DE2216853A1 - Amphibienfahrzeug - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL-PHYS. DR. ΜΑΝΠΖ DIPL-CHcM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE *> ^ I b O D J

Minchen, den 7. April 1972 Mak/Sv - J 1084

JOIM AHIOHY KEARSEI

19 Bramble Rise, Westdene, Brighton, Sussex, BFI 5GE - ENGLMD

Amphibienfahrzeug

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Amphibienfahrzeug des lyps, der durch Wasser oder über Land durch Drehkörper vorwärts bewegt v&rdea, und betrifft insbesondere die Drehkörper selber.

einer bevorzugten Ausführungsform sind die Drehkörper ebenfalls ao ausgelegt, daß sie die gesamte oder überwiegende Auftriebskraft für das Fahrzeug vorsehen. Vorteilhaft erweise wird deshalb, wenn das Fahrzeug sich im Wasser befindet, die Nutzlast vollständig frei vom bzw. über dem Wasser getragen. Die Drehkörper können jedoch an einera Fahrzeug benutzt werden, bei dem die Nutzlast nur teilweise über der Wasseroberfläche oder selbst unter diese getaucht getragen wird. In vielen Beziehungen weist

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die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgeinäßen Amphibienfahrzeuges Ähnlichkeiten mit einem Luftkissen-Fahrzeug auf und es ist bei einer Aus führung sf ο rm "vorgesehen, daß die Auftriebskraft des Fahrzeuges mittels eines Luftkissens unterstützt, wird.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist alle Vorteile eines Luftkissen-Fahrzeuges auf, näiulich die Fähigkeit auf dem Land oder im Wasser zu fahren mit der Folge, daß keine aufwendigen Dockarbeits-Einrichtungen erforderlich sind und die Wartung einfach ist} das Fahrzeug kann ohne Rücksicht auf den Qezeifi^ten_stand, die Wassertiefe und natürliche Hindernisse betrieben werden, wobei eine Auftriebs-/ Abtriebs-Belastung möglich ist und ein Umdrehen? schnell erfolgt. Einer der Nachteile von Luftkissen-Fahrzeugen besteht jedoch in deren Lärm im Betrieb, der weitgehend aufgrund der Luftgebläse gegeben ist, die erforderlich sind, das Fahrzeug vörwärtszubewegen, und ein weiterer Nachteil ist durch den Sprühregen oder Staub gegeben, der durch die Luft aufgewirbelt wird, die von unterhalb der Schürze (skirt) des Fahrzeuges entweicht.

Ziel der Erfindung ist es, zumindest teilweise diese Nach teile zu überwinden. Dies wird teilweise erreicht, indem der Wasser-Benetzungs-Strömungswiderstand (water-wetting drag) an dem Fahrzeug durch Verringerung der relativen Geschwindigkeit der Fahrzeugoberfläche und des Wassers, durch welches es sich bewegt, reduziert wird.

Erfindung3jpmäß ist ein Drehkörper für ein Amphibienfahrzeug vorgesehen mit einem Paar von horizontal mit Abstand angeordneten Stirngliedern, die eine Umfangs-Oberfläche für eine Bewegung auf dem Land aufweisen, mit einer Vielzahl von Umfangs-Verbindungsgliedern, die sich an mit Abstand um die Stirnglieder angeordneten Umfangspunkten zwischen

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den Stirngliedern erstrecken, mit einer fluidundurchlässigen Haut, die sich in fluiddichter Weise zwischen den Umfangen der Stirnglieder erstreckt, wodurch die Konfiguration der Außenhaut, wenn diese einem inneren Fluiddruck ausgesetzt ist, gesteuert wird, und mit einer Antriebseinrichtung zur Drehung des Drehkörpers.

Bevorzugt ist der Drehkörper an einer Mittelwelle angebracht, die vorteilhafterweise durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfοrm ist eine Schwimmkammer- bzw. Auftriebskammer in dem Drehkörper vorgesehen und umgibt die Mittelwelle. Vorteilhafterweise umfaßt die Schwimmkammer bzw. Auftriebskammer ein aufpumpbares Glied mit ringförmigem Querschnitt.

Bevorzugt ist die Welle hohl und erstreckt sich ein oder erstrecken sich mehrere Durchgänge von der Innenseite der hohlen Welle zu dem von der Außenhaut begrenzten Zwischenraum. Die Antriebseinrichtung kann einen Hydraulikmotor umfassen, der axial innerhalb eines der Stirnglieder gelegen ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jedes Stirnglied eine Scheibe und umfaßt eine innere und eine äußere ringförmige Platte, die mit Abstand voneinander angeordnet und durch eine Vielzahl von radial angeordneten Membranplatten versteift sind, wobei die Hembranplatten und die Platten zu einer Umfangs-Felgenplatte und an ihren, radial innersten Endmzu einer geeigneten kreisförmigen Platte verbunden sind, die ein Gehäuse für einen hydraulischen Radmotor begrenzt. Es ist vorteilhafterweise eine Vielzahl von hohlen segmentähnlichen Vertiefungen bzw. Hohlräumen vorgesehen, die bevorzugt mit einem Füller geringer Dichte gefüllt sind.

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Da die Stirnscheiben auf einer gemeinsamen Welle angebracht, deren Umfange durch Verbindungsglieder miteinander verbunden und sie dux'ch die Druckkammer voneinander mit Abstand angeordnet sind, wird die Antriebskraft von dem Hydraulikmotor, der in einer der ßtirnscheiben angebracht ist, quer über den Drehkörper übertragen, ohne daß eine merkliche HelativdEhung zwischen den Stirnscheiben vorhanden ist.

Bevorzugt sind Endteile der Außenhaut zwischen die Unifang splatte jeder Stirnscheibe und eine Weichstahl- bzw. Jj¹IuG Gtahl-Felgenplatte gesandwicht, wobei die Felgenplatte mit der Umfangsplatte mittels Muttern und Bolzen verbindbar ist. Vorteilhafterweise ist eine Lauffläche in der i'clgenplatte angebracht, die die Umfangsoberfläche vorsieht und es ermöglicht, ein Fahrzeug, an dem der Drehkörper angebracht ist, auf dem trocknen Land zu benutzen.

Die Außenhaut kann um ihren Umfang mit Taschen bzw. Zellen ausgebildet sein, deren Umfangsabstand dem der Verbindungsglieder entspricht, wobei in den Zellen die Verbindungsglieder gelegen sind sum radialen Begrenzen bzw. Einschließen der Haut.

Vorteilhafterweise sind Innenhülsen in den Zellen vorgesehen, um die Abnutzung bzw. den Abrieb zwischen den Verbindungsgliedern und den Zellen zu verringern.

Gemäß einem weiteren Iierkmal der Erfindung ist ein Amphibienfahrzeug vorgesehen, an jedem von dessen Enden ein oben beschriebener Drehkörper vorgesehen ist. Bevorzugt ist das Fahrzeug ira allgemeinen rechtwinklig in der Draufsicht und mit vier solcher Drehkörper, einem an jeder Ecke vorgesehen, v/o bei die Drehkörper unter einem oberen Gehäuse gelegen und an einem Ilauptrnhmen dos Fahrzeugs getragen v/erden.

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Bevorzugt sind zwei Drehkörper an jedem Ende des Fahrzeugs in axialer Fluchtung angebracht und trägt ein gemeinsames l'rockenlager die inneren lilnden der Wellen, wobei das. iDrockenlager durch den Kahiaen des Fahrzeugs getragen wird und so konstruiere ist, dajü oin Durchgang von Luft; zu dem Inneren der Wellen möglich ist.

Bei einer Ausführungsform können die Laufflächen an den Endscheiben durch aufpumpbare iieifen ersetzt werden.

Vorteilhafterweise wird die Luft in jedem Drehkörper durch ein Gebläse an dem durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeug geliefert.

Bei einer v/eiteren bevorzugten Äusführungsforja ist ein !Tragflügel jedem Drehkörper zugeordnet, der auf der Seite des Drehkörpers gelegen ist, die sich stromabwärts befindet, wenn sich das Fchrzeug in einer Vorwärtsrichtimg bewegt, wobei der Anstellwinkel der Tragflügel bevorzugt einstellbar ist. Vorteilhafterweise sind die Tragflügel zurückziehbar bzw. rückstellbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene und teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Amphibienfahrzeuges,

Fig. 2 einen Schnitt einer Stirnscheibe von einem der bei dem Fahrzeug in Fig. 1 gezeigten Drehkörper,

Fig. 3 ein. Detail der in Fig. 2 gezeigten Schnittansicht, Fig. 4 eine weitere Schnittansicht der Stirnscheibe, in der

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die Art und Weise der Verbindung eines Verbindungsgliedes an der Stirnseheibe und eine Haut und eine an seiner Stelle befestigte Lauffläche dargestellt sind,

Ii¹Ig.. 5 eine Schnittansicht längs Linie V-V in !''ig. -I und

D¹X₀. 6 eine schematische Schnittansicht eines Drehkörpers und seines zugeordneten Tragflügels,

Uaca Ii¹Ig. 1 umfaßt ein Amphibienfahrzeug 1 einen Hauptraomen, der beispielsweise aus iüLuüiiiiiumlegierungs-Abschnitten 3 konstruiert ist und auf dem ein .Fahrgastabteil 5 getragen wird. Das Fahrzeug wird durch einen bekannten Verbi^veimunr;smotor 7 angetrieben,, der eine hydraulische. Pumpe 9 und einen K;ompre-üf;or 11 antreibt. Alle- erwarteten bzw. erforderlichen Apparaturen, bzw. Armaturen sind in dem Fahrgastab.teil 5 vorgesehen und werden im folgenden nicht im. einzelnen beschrieben.

Ein Paar von vorderen Drehkörpern 133, 15 wird durch den Rahmen 3 an dessen Vorderende und ein Paar von hinteren Drehkörpern 17j 19 wird an dem Rahmen im Bereich von dessen hinteren· Ende getragen. Ein vorderer Tragflügel (hydrofoil) 21 wird von dem Rahmen 3 unmittelbar an äse Hinterseite dex¹ vorderen Drehkörper 13 und 15 und ein hinterer Tragflügel 23 wird in ähnlicher Weise an dem hinteren Ende des Rahmens unmittelbar -hinter den hinteren Drehkörpern 17 und 19 getragen. Gg-eignete Anstell-Steuerwinden bzw. Steuerzylinder 22 und 24· steuern die Steigung (pitch) der Tragflügel 21 bzw. 23 und die Tragflügel sind durch Gestänge 25 bzw. 27 unter der Steuerung von Rückzugwinden bzw. Rückzugzylindern 29 bzw. 31 rückziehbar.

Der Boden des Fahrgastabteils 5 ist aus schwimmfähigen Materialien hergestellt und umfaßt, wie dargestellt, Polystyrolschaum 26, der zwischen zwei Holzschichtlagen 28 und 30 gesandwicht ist. Um das Fahrzeug gegen Beschädigung zu schützen, ist ein Kautschukpuffer bzw. eine Gummistoßstange 33 an den Seitengliedern des Rahmens 3 befestigt.
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υ..■; Drehkörper 15? 15_? 17 uⁿa 19 sind, jeweils im-wesentlichen identisch und es wird infolgedessen nur einer im einzelnen beschrieben. Die Drehkörper geben bei der bevor·- .".iif-jten Ausführung sf ο rin. dem !Fahrzeug dessen "G-esamtschwimmfühigkeit und sehen de se en einzige BeA»jegungsiaittel, ob auf den Land, iii Wasser oder Moorland "vor. Die Vorderdrehkörper 13 und 15 sind auf hohlen Wellen 35 angebracht, die an einem Ende in eine.)·, gemeinsamen Trockenlager 37 gelagert sind, wobei ein Drehkörper aiii' ,jeder Seite des Lagers 37 angeordnet ist. an dem anderen Ende jeder Hohlwelle 35 sieht ein hydraulischer Rotor '3ΰ ein Lager für. die Welle "vor, wobei der Motor seinerseits in geeigneter Weise an dem Hahnen 3 gelagert ist.

Jeder Drehkörper umfaßt ein Paar von Stirnscheiben 39, 41, die für eine Drehung mit der Welle 35 beispielsweise entweder durch Schweißen oder Verkeilen befestigt sind; die Scheibe 41 "weist eine Mittelöffnung 43 (siehe ]?ig.2) für den Hotor 3b auf und ist mit der Welle 55 durch eine Platte 4 verbunden, die das innere. Ende der Öffnung 43 abschließt. Der allgemeine Querschnitt der "Scheiben ist aus S¹Ig. 2 ersichtlich, sie sind aus'einer Vielzahl/von radial mit jÄb stand angeordneten Diaphragma-Platten bzw. Membranplatten 47 mit Srapezforni aufgebaut, deren nicht-parallele Seiten mit inneren und äußeren scheibenförmigen Platten 49 bzw. 5I verbunden sind, wobei die erstere einen Umfangsflansch 50 aufweist, der¹ an die letztere anstößt.. Die Zwischenräume zwischen benachbarten Ileiubr anplatt en 47 sind mit einem Miller geringer Dichte wie Polystyrolkörnchen in einer Epoxyiiiatrix gefüllt, wodurch die Stirnscheiben schwimmfähig gemacht sind.

Eine Vielzahl von parallelen, ui;ifangsmäßig mit Abstand angeordneten Verbindungsgliedern 53 erstreckt sich zwischen den ütirnscheiben Jedes Drehkörpers, wobei jedes dieser Verbin-

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BAD ORIGINAL

dungsglieder parallel zu der Welle 35 liegt. Die Verbindungsglieder können beispielsweise aus einem Halbzoll-Hohl-Doral-Rohr oder Metall oder Kunststoffabschnitten bestehen oder sie können selbst in der Form von Draht-Tauwerk bzw. Drahtseilen vorgesehen sein, sie müssen jedoch beachtlichen Kräften im rechten Winkel zu ihrer Längsseite ebenso wie einer beachtlichen Zugkraft widerstehen können.

In jedem Drehkörper umgibt eine Schwimmkammer 55» wie dargestellt ist, für Hochdruckgas, bevorzugt Luft, die Welle 35 und diese Druckkammer 55 ist durch einen aufpumpbaren inneren Sack bzw. Beutel 57 ^i t ringförmigem Querschnitt vorgesehen. Der Fluiddruck (beispielsweise von Luft oder einem anderen Gas) in dem Sack sollte konstant sein, kann jedoch von einem Steuerpult in dem Fahrgastabteil durch eine Luftleitung gesteuert werden, die mit der Kammer 55 und dem Kompressor 11 über die Welle 35 und eine das Lager 37 tragende Hohlleitung 59 in Verbindung steht.

Eine flexible äußere Membran bzw. Außenhaut 61 erstreckt sich umfangsmäßig um jeden Drehkörper, wobei die Enden der Haut 61 mit den Stirnscheiben bevorzugt in der in Fig. 3 dargestellten Weise verbunden sind. Die Haut 61 besteht aus einem luftundurchlässigen, verschleißfesten Material wie Nylon, Kautschuk oder PVC, das in geeigneter Weise erforderlichenfalls verstärkt ist (wie das in der "Schürze" von kommerziellen Luftkissen-Fahrzeugen benutzte Material) und bei einer bevorzugten Ausführungsform (siehe Fig. 4- und 5) ist eine Vielzahl von Taschen bzw. Zellen 4-0, die umfangsmäßig mit Abstand um die Haut 61 angeordnet sind und sich zwischen gegenüberliegenden Enden der Haut erstrecken, vorgesehen, wobei der Abstand der Zellen mit dem der Verbindungsglieder 53 übereinstimmt. Diese Zellen 4-0 sind mit einem verschleißfesten hülsenähnlichen Glied 42 ausgekleidet bzw. gefüttert und die Verbindungsglieder 53 sind dann

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in den ausgekleideten Zellen 40 so angeordnet, daß die Haut 61 zu der allgemeinen Gestalt des Drehkörpers mittels der Verbindungsglieder 63 begrenzt bzw. geformt ist.

Der äußere Umfang jeder Stirnscheibe 39» 41 ist bevorzugt verstärkt durch eine Ringplatte 63 mit L-förmigem Querschnitt, die an die scheibenähnlichen Platten 49 und 51 angeschweißt ist und über dem Flansch 50 liegt. Die Platte 63 und der !Flansch 50 sind an umfangsmäßig mit Abstand angeordneten Intervallen bzw Stellen geöffnet, so daß eine Lauffläche oder ein Reifen für Überlandfahrt an dem Umfang der Scheibe im Paßsitz angebracht bzw. aufgezogen werden kann. Der Kantenteil der Haut 61 ist über sich selbst gefaltet, wie es bei 65 dargestellt ist, und dann über die Ringplatte 63 gelegt und zwischen die Platte und eine ringförmige Felgenplatte 67 gesandwicht, die einen radial angeordneten Flansch 69 aufweist und auf der eine feste Lauffläche 71 angebracht ist. Geeignete Muttern und Bolzen befestigen die Lauffläche 71 und die Platte an der Platte 63 am Umfang der Stirnscheibe und halten zur gleichen Zeit die Haut 61 fest an ihrer Stelle. Gewünschtenfalls kann die feste Kautschuklauffläche 71 durch einen Luftreifen ersetzt werden.

Für den Zweck, die Verbindungsglieder 53 mit den Stirnscheiben 4-1 zu verbinden, sind die letzteren mit einer Vielzahl von umfangsmäßig mit Abstand angeordneten Durchgängen 44 vorgesehen, in jedem von denen ein einwärts gerichteter Flansch 4-6 (siehe Fig.4-) gelegen ist. Das Ende jeder Verbindungsstange 53 ist mit einem inneren Schraubgewinde 4-8 ausgebildet und in dem entsprechenden Durchgang 44- gegen den Flansch 46 angeordnet und wird durch eine Alien-Schraube bzw. Zylinderschraube mit Innensechskant in Position gehalten, die ebenfalls gegen den Flansch abgestützt ist. Das äußere Ende jedes Durchgangs 44 ist mit einer Madenschraube 52 abgeschlossen, wobei ein Ab-

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standshalter 54- zwischen der Madenschraube 52 und der Zylinderschraube 50 angeordnet ist. Die Verbindungsstangen 53 können somit durch die Durchgänge 44 erforderlichenfalls herausgezogen werden.

Der Zwischenraum zwischen der Außenhaut 61 und der radial äußeren Wandung des Innensacks 57 steht mit dem Kompressor 11 über einen Radialdurchgang 73, die Hohlwelle 35 und die Leitung 59 in. Verbindung und der Luftdruck in der Kammer 75₅ die von der Haut 61 und der Außenwand des Innensacks ^>7 gebildet wird, ist von dem Fahrerpult in dem Fahrgastabteil 5 steuerbar. Wenn der Innensack aufgepumpt ist, werden die Torsions-Übertragungseigenschaften des Drehkörpers verbessert, wird der Drehkörper schwimmfähig und wird ebenfalls das Volumen der Kammer 75 reduziert, wodurch die Steuerung des Drucks in der Kammer leichter gemacht ist.

Jeder Teil der Außenhaut 61 zwischen irgendwelchen zwei benachbarten Verbindungsgliedern 53 wird nachfolgend als ein Rotorblatt bzw. eine Drehkörperschaufel bezeichnet. Die Oberflächengestalt der Drehkörperschaufein wird durch den Luftdruck in der Kammer 75 gesteuert. Beispielsweise nehmen, wenn der Druck geringfügig größer als der Atmosphärendruck ist, diese zur Atmosphäre gerichteten Schaufeln eine konvexe Gestalt von der Außenseite gesehen an. Andererseits ist es, wenn das Wasserfahrzeug im Wasser schwimmt, wahrscheinlich, daß solche Schaufeln in Berührung mit dem Wasser sich ändernde konkave Formen annehmen in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen dem Druck in der Kammer 75 und dem Gewicht des Fahrzeuges, der Drehgeschwindigkeit des Drehkörpers und der genauen Lage der Schaufel. Da die Gestalt der Drehkörperschaufeln unter Wasser fein gesteuert werden kann, indem der Luftdruck in der Kammer 75 geändert wird, können die Vortriebseigenschaften eines Drehkörpers, der durch den Hydraulikmotor gedreht wird, für ein optimales Leistungsverhalten

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gewählt werden. Weiterhin können die Eigenschaften der Schaufeln geändert werden, indem die Haut 61 anders zugeschnitten wird. Aufgrund der Gestalt jeder Schaufel unter Wasser können die Drehkörper als die einzigen Vortriebsmittel für das Fahrzeug benutzt werden, die ebenfalls dem Fahrzeug die erforderliche Schwimmfähigkeit geben. Außerdem können die Drehkörper benutzt werden, die Steifigkeit und Dämpfung der Fahrzeugaufhängung bzw. Federung zu ändern. Die Schwimmfähigkeit kann auf andere Weise unterstützt oder vollständig vorgesehen werden. Beispielsweise kann das Wasserfahrzeug einen Verdrängungsrumpf und Schwimmkörper ähnlich einem normalen Boot aufweisen und es kann selbst ein Luftkissen für die Schwimmfähigkeit benutzt werden.

Wenn ein Luftkissen benutzt wird, können Auftriebsrümpfe bzw. Auftriebskörper entlang jeder Seite des Wasserfahrzeugs vorgesehen sein und diese können zusammen mit den Drehkörpern die Aufgabe der Umgrenzung des Luftkissens anstelle der üblicheren flexiblen Schürze übernehmen. Alternativ können Tragflügel für diesen Zweck benutzt werden.

Tatsächlich wäre, wenn das Wasser, über dfes bzw. durch das der Drehkörper rollt, unnachgiebig wäre, die Wirkung des Drehkörpers analog der eines Ritzels auf einer Zahnstange und der Vorschub pro Umdrehung wäre gleich dem Umfang des Grundkreises der Schaufeln des Drehkörpers. Das Wasser gibt jedoch dem Druck der Schaufeln nach, und der Betrag, UBi den sich der tatsächliche Vorschub von dem Umfang des Grundkreises pro Zeiteinheit unterscheidet, ist als Schlupf bekannt und ein Maß für den Betriebszustand des Drehkörpers. Das einer Drehung widerstehende Drehmoment oder Kräftemoment, das durch den Drehkörper erfahren wird, liefert eine horizontale Druckkomponente in einer Richtung parallel zu der Rotationsbene des Drehkörpers. Diese Druckkomponente und das Drehmoment sind Funktionen der Drehkörper-Drehzahl, der Vortriebügeochwindigkeit und des Durchmessers.

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Die Wasserverdrängung durch die Drehkörper liefert eine statische Auftriebskraft. Die Druckverteilung an dem Drehkörper durch hydrostatische Kräfte bei ruhendem Drehkörper wird durch hydrodynamische Kräfte erhöht, wenn der Drehkörper in Bewegung ist. Durch das Vorhandensein der \

Schaufeln an dem Drehkörper und durch die Drehkörperbewegung wird diese Druckverteilung gesteuert. Der Nettoauftrieb des bzw. Nettotragfähigkeit an dem Drehkörpersystem variiert mit der Drehgeschwindigkeit.

Die Auftriebs- und Druckkomponenten an jedem Drehkörper können unabhängig von der Drehzahl gesteuert werden entweder durch Differentialdrucksteuerung der Drehkörper oder durch Tragflügel 21 und 25 mit variabler Anstellung bzw. variablem Anstellwinkel (variable incidence hydrofoils), die unmittelbar in dem Sog bzw. Abstrom der Drehkörper angeordnet sind. Durch Drehkörper, die im Tandem oder Seite an Seite angeordnet sind, wie es in Fig.1 dargestellt ist, kann, indem differentielle bzw. unterschiedliche Tragflügel-Durchbiegungen bzw. -Anstellungen angewendet werden, Momente um die Querachse bzw. Längsachse (moments in pitch and roll respectively) des Fahrzeugs stabilisiert und gesteuert werden.

Wie aus Fig. 4- ersichtlich ist, wird durch die Tragflügel ebenfalls das Leistungsverhalten des Drehkörpers modifiziert. Sie tragen nicht nur zu dem Auftrieb und Axialdruck bzw. Hub oder Gewicht und Rückschub bzw. Strömungswiderstand in Abhängigkeit von ihrem Anstellwinkel bei, sondern sie üben ebenfalls einen Interferenzeffekt bzw. eine Störwirkung an der Rückfläche des Drehkörpers und den Schaufeln in der Nachbarschaft aus.

Nach ELg. 4 ist aufgrund der aufwärts gerichteten Bahn der ■Wasserströmung 77 hinter dem Drehkörper die resultierende Kraft an einem gut positionierten Tragflügel 21 in der Lage, einen durch den Pfeil 79 repräsentierten Axialdruck zusammen mit einer zusätzlichen durch den Pfeil 81 repräsentierten Auftriebskraft zu liefern. Die resultierende Kraft ist durch den Pfeil 83 dargestellt. Alternativ kann, wenn der Tragflügel einem nicht dargestellten Anstellwinkel nahe der Normalrichtung zur Strömung aufweist, eine beachtliche Sogkraft bzw. Rückzugskraft erzeugt werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist nur ein Hydraulikmotor für jeden Drehkörper vorgesehen. Das Drehmoment wird über den Drehkörper teilweise durch die Hohlwelle 35j teilweise durch den inneren Sack 57 u^ci teilweise durch die Verbindungsglieder 53 übertragen. Es können jedoch zwei Hydrau- !ikmotoren für jeden Rotor oder andere Antriebsformen vagesehen sein.

Obgleich die Verbindungsglieder 53 parallel zueinander und zu der Hohlwelle 35 dargestellt sind, ist dies nicht von wesentlicher Bedeutung.

Die Stirnscheiben 39 und 41 müssen nicht starr sein. Beispielsweise können sie durch eine Vielzahl von gleich bemessenen, S-förmigen, plastisch verformbaren Gliedern gebildet sein, die relativ Zueinander um einen gemeinsamen Mittelpunkt winkelmäßig vorverlegt und gleich mit Abstand angeordnet sind. Eine Ringfelge, die ebenfalls elastisch verformbar ist und dem Flansch 63 entspricht, würde dann an den Umfangen der S-förmigen Glieder und eine flexible, gasundurchlässige Haut an jeder Seitenfläche, die den Platten 49 und 51 entspricht, befestigt sein. Eine verformbare Stirnscheibe würde das Ergebnis sein und wenn eine Lauffläche an einer jeden solchen Scheibe befestigt ist, wirkt die Scheibe in der Weise einer Endlosbahn und kann sich zu einem gewissen Grad der Kontur

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des Geländes anpassen, über das das Fahrzeug fährt. Alternativ können die Stirnscheiben durch ein Speichenrad vorgesehen sein, das mit einem fluidundurchlässigen Material bedeckt ist.

Das Lenken des dargestellten Fahrzeugs erfolgt durch eine Differential-Geschwindigkeitssteuerung und/oder eine Differential-Druck-Steuerung an den linken und rechten Drehkörperpaaren. Lenkbare Drehkörper können bei einer alternativen Ausführungsform benutzt werden.

Obgleich das dargestellte Fahrzeug rechtwinklig in der Draufsicht ist, sind andere als rechtwinklige Formen in der Draufsicht möglich." Weiterhin können die Drehkörper, anstatt einen Drehkörper an jeder Ecke vorzusehen, in einer anderen Weise angeordnet sein. Beispielsweise kann ein großes Fahrzeug vier oder mehr Reihen von Drehkörpern entlang seiner Länge erfordern.

Obgleich bevorzugt ein Tragflügel jedem Drehkörper zugeordnet ist, kann der Drehkörper ohne Tragflügel mit einem ziemlich guten Wirkungsgrad benutzt werden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die Drehkörper gasgefüllt, um eine Auftriebskraft für das Fahrzeug vorzusehen. Jedoch können die Drehkörper mit Wasser gefüllt sein und als Vortriebsmittel für ein Unterwasserfahrzeug in Wasser und ebenfalls auf dem Land oder sogar als Vortriebsmittel für ein schwimmendes oder anderes getragenes Wasserflächen- und Land-Fahrzeug benutzt werden. Bei dieser Konstruktion ist bevorzugt der Wasserdruck in der unteren Hälfte der Drehkörper geringer als der in der oberen Hälfte und dies kann erreicht werden, indem eine im wesentlichen horizontale Platte quer über die Mitte der Drehkörper angeordnet und eine in einer Öffnung in der Platte gelegene Pumpe vorgesehen wird, um die Drücke auf jeder Seite der Platte zu steuern.

- Patentansprüche 209843/0778

Claims (23)

1. Patentansprüche

   J Drehkörper für ein Amphibienfahrzeug mit einem Paar von horizontal mit Abstand angeordneten Stirngliedern, einer Umfangsfläche für eine Bewegung auf dem Land und einer Antriebseinrichtung für dessen Drehung, dadurch g e kennz eichnet, daß eine Vielzahl von Umfangs-Verbindungsgliedern (53) sich an mit Abstand angeordneten Uiafangspunkten an den Stirngliedern (4-1) zwischen den Stirngliedern erstreckt und daß sich eine fluidundurchlässige Hembran bzw. Haut (61) in fluiddichter Weise zwischen den Umfangen der Stirnglieder (41) erstreckt, wobei die Verbindungsglieder (53) die Konfiguration der Haut (61) steuern, wenn das Innere der Außenhaut (61) einem Fluiddruck ausgesetzt ist.
2. 2. Drehkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mittelwelle (35)» ™-ΐΐ der sich der Drehkörper drehen kann.
3. 3. Drehkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auftriebskammer bzw. Schwimmkammer (35) durch ein aufpumpbares Glied (57) lau* ringförmigem Querschnitt definiert ist.
4. 4. Drehkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (35) hohl ist und daß sich ein oder mehrere Durchgänge von der Innenseite der hohlen Welle zu dem durch die Außenhaut (61) definierten Zwischenraum (75) erstrecken.
5. 5. Drehkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Hydraulikmotor (38) umfaßt, der axial innerhalb eines der Stirn^lieder (41) gelegen ist.

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6. 6. Drehkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß jedes ßtirnglied (41) eine Scheibe ist und eine innere und eine äußere Ringplatte (49, 5Ό umfaßt, die mit Abstand voneinander angeordnet und durch eine Vielzahl von radial angeordneten Diaphragma- bzw. Membranplatten (47) versteift ist und daß die Membranplätten (47) und die Platten Ί(~λ} zu einer Umfangs-Felgenplatte (50) zur Bildung einer Vielzahl von hohlen segmentähnlichen Vertiefungen bzw. Hohlräumen verbunden sind.
7. 7.Drehkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume mit einem Füller geringer Dichte gefüllt sind.
8. 8. Drehkörper nach Anspruch 6 oder 7> dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß die Membranplatten (47) an ihren radial innersten Enden zu einer Kreisplatte verbunden sind, die ein Gehäuse (43) für einen Hydraulikmotor (38) definiert.
9. 9. Drehkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennz ei chnet, daß Endteile (65) der Außenhaut (61) zwischen die Umfangsplatte (50) jeder Stirnscheibe (41) und eine weitere metallische Felgenplatte (67), die die Umfangsplatte (50) umgibt und mit dieser verbindbar ist, gesandwicht sind.
10. 10. Drehkörper nach Anspruch 9> dadurch gekennzeich net, daß eine Lauffläche (71) auf der Felgenplatte (67) zur Bildung der Umfangs-Oberflache aufgezogen ist.

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11. 11. Drehkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (1) um ihren Umfang mit einer Vielzahl von Taschen "bzw. Zellen (40) ausgebildet ist, deren Umfangsabstand dem der Verbindungsglieder (53) entspricht, und daß die Verbindungsglieder (53) in den Zellen (40) gelegen sind.
12. 12. Drehkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß innere Hülsen (42) in den Zellen (40) vorgesehen sind.
13. 13. Amphibienfahrzeug, dadurch gekennz eichnet, daß es an jedem seiner Enden einen Drehkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
14. 14. Fahrzeug nach Anspruch 13 mit im allgemeinen recht-winkligem Grundriß, dadurch gekennz eichnet, daß es vier Drehkörper (13, 15? 17, 19)i einen an jeder Ecke aufweist und daß die Drehkörper (13, 15, 17, 19) unter einem oberen Gehäuse (1) gelegen und an einem Hauptrahmen (3) gelagert sind.
15. 15. !Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Drehkörper (13, 15 und 17, 19) an jedem Ende des Fahrzeugs in axialer Fluchtung angebracht sind.
16. 16. Fahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Lager (37) die inneren Enden der Wellen (35) lagert und daß das Lager durch den Rahmen (3) des Fahrzeugs getragen wird.
17. 17· Fahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (37) so aufgebaut ist, daß es einen Durchgang von Luft zu dem Inneren jeder Welle ermöglicht.

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18. 18. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13-17» dadurch gekennzeichnet, daß aufpumpbare Reifen (nicht gezeigt) an jedem Drehkörper (13, I5, I7, 19) an jedem Ende von diesem vorgesehen sind.
19. 19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13-18, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehkörper mit einem Gas gefüllt ist, das durch ein Gebläse (11) an dem Fahrzeug zugeführt wird, welches durch einen Verbrennungsmotor (7) angetrieben ist.
20. 20. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13-19, dadurch g e k enn ζ e ichn e t, daß ein Wassertragflügel (21, 23) jedem Drehkörper (13,15»17»19) zugeordnet ist und daß der Wassertragflügel (21, 23) auf der Seite dec zugeordneten Drehkörpers gelegen ist, die sich stromabwärts befindet, wenn sich das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung bewegt.
21. 21. Fahrzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Wassertragflügel (21, 23) einstellbar ist.
22. 22. Fahrzeug nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassertragflügel zurückziehbar bzw. rückstellbar sind.
23. 23. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13-22, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse bei sich auf dem Wasser bewegendem Fahrzeug frei über dem Wasser schwimmt.

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