-
Luftkissenfahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftkissenfahrzeug
für Wasserfahrt mit einem unter ihm angeordneten, nach unten offenen Luftraum, der
an den Seiten sowie am vorderen und hinteren Ende durch Teile des Fahrzeuges begrenzt
ist, wobei an den Enden mit ihrer Achse quer- und horizontalliegende Schaufelräder
vorgesehen sind, und in dem zur mindestens teilweisen Unterstützung des Fahrzeuges
ein oder mehrere Kissen aus unter Druck stehender Luft erzeugbar sind.
-
Die Erfindung geht zur Lösung dieser Aufgabe davon aus, daß es bereits
vorgeschlagen worden ist, bei einem Luftkissenfahrzeug mit festen Seitenwänden drehbare
Walzen anzuordnen, die den Luftkissenraum am Bug und Heck abschließen, und daß es
auch an sich bekannt ist, zur Luftkissenbegrenzung eines auf einer Schiene gleitenden
Luftkissenfußes SchaufeIradpumpen zu verwenden, wobei jeweils die der Schiene zugekehrten
Abschnitte des Schaufelrades in Richtung auf das Luftkissen arbeiten. Bei dieser
Anlage wird das Schaufelrad nicht dazu verwendet, das Luftkissen aufzubauen. Außerdem
ist die EI#-niziitua# -n-. e.*-.i--m Reibungsverlust behaftet, der durch das gegen
die Bewegungsrichtung laufende Schaufelrad hervorgerufen wird.
-
Durch die Erfindung soll ein Fahrzeug dieser Art so ausgebildet werden,
daß das Luftkissen oder mehrere Luftkissen durch Entnahme von Luft aus der Atmosphäre
mittels Schaufelräder erzeugt und aufrechterhalten werden können, wobei zugleich
die Reibung zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Wasser verrin-ert werden soll.
-
Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einem Luftkissenfahrzeug
der erstgenannten Art die Schaufelräder derart an etrieben und angeordnet sind,
daß 9 C die dem Wasser jeweils zugewandten Schaufeln des oder der den Luftraum
am hinteren Ende begrenzenden Schaufelräder in das Wasser eintauchen und daß die
jeweils dem Wasser abgewandten Schaufeln als Pumpe zum Einpumpen von Luft in den
Luftkissenraum dienen.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können das oder die den
Luftkissenraum am vorderen Ende begrenzenden Schaufelräder mit Flügeln oder Schaufeln
solcher Ausbildung besetzt sein, daß bei der Drehbewegung des Schaufelrades die
Luftförderung der Flügel oder Schaufeln aus dem Luftkissenraum geringer ist als
die Luftförderung des oder der am hinteren Ende angeordneten Schaufelräder in den
Luftkissenraum.
-
Weiterhin kann die Ausbildung derart sein, daß am Vorderen Ende an
Stelle der Schaufelräder bereits vorgeschlagene Drehkörper mit quer zur Fahrzeuglängsachse
verlaufender Drehachse angeordnet sind.
-
Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
-
Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung mehre,-er Ausführungsbeispiele
an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
-
F i g. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer Ansicht
von unten; F i g. 2 ist ein senkrechter Schnitt längs der Linie A-A in F
i g. 1;
F ig.3 ;st eine Stirnansicht des Fahrzeugs nach F i
g. 1;
F i g. 4 ist ein senkrechter Teilschnitt durch das hintere
Ende von F i g. 1, der eine abgeänderte Ausbildungsform zeigt; F i
g. 5 ist ein Teilschnitt durch das vordere Ende des Fahrzeugs nach
F i g. 1 und veranschaulicht eine abgeänderte Ausbildungsform; F i
g. 6 ist eine F i g. 3 ähnelnde Stirnansicht eines Fahrzeugs nach
F i g. 1, bei dem das im Schnitt dargestellte drehbare Organ in anderer Weise
ausgebildet ist; F i g. 7 ist ein senkrechter Längsschnitt durch ein Fahrzeug
ähnlich demjenigen nach F i g. 2, bei dem es sich um eine weitere Ausbildungsform
handelt; F i g. 8 ist ein F i g. 2 ähnelnder senkrechter Längsschnitt,
der Mittel zum Unterteilen des von dem Druckluftpolster eingenommenen Raums zeigt.
Gemäß
F i g. 1 besitzt das Fahrzeug einen langgestreckten Hauptkörper mit zwei
Seitenwänden 1
auf beiden Längsseiten, die von der Unterseite des Fahrzeugkörpers
aus nach unten ragen und sich über die ganze Länge des Fahrzeugs erstrecken, so
daß das Fahrzeug einem »Catamaran« mit einem zwei Schwimmer verbindenden Deck ähnelt,
dessen Seitenwände einen genügend großen Auftrieb erzeugen, um das Fahrzeug schwimmfähig
zu machen und ihm die nötige Stabilität gegen Schlingerbewegungen zu verleihen.
-
Am hinteren Ende des Fahrzeugs sind zwei Schaufelräder2 drehbar gelagert;
jedes dieser Räder ist einer Seitenwand benachbart. Zwischen den Rädem entsteht
ein Spalt, der durch eine Klappe 10
verschlossen wird, die auf einer Achse
11 gelagert ist, welche vom Fahrzeugkörper aus durch Lagerböcke 12 unterstützt
wird. Die Räder 2 drehen sich um eine waagerechte Achse und werden von Wellen
3
getragen, die in durch die Seitenwändel unterstützten Lagern laufen. Die
Schaufeln der Räder sind mit 4 beziffert. Die Längsachsen der Schaufeln, worunter
auch Flügel zu verstehen sind, sind parallel zu der Achse der das Rad tragenden
Welle gerichtet. Der untere Teil 5 des Körpers oder Decks des Fahrzeugs ist
in der Nähe der Räder so geformt, z. B. gebogen, daß er mit den Außenkanten der
Flügel oder Schaufeln zusammenarbeitet.
-
Am vorderen Ende des Fahrzeugs ist ein Drehkörper6 gelagert, der sich
über die ganze Breite des Spaltes zwischen den Seitenwänden erstreckt, jedoch keine
Flügel oder Schaufeln trägt. Die Unterseite7 des Körpers oder Decks des Fahrzeugs
ist wie am hinteren Ende des Fahrzeugs so geformt, z. B. gekrümmt, daß sie mit der
Umfangsfläche des drehbaren Organs zusammenarbeitet. Um die Berührungsfläche zwischen
der Umfangsfläche der Drehkörper und der Unterseite des Körpers oder Decks des Fahrzeugs
zu verkleinern und die Abdichtung zu verbessern, können an den genannten Flächen
kleine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Rippen aus flexiblem Material ausgebildet
sein.
-
Die Wellen mit den Schaufelrädern 2 am hinteren Ende des Fahrzeugs
werden über ein mit den Wellen verbundenes Zahnrad 8 angetrieben. Geeignete
Gestänge und Ketten verbinden das Zahnrad mit Hebeln oder anderen Organen, die durch
die das Fahrzeug benutzende Person oder Personen mit den Händen und/oder den Füßen
betätigt werden.
-
Die unteren Enden der Seitenwände tauchen wie auch die Schaufeln der
Schaufelräder ständig in das Wasser ein.
-
Wenn die erwähnten Hebel durch die das Fahrzeug benutzende Person
betätigt werden, drehen sich die hinteren Schaufelräder 2, so daß sich das Fahrzeug
auf dem Wasser vorwärts bewegt. Luft wird längs der Oberseite des umlaufenden Organs
mitgeführt und in den Raum unter dem Fahrzeugkörper gefördert, der am Beginn der
Fahrt die Wasserfläche berühren oder von ihr abgehoben sein kann. Wenn die Luft
in den Raum unter dem Fahrzeugkörper gedrückt wird, beginnt das Fahrzeug sich zu
heben, wobei die Seitenwände in einem geringeren Maße in das Wasser eintauchen.
Schließlich wird das Fahrzeug eine Gleichgewichtslage erreichen, bei der die Flügel
oder Schaufeln den Druck des Luftpolsters gerade aufrechterhalten und alle etwaigen
Luftverluste des Polsters ausgleichen können. Die Bewegung des Fahrzeugs auf dem
Wasser wird auch bewirken, daß sich das vordere zylindrische Organ dreht, so daß
eine im wesentlichen luftdichte Abdichtung bewirkt wird, wobei gleichzeitig wegen
der Drehbewegung des Zylinders 6 ein geringer Widerstand auftritt.
-
F i g. 4 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel, bei
dem das Schaufelrad am hinteren Ende des Fahrzeugs sich über den ganzen Raum zwischen
den Seitenwänden 1 erstreckt. Wenn sich bei einem solchen Fahrzeug das Luftpolster
einmal gebildet und das Fahrzeug angehoben hat, und wenn hierbei mehr als die Hälfte
des Durchmessers der Schaufelräder nicht mehr in das Wasser eintaucht, wird Luft
aus dem Raum unter dem Fahrzeug auch über den unteren Teil der Schaufelräder entweichen.
Hierbei handelt es sich jedoch nur um einen gewissen Teil der Luftmenge, die über
die obere Hälfte jedes Schaufelrades in den Raum hinein gefördert wird.
-
Wenn der Drehkörper 6 am vorderen Ende des Fahrzeugs in der
aus F i g. 5 ersichtlichen Weise ebenfalls als Schaufelrad ausgebildet ist,
z. B. um die verfügbare Vortriebskraft zu vergrößern, muß man Maßnahmen treffen,
um zu gewährleisten, daß der Massenstrom der über die vorderen Schaufelräder entweichenden
Luft kleiner ist als der am hinteren Ende eintretende mittlere Massenstrom. Dies
kann auf verschiedene Weise erreicht werden. In F i g. 5
sind die Schaufeln
13 erheblich kürzer als die Schaufeln am hinteren Ende des Fahrzeugs. Sie
lassen daher weniger Luft durch, als durch die hinteren Schaufeln in den Raum unter
dem Fahrzeug hineingepumpt wird, wenn die drehbaren Organe eine gleichwertige axiale
Länge haben. Die Gesamtbreite des vorderen Rades oder der vorderen Räder kann auch
kleiner gemacht werden als diejenige des hinteren Rades bzw. der hinteren Räder.
Alternativ oder zusätzlich kann der Durchmesser des Rades bzw. der Räder am vorderen
Ende kleiner sein als am hinteren Ende. Eine weitere Alternative besteht in der
Verwendung einer Konstruktion, bei der mindestens ein Teil jeder Schaufel im Radkörper
verschwindet, wenn sie sich längs der oberen Hälfte ihrer Umlaufbahn bewegt. So
können die Schaufeln in Schlitzen des Radkörpers verschiebbar sein, so daß die Schaufeln
in den Schlitzen nach innen gleiten oder nach innen gedrückt werdend wenn sie beginnen,
die obere Hälfte ihrer Umlaufbahn zurückzulegen, woraufhin die Schaufeln wieder
nach außen gleiten oder gedrückt werden, wenn sie beginnen, die untere Hälfte ihrer
Umlaufbahn zurückzulegen.
-
Die Schaufelräder kann man in der in F i g. 6 gezeigten Weise
dadurch flexibel ausbilden, daß man sie als hohle zylindrische aufgeblasene Beutel
20 herstellt, die aus gummiertem Gewebe bestehen. Im Inneren dieses Beutels sieht
man mehrere flexible Membranen 21 vor, um zu gewährleisten, daß die Beutel im aufgeblasenen
Zustand eine zylindrische Form annehmen. Die Schaufeln sind mit 22 bezeichnet. Bei
dieser Konstruktion kann das drehbare Organ ausweichen, wenn es sich über eine Welle
hinwegbewegt. Die Flügel oder Schaufeln können einen Bestandteil eines solchen flexiblen
Beutels oder Zylinders bilden und selbst aus einem flexiblen Material bestehen,
das durch Luftdruck in seiner Lage gehalten wird. Außerdem kann der Beutel in diesem
Falle in Richtung seiner Breite fortschreitend ausweichen, wenn das Fahrzeug eine
Welle passiert, die
sich unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung
des Fahrzeugs bewegt.
-
Um das Volumen des an der Unterseite des Fahrzeugs aufzubauenden Luftpolsters
auf ein Minimum zu halten, kann man den mittleren Teil der Unterseite des Fahrzeugs
in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise ausbilden, so daß sich dieser Teil
in einem geringen Abstand von der Wasseroberfläche befindet als an den Enden, wo
die drehbaren Organe angeordnet sind.
-
Bei den bis jetzt beschriebenen Fahrzeugen wurde angenommen, daß sie
durch menschliche Muskelkraft angetrieben werden, mittels deren die Betätigung von
Hebeln od. dgl. bewirkt wird. Natürlich können die Fahrzeuge auch mittels mechanischer
Energie angetrieben werden. F i g. 7 ist ein senkrechter Längsschnitt durch
ein Fahrzeug, das weitgehend den Fahrzeugen nach F i g. 1. bis
3 ähnelt, bei dem jedoch Propeller 30 vorgesehen sind, und zwar
je einer am hinteren Ende jeder Seitenwand 31. Bei großen Fahrzeugen
können Motoren 32 zum Antreiben der Propeller 30 innerhalb der Seitenwände
31 untergebracht sein. Bei Fahrzeugen, deren Seitenwände nicht genügend dick
sind, um die Motoren aufzunehmen, kann man die Motoren auf dem Deck des Fahrzeugs
anordnen und sie durch Wellen mit den Propellern verbinden. Ferner kann das Fahrzeug
mittels eines oder mehrerer Segel angetrieben werden. In diesem Falle bewirkt die
Fortbewegung des Fahrzeugs durch das Wasser, daß sich die drehbaren Organe drehen
und Luft in den Raum unter dem Fahrzeug pumpen, um ein Druckluftpolster zu erzeugen.
Da das Fahrzeug durch das Druckluftpolster gehoben wird, tauchen die Seitenwände
weniger tief in das Wasser ein, so daß sich der Fahrtwiderstand verringert.
-
Wenn am hinteren Ende wie in F i g. 1 und 2 Klappen oder ähnliche
Verschlußorgane vorgesehen sind, soll die Unterkante der Klappe in der in F i
g. 2 bei 10 a angedeuteten Weise ausgebildet sein, so daß die Klappe
auf der Wasseroberfläche ruht, wenn sich das Fahrzeug bewegt, und daß sie die Wasserfläche
bei einer Rückwärtsbewegung nicht unterschneidet.
-
Das Fahrzeug ist im Betrieb ausreichend stabil, da die Seitenwände
ständig mindestens teilweise in das Wasser eintauchen und als Auftriebskammern wirken.
Die Stabilität kann weiter dadurch erhöht werden, daß man den von dem Druckluftpolster
eingenommenen Raum unterteilt. Bei der Konstruktion nach F i g. 8, die einen
senkrechten Schnitt parallel zur Längsachse eines Fahrzeugs zeigt, sind flexible
Klappen 35 an der Unterseite des Fahrzeugkörpers 36 befestigt, und
diese Klappen erstrecken sich quer durch den Raum zwischen den Seitenwänden des
Fahrzeugs. Wenn sich das Luftpolster ausbildet, werden die Klappen 35 nach
oben ausgelenkt, so daß die Luft zu allen Teilen des Raums- für das Luftpolster
strömen kann. Sobald sich das Luftpolster gebildet hat, verstellen sich die Klappen
35 wieder nach unten, wie es in F i g. 8 gezeigt ist, und sie setzen
der Luft, die bestrebt ist, zwischen verschiedenen Teilen des Polsters zu strömen,
einen Widerstand entgegen. Auf diese Weise werden Druckänderungen, die in Teilen
des Polsters auf Grund von Lageänderungen des Fahrzeugs auftreten, länger aufrechterhalten,
als es anderenfalls geschehen würde, und hierdurch werden größere Aufrichtmomente
erzeugt. Klappen, die sich quer durch das Luftpolster erstrecken, verbessern die
Stabilität gegen Schlingerbewegungen, während in der Längsrichtung des Polsters
verlaufende Klappen die Stabilität gegen Stampfbewegungen verbessern. Normalerweise
würde man eine Kombination von Klappen vorsehen, die sich sowohl in der Querrichtung
als auch in der Längsrichtung erstrecken.
-
Die Fahrzeuge können ohne Antriebsmittel als Kähne verwendet werden.
Ein oder mehrere solcher Kähne können von einem Schlepper geschleppt werden, der
seinerseits ähnlich der Konstruktion nach F i g. 7 ausgebildet sein kann.
Wenn diese Kähne durch das Wasser geschleppt werden, pumpen die mit Schaufeln versehenen
drehbaren Organe Luft in den Raum unter dem Kahn, so daß ein Luftpolster erzeugt
wird.