DE3202935C2

DE3202935C2 - Vorrichtung zum Tragen und Transportieren schwerer Lasten mit einer Luftkisseneinrichtung

Info

Publication number: DE3202935C2
Application number: DE3202935A
Authority: DE
Inventors: Kenneth G. Seattle Wash. Wood
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-02
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1986-02-13
Also published as: FI70628B; GB2092084B; DE3202935A1; FI70628C; US4441571A; SE455720B; FR2499011A1; FR2499011B1; CA1175469A; GB2092084A; SE8200534L; FI820232L

Abstract

Die Offenbarung betrifft ein Strömungsmittellager mit einer Multikomponentenmembran, die unter Bildung eines Torus, der eine Plenumkammer begrenzt, aufgeblasen wird. Die bevorzugte dreischichtige Membran besitzt eine strömungsmittelundurchlässige Innenschicht, eine Mittelschicht eines dimensionsstabilen Gewebes und eine abriebfeste Außenschicht. Diese Schichten können unabhängig voneinander ersetzt werden. Eine Anzahl verschiedener Mittel zur Befestigung der Schichten, an dem die Last tragenden Teil des Lagers werden gezeigt, wobei verschiedene Membranen mit unterschiedlichen Hubhöhen bei einem einzigen die Last tragenden Teil verwendet werden können. In einer Ausführungsform kann eine Reihe austauschbarer Metallringe verschiedenen Durchmessers ausgewählt werden, um die Hubhöhe zu steuern. Das Lager umfaßt ebenfalls eine austauschbare bzw. ersatzfähige Öffnungsplatte, die die Strömungsgeschwindigkeit in die Plenumkammer und in und aus der Torusmembran heraus steuert. Ein Ventil wird während der normalen allmählichen Anfangsphase betätigt, um den Strömungsmittelfluß der Plenumkammer zu blockieren, bis der Druck in der Torusmembran 1 bis 2 p.s.i. (0,07 bis 0,14 kg/cm ↑2) über Atmosphärendruck beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung der vorstehend genannten Art wird der Ringraum oben und unten durch die Membran begrenzt. Die obere Membran ist an einer kreisförmigen Berührungs- oder Verbindungsfläche an der Stützplatte befestigt. Die Membran selbst besteht aus zwei Lagen, von denen eine dimensionsstabil ist Diese beiden Lagen sind durch Vulkanisieren oder dergleichen fest miteinander verbunden, so daß sie zueinander keine Relativbewegungen ausführen können. Auch ist es nicht möglich, eine Lage allein auszuwechseln (DE-PS 19 48 304). Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, bei der der Ringraum durch eine Membran gebildet wird, die aus einer Lage besteht und die entlang des Innen- und Außendurchmessers durch entsprechende

ίο Ringe an der Stützplatte befestigt ist Der Ringraum wird hier also einerseits durch die entsprechende Fläche der Stützplatte und andererseits durch die Membran gebildet (US-PS 32 60 322).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Membran zu schaffen, die hinsichtlich der verschiedenen Eigenschaften und Anforderungen, die an die Membran gestellt werden, möglichst die optimalen Eigenschaften erreicht und zwar insbesondere hinsichtlich Luftundurchlässigkeit, Formstabilität und Verschleißfestigkeit Gleichzeitig soll ein einfacher Aufbau und insbesondere eine einfache Reparaturmöglichkeit gegeben sein.
Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des An-Spruches 1 gelöst

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind die einzelnen Lager nicht fest miteinander verbunden, sondern unabhängig voneinander ausgebildet und daher relativ zueinander beweglich. Sie sind lediglich an dem Innen- und Außendurchmesser luftdicht an der Stützplatte befestigt Dieses ermöglicht ein Auswechseln, ggf. nur einer Lage, wenn dieses für eine Reparatur erforderlich ist. Beispielsweise kann eine Lage verwendet werden, die zwar dimensions- oder formstabil ist und damit die Form des Ringkörpers im aufgeblähten Zustand festlegt, die aber nicht luftundurchlässig sein muß. Diese dimensionsstabile Lage, die luftdurchlässig ist, kann aus einem speziellen Gewebe hergestellt sein, das die an diese Lage gestellten besonderen Anforderungen besonders gut erfüllt Diese Lage kann dann auch ggf. getrennt ausgewechselt werden.

Wenn die Membran, wie in Anspruch 2 unter Schutz gestellt, aus drei Lagen besteht, kann die äußere so ausgewählt werden, daß sie besonders verschleißfest ist.

Hinsichtlich der Auswahl des Materiales für die äußere Lage braucht keine Rücksicht auf Luftundurchlässigkeit und Formstabilität genommen zu werden. Auch diese Lage kann ggf. allein ausgewechselt werden, wenn sie verschlissen oder beschädigt ist. Die übrigen Lagen sind

so hiervon nicht betroffen.

Die Membran kann preiswert hergestellt werden, da die Verbindung der einzelnen Lagen untereinander durch Vulkanisieren oder dergleichen entfällt. Da die Membran aus einzelnen, unabhängig voneinander gebildeten und zusammengebauten Lagen besteht, müssen die einzelnen Lagen nicht aus einem Material bestehen, das sämtliche Eigenschaften aufweisen muß, die bei einer solchen Membran zwangsläufig vorhanden sein müssen. Hierdurch ist ein wirtschaftlicher Aufbau der Vorrichtung möglich.

In den Unteransprüchen 3 bis 6 sind vorteilhafte Ausgestaltungen zur Befestigung der einzelnen Lagen unter Schutz gestellt. Die einzelnen Ausführungsformen ermöglichen insbesondere ein Auswechseln der äußeren Lage, ohne daß die anderen Lagen mit abgenommen werden müssen.

In den Ansprüchen 7 und 8 ist eine vorteilhafte Ausführungsform unter Schutz gestellt, bei der die mittlere

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Lage besonders dimensionsstabil ausgebildet ist. Die Größe der öffnung in der Öffnungsplatte 34 wird

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf derart ausgewählt, daß der Ringraum 32 als Resonator

die Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele bzw. Resonanzkreis wirkt und die Druckschwankungen

näher erläutert Es zeigt zwischen dem Ringraum 32 und dem Luftkissenraum 16

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Ausführangsform ei- 5 dämpft

ner Vorrichtung nach der Erfindung; Ein zweiter StrömungsmitteJauslaßkanal 36 leitet

F i g. 2 einen Ausschnitt einer anderen Ausführungs- Strömungsmittel in Richtung des Pfeils Cvon der Innenform; bohrung 22 durch die Ventilicammer 37 zum Luftkissen-

F i g. 3 einen der F i g. 2 entsprechenden Ausschnitt, raum 16. Eine austauschbare Metallöffnungsplatte 39 jedoch noch einer anderen Ausführungsform; 10 wird zur Luftseite der Ventilkammer 37 hin bzw. strom-

F i g. 4 eicfc perspektivische Ansicht auf eine Ausfüh- ab davon angeordnet Eine Vielzahl von öffnungen 38,

rungsform für die mittlere Lage der Membran; die in der Öffnungsplatte 39 angeordnet sind, kommuni-

F i g. 5 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach zieren mit dem Luftkissenraum 16. Ein Ventil 40 ist in

F i g. 1 zur Darstellung der Luftverteilung in die einzel- der Öffnungsplatte 39 angeordnet und wirkt derart, daß

nen Räume; 15 es das Durchleiten des Strömungsmittels in Richtung

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung einer Aus- des Pfeils D durch die öffnungen 38 blockiert, bis sich

führungsform der mittleren Lage der Membran; ausreichender Druck innerhalb der Bohrung 22 wäh-

F i g. 7 einen Ausschnitt insbesondere zur Darstellung rend des Betriebs des Lagers aufgebaut hat

einer anderen Ausführungsform der Membran; und Damit sich ein ausreichender Druck innerhalb der

F i g. 8 einen der F i g. 7 entsprechenden Ausschnitt 20 Bohrung aufbaut, damit das Strömungsmittel durch das

einer weiteren Ausführungsform. Ventil 40 freigegeben wird, muß die Membran 14, die

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform nach der Erfin- eine flexible Wand des Ringraums bildet, zuerst minde-

dung, nämlich ein Strömungsmittellager 10 im aufgebla- stens teilweise durch unter Druck stehendes Strö-

senen bzw. unter Druck stehenden Betriebszustand. Das mungsmittel aufgepumpt bzw. gefüllt werden. Bei der

Lager 10 umfaßt allgemein eine die Last oben aufneh- 25 gewöhnlichen Startphase wird ein Ventil allmählich ge-

mende Anordnung 12 und eine aufgeblasene bzw. auf- öffnet, das die Strömung durch die Leitung 26 steuert

gepumpte toroidale Membran 14, die einen unter Druck Das Strömungsmittel fließt in die Bohrung 22 und durch

stehenden Luftkissenraum 16 umschließt Im Betriebs- die öffnung in der Platte 34 in den Ringraum 32 Im

zustand »schwimmt bzw. schwebt« das Lager 10 über aufgeblasenen bzw. unter Druck stehenden Zustand bil-

einem Boden oder einer anderen darunter liegenden 30 det die Membran 14 eine toroidale Wandung, die sich

Tragfläche 20 auf einem einheitlichen dünnen Luftf&n, zwischen dem die Ladung aufnehmenden Teil 12 und

der aus dem Luftkissenraum 16 zwischen dem Boden der Tragfläche 20 erstreckt und umschließt den dazwi-

der Membran 14 und der Tragfläche 20 austritt, wie es schenliegenden Luftraum 16.

durch die Pfeile Fgezeigt wird. In der normalen, allmählichen Anfangsphase, öffnet

Die Anordnung 12 umfaßt eine ebene quadratische 35 sich das Ventil 40 erst dann, nachdem die Membran 14 Platte 13 (vergl. F i g. 1 und 5). Die Platte 13 ist aus mindestens teilweise aufgepumpt ist Das Ausmaß des einem starken Leichtmetall, wie z. B. Aluminium gebil- Aufpumpens der Membran vor dem öffnen des Ventils det obwohl andere Materialien verwendet werden kön- 40 hängt von mehreren Faktoren ab. Zum Beispiel, nen. Die Platte 13 kann ebenfalls mit besonderen Fit- wenn das Lager 10 für einen niedrigen Betriebsdruck, tings oder Gewindebohrungen versehen werden, um 40 d. h. 0,14 bis 0,7 kp/cm², und der Druck allmählich auf verschiedene Arten von Ladung aufzunehmen. Im allge- den Betriebsdruck gesteigert wird, kann eine gute Abmeinen wird das Strömungsmittellager zusammen mit dichtung zwischen der Membran und dem Boden 20 anderen ähnlichen Lagern unter einer Palette oder an- auftreten, bevor sich das Ventil 40 öffnet. Andererseits, deren Struktur eingesetzt, die wiederum den zu bewe- wenn der Nachschub an Strömungsmittel plötzlich gegenden Gegenstand trägt Die oberste Platte 13 besitzt 45 steigert wird oder das Lager 10 für einen relativ hohen eine innere Bohrung 22 mit einem Verbinder 24, der an Arbeitsdruck ausgerichtet wird, z. B. 3,52 kp/cm², dann ihrem äußeren Ende angeordnet ist, um eine flexible kann sich das Ventil 40 öffnen, bevor die Membran 14 unter Druck stehende Strömungsleitung 26 aufzuneh- sich nur schwach ausgebaucht hat
men, die einen entsprechenden Verbindungsendteil 28 Das Entspannungsventil 40 und die öffnungen 38 wirbesitzt, der damit zusammenpaßt Die Verbinder 24 und 50 ken zusammen, um den Druck in dem Ringraum 32 28 umfassen eine Fassung und Steckglieder einer schwach über dem Druck in dem Luftkissenraum 16 Schnellverbindungskupplung. aufrechtzuerhalten. Wenn die Strömungsgeschwindig-

Um das Lager 10 in Betrieb zu setzen, wird unter keit des Strömungsmittels durch die Leitung 26 in dem

Druck stehendes Strömungsmittel in die innere Eon- Luftkissenraum 16 gering ist wie während der normalen

rung 22 durch die flexible Leitung bzw. den Schlauch 26 55 Anfangsphase, hält das Entspannungsventil 40 den

in Richtung des Pfeiles A geleitet Anfänglich strömt das Druck in dem Ringraum 32 auf 0,07 bis 0,14 kp/cm² über

Strömungsmittel, wie durch den Pfeil B angedeutet, aus dem in dem Luftkissenraum aufrecht. Wenn die Strö-

der Innenbohrung 22 durch einen Auslaßkanal 30 zu mungsmittelgeschwindigkeit bis zu dem Punkt ansteigt,

einem Ringraum 32. Eine austauschbare Metallöff- wo die dynamischen Eigenschaften des Strömungsmit-

nungsplatte 34 wird im Auslaßkanal 30 angeordnet, um βο tels vorherrschen, bewirken die öffnungen 38 einen

den Strömungsmittelfluß durch den Auslaßkanal 30 ein- Druckabfall In dem Fall, wo ein großes Volumen an

zuschränken. Wenn der Ringraum 32 vollständig aufge- Hochdruckströmungsmittel plötzlich durch die Leitung

pumpt ist bzw. unter Druck steht und ein stabiler bzw. 26 in die Bohrung 22 eintritt, z. B. durch plötzliches öff-

konstanter Zustand erreicht ist, fließt kein Strömungs- nen eines Einlaßventils, wird der Druckabfall über der

mittel durch den Kanal 30. Wenn der stabile Zustand 65 öffnung in der Platte 34 bewirken, daß das Ventil 40 sich

unterbrochen wird, kann das Strömungsmittel durch die nahezu sofort öffnet. Der Druckabfall über der öffnung

öffnung in der Öffnungsplatte 34 zwischen dem Ring- 38 wird jedoch bewirken, daß sich der Druck in dem

raum 32 und dem Luftkissenraum 16 hindurchfließen. Ringraum 32 zumindest etwas über dem in dem Luftkis-

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senraum 16 einstellt Ebenfalls ist es möglich, das Strö- höhen benötigt, kann er einige verschiedene mittlere

mungsmittellager ohne das Ventil 40 zu betreiben, wenn Lagen kaufen, und sie entsprechend seinen Erfordernis-

die Öffnung in der Platte 34 und die Öffnungen 38 in sen einsetzen. Darüberhinaus kann das Material für jede

geeigneter Weise für ihre Betriebsbedingungen ausge- Lage, da die innere, mittlere und äußere Lage 50,52 und wählt worden sind, d. h. für die Belastung, die Strö- 5 54 getrennt voneinander sind, entsprechend ihrer F-ink-

mungsmittelgeschwindigkeit, die Hubhöhe, die Boden- tion ausgewählt werden, ohne Rücksicht darauf nehmen

ebenheit etc. zu müssen, ob sie vulkanisiert werden kann, um eine

Unterhalb der Platte 13 und davon durch eine Dich- Bindung zu den angrenzenden Schichten herzustellen, tungsmanschette 42 getrennt ist eine Zwischenplatte 43 Dies bedeutet, daß die Membran 14 größere Hubhöhen angeordnet, die ebenfalls aus einem starken bzw. festen, io als bisher möglich vorsehen kann und dadurch die Anleichten Material geformt ist Die Lagerplatte 13 für die Wendungsbereiche erweitert, bei denen das Luftlager 10 Ladung und die Zwischenplatte 43 werden durch eine verwendet werden kann.

Vielzahl von mit Gewinde versehenen Befestigungsmit- Das Material für jede Lage kann weiterhin unabhänteln 44 in abdichtendem Eingriff miteinander gehalten. gig gekauft werden, da die Lagen 50,52 und 54 getrennt Die Meiaüöffnungsplaiie 34 ist zwischen der Zwischen- is voneinander sind, was bedeutet, daß eine größere Anplatte 43 und der Lagerplatte eingespannt Die öff- zahl kommerzieller Quellen zur Verfügung stehen, die nungsplatte 34 kann leicht und schnell gegen eine Platte derartige Materialien liefern. Aus diesem Grund werden ausgetauscht werden, die eine unterschiedlich große die Käufer bzw. Benutzer weniger Ersatzteilprobleme Öffnung besitzt wenn dieses notwendig ist, z. B. wenn haben. Die Tatsache, daß die drei Lagen 50,52 und 54 ein abweichendes Strömungsmittel verwendet wird, 20 nicht vulkanisiert sind, bedeutet, daß die Membran 14 im oder wenn abweichende Ladungen getragen werden wesentlichen wirtschaftlicher in der Herstellung, in der sollen oder andere Trägerflächen 20 auftreten. Wie aus Lebensdauer und in der Reparatur ist, im Vergleich zu folgendem noch deutlicher wird, ist die Öffnungsplatte Luftlagern mit vulkanisierten Membranen.
39 ebenfalls schnell für eine Öffnungsplatte austausch- Die F i g. 1,2 und 3 illustrieren drei verschiedene bebar, die eine andere Größe oder unterschiedliche An- 25 vorzugte Mittel zur Befestigung der inneren, mittleren zahl von Öffnungen besitzt oder die ein Ventil besitzt, und äußeren Lage, 50,52 und 54 am Strömungsmittelladas sich bei einem anderen Druck öffnet ger 10. In F i g. 1 sind die innere, mittlere und äußere

Mit der unteren Fläche der Zwischenplatte 43 ist ein Lage 50,52 und 54 mittels der Schrauben-Mutter-An-Abstandsplattenpaar 45 und 46 verbunden. Die Ab- Ordnung 60 zusammengeklammert, die durch die radiaj standsplatten 45 und 46 sind beides kreisförmige Ringe 30 inneren und radial äußeren Umfangsteile der kreisför- und sind konzentrisch zueinander befestigt Die Ab- migen Lagenbestandteile verlaufen. Ein äußerer Haltestandsringe 45 und 46 sind aus einem geeigneten festen rungsring 62 wird am unteren Teil der äußeren Lage 52 und leichtgewichtigen Material hergestellt und sind mit mittels einer aus Schraube und Mutter bestehenden Ander Zwischenplatte 43 verbunden. Ordnung 60 am äußeren Abstandsring 46 befestigt In

Das zylindrische Volumen, welches durch das Innere 35 einer ähnlichen Art und Weise wird ein ringförmiger des Abstandsringes 45 begrenzt wird, bildet die Sntla- Halterungsring 64 zur Klammerungsbefestigung der stungsventilkammer 37 und steht in Verbindung mit der Lagen 50,52 und 54 um ihre inneren Kanten herum am Innenbohrung 22 über den Kanal 36 in der Lagerplatte inneren Abstandsring 45 vorgesehen. Da die Halte-13 und der Zwischenplatte 43. Das Volumen zwischen rungsringe 62 und 64 durch einfache, mit Gewinde verdem Äußeren des Abstandsringes 45 und dem Inneren 40 sehene Befestigungsmittel befestigt sind, können sie des Abstandsringes 46 bildet der Ringraum 32. Der leicht entfernt werden, um jeglichen Bestandteil der durch die Zwischenplatte 43 und die Lagerplatte 13 ver- Membran 14 zu entfernen bzw. zu ersetzen oder zu laufende Kanal 30 verbindet den Ringraum 32 mit der reparieren. Die kreisförmigen Ringe 62 und 64 können Innenbohrung 22. Wie weiter unten noch ausführlicher ebenfalls als Polster verwendet werden, um das Ströbeschrieben wird, ist die Membran 14 entfernbar mit 45 mungsmittellager 10 (und die darauf liegende Ladung) den untersten Flächen der Abstandsringe 45 und 46 ver- zu tragen, wenn kein unter Druck stehendes Strömungsbunden, mittel vorhanden ist

Die Membran 14 ist im Aufbau ein dreischichtiger Die Membran 14 ist am Teil 12, welches die Ladung Verbund. Ein elastisches, strömungsmittelundurchdring- aufnimmt, entlang der radial innen liegenden und radial bares, flexibles Material bildet dabei eine innere Lage 50 außen liegenden Umfange der Membran befestigt
50, die sieh uöier dem Druck des in den Ringraum 32 F i g. 2 zeigt eine andere Befestigung für die Memgelangten Strömungsmittels dehnt Eine mittlere Lage bran 14 gegenüber F i g. 1, wobei das Luftlager im nicht-52 umfaßt ein flexibles, dimensionsstabiles Gewebe, das aufgepumpten Zustand gezeigt ist Bei der in F i g. 2 die Expansion der inneren Lage 50 begrenzt, wenn sie gezeigten Ausführungsform werden die innere und aufgepumpt wird. Eine äußere Lage 54 ist aus einem 55 mittlere Lage 50,52 sicher durch einen äußeren Druckflexiblen elastischen Material hergestellt, welches ge- ring 70 an ihrem Platz gehalten, der die äußeren Kanten genüber Abnutzung widerstandsfähig und dehnbar ist der inneren und mittleren Lage 50,52 zusammendrückt Die äußere Lage schützt die mittlere und innere Lage und innerhalb einer kreisförmigen Nut 72 hält die im 52, 50 gegenüber Abrieb und Abnutzung, die bei Ver- äußeren Abstandsring 73 ausgebildet ist Die inneren wendung des Lagers 10 auftreten. Im allgemeinen müs- w Kanten der inneren und mittleren Lage 50 und 52 sind sen die innere und mittlere Lage lediglich in größeren durch eine Ringplatte 74 zusammengeklammert die Intervallen ersetzt werden, im Vergleich zum Ersatzin- Bolzen 76 anstelle der aus Schrauben und Mutter bestetervall für die äußere Lage 54. henden Anordnung 60 in F i g. 1 verwenden kann. Die

Die mittlere Lage 52 kann ebenfalls verändert wer- äußere Lage 54 wird durch eine ringförmige Klammer¹ den, um eine abweichende Hubhöhe für das Lager 10 zu 65 platte 78 gegen den Ring 70 geklemmt, während die schaffen. Aufgrunddessen kann ein Käufer ein Lager mit Innenkanten durch einen Anschlagsring 80 befestigt einer für seinen Anwendungsbereich angemessenen werden, der dem Anschlagsring 64 der F i g. 1 entHubhöhe kaufen und, wenn er einige verschiedene Hub- spricht Mit dieser Anordnung ist es nicht notwendig, die

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innere und mittlere Lage 50,52 zu stören, um die äußere liegen. Die Endteile 104 sind miteinander verbunden,

Lage 54 zu ersetzen, wenn sie durch Abrieb im Ge- ebenso wie die Endteile 106 miteinander verbunden

brauch verschlissen ist sind.

Die in F i g. 3 gezeigte Befestigung verwendet einen Das Ergebnis ist die mittlere Lage 52', die aus zwei

Abstandsring 82 mit einer Vielzahl an Schlitzen 84, die 5 Schichten UO und 112 zusammengesetzt ist, die einen

darin ausgebildet sind. Ein metallischer Drahtring 86 ist festen Außendurchmesser besitzen. Der Innendurch-

in jedem Schlitz 84 eingesetzt, wobei jeweils eine der messer kann sich jedoch verändern, da die Bänder 102

inneren, mittleren oder äußeren Lage 50,52,54 derart sich überlappen, jedoch nicht miteinander verbunden

darübergehängt sind, so daß jede eng angeschmiegt in- sind. Ein Halterungsring 114 wird dazu verwendet, den

nerhalb des jeweiligen Schlitzes 84 angeordnet ist Eine 10 Innendurchmesser der mittleren Lage und so seine Geo-

Ringklammer 88 wird dann fest um den Außenumfang metrie in einer Weise zu steuern, wie sie noch weiter

der Platte 82 gezogen, um die Lagen 50,52,54 und die unten aufgezeigt wird.

Drahtringe 86 innerhalb der Schlitze 84 zusammenzu- Wenn die mittlere Lage 52' in einem der in den F i g. 1 drücken, um die miteinander in Eingriff stehenden Teile bis 3 gezeigten Strömungsmittellagern verwendet wird, zu verschließen. Die radialen Innenkanten der Lagen 50, 15 wird die mittlere Lage 52' um ihren Außenumfang her-52 und 54 werden dann durch eine mit Gewinde verse- um in der Weise befestigt, wie es in den F i g. i, 2 oder 3 hene Flanschmutter 90 befestigt, die die Innenkanten aufgezeigt und in Verbindung damit beschrieben worder Membran am inneren Abstandsring befestigt und den ist Der Innenumfang der mittleren Lage 52' wird ebenfalls die Öffnungsplatte 39 an ihrer Stelle hält jedoch nicht am inneren Abstandsring 35 befestigt

Wie aus den Fig.2 und 3 ersichtlich, die das Strö- 20 Stattdessen wird der Halterungsring 114 zwischen der

mungsmittellager 10 in einem nicht aufgeblasenen Zu- oberen und unteren Schicht 110 und 112 der mittleren

stand zeigen, liegt die Membran 14 flach auf, wenn sie Lage 52'angeordnet

nicht vollständig aufgeblasen ist Die mittlere Lege 52 Der Ring 114 begrenzt das Bewegungsausmaß der

wird zwischen den nachgiebigen inneren und äußeren mittleren Lage 52'. Wenn der Innenring 114 im Durch-

Lagen 50, 54 eingeklemmt bzw. gebündelt Die Mem- 25 messer genau so gering ist wie die Bänder 102 es ermög-

bran 14 ist mit dem Lager 10 durch radiale Abstandshal- liehen, wird die mittlere Lage 52' ein fast ebene ringför-

terringe 62 und 64 (F i g. 1) verbunden und als Ergebnis mige Scheibe sein, sogar wenn sie zwischen zwei ande-

dessen ist die aufgeblasene Membran nicht dafür anfäl- ren Lagen auf einem Strömungsmittellager und unter

lig, Bodenunebenheiten zu roden oder auf dem Boden Druck installiert ist Dadurch, daß man jedoch große

20 liegende Gegenstände aufzunehmen, da sie eine star- 30 und noch größere Innenringe, z. B. die in den F i g. 7 und

ke Befestigung besitzt und eine glatte Biegungsuäche 8 gezeigten Innenringe 116 und 118 verwendet, biegt

dem Boden gegenüberstellt sich die mittlere Lage unter Druck mit dem größeren

Um die Dimensionsstabilität der mittleren Lage 52 Ring 118 und ergibt eine starker gebogene bzw. gewölbaufrechtzuerhalten, ist es wünschenswert, die Membran te Membran mit einem höheren bzw. größeren Profil, derart auszubilden, daß sie eine radiale Symmetrie be- 35 Da die mittlere Lage 52' das Dehnungsausmaß der innesitzt Obwohl ein einstückiges Gewebe mit einem ObIi- ren Lage 50 steuert, ist die Auswahl eines Ringes 114, chen rechteckigen Muster an gewebten Fasern als mitt- 116 und 118 des gewünschten Durchmessers wirksam, lere Lage 52 verwendet werden kann, wird ein solches um die Hubhöhe des Luftlagers 10 zu steuern. Ein Benicht bevorzugt, da unter Druck ein derartiges Gewebe nutzer kann nun die benötigte oder für seinen Zweck sich in verschiedenen Richtungen unterschiedlich dehnt 40 am besten geeignete Hubhöhe auswählen und die Hub-Dementsprechend wird als bevorzugte Ausführungs- höhe verändern, indem er lediglich den angemessenen form die in der F i g. 4 gezeigte Ausführungsform einer Durchmesser für den Haltering auswählt Darüberhin-Lage 52 verwendet Die Lage 52 wird durch eine Viel- aus wird eine bessere Leistung dadurch erzielt daß der zahl übereinanderliegender radial angeordneter Gewe- Ring 114,116 oder 118 frei schwimmt bzw. schwebt um behänder 100 gebildet Diese Anordnung liefert die ge- 45 eine einheitliche Radialspannung innerhalb der Bänder wünschte Radialsymmetrie, so daß sich die Membran 14 102 aufzubauen, die die mittlere Lage 52' bilden,
gleichmäßig in alle Richtungen streckt bzw. dehnt Als Die Erfindung stellt ebenfalls sicher, daß während der Alternative kann eine Vielzahl gewebter Stoffpaneele normalen allmählichen Anfangsphase die Membran 14 mit Trapezform zusammengelegt werden, um die radia- aufgepumpt wird, bevor der zentrale Luftkissenraum 16 le Verzerrung zu reduzieren. 50 unter Druck gestellt wird, der dadurch erzeugt wird, und

Die F i g. 6 bis 8 zeigen eine zweite bevorzugte Aus- während des Betriebes der Druck innerhalb der Mem-

führungsform der mittleren Lage 52'. Bei der mittleren bran etwas oberhalb des Drucks in dem Luftkissenraum

Lage 52' steuert die Auswahl der Größe eines Metall- aufrechterhalten wird Diese Merkmale vermeiden die

halterungsringes 114 (F ig. 6) die Geometrie der mittle- Probleme, die mit den bekannten Vorrichtungen ver-

ren Lage, und so die Hubhöhe des Strömungsmittella- 55 bunden sind, so z. B. Nichtaufpumpen aufgrund unzurei-

gers. Die mittlere Lage 52' ist deshalb zusammen mit chender, geeigneter Orientierung und Schlagbewegun-

einer Vielzahl von Halterungsringen 114, 116 und 118 gen. Da die Membran parallel zum Luftkissenraum ist,

verschiedenen Durchmessers eine Alternative für ein kann ein breiter Bereich an Betriebsbedingungen durch

Strömungsmittellager, bei dem die Hubhöhe durch den ein einziges Lager abgedeckt werden.

Ersatz der gesamten Membran gesteuert wird. Die mitt- 60 Beim Betrieb sind die Lagen 50 und 54 anfänglich

lere Lage 52' ist aus einer Anordung radial angeordne- flach, wie es in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist, und die auf

ter Bänder 102 eines dimensionsstabilen Gewebes, z. B. dem Teil 13 ruhende Last wird durch Landungskissen,

Nylon, zusammengesetzt Jedes Band 102 ist in der Half- z. B. die Ringe 62 und 64 oder durch andere Landungs-

te gefaltet und derart angeordnet, daß seine Seitenkan- kissenaufbauten außerhalb des Lagers (nicht gezeigt)

ten die Kanten der angrenzenden Bänder überlappen, 65 getragen.

wobei die Bänder 102 derart gefaltet sind, daß die End- Um das Lager zu aktivieren, wird der Schlauch 26 mit

teile 104 und 106 der Bänder 102 an ihrem radialen einer Quelle von Druckströmungsmittel, z. B. Luft, ver-

Außenumf angsteil der mittleren Lage 52" übereinander- bunden, die durch die Bohrung 22 und die Auslaßkanäle

30 und 36 eintritt. Während der normalen Anfangsphase wird der Luftdruck im Schlauch 26 allmählich gesteigert und die Luft tritt in den Ringraum 32 über die Öffnung in der Platte 34 ein, die die Geschwindigkeit der Luftströmung in den Ringraum begrenzt. Der Druck im Inneren der Lagen 50, 52, 54 nimmt zu, jedoch mit einer begrenzten Geschwindigkeit, die durch den Drosseleffekt der öffnung in der Platte 34 bestimmt wird, so daß die Membranen sich in einer ordentlichen Art und Weise ausdehnen und allmählich die Fläche des Bodens 20 erreichen.

Gleichzeitig füllt Luft die Ventilkammer 37 und öffnet das Ventil 40, wenn der Druck in der Kammer 37 entsprechend über Atmosphärendruck liegt. Wie schon oben erläutert, können die Lagen 50,52 und 54 vollstendig aufgepumpt werden und gegenüber dem Boden 20 abdichten, wenn sich das Ventil 40 öffnet, oder die Lagen können nur teilweise aufgepumpt bzw. aufgeblasen werden, in Abhängigkeit vom Aufbau und den Eigenschaften der Anfangsphase. Nachdem das Ventil 40 einmal offen ist, strömt Luft durch die öffnungen 38 in den Luftkissenraum 16 und die Luft tritt aus dem Luftkissenraum 16 aus, jedoch begrenzt der Drosseleffekt der öffnungen 38 und des Ventils die Luftströmung derart, daß der Druck in der Bohrung 22 aufrechterhalten wird, während die Lagen 50,52 und 54 aufgepumpt bzw. unter Druck gesetzt werden.

Die äußere Lage 54 erreicht sehr bald die Oberfläche des Bodens 20, falls es sie nicht schon getan hat und bildet eine Luftdichtung, wobei sich der Druck innerhalb des Luftkissenraums 16 anfängt aufzubauen. Der Druck innerhalb des Luftkissenraums 16 reicht schnell dazu aus, das die Last aufnehmende Teil 13 mit der darauf ruhenden Ladung anzuheben, jedoch expandieren sich zur gleichen die Lagen 50, 52 und 54 weiter, wodurch die Dichtung um den Luftkissenraum herum aufrechterhalten wird. Während dieses Intervalles hebt das Lager die Last an, wobei aus dem Luftkissenraum nur wenig Luft entweicht.

Allmählich werden die Lagen 50, 52, 54 soweit gedehnt, wie es die dimensionsstabile mittlere Lage 52 gestattet, wobei eine weitere Anhebung des die Last tragenden Teils 13 durch eine Luftspalte hervorgerufen wird, die sich zwischen der unteren Kante, die durch die äußere Lage 54 gebildet wird und der Bodenoberfläche 22 gebildet wird. An diesem Punkt tritt keine weitere Nettoluftströmung in dem Ringraum 32 auf und ebenfalls wird das Luftvolumen in dem Luftkissenraum 16 nicht weiter nettomäßig vergrößert

Die zwischen dem Boden und der unteren Kante der aufgeblasenen Membran 14 austretende Luft bildet einen dünnen Luftfilm, auf dem das Lager »fließt bzw. schwebt«, im Grunde genommen reibungsfrei, wenn die Bodenoberfläche eben ist und die untere Lippe der Membran glatt und riffelfrei ist Rauhe Oberflächen können auch noch einen kontinuierlichen Luftfilm ausbilden, wenn der Luftstrom groß genug ist, jedoch ist der maximale Luftstrom durch die Öffnungen 38 und das Ventil 40 begrenzt ebensowie durch die Kapazität der Druckluftquelle.

Während des Betriebes des Lagers 10 im stabilen Zu-. stand ist der Druck in dem Luftkissenraum nur etwas geringer als der Druck innerhalb des Ringraumes 32. Die Membran 14 neigt deshalb wenig dazu, sich in Richtung zum Luftkissenraum 16 zu biegen und bildet eine im wesentlichen gerade konische Fläche vom Ring 45 bis nach draußen zum Dichtungsbereich. Der Druck in dem Ringraum 32 ist jedoch viel größer als der Atmosphärendruck, so daß die Membran 14 eine scharf abgebogene Fläche zwischen dem Ring 46 und dem Dichtungsbereich des Lagers bildet, wie in F i g. 1 angedeutet ist. Da die Druckdifferenz über den Innenteil der Membran 14 so gering ist, wird keine Gewebeverstärkung in diesem Teil der Membran benötigt, was erklärt, warum ein Mittelmembranaufbau, wie er in den F i g. 6, 7 und 8 gezeigt wird, verwendet werden kann.

Wenn die Luftzufuhr zum Schlauch 26 (F i g. 1) abgeschaltet wird, entweicht die Luft aus dem Luftkissenraum 16 hauptsächlich entlang der Lippe der Membran 14. Die Last und das die Last aufnehmende Teil 13 sinkt dementsprechend so schnell wie die Luft aus dem Ringraum 32 über die öffnungen in der Platte 34 und das Ventil 40 entweicht, bis die Landungskissen die Last tragen. Die Lagen ziehen sich weiter zusammen, bis die dehnbaren Lagen 50 und 54 flach sind, wobei die Lage 52 zwischen ihnen zusammenschließt. Die äußere Last 54 wird an geeigneten Punkten entfernt vom Dichtungsbereich punktiert, damit zwischen den Lagen 50 und 54 eingeschlossene Luft entweichen kann. Wenn die Luftzufuhr zum Schlauch durch Belüftung zur Atmosphäre unterbrochen würde, würde sich das Ventil 40 schließen und das Lager 12 sich senken, wenn dieLuft durch die öffnung in der Platte 34 entweicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Tragen und Transportieren schwerer Lasten mit einer Stützplatte und einer Luftkisseneinrichtung, die eine ringförmige, flexible, aufblähbare und dimensionsstabile Membran umfaßt, die aus mindestens zwei Lagen besteht, wobei eine Luftzufuhr in den durch die Membran gebildeten Ringraum und in den Luftkissenraum erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) an der Stützplatte (43) entlang eines Innen- und eines Außendurchmessers (bei 45 und 46) dicht befestigt ist und daß die Lagen unabhängig voneinander sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Lagen vorgesehen sind, von denen die innere (50) luftundurchlässig, die mittlere (52) zur Begrenzung der Ausdehnungsfähigkeit dimensionsstabil und die äußere (54) verschleißfest ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung an dem Innendurchmesser durch eine Ringplatte (74) und einen Anschlagring (80) sowie ein zugehöriges Befestigungsmittel gebildet ist, wobei die äußere Lage (54) zwischen dem Anschlagring und der Ringplatte und die innere Lage bzw. die inneren Lagen zwischen der Ringplatte und einem Abstandsring eingespannt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Ring (Anschlagring 80 und Ringplatte 74) ein Befestigungsmittel (76) vorgesehen ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung an dem Außendurchmesser durch einen Druckring (70) gebildet ist der die innere Lage bzw. die inneren Lagen in einer kreisförmigen Nut (72) in einem Abstandsring (73) hält,

und daß ein Anschlagring (78) die äußere Lage und den Druckring hält, wobei eine Schraubverbindung zwischen dem Anschlagring (78) und dem Abstandsring (73) vorgesehen ist, die die Lagen Und den Druckring einspannt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung an dem Außendurchmesser durch der Anzahl der Lagen entsprechende Schlitze (84) und diesen zugeordneten Drahtringen (86) gebildet ist, durch die die entsprechende Lage gehalten ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Lage (52) durch eine Vielzahl radial angeordneter, übereinanderliegender Gewebebänder (100) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebebänder (100) trapezförmig sind.