DE10027829C1 - Ausfahrbare Informationsvorrichtung für ein U-Boot - Google Patents

Abstract

Die Informationsvorrichtung weist eine Zwillings-Kolben-Zylinder-Einrichtung auf, die einen ersten, unten und oben offenen Zylinder mit einem Kolben, der oben vorzugsweise einen Antennenstab trägt, und einen zweiten Zylinder mit einem beidseitig beaufschlagbaren und den ersten Zylinder auf seiner Oberseite tragenden Kolben umfaßt. Ein längliches, biegsames Einziehglied ist mit seinem einen Ende an dem Kolben des ersten Zylinders und nach Umlenkung durch ein oberseitig an dem zweiten Kolben angeordnetes Umlenkteil mit seinem anderen Ende im oberen Endbereich des zweiten Zylinders befestigt. Für die Signalübertragung von und zu dem Antennenstab ist eine im oberen Endbereich des zweiten Zylinders endende elektrische, externe Signalleitung vorgesehen. Das Einziehglied ist zum Leiten elektrischer Signale ausgebildet und steht sowohl mit dem Antennenstab als auch mit der externen Signalleitung in fester elektrischer Verbindung, wobei der erste Zylinder aus einem formstabilen Kunststoffmaterial besteht.

Description

Die Erfindung geht aus von einer ausfahrbaren Informationsvorrichtung für ein U- Boot, die eine wenigstens als Zwillingseinrichtung ausgebildete Kolben-Zylinder- Einrichtung umfaßt, die einen ersten, unten und oben offenen Zylinder mit einem Kolben, der vorzugsweise als Informationseinheit einen Antennenstab trägt und einen zweiten Zylinder mit einem beidseitig beaufschlagbaren und den ersten Zylinder auf seiner Oberseite tragenden Kolben aufweist, wobei ein längliches, biegsames Einziehglied mit seinem einen Ende an dem Kolben des ersten Zylin­ ders und nach Umlenkung durch ein oberseitig an dem zweiten Kolben angeordne­ tes Umlenkteil mit seinem anderen Ende im oberen Endbereich des zweiten Zylinders befestigt ist und wobei für die Signalübertragung von und zu dem Antennenstab eine im oberen Bereich des zweiten Zylinders endende elektrische Signalleitung vorgesehen ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 0 372 265 B1 bekannt. Bei dieser Vor­ richtung ist eine Antennenvorrichtung vorgesehen, die in einem relativ niedrigen Turm bekannten Aufbaues angeordnet und in mehreren Stufen in der Höhe aus­ fahrbar ist, um den Antennenstab in Betriebsstellung zu bringen. Zu diesem Zweck umfaßt die Antennenvorrichtung als erste Ausfahrstufe einen hohlen Mast, der mittels eines in dem Turm vorgesehenen Antriebszylinders mit einer Kolbenstange ausfahrbar und einfahrbar betätigt wird. Des Weiteren ist in dem Mast eine telesko­ pisch ausgebildete Kolben-Zylinder-Einrichtung vorgesehen, die aus einem ersten und einem zweiten Zylinder besteht, wobei der zweite Zylinder an der Oberseite des Kolbens des ersten Zylinders befestigt ist. Der zweite Zylinder weist einen an seiner Oberseite den Antennenstab und an seiner Unterseite ein biegsames Einzieh­ glied tragenden Kolben auf, wobei das Einziehglied über ein frei drehbares Um­ lenkrad geführt ist, das oberseitig an dem Kolben des ersten Zylinders befestigt ist. Der zweite Zylinder weist elektrische Eigenschaften auf, die denen des Antennens­ tabes entsprechen, so dass sich mit diesem eine gesamte strahlende Antennenlänge ergibt, die sich aus der Länge des Antennenstabes und aus der Länge des ausgefah­ renen Abschnitts des zweiten Zylinders zusammensetzt. Letzterer ist elektrisch leitend und steht mit dem Antennenstab in elektrischem Kontakt. An der Austritts­ stelle des hohlen Mastes für den zweiten Zylinder ist ein diesen Zylinder außen umgebendes Isolierringteil ortsfest angeordnet, welches als weitere Signalüber­ tragungsstelle dient und an externe elektrische Signalleitungen angeschlossen ist, über welche Signale in das U-Boot und aus dem U-Boot geleitet werden.

Diese bekannte Antennenvorrichtung weist Nachteile auf, die die Zuverlässigkeit der Signalübertragung beeinträchtigen und den Einsatzbereich der Vorrichtung beschränken. So bewirkt die Übertragung des Signals über die erste Gleitverbin­ dung, nämlich derjenigen zwischen dem den Antennenstab tragenden Kolben und dem diesen führenden zweiten Zylinder, und der zweiten Gleitverbindungsstelle zweiter Zylinder/Isolierringteil, dass gute Empfangs- bzw. Sendebereitschaft nur bei vollständig ausgefahrener Teleskopantenne besteht, d. h. nur bei relativem Stillstand der die besagten Gleitverbindungen bildenden Elemente, weil diese Gleitverbindungen insbesondere dem Seewasser ausgesetzt sind, wodurch die Signalübertragung unsicher und gestört sein kann bis hin zur Unterbrechung des zu übertragenden Signals. Dieser Effekt wird noch dadurch begünstigt, dass die Gleitverbindungen den Biegebelastungen des ausgefahrenen Mastes ausgesetzt sind und dass an diesen Stellen Abbrand durch Funkenerosion auftreten kann, was die Signalleitfähigkeit der Gleitverbindungen weiter herabsetzt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer ausfahrbaren, ins­ besondere als Antenne dienenden Vorrichtung, deren Signalübertragungseigen­ schaften sowohl während ihres Einfahrens als auch während ihres Ausfahrens sowie in jeder beliebigen Ausfahrhöhe einschließlich deren Endpositionen dau­ erhaft erhalten bleibt.

Ausgehend von der Informationsvorrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Einziehglied zum Leiten elektrischer Signale ausgebildet ist und sowohl mit dem Antennenstab als auch mit der externen, in das Innere des U-Bootes führenden Signalleitung in fester elektri­ scher Verbindung steht und dass der erste Zylinder aus einem formstabilen Kunst­ stoffmaterial.

Durch diese Lösung ist eine einfach aufgebaute, ausfahrbare und bevorzugt als Antenne dienende Vorrichtung geschaffen, die sich neben ihrer Eignung für niedrige U-Boottürme dadurch auszeichnet, dass dank der Ausbildung des Einzieh­ gliedes auch als innere elektrische Signalleitung zwischen dem Antennenstab und der externen Signalleitung dauerhaft eine störungsfreie Signalübertragung erfolgt und dass dadurch, dass das Einziehglied auch selbst als Antenne wirkt und durch den ersten Zylinder aus Kunststoff nicht gestört wird, die hohe Antennenleistung der Antennenvorrichtung in ihrem ausgefahrenen Zustand im Vergleich zum Stand der Technik erhalten bleibt. Da auch kein Abbrand an den Gleitverbindungsstellen des Mastes durch Funkenerosion mehr auftreten kann, ist auch der Gleitverschleiß an den Gleitverbindungsstellen herabgesetzt und damit die Lebensdauer des Mastes erhöht.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung kann das Einziehglied selbst elektrisch leitend sein oder das Einziehglied einen gesonderten Signalleiter aufweisen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann das Einziehglied zwecks zentraler Ausrichtung in dem ersten Zylinder mit einer Vielzahl von Zentrierelementen versehen sein, wobei diese aus Kugeln oder Scheiben bestehen können, die an dem biegsamen Einziehglied vorgesehen sind Im Falle der Verwendung von Kugeln können diese aneinanderstoßend und im Falle der Verwendung von Scheiben können diese voneinander beabstandet angeordnet sein. Nach einer anderen vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann der zweite Zylinder ein inneres, feststehendes, von außen gespeistes und den Kolben dieses Zylinders auf seinem gesamten Hubweg gleitend und abgedichtet durchdringendes Zuführungsrohr für das diesen Kolben auf seiner Oberseite beaufschlagende Druckfluid aufweisen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen jeweils in schemati­ scher Darstellung:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel im Vertikalschnitt und in annähernd ein­ gefahrenem Zustand,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 in annähernd ausge­ fahrenem Zustand und

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel mit einem Zusatz-Hubantrieb.

Wie aus den Figuren hervorgeht, ist das U-Boot nur teilweise angedeutet dar­ gestellt und allgemein mit 1 bezeichnet. Es ist mit einem relativ niedrigen Turm 2 bekannten Aufbaus ausgestattet, in dem unter anderem eine allgemein mit 3 bezeichnete Antennenvorrichtung als Informationsvorrichtung angeordnet ist.

Die Antennenvorrichtung 3 weist, wie aus den Figuren zu ersehen ist, eine telesko­ pisch ausgebildete Kolben-Zylinder-Einrichtung 5 auf, die innerhalb des Turmes 2 an der Decke 4 desselben befestigt ist. Sie besteht aus einem ersten, inneren, oben und unten offenen Zylinder 6 und aus einem zweiten, äußeren Zylinder 7, wobei der erste Zylinder 6 an der Oberseite des Kolbens 8 des zweiten Zylinders 7 starr befestigt ist und aus einem formstabilen Kunststoffmaterial, bspw. einem Faserverbundmaterial, besteht. Der zweite Zylinder 7 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Höhe des Turmes 2. Die beiden Zylinder 6 und 7 sind über Druckfluidleitungen 9 und 10 mit einem schematisch angedeutet dargestellten, vorzugsweise als Hydraulik 11 ausgebildeten Antrieb verbunden, wobei die Druck­ fluidleitung 9 mit dem Rückraum des Zylinders 7 über ein inneres, feststehendes und den Kolben 8 dieses Zylinders auf seinem gesamten Hubweg gleitend und abgedichtet durchdringendes Zuführungsrohr 7a in Verbindung steht.

Der erste Zylinder 6 weist einen Kolben 12 auf, an dessen Oberseite ein Anten­ nenstab 13 und an dessen Unterseite ein biegsames Einziehglied 14, z. B. ein Seil oder eine Kette, befestigt ist, das aus einem elektrisch leitenden Material besteht und den Zylinder 7 axial durchläuft. Anderenends ist das Einziehglied 14 an der oberen Innenseite des Zylinders 7 befestigt und dort elektrisch isoliert aus dem Zylinder 7 herausgeführt, wo es in eine externe Signalleitung 17 übergeht, die das Einziehglied 14 mit einem in dem U-Boot oder im Ausfahrmast untergebrachten Antennenanpaßgerät 18 verbindet. Alternativ kann die Signalleitung 17 auch innerhalb des Zylinders 7 in einem Rohr (nicht gezeigt) geführt und durch den Zylinderboden herausgeführt sein, und zwar in sinngemäßer Anwendung wie beim Zuführungsrohr 7a, um dann mit dem Antennenanpassgerät 18 verbunden zu sein.

Das Einziehglied 14, das aus dem unten offenen Zylinder 6 austritt, läuft über ein frei drehbares Umlenkrad 15, das oberseitig an dem Kolben 8 des zweiten Zylin­ ders 7 befestigt ist. Dadurch wird der Antennenstab 13 eingezogen, wenn der Kolben 8 nach unten verfährt. Das Umlenkrad befindet sich des Weiteren in einer unteren Ausnehmung 16 des Zylinders 6; kann sich aber auch in einer Ausbuch­ tung des Kolbens 8 befinden, um den maximalen Hub für diesen Kolben und damit auch für den zweiten Zylinder 7 ausnutzen zu können.

Zwecks zentraler Ausrichtung des Einziehgliedes 14 in dem Zylinder 6 ist dieses mit einer Vielzahl von Zentrierelementen 19 versehen, die kugelförmig oder scheibenförmig ausgebildet sind, wobei bei scheibenförmiger Ausbildung eine gegenseitige Distanz zwischen den Scheiben belassen ist, während die Zentrier­ elemente 19 bei kugelförmiger Ausbildung vorteilhaft aneinanderstoßend an­ geordnet sind.

Aufgrund des signalleitenden Einziehgliedes ist der Antennenstab 13 in jeder Ausfahrhöhe der Antennenvorrichtung 3 signaltechnisch sicher mit dem Antennenanpassgerät 18 verbunden, wodurch es möglich ist, die Antennenvorrichtung in jeder Ausfahrhöhe zum Senden und Empfangen zu benutzen. Dabei ergibt sich eine strahlende Antennenlänge, die sich aus der Länge des Antennenstabes 13 und jeweils desjenigen Längenteils des elektrisch leitenden Einziehgliedes 14, der sich zwischen dem Kolben 12 des Zylinders 6 aus Kunststoff und dem jeweils aus dem Zylinder 7 ausgefahrenen Abschnitt des Zylinders 6 erstreckt, zusammensetzt.

Zur Aktivierung der Antennenvorrichtung 3 werden die Zylinder 6 und 7 aus der zentralen U-Boot-Hydraulik oder einer speziellen Hydraulik 11 mit Druckfluid beaufschlagt. Dies erfolgt über die Druckfluidleitungen 9 und 10, so dass beide Kolben 8 und 12 von unten mit Druckfluid beaufschlagt werden, und zwar der Kolben 12 deshalb, weil der Zylinder 6 unten offen ist und im dargestellten Fall über die Ausnehmung 16 mit der Oberseite des Kolbens 8 kommuniziert. Die Druckverhältnisse sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass eine Aufwärts­ bewegung der beiden Kolben 8 und 12 gewährleistet ist. Zum Einfahren der Antennenvorrichtung 3 wird die Druckfluidleitung 10 drucklos geschaltet, während die Druckfluidleitung 9 und damit der Raum oberhalb des Kolbens 8 mit einem Druck beaufschlagt bleibt, der eine Kraft erzeugt, die den Kolben 8 abwärts bewegt und den Kolben 12 mittels des Einziehgliedes 14 nach unten zieht. Im gezeigten Fall bewirkt die Bauweise der beschriebenen Antennenvorrichtung, dass der Antennenstab 13 aufgrund des Einziehgliedes 14 im wesentlichen den doppelten Hubweg ausführt als der Kolben 8 des Zylinders 7.

Im Sinne der Erzielung einer hohen Effizienz der Antennenvorrichtung 3 ist es wünschenswert, deren Antennenteil möglichst weit ausfahren zu können. Dies kann, wie in Fig. 3 gezeigt, mittels eines Antriebszylinders 20 erreicht werden, der in dem oder im Wesentlichen in dem Turm 2 vorgesehen ist und eine ausfahrbare und einfahrbare Kolbenstange 21 aufweist, die im Bereich des oberen Endes des Zylinders 7 angreift. Der Antriebszylinder 20 hat eine Gesamtlänge, die der des Zylinders 7 im wesentlichen entspricht und ist mit seinem unteren Ende am Fuß des Turmes 2 befestigt, wo sich auch die Zuleitungsanschlüsse 22 und 23 für die Betätigung und Versorgung des Antriebszylinders 20 befinden. Bei diesem Aufbau sind der Zylinder 7 und der Antriebszylinder 20, letzterer in eingefahrenem Zu­ stand, in einem oben geschlossenen hohlzylinderförmigen Mast 24 untergebracht. Dabei ragt der Zylinder 6 aus der Oberwand des Mastes 24 heraus, und der Mast selbst ist in dem Deckel 4 des Turmes 2 kolbenstangenartig geführt und gleitend abgedichtet. Mit dieser Ausführung ist es möglich, die Antennenvorrichtung 3 um die Hublänge des Antriebszylinders 20 weiter aus dem Turm 2 des U-Bootes 1 auszufahren.

Anstelle des Antennenstabes 13 können auch andere Informationsübermittler oder Funktionsgeräte verwendet werden. In diesem Falle ist der Antennenstab 13 ein länglicher, vorzugsweise starrer Träger, z. B. ein Rohrteil, an dessen oberen Ende eine Radareinrichtung oder eine andere Informationseinrichtungen montiert ist bzw. sind, die einzeln oder in Kombination miteinander vorhanden sein können. Die Versorgung dieser Einrichtungen mit elektrischer Energie erfolgt dann eben­ falls über das biegsame Einziehglied 14.

Claims (7)

1. Ausfahrbare Informationsvorrichtung (3) für ein U-Boot (1), die eine wenigstens als Zwillingseinrichtung ausgebildete Kolben-Zylinder-Einrichtung (5) umfasst, die einen ersten, unten und oben offenen Zylinder (6) mit einem Kolben (12), der vorzugsweise einen Antennenstab (13) als Informationseinheit trägt, und einen zweiten Zylinder (7) mit einem beidseitig beaufschlagbaren und den ersten Zylinder (6) auf seiner Oberseite tragenden Kolben (8) aufweist, wobei ein läng­ liches, biegsames Einziehglied (14) mit seinem einen Ende an dem Kolben (12) des ersten Zylinders (6) und nach Umlenkung durch ein oberseitig an dem zweiten Kolben (8) angeordnetes Umlenkteil (15) mit seinem anderen Ende im oberen Endbereich des zweiten Zylinders (7) befestigt ist und wobei für die Signalüber­ tragung von und zu dem Antennenstab (13) eine im oberen Endbereich des zweiten Zylinders (7) endende elektrische Signalleitung (17) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einziehglied (14) zum Leiten elektrischer Signale ausge­ bildet ist und sowohl mit dem Antennenstab (13) als auch mit der Signalleitung (17) in fester elektrischer Verbindung steht und dass der erste Zylinder (6) aus einem formstabilen Kunststoffmaterial besteht.

2. Informationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Einziehgliedes (14) selbst elektrisch leitend ist oder dass das Einziehglied einen gesonderten Signalleiter (17) aufweist.

3. Informationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einziehglied (14) mit einer Vielzahl von Zentrierelementen (19) zu seiner zentralen Ausrichtung in dem ersten Zylinder (6) versehen ist.

4. Informationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierelemente (19) aus Kugeln oder Scheiben bestehen.

5. Informationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierelemente (19) im Falle von Kugeln aneinanderstoßend und im Falle von Scheiben voneinander beabstandet an dem biegsamen Einziehglied (14) vorgesehen sind.

6. Informationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial des ersten Zylinders (6) mit Fa­ serverbundmaterial verstärkt ist.

7. Informationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zylinder (7) ein inneres, feststehendes, von außen gespeistes und den Kolben (8) dieses Zylinders auf seinem gesamten Hubweg gleitend und abgedichtet durchdringendes Zuführungsrohr (7a) für das diesen Kolben auf seiner Oberseite beaufschlagende Druckfluid aufweist.