Druckluftleitung und mindestens einer öffnung an dem Ringkörper, die zweckmäßigerweise im nicht aufgeblähten Zustand des Ringkörpers mit dem Einlaß der Druckluftleitung zusammenfällt, wird im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen erreicht, daß zunächst der Hauptteil der Druckluft den Ringkörper aufbläht, während nach einer

-eichenden Aufblähung der Hauptteil der Druckluft

An Luftkissenraum direkt einströmt, obwohl auch ^to -terbin ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum 5*¹ Rfoekörpers und dem Luftkissenraum möglich ist,

Haßdie angestrebten guten Eigenschaften auch bei 5 ⁵⁰I, unebenen Auflageflächen erzielt werden können.

Wefcere vorteilhafte Weiterbildunger der Erfindung .Jj Gegenstand der Unteransprüche.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt .o

P j eine Draufsicht auf eine Ausfuhrungsform der Erfindung mit erfindungsgemäßen, eine Last aufnehmenden Druckfluidkissen,

ρ;ε 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in c · β 1 wobei der Ringkörper auf dem Boden aufliegt, 15

FiK 3 eine Draufsicht auf einen Ringkörper, wobei ,,. obenliegende Stützplatte weggelassen ist,

Fi g 4 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3.

¹Jj ' 5 zeigt auseinandergezogen und in terspektivi- 20 scher Darstellung eine Ausführungsform der vorliegende i g *6 zeigt, in ähnlicher Form wie F i g. 4 eine wei-.Je Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in F i g. 1 gezeigte lastaufnehmende Vorrichtung 25 nthält eine Stützplatte 4. auf der die Last aufliegt, auf Heren unterer Oberfläche 5 Fluid-Traggleiter 7,8,9 und 10 befestigt sind Diese Gleiter werden im folgenden als Fluid Lagerkissen bezeichnet Diese Kissen können m iner vielfachen Anzahl von Formen ausgeführt sein. 30 wobei insbesondere Ringröhren bzw. -tori gute Ergob n*se bringen. Der flexible blähbare Toruskörper 17 des Gleiters 10 hängt horizontal von der unteren Oberfläche 5 der Stützplatte 4 herab und umgrenzt mit seinen Innenkanten eine Mittelöffnung 24. Innerhalb der Mit- 35 elöffnung 24 liegt ein Auflagepuffer 12, der an der uneren Oberfläche 5 der Stützplatte befestigt ist und von dieser horizontal herabhängt Die Stärke des Auflageiffers 12 ist größer als die zusammengeschrumpfte Stärke des entleerten Torus 17. Rings um die äußeren Kanten 26 des Torus 17 sind Eck-Auflagepuffer 14 aus ähnlichem Material und ähnlicher Stärke wie des mittlren Auflagepuffers 12 angeordnet und ebenfalls an d, unteren Oberfläche 5 der Stützplatte 4 befestigt, von der sie herabhängen.

Wie in der F i g. 2 bis 4 gezeigt besteh! das Kissen hzw der Torus 17 aus einer oberen Randbahn 19. die mittels eines geeigneten Klebemittels fluiddicht abgedichtet ist wobei sie mit der unteren Oberflache 5 der Stzplatte 4 einen Dichtungsbereich 20 bildet. Die unfere Randbahn 21 ist an den Außenkanten 26 an der oberen Randbahn 19 befestigt Die äußeren Kanten 26 der beiden Randbahnen sind vernäht und durch eine äußere Umfangsbandage 28 in Form eines gewebeartieen Materials verstärkt Die fluiddichte Abdichtung dieser Verbindung wird sichergestellt durch einen äußeren um den Umfang verlaufenden Dichtring 30. der aus einem kautschukähnlichen Material bestehen kann, das innerhalb der Toruskammer 31 gegenüber der außeren Umfangsbandage 28 vulkanisiert ist Die nnenkanten 23 der oberen und unteren Randbahnen 19 und 21 sind gleichfalls vernäht und fluiddicht miteinander verbunden. Diese Dichtung wird durch ein Inneres, um den Umfang laufendes Band 37 verstärkt Die so gebil-Sn oberen und unteren Äandbahnen 19 und 21 um- * grenzen einen blähbaren Torus 17, der im nicht geblähten Zustand einen flachen Querschnitt aufweist, wie in Fig 4 durch gestrichelte Linien angedeutet. Durch die Mittel- und Eck-Auflagepuffer 12 und 14 ist er so völlig geschützt, so daß das die Randbahnen 19 und 21 bildende Material nicht eingeklemmt wird.

Durch den inneren Umfang des Torus 17, die untere Oberfläche 5 innerhalb des Dichtungsbereiches 20, die Oberfläche des mittleren Auflagepuffers 12 und den am tiefsten liegenden Teil 46 der unteren Bahn 21, der an die Bodenfläche 16 angrenzt wird eine Füllkammer 38 begrenzt Das Fluid wird unter Druck durch eine herkömmliche Einrichtung übertragen, die daher nicht näher beschrieben ist Das Fluid wird zu üer FIuid-Einlaßöffnung 40 in der Stützplatte 4 geleitet die eine Fluidverbindung durch die Platte 4 in die Füllkammer 38 bildet Wie in Fig.4 in gestrichelten Linien gezeigt liegt die Tonis-Einlaßöffnung 42 in der oberen Randbahn 19 in allgemeiner Deckung mit der Fluid-Einlaßöffmmg 40, wenn der Torus 17 zusammengesunken ist Ferner sind in dem Teil der oberen Randbahn 19, der vom Dichtungsbereich 20 zur Innenkante 23 hin liegt eine Reihe von Überdruck-Auslaßöffnungen 44 angeordnet, die eine Verbindung des unter Druck stehenden Fluids zwischen der Toruskammer 31 und der Fullkammer 38 zulassen. Mit einer derartigen Anordnung der Einlaßöffnung und der Öffnungen ist es möglich, die Toruskammer 31 vor dem Aufbringen der Last auf das Kissen 10 aufzublähen, indem das Gebilde des Torus 17 von der unteren Oberfläche 5 weggedehnt wird. Zu Beginn steht das unter Druck stehende Fluid von der Fluid-Einlaßöffnung 40 durch die Torus-Einlaßöffnung 42 direkt mn der Toruskammer 31 in Verbindung. Wenn sich der Toms 17 mehr und mehr rundet, wird der Teil der oberen Randbahn 19 zwischen dem Dichtungsbereich 20 und der Innenkante 23 von der unteren Oberfläche 5 der Stützplatte 4 weggezogen und bildet dazwischen einen gewölbeartigen Raum 38'. so daß das unter Druck stehende Fluid von der Fluid-Einlaßöffnung 40 zwischen Füllkammer 38 und Toruskammer 31 verteilt wird. Wenn der Druck in der Füllkammer und der Toruskammer 31 aufgebaut wird, wird die Lagerdichtung zwischen dem am tiefsten liegenden Teil 46 der unteren Randbahn 21 und der Bodenfläche unterbrochen, so daß sich ein um den Umfang verlaufender Drosselspalt 48 ergibt. Das durch diesen Spalt fließende Fluid erlaubt eine reibungslose Bewegung zwischen der Stützplatte 4 und der Bodenfläche 16, und zwar so lange, als der Drosselspalt 48 durch weitere Fluidzufuhr unter Druck aus der Fluid-Einlaßöffnung aufrechterhalten wird. Bei ungleichmäßigen Belastungen oder unebenen Bodenflächen muß die Fluidzufuhr aus der Füllkammer 38 durch den Drosselspalt 48 nach außen erhöht werden. Bei dem früher verwendeten VentUsystem konnte diese erhöhte Fluidzufuhr zu einem Druckanstieg innerhalb der Toruskammer und damit infolge einer Beseitigung des Drosselspaltes 48 zu einer zusätzlichen Steifheit und vielleicht zu einem Abrieb des Gleiters 10 führen, bevor Fluid unter erhöhtem Druck der Füllkammer 38 und dem Drosselspalt 48 zugeführt werden konnte. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau haben jedoch die Auslaßöffnungen eine Gesamtfläche, die die Fläche der Torus- Einlaßöffnung 42 übersteigt und damit einen schnellen Druckausgleich und eine Verbindung für das unter Druck stehende Fluid zwischen Toruskammer 31 und Füllkammer gestattet, so daß sich eine selbstregulierende Wirkung

Üm die Festigkeit der Dichtung zwischen Torus und Stützplatte 4 zu erhöhen, kann innerhaib der ο ruskammer 31 ein Klemmring 50 angeordnet und durcn

geeignete Befestigungseinrichtungen 52 dicht an der Stützplatte 4 befestigt sein, so daß die obere Randbahn 19 im Dichtungsbereich 20 fest und sicher gegen die untere Oberfläche 5 gequetscht wird. Bei diesem Aufbau hält der Gleiter 10 plötzlich Stufen und Risse im Boden aus, ohne daß die fluiddichte Abdichtung mit der unteren Oberfläche 5 unterbrochen wird.

Bei einer praktisch ausgeführten Vorrichtung ähnlich dem in den F i g. 1 bis 5 gezeigten Aufbau ist festgestellt worden, daß eine Kombination von nichtporösem. 900-g-Neopren-Nylon-Sioff für die Randbahnen 19 und 21 geeignet ist Ein etwa 2,5 cm breites Nylonbandgewebe mit einer Zugfestigkeit von etwa 1034 kg wird für die äußere Umfangsbandage, und ein etwa 5 cm breites 4-bindiges Körper-Nylonband mit einer Zugfestigkeit von etwa 2068 kg wird für die innere Umfangsbandage 37 verwendet Für einen Gleiter mit etwa 30 cm Außendurchmesser ist ein Dichtungsbereich 20 mit einer Breite von etwa 2,5 cm mit einer Torus-Einlaßöffnung 42 mit einem Durchmesser von etwa 1,3 cm bei 32 Auslaßöffnungen 44 mit einem Durchmesser von etwa 32 mm, die rings um den inneren Umfang des Torus 17 angeordnet sind, zweckmäßig. Die Mittel- und Eck-Auflagepuffer 12 und 14 können aus Kautschukmaterial hergestellt sein, das einen Härtegrad von 60 und eine Zugfestigkeit von etwa 170kg/qcm aufweist wobei die Oberfläche etwa 20% der äquivalenten lastaufnehmenden Fläche des Fluidleiters 10 beträgt. Bei diesem Oberflächenverhältnis zwischen Puffern und Gleitern ist es möglich, die Last von der Stützplatte 4 über die Puffer zu verteilen, ohne daß eine Verschiebung der Last auftritt wenn der Torus 17 entleert ist. Die Oberfläche der Eck-Auflagepuffer 14 kann vergrößert werden, wenn auf der Tragfläche 5 der Stützplatte 4 genii gend Platz vorhanden ist. Durch den innerhalb der Füllkammer 38 angeordneten mittleren Auflagepuffer 12 wird der Abstand zwischen den Lagerteilen für die Stützplatte 4 verringert wenn der Torus 17 entleert ist, wodurch eine Oberflächendeformation und Lastverschiebung vermieden werden, die bei großen nicht abgestützten Weiten der Stützplatte 4 auftreten.

In ähnlicher Darstellung wie für die erste Ausführungsform 10 in F i g. 4, ist in F i g. 6 eine zweite Ausführungsform 61 eines zweckfäßigen Fluidgleiters dargestellt Aus diesem Grunde sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet. In dieser Ausführungsform ist der Gleiter 61 allgemein verstärkt worden, um seine Tragfähigkeit zu vergrößern und den Fluidverlust die unzulänglichen Trageigenschaften infolge Falten und einer ungleichmäßigen Ausdehnung des Tonis 63 zu vermindern. Der Stoff für das untere Randteil 65. das innere Randteil 66 und das obere Randteil 67 ist in seiner Festigkeit durch Verwendung eines lamenierten, mehrschichtigen nichtporösen Materials verstärkt wobei die Kettfäden aneinandergrenzender Schichten in einem Winkel, beispielsweise 45°, voneinander liegen, so daß die Dimensionsstabilität des Gleiters 61 erhöht wird, wenn er zum Tragen größerer Lasten mit größeren Drücken gebläht wird, als der vor her beschriebene einschichtige Gleiter 10. In Vergleichsversuchen ist festgestellt worden, daß ein Gleiter mit einem äußeren Durchmesser von etwa 53 cm und einem ähnlichen Aufbau wie dem in den F i g. 1 bis S gezeigten etwa 0,14 mVmin benötigt um einen Luftdruck von etwa 1.26 kp/qcm am Drosselspalt 48 aufrechtzuerhalten. Im Vergleich dazu benötigt ein dop pelschichtiges Lager von etwa 53 cm Durchmesser entsprechend dem in F ι g. 6 gezeigten Aufbau mit zuein ander schräg liegenden Kettfaden aneinandergrenzender Schichten des Randstoffes für die gleiche Tragfähigkeit lediglich etwa 0,085 mVmin Luft Es liegt offenbar an der gleichförmigen Ausdehnung und der da-S durch bedingten Faltenlosigkeit des Randmaterials angrenzend an die Bodenfläche 16, daß die zweite Ausführungsform des Gleiters 61 gegenüber der ersten Ausführungsform des Gleiters 10 eine bessere Wirksamkeit aufweist. Es ist ferner fesgestellt worden, daß ίο es bei Verwendung der zweiten Ausführungsform des Gleiters möglich ist die Tragfähigkeit eines Luftkissen-Lagergleiters durch Erhöhung des Fluiddruckes wesentlich zu erhöhen. Bei Verwendung von Wasser als Druckfluid ergibt ein Arbeitsdruck von etwa 3,85 kp/qcm eine beträchtliche Erhöhung der Tragfähigkeit von Fluid-Lagerplatten und es kann der in den meisten Betrieben vorhandene normale Wasserdruck verwendet werden. Daher macht diese Ausführungsform Luftkompressoren für hohe Volumina überflüssig und sie ist besonders gut for die Verwendung in Werften geeignet, um große Bauteile von einem Arbeitsplatz zum anderem zu transportieren.

Aus F i g. 6 ist genauer zu ersehen, daß die innere Randbahn 66 an der Verbindungsstelle 72 mit der oberen Randbahn 67 im Dichtungsbereich 70 überlappt. Diese überlappenden Bahnen sind zwischen dem Klemmring 50 und der unteren Oberfläche 5 eingeklemmt Diese Überlappungsfolge zwischen den Bahnen 66 und 67 erhöht die Fluiddichtheit des Gleiters 61, da jegliches aus der Füllkammer 38 durch die Verbindungssteile 72 entweichende Fluid in die Toruskammer 31 gelangt und jegliches unter Druck aus der Toruskammer 31 durch die Verbindungsstelle 72 übertretende Fluid in die Füllkammer 38 gelangt Daraus geht hervor, daß diese Überlappungsfolge — die obere Randbahn 67, die dem Äußeren des Gleiters 61 zugewandt ist liegt unmittelbar angrenzend an die untere Oberfläche 5 der Stützplatte 4 und die innere Ba.hn 66, die angrenzend an die untere Oberfläche der oberen Bahn 67 liegt berührt unmittelbar den Klemmring 50 — einen festeren und dichteren Aufbau bewirkt

Obwohl einige Versuche gezeigt haben, daß sich die Fluid-Einlaßöffnung 40 und die Torus-Einlaßöffnung 42 nicht stets zu decken brauchen, zeigen die Gesamtergebnisse, daß diese Einlasse im allgemeinen in Deckung liegen sollten, um eine störungsfreie Arbeitsweise zu erreichen. In einigen Versuchen lag die Fluid-Einlaßöffnung in der Mitte des mittleren Auflagepuffers 12, wobei der Torus richtig aufgebläht wurde und sich zwisehen dem untersten Teil des Toms und dem Boden ein Fluidlager ergab. In anderen Versuchen, bei ähnlicher Lage der Zufuhröffnung und der Torus-Einlaßöffnung zueinander wurde die zeitweilige Dichtung zwischen Torus und Bodenfläche nicht lange genug aufrechter-SS halten, um den Tonis in richtiger Weise aufzublähen, so daß kein richtiges Fluidlager ausgebildet wurde. Wegen der komplexen Vielfalt von Variablen wie Torusgröße, Steifheit der Torusbahnen. Absland zwischen Stützplatte zur Torusdichte und den Einlassen, gegenseitige radiale Lage der Einlasse, Ausbildung der Mündung der Fluid-Einlaßöffnung, um nur einige zu nennen, ist es schwierig, festzustellen, innerhalb welchen Bereiches die öffnungen nicht fluchtend zueinander liegen dürfen, ohne daß dadurch die Zuverlässigkeit vermindert wird. *5 Es wird jedoch angenommen, daß der Fachmann den Bereich, innerhalb dessen die Offnungen nichtfluchtend zueinander liegen dürfen, um zu zufriedenstellenden Ergebnissen /u gelangen, in sehr einfachen Versuchen

mit eine kann, fi chen df womit ι Torus-1 deren r bei der lager g

mit einer bestimmten Anzahl von Variablen bestimmen kann. Aus diesem Grunde wird in den Patentansprüchen der Ausdruck »allgemeine Deckung« verwendet, womit gemeint ist, daß die Fluid-Einlaßöffnung und die Torus-Einlaßöffnung direkt fluchtend oder in einer anderen räumlichen Beziehung zueinander liegen können, bei der der Torus zuverlässig aufgebläht und ein Fluidlager gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

I 948 304 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Tragen und Transportieren von schweren Lasten mit einer Stützplatte und finer Luftkisseneinrichtung, die aus einem flexiblen aufblähbaren Ringkörper besteht, der an der Stützplatte entlang einer Berührungslinie abdichtend befestigt und so angeordnet ist, daß sich bei der Zufuhr von Druckluft der Ringkörper aufbläht und in dem Raum zwischen der Stützplatte, dem Ringkörper und der Auflagefläche das Luftkissen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible aufblähbare Ringkörper (17) mindestens eine öffnung (42) aufweist, die innerhalb der Berührungslinie liegt, daß der Einlaß (40) der Druckluftleitung innerhalb dieser Berührungslinie an der Stützplatte (4) epdet, so daß die öffnung (42) und der Einlaß (40) beim Aufblähen des Ringkörpers (17) sich voneinander weg bewegen, und daß bei aufgeblähtem Ringkörper die Druckluftzufuhr in den Lufkissenraum (38) erfolgt, wobei über die öffnung (42) ein Druckausgleich zwischen dem Luftkissenraum (38) und dem Innenraum des Ringkörpers erfolgen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (42) im nicht aufgeblähten Zustand des Ringkörpers mit dem Einlaß (40) zusammenfällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Auslaßöffnungen (44) von der öffnung (42) radial nach innen versetzt an dem Ringkörper (i7) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Stützplatte (4) innerhalb des Ringkörpers ein Auflagepuffer (12) befestigt ist, dessen Außendurchmesser nahezu gleich dem Innendurchmesser des Ringkörpers ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stützplatte (4) außerhalb des Ringkörpers weitere Auflagepuffer (14) befestigt Sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Einlaßkanal der Druckfluidleitung radial zum Umfang des Auflagepuffers (12) verläuft.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper in an sich bekannter Weise aus zwei Ringen (19,21) zusammengesetzt ist, die längs ihrer inneren und äußeren Umfangskanten abdichtend miteinander verbunden sind, und daß der eine Ring (19) entlang der Berührungslinie mit einem im Innenraum des Ringkörpers angeordneten Klemmring (50) an der Stützplatte (4) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß der nicht an der Stützplatte (4) befestigte Ring (21) keine öffnung aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (19, 21) wie an sich bekannt, aus einem Laminat flexibler Bahnen bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Stützplatte befestigte Ring (19) in zwei sich unter dem Klemmring (50) überlappende Ringteile unterteilt ist, und daß der radial außenliegende Ringteil (67) an der Unterseite der Stützplatte (4) anliegt.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stützplatte (4) in an sich bekannter Weise mehrere Ringkörper (7.8,9,10) befestigt sind.