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Die Erfindung betrifft ein Kupplungsmittel zur lösbaren Verbindung von zwei Antennensektionen einer Schlauchantenne der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie eine akustische Unterwasserantenne gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15.
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Schlauchantennen, insbesondere Schleppantennen oder Vertikalantennen, werden als Unterwasserantenne zum Senden oder Empfangen von im Wasser sich ausbreitenden Schallwellen verwendet.
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Eine aus
DE 198 25 887 A1 bekannte Unterwasser-Schleppantenne weist dazu einen Akustikteil auf, welcher in bekannter Weise aus einer Vielzahl von beabstandeten Hydrophonen besteht, die in einem elastischen Schlauch angeordnet sind. Dieser Schlauch ist üblicherweise mit einem Auftriebsmittel, z. B. Öl oder Gel, gefüllt und wird über ein Zugseil von einem Wasserfahrzeug gezogen. Dabei kann eine derartige Schleppantenne eine beträchtliche Länge haben.
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Typischerweise treten in der Umgebung der Schlauchantennen Strömungsgeräusche mit Schwingungen auf, die durch den Zugvorgang der Unterwasserantenne oder durch Wasserbewegungen hervorgerufen werden. Diese Geräusche stören die zur Peilung genutzten Empfangssignale der Schlauchantenne. Zur mechanischen und akustischen Optimierung der Schlauchantenne ist die Kenntnis dieser Strömungsgeräusche von großer Bedeutung.
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In
DE 36 43 736 A1 ist dazu eine stationäre Messeinrichtung zum Messen von Strömungsgeräuschen gezeigt, bei der eine landgestützte Schleppvorrichtung zum Ziehen einer Schleppantenne durch eine Wasserstrecke mit einem Federantrieb ausgerüstet ist. Der Federantrieb ist dabei zwischen zwei durch die Wasserstrecke getrennten Fixorte spannbar. Aus technischen Gründen können mit einer derartigen stationären Messeinrichtung jedoch keine Original-Schleppantennen mit ihren großen Antennenlängen vermessen werden. Stattdessen muss auf extra angefertigte Versuchsmuster mit kurzen Antennenlängen zurückgegriffen werden.
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Der Erfindung liegt nach alledem das Problem zugrunde, die Länge und Ausführung einer Schlauchantenne flexibel je nach Anforderung bzw. Einsatzbereich auf einfache Weise anzupassen.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch die Merkmale eines Kupplungsmittels gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Unterwasserantenne gemäß Anspruch 15.
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Eine akustische Schlauchantenne, insbesondere eine Schleppantenne oder eine Stationärantenne, weist einen langgestreckten schlauchförmigen Akustikteil auf, der mit elektroakustischen und/oder optoakustischen Wandlern zur Schallaufnahme bzw. Schallabgabe bestückt ist. Um eine einfache Segmentierung der Schlauchantenne vornehmen zu können, ist der Akustikteil vorteilhafterweise aus mehreren Akustiksektionen zusammengesetzt, die mittels des erfindungsgemäßen Kupplungsmittels lösbar miteinander verbunden sind. Ferner lassen sich weitere nicht-akustische Sektionen der Schlauchantenne, wie bspw. Dämpfungsglieder oder Sektionen mit nicht-akustischen Sensoren, mittels des erfindungsgemäßen Kupplungsmittels lösbar miteinander verbinden.
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Dazu weist das Kupplungsmittel ein bevorzugt zylinderförmiges Kupplungsgehäuse auf, welches über wenigstens zwei lösbar miteinander verbindbare Gehäuseteile verfügt. Ferner weist das Kupplungsmittel ein oder zwei Anschlussstücke auf, welche derart ausgestaltet sind, um eine schlauchförmige Außenhaut der Schlauchantenne druckwasserdicht mit dem Gehäuseteil zu verbinden.
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Um zudem eine elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Antennensektionen, insbesondere Akustiksektionen und/oder nicht-akustische Sektionen, herzustellen, weist das Kupplungsmittel ein Kontaktmittel auf, welches zwischen den Gehäuseteilen anordbar ist.
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Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Kupplungsmittel um ein druckfestes, zugkraftübertragendes Kupplungsmittel handelt, ist vorteilhaft eine Zerlegung der Schlauchantenne in einzelne Antennensektionen, wie bspw. die Zerlegung des Akustikteils der Schlauchantenne in mehrere Akustiksektionen, möglich. Dadurch entstehen die Vorteile der Möglichkeit eines einfachen Austausches defekter Sektionen sowie der Möglichkeit eines einfachen Anpassens der Antennenlänge an verschiedene Anforderungen bzw. Einsatzbereiche.
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Ferner lässt sich die Antennenausführung leicht an bestimmte Anforderungen anpassen, indem Akustiksektionen mit verschiedenen Wandlerbelegungen individuell schnell und einfach zusammengestellt werden können. Somit lässt sich bspw. der Frequenzbereich, in dem die Schlauchantenne arbeitet, auf einfache Weise ändern.
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Auch lässt sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kupplungsmittel eine in einer stationären oder auf einem Wasserfahrzeug angebrachten Messeinrichtung zu vermessende Schleppantenne vorteilhafterweise ohne großen Aufwand auf die gewünschte Länge kürzen, so dass kein extra Versuchsmuster für die Messung angefertigt werden muss.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kupplungsmittel gekennzeichnet durch einen symmetrischen Aufbau des Kupplungsgehäuses. Es handelt sich hier bei einer zweidimensionalen Betrachtungsweise um eine Punktsymmetrie und bei einer dreidimensionalen Betrachtungsweise um eine achsensymmetrische Anordnung mit einer Drehsymmetrie von 180°. Ein derartiger symmetrischer Aufbau, vorzugsweise aus zwei gleichartigen Gehäuseteilen, stellt den Vorteil einer einfachen, kostengünstigen Herstellung bereit. Ferner braucht bei einem symmetrischen Aufbau des Kupplungsmittels die Orientierung beim Verbinden der Akustiksektionen vorteilhaft nicht berücksichtigt zu werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Kupplungsmittel einen Außendurchmesser des Anschlussstückes auf, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Außenhaut der zu verbindenden Antennensektion entspricht. Das erfindungsgemäße Kupplungsmittel stellt somit einen Adapter dar für Antennensektionen mit verschiedenen Innendurchmessern der Außenhaut. Somit lassen sich bspw. vorteilhaft beliebige Sektionen an eine vorhandene Schleppvorrichtung einer stationären oder auf einem Wasserfahrzeug angebrachten Messeinrichtung ankoppeln. Für den Fall, dass die Außenhäute der zwei zu verbindenden Antennensektionen verschiedene Außendurchmesser aufweisen, verfügt die Außenhaut mit dem kleineren Außendurchmesser bevorzugt über eine Strömungsverkleidung. Eine derartige Strömungsverkleidung reduziert vorteilhaft auftretende Strömungsgeräusche.
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Ferner ist der Außendurchmesser des Anschlussstückes gegenüber dem Außendurchmesser des Kupplungsgehäuses etwa um die Wanddicke der schlauchförmigen Außenhaut bzw. der Strömungsverkleidung der Antennensektion kleiner, so dass die Außenhaut bzw. die Strömungsverkleidung im Wesentlichen bündig mit dem Kupplungsgehäuse abschließt. Dadurch lassen sich ebenfalls vorteilhaft die Strömungsgeräusche reduzieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die schlauchförmige Außenhaut der Antennensektion mittels eines um die Außenhaut liegenden Pressrings über dem Anschlussstück des Kupplungsmittels druckwasserdicht mit dem Kupplungsmittel verbunden und abgedichtet. Das hat den Vorteil, dass kein Füllmittel, insbesondere Öl, aus der schlauchförmigen Antennensektion austreten kann und kein die Schlauchantenne umgebendes Medium in die Antennensektion eintreten kann.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines oder mehrerer durch die Antennensektion führende Zugelemente, insbesondere Zugseile, an dem Anschlussstück. Somit werden vorteilhaft die Zugkräfte einer geschleppten Schlauchantenne mittels der Befestigungsvorrichtung über die Gehäuseteile übertragen und nicht über die Außenhaut der Schlauchantenne.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuseteil des Kupplungsmittels eine verschließbare Öffnung auf. Diese Öffnung dient vorteilhaft als Zu- und Ablauf für ein flüssiges Befüllmittel, insbesondere Öl, mit dem die verbundene Antennensektion befüllt werden kann. Ferner lässt sich die Antennensektion mittels der Öffnung im Gehäuseteil vorteilhaft entlüften.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem Gehäuseteil ein Durchführungsloch vorgesehen, um elektrische Verbindungen, insbesondere flexible Leiterbahnen, des Kontaktmittels in die verbundene Antennensektion zu führen. Bevorzugt weist die elektrische Verbindung eine Steckverbindung oder Druck-Kontakt-Verbindung auf, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktmittel des Kupplungsmittels und den elektrischen Komponenten der Antennensektionen, wie bspw. den Wandlern, herzustellen. Vorzugsweise wird das Durchführungsloch nach dem Durchführen der flexiblen Leiterbahnen vergossen, um das Kontaktmittel innerhalb des Kupplungsmittels gegen ein Eindringen von evtl. vorhandenem flüssigem Füllmittel, insbesondere Öl, im Schlauch der verbundenen Antennensektion abzudichten.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt die Verwendung von einem oder mehreren Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen den Gehäuseteilen. Dadurch lässt sich vorteilhaft das Kupplungsmittel jederzeit öffnen und schließen. Dabei dienen die Befestigungsmittel lediglich zum Zusammenhalten der Gehäuseteile. Evtl. auf des Kupplungsmittel einwirkende auftretende Zugkräfte werden über die Gehäuseteile von einer Antennensektion zur anderen übertragen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktmittel in dem Kupplungsmittel in Form von wenigstens zwei Leiterplatten mit darauf angeordneten Kontaktflächen und Federkontakten ausgebildet. Eine derartige Verwendung von Kontaktflächen und Federkontakten zur Herstellung einer elektrischen Verbindung hat den Vorteil, dass bei einem Zusammenbringen der Kontaktflächen mit den Federkontakten zur elektrischen Kontaktierung vorteilhaft Fertigungstoleranzen sowie Toleranzen, die aufgrund von Temperatur- und Druckschwankungen entstehen, zugelassen werden können. Da die Kontaktflächen einfach mechanisch mit den Federkontakten zusammengefügt werden, ist eine derartige elektrische Kontaktierung weniger zeit- und kostenaufwendig als herkömmliche Löt- oder Steckverbindungen.
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Bevorzugt weisen die Leiterplatten des Kontaktmittels, welches die lösbare elektrische Verbindung darstellt, einen identischen Aufbau auf. Ein identischer, symmetrischer Aufbau ist einfach und kostengünstig in der Herstellung und führt vorteilhaft zu einer Austauschbarkeit der Leiterplatten untereinander.
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Durch die vorteilhafte Verwendung von Kontaktflächen und Federkontakten zur Herstellung der elektrischen Verbindung, lassen sich die Leiterplatten auch seitlich schräg zusammenführen. Ein seitliches „Heraufrutschen” der Federkontakte auf die Kontaktflächen sorgt vorteilhaft für eine sichere Kontaktierung, da evtl. vorhandene Verunreinigungen zwischen den Kontaktflächen und den Federkontakten durch Reibung entfernt werden. Um zudem evtl. auftretende Oxidation oder Korrosion der Kontaktoberflächen zu vermeiden, sind die Federkontakte und/oder die Kontaktflächen vorteilhaft aus einem Edelmetall, wie bspw. Gold, gefertigt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktmittel im Wesentlichen mittig zwischen den Gehäuseteilen des Kupplungsgehäuses angeordnet. Die Leiterplatten bilden dabei eine Ebene, die je nach Anforderung an das Kupplungsmittel in einem Winkel im Bereich von 0 Grad bis 90 Grad zur Zylinderquerschnittsebene des Kupplungsgehäuses steht. Dabei weist eine möglichst senkrechte bzw. 0 Grad Anordnung der Leiterplatten des Kontaktmittels zur Zylinderquerschnittsebene des Kupplungsgehäuses den Vorteil auf, dass das Kupplungsmittel eine möglichst geringe Längenabmessung aufweist. So erlangt jeder Teil der Schlauchantenne bzw. die Schlauchantenne insgesamt vorteilhaft eine größtmögliche Flexibilität und kann bei Nichtgebrauch problemlos aufgewickelt werden.
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Eine möglichst waagerechte bzw. rechtwinklige Anordnung der Leiterplatten des Kontaktmittels zur Zylinderquerschnittsebene des Kupplungsgehäuses weist hingegen den Vorteil auf, eine größere Leiterplattenfläche unterzubringen und somit mehr Kontaktstellen bzw. Kontaktflächen bereitzustellen.
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Die Erfindung ist daher nicht auf eine bestimmte Anordnung des Kontaktmittels in dem Kupplungsmittel beschränkt. Vielmehr ist jedwede Ausrichtung des Kontaktmittels zwischen 0 Grad und 90 Grad zur Zylinderquerschnittsebene des Kupplungsmittels je nach gewünschter Anforderung an das Kupplungsmittel möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktmittel durch eine umlaufende Dichtung, insbesondere durch einen Dichtring, gegen ein Eindringen des die Schlauchantenne umgebenden Mediums abgedichtet. Dadurch sind die Leiterplatten des Kontaktmittels vorteilhafterweise vor dem Eindringen von bspw. Seewasser geschützt.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktmittel in Form von wenigstens einer Leiterplatte mit beidseitig angeordneten Steckverbindern ausgebildet. Ferner weisen die Gehäuseteile des Kupplungsgehäuses ebenfalls wenigstens einen Steckverbinder auf, um eine lösbare elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Kupplungsgehäuse herzustellen. Dazu werden die auf beiden Seiten der Leiterplatte angeordneten Steckverbinder mit jeweils einem Steckverbinder eines Gehäuseteils verbunden, so dass die Leiterplatte zwischen zwei Gehäuseteilen angeordnet ist. Verfügen die Gehäuseteile über mehr als einen Steckverbinder, lassen sich vorteilhaft auch weitere Leiterplatten entsprechend der vorhandenen Steckverbinder zwischen den Gehäuseteilen anordnen.
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Ferner können vorteilhaft auf den Leiterplatten neben den elektrischen Kontakten auch Elektronikbauteile angeordnet werden. Außerdem ist es denkbar, ein Elektronikmodul bzw. einen Steuerkopf der Schlauchantenne mit Netzteil für die Stromversorgung und/oder Signalaufbereitungsmodule, wie bspw. Datenrepeater, innerhalb der Leiterplatte anzuordnen und so vorteilhaft eine platzsparende Anordnung eines oder mehrerer Elektronikmodule innerhalb der Schlauchantenne zu ermöglichen.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung weist das Kupplungsmittel ein Rohrelement zur Aufnahme des Kontaktmittels auf, wobei das Rohrelement derart ausgebildet ist, um die im Wesentlichen zylinderförmigen Gehäuseteile teilweise zu umschließen. Dazu weisen die Gehäuseteile bevorzugt Bereiche auf, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrelements, so dass die Gehäuseteile beidseitig mit diesem Bereich in das Rohrelement eingefügt werden können. Das Rohrelement ist bevorzugt aus einem rostfreien, druckbeständigen Material, insbesondere Titan, gefertigt und sorgt für Dichtigkeit und Längenbegrenzung des Kupplungsgehäuses.
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Ferner weist das Kupplungsmittel ein oder mehrere Dichtungselemente, insbesondere Dichtringe, auf, welche zwischen dem Rohrelement und den Gehäuseteilen angeordnet sind und das Kupplungsmittel vorteilhaft gegen ein Eindringen von dem die Schlauchantenne umgebende Medium abdichten.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Kupplungsmittel zwei Halbschalen auf, welche einen Außenumfang aufweisen, der im Wesentlichen dem Außenumfang der schlauchförmigen Außenhaut bzw. der Strömungsverkleidung der zu verbindenden Antennensektion entspricht. Dabei sind die Halbschalen derart ausgebildet, um mit dem Kupplungsgehäuse im Wesentlichen bündig abzuschließen. Der bündige Abschluss von Kupplungsgehäuse und der schlauchförmigen Außenhaut bzw. der Strömungsverkleidung hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Strömungsgeräusche der Schlauchantenne aufgrund der Halbschalen entstehen.
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Ferner weist das Kupplungsmittel zwei Halbringsegmente je Gehäuseteil auf, welche derart ausgestaltet sind, um die Halbschalen kraftschlüssig zu halten. Über die Halbschalen werden somit die Kräfte auf die Gehäuseteile übertragen. Durch eine derartige Verbindung mittels zwei Halbschalen mit zugehörigen Halbringsegmenten entsteht der Vorteil einer lösbaren Verbindung, welche evt. innerhalb der Schlauchantenne auftretende Zugkräfte von einer Antennensektion zur anderen überträgt. Dabei dienen die Halbschalen mit den zugehörigen Halbringsegmenten der Zugentlastung für die Steckverbinder des Kontaktmittels.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist eine akustische Unterwasserantenne, insbesondere eine Schleppantenne oder eine Stationärantenne, wenigstens ein vorstehend beschriebenes Kupplungsmittel auf. Dabei sind die Kupplungsmittel zwischen den einzelnen Antennensektionen der Unterwasserantenne angeordnet, um eine lösbare Verbindung zwischen den Antennensektionen herzustellen. Das hat zum einen den Vorteil, dass die Länge der Unterwasserantenne einfach änderbar ist und zum anderen lassen sich einzelne Antennensektionen der Unterwasserantenne austauschen.
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Über ein vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Kupplungsmittel können ferner verschiedene Unterwasserantennen einfach zusammengestellt werden. So lassen sich vorteilhaft schnell und einfach individuelle Unterwasserantennen erstellen, deren Sensorbelegung variabel je nach Einsatzbereich und zu verwendenden Frequenzbereich anpassbar ist.
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Ferner ist eine Verwendung des erfindungsgemäßen Kupplungsmittels als Abschlusskupplung bzw. Blindkupplung denkbar, wobei das Kupplungsmittel dann keine Elektronikkomponenten aufweist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den anhand der anliegenden Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer von einem Wasserfahrzeug gezogenen Schleppantenne,
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2 eine Seitenansicht einer ausgebrachten Vertikalantenne,
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3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Kupplungsmittels zur Verbindung von zwei angedeuteten Antennensektionen,
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4 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Leiterplatte eines Kontaktmittels mit einer flexiblen Leiterbahn,
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5 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Leiterplatte eines Kontaktmittels mit einer flexiblen Leiterbahn,
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6 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Kupplungsmittels zur Verbindung von zwei angedeuteten Antennensektion mit voneinander abweichendem Außenumfang der schlauchförmigen Außenhülle und
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7 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Gehäuseteils mit erfindungsgemäßer Steckverbinder.
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Eine in 1 als Schleppantenne und in 2 als Stationärantenne dargestellte akustische Schlauchantenne 10 weist jeweils einen langgestreckten schlauchförmigen Akustikteil 12 auf. Der Akustikteil 12 ist aus mehreren Akustiksektionen 14 zusammengesetzt, die über Kupplungsmittel 16 lösbar miteinander verbunden sind. Die Akustiksektionen 14 weisen zum Senden und/oder Empfangen von sich im Wasser ausbreitenden Schallwellen eine Mehrzahl elektroakustischer und/oder optoakustischer Wandler auf, welche hier jedoch nicht weiter dargestellt sind.
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Der Akustikteil 12 der Schleppantenne 10 in 1 ist über ein Dämpfungsglied 18 an einem Schleppkabel 20 angebracht, welches an eine an Bord eines Wasserfahrzeugs 22 befindlichen Trommel 24 befestigt ist. Dabei kann das Wasserfahrzeug 22 ein Überwasserschiff oder ein Unterwasserfahrzeug sein. Bei Nichtgebrauch der Schleppantenne 10 wird diese auf der Trommel 24 aufgewickelt.
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Über ein weiteres Dämpfungsglied 18 ist der Akustikteil 12 der Schleppantenne 10 an dessen Ende mit einer Schleppbremse 26 verbunden, welche für eine gewisse Zugspannung gegen Schlepprichtung sorgt.
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Die in 2 schematisch dargestellte Stationärantenne 10, insbesondere Vertikalantenne 10, weist ebenfalls einen langgestreckten schlauchförmigen Akustikteil 12 auf, welcher beidseitig an Dämpfungsgliedern 18 befestigt ist. An ihrem Ende weist die Vertikalantenne 10 ein Stabilisierungsglied 28 mit Stabilisierungsflossen 30 und Ballastgewicht 32 auf. Ferner ist der Akustikteil 12 der Vertikalantenne 10 über ein elektrisches Kabel 34 oder einen Lichtwellenleiter mit einem vor Anker liegendem Wasserfahrzeug 22 verbunden.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die Schleppantenne 10 bzw. Vertikalantenne 10 als Antennensektionen Akustiksektionen 14 und/oder nicht-akustische Sektionen, wie bspw. Sektionen mit nicht-akustischen Sensoren oder Sektionen ohne Sensorbestückung, auf. Ferner ist unter den Antennensektionen auch eine gemischte Sensorbestückung aus akustischen und nichtakustischen Sensoren denkbar. Das erfindungsgemäße Kupplungsmittel dient darüber hinaus zur Verbindung einer Antennensektion, hier Dämpfungsglied 18, mit dem Schleppkabel 20 bzw. dem elektrischen Kabel 34.
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3 zeigt eine schematische Darstellung zweier ausschnittsweise angedeuteter Antennensektionen, insbesondere zweier Akustiksektionen 14, welche mittels eines erfindungsgemäßen Kupplungsmittels 16 verbunden sind. Um mit einem möglichst geringen Gewicht eine ausreichende Stabilität des Kupplungsmittels 16 zu erhalten, ist das Kupplungsmittel 16 bevorzugt aus einem rostfreien, druckfesten und formstabilen Material, insbesondere faserverstärktem Kunststoff oder Titan, wasserdicht gefertigt.
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Das Kupplungsmittel 16 ist aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Kupplungsgehäuse 44 aufgebaut, an dessen beidseitig angeordneten, im Wesentlichen kreisförmigen Grundflächen jeweils ein Anschlussstück 46 angebracht ist.
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Das Anschlussstück 46 eignet sich zur druckfesten Verbindung der schlauchförmigen Außenhaut 48 der Antennensektion 14 mit dem Kupplungsmittel 16. Dazu weist das Anschlussstück 46 bevorzugt mehrere umlaufende Kanten auf, die die schlauchförmige Außenhaut 48 halten und abdichten. Mittels eines Pressringes 50 wird die Verbindung von Anschlussstück 46 und schlauchförmiger Außenhaut 48 der Antennensektion 14 zudem fest verschlossen. Bevorzugt sind die schlauchförmige Außenhaut 48 sowie der Pressring 50 derart ausgebildet, dass die Verbindung bündig mit dem Außenumfang des Kupplungsgehäuses 44 angeordnet ist, um zusätzliche Strömungsgeräusche zu vermeiden.
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Das zylinderförmige Kupplungsgehäuse 44 ist aus zwei Gehäuseteilen 52 gefertigt. Vorzugsweise sind die Gehäuseteile 52 identisch aufgebaut. Um eine Zugkraftübertragung zwischen den zu verbindenden Antennensektionen 14 zu ermöglichen, sind die Gehäuseteile 52 derart aufgebaut, um eine formschlüssige Verbindung einzugehen.
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Zum Lösen bzw. Schließen der Verbindung zwischen zwei Antennensektionen 14 weist das Kupplungsgehäuse 44 zwei Schrauben 54 auf. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von Schrauben 54 beschränkt. Vielmehr können jedwede Befestigungsmittel zum Herstellen einer lösbaren Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 52 Anwendung finden.
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Zum Herstellen einer lösbaren elektrischen Verbindung zwischen zwei Antennensektionen 14 weist das Kupplungsmittel 16 ein Kontaktmittel 56 auf, welches mittels einer umlaufenden Dichtung 58 gegen ein das Kupplungsmittel 16 umgebendes Medium abgedichtet wird.
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Das Kontaktmittel 56 ist in der in 3 dargestellten Ausführungsform aus zwei übereinander liegenden Leiterplatten 60 ausgebildet.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer Leiterplatte 60 des Kontaktmittels 56. Um eine kostengünstige Herstellung des Kontaktmittels 56 zu ermöglichen, sind die Leiterplatten 60 gemäß 4 identisch aufgebaut.
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Auf der einen Hälfte der Leiterplattenoberfläche befindet sich eine vorbestimmte Anzahl an Federkontakten 62 und auf der anderen Hälfte der Leiterplattenoberfläche vorzugsweise die gleiche Anzahl an Kontaktflächen 64. Da die Schlauchantenne 10 neben Stößen und Vibrationen auch starken Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, ist vorteilhaft einer gelöteten Verbindung eine elektrische Kontaktierung mittels Federkontakten 62 vorzuziehen.
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Seitlich ist die Leiterplatte 60 mit einem Strang vorzugsweise geschlitzter, flexibler Leiterbahnen 66 verbunden, welche an ihrem Ende über wenigstens einen Steckverbinder 70 verfügen. Dabei sind die Leiterbahnen 66 bevorzugt derart ausgebildet, um eine Mehrzahl an Steckverbinder 70 aufzunehmen. Falls mehr als ein Steckverbinder 70 vorhanden ist, weisen jedoch die Leiterbahnen 66 der einzelnen Steckverbinder 70 verschiedene Längen auf, insbesondere eine Längendifferenz von mindestens einer Steckverbinderlänge, damit die Steckverbinder 66 platzsparend hintereinander in der Antennensektion 14 anordbar sind.
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Bei einer Ausführungsform der Leiterplatte 60 gemäß 4 bildet eine identisch ausgestaltete weitere Leiterplatte 60 eine lösbare elektrische Verbindung, indem bei einem Aufeinanderlegen der Leiterplatten 60 jeweils ein Federkontakt 62 eine Kontaktfläche 64 berührt. Die flexiblen Leiterbahnen 66 verlaufen dabei zueinander entgegengesetzt.
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Bei einer Anordnung des Kontaktmittels 56 mit zwei gemäß 4 ausgebildeten Leiterplatten 60 in dem Kupplungsgehäuse 44 gemäß 3, werden die flexiblen Leiterbahnen 66 jeweils durch ein dafür vorgesehenes Durchführungsloch 72 in den Gehäuseteilen 52 in die jeweilige zu verbindenden Antennensektion 14 geführt.
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Nach der Platzierung der Leiterplatte 60 in die entsprechende Aussparung des Gehäuseteils 52 und der Durchführung der flexiblen Leiterbahnen 66 durch das Durchführungsloch 72, wird dieses Durchführungsloch 72 vergossen, um ein Eindringen des Auftriebsmittels, mit dem die Antennensektion 14 gefüllt ist, zum Kontaktmittel 56 zu verhindern.
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Ferner weist das Gehäuseteil 52 eine verschließbare Öffnung 74 auf, um die Antennensektion 14 mit einem Auftriebsmittel zu befüllen bzw. zu entleeren. Bei den Antennensektionen 14, die auf beiden Seiten über ein Gehäuseteil 52 des Kupplungsmittels 16 verfügen, lässt sich die verschließbare Öffnung 74 eines Gehäuseteils 52 zum Befüllen bzw. Entleeren nutzen, während die verschließbare Öffnung 74 des weiteren Gehäuseteils 52 zum Entlüften dient.
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5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Leiterplatte 60 des Kontaktmittels 56. Hier sind die Federkontakte 62 und die Kontaktflächen 64 in der oberen Hälfte der Leiterplattenoberfläche bzw. in der unteren Hälfte angeordnet. Bei Erzeugen einer lösbaren elektrischen Verbindung durch Aufeinanderlegen zweier identisch ausgebildeter Leiterplatten 60 gemäß 5, bei der jeweils ein Federkontakt 62 eine Kontaktfläche 64 berührt, verlaufen dann die flexiblen Leiterbahnen 66 in die gleiche Richtung.
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Eine derartige Ausgestaltung der Leiterplatten 60 ist vorteilhaft bei einer Anordnung des Kontaktmittels 56 innerhalb des Kupplungsgehäuses 44 im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderquerschnittsebene des Kupplungsgehäuses 44. Die flexiblen Leiterbahnen 66 werden dann zu beiden Seiten im Wesentlichen rechtwinklig zum Kontaktmittel 56 durch die Durchführungslöcher 72 in die zu verbindenden Antennensektionen 14 geführt. Hierbei sind die Gehäuseteile 52 des Kupplungsgehäuses 44 jedoch nicht identisch aufgebaut, so dass die Antennensektion 14 an sich eine fest vorgegebene Kupplungsrichtung erhält.
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Um eine ausreichende Zugfestigkeit der Schlauchantenne 10 zu erhalten, weist das Kupplungsmittel 16 an den Anschlussstücken 46 jeweils eine Befestigungsvorrichtung 80 zur Aufnahme eines oder mehrerer Zugelemente 82, insbesondere Zugseile, auf, welche durch die Schlauchantenne 10 verlaufen. Somit werden die auftretenden Zugkräfte über die Befestigungsvorrichtung 80 des Kupplungsmittels 16 von einer Antennensektion 14 zur nächsten Antennensektion 14 übertragen.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein Kupplungsmittel 16, wie es in 3 dargestellt ist, beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausführungsformen denkbar.
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6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Kupplungsmittels 16 zum lösbaren Verbinden von zwei Antennensektionen 14. Dabei wird die mechanische Verbindung durch ein Rohrelement 86, zwei Halbschalen 88 und jeweils zwei an den Gehäuseteilen 52 angebrachten Halbringsegment 90 hergestellt.
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Um vorteilhaft auch zwei Antennensektionen 14 mit voneinander abweichenden Durchmessern der schlauchförmigen Außenhaut 48 miteinander zu verbinden, ist die schlauchförmige Außenhaut 48, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Kupplungsmittels 16, mit einer keilförmigen Strömungsverkleidung 89 versehen, wie sie in 6 dargestellt ist. Eine derartige Strömungsverkleidung 89 verringert die auftretenden Strömungsgeräusche, indem diese im Wesentlichen bündig mit dem Kupplungsmittel 16 abschließt. Das Kupplungsmittel 16 kann somit als Adapter zur Verbindung von Antennensektionen 14 mit beliebigen Außendurchmessern eingesetzt werden.
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Die im Wesentlichen zylinderförmigen Gehäuseteile 52 sind identisch ausgebildet und sind, zumindest teilweise, von beiden Seiten in das Rohrelement 86 eingeführt. Dazu weist das Gehäuseteil 52 einen ringförmigen Abschnitt mit einem Außendurchmesser auf, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser der schlauchförmigen Außenhaut 48 bzw. der Strömungsverkleidung 89 der Antennensektion 14 entspricht. Der Teil des Gehäuseteils 52, welcher in das Rohrelement 86 eingeführt wird, weist einen Außendurchmesser auf, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohrelements 86 entspricht.
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Um die Gehäuseteile 52 sowie das zwischen den Gehäuseteilen 52 liegende Kontaktmittel 56 vor dem Eindringen des die Schlauchantenne 10 umgebenden Mediums zu schützen, weisen die Gehäuseteile 52 ringförmige Vertiefungen 91 auf, in denen jeweils ein Dichtring 92 vorgesehen ist.
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Das zwischen den Gehäuseteilen 52 des Kupplungsgehäuses 44 angeordnete Kontaktmittel 56 weist in dieser Ausführungsform gemäß 6 mehrere Leiterplatten mit beidseitig angeordneten Steckverbinder auf. Je nach Länge des Kupplungsgehäuses 44 ist es möglich, zwischen den Gehäuseteilen 52 Elektronikkomponenten bspw. für ein Elektronikmodul 94 auf dem Kontaktmittel 56 anzuordnen. Das hat den Vorteil, platzsparend Steuereinheiten, wie Signalaufbereitungsmodule und/oder Netzteile für die Stromversorgung, in vorbestimmten Abständen der Schlauchantenne 10 anzuordnen.
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7 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines zylinderförmigen Gehäuseteils 52. Gemäß dieser Ausführungsform sind drei Steckverbinder 100 innerhalb des Gehäuseteils 52 angeordnet, um drei Leiterplatten als Kontaktmittel 56 aufzunehmen und so vorteilhaft eine lösbare elektrische Verbindung zwischen zwei Antennensektionen 14 herzustellen. Dazu führen flexible Leiterbahnen 102 von den Steckverbindern 100 durch das Anschlussstück 46 in die verbundene Antennensektion 14.
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Die als Kontaktmittel 56 dienenden Leiterplatten weisen auf beiden Seiten entsprechende Steckverbinder auf, um das Kontaktmittel 56 auf beiden Seiten mit den Gehäuseteilen 52 zu verbinden. Dazu werden die Leiterplatten von beiden Seiten jeweils in das hohlzylinderförmige Gehäuseteil 52 eingeführt.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von drei Steckverbindern 100 innerhalb des Gehäuseteils 52 beschränkt. Vielmehr sind je nach Anforderung an das Kupplungsmittel 16 mehr oder weniger Steckverbinder 100 vorgesehen.
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Bevorzugt sind die Steckverbinder 100 derart ausgebildet, um bereits eine mechanische Befestigung des Kontaktmittels 56 mit den Gehäuseteilen 52 bzw. dem Kupplungsgehäuse 44 zu gewähren.
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Damit jedoch evtl. auftretende Zugkräfte der Schlauchantenne 10 nicht auf die Steckverbinder 100 des Kontaktmittels 56 wirken, verfügt das Kontaktmittel 16 gemäß 6 über zwei Halbschalen 88, welche von beiden Seiten um die Gehäuseteile 52 und das dazwischen liegende Kontaktmittel 56 gelegt werden und im Wesentlichen bündig mit dem ringförmigen Abschnitt der Gehäuseteile 52 abschließen, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser der schlauchförmigen Außenhaut 48 bzw. der Strömungsverkleidung 89 entspricht.
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In dafür vorgesehene Vertiefungen in den Gehäuseteilen 52 werden Halbringsegmente 90 eingefügt, welche mit den zwei Halbschalen 88 eine formschlüssige Verbindung eingehen und somit dafür sorgen, dass evtl. auftretende Zugkräfte über die zwei Halbschalen 88 von Antennensektion 14 zu Antennensektion 14 übertragen werden.
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Alle in der vorgenannten Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19825887 A1 [0003]
- DE 3643736 A1 [0005]
