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Die
Erfindung betrifft ein Ausfahrgerät, insbesondere für
ein Unterseeboot, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen.
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In
Unterseebooten ist eine Vielzahl dieser Ausfahrgeräte üblicherweise
im Turmbereich angeordnet. Sie dienen in der Regel dazu, Ausrüstungsteile
wie z. B. Sehrohre, Antennen, Radareinrichtungen, Waffen und dergleichen,
im getauchten Zustand des Unterseeboots in eine Überwasserposition
zu verbringen. Bekannt sind Ausfahrgeräte, bei denen ein Schacht
mit einem darin teleskopierbar angeordneten Ausfahrteil auf einem
Lagergestell an der Außenseite des Druckkörpers
oder die Druckkörperwandung durchdringend angeordnet ist.
Auf dem Ausfahrteil können die aus dem Unterseeboot auszufahrenden
Ausrüstungsteile gelagert sein oder es kann sich bei dem
Ausfahrteil selbst um das auszufahrende Ausrüstungsteil
wie z. B. einen Schnorchel oder ein Sehrohr handeln.
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Ein
solches Ausfahrgerät ist beispielsweise in
DE 195 35 873 A1 beschrieben.
Dieses Ausfahrgerät weist einen kreisrunden, zylinderförmigen Schacht
auf, in dem ein kolbenförmiges Führungsteil des
Ausfahrteils geführt ist. Dieses Führungsteil
bildet mit der inneren Mantelfläche des Schachts über den
gesamten Innenumfang des Schachts ein Gleitlager, das eine sichere
und präzise Lagerung und Führung des Ausfahrteils
in dem Schacht sicherstellt. Allerdings verlangt diese Ausgestaltung
eine hohe Maßgenauigkeit von Schacht und Führungsteil,
was mit erheblichem herstellungstechnischem Aufwand verbunden ist.
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Aus
EP 0 711 702 B1 ist
ein Ausfahrgerät mit einem prismatischen Schacht mit einem
rechteckigen Innenquerschnitt bekannt. Die Führung des
Ausfahrteils dieses Ausfahrgerätes in dem Schacht erfolgt
in den vier Ecken des Innenquerschnitts dieses Schachts jeweils über
zwei Lager. Nachteilig an dieser Führung des Ausfahrteils
ist es, dass das Ausfahrteil beim Ein- oder Ausfahren im Schacht
verkanten kann und auf diese Weise nicht einwandfrei aus dem Schacht
herausgefahren werden kann.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Ausfahrgerät zu schaffen, das einerseits fertigungstechnisch
möglichst einfach hergestellt werden kann und das andererseits
eine möglichst hohe Funktionssicherheit aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Ausfahrgerät mit den im Anspruch
1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
dieses Ausfahrgeräts sind in den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Ausfahrgerät ist insbesondere
für den Einsatz in einem Unterseeboot vorgesehen. Es weist
einen Schacht und ein in dem Schacht axial verfahrbares Ausfahrteil
auf. Unter dem Ausfahrteil ist der verfahrbare Teil des Ausfahrgeräts
zu verstehen, auf dem bzw. in dem aus dem Unterseeboot auszubringende
Gegenstände gelagert sind.
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Gemäß der
Erfindung sind zwischen dem Schacht und dem Ausfahrteil drei Linearführungen zur
Bildung einer Dreipunktführung des Ausfahrteils in dem
Schacht vorgesehen. Das heißt, das Ausfahrteil ist in dem
Schacht in einer Ebene quer zu seiner Ausfahrrichtung statisch bestimmt
geführt und so einerseits gegen jede Bewegung quer zur
Ausfahrrich tung gesichert. Andererseits ist durch den Einsatz von
nur drei Linearführungen ein Verklemmen des Ausfahrteils
in dem Schacht quasi ausgeschlossen, wenn die schachtseitigen und
ausfahrteilseitigen Führungsflächen der Linearführung
eine erforderliche Planparallelität und einen entsprechenden
Abstand voneinander aufweisen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Ausfahrgeräts besteht darin, dass die Beschaffenheit der
Innenwandung des Schachts im Hinblick auf die Verfahrbarkeit des
Ausfahrteils allenfalls in den Bereichen von Bedeutung ist, in denen
die drei Linearführungen zwischen dem Schacht und dem Ausfahrteil
angeordnet sind, sodass ggf. lediglich in diesen Bereichen engere
Tolleranzen hinsichtlich der Planparallelität und des Abstandes
der Führungsflächen zueinander einzuhalten sind,
was gegenüber dem Stand der Technik eine erhebliche fertigungstechnische
Vereinfachung darstellt.
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Die
Innenquerschnittskontur des Schachts ist grundsätzlich
beliebig, solange sie eine Dreipunktführung des Ausfahrteils
in dem Schacht ermöglicht. Bevorzugt werden allerdings
Schächte mit einem runden und vorzugsweise kreisrunden
Innenquerschnitt. So kann der Schacht beispielsweise aus einem kostengünstigen
rohrförmigen Halbzeug hergestellt sein, wobei der runde
Querschnitt dem Schacht eine besonders hohe Biegesteifigkeit quer
zu seiner Längsausdehnung verleiht. Die drei Linearführungen zur
Führung des Ausfahrteils in dem Schacht können grundsätzlich
sowohl als Linearwälzführungen als auch als Lineargleitführungen
ausgebildet sein, wobei Lineargleitführungen wegen ihres
vergleichsweise einfachen und robusten Aufbaus bevorzugt sind.
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Zur
Bildung einer solchen Lineargleitführung zwischen dem Schacht
und dem Ausfahrteil kann eine Gleitfläche direkt an dem
Ausfahrteil ausgebildet sein, die beim Verfahren des Ausfahrteils
an einer schachtseitigen Gleitbahn entlang gleitet. Bevorzugt ist
allerdings vorgesehen, dass an dem Ausfahrteil Gleitschuhe angeordnet
sind, die jeweils den einen Teil jeder Linearführung bilden.
Bei den Gleitschuhen handelt es sich um Austauschteile, die ggf.,
z. B. bei einem Verschleiß der an den Gleitschuhen ausgebildeten
Gleitflächen, in einfacher Weise abmontiert und durch neue
Gleitschuhe ersetzt werden können.
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Die
Gleitschuhe sind an dem Ausfahrgerät vorzugsweise im Bereich
dessen ausfahrbaren Teils angeordnet, also an dem Bereich, auf dem
bzw. an dem aus dem Unterseeboot auszubringende Gegenstände
gelagert sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um das freie
Ende einer an dem Kolben einer Kolben-Zylinderanordnung angebrachten
Kolbenstange handeln. Dies ist insofern vorteilhaft, als das Ausfahrteil
bei dieser Ausgestaltung in jeder Ausfahrposition im Wesentlichen über
seine gesamte Länge an dem Schacht abgestützt
ist, was die Anordnung des Ausfahrteils besonders biegesteif macht
und dazu führt, dass etwaige auftretende Momente direkt in
die Außenstruktur eingeleitet werden. Bei einer momentenfreien
Anbindung des Hydraulikzylinders oder einer Spindel werden diese
nicht mit zusätzlichen Biegemomenten beaufschlagt.
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Insbesondere
für den Fall, dass das Ausfahrteil bedeutend geringere
Querschnittsmaße als der Innenquerschnitt des Schachts
aufweist, und von der Innenwandung des Schachts beabstandet angeordnet
ist, ist eine zweckmäßige Ausgestaltung des Ausfahrgerätes
vorgesehen, bei der an dem Ausfahrteil normal zur Ausfahrrichtung,
vorzugsweise sternförmig ausgerichtete Arme ausgebildet
sind, an deren freien Enden die Gleitschuhe angeordnet sind. Die Arme
dienen also dazu, den Abstand von dem Ausfahrteil zu der Innenwandung
des Schachts zu überbrücken und das Ausfahrteil
an dem Schacht abzustützen. Sie sind derart dimensioniert,
dass die an den freien Enden der Arme angeordneten Gleitschuhe in
gleitenden Kontakt mit den schachtseitigen Gleitbahnen kommen. Zur
Bildung einer Dreipunktführung des Ausfahrteils können
insbesondere bei einem Schacht mit einem runden Innenquerschnitt jeweils
zwei benachbarte Arme einen Winkel von im Wesentlichen 120° einschließen.
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Vorteilhaft
können die Gleitschuhe normal zur Ausfahrrichtung federnd
an den freien Enden der Arme gelagert sein. Das heiß, es
ist eine elastische Lagerung der Gleitschuhe vorgesehen, die quer
zur Ausfahrrichtung des Ausfahrteils Kräfte aufnehmen kann,
ohne das diese Querkräfte wegen der Dämpfungseigenschaften
der verwendeten Federung einen nennenswerten Einfluss auf die Linearführung ausüben,
was insbesondere bei einer Schockbeanspruchung des Ausfahrgerätes
von Vorteil ist. Besonders vorteilhaft erlaubt es die gefederte
Lagerung der Gleitschuhe, dass die Gleitschuhe die korrespondierenden
schachtseitigen Gleitbahnen unter Vorspannung kontaktieren. Auf
diese Weise wird immer die sichere Anlage der Gleitschuhe an den
schachtseitigen Gleitbahnen gewährleistet.
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Zur
gefederten Lagerung des Gleitschuhs an dem Arm ist bevorzugt zwischen
dem freien Ende des Arms und dem Gleitschuh zumindest ein elastisches
Element angeordnet, bei dem es sich z. B. um ein Elastomerelement
und/oder um ein Federelement handeln kann. Hierbei erweisen sich
besonders die guten Dämpfungseigenschaften gummiartiger Elastomerelemente
im Fall einer Schockbeanspruchung des Ausfahrgerätes und
die Fähigkeit dieser Elemente zum Ausgleich von Fertigungs-
und Montagetoleranzen als vorteilhaft.
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Um
die Gleitschuhe relativ zu der Lage der schachtseitig ausgebildeten
Führungsbahnen justieren zu können, sind die Gleitschuhe
zweckmäßigerweise quer zur Ausfahrrichtung verstellbar
angeordnet. Der Abstand der Gleitschuhe von dem Ausfahrteil kann
also in gewissem Maße verändert werden.
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Grundsätzlich
ist es denkbar, dass die Innenwandung des Schachts die Gleitbahnen
für die Gleitschuhe bildet. Allerdings ist es dann erforderlich, dass
die Beschaffenheit dieser Innenwandung den geforderten Toleranzen
hinsichtlich Planparallelität und Abstand der Führungsflächen
erfüllt. Bevorzugt ist daher vorgesehen, schachtseitig
Gleitschienen anzuordnen, die gegenüber den Gleitschuhen
jeweils den anderen Teil der Linearführungen bilden. Die Gleitschienen
können beispielsweise von Vierkantflachleisten gebildet
werden, die an der Innenwandung des Schachts in Ausfahrrichtung
des Ausfahrteils ausgerichtet angeordnet sind.
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Zur
Begrenzung des Ausfahrwegs des Ausfahrteils aus dem Schacht sind
vorteilhafterweise schachtseitig zumindest ein sich in Ausfahrrichtung keilförmig
verjüngender Anschlag und an dem Ausfahrteil ein korrespondierend
ausgebildeter Anschlag vorgesehen. Hierbei kann es sich sowohl schachtseitig
als auch ausfahrteilseitig um einen ringförmigen Anschlag
handeln, der sich um den gesamten Innenumfang des Schachts bzw.
um den gesamten Außenumfang des Ausfahrteils erstreckt.
Daneben können auch über den Innenumfang des Schachts
und korrespondierend hierzu über den Außenumfang
des Ausfahrteils vorzugsweise gleichmäßig verteilt
jeweils drei Anschläge vorgesehen sein. In Folge der keilförmigen
Ausgestaltung der Anschläge kann sich das Ausfahrteil in
seiner ausgefahrenen Endlage bezüglich seiner Lage quer
zur Ausfahrrichtung selbst zentrieren und sich in der oberen Endlage
in einer definierten Ebene einstellen.
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Auch
zur Begrenzung des Einfahrwegs des Ausfahrteils in den Schacht und
dessen Selbstzentrierung sowie zu dessen definierter Selbsteinstellung in
der unteren Endlage kann in dem Schacht vorteilhaft zumindest ein
sich in Einfahrrichtung keilförmig verjüngender
Anschlag und an dem Ausfahrteil ein korrespondierender zweiter Anschlag
vorgesehen sein. Hierbei kann es sich sowohl um einen schachtseitigen
und einen ausfahrteilseitigen ringförmigen Anschlag als
auch um jeweils drei gleichmäßig von einander
beabstandete Anschläge an dem Schacht und dem Ausfahrteil
handeln. Sowohl die Anschläge zur Begrenzung des Ausfahrwegs
als auch die Anschläge zur Begrenzung des Einfahrwegs können ggf.
hinsichtlich ihrer vertikalen Lage wie auch hinsichtlich ihres Winkels
zur Horizontalebene verstellbar ausgebildet sein.
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Nachfolgend
ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in
vereinfachter schematischer Darstellung ein Ausfahrgerät
in einem Längsschnitt und
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2 das
Ausfahrgerät gemäß 1 in
einer Querschnittsdarstellung.
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Das
in den Figuren dargestellte Ausfahrgerät ist an der Außenseite
eines Druckkörpers 2 eines Unterseeboots angeordnet.
Es weist einen hohlzylindrischen Schacht 4 auf, in dem
ein Teleskopzylinder 6 konzentrisch zu einer Mittelachse
A des Schachts 4 angeordnet ist. Typischerweise kann der
Teleskopzylinder 6 in dem Schacht 4 ggf. auch
exzentrisch angeordnet sein. Die ausfahrbare Kolbenstange des Teleskopzylinders 6 bildet
ein Ausfahrteil 8 des Ausfahrgeräts.
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Im
Bereich des freien Endes des Ausfahrteils 8 ist ein Absatz 10 ausgebildet,
an dem sich ein ringförmiger Kragen 12 abstützt.
Dieser Kragen 12 erstreckt sich über die Außenseite
des Ausfahrteils 8 nach außen und dient zur Befestigung
von drei sternförmig radial nach außen gerichteten
Armen 14. Die Mittelachsen B jeweils zweier benachbarter
Arme 14 schließen einen Winkel von 120° ein.
An dem äußeren Ende jedes Arms 14 erstreckt
sich ein Bauteil 16 in Richtung zum Druckkörper 2 zurückspringend,
wobei eine der Innenwandung des Schachts 4 zugewandte Seite 18 des
Bauteils 16 im Wesentlichen planparallel zu dieser Innenwandung
angeordnet ist.
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An
den Seiten 18 der Bauteile 16 der Arme 14 ist
jeweils ein Gleitschuh 20 angeordnet. Die Gleitschuhe 20 sind
in gleitendem Kontakt mit Gleitschienen 22, die korrespondierend
zur Lage der Gleitschuhe 20 an der Innenwandung des Schachts 4 angeordnet
sind, parallel zur Mittelachse A des Schachts 4 ausgerichtet
sind und sich etwa über die gesamte Länge des
Schachts 4 erstrecken. Die Gleitschienen 22 werden
von Vierkantflachleisten gebildet. Zusammen bilden die drei Gleitschuhe 20 und
die drei Gleitschienen 22 Linearführungen in Form
einer statisch bestimmten Dreipunktführung.
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Die
Befestigung der Gleitschuhe 20 an den Bauteilen 16 der
Arme 14 erfolgt über Gleitschuhaufnahmen 24,
die jeweils an dem Bauteil 16 zwischen dessen Seite 18 und
der Innenwandung des Schachts 4 angeordnet sind, wobei
ein Abstand der Gleitschuhaufnahmen 24 mittels Verstellmitteln 26, bei
denen es sich z. B. um Verstellschrauben handeln kann, einstellbar
ist.
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Die
Gleitschuhe 20 sind nicht direkt an den Gleitschuhaufnahmen 24 befestigt.
Stattdessen ist zwischen den Gleitschuhen 20 und den Gleitschuhaufnahmen 24 jeweils
ein Elastomerelement in Form einer Gummiauflage 28 angeordnet.
Diese Gummiauflagen 28 verleihen den Linearführungen
eine definierte Elastizität quer zur Ausfahrrichtung des
Ausfahrteils 8. Darüber hinaus können
die Gummiauflagen 28 bei einer gewissen Vorspannung die
sichere Anlage der Gleitschuhe 20 an den Gleitschienen 22 gewährleisten.
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An
dem oberen Ende des Schachts 4 sind korrespondierend zur
radialen Ausrichtung der Arme 14 drei Anschläge 30 angeordnet.
Diese Anschläge 30 weisen eine Keilform auf, wobei
die den Armen 14 zuge wandte Seite der Anschläge 30 abgeschrägt
zur Mittelachse A des Schachts 4 ausgebildet ist, derart, dass
sich die Anschläge in Richtung des Druckkörpers 2 quer
zur Mittelachse A verjüngen. Korrespondierend zu den Anschlägen 30 ist
an den Armen 14 jeweils ein Anschlag 32 angeordnet.
Auch die Anschläge 32, die an der Seite 18 der
Bauteile 16 angeordnet sind, sind keilförmig ausgebildet.
Die der Innenwandung des Schachts 4 direkt zugewandte Seite
der Anschläge 32 ist abgeschrägt, derart,
dass sich die Anschläge 32 in Ausfahrrichtung
des Ausfahrteils 8 quer zur Mittelachse A verjüngen.
Die Keilform der Anschläge 30 und 32 ermöglicht
eine Selbstzentrierung des Ausfahrteils 8 in seiner Endlage
der Ausfahrbewegung. Des Weiteren können aufgrund der Keilform
der Anschläge 30 und 32 große Kräfte
von dem Ausfahrteil 8 in den Schacht 4 eingeleitet
werden, was die Schocksicherheit und Steifigkeit des Ausfahrteils 8 in
der Endlage erhöht.
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Neben
dem Anschlag 32 ist an der Seite 18 jedes Bauteils 16 ein
Anschlag 34 angeordnet. Auch eine Seite der Anschläge 34 ist
abgeschrägt zur Mittelachse A des Schachts 4 ausgebildet.
Die Abschrägung erfolgt in Richtung des Druckkörpers 2 in
Richtung der Mittelachse A. Auf dem Druckkörper 2 sind drei
weitere Anschläge 36 angeordnet, deren Lage mit
der Lage der Anschläge 34 korrespondiert. Auch die
Anschläge 36 weisen eine Abschrägung
auf, die so ausgebildet ist, dass die Anschläge 36 im
Zusammenwirken mit den Anschlägen 34 in der eingefahrenen
Endlage des Ausfahrteils 8 dessen Selbstzentrierung in
eine definierte Endlage in dem Schacht 4 bewirken.
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- 2
- Druckkörper
- 4
- Schacht
- 6
- Teleskopzylinder
- 8
- Ausfahrteil
- 10
- Absatz
- 12
- Kragen
- 14
- Arm
- 16
- Bauteil
- 18
- Seite
- 20
- Gleitschuh
- 22
- Gleitschiene
- 24
- Gleitschuhaufnahme
- 26
- Verstellmittel
- 28
- Elastomerelement,
Gummiauflage
- 30
- Anschlag
- 32
- Anschlag
- 34
- Anschlag
- 36
- Anschlag
- A
- Mittelachse
- B
- Mittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19535873
A1 [0003]
- - EP 0711702 B1 [0004]