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Luftkissenfahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf Luftkissenfahrzeuge
für Land- und Wasserfahrt mit einem plattformähnlichen Grundrahmen, zwei im Abstand
voneinander angeordneten, vom Grundrahmen an entgegengesetzten Seiten nach abwärts
stehenden, in Richtung der Mittellängsachse des Grundrahmens verlaufenden Seitenwandteilen
und mindestens einer das Luftkissen zusammen mit den Seitenwandteilen abgrenzenden,
schwenkbar angeordneten Rollenanordnung.
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Aus praktischen Gründen ist es beim Betrieb derartiger Fahrzeuge in
den meisten Fällen erwünscht, das unter Druck stehende Luftkissen so tief zu halten,
daß der Hauptrahmen des Fahrzeuges einen vernünftigen Abstand von der Oberfläche
besitzt, über die das Fahrzeug gleitet. Eines der schwierigen Probleme, die bei
der Auslegung und beim Betrieb dieser Fahrzeuge auftreten, ist die Aufrechterhaltung
des bzw. der unter Druck stehenden Luftkissen unterhalb des Fahrzeuges; diese Schwierigkeit
nimmt zu, je
tiefer das Tragkissen wird.
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Um das unter Druck stehende Luftkissen bei auf Wasser betriebenen
Luftkissenfahrzeugen zu stauen, sind die Fahrzeuge mit Seitenwandungen versehen
worden, die von dem Hauptrahmen nach abwärts stehen und eine in Längsrichtung verlaufende
räumliche Abdichtung zwischen der Unterseite des Fahrzeuges und dem Wasser erzeugen.
Derartige Fahrzeuge mit Seitenwandungen sind jedoch auf den Betrieb über Wasser
beschränkt und weisen ferner den Nachteil auf, daß Luft aus dem Kissen an den Stellen
um den Hauptrahmen der Maschine herum entweicht, die nicht durch die in Längsrichtuno,
verlaufenden Seitenwandungen abgedichtet sind.
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Es ist auch bereits ein Luftkissenfahrzeug vorgeschlagen worden, an
dessen Eilden Schaufelräder vorgesehen sind, wobei zur Unterstützung, des Fahrzeuges
ein oder mehrere Druckluftkissen erzeugt werden können. Das Schaufelrad wird dabei
zum Aufbau des Luftkissens benötigt. Die Schaufeln des Schaufelrades müssen zur
Erzielunc, des aewünschten Betriebes stets teilweise in das Wasser eintauchen, so
daß ein derartiges Fahrzeug ausschließlich auf Wasserbetrieb beschränkt ist und
selbst hierbei in der Anwendungsmöglichkeit begrenzt ist, weil starker Wellengang,
schwebende Verunreinigungen, Schlingpflanzen u. dgl. die Verwendung von Schaufelrädern
empfindlich stören können. Der die Schaufeln tragende Zylinder des Schaufelrades
kann nach diesem Vorschlaa aufblasbar ausaebildet sein. Einderartige Angabe wird
für die ebenfalls nach dem Vorschlag am Bug verwendete schaufellose Abschlußrolle
nicht gemacht. Des weiteren ist bereits ein Schnellfahrzeug für den Verkehr auf
dem Wasser vorgeschlagen worden, das mit Hilfe eines seitlich abgeschirmten, unter
dem Fahrzeugboden gebildeten Luftkissens statisch über der Wasseroberfläche schwebt.
Hierbei weist das Fahrzeug an sich bekannte, um horizontale Achsen drehbare, auf
dem Wasser rollende, dynamisch wirkende Rollkörper mit oder ohne Antrieb auf -,
die an für sich bekannten, ausschwenkbaren oder ausfabrbaren Stützen angeordnet
sind, um nach Erreichuno, einer höheren Geschwindigkeit den Einsatz der dynamisch
wirkenden Auftriebsmittel zu erleichtern und das Fahrzeug, höher über die Wasseroberfläche
zu heben.
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Schließlich geht ein anderer älterer Vorschlag von einem Luftkissenfahrzeug
mit festen Seitenwänden für Wasserfahrt, das mit an verschwenkbaren Lenkern drehbar
-ela-erten Walzen versehen ist, aus; bei diesem LuftkissenfahrzeiLic, sind die Walzen
zwischen den seitlichen Begrenzungswänden des Luftkissenraumes in solcher Weise
angeordnet, daß sie den Luftkissen.raum an Bu- und Heckseite abschließen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftkissenfahrzeug zu
schaffen, das sowohl auf dem Lande als auch auf dem Wasser gleich gut einsetzbar
ist und bei dem Vorkehrungen getroffen sind, um den Verlust an Druckluft aus dem
tragenden Luftkissen zu verringern, ohne daß Schwierigkeiten durch Vorsprünge, Hindernisse
u. dgl. in der Bewegungsbahn des Fahrzeuaes auftreten.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
daß die Rollen, die das Luftkissen zusammen mit den Seitenwandteilen begrenzen,
aus flexiblem Material bestehen und aufblasbar ausgebildet sind. Der Druck, auf
den diese Rollen aufgeblasen werden, kann dabei verhältnismäßig gering sein. Die
Rollen sind gelenkig befestigt, so daß sie gegenüber auftretenden Hindernissen nachgeben
können. Beispielsweise sind die Seitenwandteile und die die Rollen aufnehmende Vorrichtung
durch nachgiebige Elemente miteinander verbunden, die eine Auslenkung der Rollen
beim Auftreffen auf Hindernisse ermöglichen. Dabei kann mit dieser Vorrichtung eine
nachgiebige Vorrichtung, z. B. in Form von Stoßdämpfern vorgesehen sein, die die
Rollen nach überwindung eines Hindernisses in die ursprüngliche Ausgangsstellung
zurückführt. Die die Rollen drehbar aufnehmende Vorrichtung weist dabei z. B. in
an sich bekannter Weise zwei Arme auf, die schwenkbar an dem Grundrahmen befestigt
sind und nach unten in der Nähe der entsprechenden inneren Oberflächen der Seitenwandteile
bis zu den axialen Enden der Rollen verlaufen, wobei eine Abdichtung der Abstände
zwischen den Armen und den inneren Oberflächen der Seitenwandteile vorgesehen ist.
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Eine zweite Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht
darin, daß die Rollenanordnung aus einem flexiblen, schürzenartigen Bauteil, das
quer zum Grundrahmen und von diesem nach abwärts zwischen den Seitenwandteilen verläuft
und eine Querbegrenzung des Tragkissens bildet ', sowie aus einer Rolle besteht,
die drehbar an der unteren Kante des schürzenartigen Bauteiles befestigt ist.
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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an
Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren zeigen F i g. 1 eine
Seitenansicht eines Luftkissenfahrzeuges mit vorderen und hinteren Querrollen gemäß
der Erfindung, wobei Teile herausgebrochen dargestellt sind, F i g. 2 eine
Vorderansicht des Fahrzeuges nach F i g. 1,
F i g. 3 eine Schnittansicht,
aus der Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles einer Rolle nach der Erfindung
sichtbar sind, F i g. 4 die Art und Weise, in der die Düse zur Einspeisung des Druckgases
flexibel nach unten geführt wird, um die Wirksamkeit der Abdichtanordnung zu erhöhen.
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F i g. 5 eine Ansicht des Vorderteiles eines Ausführungsbeispieles
eines Luftkissenfahrzeuges, wobei zu erkennen ist, wie die aufgeblasene Rolle mit
dem Hauptrahmen befestigt ist, so daß sie sich nachgiebig beim Auftreffen auf ein
Hindernis verdrehen kann, F i g. 6 und 7 eine Vorderansicht und eine
Draufsieht auf eine beispielsweise Abdichtanordnung zwischen den die Rolle aufnehmenden
Armen und den Seitenwandungen des Fahrzeuges und F i g. 8 ein Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung, bei dem eine kleinere Rolle in Verbindung mit einem flexiblen,
schürzenförmigen Bauteil zur Aufnahme der Rolle verwendet wird.
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In Verbindung mit den F i g. 1 und 2 ist der die Hauptlast
aufnehmende Plattforinrahmen oder Grundrahmen der Maschine mit 1 bezeichnet
und besitzt in Längsrichtung verlaufende Seitenwandteile 2 und 3, die von
den äußeren Kanten nach unten führen. Querrollen 4 und 5 sind schwenkbar
mit dem Grundrahmen über Arme 11 und 13
befestigt. Diese Anne sind
nachgiebig in die Stellung nach F i g. 1 durch hydraulische oder federbetätigte
Bauteile 12 und 14 gedrückt. Die Bauteile 12 und 14 können in Form von Stoßdämpfern
ausgebildet sein, wobei entweder Federn oder ein hydraulischer Druck oder eine Kombination
dieser beiden Möglichkeiten verwendet wird, um die die Rolle tragenden Arme in ihren
normalen Stellungen nachgiebig vorzuspannen. Die Rollen 4 und 5 sind auf
Achsen 15 angebracht, die in den unteren Enden der Arme 11 und
13
gelenkig gelagert sind. Die beiden Rollen begrenzen zusammen mit den nach
unten stehenden Seitenwandungen eine unten offene Kammer, in die Druckluft eingeleitet
wird, durch die das Kissen für das Fahrzeug erzeugt wird. Luft für das Kissen wird
in die Einlaßleitung 8 über ein Gebläse 7 eingeführt, das von den
im Grundrahmen des Fahrzeuges aufgenommenen Motoren angetrieben wird. Die Druckluft
wird aus dem Gebläse 7 in das Tragkissen über längliebe Düsenöffnungen
9 und 10 eingeführt, die nach unten quer über den Grundrahmen des
Fahrzeuges zwischen den inneren Oberflächen der nach unten stehenden Seitenwandungen
offen sind, Die Druckluft tritt aus diesen Düsenöffnungen in Form eines Druckmittelvorhanges
aus. Die Düsenöffnungen sind so angeordnet, daß sie quer zum Grundrahmen in der
Nähe der engsten Stelle zwischen der oberen Fläche der Rollen und der unteren Fläche
des Grundrahmens auf der Innenseite liegen. Damit können die Druckmittelvorhänge
den möglichen Verlust aus dem Luftkissen über diese Abstände weitgehend verringern.
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Die Luftrollen weisen die Form von aufblasbaren Zylindern aus undurchlässigem
flexiblem Material, z. B. gummiertem oder imprägniertem Gewebe auf. Wie in F i
g. 3 gezeigt, sind die Zylinder an beiden Enden geschlossen, und vorzugsweise
erstreckt sich eine innere Hülse aus gleichem oder ähnlichem Material zwischen den
Enden des Hauptzylinders, so daß eine Ausbauchung des Endmaterials der Hauptrolle
in Längsrichtung nach außen verhindert oder weitgehend beschränkt wird. Der innere
Zylinder 17 kann, falls erwünscht, durch einzelne Bänder oder dergleichen
Halterungen ersetzt werden, die in ähnlicher Weise eine unerwünschte Wölbung des
Endmaterials vermeiden, oder die Enden der Hauptrolle können aus einem verhältnismäßig
steiferen flexiblen Material hergestellt sein, das in sich selbst eine unzulässige
Wölbung vermeidet. Innere radiale Membranglieder 16 sind an im Abstand vorgesehenen
Stellen längs des Hauptzylinders vorgesehen, damit sie die äußere Wandung des Hauptzylinders
gegen eine zu große Ausbauchung oder Wölbung nach außen versteifen, wodurch die
äußere Oberfläche des Hauptzylinders in ihrer Begrenzungslinie gerade verläuft.
Die Membranglieder 16 können in einer beliebigen Anzahl vorgesehen werden,
und bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Hauptrolle. Die Achse
15 führt vollständig durch die Hauptrolle hindurch und ist mit den Endteilen
der Hauptrolle durch Befestigungselemente 18 verbunden, die die Form von
Scheiben mit einer Ringnut haben, in die das flexible Endmaterial geklemmt wird.
Die Befestigungselemente 18 sind mit der Welle 15 in druckdichter
Weise abgedichtet. Wenn der innere Zylinder 17 aus einem undurchlässigen
Material
geformt ist, sollen entsprechende öffnungen darin vorgesehen sein, so daß der gesamte
Raum innerhalb des Hauptzylinders 4 unter Druck gesetzt werden kann.
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Die Luftrollen werden über einen Luftdurchgang durch das Innere der
Achse 15 zu dem Raum innerhalb des Zylinders 4 aufgeblasen.
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Der Aufblasdruck der Rollen soll an die verschiedenen Arbeitsbedingungen
und verschiedene Materialien, aus denen die Rollen bestehen, angepaßt werden. Im
allgemeinen beträgt der überdruck innerhalb der Rollen zwischen 0,07 und
0,7 kg/cm2. Um die Ausbildung zu hoher Drücke in den Luftrollen auf Grund
von Einbuchtungen, die durch auftreffende Hindernisse erzeugt werden, zu vermeiden,
kann in den Rollen eine ventilgesteuerte Luftauslaßvorrichtung zusammen mit einer
Einrichtung zum Wiederaufpumpen der Rollen während des Betriebes aus einem Luftbehälter
oder einer Luftspeisepumpe vorgesehen werden. Diese Einrichtung gehört jedoch nicht
zum Gegenstand der Erfindung.
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F i g. 4 zeigt ein hohles, flexibles schürzenartiges Bauteil
20, das mit der länglichen Querleitung 10
verbunden ist und von dem Hauptrahmen
des Fahrzeuges nach unten verläuft, so daß es den Druckmittelvorhang an einer Stelle
unterhalb des Abstandes zwischen der oberen Kante der Rolle 5 und der unteren
Fläche des Grundrahmens bildet. Diese Anordnung ergibt einige Vorteile gegenüber
einer entsprechenden Anordnung nach F i g. 1, insbesondere, wenn der Abstand
der Rollenoberkante zum Grundrahmen etwas größer wird.
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F i g. 5 zeigt im einzelnen, wie eine Rolle 4 schwenkbar an
dem Grundrahmen des Fahrzeuges befestigt werden kann. Danach ist der Arm
11 um den Schwenkpunkt 19 drehbar, so daß die Rolle 4 im Gegenuhrzeigersinn
nach F i g. 5 geschwenkt wird, wenn sie auf ein Hindernis auftrifft. Damit
die Rolle 4 sich nach hinten beim Auftreffen auf größere Hindernisse ziemlich weit
bewegen kann, damit aber andererseits der Abstand zwischen der Rolle und dem Grundrahmen
nicht unzulässig groß wird, ist eine Aufnahmekammer in der unteren Fläche des Grundrahmens
ausgebildet, die teilweise die Rolle aufnimmt, wenn sie weiter nach hinten verschwenkt
wird. Eine derartige Kammer ist durch die Wandung 28 nach F i g. 5
dargestellt, wobei die Wandung der Aufnahmekammer so aufgebaut ist, daß sie etwa
mit der Bahn übereinstimmt, der die obere Fläche der Rolle 4 folgt, wenn die Rolle
um die Achse 19
geschwenkt wird. Diese Konstruktion hält den Ab-
stand
zwischen der Rolle und dem Grundrahmen auf etwa den gleichen Abmessungen, wenn die
Rolle sich um ihren Schwenkpunkt verdreht.
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Die Seitenwandungsteile des Fahrzeuges können verlängerbar und zusammenziehbar
sein, damit sie zur Einstellung der Höhe, die bei den vorhandenen Bedingungen gegeben
ist, geeignet sind. Zum Beispiel können die Seitenwandungen ihre untere Stellung
einnehmen, wenn das Fahrzeug sich über Wasser bewegt, oder aber sogar weiter nach
unten stehen als die unteren Enden der Luftrollen. Wegen der Ausrichtung mit der
Vorder- und Hinterachse des Fahrzeuges ist der Widerstand der Seitenwandungen gegen
eine Bewegung im Wasser klein, und es kann vorteilhaft sein, daß die Grundkanten
der Seitenwandungen ganz oder teilweise in das Wasser eintauchen, damit ein Entweichen
des Luftkissens weitgehend vermindert wird. Für eine Fortbewegung über den Erdboden
sind oft verhältnismäßig kurze Seitenwandungen erwünscht, und die Seitenwandungen
müssen auf eine entsprechende Höhe, die von der Art der Erdbodenoberfläche abhängt,
einziehbar sein.
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Um Verluste des Luftkissens soweit wie praktisch möglich zu verkleinern,
soll eine flexible oder nachgiebige Abdichtanordnung vorgesehen sein, um den Abstand
zwischen den die Rolle tragenden Armen und den inneren Flächen der Seitenwandteile
abzudichten. Eine derartige Anordnung ist in den F i g. 6
und 7 gezeigt,
wobei ein längliches, flexibles Organ 25 gefaltet dargestellt und an den
entsprechenden Längskanten mit der inneren Fläche eines Seitenwandungsteiles
3 und der äußeren Fläche eines die Rolle aufnehmenden Armes 11 befestigt
ist. Durch Verwendung eines derartigen flexiblen und gefalteten Organs kann die
Abdichtung während der Schwenkbewegung des Rollentragarmes aufrechterhalten werden.
Die Organe 25 können mit den entsprechenden Flächen in beliebiger Weise verbunden
sein. Das Verfahren zur Befestigung soll jedoch so gewählt werden, daß ein Austausch
der Organe 25 möglich ist, falls diese Organe beschädigt werden sollten.
Eine Schraubklemmbefestigung ist hierzu beispielsweise geeignet.
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Zur Verwendung in Bereichen, in denen die Hindernisse, die überwunden
werden sollen, nicht so groß sind, daß die Verwendung großer Rollen der vorbeschriebenen
Art erforderlich ist, die aber möglicherweise eine unzulässige Abnutzung und Beschädigung
der flexiblen Schürzen gewöhnlicher Ausführungsform erwarten lassen, kann die in
F i g. 8
gezeigte Anordnung anstatt oder in Verbindung mit den größeren, aufgeblasenen
Rollen, wie sei weiter oben beschrieben sind, verwendet werden. Die Anordnung nach
F i g. 8 weist ein undurchlässiges, flexibles Schürzenteil auf, das von dem
Grundrahmen des Fahrzeuges nach abwärts steht und ein oder mehrere Rollen
27 an deren unteren Ende besitzt. Flexible, membranförmige Halteglieder
29
können so vorgesehen werden, daß sie sich zwischen dem Hauptrahmen des
Fahrzeuges und dem flexiblen schürzenartigen Bauteil 26 erstrecken, damit
eine Abstützung für den Bauteil gegen eine Bewegung nach außen auf Grund des Druckes
des unter Druck stehenden Tragkissens erreicht wird. Die kleine Rolle
27 wirkt in etwa der gleichen Weise wie die großen Rollen, die weiter oben
beschrieben wurden, wenn sie auf verhältnismäßig kleine Hindernisse auftreffen,
während die Möglichkeit der Beschädigung des Schürzenteiles 27 beim Auftreten
von größeren Hindernissen weitgehend vermindert wird. Wegen der besseren Abdichtung,
die durch das Schürzenbauteil 26 erreicht wird, ist die Verwendung eines
Vorhanges aus einem strömenden Medium in der vorbeschriebenen Weise unter Umständen
nicht mehr erforderlich. Bei der Ausbildung des flexiblen Schürzenbauteiles
26 in Form von zwei im Abstand angeordneten flexiblen Wandungen, die durch
senkrecht verlaufende flexible Membranen verbunden sind, kann der flexible Schürzenteil,
falls erwünscht, als flexible Leitung verwendet werden, so daß ein unter Druck stehendes
strömendes Medium hindurch-,geleitet werden kann, so daß es als Druckmittelvorhang
in der Nähe der kleinen Rolle 27 austritt, wobei der Vorhang vorzugsweise
auf die Innenseite C der kleinen Rolle gerichtet wird.
Die Arbeitsweise
des Fahrzeuges ist wie folgt. Bei einer Berührung mit verhältnismäßig kleinen Hindernissen
drehen sich die aufgeblasenen Rollen um ihre Achsen und geben etwas nach innen nach,
so daß der Bremseffekt gegen eine Vorwärtsbewegung verkleinert wird, die normalerweise
durch das Auftreffen auf das Hindernis erzeugt würde. Bei einem Auftreffen auf größere
Hindernisse arbeiten die aufgeblasenen Rollen ebenfalls in dieser Weise, sie drehen
sich jedoch um ihre Befestigungsstellen an dem Hauptrahmen des Fahrzeuges, so daß
die größeren Hindernisse überwunden werden, ohne daß die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges
wesentlich abgebremst wird, und ohne daß ein wesentlicher Verlust an Druck im Luftkissen
auftritt.
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Während die Rollen auf Grund ihrer frei drehbaren Befestigungen zufriedenstellend
arbeiten, kann es in manchen Fällen erwünscht sein, eine Antriebsanordnung für die
Rollen vorzusehen. Solche Anordnungen können die Form von Band- oder Kettenantrieben
erhalten, wobei das Band oder die Kette nach unten längs der Rollenhaltearme
11 und 13 verlaufen. Es kann auch in manchen Anwendungsfällen zweckmäßig
sein, die Rollen selbst in der Vertikalen einstellbar auszuführen, und dies kann
zweckmäßigerweise dadurch erreicht werden, daß eine einstellbare hydraulische Kolben-
und Zylinderanordnung in den Rollentragarinen eingebaut wird, wobei hydraulische
Druckmittelleitungen zu einem Steuerpunkt in dem Grundrahmen des Fahrzeuges führen.
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Wenn es erwünscht ist, die Höhenstellung der Rollen zu steuern, können
einfache, flexible Zugelemente, z. B. Kabel, zwischen die unteren Enden der Rollentraganne
und eine einfache Windenanordnung in dem Grundrahmen des Fahrzeuges vorgesehen werden,
so daß die Rollen entgegen der Kraft der Stoßdämpfer zurückgezogen werden können,
oder aber es kann eine hydraulische Kolben-und Zylinderanordnung in den Stoßdämpfern
selbst vorgesehen sein, so daß eine Veränderung der wirksamen Länge der Stoßdämpfer
möglich ist. Es kann auch erwünscht sein, derartige Anordnungen zum Anheben oder
Drehen der vorderen Rolle zu verwenden, damit ein Eintritt von Luft mit Preßdruck
in das unter Druck stehende Gaskissen bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit möglich wird.
Für Fahrzeuge, die hauptsächlich über den Erdboden bewegt werden sollen, sind flexible
Bodenverlängerungen für die Seitenwandungsteile vorteilhaft.