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Dokumentenidentifikation DE4329346A1 11.08.1994
Titel Oberflächeneffektfahrzeug
Anmelder Witt & Sohn GmbH & Co., 25421 Pinneberg, DE
Erfinder Witt, Hans, Prof. Dr., 25421 Pinneberg, DE;
Witt, Henrik, Dr., 25421 Pinneberg, DE;
Witt, Karsten C., 22559 Hamburg, DE
Vertreter Vonnemann, G., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., 20099 Hamburg; Strasse, J., Dipl.-Ing.; Maiwald, W., Dipl.-Chem.Dr., 81541 München; Meys, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., 10719 Berlin; Draudt, A., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 81541 München
DE-Anmeldedatum 27.08.1993
DE-Aktenzeichen 4329346
Offenlegungstag 11.08.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.08.1994
IPC-Hauptklasse B60V 1/11
IPC-Nebenklasse B60V 3/06   F04D 27/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Oberflächeneffektfahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, mit mindestens einem Hubgebläse zur Erzeugung eines Luftkissens, dessen Antrieb einen Motor und einen diesen beeinflussenden Regler beinhaltet, wobei das Fahrzeug einen Druck- und/oder Lageregelkreis mit entsprechenden Sensoren und Reglern zur Beeinflussung des Luftkissens aufweist, sowie ein Verfahren zum Regeln eines Hubgebläses in einem Oberflächeneffektfahrzeug, dessen Antrieb einen Regler und einen Motor umfaßt, der zur Erzeugung eines Luftkissens von bestimmtem Druck oder Höhe mit einer bestimmten Drehzahl betrieben wird und dabei eine entsprechende Leistung abgibt, wobei sich das Hubgebläse entsprechend einer bestimmten Kennlinie verhält, wobei eine automatische Verstellung der Leistung bzw. Drehzahl erfolgt, vorzugsweise mit einem PID-Verhalten, sobald sich Zustandsgrößen des Luftkissens ändern. Gleichzeitig kann das Hubgebläse mit einer oder mehreren Bypassklappen ausgerüstet werden, die ebenfalls der Stabilisierung des Kissendruckes dienen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Oberflächeneffektfahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, mit mindestens einem Hubgebläse zur Erzeugung eines Luftkissens, dessen Antrieb einen Motor und einen Regelkreis beinhaltet. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regeln eines Hubgebläses in einem Oberflächeneffektfahrzeug, dessen Antrieb einen Regler und einen Motor umfaßt, das zur Erzeugung eines Luftkissens von bestimmtem Druck oder einer vorgesehenen Fahrzeughöhe mit einer bestimmten Drehzahl betrieben wird und dabei eine entsprechende Leistung abgibt, wobei sich das Hubgebläse entsprechend einer bestimmten Kennlinie verhält.

Ein solches Oberflächeneffektfahrzeug ist beispielsweise aus der DE 26 27 389 A1 bekannt. Das Fahrzeug weist eine Steuerklappenanordnung auf, die es ermöglicht, einen Anteil des vom Hubgebläse erzeugten Luftstromes abzuzweigen und für den Vortrieb zu nutzen. Zwischen Hubgebläse und Luftkissen ist ein Umlenkkanal angeordnet, der von Klappen verschlossen ist, so daß nach Öffnen der Klappen ein Luftstrom zur Erzeugung eines Vortriebs abgezweigt werden kann.

In den meisten Fällen werden Hubgebläse durch Dieselmotoren angetrieben. Bei Wasserfahrzeugen, deren Terminologie im folgenden benutzt wird, wird von der Brücke aus bei mehreren Dieselmotoren jeder unabhängig voneinander auf eine vorgegebene Drehzahl eingestellt.

Dabei hat jeder Dieselmotor eine eigene Drehzahlregelung. Wegen der großen Trägheitsmomente der Diesel und besonders der Hubgebläse ändert sich die Drehzahl bei Belastungsschwankungen nur langsam. Auch Hydro- oder Elektroantriebe verhalten sich ähnlich.

Bei einer langsamen Änderung des Kissendrucks wegen veränderter Leckströmungen, beispielsweise infolge eines veränderten Seegangs, erfolgt in den bekannten Fahr zeugen kein automatisches Nachstellen der vorgegebenen Drehzahl. Im Bedarfsfall muß sie von Hand verändert werden. Langsame Leckstromänderungen sind stets zu erwarten, da der Leckstrom bei Wasserfahrzeugen von Seegang, Fahrtrichtung und Geschwindigkeit beeinflußt wird. Diesen langsamen Änderungen sind zusätzliche schnelle Druckänderungen überlagert, die beispielsweise von dem jeweiligen individuellen Wellenbild abhängen. Unter Luftkissendruck soll im übrigen der Differenzdruck zwischen Luftkissen und äußeren atmosphärischen Druck verstanden werden.

Bei schnellwechselnden Drücken im Luftkissen bei Fahrt im Seegang kann eine Drehzahlregelung der Hubgebläse nur unwesentlich zum Ausgleich der Druckschwankungen beitragen, worunter der Fahrkomfort leidet. Außerdem ist die Einsatzfähigkeit des Oberflächeneffektfahrzeugs bei höherem Seegang bzw. höherer Geschwindigkeit beschränkt, was dann die Einhaltung der Fahrpläne unter erschwerten Bedingungen kaum erlaubt.

Mit den bekannten Regelungen von Hubgebläsen, insbesondere, wenn mehrere Hubgebläse parallel betrieben werden, sind die aus Druckschwankungen resultierenden Vertikalbewegungen nicht zu beseitigen. Beim parallelem Betrieb von Hubgebläsen kommt es leicht zu ständigen Pendelungen, die zur Zerstörung der Hubgebläse und anderer Komponenten führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Oberflächeneffektfahrzeug und ein Verfahren zur Regelung eines Luftkissens anzugeben, das einen wirtschaftlichen Betrieb und ein verbessertes Fahrverhalten des Fahrzeugs ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Oberflächeneffektfahrzeug gelöst, das mit einem Regelkreis mit entsprechenden Sensoren und Reglern zur Beeinflussung des Luftkissens ausgebildet ist, vorzugsweise als Druck- und/oder Lageregelkreis. Dadurch, daß der Druck bzw. die Höhe des Luftkissens gemessen und zu einem Regler zurückgeführt wird, der den Antrieb auf die optimale Drehzahl bzw. Leistung einstellt, ist es möglich, ungewünschte langsame Höhenänderungen des Fahrzeugs zu vermeiden. Der Betrieb des Hubgebläses wird dadurch wirtschaftlicher. Der Verschleiß vermindert sich und der Fahrkomfort wird verbessert. Wenn der Regler statt des Antriebes des Hubgebläses einen Umströmkanal öffnet oder schließt, können kurzzeitige Druckänderungen ausgeglichen werden. Diese beiden unterschiedlichen Maßnahme können auch kombiniert werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Einstellung der Führungsgröße des Reglers ein Signalgeber vorgesehen ist, der vorzugsweise als Druck- oder Abstandsteller ausgebildet ist. Auf der Brücke wird dann ein Leistungs- bzw. Drehzahlsteller vorgesehen, mit dessen Hilfe eine den augenblicklichen Betriebsbedingungen angemessene Leistung bzw. Drehzahl vorgesehen wird. Diese Leistung bzw. Drehzahl muß einen Mindestwert überschreiten, damit sich ausreichend Druck aufbaut, um das Oberflächeneffektfahrzeug in einen Schwebezustand zu bringen. Je nach unterschiedlicher Beladung ist der dazu erforderliche Druck entsprechend zu wählen, da im Mittel der Druck des Luftkissens integriert über die Oberflächenflächen einem Großteil des Gewichtes des Fahrzeugs die Waage halten muß. Der Rest des notwendigen Auftriebs wird meist durch zwei Katamaranrümpfe erzeugt, die typisch einen Beitrag von ca. 20% liefern.

Ein besonders vorteilhaftes Betriebsverhalten ergibt sich, wenn im Druckregelkreis der Regler die Leistung- oder Drehzahl des Hubgebläses nach einer Regel beeinflussend ausgebildet ist, die eine Drehzahländerung (Δn) dem Betrag nach proportional zur Quadratwurzel aus dem Betrag der Soll-Ist-Abweichung des gemessenen Differenzdruckes zwischen Kissen (Δpist) und atmosphärischen Druck vom Soll-Differenzdruck (Δpsoll) vorsieht. Die Leistung des Hubgebläses entspricht der dritten Potenz der Drehzahl, während der Druck dem Quadrat der Drehzahl entspricht. Die Drehzahl ist proportional dem Volumenstrom, der als Produkt mit dem Luftkissendruck der Leistung entspricht. Der Regler verstellt dabei vorzugsweise die Drehzahl proportional der Wurzel des Differenzdruckes zwischen einem von der Brücke aus eingestellten Solldifferenzdruck und dem im Kissen gemessen Istdifferenzdruck nach der Formel



wobei das Vorzeichen zu berücksichtigen ist.

Bei einem Lageregelkreis werden auch sich tendenziell ergebenden Lageveränderungen ausgeglichen, die sich beispielsweise durch Treibstoffverbrauch ergeben. Infolge des durch Treibstoffverbrauch veränderten Gewichts bewirkt der gleichbleibende Druck eine Höhenänderung des Luftkissens, bis die sich als Folge einstellende größere Leckströmung das Fahrzeug in der neuen Gleichgewichtslage bei verringertem Fahrzeuggewicht hält. Wird alternativ die Höhe des Luftkissens mit Hilfe von z. B. Ultraschallsensoren gemessen, so kann deren Signal nach entsprechender Filterung in den Regler zurückgeführt werden. Der bei der Druckregelung verwendete Regelalgoritmus führt zu einem überraschend stabilen Arbeiten des Hubgebläses. Durch die Regelung wird ein unerwünschtes Verlagern des Betriebspunktes auf den Kurvenast links des Scheitelpunktes der Ventilatorkennlinie hinaus weitgehend verhindert. In diesem Kurvenbereich neigen Gebläse zum sogenannten "Pumpen", d. h. einem sehr unruhigen Betrieb mit ausgeprägten Druck- und Volumenstromvariationen.

Im Falle mehrerer parallel betriebener Hubgebläse werden beobachtete Pendelungen der Antriebe dadurch vermieden, daß weitere Hubgebläse vorgesehen sind, die Antriebe aufweisen mit zugeordneten Regelkreisen, wobei vorzugsweise der Antrieb des ersten Hubgebläses als Leit- und die übrigen als Folgeantriebe geschaltet sind. Die Regler sind dabei so geschaltet, daß die Gebläse in Abhängigkeit der Leistung des Leitantriebes so geregelt wird, daß die Ventilatordrehzahl des Leitgebläses proportional der Soll-Ist-Druckdifferenz im Luftkissen geregelt wird. Die parallel arbeitenden Hubgebläse werden auf den gleichen Volumenstrom wie das Leitgebläse eingeregelt. Vereinfachend werden dabei die Volumenströme des Leit- und des Folgegebläses gemessen und geregelt. Dies entspricht im wesentlichen einer Leistungsregelung, da das Produkt des Volumenstromes mit dem Druck des Luftkissen der Leistung entspricht.

Es ist vorgesehen, daß den Folgeantrieben als Führungssignal das gemessene Leistungs- oder Drehzahlbzw. Volumenstromsignal des ersten Hubgebläses aufgeschaltet ist, wobei vorzugsweise der Leitregelkreis ein Druck- oder Lageregelkreis und die Folgeregelkreise Drehzahl- oder Leistungs- bzw. bevorzugt Volumstromregelkreise sind. Das Signal des Volumenstroms wird dabei vorzugsweise über einen gewissen Zeitraum gemittelt, was einer Filterung entspricht. Dabei wird vorzugsweise nicht direkt das gemessene Signal gefiltert, sondern das Ergebnis, also das nach Wurzelbildung erhaltenen Regelsignal.

Sehr kurzfristige Störungen, beispielsweise in Form einer einzelnen Welle, können ausgeregelt werden und den Fahrkomfort heben, wenn der Druckregelkreis eine Zeitkonstante aufweist, die kleiner als die Zeitkonstante eines Gebläseregelkreises ist.

Insbesondere in der Verbindung damit, daß das Hubgebläse aerodynamisch wirkende Elemente, insbesondere Klappen mit Servostellantrieben, aufweist, kann kurzzeitig die Ventilatorkennlinie so geändert werden, daß die Ventilatoren ohne nennenswerte Veränderung der Drehzahl durch Veränderung der Kennlinie kurzfristig größere oder kleinere Volumenströme fördern.

Sehr kurzfristige Störungen, beispielsweise in Form einer einzelnen Welle, können nur ausgeregelt werden und den Fahrkomfort heben, wenn der Druckregelkreis eine Zeitkonstante aufweist, die kleiner als die Zeitkonstante eines Gebläseregelkreises ist.

Auch die Maßnahme, daß das Hubgebläse einen im Normalbetrieb geschlossenen Umströmkanal aufweist, der die Druckseite mit der Saugseite verbindend ausgebildet ist, wobei der Kanal, vorzugsweise durch Verstellen einer oder mehrerer Klappe zu öffnen oder zu schließen ist, insbesondere automatisch, verändert die Kennlinie des Ventilators und läßt ohne großen baulichen Aufwand eine schnelle Reaktion auf äußere schnelle Störgrößen zu.

Die verschlossenen Umströmklappen können beispielsweise durch eine vorgespannte Feder in ihre Schließlage gedrückt werden. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Kissendruckes wird die Vorspannung überwunden und die Klappe öffnet; während sie bei fallendem Druck wieder schließt. Durch eine asymmetrische Lagerung der Klappe kann vorteilhaft auf die Betätigungskräfte Einfluß genommen werden.

Besonders wirkungsvoll ist es, wenn der Umströmkanal einen Verschlußmechanismus aufweist, dessen Antrieb als Stellglied in einem Druckregelkreis geschaltet ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn das Quadrat der definierten Regelgröße zur Ansteuerung aerodynamisch wirkender Elemente, wie beispielsweise Leitschaufeln oder Umstromkanäle, genutzt wird.

Da bei zu großer Fördermenge der Hubgebläse die aerodynamischen Elemente zu häufig ansprechen würden, ist ein Gerät zum Erfassen der Häufigkeit von Rückströmereignissen vorgesehen.

Das dynamische Verhalten verbesserte sich, wenn der Regler ein Differentialverhalten aufweist und/oder daß der Regler ein Integralverhalten aufweist. Bleibende Regelabweichungen werden somit vermieden und kurzzeitig schnell ausgeglichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Arbeitspunkterkennungseinrichtung vorgesehen ist, mit einer Auswertungseinrichtung zur Signalisierung eines instabilen Arbeitsbereiches, vorzugsweise mit einer automatischen Rückführung in einen stabilen Arbeitsbereich und/oder einer Abschaltvorrichtung. Eines oder mehrere Gebläse, die dabei gleichzeitig verschlossen werden, führen das Gesamtsystem wieder in einen stabilen Arbeitsbereich. Dadurch werden instabile Arbeitspunkte, die gleichzeitig auch unwirtschaftliche sind, vermieden. Es wurde nämlich beobachtet, daß teilweise über längere Zeiträume einzelne Hubgebläse rückwärts durchströmt werden und diese zusätzlichen Verluste von den übrigen Ventilatoren mit entsprechend hohem Volumenstrom ausgeglichen werden müssen. In solchen Fällen kann durch eine geeignet ausgebildete automatische Erkennung des Arbeitspunktes, die beispielsweise durch Quotientenbildung aus Druck und Drehzahl oder Wurzel der Drehzahl verwirklicht werden kann, ein instabil arbeitender Ventilator eventuell automatisch abgeschaltet werden. Grundlage für die Abschaltung von einem oder mehreren Gebläsen ist die Tatsache, daß variierende Leckverluste nur sehr begrenzt durch Drehzahlverlängerungen kompensiert werden können, ohne daß die Gebläse in instabile Arbeitsbereiche kommen. Der Betrieb ist dann erheblich günstiger. Für eine Abschaltung muß der Ventilator dann mit Rückflußverhinderern, z. B. Rückschlagklappen, ausgerüstet sein. Eine weitere Möglichkeit ist es, das Resultat der Arbeitspunktüberwachung zur Bildung eines Alarmsignals nutzen, daß der Fahrzeugführung zur Kenntnis gebracht wird, damit die beschriebenen Gegenmaßnahmen ausgelöst werden können. Die mit der Rückströmung verbundenen Leistungsverluste, die aus dem Entweichen zuvor verdichteter Luft aus dem Luftkissen resultieren, werden somit vermieden. Ein weiterer Nachteil solcher unkontrollierter Druckschwankungen im Luftkissen ist, daß sie zu unangenehmen Schiffsbewegungen führen, die die Einsatzmöglichkeiten des Fahrzeugs und die Lebensdauer der Gebläse begrenzen. Die Hubgebläse werden erfindungsgemäß so geregelt, daß sie, von kurzfristigen Ausnahmen abgesehen, im stabilen Bereich der Kennlinie arbeiten. Wenn eins oder mehrere Hubgebläse in die Nähe des Scheitelpunktes der Kennlinie rücken, bedeutet dies, daß der Druck zu hoch ist. Dadurch wird ein Oberflächeneffektfahrzeug unnötig hoch herausgehoben.

Bei herkömmlichen Fahrzeugen führt dies zu periodischem Abblasen der überschüssigen Luft, was von einem schnellen Absacken des Fahrzeugs gefolgt wird und den Fahrkomfort des Fahrzeugs wiederum nachteilig beeinflußt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrzeugs sind in den Ansprüchen 13 bis 16 beschrieben.

Die Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß eine automatische Verstellung der Leistung bzw. Drehzahl erfolgt, vorzugsweise mit einem PID-Verhalten, sobald sich Zustandsgrößen des Luftkissens ändern. Das Gebläse erhält einen Geber, mit dem nämlich von der Brücke aus der gewünschte Druck im Luftkissen eingestellt wird. Die Drehzahl wird auf den dafür notwendigen Wert durch einen Regler hochgefahren. Eine Senkung des Kissendruckes gegenüber dem vorgegebenen Wert führt zu einer Drehzahlerhöhung, eine Druckerhöhung führt zu einer Drehzahlminderung. Die Regelung ist so gestaltet, daß die Drehzahl mit der Wurzel der ermittelte Druckdifferenz und asymptotisch eingestellt wird. Der Kissendruck wird ständig gemessen und der über eine einstellbare Zeit gemittelte Wert wird zum Vergleich mit dem Solldruck benutzt.

In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß bei mehreren Hubgebläsen mehrere Regelkreise vorgesehen sind, von denen ein Leitregler führt und die übrigen folgen mit einer gewissen Zeitverzögerung. Die parallelen Hubgebläse mit Ausnahme des Leitgebläses verhalten sich somit als Satellitengebläse. Sie weisen eine eigene Beeinflussung der Bypassklappen auf, wobei die dazu vorgesehenen Regler als Eingangsgröße vorzugsweise die Differenz des Leitgebläsevolumenstroms zum eigenen Volumenstrom verwenden. Diese Eingangsgrößen müssen also ständig meßtechnisch ermittelt werden.

Wenn der führende Leitregler vorzugsweise den Druck oder die Höhe regelt und die folgenden Regler die Leistung bzw. Drehzahl regeln, wobei als Führungsgröße die Leistung bzw. der Volumenstrom oder die Drehzahl des Leitgebläses verwendet wird, wird die Drehzahl der Satellitengebläse dann so herauf- oder heruntergeregelt, daß alle Gebläse den gleichen Volumenstrom oder zumindest die gleiche Leistung aufweisen. Sie arbeiten dann annähernd alle im gleichen Betriebspunkt. Das erfindungsgemäße langsame Regelsystem, bei dem nur ein Hubgebläse auf eine Solldrehzahl eingeregelt wird, während die anderen durch eine Folgeregelung auf Einhalten des gleichen inneren Volumenstroms im Rad eingestellt werden. Dadurch wird eine zu starke gegenseitige Beeinflussung der Regelsysteme und ein gegenseitiges Pendeln vermieden. Keines der Gebläse wird längere Zeit negativ durchströmt. Auf diese Weise wird der Bereich des stationären Betriebsverhaltens der Hubgebläse zuverlässiger eingehalten und ein zufriedenstellender wirtschaftlicher Betrieb gesichert.

Wenn ein oder mehrere Gebläse Rückströmverhinderer aufweisen, werden unerwünschte Rückströmungen verhindert, sobald automatisch oder manuell ein Gebläse abgeschaltet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 18 bis 26 beschrieben.

Besonders vorteilhaft ist, wenn bei Ausfall der Drehzahlregelung das Leitgebläse von Hand gesteuert werden kann, während die Satelliten auf eine feste Drehzahl eingestellt werden.

Die Erfindung wird in einer Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert, wobei in den verschiedenen Figuren der Zeichnung funktionsgleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 das Ersatzschema des Luftkissens eines Oberflächeneffektfahrzeugs mit nur einem Hubgebläse und seiner langsamen Drehzahlregelung,

Fig. 2 die Kennlinie eines Hubgebläses,

Fig. 3 das Ersatzschema eines Oberflächeneffektfahrzeugs mit einem Leit- und einem Satellitenhubgebläse,

Fig. 4 ein Kennlinienfeld mehrerer parallel betriebener Hubgebläse im stationären Bereich,

Fig. 5 die Seitenansicht eines Hubgebläses mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse,

Fig. 6 die Aufsicht auf ein Hubgebläse mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse und

Fig. 7 eine pneumatische Regelung von Bypassklappen.

In Fig. 1 bezeichnet das Rechteck schematisch die Systemgrenze eines Luftkissens 1. In Luftkissen 1 wird von einem Hubgebläse 2 ein bestimmter Volumenstrom 3 in Pfeilrichtung gefördert. Aus Luftkissen 1 entweicht ein als Pfeil dargestellter Leckvolumenstrom 4, der dem Speisevolumenstrom 3 langfristig die Waage hält. Kurzfristige Unterschiede zwischen dem Speisevolumenstrom 3 und Leckvolumenstrom 4 führen zu Änderungen des Luftkissens 1 mit seinen Zustandsgrößen Druckdifferenz Δp und Volumen ≙. Volumenänderungen machen sich deshalb bei gleichbleibender Grundfläche des Luftkissens als Änderung der Luftkissenhöhe bemerkbar. Störgrößen, wie unterschiedliche Fahrgeschwindigkeit und Wellenhöhe machen sich durch einen veränderten Leckvolumenstrom 4 bemerkbar.

Als Meßgröße des Luftkissens wird die Kissendruckdifferenz Δp erfaßt und von Hubgebläse 2 vorzugsweise der Speisevolumenstrom 3. Das Produkt ergibt die aerodynamische Leistung des Hubgebläses.

Das Leitgebläse 2 wird von Motor 5 angetrieben, der von Regler 6 beeinflußt wird. Im Regler 6 ist das Signal eines Kissendrucksensors 7 sowie über Leitung 8 das Signal eines Sollwertgebers 9, der auf der Fahrzeugbrücke installiert ist, aufgeschaltet.

Eine typische Kennlinie für den als Hubgebläse eingesetzten Radialventilator ist in Fig. 2 dargestellt. Die Kennlinie trifft auf eine bestimmte Drehzahl zu. Für jede Drehzahl gibt es den Austrittsdruckbereich Δp2max bis Δp2min, der auf der Ordinate abgetragen ist. Hierbei bedeutet Δ, daß es sich um einen Differenzdruck zum Atmosphärendruck handelt. Die Kennlinie durchläuft in Richtung der Abszisse, bei einem speziellen Volumenstrom ≙ einen Scheitelpunkt mit dem Druck Δp2max. Für Drücke zwischen Δp2min und Δp2max ergeben sich jeweils zwei theoretische Arbeitspunkte, wie z. B. A, B bei gleichem Druck Δp2&min;, jedoch mit sehr unterschiedlichen Volumenströmen ≙A bzw. ≙B. Ein problemloser Parallelbetrieb von zwei Ventilatoren mit dieser Kennlinie wäre ohne besondere Maßnahmen im Druckbereich ΔP2max bis Δp2min nicht möglich. Hat sich zum Beispiel die Situation ergeben, daß ein Hubgebläse im Arbeitspunkt B arbeitet, so wird bei einem Ansteigen des Kissendrucks infolge äußerer Einflüsse, zum Beispiel tieferen Eintauchen des Fahrzeugs, das Hubgebläse A auf der Kennlinie weiter nach links zu kleinerem Volumenstrom und größerem Δp2 im neuen Arbeitspunkt bewegen. Ein zweites Hubgebläse B wird durch den steigenden Luftkissendruck zu kleinerem Volumenstrom gedrückt bis im Betriebspunkt E&min; sein Druck dem Luftkissendruck entspricht. Dabei kann das Fördervolumen, wie gezeigt, negativ werden, d. h. der Ventilator wird mit - ≙2 rückwärts durchströmt, was als Überblasung bezeichnet wird.

Dieser Arbeitspunkt B sowie generell jeder Arbeitspunkt links vom Scheitelpunkt ist unerwünscht, da es als Folge zu ständigen Pendelungen kommen kann, die zur Zerstörung der Hubgebläse und anderer Komponenten führen kann.

In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Oberflächeneffektfahrzeug mit zwei parallel arbeitenden Hubgebläsen schematisch dargestellt. Zur Unterscheidung sind funktionsgleiche Teile beider Gebläse mit Indizes versehen, wobei das Gebläse mit Index "L" das Leitgebläse darstellt und das Gebläse mit den Index "F" das Folgegebläse ist. Auch das Folgegebläse weist einen Regler 6 und einen davon beeinflußten Motor 5 auf. Als Eingangsgröße ist dem Regler 6 das Meßsignal eines Volumenstromsensors 10L und das Signal eines zweiten Volumenstromsensors 10F aufgeschaltet, die die beiden Volumenströme der Hubgebläse erfassen.

Erfindungsgemäß ist eins der parallelen Gebläse als sogenanntes Leitgebläse geschaltet, das manuell von der Brücke aus mittels Geber 9 auf eine dem gewünschten Druck entsprechende Drehzahl eingestellt wird. Die Drehzahl wird auf den dafür notwendigen Wert durch einen Drehzahlregeler 5 hochgefahren. Diese Regelung ergibt bei einer Drucksenkung gegenüber dem vorgegebenen Wert eine Drehzahlerhöhung. Eine Druckerhöhung führt umgekehrt zu einer Drehzahlminderung. Die Regelung ist so gestaltet, daß die Drehzahl sich min der Wurzel der Druckdifferenz ändert und asymtotisch eingestellt wird. Der Kissendruck wird von dem Drucksensor 7 gemessen. Das über eine einstellbare Zeit gemittelte Signal wird für den Vergleich mit dem Solldruck herangezogen. Das andere bzw. die anderen parallelen Kissengebläse weisen eine Drehzahlregelung auf, die als Eingangsgröße die Differenz der Volumenströme von Leitgebläse und dem eigenen Volumenstrom oder eventuell auch die Leistungsdifferenz verwendet. Diese Eingangsgrößen werden ständig meßtechnisch von den Volumenstromgebern 10L und 10F erfaßt. Die Drehzahl der folgenden Satellitengebläse wird dann herauf- oder heruntergeregelt, so daß alle Gebläse den gleichen Volumenstrom 3F oder mindestens die gleiche Wellenleistung erbringen. Sie arbeiten dann annähernd alle am gleichen Betriebspunkt.

Es wird also nur ein Hubgebläse über den Kissendruck auf eine Solldrehzahl eingeregelt, während die anderen durch eine Folgeregelung auf Einhaltung des gleichen Volumenstroms eingestellt werden. Dadurch wird gewährleistet, daß alle Hubgebläse zu annäherend gleichen Teilen zur Erzeugung des Leckvolumenstromes 4 im Luftkissen 1 beitragen. Der Leckvolumenstrom wird in Abhängigkeit vom Beladungszustand sowie ggf. weiterer Parameter, wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Seegangstärke etc. vorgegeben.

Zur Erläuterung des langsamen Regelsystems ist in Fig. 4 das Kennlinienfeld für ein Hubgebläse bei unterschiedlichen Drehzahlen dargestellt. Im stationären Zustand arbeitet, wie in Fig. 4 dargestellt, das Gebläse z. B. im Betriebspunkt A, dem Schnittpunkt der Kennlinie bei normaler Drehzahl nn mit der momentanen Widerstandskennlinie a des Luftkissens. Sinkt nun zum Beispiel bei Fahrt im Seegang der Kissendruck, weil infolge vergrößerten Leckvolumenstromes mehr Luft aus dem Luftkissen nach außen entweicht, stellt sich die Widerstandskennlinie b ein. Demzufolge wandert bei konstanter Drehzahl der Betriebspunkt des Leitgebläses A nach C, wobei der Volumenstrom ≙A auf ≙C steigt. Gleichzeitig fällt der Kissendruck, das Fahrzeug taucht tiefer ein. Durch die nun einsetzende Drehzahlregelung wird die Drehzahl auf n1 erhöht, so daß im Punkt D der ursprünglich gewünschte Kissendruck wiederhergestellt wird. Der Volumenstrom steigt von ≙C auf ≙D. Diese Erhöhung muß bei Vorhandensein mehrerer Gebläse das Leitgebläse jedoch nicht allein bewältigen. Die Satellitenventilatoren folgen über die Lastverteilungssteuerung mit und übernehmen ihren Anteil an der erforderlichen Volumenstromerhöhung.

Kommt es dagegen zu einer Minderung des mittleren Leckvolumenstroms, z. B. entsprechend der Drosselkurve C, würde der Kissendruck steigen und sich der neue Arbeitsdruck E einstellen. Der Überdruck im Verhältnis zum vorgegebenen Solldruck regelt jedoch die Drehzahl des Leitgebläses, gefolgt von den Satellitengebläsen, herunter auf die neue Betriebsdrehzahl n2, wobei sich der neue Arbeitspunkt F ergibt. Die Regelzeitkonstanten sind relativ groß, so daß der mittlere Kissendruck bei schnellen Volumenstromänderungen stark schwankt. Hierbei kann es zweckmäßig sein, daß die Zeitkonstante der Leitgebläsereglung kleiner ist als die der Satellitenregler, damit diese einen geringeren Nachlauf im Verhältnis zum Leitgebläse haben.

Schnelle, z. B. wellenfrequente Belastungsvariationen werden wegen der großen rotierenden Massen von Hubgebläse und Antriebsmotor kaum die Drehzahl beeinflussen. Da das Drehzahlreglungssystem durch einen Druckmittelwert über ein einstellbares Zeitintervall gesteuert wird, erhält es auch keine Steuerimpulse. Eine typische Zeitkonstante der Regelung liegt bei ca. 30 bis 60 Sekunden.

Sollte der Betriebspunkt unter dem Einfluß schneller Leckstromminderungen in den Bereich links des Scheitelpunktes der Kennlinie wandern wollen, ist ein weiterer regeltechnischer Eingriff durch die schnelle Regelung vorgesehen. Dieser ist derart gestaltet, daß der ins Luftkissen geförderte Volumenstrom sehr schnell verringert wird, um ein Überschreiten des Scheitelpunktes zu verhindern.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Bypassregelung vorgesehen, um das oder die Hubgebläse wieder in den Bereich rechts vom Scheitelpunkt S der Kennlinie zurückzuführen. Die Bypassregelung hat dabei den Vorteil, daß keine zusätzlichen Abblasekanäle vorgesehen werden müssen, d. h. sie sind direkt in das Hubgebläse integriert. Durch die Bypassregelung erfolgt somit eine Veränderung der Kennlinie des Hubgebläses. Der innere Volumenstrom im Laufrad ist größer als der im Luftkissen geförderte Volumenstrom. Diese erfindungsgemäße Regelung ist wegen kurzer Wege und kleiner bewegter Massen sehr viel schneller wirksam. Bei kleinem Volumenstrom wandert, wie in Fig. 4 dargestellt, der Betriebspunkt bei ansteigendem Leckwiderstand von A über E nach F. Wenn die Widerstandslinie auf a zurückspringt, wandert der Betriebspunkt von F nach G und langsam weiter nach A. In diesem Falle setzt die Bypassregelung nicht ein. Steigt jedoch der Leckwiderstand schnell auf die Drosselkurve d würde sich ohne Bypassregelung der neue instabile Arbeitspunkt H einstellen. Bevor es so weit kommt, ehe die langsame Drehzahlregelung des Ventilators reagieren kann, soll die Bypassregelung eingreifen. Durch Rezirkulation eines Teiles der Luft, hier gezeichnet für einen Volumenstrom Vrezi, entsteht die neue Kennlinie nnrezi. Der Schnittpunkt mit der Drosselkurve d ergibt den Arbeitspunkt K, der sich kaum von H unterscheidet, jedoch stabil ist. Bei weiterem Widerstandsanstieg wird der Ventilator nicht überblasen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Bypass so zu steuern, daß er sich oberhalb eines vorgegebenen einstellbaren Grenzdruckes öffnet. Die Steuerung kann dabei beispielsweise auf den Volumenstrom, den dynamischen Druck oder den Kissendruck reagieren. Es kann auch z. B. der Quotient von Volumenstrom und Kissendruck gewählt werden oder der Quotient vom Druck und der Wurzel der Drehzahl.

Da der Druckausgleich im Luftkissen infolge der notwendigen Verschiebung von Luftmassen eine endliche Zeit beansprucht, ist es besonders vorteilhat, die Druckabsenkung direkt am Hubgebläse vorzunehmen, um die Hubgebläse im stabilen Arbeitsbereich zu halten und negative Durchströmung zu verhindern.

Wenn die Bypassregelung häufig anspricht, was vorzugsweise mittels eines Zählgerätes erfaßt wird, wird erfindungsgemäß bei Überschreiten einer bestimmten Häufigkeit dies an die Brücke gemeldet. Die Ventilatoren fördern wesentlich mehr als notwendig ist.

Entweder kann dazu manuell oder auch automatisch bei einer bestimmten Häufigkeit ein oder mehrere Gebläse abgestellt werden, wobei die Einströmöffnung des/der Gebläse/s verschlossen wird. Zum Verschließen werden vorteilhafterweise Rückschlagklappen vorgesehen, aber auch motorisch betätigbare Klappen können Anwendung finden.

Beobachtungen an konventionellen Oberflächeneffektfahrzeugen zeigen, daß die Hubgebläse meistens für schwerste See mit hohen Leckvolumenstromverlusten ausgelegt werden. Zu einem großen Teil der Zeit werden sie aber bei gutem Wetter mit geringen Leckverlusten betrieben. Sie arbeiten dann notgedrungen in der Nähe des Scheitelpunktes mit häufigem Abrutschen in den Überströmungsbereich. Der Fahrkomfort verschlechtert sich und der Energieverbrauch ist höher als bei Betrieb einer kleineren Anzahl Ventilatoren. Durch ein Herunterregeln der Drehzahl wird nicht der gleiche Effekt erreicht, da der Kippunkt sich nur wenig verschiebt und das Fahrzeug tiefer eintauchen würde.

Bei schwerer See und damit stark variierenden Leckströmen kann es ein Vorteil sein, die Ventilatoren mit hoher Drehzahl zu fahren und die Bypassklappen ständig teilweise geöffnet zu halten. Bei fallendem Leckstrom und steigendem Druck fließt mehr Luft durch den Bypass zurück, wodurch die Ventilatorkennlinie und damit das Schiff stabilisiert wird.

Anders sieht es aus, wenn der Druck im Luftkissen dann beim Austauschen des Fahrzeugs absinkt, da mehr Luft entweichen kann. Jetzt muß der ins Luftkissen beförderte Volumenstrom schnell erhöht werden, d. h. die Bypassregelung soll schnell wieder teilweise schließen.

Besondere Anforderungen an die Regelung von Hubgebläsen ergeben sich aus dem nicht mehr stationären Verhalten der Hubgebläse bei schnellen Änderungen im Luftkissen, wie sie bei Fahrt im Seegang auftreten. Die Kennlinie weist dann eine frequenzabhängige Hysterese auf. Auch diese wird durch sowohl eine Abschaltung einzelner Gebläse wie durch die Bypassregelung günstig beeinflußt.

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Gebläse mit Bypass zur Rezirkulation eines Teilvolumenstromes. Es besteht aus einem Gehäuse 11 mit einem axial ausgerichteten Ansaugstutzen 12 und einem tangential angeordneten Diffusor 13, durch den die Luft ausgestoßen wird. Ein Teil des Gehäusewandung ist entsprechend der Bruchlinie 14 nicht dargestellt, so daß der in das Gehäuse 11 hineinragende Teil des Ansaugstutzens 12 sichtbar ist. In diesem Teil ist eine Klappe 15 vorgesehen, die durch Verschwenken eines Betätigungshebels 16 um Achse 17 (Fig. 6) geöffnet werden kann. In unterbrochener Linienführung ist die Klappe in ihrer geöffneten Lage dargestellt. In dieser Lage kann Luft aus dem Druckbereich des Gebläses entsprechend Pfeil 18 zurück in den Ansaugbereich des Ansaugstutzens 12 geführt und rezirkuliert werden. Anstatt einer einzelnen Klappe können mehrere angebracht werden.

Der Betätigungshebel 16 ist mit einem geeigneten Servoantrieb verbunden, der seinerseits von einem Regler entsprechend, wie vorbeschrieben, angesteuert wird.

Für geeignete Anwendungsfälle kann es ausreichen, die Klappe lediglich unter einer bestimmten Vorspannung geschlossen zu halten, so daß sie bei Überschreiten eines die Vorspannung überwindenden Druckes selbsttätig öffnet.

In Fig. 7 ist schematisch eine pneumatische Bypassregelung gezeigt. Am Meßort 19 wird der sich einstellende Staudruck der geförderten Luftströmung abgenommen und mittels Leitung 20 dem Druckraum 27 eines Vorsteuerzylinders 28 zugeleitet. Der Druckraum 27 wird von Kolben 29 beweglich abgeschlossen. Der Kolben 29 ist mittels Druckfeder 25 vorgespannt. Kolbenstange 36 verbindet den Kolben 29 mit einem in Steuerzylinder 21 vorgesehenen weiteren Steuerkolben 22, dessen Kanten wahlweise die Zylinderräume 30 oder 31 mit Leitung 32 verbinden. Druckraum 31 hat eine Öffnung zur Atmosphäre, während Druckraum 30 mit einer Druckmittelquelle 23 verbunden ist.

Leitung 32 ist außerdem mit Druckraum 24 eines Stellgliedes 33 verbunden, dessen Kolben 34 über Kolbenstange 35 den Betätigungshebel 16 der Klappe 15 verstellt. Eine auf der dem Druckraum 24 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 43 vorgesehene Druckfeder 26 bewegt den Kolben 34 mit Kolbenstange 35 im drucklosen Zustand in eine Lage, bei der die Klappe 15 geschlossen ist.

Wird der Druckraum 30 des Steuerzylinders 21 von der Druckmittelquelle 23 beaufschlagt, so wird bei abgestelltem Gebläse Kolben 22 eine Verbindung zwischen Druckraum 30 und Leitung 32 herstellen, so daß folglich Kolben 34 gegen die Kraft der Druckfeder 26 die Kolbenstange 35 so verstellt, daß die Klappe 15 öffnet.

Die Gebläse werden zunächst mit geschlossener Klappe 15 angefahren, so daß sich eine Strömung ausbildet, die am Meßort 19 einen entsprechenden Staudruck erzeugt. Dieser Staudruck stellt sich auch im Druckraum 27 des Vorsteuerzylinders 28 ein, so daß der Vorsteuerkolben 29 gegen die Kraft der Druckfeder 25 auswärts gedrängt wird, so daß der Steuerkolben 22, der mittels Kolbenstange 36 mit dem Vorsteuerkolben 29 verbunden ist, den Zylinderraum 31 mit Leitung 32 verbindet. Dadurch wird durch Leitung 32 der Druckraum 24 des Stellgliedes 33 mit der Atmosphäre verbunden, so daß die vorgesehene Druckfeder 26 den Kolben 34 so verstellt, daß die Klappe 15 in ihrer geschlossenen Stellung verharrt.

Steigt der Kissendruck im Betrieb des Fahrzeugs über ein bestimmtes Maß hinaus, so nimmt in dessen Folge auch die Förderleistung des Gebläses ab. Durch die verringerte Strömung stellt sich am Meßort 19 ein verringerter Staudruck ein, in dessen Folge die Feder 25 im Vorsteuerzylinder 28 den Vorsteuerkolben 29 so verstellt, daß der Steuerkolben 22 in Steuerzylinder 21 Leitung 32 mit Druckmittelquelle 23 verbindet. Dadurch stellt sich in Druckraum 24 ein Druck ein, der die Kraft der Druckfeder 26 überwindet und den Kolben 34 so verstellt, daß die Klappe 15öffnet. Auf diese Weise wird der Bypass geöffnet und die Kennlinie des Gebläses so verstellt, daß ein Eintreten des Gebläses in den instabilen Arbeitsbereich vermieden wird.

Auf diese Weise ist ein Oberflächeneffektfahrzeug geschaffen, das bei wirtschaftlicher Betriebsweise ein verbessertes Fahrverhalten aufweist.

Bezugszeichenliste

1 Luftkissen

2 Hubgebläse

3 Speisevolumenstrom

4 Leckvolumenstrom

5 Motor

6 Regler

7 Drucksensor

8 Leitung

9 Geber

10 Volumenstromsensor

11 Gehäuse

12 Ansaugstutzen

13 Diffusor

14 Bruchlinie

15 Klappe

16 Betätigungshebel

17 Achse

18 Pfeil

19 Meßort

20 Leitung

21 Steuerzylinder

22 Steuerkolben

23 Druckmittelquelle

24 Druckraum

25 Druckfeder

26 Druckfeder

27 Druckraum

28 Vorsteuerzylinder

29 Vorsteuerkolben

30 Zylinderraum

31 Zylinderraum

32 Leitung

33 Stellglied

34 Kolben

35 Kolbenstange

36 Kolbenstange

≙ Volumenstrom

p Druck

V Volumen

Index

L Leitaggregat

F Folgeaggregat


Anspruch[de]
  1. 1. Oberflächeneffektfahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, mit mindestens einem Hubgebläse zur Erzeugung eines Luftkissens, dessen Antrieb einen Motor und einen Regelkreis beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis mit entsprechenden Sensoren und Reglern zur Beeinflussung des Luftkissens ausgebildet ist, vorzugsweise als Druck- und/oder Lageregelkreis.
  2. 2. Oberflächeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Führungsgröße des Reglers ein Signalgeber vorgesehen ist, der vorzugsweise als Druck- oder Abstandsteller ausgebildet ist.
  3. 3. Oberflächeneffektfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckregelkreis der Regler die Leistung- oder Drehzahl des Hubgebläses nach einer Regel beeinflussend ausgebildet ist, die eine Drehzahländerung (Δn) dem Betrag nach proportional zur Quadratwurzel aus dem Betrag der Soll-Ist-Abweichung des gemessenen Differenzdruckes zwischen Kissen (Δpist) und atmosphärischen Druck vom Soll-Differenzdruck (Δpsoll) vorsieht.
  4. 4. Oberflächeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Hubgebläse vorgesehen sind, die Antriebe aufweisen mit zugeordneten Regel kreisen, wobei vorzugsweise der Antrieb eines Hubgebläses als Leit- und die übrigen als Folgeantriebe geschaltet sind.
  5. 5. Oberflächeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgeantriebe als Führungssignal das gemessene Leistungs- oder Drehzahl- bzw. Volumenstromsignal des ersten Hubgebläses aufgeschaltet sind, wobei vorzugsweise der Leitregelkreis ein Druck- oder Lageregelkreis und die Folgeregelkreise Drehzahl- oder Leistungs- bzw. Volumstromregelkreise sind.
  6. 6. Oberflächeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregelkreis eine Zeitkonstante aufweist, die kleiner als eine Zeitkonstante eines Gebläseregelkreises ist.
  7. 7. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubgebläse aerodynamisch wirkende Elemente, insbesondere Klappen mit Servostellantrieben, aufweist.
  8. 8. Oberflächeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubgebläse einen im Normalbetrieb geschlossenen Umströmkanal aufweist, der die Druckseite mit der Saugseite verbindend ausgebildet ist, wobei der Kanal, vorzugsweise durch Verstellen einer oder mehrerer Klappen zu öffnen oder zu schließen ist, insbesondere automatisch.
  9. 9. Oberflächeneffektfahrzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umströmkanal einen Verschlußmechanismus aufweist, dessen Antrieb als Stellglied in einem Druckregelkreis geschaltet ist, der kürzere Zeitkonstanten als ein Drehzahl- oder Leistungsregelkreis aufweist.
  10. 10. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gerät zum Erfassen der Häufigkeit von Rückströmereignissen vorgesehen ist.
  11. 11. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler ein Differentialverhalten aufweist und/oder daß der Regler ein Integralverhalten aufweist.
  12. 12. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arbeitspunkterkennungseinrichtung vorgesehen ist, mit einer Auswertungseinrichtung zur Signalisierung eines instabilen Arbeitsbereiches, vorzugsweise mit einer automatischen Rückführung in einen stabilen Arbeitsbereich und/oder einer Abschaltvorrichtung.
  13. 13. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Geber zur Einstellung von Zeitkonstanten des Reglers vorgesehen sind.
  14. 14. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubgebläse vorzugsweise als Radialventilator mit einem axial angeordneten Ansaugrohr und einem tangential angeordneten Diffusor in einem Gehäuse ausgebildet ist, wobei der Umströmkanal zwischen Ansaugrohr und Diffusor als trennende Klappe ausgebildet ist.
  15. 15. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor des Hubgebläses ein Verbrennungsmotor vorgesehen ist.
  16. 16. Oberflächeneffektfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Gebläse Rückstromverhinderer aufweisen.
  17. 17. Verfahren zum Regeln eines Luftkissens in einem Oberflächeneffektfahrzeug, dessen Antrieb einen Regler und einen Motor umfaßt, der zur Erzeugung des Luftkissens von bestimmtem Druck oder Höhe mit einer bestimmten Drehzahl betrieben wird und dabei eine entsprechende Leistung abgibt, wobei sich das Hubgebläse entsprechend einer bestimmten Kennlinie verhält, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Verstellung der Leistung bzw. Drehzahl erfolgt, vorzugsweise mit einem PID-Verhalten, sobald sich Zustandsgrößen des Luftkissens ändern.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Hubgebläsen mehrere Regelkreise vorgesehen sind, von denen ein Leitregler führt und die übrigen folgen.
  19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der führende Leitregler vorzugsweise den Druck oder die Höhe regelt und die folgenden Regler die Leistung bzw. Drehzahl regeln, wobei als Führungsgröße die Leistung bzw. der Volumenstrom oder die Drehzahl des Leitgebläses verwendet wird.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in Abhängigkeit des Druckes die Hubgebläse aerodynamisch, vorzugsweise durch Erzeugen einer Rückströmung, beeinflußt werden.
  21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die aerodynamische Beeinflussung schneller als die Leistungs- bzw. Drehzahlbeeinflussung erfolgt.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatorkennlinie durch Erzeugen einer Rückströmung im Hubgebläse verändert wird.
  23. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatorkennlinie durch Verstellen von Ventilatorschaufeln, vorzugsweise von Leitschaufeln, erfolgt.
  24. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunkt der Hubgebläse überwacht wird und bei Erkennen eines instabilen Arbeitspunktes ein Alarmsignal erzeugt und/oder automatisch ein Stillsetzen des Hubgebläses erfolgt und/oder eine konstante Umströmung bei einem oder mehreren Ventilatoren eingestellt wird.
  25. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit von Rückströmereignissen oder Umströmmereignissen erfaßt wird.
  26. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung mit einer frequenzabhängigen Hysterese erfolgt.






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