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Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement für Unterwasserfahrzeuge mit den Merkmalen nach Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Unterwasserfahrzeuge mit einem Druckkörper, welcher in der Regel ein elektrisches Antriebsaggregat und dazugehörige Energieversorgungen aufweist, sind bekannt. Unterwasserfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren und einen die Tauchtiefe begrenzenden Schnorchel gehören ebenfalls zum Stand der Technik
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Die Schrift
DE 32 45 686 A1 beschreibt ein Sicherungselement zur wasserdichten Absicherung einer Luke eines Unterwasserfahrzeugs. Das Sicherungselement umfasst eine Kappe und wenigstens eine um die Kappe umlaufende Dichtung. An der Kappe, welche auf einen Druckkörper in Form einer Fahrzeugwandung aufsetzbar ist, ist eine ins Innere des Druckkörpers zeigende Hülse angeordnet, in welcher ein Sperrelelement gehaltert ist. Das Sperrelement ist in Form einer drehbaren, anheb- und absenkbaren Schwenkwelle ausgeführt, wobei die Schwenkwelle mittels eines als Sperrbolzen ausgestalteten Verdrehmitnehmers im inneren der Hülse angeordnet ist.
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Als gattungsbildend ist die Schrift
DE 22 08 589 A zu nennen, in der ein Unterwasserfahrzeug für den Unterwassersport eines oder mehrerer Schwimmer oder Taucher beschrieben wird. Die Erfindung umfasst einen Druckkörper, eine Antriebsschraube, einen Elektromotor, welcher die Schraube mittels einer Welle antreibt, einen Energiespeicher und eine Steuervorrichtung. Der Druckkörper ist dabei mittels einer Verschraubung fest verschlossen. Die Schraube ist ebenfalls fest auf der Welle montiert und kann lediglich nach Öffnen des Druckkörpers vom Unterwasserfahrzeug getrennt werden. Die Offenbarung
DE 20 2013 000 182 U1 sowie die Schrift
DE 102 35 842 A1 zeigen eine ähnliche Vorrichtung.
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Zur Prüfung und/oder Wartung der im Innern des Unterwasserfahrzeugs angeordneten Komponenten ist es zwingend erforderlich, dass das Unterwasserfahrzeug mindestens vor und nach jedem Tauchgang geöffnet wird. Hierbei ist es besonders wichtig, die wiederholte Druckdichtigkeit des Druckkörpers zu gewährleisten. Viele Systeme werden daher mit radial umlaufenden Dichtungen oder einer Kombination aus radialen und axialen Dichtungen ausgestattet. Die Dichtigkeit wird wie in der zuerst genannten Offenbarung durch eine Verschraubung oder das Verwenden von Spannverschlüssen erreicht, indem die Dichtung zwischen Druckkörper und Deckel eingeklemmt wird. Neben einer Gefahr des Verrutschens der Dichtung oder eines unsachgemäßen Verschließens sowie – im Falle einer Verschraubung – einem erhöhten Zeitaufwand beim Öffnen stellt auch ein gewisser Platzbedarf für die Spannverschlüsse ein Nachteil dar. Diese bringen auch bei der Nutzung unter Wasser Nachteile in der Energieeffizienz mit sich.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Sicherungselement für Unterwasserfahrzeuge bereitzustellen, welches einen zuverlässigen Verschluss des Druckkörpers gegen das Eindringen von Wasser ermöglicht und zudem schnell und einfach zu lösen ist. Zudem soll der Verschlusszustand des Druckkörpers optisch oder auch haptisch leicht überprüfbar sein.
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Die Aufgabe wird durch ein Sicherungselement nach Anspruch 1 erreicht. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche stellen Ausgestaltungen der Erfindung dar.
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Nach dem Stand der Technik sind Kappen bekannt, die wenigstens eine um die Kappe umlaufende Dichtung aufweisen. Die Kappe ist auf einen Druckkörper druckdicht aufsetzbar. Über das Einsetzen der Kappe in den Druckkörper wird die wenigstens eine umlaufende Dichtung zwischen diesen beiden Teilen eingeklemmt und schließt das Innere des Druckkörpers bei Beaufschlagung der Kappe mit Wasserdruck druckdicht ab. Nichts desto trotz kann die Kappe noch abgezogen werden, weshalb eine Sicherung erforderlich wird. Erfindungsgemäß weist das Sicherungselement für Unterwasserfahrzeuge deshalbmindestens eine an der Kappe angeordnete, ins Innere des Druckkörpers zeigenden Hülse auf, in der wenigstens ein Sperrelement gehaltert ist. Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, dass das Sperrelement mittels eines Sperrzapfens, welcher im Innern der Hülse angeordnet ist, aus einer ersten Stellung, bei der eine Sicherung freigegeben ist, in eine zweite Stellung, bei der ein Sicherung hergestellt ist, in seiner Position veränderbar ist. Die Hülse ist derart ausgebildet, dass sie in ein am Druckkörper angeordnetes Gegenstück eingreift. Diese Anordnung birgt den Vorteil, dass die Haube lediglich auf den Druckkörper aufgesetzt werden muss. Die dabei ins Innere des Drückkörpers zeigende Hülse wird bei diesem Vorgang in das Gegenstück hinein oder durch das am Druckkörper befestigte Gegenstück hindurch gesteckt, so dass die Haube zusätzlich zentriert wird. Durch ein einfaches Betätigen des Sperrzapfens in der Hülse werden die Sperrelemente aus der Hülse heraus verschoben. Dabei greifen die die Sperrelement derart in das Gegenstück hinein oder hinter das Gegenstück, dass ein Abnehmen der Haube nicht mehr möglich ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherungselements für Unterwasserfahrzeuge weist der Sperrzapfen mindestens eine Ausnehmung auf. Diese Ausnehmung nimmt im Falle des Entriegelns das durch die Hülse geführte Sperrelement zumindest teilweise auf. So steht dieses nicht mehr über die äußere Fläche der Hülse hinaus, und die Haube kann aus dem Gegenstück bzw. vom Druckkörper entnommen werden.
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Nach einer besonderen Ausgestaltung des Sicherungselements für Unterwasserfahrzeuge ist der Sperrzapfen in der Hülse drehbar. Dieses vereinfacht die Bedienung sehr stark, da nun schnell und unkompliziert die Haube aufgesetzt und durch eine leichte Drehbewegung arretiert werden kann. Eine derartige Befestigung erlaubt eine häufige Wiederholung, so dass Prüf- und Wartungsroutinen vor und nach bzw. zwischen den Tauchgängen schnell und problemlos erfolgen können.
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Auch eine axiale Verschiebung des Sperrzapfens gegenüber der Hülse erleichtert diese Arbeiten, so dass eine derartige Ausführung des Sicherungselements für Unterwasserfahrzeuge noch zu bevorzugen ist. Zudem birgt es den Vorteil, dass der Nutzer schnell und sicher den Verschlusszustand des Unterwasserfahrzeugs erkennen kann. Die axiale Verschiebung des Sperrzapfens gegenüber der Hülse spiegelt sich in vorteilhafter Weise durch eine Verdrehung des Bedienelements an der Außenseite der Haube wieder, so dass die Stellung dieses Bedienelements eine verlässliche Aussage über den Druckdichten Abschluss macht. Denkbar ist auch, dass die Verdrehung und eine axiale Verschiebung miteinander kombiniert werden.
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Nach einer besonderen Ausgestaltung des Sicherungselements für Unterwasserfahrzeuge ist zwischen Sperrzapfen und Kappe eine Feder angeordnet. So kann sichergestellt werden, dass der Sperrzapfen immer möglichst weit in die Hülse eingeschoben ist, so dass im Idealfall ein Verschluss hergestellt ist. Außerdem sichert die Feder gegen das unbeabsichtigte Abnehmen der Haube vom Druckkörper.
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Weiterhin bietet in einer Ausgestaltung des Sicherungselements für Unterwasserfahrzeuge durch das Merkmal, nach dem die Feder den Sperrzapfen wenigstens teilweise umschließt, die Vorrichtung eine robustere Lösung an, da die Feder gegen Beschädigungen oder andere Einwirkungen besser geschützt ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung des Sicherungselements für Unterwasserfahrzeuge ist an der Hülse mindestens ein umlaufendes Dichtelement in Form einer Ringdichtung angeordnet. Auch wenn eine einzelne Ringsichtung ausreichend sein könnte, bietet die Verwendung von mehreren, wenigstens zwei Dichtungen eine erhöhte Sicherheit. Durch diese Dichtungen können Beschädigungen durch zwischen Hülse und Kappe und/oder entlang des Sperrzapfens eindringendes Wasser verhindert werden.
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Gleiches gilt für ein erfindungsgemäßes Sicherungselement für Unterwasserfahrzeuge, bei dem am Sperrzapfen umlaufende Dichtelemente in Form von Ringdichtungen angeordnet sind. Eine derartige Abdichtung der wasserempfindlichen Bauteile des Unterwasserfahrzeugs vereinfacht die Gestaltung des Verschlusselements sehr.
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Ausführung der Erfindung
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine Ansicht eines Unterwasserfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Sicherungselement,
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2 eine Darstellung des wesentlichen Teils des erfindungsgemäßen Sicherungselements in einer Schnittdarstellung in geschlossenem Zustand,
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3 die Draufsicht auf eine Haube,
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4 eine Darstellung des wesentlichen Teils des erfindungsgemäßen Sicherungselements in einer Schnittdarstellung in entriegeltem Zustand,
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5 ein Schnitt durch Hülse und Sperrzapfen in einer zweiten Ausführungsform im Verschlusszustand,
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6 ein Schnitt durch Hülse und Sperrzapfen in einer zweiten Ausführungsform im Entnahmezustand und
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7 die Ansicht eines Sperrzapfens der zweiten Ausführungsform.
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In 1 ist eine Ansicht eines Unterwasserfahrzeugs 1 gezeigt, bei dem innerhalb des Druckkörpers 2 alle wesentlichen Elemente für den Antrieb und dessen Energieversorgung enthalten sind. Das im Betriebszustand vordere Ende des Unterwasserahrzeugs 1 ist mit einer Haube 3 abgedeckt. An der Haube 3 ist ein Griff 4 mit Schrauben 6 befestigt. Am im Betriebszustand hinteren Ende des Unterwasserfahrzeugs 1 befindet sich die Welle 5, auf die zum Betrieb ein Propeller aufgeschoben werden kann. Die Haube muss vor und nach jedem Tauchgang abgenommen werden, weshalb ein Druckdichter aber zu öffnender Verschluss vorgesehen sein muss.
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Dieser ist in der erfindungsgemäßen Ausführung in 2 näher gezeigt. Im dort dargestellten Schnitt durch einen Teil der Haube 3 ist die Ausgestaltung der Erfindung im Verschlusszustand erkennbar. Mittels Schrauben 6 ist der Griff 4 an der Haube 3 befestigt. An der Haube 3 ist eine ins Innere des Druckkörpers 2 zeigende Hülse 7 angeordnet, die in ein Gegenstück 8 einsteckbar ist. Das Gegenstück 8 ist mittels einer Traverse 9 bzw. einer Halterung 10 mit dem Druckkörper 2 verbunden. In der Hülse 7 sind Sperrelemente 11 eingepasst, die im vorliegenden gesperrten Zustand in Gegenstückausnehmungen 12 eingreifen und ein Abziehen der Haube 3 vom Druckkörper verhindern. Ein Sperrzapfen 13 verhindert seinerseits das Zurückweichen der Sperrelemente 11 in Innere der Hülse 7. Erst wenn gegen die Kraft einer Feder 14 mittels eines Aktivierungselements 15 der Sperrzapfen 13 in Richtung des Griffes 4 gezogen wird, können die Sperrelemente 11 in die Sperrzapfenausnehmungen 16 zurückweichen und die Haube 3 frei geben. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei der Sperrzapfenausnehmung 16 um eine um den Sperrzapfen herum verlaufende Nut.
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In 3 ist ein Ausschnitt aus einer Draufsicht auf eine Haube 3 entlang der Linie F-F aus 1 gezeigt. Mittels Schrauben 6 ist an der Haube 3 ein Griff 4 befestigt. Unterhalb des Griffes 4, in der Spitze der Haube 3, ist für den Nutzer das Aktivierungselement 15 angeordnet. Griffmulden 17 erleichtern dabei das Fassen des Aktivierungselements 15 mit Daumen und einem Finger. Um zu gewährleisten, dass der Zustand des Sicherung erkennbar und ertastbar ist, kann das Aktivierungselement 15 im vorliegenden Fall nach dem Herausziehen aus der Haube 3 um 90° gedreht und dann ohne axiale Verschiebung abgelegt werden. Die Haube 3 ist dann vom nicht dargestellten Druckkörper 2 trennbar. Zum Sichern wird das Aktivierungselement 15 wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgebracht.
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4 zeigt eine Detaildarstellung des Verschlusselements in entriegelter Stellung. Das Aktivierungselement 15 ist gegen die Federkraft der Feder 14 angehoben worden. Es liegt, verdreht gegenüber seiner Ausgangsstellung auf der Haube 3. Durch das Anheben des Aktivierungselements 15 ist der Sperrzapfen 13 innerhalb der Hülse 7 derart verschoben worden, dass die Sperrzapfenausnehmungen 16 im Bereich der Sperrelemente 11 positioniert sind. So konnten die Sperrelement 11 zurückweichen. Sowohl der Sperrzapfen 13 als auch die Hülse 7 sind mit Dichtelementen 18, die umlaufend um diese beiden Bauteile herum angeordnet sind, versehen. So kann verhindert werden, dass Wasser in das Innere des Druckkörpers 2 eindringen kann.
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In einer zweiten Ausführungsform ist die Verriegelung der Haube 3 am Druckkörper 2 durch ein drehbares Element gelöst. Dazu ist der Sperrzapfen 13, wie er in den 5 bis 7 dargestellt ist, ausgebildet. In 5 ist die Verriegelung hergestellt, in 6 ist die Haube 3 abnehmbar. Durch den Sperrzapfen 13 werden die Sperrelement 11 durch die Hülse 7 in das nicht dargestellte Gegenstück 8 gedrückt. Mit Verdrehen des Sperrzapfens 13, der an seinem in Druckkörperinnere zeigenden Ende abgeflacht ist, werden Ausnehmungsabschnitte 19 in den Bereich der Sperrelemente 11 verdreht. Sie sind derart gestaltet, dass sie die Sperrelemente 11 zumindest teilweise aufnehmen, und jedenfalls so dimensioniert, dass die Sperrelemente 11 nicht weiter eine Abnahme der Haube 3 vom Druckkörper 2 verhindern. Auch wenn eine optische wie auch eine haptische Überprüfung des Verschlusses an einem einfach nur gedrehten Aktivierungselement möglich ist, ist eine zusätzlich axiale Verschiebung des Sperrzapfens 13 in der Hülse 7 beim Öffnungsvorgang möglich und wünschenswert. In diesem Fall sorg die Feder 14 dafür, dass der Sperrzapfen 13 immer möglichst weit in das Innere eingeschoben bleibt. Die Verdrehung sollte aber besonders aus Gründen der besseren Haptik immer nach Anheben des Aktivierungselements 15 gegen die Kraft der Feder 14 erfolgen.
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Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Sicherungselementen um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Sperrzapfen in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann das Sperrelement in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. technischen Gründen notwendig ist. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterwasserfahrzeug
- 2
- Druckkörper
- 3
- Haube
- 4
- Griff
- 5
- Welle
- 6
- Schraube
- 7
- Hülse
- 8
- Gegenstück
- 9
- Traverse
- 10
- Halterung
- 11
- Sperrelement
- 12
- Gegenstückausnehmung
- 13
- Sperrzapfen
- 14
- Feder
- 15
- Aktivierungselement
- 16
- Sperrzapfenausnehmung
- 17
- Griffmulde
- 18
- Dichtelement
- 19
- Ausnehmungsabschnitt
