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Dokumentenidentifikation DE602004002496T2 10.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001449735
Titel Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb von Luftkissenfahrzeugen
Anmelder Hi Tech International S.r.L., Gorgonzola, Milano, IT
Erfinder Passoni, Carlo Guido, 20064 Gorgonzola (Milano), IT;
Passoni, Matteo, 20064 Gorgonzola (Milano), IT
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Kraus & Weisert, 80539 München
DE-Aktenzeichen 602004002496
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.01.2004
EP-Aktenzeichen 040000465
EP-Offenlegungsdatum 25.08.2004
EP date of grant 27.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.05.2007
IPC-Hauptklasse B60V 1/14(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb für Luftkissenfahrzeuge, welche üblicherweise als Hovercrafts bekannt sind, gemäß dem einleitenden Teil des ersten Anspruchs.

Luftkissenfahrzeuge werden häufig zum Befördern von Personen und Gegenständen unter rauen Bedingungen verwendet. Das Hauptmerkmal der Luftkissenfahrzeuge ist ihre Fähigkeit, sich unter jeglichen Bedingungen zu Wasser oder zu Lande ohne Unterschied oder Behinderung zu bewegen. Dieses Merkmal, welches sie sehr vielseitig einsetzbar macht, wird durch ein fahrzeugauftreibendes Luftkissen erzielt, welches es vollständig von der Oberfläche trennt, auf der es sich bewegt, egal ob dies über Erdboden, Marschland, Wasser, einem Fluss usw. ist. Das amphibische Fahrzeug weist dementsprechend keine Art von Berührung mit der Oberfläche auf, über welcher es sich bewegt, außer dem leichten Berühren der Oberfläche mit einem Teil der Vorrichtungen, welche verwendet werden, um die Schürze auszubilden.

Vorrichtungen zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb für Luftkissenfahrzeuge sind gemäß dem Stand der Technik üblich. Im Allgemeinen wird zur Auftriebserzeugung des Fahrzeugs ein erstes Gebläse mit einer üblicherweise vertikalen Drehachse verwendet, um einen großen Luftstrom in den unteren Teil des Fahrzeugs zu leiten. Das Gebläse ist üblicherweise von einem Motor angetrieben. Die geeignet ausgeformte Schürze, welche im Allgemeinen aus einem Gummimaterial gefertigt ist, erstreckt sich entlang dem äußeren Umfang des Fahrzeugs, um den von dem Gebläse erzeugten Luftstrom einzufassen, um somit unterhalb des Fahrzeugs einen Bereich eines Drucks, welcher größer als der atmosphärische Druck ist, zu erzeugen; die Druckdifferenz erzeugt den Fahrzeugauftrieb.

Das Fahrzeug wird üblicherweise von einem zweiten Gebläse mit einer im Allgemeinen horizontalen Drehachse angetrieben, welches üblicherweise an dem Heckende des Schiffsrumpfes befestigt ist. Das Gebläse kann von der Art mit variablem Flügelanstellwinkel sein, um in der Lage zu sein, den Schub und die Richtung des Schubs ohne Umdrehen der Drehrichtung des Gebläses einzustellen. Die Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung der Fahrzeugbewegung wird durch Verändern des Anstellwinkels der Flügel eingestellt, um einen Schub einer veränderlichen Intensität und Richtung bei der gleichen Drehwellengeschwindigkeit zu erzeugen.

Das Fahrzeug wird im Allgemeinen durch bewegliche Strömungsablenker gesteuert, welche derart angeordnet sind, die von dem Vortriebsgebläse erzeugte Strömung abzufangen, und geeignet sind, die Auslenkung aber nicht die Richtung in einer derartigen Art und Weise zu verändern, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug gesteuert wird.

Diese Konstruktion ermöglicht jedoch keine ausreichend kleinen Kurvenradien und umfasst überdies zwei Turbogebläse, eines zur Auftriebserzeugung und das andere für einen Vortrieb und zum Steuern. In diesem Fall bleiben die Kurvenradien sogar bei geringen Geschwindigkeiten im Wesentlichen groß; es ist nicht möglich, das Fahrzeug um seine Achse zu drehen, wenn es stillsteht.

Eine andere Ausgestaltung der Vorrichtung für einen Vortrieb und zur Steuerung umfasst zwei unabhängige Gebläse mit festem Flügelanstellwinkel, welche an dem Heckende des Fahrzeugs angeordnet sind und sich um eine Achse senkrecht zu der Gebläsedrehrichtung drehen, um zu ermöglichen, die von den zwei Gebläsen erzeugte Strömung auszurichten.

Diese Lösung verleiht dem Luftkissenfahrzeug Mobilität und Wendigkeit, aber umfasst mindestens drei Turbogebläse und erhöht somit sein Gewicht, konstruktive Schwierigkeiten und Kosten.

Wie aus der vorhergehenden Analyse ersichtlich ist, verwenden herkömmliche Luftkissenfahrzeuge mindestens zwei Gebläse, wobei mindestens eines zur Auftriebserzeugung des Fahrzeugs bestimmt ist und mindestens ein zweites für seinen Vortrieb und seine Steuerung bestimmt ist. Diese Konfiguration ermöglicht es nicht, ein besonders wendiges und leichtgewichtiges Fahrzeug herzustellen.

Überdies bleibt in beiden der vorhergehenden Konfigurationen das Problem des Anhaltens des Fahrzeugs; ein Umdrehen der Vortriebsströmung ist schwierig und bei beiden bekannten Lösungen nicht unmittelbar, und häufig besteht der einzige Weg, scharf zu bremsen, darin, die Strömung, welche das Fahrzeug auftreibt, aufzuheben, was ein plötzliches Anhalten durch eine abrupte Berührung mit der Oberfläche, auf welcher es sich bewegt, bewirkt. Dieses Verfahren ist offensichtlich gefährlich und unerwünscht und nur wirksam, wenn sich das Luftkissenfahrzeug auf einer festen Oberfläche, wie zum Beispiel dem Erdboden, befindet.

Die US 4,848,501 (Oberbegriff von Anspruch 1) und die US 5,007,495 offenbaren eine Vorrichtung, welche ferner ausgestaltet ist, das Fahrzeug anzuhalten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Auftrieberzeugung, Steuerung und Vortrieb für Luftkissenfahrzeuge bereitzustellen, welche gegenüber Lösungen gemäß dem Stand der Technik verbessert ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb für Luftkissenfahrzeuge bereitzustellen, welche von einfacher Konstruktion, zuverlässig, wirtschaftlich und einfach zu verwenden ist.

Eine weitere Aufgabe ist, eine Vorrichtung gemäß dem zuvor genannten bereitzustellen, welche nur ein Gebläse zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb des Fahrzeugs benötigt, dem Fahrzeug eine bessere Wendigkeit bereitstellt und ihm ermöglicht, einfach angehalten zu werden.

Diese und weitere Aufgaben, welche aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, werden durch eine Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb für Luftkissenfahrzeuge gemäß der beigefügten Ansprüche gelöst.

Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform davon, welche in Form eines nicht beschränkenden Beispiels gegeben ist und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, deutlicher werden, in denen:

1 eine Draufsicht eines Luftkissenfahrzeugs ist, in welchem eine Vorrichtung zur Antriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb gemäß der vorliegenden Erfindung installiert ist;

2 eine Rückansicht des Fahrzeugs der 1 ist;

3a, 3b und 3c eine Draufsicht, eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb für Luftkissenfahrzeuge der vorliegenden Erfindung sind;

4 eine Draufsicht ist, welche die internen Komponenten der Vorrichtung der 3a zeigt;

5 eine Perspektivansicht der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist.

Unter Bezugnahme auf 15 wird eine Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb für Luftkissenfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein mit 1 bezeichnet. Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auf einem Luftkissenfahrzeug installiert, welches allgemein mit 2 bezeichnet wird; die Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb 1 ist, wie in 1 gezeigt, in einer hinteren Position des Luftkissenfahrzeugs 2 befestigt.

Mit spezieller Bezugnahme auf 5 besteht die Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb 1 aus einem vorzugsweise zylindrischen hohlen Gehäuse 5, welches an einem Rahmen des Fahrzeugs 2 mittels geeigneter Befestigungsmittel 18 befestigt ist, welche es starr an dem Fahrzeug 2 befestigen. Ein Gebläse 3 ist zumindest teilweise innerhalb des hohlen zylindrischen Gehäuses 5, welches ausgestaltet ist, die Hauptströmung des Gebläses 3 zu befördern, angeordnet und wird von einem Motor 4 angetrieben, wobei die Welle von diesem drehstarr zu einer Welle des Gebläses 3 ist, wobei der Motor 4 fest an dem hohlen zylindrischen Gehäuse 5 mit geeigneten Haltern 8 befestigt ist. Ein Antiturbulenzmittel 9, welches ausgeformt ist, eine Turbulenz zu verhindern und die von dem Gebläse 3 erzeugte Schubströmung auszurichten, ist in die Hauptströmung des Gebläses 3 eingetaucht und durch Stützstäbe 10 an dem hohlen zylindrischen Gehäuse 5 befestigt.

Stromabwärtig der Hauptströmung des Gebläses 3 sind zwei Strömungsablenker 6, 6a in der Ausgestaltung von Abschnitten eines hohlen Zylinders angeordnet. Die Strömungsablenker 6, 6a bestehen aus Halteoberflächen 10, 11, 10a, 11a, welche die Strömungsablenkmittel 12, 12a halten, wobei die Strömungsablenkmittel in einer Position näherungsweise vertikal zu der Hauptrichtung der von dem Gebläse 3 erzeugten Schubströmung gehalten werden. Geeignete Halter 7, 7a, welche starr zu dem Fahrzeug 2 sind, halten die Strömungsablenker 6, 6a mittels Gelenkverbindungen 13, welche den Strömungsablenkern 6, 6a ermöglichen, manipuliert durch geeignete Stellglieder 14, die mit den Strömungsablenkern 6, 6a und dem Fahrzeug 2 verbunden sind, in die von dem Gebläse 3 erzeugte Hauptströmung eingeführt zu werden oder daraus entfernt zu werden, um sie teilweise oder vollständig abzulenken.

Die Stellglieder 14 werden unabhängig voneinander von dem Fahrer des Luftkissenfahrzeugs 2 durch geeigneten Steuereinheiten, welche zum Beispiel an einer normalen Steuereinheit angeordnet sind, betätigt. Wenn die Strömungsablenker in einer derartigen Position sind, dass sie nicht einen Teil der von dem Gebläse 3 erzeugten Vortriebsströmung abfangen, wird der maximale Vortriebsschub erzielt und es wird eine Kraft erzeugt, welche das Luftkissenfahrzeug 2 in die entgegengesetzte Richtung zu dem von dem Gebläse 3 erzeugten Luftstrom schiebt. Im Gegensatz dazu, wenn die Strömungsablenker um einen gleichen Winkel in eine Position derart geneigt sind, dass sie die gesamte oder einen großen Teil der Schubströmung abfangen und sie aufgrund ihrer besondere Ausgestaltung in eine Richtung so gut wie entgegengesetzt zu der Richtung der ursprünglichen Strömung leiten, wird eine Kraft entgegengesetzt zu der in dem vorhergehenden Fall erzeugt, welche bewirkt, dass das Fahrzeug, in Abhängigkeit von seinen aktuellen Bedingungen vor dem Manöver, in eine Rückwärtsrichtung weiterfährt oder gebremst wird.

Unterschiedliche Winkelpositionen der Strömungsablenker erzeugen Momente, welche das Luftkissenfahrzeug in einer beliebigen Richtung und mit einem beliebigen Kurvenradius drehen können; bei speziellen Winkelpositionen der Strömungsablenker kann sich das Fahrzeug sogar aus einer Ruheposition praktisch um seine Achse drehen.

Stromabwärts von der von dem Gebläse 3 erzeugten Hauptströmung ist eine Strömungsübertragungsöffnung 15 bereitgestellt, welche einen Teil der von dem Gebläse 3 erzeugten Vortriebsströmung entnimmt und sie zur Auftriebserzeugung des Fahrzeugs in eine Luftleitung 16, welche entlang dem gesamten Umfang des Luftkissenfahrzeugs 2 angeordnet ist, verteilt. Die Luftleitung 16 befördert die Luft, welche zum Aufblasen jedes unabhängigen Sektors 18 der Schürze, die den äußeren Umfang des Fahrzeugs 2 umgibt, erforderlich ist, um die unabhängigen Sektoren 18 mit Luft über geeignete Löcher aufzufüllen, wodurch somit ein Luftkissen erzeugt wird, welches das Fahrzeug auftreibt.

Eine bevorzugte Ausführungsform wurde dargestellt, weitere können jedoch unter Verwendung des gleichen erfinderischen Konzepts entwickelt werden.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) für Luftkissenfahrzeuge, allgemein als Hovercrafts (2) bekannt, die ein Vortriebsgebläse (3), das zumindest teilweise in einem hohlen zylindrischen Gehäuse (5) positioniert ist, zwei Strömungsablenker (6, 6a) mit zylindrischer Schnittform, die unabhängig voneinander und unter der Kontrolle des Fahrzeugfahrers, den gesamten oder einen Teil des von dem Gebläse (3) erzeugten Luftstroms abfangen und in eine gewünschte Richtung umlenken können, umfasst, wobei die Vorrichtung auch eine Strömungsfördermündung (15) umfasst, die sich im Inneren des Gehäuses (5) befindet und in das Gehäuse vorragt und so angeordnet ist, dass sie einen Teil des Vortriebsstroms zur Auftriebserzeugung des Fahrzeugs abzieht, wobei das Gehäuse (5) Befestigungsmittel zum starren Befestigen des Gehäuses an dem Fahrzeug umfasst, wobei die Vorrichtung einen Motor (4) umfasst, der das Vortriebsgebläse (3) betätigt, wobei die Vorrichtung Stellglieder (14) trägt, die so angeordnet sind, dass sie die Ablenker (6, 6a) manipulieren und zur Verbindung mit dem Fahrzeug geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (4) von dem Gehäuse durch Träger (8) gestützt und daran starr befestigt ist und dass die Ablenker außerdem einen ersten Träger (7) umfassen, der so angeordnet ist, dass er die Ablenker sowohl miteinander als auch mit dem Gehäuse (5) verbindet. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenker (6, 6a) in Draufsicht eine kreisförmige Schnittform aufweist. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsablenker (6, 6a) zum Abfangen oder nicht Abfangen des von dem Vortriebsgebläse (3) erzeugten Stroms sich um seine Achse (13a, 13b) dreht. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsablenkermittel (6, 6a) einander spiegelnd angeordnet und unabhängig gesteuert sind. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte oder ein Teil des von dem Vortriebsgebläse (3) erzeugten Stroms in eine Strömungsförderleitung (5) fließt. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das mindestens ein Strömungsablenker (6, 6a) an dem Ausgang der Strömungsförderleitung (5) positioniert ist. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (4) zumindest teilweise in dem hohlen zylindrischen Gehäuse (5) positioniert ist. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Antiturbulenzen-Mittel (9) umfasst, das über Trägerbalken (10) im Inneren des hohlen zylindrischen Gehäuses (5) befestigt ist. Vorrichtung zur Auftriebserzeugung, Steuerung und Vortrieb (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zweite Träger (7a) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie die Ablenker (6, 6a) mit dem Fahrzeug (2) verbinden.






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