Transporter in der Entwicklung

Arbeitsvorlage: Der Druckluft-Transporter DT ist ein Mehrzweck-Transportmittel, das mit dem Energieträger Luft und dem darin eingelagerten Druckpotential betrieben wird.

Die charakteristischsten Bauteile des Druckluft-Transporters sind:

1. Die 6 Laufkolben,
2. die 3 Gelengachsen
3. der Rahmen,
4. das Andocksystem, und,
5. die speziellen Transporter-Aufsätze.

Zu 1. Die 6 Laufkolben sind aus Hartgummi mit einem Leichtmetallkern versehen. Jeder Kolben misst eine Länge von 200 cm und hat einem ø von 50 cm, eine Fläche von 31.400 cm², davon ca. 11.000 cm² untere Auflagefläche. Die Fläche aller Kolben beträgt 188.400 cm², mit einer gesamten unteren Auflagefläche von 66.000 cm².

Zu 2. Die 3 Gelenkachsen verbinden die 6 Laufkolben mit dem Rahmen (siehe Abbildung Gelengachse).

Zu 3. Der Rahmen verbindet alle Bauteile, er ist das Chassis für den Transporter-Aufsatz; an ihm befinden sich die 3 Gelengachsen und das Andocksystem.

Zu 4. Das Andocksystem (…) verbindet (temporär) den Druckluft-Transporter mit dem entsprechenden Transporter-Aufsatz. Je nach Bedarf werden mit dem Andocksystem (…) auch die Druckluft-Transporter untereinander verbunden.

Zu 5. Der Transporter-Aufsatz kann über das Andocksystem (…) bequem und schnell auf den Transporter gesetzt bzw. wieder abgesetzt werden. Je nach Zweck und Art des Transports, steht ein eigens dafür konstruierter Transporter-Aufsatz zur Verfügung.

Funktionsbeschreibung: Entlang der Energie-Transportstrecke befinden sich zwei Druckluftzylinder – in Form zweier Führungsschienen. In den Führungsschienen befindet sich ein Druckluft-Düsensystem (…). In den Druckluftzylinder-Schienen bewegen sich die Laufkolben, sie laufen auf einem hauchdünnen Luftpolster horizontal durch die Energie-Transportstrecke zu ihren vorgegebenen Zielen. An den Positionen der Druckluftzylinder-Schiene, da wo sich gerade die Laufkolben befinden, werden über das Druckluftzylinderdüsensystem (…) Druckluftimpulse auf die Laufkolben freigegeben (siehe Diagramm Druckluftimpulse). Dem Gewicht des Transporters (mit Aufsatz und Ladung) und seiner Geschwindigkeit entsprechend, werden den Laufkolben, in entsprechender Länge und Stärke, Druckliftimpulse zugeführt, sodass die Kolben im Druckluftzylinder stets in der Balance schweben und nicht mit der Druckluftzylinderwand in Berührung kommen. Der Transporter schwebt zu jeder Zeit auf einem hauchdünnen Luftpolster – das dem Kolbenverlauf folgt (siehe Druckluft-Impuls- & Laufkolbendiagramm). In Bewegung gebracht, gehalten und abgebremst wird der Druckluft-Transporter DT mit stimmigen Druckluftimpulsen, entlang des Weges, auf die Laufkolben.

Entwicklungsphase 1.0 Druckluft-Transporter mit Kolbenlauf

Entwicklungsphase 1.1 eines Druckluft-Transporters DT mit Kolbenlauf und separaten Transporteraufsatz DTA

Funktionsbeschreibung: Bewegungsabfolge der Laufkolben innerhalb der Druckluftzylinder-Schiene.

Druckluft – Impuls- & Kolbenverlaufsdiagramm

Ein Gewicht von 1 kg/ pro cm² anzuheben und in der Schwebe zu halten, benötigt eine Kraft von 1 bar Luftdruck bzw. 9,8 Joule.

Wenn der Transporter eine Gesamtlänge von 10 m erhält und sich auf 6 gleichgroßen Laufkolben a 200 cm lang bewegt und der Laufkolben einen Durchmesser von 50 cm hat, dann ergibt das eine mittlere Auflagefläche (ca. 1/3 der Gesamtlaufkolbenfläche) von: 66.000 cm², auf der das gesamte Gewicht des Transporters lastet – plus dem Gewicht der Passagiere bzw. der Fracht- die dem Transporter zugeladen wird. Da der Transporter keinerlei Motoren oder Getriebe benötigt, alle Teile aus leichten aber hochwertigen Teilen gebaut werden, wird das Gewicht des Transporters, und der Aufsatz des Transporters, relativ wenig Eigengewicht haben (geschätzte Werte):

• Transporter und Aufsatz 10 m lang ca. 7.000 kg
• Zuladung …………………………………….. ca. 3.000 kg
• Gesamtgewicht ………………………………. 10.000 kg

10. 000 kg auf 66.000 cm² Laufkolbenfläche verteilt, ergibt ein Gewicht von: 0.151 kg pro cm²

Für 1 kg Gewicht pro cm² anzuheben und in der Schwebe zu halten, wird eine Kraft von 1 bar Luftdruck bzw. 9,8 Joule benötigt.

Für 0,151 kg/cm² = 0,151 bar Druckluft.

D. h. eine vollbeladenen Transporter mit einem Gesamtgewicht von 10.000 kg, im Ruhestand in der Schwebe zu halten, benötigt ein Luftdruckpotential von 0,151 bar auf die Laufkolben. Wenn sich der Transporter jedoch in Bewegung setzt, erhöht sich sein Gewicht quadratisch zur Geschwindigkeit. Dieser Effekt der Gewichtzunahme mit steigender Geschwindigkeit wird dadurch abgeschwächt, indem die restliche Luft in der Luftunterdruckröhre (der Energie-Transportstrecke) dafür genutzt wird, den Transporter bei hohen Geschwindigkeiten in der horizontalen und vertikalen Balance zu halten (sodass die Laufkolben nicht mit den Zylinderwänden in Berührung kommen) – dadurch kann der Effekt der Gewichtszunahme bei steigender Geschwindigkeit extrem reduziert werden. Damit die Laufkolben nicht die Zylinderwände berühren, werden mit zunehmender Geschwindigkeit die Druckluftimpulse, die die Laufkolben stets in der Schwebe halten, kontinuierlich verstärkt. Mit zunehmender Geschwindigkeit des Transporters müssen die zugeführten Druckluftimpulse immer stärker werden, jedoch gleichzeitig auch immer kürzer.

Begründung: Die Verweildauer der Kolben an einer Position in den Druckluftzylinder-Schienen nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit des Transporters ab, dadurch werden die zugeführten Druckluftimpulse immer kürzer – was eine hohe Energieeffizienz mit sich bringt: Je kürzer der Druckluftimpuls desto geringer der Energieaufwand.

Druckluft-Transporter 1.0 Achsgelenk