DE2316761A1 - Unterwasserfahrzeug mit einer trimmvorrichtung - Google Patents

Description

• Unterwasserfahrzeug mit einer Trimmvorrichtung Die Erfindung geht aus von einem Unterwasserfahrzeug mit einem Druckkörper und einer Trimmvorrichtung, bei dem zur Lageregelung die Position des Schwerpunktes durch Verschieben von Trimm-Massen veränderbar ist und als zu verschiebende Grimm-Massen die Antriebs energie speichernde elektrische Akkumulatoren verwendet sind.
• Die Trimmung, also die Position eines Unterwasserfahrzeugs zur Horizontalen, ändert sich unter den verschiedensten Einflüssen: llenn ein Besatzungsmitglied sich im Fahrzellg zu einem anderen Platz begibt, wird dadurch die Schwerpunktlage des Fahrzeugs und damit die Trimmung verändert; auch das Bewegen von GreiSwerkzeugen und anderen Vorrichtungen, mit denen solche Fahrzeuge ausgestattet sind, verändert die Trimmung0 Schließlich ist eine unerwünschte änderung der Trimmung auch dann möglich, wenn sich das Fahrzeug in einer Strömung befindet, die einen Geschwindigkeitsgradienten mit vertikaler Komponente aufweist. Schließlich ist es häufig auch erwünscht, die Trimmung des Fahrzeugs zum Fahren in einer Richtung mit vertikaler und horizontaler Komponente zu verändern. Die Trimmung erfolgt im allgemeinen dadurch, daß Trimm-Massen in ihrem Abstand zum Lot durch den Schwerpunkt verändert werden.
• Bei der eingangs geschilderten bekannten Anordnung (US-PS 1 188 842) sind als Trimm-Massen die ntriebsbatterien des Unterwasserfahrzeugs verwendet, die im Inneren des Druckkörpers in einem in Längsrichtung des Unterwasserfahrzeugs verschiebbaren Wagen untergebracht sind. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß der Raum, der für die Lageänderung des Wagens erforderlich ist, nicht für andere Zwecke verwendet werden kann, was dazu führt, daß entweder sehr viel derartiger nutzloser Raum zur Verfügung stehen muß oder daß der Verschiebeweg des Wagens nur klein gewählt werden kann.
• Bei einem anderen bekannten Unterwasserfahrzeug (DT-AS 1 165 439) dienen zum Trimmen außerhalb des Druckbehälters angeordnete Behälter, die über eine Rohrleitung miteinander in Verbindung stehen und mit Quecksilber gefüllt sind, und bei denen durch Druckkolben zur linderung der Trimmung die Quecksilbermenge im einen Behälter verringert und entsprechend im anderen erhöht werden kann, und umgekehrt. Bei dieser bekannten Anordnung ist von Nachteil, daß für die Trimmung zusätzlicher toter Ballast in Form des Quecksilbers erforderlich ist, der einen zusätzlichen auftrieb und daher eine unnötige Vergrößerung des Druckkörpers des Unterwasserfahrzeugs erfordert. Daher ist man bei der bekannten Anordnung bestrebt, mit möglichst wenig Quecksilber auszukommen7 wodurch die Trim; Möglichkeiten beschränkt sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird bei einem Unterwasserfahrzeug der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Antriebsenergiespeicher außerhalb des Druckkörpers in mindestens einem zylinderförmig ausgebildeten Behälter untergebracht sind, dessen Längsrichtung mit der Hauptrichtung der Trimmbewegung zusammenfällt, und daß in jedem der Behälter mindestens ein in Längsrichtung des Behälters in Führungen verschiebbarer Kasten vorgesehen ist, in dem jeweils einer der Antriebsenergieapeicher untergebracht ist.
• Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Inneren des Druckkörpers weder für die Trimm-Hlassen, noch für deren Bewegungsspielraum Platz erforderlich ist, und daß die zur Verfügung stehenden Trimm-Massen sehr groß sein können. Die Führungen sorgen.für einen exakten und vor allem leichten Lauf der Drimm-Massen, um ein Trimmen mit wenig Energieaufwand zu ermöglichen. Der zylinderförmig ausgebildete Behälter kann eine Länge aufweisen, die der Länge des Unterwasserfahrzeugs entspricht oder diese sogar noch übertrifft; hierdurch ist es möglich, die im.zylinderförmigen Behälter beweglich gelagerten Trimm-Massen über große Strecken zu bewegen. An sich lassen sich gleiche Trimmwirkungen dadurch erzielen, daß man entweder eine verhältnismäßig kleine Nasse um eine verhältnismäßig große Strecke verschiebt, oder dadurch, daß man eine verhältnismäßig große Masse um eine verhältnismäßig kleine Strecke verschiebt. Da im ersteren Fall geringfügige Ungenauigkeiten in der Längenverschiebung sich nicht sehr stark auswirken, ist es möglich, mit der erstgenannten Anordnung eine verhältnismäßig feinfühlige Trimmung zu erreichen. Es ist jedoch auch möglich, verhältnismäßig große Massen, also z.B. einen großen Teil der Antriebsenergiespeicher oder aber den gesamten Antriebsenergiespeicher so auszubilden, daß er in dem zylinderförmigen Behälter über eine verhältnismäßig große Strecke verschoben werden kann. Dies bietet den Vorteil, daß das Unterwasserfahrzeug auch dann ausgetrimmt werden kann, wenn es dazu benutzt wird, verhältnismäßig große Massen zu transportieren und diese Massen nicht unter dem Schwerpunkt des Unterwasserfahrzeugs aufgehängt sind, sondern z.B. an seinem vorderen oder hinteren Ende durch dort angeordnete Greifwerkzeuge gehalten werden. Werden derartige schwere Gegenstände dann abgesetzt, so ist eine sehr schnelle Umtrimmung erforderlich, um zu verhindern, daß das Untervasserfahrzeug mit einem seiner Enden in die Höhe schießt. Diese schnelle Umtrimmung ist mit der erfindungsgemäßen Anordnung möglich.
• Es ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch möglich, den Antriebsenergiespeicher in mehreren Kästen beweglich unterzubringen, so daß äe nach Bedarf nur ein Teil des Antriebsenergiespeichers oder aber der ganze Antriebsenergiespeicher für Trimmzwecke verschoben werden kann.
• Es ist ohne Schwierigkeiten möglich, bei Verwendung von Akkumulatoren als Antriebsenergiespeicher die zu den Polen der Akkumulatoren führenden Leitungen flexibel auszubilden, so daß sich die Energie entnahme trotz der verschiebbaren Anordnung der Akkumulatoren konstruktiv einfach sicherstellen läßt.
• Das Unterwasserfahrzeug kann lediglich einen einzigen zylinderförmigen Behälter aufweisen. Er wird vorzugsweise unterhalb des Druckkörpers angebracht und übt dadurch eine stabilisierende Wirkung auf das Fahrzeug aus, das eine erruünschte tiefe Schwerpunktlage erhält. Bei bevorzugten Ausführungen.der Erfindung sind zwei zylinderförmig ausgebildete Behälter vorgesehen. Dies bietet einerseits den Vorteil, daß das Untervxasserfahrzeug mit einem größeren Antriebsenergiespeicher ausgestattet werden kann. Andererseits ist es möglich, die beiden Behälter so anzuordnen, daß sie unterhalb des Druckkörpers zu beiden Seiten der Längsmittelebene des Unterwasserfahrzeugs und in gleichem Abstand von dieser angeordnet sind, so daß sie als Stcvndbeine für das Unterwasserfahrzeug dienen können.
• Zur weiteren Vergrößerung des Antriebsenergiespeichers ist es auch möglich, mehr als zwei, z.B0 drei derartige zylinderförmige Behälter am Unterwasserfahrzeug anzuordnen. Es ist auch möglich, die Behälter so am Unterwasserfahrzeug anzubringen, daß sie leicht lösbar sind, so daß das Unterwasserfahrzeug mit einer innerhalb gewisser Grenzen frei wählbaren Anzahl von derartigen Behältern und damit einem Antriebsenergiespeicher wählbarer Größe ausgestattet werden kann; außerdeia ist es hierdurch möglich, dann, wenn Akkumulatoren als Speicher verwendet werden, anstatt eines. verhältnismäßig zeitraubenden hufladevorgangs die erschöp£teL Batterien dadurch auszutauschen, daß der ganze Behälter ausgewechselt wird. Dies kann für einen gewünschten Einsatz des Unterwasserfahrzeugs mit nur kurzzeitigen Unterbrechungen wichtig sein.
• Das Verschieben der Trimm-Massen kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise können die Trimm-Massen mechanisch bewegt werden. Ebenso ist es auch möglich, die Trimm-Massen mittels kleiner elektrischer Stellmotoren zu bewegen. Bei bevorzugten A-usführungsformen der Erfindung jedoch sind die-Eästen in den Behältern mittels Hydraulikzylindern verschiebbar. Der Vorteil der Hydraulikzylinder liegt darin, daß sie sehr exakt und wegen der Inkompressibilität der Hydraulikflüssigkeit praktisch verzögerungsfrei arbeiten.
• Ein Problem ergibt sich bei der Trimmung eines Unterwasserfahrzeuges durch an zwei Seiten vorgesehene Trimm-Massen häufig dadurch, daß es nicht immer zufriedenstellend gelingt, die Verschiebung der Trimm-Massen zu synchronisieren. Eine mangelhafte Synchronisation bewirkt ein Kippen des Fahrzeugs um eine Achse, die zu seiner Längsachse einen Winkel von weniger als 900 einnimnt. Dieses Problem des exakt gleichförmigen Bewegens der Trimm-Massen ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß die Hydraulikzylinder der beiden Behälter hintereinandergeschaltet sind. Wegen der Inkompressibilität der Hydraulikflüssigkeit ist dadurch bei in ihren Abmessungen gleichgroßen Hydraulikzylindern in beiden Behältern sichergestellt, daß die Trimm-Massen synchron zueinander bewegt werden. Dabei ist bevorzugt- der Kolben des Hydraulikzylinders an einem Behälterende befestigt und es ist der Hydraulikzylinder selbst an dem Kasten befestigt. Die auf der einen Seite des Kolbens dem Hydraulikzylinder zugeführte Menge an Hydraulikflüss'igkeit entspricht genau der hienge, die auf der anderen Seite des Kolbens aus dem Hydraulikzylinder herausgedrückt wird. Diese herausgedrückte Menge wiederum wird dem Hydraulikzylinder des anderen Behälters zugeführt, wodurch dort eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder um den gleichen Betrag bewirkt wird wie bei dem zuerst genannten Hydraulikzylinder. Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Synchronisierung der Bewegung der Trimm-Massen liegt darin, daR diese praktisch ohne zusätzlichen Aufwand und daher auch sehr störunanfällig verwirklicht ist.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Behälter vorgesehen sind, sind diese mit dem Druckkörper über Stelzen verbunden9 durch die die Betätigungsorgane zum Verschieben der Trimm-Massen hindurchgeführt sind. Der besondere Vorteil liegt hierbei darin, daß die Behälter mit den Stelzen gleichzeitig als verhältnismäßig lange Standbeine für das Untervrasserfahrzeug dienen können. Außerdem können durch die Stelzen die Betätigungsorgane zum Verschieben der Trimm-Massen ohne Gefahr äußerer Einwirkungen und Beschädigungen hindurchgeführt werden. Es können dabei die Stelzen als nach außen abgedichtete Druckkörper ausgebildet sein, und es kann eine unmittelbare Verbindung vom Druckkörper über die Stelzen zu den Behältern bestehen. Es können in diesem Fall durch die Stelzen mechanische Betätigungsorgane wie Seil- und Kettenzüge oder Betätigungshebel, oder aber Hydraulikleitungen hindurchgeführt werden0 Bevorzugt sind jedoch die Stelzen nicht als nach außen abgedichtete, druckfeste Bauteile ausgebildet, sondern es sind vielmehr die Betätigungsorgane in Form von Leitungen durch die Stelzen hindurchgeführt, die durch druckwasserdichte Durchführungen in den Druckkörper bzw. den Behälter eingeführt sind.
• Die Trimmung eines Unterwasserfahrzeuges wird im allgemeinen von der Besatzung vorgenommen0 Es ist jedoch vielfach ersrünscht, die Trinnwng selbsttätig vornehmen zu lassen, damit sich die Besatzung ungestört ihren eigentlichen Aufgaben widmen kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher zum selbsttätigen Verschieben der Trimm-N4assen ein Regelkreis vorgesehen, der auf die Neigung des UntervJasserfahrzeugs anspricht.
• Der Regelkreis enthält ein neigungsempfindliches Steuerglied. Sobald das Unterwasserfahrzeug von seiner Soll-Lage abweicht, spricht das Steuerglied an und stellt die Trimm-Liassen so lange nach, bis die Soll-Lage wieder eingenommen wird. Als neigungsempfindliches Steuerglied ist beispielsweise ein durch ein Pendel betätigter Schalter vorgesehen. Die von dieser selbsttätigen Vorrichtung eingehaltene Trimmung des Unterwasserfahrzeuges ist im allgemeinen nur durch Eingriff der Mannschaft veränderbar.
• Vielfach soll jedoch für eine längere Zeit eine von der üblichen Trimmung abweichende Trimmung eingehalten werden.
• In diesen Fällen ist es sehr vorteilhaft, wenn auch diese abweichende Trimmung selbsttätig von dem Steuerglied eingehalten wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher das Steuerglied relativ zum Unterwasserfahrzeug um eine Achse verschwenkbar, die etwa horizontal und etwa senkrecht zur Verschieberichtung der Trimm-Massen liegt. Durch entsprechendes Verstellen des Steuergliedes um diese Achse kann jede beliebige Trimmlage des Fahrzeugs eingestellt und selbsttätig beibehalten werden.
• Eingangs wurde bereits darauf hingewiesen, daß es in bestimmten Fällen zweckmäßig oder erforderlich sein kann, eine sehr schnelle Änderung der Trimmlage oder ein sehr schnelles Aus trimmen einer ungewünschten Änderung der Trimialage zu erreichen. Hierzu ist es erforderlich,.
• möglichst schnell eine verhältnismäßig große Schwerpunktsverlagerung der Drimm-Massen vorzunehmen. Um ein schnelles Aus trimmen zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, die Trimm-Massen zunächst stärker zu verlagern als zum Erreichen der gewünschten Tritamlage erforderlich ist, und sie kurz vor dem Zeitpunkt, zu den das Unterwasserfahrzeug die gewünschte Trimmlage erreicht, im entgegengesetzten Sinn abermals über die Sollage der Trimm-Massen hinauszuschieben9 um die Schwenkbewegung des Unterwasserfahrzeugs um seine Trimmachs'e abzubremsen und die Tri-mm-Massen dann kurz vor Erreichen der gewünschten Trimmlage an ihren dieser Triramlage entsprechenden Ort zu verschieben. Die geschilderte Steuerung der Trimm-Massen kann von Hand vorgenommen werden, es ist jedoch zweckmäßiger, diese Steuerung von einer Einrichtung vornehmen zu lassen, die entweder aufgrund vorgegebener Schaltungsgrößen den geschilderten Steuervorgang vornimmt oder aber die einen Rechner enthält, der aufgrund ständiger Messungen der Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs die Steuervorgänge auslöst. Zum Austrimmen ungewünschter, sehr schneller änderungen der Trimmlage des Unterwasserfahrzeugs ist es möglich, die geschilderte Übersteuerung der Trimm-Massen automatisch durch ein Meßglied auszulösen, das entweder in Abhängigkeit von der Winkelbeschleunigung der Bewegung, die das Unterwasserfahrzeug um seine Trimmachse ausgeführt, und/oder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der diese Änderung der Trimmlage stattfindet, die geschilderten Steuervorgänge auslöst.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der am Unterwasserfahrzeug ein Manipulator (z.B. ein Greifwerkzeug) angeordnet ist, bei dessen Bewegung sich die Trimmung verändert, ist vorgesehen, gleichzeitig mit der Bewegung des Nanipulators die Trimm-Nassen so zu verschieben, daß dle Trimmung nicht verändert wird. Der Vorteil liegt hierbei darin, daß ein R/egelvorgang, der erst bei einer bestimmten hinderung der Trimmlage einsetzen kann, nicht erforderlich ist. Diese zwangsweise Kopplung der Bewegung der Trimm-Nassen an die Bewegung des Manipulators kann durch einen Steuerkreis, insbesondere einen hydraulischen Steuerkreis, erfolgen.
• Sind mehrere hinsichtlich ihres Einflusses auf die Trimmung verschiedene Manipulatoren-vorhanden, so kann zweckmäßigerweise jedem der Manipulatoren ein eigener Steuerkreis zur Verschiebung der Drimm-Massen zugeordnet sein.
• Sind die Manipulatoren so ausgebildet, daß sie zum Transport von Gegenständen benutzt werden können, z.B.
• Greifwerkzeuge oaer ein Schleppnetz, das vom Meeresboden Gegenstände aufnimmt, so ist der Einfluß des betreffenden Manipulators auf die Trimmung je nach dem Gewicht, das der von ihm transportierte Gegenstand unter Berücksichtigung des Auftriebs ausübt, verschieden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, durch Neßmittel das Gewicht des transportierten Gegenstandes oder eine von diesem Gewicht abhängige Größe festzustellen und in Abhängigkeit von dem festgestellten Gewicht die durch die Bewegung des Manipulators gesteuerte Verschiebung der Trimm-Massen so zu beeinflussen, daß die Trimmung bei beliebigem Gewicht des transportierten Gegenstandes unverändert bleibt Als Meßmittel sind beispielsweise an passender Stelle angeordnete Druckmeßdosen geeignet.
• Weitere Sinzelheiten und Ausgesteltungen der-vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Zeichnu zeigt erfindungswesentliche Einzelheiten. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Unterwasserfahrzeug mit erfindungsgemäßer Trimmvorrichtung unter Weglassen aller für das Verständnis nicht erforderlichen Teile, Fig. 2 in stark schematisierter Darstellung die Betätigungsanlage der erfindungsgemäßen Trimmvornchtung und Fig. 3 einen schematisiert gezeichneten NeigungsschalterO Ein- zylint1richer Drucklcörper 1 mit an beiden Enden angesetzten gewöl1Jten Ab3chlüssen ist an seiner Aussenseite im unteren Bereich symmetrisch zu seiner vertikalen Längsmittelebene mit zwei Stelzen 2 und 3 versehen. An den Stelzenenden sind zylindrische Behälter 4 und 5 befestigt.
• Die Längsachsen der Behalter 4 und 5 verlaufen parallel zueinander und zur Längsachse des Druckkörpers 1. Bevorzugt sind an jedem der Behälter 4 und 5 zwei Stelzen 2 bew. zwei Stelzen 3 angebracht, wodurch ein sicherer Stand des Unterwasserfahrzeuges auf einem Transportschiff, einem Kai oder auch dem-Grund des Gewässers gewährleistet ist.
• Die Behälter 4 und 5 sind an ihren Enden mit halbkugelförmigen Kappen 6 abgeschlossen. Der Innenraum der Behälter 4 und 5 ist über ein nicht dargestelltes System zu entlüften. In den Behältern 4 und 5 sind Kästen 7 untergebracht, die in Profilschienen 8 mitte)sKugelfü.hrungen 9 in Längsrichtung der Behälter 4 und 5 verschiebbar sind.
• In den Kästen 7 sind elektrische Mckumulatoren 10 untergebracht, von deren Polen 11 nicht dargestellte Leitungen durch die Stelzen 2 bzw. 3 in den Druckkörper 1 geführt sind, um Antriebsmotoren zu speisen.
• Die Akkumulatoren 10, die eine große Masse aufweisen, sind durch ihre verschiebbare Anordnung als Trimm-Massen verwendbar. Zum Verschieben der Trimm-Massen dient die nachstehend beschriebene Einrichtung. Eine nicht weiter dargestellte Vorrichtung zur Versorgung mit Druckflüssigkeit speist eine Zuführungsleitung 12. Diese Versorgungsvorrichtung kann entweder aus einem Druckspeicher (Windkessel) oder aus einem Motor-Pumpen-Aggregat bestehen. Die Zuführungsleitung 12 führt zu einem Umschaltventil 13. Das Umschaltventil 13 verbindet in der einen seiner beiden möglichen Lagen die- Zuführlrngsleitung 12 mit einer Speiseleitung 14, wogegen es in der anderen seiner beiden Schaltlagen eine Handpumpe 15 mit der Speiseleitung 14 verbindet. An die Saugseite der Pumpe, deren Druckseite mit dem Um3ehaltventil 13 verbunden ist, ist über eine Saugleitung 16 ein Vorratsbehh,ler 17 für Hydraulilcflüssig-keit angeschlossen. Von dem Vorratsbehälter 17 führt eine Rücklaufleitung 18,zu einem Steuerventil 19. In dem Verlauf der Rücklaufleitung 18 ist eine Drossel 20 eingeschaltet, die gegebenenfalls in ihrer Drosselwirkung einstellbar ist. Die Speiseleitung 14 führt von dem Umschaltventil 13 ebenfalls zum Steuer ventil 19.
• Das Steuerventil 19 weist insgesamt vier Anschlüsse auf, an die die Rücklaufleitung 18 und die Speiseleitung 14 sowie zwei Steuerleitungen 21 und 22 angeschlossen sind.
• Die Steuerleitungen 21 und 22 sind durch die Stelzen 2 und 3 hindurchgeführt zu den Behältern 4 und 5. Das Steuerventil 19 weist drei verschiedene Schaltstellungen auf.
• In seiner mittleren Ruhestellung, die durch Rückstellfedern 23 und 24 im Ruhezustand eingehalten wirdç sind alle vier Anschlüsse voneinander getrennt. Es ist kein Durchfluß möglich. In einer zeiten Stellung ist die Speiseleitung 14 mit der Steuerleitung 22 und die Steuerleitung 21 mit der Rücklaufleitung 18 verbundene In der dritten möglichen Stellung des Steuerventiles 19 ist die Speiselei x tung 14 mit der Steuerleitung 21 und die Steuerleitung 22 mit der Rücklaufleitung 18 verbundene Es sind also die beiden Steuerleitungen 21 und 22 wahlweise mit der Speiseleitung 14 oder der Rücklaufleitung 18 verbunden, Die Stelzen sind vorzugsweise nicht druckdicht ausgeführt.
• Die Steuerleitungen 21 und 22 sowie eine weitere, von dem Behälter 4 unmittelbar zu dem Behälter 5 führende Ausgleichsleitung 25 sind Jeweils durch druckdichte Durchführungen 26 hindurchgeführt, um das Eindringen von -Wasser in die Behälter 4 und 5 bzw. den Druckkörpar 1 zu verhindern.
• In edlem der Behälter 4 und 5 ist ein ydrau1ikarboitßzy linder 27 bzw. 28 vorgesehen. Die Hydraulikzylinder 27 bzw. 28 sind an den fahrbaren Kisten 7 befestigt. In den Hydraulikzylindern 27 und 28 ist je ein Arbeitslcolben 29 und 30 verschiebbar gefuhrt, der an seinen beiden Stirnflächen mit je einer Kolbenstange 31 versehen ist, die an einem Ende am Behälter 4 bzw. 5 befestigt ist. Die Ausgleichsleitung 25 ist bei dem einen der beiden Hydraulikzylinder an dem anderen Ende vorgesehen als bei dem im anderen Behälter befindlichen Hydraulikzylinder. An das jeweils freie Ende der Hydraulikzylinder sind die Steuerleitungen 21 und 22 angeschlossen. An die Ausgleichsleitung 25 ist noch ein Entliiftungsventil 32 angeschlossen.
• Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Trimmvorrichtung ist wie folgt: Weicht die Trimmung von dem vorgegebenen oder gewünschten Wert ab, so wird von Hand oder durch einen selbsttätigen 1'Teigungsschalter das Steuerventil 19 aus der dargestellten mittleren Ruheposition herausbewegt.
• Ist beispielsweise das Unterwasserfahrzeug 80 geneigt, daß das Ende der beiden Behälter 4 und 5, an dem die Kolbenstange 31 befestigt ist, tiefer im Wasser liegt als das andere Ende, so müssen die Trimm assen, also die Kästen 7 mit den Akkumulatoren 10 von diesem Befestigungspunkt weg- -bewegt werden. Es wird hierzu das Steuerventil 19 in die Position bewegt, in der aus der Speiseleitung 14 durch das Steuerventil 19 hindurch Hydraulikflüssigkeit in die Steuerleitung 21 gedrückt wird. Diese Hydraulikflüssigkeit bewegt cten Hydraulikzylinder 27 und damit den Kasten 7 im Behälter 4 in der gevmnschten Richtung. Die gleiche Menge an Hydraulikflüssigkeit, die durch die Leitung 21 in den Hydraulikzylin der 27 einfließt, wird auf der anderen Seite herausgedrückt.
• Diese herausgedrückte Hydraulikflüssigkejt fließt durch die Ausgleichs leitung 25 in den Hydraulikylinder 28, wodurch da die Flussigkeitsmengen und die Abmessungen der beiden Hydraulikzylinder gleich sind, auch der Hydraulikzylinder 28 um die gleiche Strecke und mit gleicher Geschwindigkeit bewegt wird wie der Hydraulikzylinder 27. Die aus dem Hydraulikzylinder 28 herausgedrückte Hydraulikflüssigkeit fließt durch die Steuerleitung 22 und das Steuerventil 19 in den Rücklauf 18. Die Drossel 20 im Rücklauf 18 ergibt ein sanftes Arbeiten der Vorrichtung, Ist die Trimmung in der entgegengesetzten Richtung erforderlich, so wird das Steuerventil in die andere Lage bewegt, in der die Steuerleitung 21 mit dem Rücklauf 18 und die Steuerleitunz 22 mit der Speiseleitung 14 verbunden ist. Die Drossel 20, die in beiden Betriebslagen in gleicher Weise wirksam ist, -ergibt einen vom Durchfluß an Hydraulikflüssigkeit abhängigen Druckanstieg in der Rücklaufleitung 18 und damit in gewünschter Weise das stoßfreie, sanfte Arbeiten der Trimmvorrichtung.
• Palls das die Hydraulikflüssigkeit in die Zuführungsleitung 12 speisende Aggregat ausfällt wird das Umschaltventil 13 umgeschaltet und es kann die Trimmvorrichtung mit der Handpumpe 15 betrieben werden.
• Im allgemeinen muß die Trimmung lediglich geringfügige Änderungen ausgleichen. Das grobe Vortrimmen wird bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dadurch vorgenommen, daß die Angriffspunkte oder Befestigungspunkte der Hydraulikzylinder 27 und 28 an den Kästen 7 verstellbar sind. Während des Betriebes sind nur relativ geringfügige Verschiebungen der Massen erforderlich. Diese geringfügigen Verschiebungen sollen sehr feinfühlig vorzunehmen sein, Zu diesem Zweck ist die Drossel 20 vorzugsweise verstellbar.
• Das Steuerventil 19 kann als von Hand schaltbares und/oder als magnetisch schaltbares Ventil ausgebildet sein. Bevorzugt wird vielfach das Steuerventil 19 als Magnetventil ausgebildet, das nur für Notfälle auch von Hand verstellbar ist. Das Magnetventil 19 wird durch einen Neigung~ schalter gemäß Fig. 3 gesteuert. Der eigunesschalter weist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine runde Montageplatte 33 auf, die um eine im Unterwasser-Fahrzeug fest angebrachte Achse 34 schwenkbar und feststellbar ist. Die Achse 34 verläuft etwa horizontal und senkrecht zur Verschierichtung der Trimm-Massen. In ihrem oberen Bereich ist die Montageplatte 33 mit einer Skalierung 35 versehen, die von einer mittleren Null-Lage ausgehend eine Plus- und eine Minusanzeige gegenüber einem fahrzeugfesten Anzeiger 36 ergibt. Auf der Montageplatte 33 sind zwei Quecksilberschalter 37 zueinander und zur Horizontalen bei Null-Stellung der Skalierung 35 geneigt angebracht. Die Neigung der Quecksilberschalter 37 zur Horizontalen ist durch Stellschrauben 38 veränderbar. In jedem der Quecksilberschalter 37 sind ein unterer Kontaktstift 39 und ein oberer Kontaktstift 40 angeschmolzen. In der dargestellten Null-Stellung der Montageplatte 33 ist bei horizontaler Trimmung des Unterwasser-Fahrzeuges der Kontakt zwischen den Kontaktstiften 39 und 40 beider Quecksilberschalter 37 unterbrochen. Ändert sich die Lage des Fahrzeuges gegenüber der Horizontalen, wodurch sich auch die Neigung der beiden Quecksilberschalter zur Horizontalen entgegengesetzt ändert, so wird bei einem der beiden Schalter, der sich in die Horizontale neigt, eine elektrisch leitende Brücke durch einen eingeschlossenen Queoksilbertropfen 41 zwischen den Kontakten 39 und 40 geschaffen, während der Quecksilbertropfen des anderen Schalters in der dargestellten Lage bleibt. Das Schließen dieses Kontaktes hat Strom in einem angeschlossenen Stromkreis zur Folge, der das als Magnetventil ausgebildete Steuerventil 19 in.der Weise betätigt, daß durch entsprechendes Verschieben der Trimm-Massen:die urßprUngllche Lage wieder hergestellt wird, in der in keinem der beiden Quecksilberschalter 37 eine leitende Verbindung zwischen den Kontsktstiften 39 und 40 besteht. Zur entsprechenden Steuerung sind die beiden unteren Kontaktstifte 39 miteinander verbunden und ee ist an diese Verbindung eine Leitung 42 angeschlossen, wogegen an die beiden oberen Kontaktatifte 40 der beiden Quecksilberschalter 37 je eine Leitung 43 und 44 geführt ist. Die Leitung 42 ist mit einem Pol einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden, mit deren anderem Pol alle Wicklungen des als Magnetventil ausgebildeten Steuerventils 19 einpolig verbunden sind. Der andere Pol der beiden Wicklungen des Magnetventiles ist Jeweils mit einer der beiden Leitungen 43 -und 44 verbunden.
• -Die Empfindlichkeit des in Fig, 3 dargestellten Neigungs schalters ist durch Verandern der Neigung der Quecksilberschalter 37 zur Horizontalen veränderbaro Weisen beide Schalter eine starke Neigung zur Horizontalen auf, so ist eine große Abweichung von der Solltrimmung erforderlich, um einen Schaltvorgang auszulösen, da der Schåltvorgang bei einer sehr geringen Abweichung von der Horizontalen erfolgt, wenn der Quecksilbertropfen 41 entsprechend fließt. Werden die beiden Quecksilberschalter 37 in eine Lage gebracht, in der sie wenig von der Horizontalen abweichen, so daß die Kontäktbrücke zwischen den Kontaktetiften 39 und 40 eben noch nicht geschlossen ist D so ist die maximale Empfindlichkeit eingestellt, weil bereits bei kleinen Abweichungen der Solltrimmung der eine der beiden Quecksilberschalter 37 um einen geringen Restbetrag verschwenkt wird, eo daß die Kontaktbrücke zwischen den Kontaktstlften 39 und 40 durch den Quecksilbertropfen 41 geschlossen wird.
• Zum Einstellen der Empfindlichkeit sind die beiden Schalter 37 auf einer um eine Achse 45durch die Stellschraube 38 schwenkbaren Platte 46 angebracht. Um eine von der. horizontalen Lage abweichende Trimmung des Fahrzeuges einstellen und selbsttätig beibehalten zu können .
• kann die Montageplatte 33 um die Achse 34 verschwenkt werden. Die Null-Stellung tritt dann bei einer Abweichung des Fahrzeuges von der Horizontalen für die Quecksilberschalter 37 ein. Diese Abweichung kann an der Skalierung 35 abgelesen bzw. entspréchend-eingestellt werden.
• Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung ncht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu veelassen. Insbesondere ist es möglich, einzelne der Erfindungsmerkmale für sich oder zu mehreren kombiniert zu verwenden. Es können beispielsweise, wie in Fig. 2 angedeutet, in jedem Behälter mehrer Tr,,imm-Massen angeordnet sein, die sowohl gemeinsam miteinander verschiebbar sind, wie aber auch gegeneinander verschiebbar sein können.
• Es versteht sich auch, daß der Neigungsschalter anders ausgebildet sein kann. Er kann beispielsweise eine pendelnd aufgehängte Masse aufweisen, die frei nach allen Seiten schwingen kann. In ihrer Ruhelage, d.h. dann, wenn das Unterwasser-Fahrzeug die gewünschte Trimmlage einnimmt, befindet sich die pendelnd aufgehängte Masse in einem bestimmten Abstand von beispielsweise vier gleichmäßig im Umkreis verteilten Kontakten. Weicht die Trimmung von der Solltrimmung ab, so wird einer oder es werden zwei der Kontakte von der pendelnd aufgehängten Masse betätigt. Entsprechend werden dann ein oder zwei Steuerventile betätigt, die Trimm-Massen entsprechend verschieben, Es kann auf diese Weise eine Trimmung in zwei zueinander senkrechten Achsen erzielt werden. Es kann dadurch das Unterwasser-Fahrzeug nicht nur um eine Querachse sondern auch um eine Längsachse getrimmt werden.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Unterwasserfahrzeug mit einem Druckkörper und einer Trimmvorrichtung, bei dem zur Lageregelung die Position des Schwerpunktes durch Verschieben von Trimm-Massen veränderbar ist und als zu verschiebende Trimm-Massen die Antriebs energie speichernde elektrische Akkumulatoren verwendet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die hntriebsenergiespeicher (10) außerhalb des Druckkörpers (1) in mindestens einem zylinderförmig ausgebildeten Behälter untergebracht sind, dessen Längsrichtung mit der Hauptrichtung der Trimmbewegung zusammenfällt, unddaß in dem Behälter mindestens ein in Längsrichtung des Behälters in Führungen (8) verschiebbarer Kasten (7) vorgesehen ist, in dem jeweils einer der Antriebsenergiespeicher untergebracht ist.

2. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Behälter (4 und 5) vorgesehen sind.

3. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kästen (7) in den Behältern (4 bzw. 5) mittels Hydraulikzylindern (27 bzw. 28) verschiebbar sind.

4. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (27 und 28) der beiden Behälter (4 bzw. 5) hintereinandergeschaltet sind.

5. Unterwasserfahrzeug nach einem der Ansprüche zu 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (4 und 5) mit dem Druckkörper, (1) über Stelzen (2 und 3) verbunden sind, durch die die Betätigungsorgane (21, 22, 25) zum Verschieben der Trimm-Massen (io) hindurchgeführt sind.

6. Unterwasserfahrzeug nach einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum selbsttätigen Verschieben der Trimm-Massen ein neigungsempfindliches Steuerglied vorgesehen ist.

7. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß als neigungsempfindliches Steuerglied ein durch ein Pendel betätigter Schalter vorgesehen ist.

8. Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied relativ zum Unterwasserfahrzeug um eine Achse verschwenkbar ist, die etwa horizontal und etwa senkrecht zur Verschieberichtung der rimm4Iassen liegt.

9. Unterwasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der Änderung der Lage des Unterwasserfahrzeugs bezüglich seiner Trimmachse ansprechendes Steuerglied vorgesehen ist.

10. Unterwasserfahrzeug, das mindestens einen Manipulator aufweist, durch dessen Bewegung eine Änderung der Trimmung möglich ist, insbesondere nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerkreis vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Bewegung des Nanipulators eine Verschiebung der Trimm-Nassen in der Weise veranlaßt, daß die Trimmung unverändert bleibt.

Unterwasserfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Gewicht eines durch den Manipulator transportierten Gegenstands ansprechende Meßmittel vorgesehen sind, die den Steuerkreis so beeinflussen, daß die Trimmung unabhängig vom Gewicht des transportierten Gegenstands bei einer Bewegung des Manipulators beibehalten wird.

L e e r s e i t e