DE102009040376B4 - Hatch cover for closing a hatch - Google Patents
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Abstract
Lukendeckel zum Abschließen einer Luke (2), der über mindestens ein Gelenk schwenkbar am Bootskörper (1) befestigt ist, mit Federmitteln (9–11) zur Gewichtsentlastung beim Öffnen und Schließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel (9–11) zur Gewichtsentlastung mindestens zwei Federn (9; 10; 11) mit unterschiedlichen Federkenngrößen aufweisen.Hatch cover for closing a hatch (2) which is pivotally mounted on at least one hinge on the hull (1), with spring means (9-11) for weight relief during opening and closing, characterized in that the spring means (9-11) for weight relief have at least two springs (9; 10; 11) with different spring characteristics.
Description
Die Erfindung betrifft einen Lukendeckel zum Abschließen einer Luke, insbesondere einer Luke eines Unterseeboots mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a hatch for completing a hatch, in particular a hatch of a submarine with the features specified in the preamble of
Ein Lukendeckel der vorgenannten Art dient typischerweise zum Verschließen einer Luke in einem Schiffsdeck, aber auch in anderen Bereichen wie Aufbauten und dergleichen. Während bei Überwasserschiffen der Lukendeckel in der Regel zum dichten Verschließen des Schiffskörpers vorgesehen ist, erfüllt dieser beim Unterseeboot darüber hinaus weitere Funktionen. Beim U-Boot sind die Luken neben den Torpedorohren die einzigen Öffnungen im Boot, durch die sowohl Personen als auch Material in das Boot verbracht bzw. aus dem Boot herausgebracht werden können. Insbesondere die Luke im Turm des Unterseeboots wird meist nach jedem Auftauchen geöffnet sowie vor dem Abtauchen wieder dicht verschlossen. Die Luke bildet darüber hinaus häufig auch einen Notausstieg für den Unterwasserausstieg eines havarierten Bootes. Sie muss also zum einen zuverlässig druckdicht verschließbar sein, zum anderen jedoch sowohl über als auch unter Wasser möglichst einfach und kraftarm zu öffnen sein.A hatch cover of the aforementioned type is typically used to close a hatch in a ship's deck, but also in other areas such as structures and the like. While the hatch cover is usually provided for over-sealing the hull in Überwasserschiffe, this fulfills the submarine in addition to other functions. In the submarine, the hatches next to the torpedo tubes are the only openings in the boat through which both persons and material can be brought into and out of the boat. In particular, the hatch in the tower of the submarine is usually opened after each emergence and sealed again before diving. In addition, the hatch often forms an emergency exit for the underwater exit of a damaged boat. On the one hand, therefore, it must be reliably pressure-tight, but on the other hand, it must be able to be opened both above and under water as simply as possible and with little force.
Bei Lukendeckeln für Luken von Unterseebooten zählt es daher schon zum Stand der Technik, deckelseitig ein Federpaket vorzusehen, welches die Gewichtskraft beim Öffnen und Schließen des Lukendeckels zumindest teilweise kompensiert. Ein solcher Lukendeckel ist beispielsweise in
Ein Nachteil der bekannten Systeme ist jedoch, dass nicht nur der aus Stahl bestehende und dem maximalen Tauchdruck standhaltende Lukendeckel sehr schwer ist, sondern auch durch das Federpaket, welches eine Gewichtsentlastung bewirkt, dann, wenn das Boot eine gewisse Schräglage hat, das Öffnen des Deckels aufgrund des hohen Gewichts zusätzlich erschwert ist.A disadvantage of the known systems, however, is that not only the existing steel and the maximum diving pressure-resistant hatch cover is very heavy, but also by the spring assembly, which causes a weight relief, then, when the boat has a certain inclination, the opening of the lid is made even more difficult due to the high weight.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Lukendeckel so auszubilden, dass er schnell, einfach und zuverlässig ohne großen Kraftaufwand geöffnet und verschlossen werden kann, auch, wenn das Boot eine gewisse Schräglage hat.Against this background, the invention has the object, a generic hatch cover in such a way that it can be opened quickly and easily and reliably without much effort and closed, even if the boat has a certain inclination.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by the features specified in
Der erfindungsgemäße Lukendeckel zum Abschließen einer Luke, insbesondere einer Luke eines Unterseeboots, ist über mindestens ein Gelenk schwenkbar am Bootskörper befestigt. Es sind Federmittel zur Gewichtsentlastung beim Öffnen und Schließen vorgesehen, die mindestens zwei Federn mit unterschiedlichen Federkenngrößen aufweisen und die derart dimensioniert und verschaltet sind, dass eine Gewichtsentlastung des Deckels unter Berücksichtigung seiner Schwenkstellung erfolgt.The hatch according to the invention for closing a hatch, in particular a hatch of a submarine, is pivotally attached to the hull via at least one hinge. There are provided spring means for weight relief during opening and closing, which have at least two springs with different spring characteristics and which are dimensioned and interconnected so that a weight relief of the lid takes into account its pivotal position.
Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung ist zunächst einmal das Öffnen und Schließen des Lukendeckels in bestimmungsgemäßer Position des Boots zu erleichtern, nämlich dadurch, dass durch Dimensionierung der Federn eine über den gesamten Öffnungsweg bzw. Schließweg möglichst gleichmäßige Gewichtsentlastung des Lukendeckels erfolgt. Da in Schließstellung, also wenn der Lukendeckel die Luke Überdeckt und im Wesentlichen horizontal angeordnet ist, beim Anheben die größte Gewichtskraft zu überwinden ist, sind die Federn so ausgelegt, dass sie in dieser Stellung die maximale Kraft aufbringen, wobei dann mit zunehmender Schwenkstellung entsprechend der sich verringernden Kraft zum Öffnen bzw. Schließen auch die Federkraft entsprechend verringert wird. Dies kann in geeigneter Weise durch Aufbau eines entsprechenden Federpaketes aus Federn unterschiedlicher Federkenngrößen erzeugt werden. Wie man solche Federpakete aufbaut, zählt zum Stand der Technik. Zwar bleibt die Gewichtskraft des Deckels während des gesamten Öffnungsvorgangs konstant, doch ändert sich die Gewichtsverteilung je nach Stellung. Bei horizontaler Schwenkstellung ist nahezu die volle Gewichtskraft zum Öffnen zu überwinden, wohingegen bei einer Schwenkstellung um 90° die gesamte Gewichtskraft durch das Schwenklager aufgenommen wird und daher dann keine weitere Federkraft erwünscht ist, da diese sonst zusätzlich von der Bedienperson überwunden werden müsste.The basic idea of the solution according to the invention is first of all to facilitate the opening and closing of the hatch cover in the intended position of the boat, namely the fact that by dimensioning the springs over the entire opening path or closing as uniform as possible weight relief of the hatch cover. Since in the closed position, so when the hatch cover the hatch and is arranged substantially horizontally, when lifting the greatest weight to overcome, the springs are designed so that they apply the maximum force in this position, then with increasing pivot position corresponding to the decreasing force to open or close and the spring force is reduced accordingly. This can be generated in a suitable manner by building a corresponding spring assembly of springs of different spring characteristics. How to build such spring packages is one of the state of the art. Although the weight of the lid remains constant during the entire opening process, the weight distribution changes depending on the position. In the case of a horizontal pivoting position, almost the full weight force for opening is to be overcome, whereas in a pivoting position of 90 ° the entire weight force is absorbed by the pivot bearing and therefore no further spring force is desired, since otherwise this would have to be overcome by the operator.
Grundsätzlich ist gemäß der Erfindung vorgesehen, den Lukendeckel selbst möglichst leicht zu gestalten, um die Gewichtskräfte zu reduzieren. Dies kann vorteilhaft dadurch erfolgen, dass der Lukendeckel statt beispielsweise wie bekannt aus Stahl, aus Titan oder einer Titanlegierung hergestellt wird. Hierdurch wird auch das Gewicht der Federmittel zur Gewichtsentlastung verringert, da nur noch geringere Gewichtskräfte zu kompensieren sind.Basically, it is provided according to the invention to make the hatch itself as light as possible in order to reduce the weight forces. This can advantageously take place in that the hatch cover instead of, for example, as known, made of steel, titanium or a titanium alloy. As a result, the weight of the spring means for weight reduction is reduced, since only lower weight forces are to be compensated.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Federmittel zur Gewichtsentlastung zwischen Gelenk und Bootskörper angeordnet und über einen Kurbeltrieb mit einer Welle wirkverbunden, die Teil des Gelenks bildet, drehbar am Bootskörper gelagert und drehfest mit dem Lukendeckel verbunden ist. Mit dieser Anordnung wird erreicht, dass die Federmittel bootsseitig angeordnet sind und somit den Deckel gewichtsmäßig nicht zusätzlich belasten. Weiterhin ermöglicht diese Anordnung eine wesentlich einfachere und zugleich wirksamere Anordnung der Federmittel, da nicht nur der sonst zur Verfügung stehende möglichst flache Bauraum über dem Deckel genutzt werden kann, sondern weitgehende Gestaltungsfreiheit besteht. Ein solcher Kurbeltrieb, der auf eine Welle wirkt, kann Platz sparend neben der Luke außen am Bootskörper oder innerhalb der Außenhaut bzw. einer Verkleidung vorgesehen sein und hält den Deckel selbst weitgehend frei von mechanischen Bauteilen. Dabei bildet die Welle gleichzeitig Achse des Schwenkgelenkes und Getriebeteil zum Öffnen und Schließen des Deckels.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the spring means for weight relief between the joint and hull are arranged and operatively connected via a crank mechanism with a shaft forming part of the joint, rotatably mounted on the hull and rotatably connected to the hatch cover. With this arrangement it is achieved that the spring means arranged on the boat side are and therefore do not burden the lid in weight addition. Furthermore, this arrangement allows a much simpler and at the same time more effective arrangement of the spring means, since not only the otherwise available as flat space above the lid can be used, but extensive freedom of design exists. Such a crank mechanism, which acts on a shaft, can be provided to save space next to the hatch outside the hull or within the outer skin or a panel and keeps the lid itself largely free of mechanical components. In this case, the shaft simultaneously forms the axis of the pivot joint and gear part for opening and closing the lid.
Vorteilhaft sind dabei nicht nur Federmittel zur Gewichtsentlastung beim Öffnen und Schließen des Lukendeckels vorgesehen, sondern darüber hinaus auch Federmittel zur Dämpfung, die den Deckel beim Erreichen einer Endschwenkstellung abfedern, vorzugsweise in der geöffneten Endstellung, um ein Rückschlagen zu vermeiden.Advantageously, not only spring means for weight relief during opening and closing of the hatch cover are provided, but also spring means for damping, which cushion the lid when reaching a final pivot position, preferably in the open end position to avoid kickback.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind sowohl die Federmittel zur Gewichtsentlastung als auch die Federmittel zur Dämpfung in einem gemeinsamen, vorzugsweise zylindrischen Gehäuse angeordnet, das am Bootskörper festgelegt ist. Auf diese Weise können sämtliche Federmittel in einem Gehäuse angeordnet sein, was von Vorteil ist. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Federmittel in gesonderten Gehäusen anzuordnen oder nur die einen oder die anderen Federmittel mittels eines Gehäuses zu kapseln. Insbesondere bei den Federmitteln zur Gewichtsentlastung ist eine solche Gehäusekapselung von Vorteil, da eine Verschmutzung durch Seewasser und davon mitgeführte Verunreinigungen des Federpaketes zuverlässig verhindert werden kann. Hierdurch kann trotz rauer Umgebungsbedingungen ein langzeitzuverlässiger und hinsichtlich der Kraftentfaltung gleich bleibender Betrieb gewährleistet werden.According to an advantageous embodiment of the invention, both the spring means for weight relief and the spring means for damping in a common, preferably cylindrical housing are arranged, which is fixed to the hull. In this way, all the spring means can be arranged in a housing, which is advantageous. Alternatively, it is possible to arrange the spring means in separate housings or to encapsulate only one or the other spring means by means of a housing. In particular, in the spring means for weight relief, such a housing encapsulation is advantageous, since pollution by seawater and entrained impurities of the spring assembly can be reliably prevented. In this way, despite harsh environmental conditions a long-term reliable and consistent in terms of power development operation can be guaranteed.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Federmittel zur Gewichtsentlastung oder die Federmittel zur Dämpfung, bevorzugt jedoch beide, auf eine im Gehäuse längsbeweglich geführte Stange wirken, welche an ihrem gelenkseitigen Ende mit dem Kurbeltrieb verbunden ist. Dies ist technisch grundsätzlich gut realisierbar, da die Federmittel zur Kompensation des Deckelgewichts im Wesentlichen am Anfang des Öffnens und die Federmittel zur Dämpfung im Wesentlichen am Ende des Öffnens wirksam sein müssen und insoweit über ein und dasselbe mechanische Bauteil, nämlich beispielsweise die vorerwähnte Stange Kraft übertragen werden kann.It when the spring means for weight relief or the spring means for damping, but preferably both act on a longitudinally movably guided in the housing rod, which is connected at its joint-side end with the crank mechanism is particularly advantageous. This is technically basically well feasible, since the spring means for compensating the lid weight substantially at the beginning of opening and the spring means for damping substantially at the end of opening must be effective and insofar transmitted over one and the same mechanical component, namely, for example, the aforementioned rod force can be.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse als Zylindergehäuse ausgebildet und weist einen darin verfahrbar angeordneten Kolben auf, dessen Kolbenstange das Gehäuse vorzugsweise an beiden Stirnseiten durchsetzt. Dabei sind die Federmittel zweckmäßigerweise so angeordnet, dass sie auf den Kolben wirken, wobei die Federmittel zur Dämpfung vorteilhaft zu einer Seite des Kolbens und die Federmittel zur Gewichtsentlastung zur anderen Seite des Kolbens wirken. Dadurch, dass die Kolbenstange zu beiden Stirnseiten des Gehäuses herausgeführt ist, ergibt sich eine gute Führung und ein konstruktiv einfacher Aufbau.According to an advantageous embodiment of the invention, the housing is designed as a cylinder housing and has a piston arranged therein movable, the piston rod preferably passes through the housing at both ends. The spring means are expediently arranged so that they act on the piston, wherein the spring means for damping advantageous to one side of the piston and the spring means for weight relief to the other side of the piston act. The fact that the piston rod is led out to both end sides of the housing, there is a good leadership and a structurally simple structure.
Vorteilhaft ist dabei das Gehäuse druckdicht abgeschlossen und weist zwei Leitungsanschlüsse zum Druckbeaufschlagen des Kolbens von der einen und von der anderen Seite auf. Auf diese Weise bildet die Kolben-Zylinder-Anordnung einen doppelt wirkenden Hubzylinder, was den Vorteil hat, dass unabhängig von der manuellen Betätigbarkeit des Lukendeckeis zum Öffnen und Schließen zusätzlich auch eine hydraulische oder pneumatische Betätigung sowohl zum Öffnen als auch zum Schließen des Lukendeckels möglich ist. Das Gehäuse bildet somit einerseits einen doppelt wirkenden Hubzylinder in Verbindung mit dem Kolben und andererseits ein Gehäuse für die Federmittel. Das Gehäuse hat somit eine doppelte Funktion, nämlich zum einen, Teil des Hubzylinders zu bilden, zum anderen, die Federmittel sicher aufzunehmen. Es ergibt sich somit eine einfache, aber zugleich auch sehr kompakte Bauform.The housing is advantageously pressure-sealed and has two line connections for pressurizing the piston from one side and from the other side. In this way, the piston-cylinder assembly forms a double-acting lifting cylinder, which has the advantage that regardless of the manual operability of the hatch for opening and closing in addition, a hydraulic or pneumatic actuation both for opening and closing the hatch cover is possible , The housing thus forms on the one hand a double-acting lifting cylinder in connection with the piston and on the other hand, a housing for the spring means. The housing thus has a dual function, namely, on the one hand, to form part of the lifting cylinder, on the other hand, to receive the spring means safely. This results in a simple, but also very compact design.
Die Federmittel zur Gewichtsentlastung sind vorteilhaft durch zwei oder mehr koaxial ineinander angeordnete und parallel geschaltete Schraubenfedern gebildet. Dabei weisen die Schraubenfedern vorteilhaft unterschiedliche Längen auf, so dass beispielsweise beim Öffnen zunächst zwei oder mehr vorgespannte Federn kraftwirksam sind. Wenn dann beim weiteren Öffnen des Deckels aufgrund des geringer werdenden Anteils der Gewichtskraft geringere Federkräfte zur Entlastung erforderlich sind, ist eine der Federn nach Erreichen ihres maximalen Hubwegs nicht mehr kraftwirksam und nur noch die weitere Feder. Derartige Federpakete können aus zwei, drei oder mehr Federn unterschiedlicher Kenngrößen aufgebaut und in geeigneter Weise in Reihe und/oder parallel geschaltet werden. Dabei sind vorteilhaft die Federn als koaxial ineinander angeordnete Schraubenfedern ausgebildet und parallel geschaltet, da dies eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht.The spring means for weight relief are advantageously formed by two or more coaxially arranged one inside the other and in parallel coil springs. In this case, the coil springs advantageously have different lengths, so that, for example, when opening initially two or more prestressed springs are effective force. If then on further opening the lid due to the decreasing proportion of the weight lower spring forces are required for relief, one of the springs after reaching their maximum stroke is no longer effective and only the other spring. Such spring assemblies can be constructed from two, three or more springs of different characteristics and connected in a suitable manner in series and / or in parallel. In this case, the springs are advantageously designed as coaxial with one another arranged in helical springs and connected in parallel, as this allows a particularly compact design.
Eine wesentliche Kraftentlastung beim Öffnen und Schließen des Lukendeckels, insbesondere bei Schräglage des Bootes im Havariefall kann weiter dadurch erzielt werden, dass der Lukendeckel nicht aus Stahl, sondern aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Titan oder einer Titanlegierung besteht.A substantial release of force during opening and closing of the hatch cover, especially in inclined position of the boat in case of accident can be further achieved in that the hatch cover is not made of steel, but of light metal, preferably titanium or a titanium alloy.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:
Das in den Figuren nicht im Einzelnen dargestellte Unterseeboot weist in an sich bekannter Weise einen Turm
Zum Öffnen des Lukendeckels
Zur Kompensation dieser auf die Bedienperson wirkenden, sich je nach Schwenkstellung ändernden Gewichtskraft des Lukendeckels
Die Kolbenstange
Wie anhand der
Bei geschlossenem Deckel (
Während die im oberen Teil des Feder- und Zylindergehäuses
Die Kolbenstange
An dem Zylindergehäuse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Turmtower
- 22
- Turmluk, LukeTurmluk, Luke
- 33
- Lukendeckelhatch cover
- 44
- Handrad (innen)Handwheel (inside)
- 55
- Handrad (außen)Handwheel (outside)
- 66
- Schwenkachseswivel axis
- 77
- Federpaketspring assembly
- 88th
- Federgehäuse, ZylindergehäuseSpring housing, cylinder housing
- 99
- Schraubenfeder (außen)Coil spring (outside)
- 1010
- Schraubenfeder (Mitte)Coil spring (center)
- 1111
- Schraubenfeder (innen)Coil spring (inside)
- 1212
- Kolbenpiston
- 1313
- Kolbenstangepiston rod
- 1414
- Gelenk zwischen Kolbenstange und HebelJoint between piston rod and lever
- 1515
- Hebellever
- 1616
- Gelenk zwischen Hebel und KurbelJoint between lever and crank
- 1717
- Kurbelcrank
- 1818
- Wellewave
- 1919
-
Anlenkgestänge des Lukendeckels
3 Linkage of thehatch cover 3 - 2020
-
Richtung in
4 Direction in4 - 21, 22 und 2321, 22 and 23
- Kegelfedernconical springs
- 2424
- Dichtungpoetry
- 2525
- Federhalterpenholder
- 2626
- Federhalterpenholder
- 2727
- Federhalterpenholder
- 2828
- Federhalterpenholder
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