DE102015224949A1 - Coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, mit einem ersten Steckerelement und einem zweiten Steckerelement zum Kuppeln von Schleppantenne und Wasserfahrzeug, einem Verriegelungssystem, über die das eine Steckerelement der ersten und zweiten Steckerelemente zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung überführbar ist und wobei das Verriegelungssystem das eine Steckerelement über ein erstes und ein zweites Riegelelement in die Verriegelungsstellung beaufschlagt.The invention relates to a coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft, comprising a first plug element and a second plug element for coupling the towed antenna and watercraft, a locking system, via which the one plug element of the first and second plug elements between an unlocked position and a locking position can be converted and wherein the locking system acts on the one plug element via a first and a second locking element in the locking position.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, mit einem ersten Steckerelement und einem zweiten Steckerelement zum von Schleppantenne und Wasserfahrzeug, einem Verriegelungssystem, über die das eine Steckerelement der ersten und zweiten Steckerelemente zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung überführbar ist und wobei das Verriegelungssystem das eine Steckerelement über ein erstes und ein zweites Riegelelement in die Verriegelungsstellung beaufschlagt.The invention relates to a coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft, with a first plug element and a second plug element for towing antenna and watercraft, a locking system via which the one plug element of the first and second connector elements between an unlocked position and a locking position can be transferred and wherein the locking system acts on the one plug element via a first and a second locking element in the locking position.
Es ist Stand der Technik Wasserfahrzeug, insbesondere Unterseeboote, mit im Wasser geführten Schleppantennen auszustatten. Hierfür sind Systeme bekannt, um Schleppantennen an dem Fahrzeug zu befestigen, auszubringen und einzuholen. Diese Systeme beinhalten steck- und lösbare Unterwassersteckerverbindungen für eine signalführende Verbindung zwischen Fahrzeug und Schleppantenne. Für solch ein System werden beispielsweise sogenannte Clip-on-Verbinder verwendet, bei denen die Schleppantenne über ein Kabel mit dem zugehörigen Signalübertragungssystem des Fahrzeugs gekoppelt wird. Ein Clip-on-Verbinder befindet sich im Außenbereich des Fahrzeugs, beispielsweise in der Außenhülle eines Unterseebootes. Bei dem Clip-on-Verbinder handelt es sich letztlich um eine Kupplungsvorrichtung.It is state of the art watercraft, especially submarines to equip with guided in the water towed antennas. For this purpose, systems are known to attach towed antennas to the vehicle, deploy and catch up. These systems include plug-in and disconnectable marine connectors for a signal-carrying connection between the vehicle and the towed antenna. For such a system, for example so-called clip-on connectors are used in which the towed antenna is coupled via a cable with the associated signal transmission system of the vehicle. A clip-on connector is located in the exterior of the vehicle, for example in the outer shell of a submarine. The clip-on connector is ultimately a coupling device.
Eine Steckerverbindung besteht aus zwei Steckerelementen, die miteinander verbunden beziehungsweise gekuppelt werden. Ein Steckerelement kann auch als Steckerhälfte bezeichnet werden. Eine Verbindung der zwei Steckerelemente über Verschraubungen oder Bajonettverschlüsse ist für Schleppantennen nicht geeignet, da es Situationen, sogenannten Überlastsituationen, geben kann, in denen die Steckerverbindung schnell gelöst werden muss. Dies ist mit Verschraubungen oder Bajonettverschlüssen nicht möglich.A plug connection consists of two plug elements which are connected or coupled together. A plug element can also be referred to as a plug half. A connection of the two connector elements via screw or bayonet locks is not suitable for towing antennas, since there may be situations, so-called overload situations, in which the connector must be solved quickly. This is not possible with screw connections or bayonet locks.
Das schleppantennenseitige Steckerelement befindet sich an dem einen Ende des Schleppantennenkabels und wird über ein Verriegelungssystem an dem Clip-on-Verbinder lösbar gehalten beziehungsweise arretiert. Hierzu bildet das schleppantennenseitige Steckerelement geeignete Haltemittel aus, die beispielsweise als seitlich angeordnete Verriegelungsnasen des Steckerelements ausgebildet sein können. Mittels dieser Haltemittel wird das Steckerelement über die Riegelelemente des Verriegelungssystems in dem Clip-on-Verbinder gehalten. Das fahrzeugseitige Steckerelement kann insofern als integraler Bestandteil des Clip-on-Verbinders bezeichnet werden, als dass das fahrzeugseitige Steckerelement mittels einer Betätigungsvorrichtung zur Kopplung mit dem schleppantennenseitigen Steckerelement beaufschlagt werden kann.The tow antenna side connector element is located at one end of the tow antenna cable and is releasably held or locked via a locking system on the clip-on connector. For this purpose, the tow antenna side connector element forms suitable holding means, which may be formed, for example, as laterally arranged locking lugs of the plug element. By means of this holding means, the plug element is held over the locking elements of the locking system in the clip-on connector. The vehicle-side connector element may be referred to as an integral part of the clip-on connector, in that the vehicle-side connector element can be acted upon by means of an actuating device for coupling with the tow antenna side connector element.
Eine Grundvoraussetzung, die die Steckerverbindung erfüllen muss, besteht darin, dass sie derart stabil sein muss, dass sich die beiden Steckerelemente aufgrund von Fahrzeugbewegungen nicht gegeneinander bewegen, da es sonst zu Störungen in der Signalübertragung kommen kann. Die Signalübertragung kann beispielsweise über Lichtleiter erfolgen. Zudem darf sich das schleppantennenseitige Steckerelement aufgrund von veränderlichen Zugkräften durch die Schleppantenne in dem Verriegelungssystem des Clip-on-Verbinders nicht verkippen. Unkritisch sind jedoch geringe Bewegungen der beiden Steckerelemente in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zueinander, da diese durch die Betätigungsvorrichtung, welche das fahrzeugseitige Steckerelement in Richtung des schleppantennenseitige Steckerelement beaufschlagt, ausgeglichen werden können. Allerdings ist es erforderlich, dass in einer durch das Schleppantennenkabel hervorgerufenen Überlastsituation die Kupplungsvorrichtung das schleppantennenseitige Steckerelement freigeben muss, um einer Beschädigung vorzubeugen.A basic requirement that must meet the plug connection, is that it must be so stable that the two connector elements do not move against each other due to vehicle movements, otherwise there may be interference in the signal transmission. The signal transmission can be done for example via optical fibers. In addition, the tow antenna side plug element must not tilt due to varying tensile forces through the towed antenna in the locking system of the clip-on connector. Uncritical, however, are small movements of the two connector elements in the axial direction of the coupling device to one another, since they can be compensated by the actuating device, which acts on the vehicle-side connector element in the direction of the tow antenna side connector element. However, in an overload situation caused by the towing antenna cable, it is necessary for the coupling device to release the tow antenna side plug element in order to prevent damage.
Eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Unterseeboot zeigt die
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kupplungsvorrichtung bereitzustellen, die eine selbständige und definierte Freigabe des schleppantennenseitigen Steckerelements in einer Überlastsituation ermöglicht.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a coupling device that allows an independent and defined release of the tow antenna side connector element in an overload situation.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, umfassend ein erstes Steckerelement und ein zweites Steckerelement zum von Schleppantenne und Wasserfahrzeug, ein Verriegelungssystem, über die das eine Steckerelement der ersten und zweiten Steckerelemente zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung überführbar ist, wobei das Verriegelungssystem das eine Steckerelement über ein erstes und ein zweites Riegelelement in die Verriegelungsstellung beaufschlagt und das erste und zweite Riegelelement ausgehend von der Verriegelungsstellung des Verriegelungssystems in eine durch das Vorliegen einer Überlastbedingung an dem einen Steckerelement ausgelöste Freigabestellung überführbar sind. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das erste Steckerelement schleppantennenseitig angeordnet ist und das zweite Steckerelement fahrzeugseitig angeordnet ist. Von diesen Zuordnungen wird nachfolgend lediglich für die Zwecke dieser Beschreibung ausgegangen. Grundsätzlich wird erfindungsgemäß zwischen der Verriegelungsstellung des Verrieglungssystems und der Freigabestellung der ersten und zweiten Riegelelemente unterschieden, wobei diese Freigabestellung eingenommen werden kann, während sich das Verriegelungssystem in der Verriegelungsstellung befindet. Eine Überlastbedingung kann an dem einen Steckerelement beispielsweise vorliegen, wenn über das Schleppantennenkabel eine Belastung oberhalb eines zuvor festgelegten Grenzwertes in das Steckerelement eingeleitet wird. Bevorzugt umfasst demnach die Überlastbedingung eine das Verriegelungssystem von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung beaufschlagende Belastungskomponente. Insbesondere wird diese Belastungskomponente durch eine Zugkraft der Schleppantenne verursacht beziehungsweise charakterisiert. Ein kann „Kuppeln” ein mechanisches, ein optisches und/oder elektrisches Kuppeln bezeichnen. Ein optisches Kuppeln kann insbesondere über Lichtwellenleiter erfolgen.The object is achieved by a coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft, comprising a first plug element and a second plug element for towing antenna and watercraft, a locking system, via which the one plug element of the first and second plug elements between an unlocked position and a Locking position can be transferred, wherein the locking system acts on a plug element via a first and a second locking element in the locking position and the first and second locking element, starting from the locking position of the locking system in one by the presence of an overload condition on the one plug element Triggered release position can be transferred. It can be provided that the first connector element is arranged schleppantennenseitig and the second connector element is arranged on the vehicle side. These assignments are considered below for the purposes of this description only. In principle, a distinction is made according to the invention between the locking position of the locking system and the release position of the first and second locking elements, wherein this release position can be assumed while the locking system is in the locking position. An overload condition may be present on the one plug element, for example, if a load above a previously defined limit value is introduced into the plug element via the towing antenna cable. The overload condition therefore preferably comprises a load component acting on the locking system from the locking position into the unlocked position. In particular, this load component is caused or characterized by a tensile force of the towed antenna. A "coupling" may refer to mechanical, optical and / or electrical coupling. An optical coupling can be carried out in particular via optical waveguides.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste und das zweite Riegelelement über eine Mitnehmerwelle antriebsmäßig miteinander verbunden sind, wobei eine Betätigungsmechanik des Verriegelungssystems mittelbar über das erste Riegelelement an der Mitnehmerwelle angreift. Hierdurch ist es möglich die Betätigungsmechanik platzsparend zur einen Seite der Kupplungsvorrichtung anzuordnen.An advantageous embodiment of the invention provides that the first and the second locking element are drivingly connected to each other via a driving shaft, wherein an actuating mechanism of the locking system engages indirectly via the first locking element on the driving shaft. This makes it possible to arrange the actuating mechanism space saving to one side of the coupling device.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Torsionssteifigkeit des ersten Riegelelements bezogen auf einen Angriffspunkt der Betätigungsmechanik an dem ersten Riegelelement zumindest annähernd der Torsionssteifigkeit des zweiten Riegelelements bezogen auf den Angriffspunkt der Betätigungsmechanik an dem ersten Riegelelement entspricht. Da durch das erste Steckerelement die Zugkraft der Schleppantenne als jeweils halbe Stützkraft auf das erste und das zweite Riegelelement übertragen wird, wird durch die Abstimmung der Torsionssteifigkeit der beiden Regelelemente aufeinander erreicht, dass die jeweils halbe Stützkraft in einem gleichen Maß zu einer Nachgiebigkeit der Riegelelemente führt. Hierdurch ist wiederum gewährleistet, dass ein Verkippen des ersten Steckerelements gegenüber dem zweiten Steckerelement vermieden wird und lediglich eine geringe Bewegung des ersten Steckerelements in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zugelassen wird. Eine Beeinträchtigung der Signalübertragung ist damit ausgeschlossen beziehungsweise auf ein Minimum reduziert.An advantageous embodiment of the invention provides that the torsional stiffness of the first locking element relative to a point of application of the actuating mechanism on the first locking element at least approximately corresponds to the torsional stiffness of the second locking element based on the point of application of the actuating mechanism on the first locking element. Since the tensile force of the towed antenna is transmitted to the first and the second locking element as half support force by the first plug element, the coordination of the torsional rigidity of the two control elements ensures that the respective half support force leads to a degree of yielding of the locking elements , This in turn ensures that tilting of the first plug element with respect to the second plug element is avoided and only a slight movement of the first plug element in the axial direction of the coupling device is permitted. An impairment of the signal transmission is thus excluded or reduced to a minimum.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste und zweite Riegelelement zweiteilig ausgebildet sind, wobei jedes Riegelelement einen an einem Grundkörper in die Freigabestellung schwenkbar gehaltenen Riegelfinger umfasst. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise unmittelbar an den Riegelelementen die Funktion des Überlastschutzes realisiert. Durch diese einfache Ausgestaltung der zweiteiligen Riegelelemente mit schwenkbaren Riegelfingern ist es möglich, für beide Riegelelemente eine definierte und gleichbleibende Überlastbedingung in einer Überlastsituation zu gewährleisten. Insbesondere ist bevorzugt, dass der Riegelfinger über einen Scherstift an dem Grundkörper in einer unverschwenkten Ausgangsstellung gehalten wird. Somit kann jeder Riegelfinger an dem jeweiligen Grundkörper zwischen einer unverschwenkten Ausgangsstellung und einer Freigabestellung verschwenkt werden, wobei der Riegelfinger allerdings zunächst über den Scherstift in der Ausgangsstellung gehalten wird und nach Abscheren des Scherstiftes infolge einer Überlastsituation in die Freigabestellung verschwenkt. Auch ergibt sich durch die Auslegung gleicher Torsionssteifigkeiten der beiden Riegelelemente bezogen auf den Angriffspunkt der Betätigungsmechanik in Kombination mit der Freigabe der Riegelfinger über Scherstifte in einer Überlastsituation eine sehr gleichmäßige Belastung der Scherstift infolge einer Zugkraft durch die Schleppantenne. Somit ist eine sehr einheitliche und klar definierte Auslöseschwelle beziehungsweise Versagensschwelle der Scherstifte gewährleistet.An advantageous embodiment of the invention provides that the first and second locking element are formed in two parts, wherein each locking element comprises a latching on a base body in the release position latch finger. As a result, the function of the overload protection is realized in an advantageous manner directly to the locking elements. This simple embodiment of the two-part locking elements with pivoting locking fingers, it is possible to ensure a defined and consistent overload condition in an overload situation for both locking elements. In particular, it is preferred that the locking finger is held on a shear pin on the base body in a non-pivoted initial position. Thus, each locking finger can be pivoted to the respective base body between a unverschwenkten initial position and a release position, wherein the locking finger, however, initially held on the shear pin in the starting position and pivoted after shearing the shear pin due to an overload situation in the release position. Also results from the interpretation of equal torsional stiffness of the two locking elements relative to the point of action of the actuating mechanism in combination with the release of the locking fingers on shear pins in an overload situation a very uniform load on the shear pin due to a tensile force through the towed antenna. This ensures a very uniform and clearly defined release threshold or failure threshold of the shear pins.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Riegelfinger des ersten der beiden Riegelelemente einen im Wesentlichen radial zu der Mitnehmerwelle verlaufenden und eine Verformung des Riegelfingers zulassenden Verformungsbereich ausbildet. Durch diesen Verformungsbereich kann in vorteilhafter Weise die Torsionssteifigkeit des ersten Riegelelements an die Torsionssteifigkeit des zweiten Riegelelements, welches über die konstruktiv bedingt eine Verformung zulassende Mitnehmerwelle mit dem Angriffspunkt der Betätigungsmechanik verbunden ist, angepasst werden. Über den Verformungsbereich wird dem ersten Riegelelement absichtlich eine Reduzierung der Torsionssteifigkeit aufgeprägt. In bevorzugter Ausgestaltung wird der Verformungsbereich durch einen in radialer und in axialer Richtung zu der Mitnehmerwelle verlaufenden Schlitz in dem Riegelfinger gebildet. Dieser Schlitz in fertigungstechnisch einfach darstellbar. Auch bietet der Schlitz den Vorteil, dass die beiden durch den Schlitz getrennten Teile des Riegelfingers, ab einer gewissen Belastungshöhe auf Block zueinander gehen, so dass keine Schwächung des Riegelfingers an sich entsteht.An advantageous embodiment of the invention provides that the locking finger of the first of the two locking elements forms a substantially radially extending to the driving shaft and a deformation of the locking finger permitting deformation region. By means of this deformation region, the torsional rigidity of the first locking element can advantageously be adapted to the torsional stiffness of the second locking element, which is connected to the point of application of the actuating mechanism via the driving shaft permitting the deformation. Over the deformation range, a reduction in the torsional stiffness is deliberately imposed on the first locking element. In a preferred embodiment, the deformation region is formed by a slit extending in the radial and in the axial direction to the drive shaft slot in the locking finger. This slot in production technology easily representable. Also, the slot offers the advantage that the two separated by the slot parts of the locking finger, go to block to each other from a certain load height, so that no weakening of the locking finger itself arises.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, insbesondere einem Unterseeboot.The object is further achieved by the use of an inventive Coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft, in particular a submarine.
Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich eine beispielhaft Ausführungsform der Erfindung. Hierin zeigenThe invention is explained below with further features, details and advantages with reference to the accompanying figures. The figures illustrate only an exemplary embodiment of the invention. Show here
Die
Die Kupplungsvorrichtung
Die
An dem Ende beziehungsweise dem Endbereich der Mitnehmerwelle
Das Rahmenelement
Die
Der Riegelfinger
Die
Ein Aspekt der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung soll im Folgenden anhand der
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Kupplungsvorrichtungcoupling device
- 1212
- Steckerverbindungplug connection
- 1414
- Rahmenelementframe element
- 1616
- Betätigungsvorrichtungactuator
- 1818
- Aufnahmebereichreception area
- 2020
- Steckerelementmale member
- 2222
- Steckerelementmale member
- 2424
- Führungguide
- 2626
- Führungsnaseguide nose
- 3030
- Verriegelungssystemlocking system
- 3232
- BetätigungsaktuatorBetätigungsaktuator
- 3434
- Schub-Zug-ElementThrust-train element
- 4040
- Betätigungsmechanikactuating mechanism
- 4242
- KniehebelanordnungToggle assembly
- 4444
- Hebelarmlever arm
- 4646
- Mitnehmerwelleclutch shaft
- 5050
- Riegelelementlocking element
- 5252
- Riegelelementlocking element
- 5454
- Grundkörperbody
- 5656
- Riegelfingerlocking finger
- 5858
- GegenriegelfingerAgainst locking finger
- 6060
- Lageranordnungbearing arrangement
- 6262
- Scherstiftshear pin
- 6464
- Verformungsbereichdeformation zone
- SS
- Schwenkachseswivel axis
- AA
- Achseaxis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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