DE2344905C3

DE2344905C3 - Device for locking and releasing several bodies that can be axially lined up to form a rigid structure, e.g. measuring mast, carrier, etc.

Info

Publication number: DE2344905C3
Application number: DE19732344905
Authority: DE
Inventors: Albert Dr.-Ing. 7778 Markdorf; Jäger Karl 7759 Immenstaad Fritzsche
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1977-03-24

Description

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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. wie sie durch die DT-AS 21 09 165 bekanntgeworden ist.The invention is based on a device of the type specified in the preamble of claim 1 through the DT-AS 21 09 165 has become known.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in o/eanographischen Meßmastsystemen zur schwingungsfreien Erfassung ozeanographischer Parameter in .Schelfmeeren verwendet. An derartigen Systemen sind die dazu notwendigen Meßsensoren an den Meßmasten und die Gelenke zwischen den einzelnen Mastteilen angeordnet. Diese vorzugsweise im Schelfmeerbereich eingesetzten Meßmaste haben eine Länge von etwa 60 bis 80 m. Solche Abmessungen sind aber für das Auslegen und Einbringen der Maste in gestreckter Länge von Schiffen aus praktisch nicht mögiich, so daß der bzw. die Maste in einzelne, etwa 10 m lange Mastteile aufgeteilt und untereinander durch Kardangelenke verbunden werden.Such devices are used, for example, in o / eanographic measuring mast systems for vibration-free Acquisition of oceanographic parameters used in shelf seas. Such systems are the necessary measuring sensors on the measuring masts and the joints between the individual mast parts arranged. These measuring masts, which are preferably used in the shelf sea area, have a length of about 60 to 80 m. Such dimensions are, however, stretched for laying out and installing the masts Length of ships from practically not possible, so that the mast or masts in individual, about 10 m long mast parts divided and connected to each other by universal joints.

Wegen der außerordentlichen großen Variabilität der ozeanographischen Faktoren und der damit verbundenen meßtechnischen Schwierigkeiten müssen die mit Meßsonden bestückten einzelnen Mastteile eine gemeinsame Längsachse in Meßlage aufweisen. Diese Forderung zwingt zu einer Arretierung der als Verbindungsglieder fungierenden einzelnen Kardangelenke in bezug auf die Meßlagc, wobei die Arretierung selbst im getauchten Zustand der Verbindungsstelle erfolgen muß.Because of the extraordinarily large variability of the oceanographic factors and the associated The individual mast parts equipped with measuring probes have to face measurement difficulties have a common longitudinal axis in the measurement position. This requirement makes it necessary to lock the as connecting links acting single universal joints with respect to the Meßlagc, the locking itself in the submerged condition of the connection point must take place.

Aus der DT-AS 21 09 165 ist ein ozeanographisches Meßmastsystei»b«k.a^nnt' bei dem zwischen den Mastteflen Ooppellu'euz-Gelenke angeordnet sind, die am unteren Ende des zu koppelnden Mastteiles jeweils um eine Achse drehbare Arretierschalen aufweisen, die vor dem Absenken durch eine mit einer im Stewasser schnell korrodierenden Bruchstelle versehenen Haltevorrichtung bzw. Haltering am jeweils oberen Mastteil arretiert sind und die nach dem Absenken und dem Aufbrechen der Bruchstelle durch ihr Eigengewicht über die Doppelkreuz-Gelenke klappen. Die Arretierschalen sind an ihren unteren Enden und nach dem Herunterklappen dem Seewasser zugekehrten Seiten konisch mit am unteren Ende größeren Durchmesser ausgebildet. Ober die heruntergeklappten Arretierschalen fällt durch sein Eigengewicht ein Haltering, dessen konische Innenfläche dem Konus der Arretierschalen angepaßt istFrom the DT-AS 21 09 165 is an oceanographic measuring mast system "b" ka ^nnt 'in which between the Mastteflen Ooppellu'euz joints are arranged, each having locking shells rotatable about an axis at the lower end of the mast part to be coupled Lowering are locked by a holding device or retaining ring provided with a breakage point that quickly corrodes in the stewater and which, after lowering and breaking open the breakage point, fold over the double cross joints due to their own weight. The locking shells are conical at their lower ends and, after they have been folded down, facing the seawater, with a larger diameter at the lower end. A retaining ring, the conical inner surface of which is adapted to the cone of the locking shells, falls over the folded-down locking shells due to its own weight

Nachteilig ist bei dieser vorgeschlagenen Lösung, daß die Arretierung nicht unmittelbar nach dem Eintauchen, sondern erst nach einer nur roh abschätzbaren Zeitspanne erfolgt. Die Zeitspanne bis zum Auslösen der Arretierung ist abhängig von der Auflösungsgeschwindigkeit, mit der das Seewasser den Werkstoff des Halteringes bzw. dessen Bruchstelle auflöst bzw. zc-stcrt. Dadurch ist nicht gewährleistet, daß die Einzelstücke, aus denen der Meßmast zusammengesetzt ist, in die erforderliche gemeinsame Längsachse gebracht werden, weil der Mechanismus keine aufrichtende Längskraft liefert. Außerdem ist von Nachteil, daß zum Lösen der Arretierung im Falle des Aufnehmens des Meßmastes eine weitere besondere Einrichtung erforderlich ist.The disadvantage of this proposed solution is that the lock is not immediately after immersion, but only takes place after a period of time that can only be roughly estimated. The time it takes to trigger the locking depends on the speed at which the seawater dissolves the material of the retaining ring or its break point dissolves or zc-stcrt. This does not guarantee that the individual pieces, from which the measuring mast is composed, brought into the required common longitudinal axis because the mechanism does not provide any righting longitudinal force. Another disadvantage is that Another special device is required to release the lock in the event that the measuring mast is picked up is.

Aufgabe der Erfindung ist es. Vorrichtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen und durch die DT-AS 21 09 165 bekanntgewordenen Art insoweit zu verbessern, daß einander benachbarte Teile zu einem in sich starren Gebilde bzw. Körper unmittelbar nach Auftreten einer Belastung fest arretiert und verbunden sind, wobei noch die Gewähr gegeben ist, daß nach Aufheben der Belastung die Arretierung ohne weiteres wieder gelöst ist.It is the object of the invention. Devices specified in the preamble of claim 1 and by the DT-AS 21 09 165 known type to improve to the extent that adjacent parts to a rigid structure or body immediately after the occurrence of a load firmly locked and connected are, with the guarantee that after lifting the load, the lock without another is solved again.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale erreicht.The object is achieved according to the invention by what is stated in the characterizing part of claim 1 Design features achieved.

Außerdem ist das Ein- und Ausrasten der Arretierstifte in die Aussparungen von deren Kontur abhängig, wodurch die Achsen der Maststücke zueinander einen relativ großen Winkel bilden können. Dabei sind alle Drehebenen des Kardangelenkes arretierbar.In addition, the engagement and disengagement of the locking pins in the recesses depends on their contour, whereby the axes of the mast pieces can form a relatively large angle to one another. Everyone is there Rotation planes of the universal joint can be locked.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere in dem relativ einfachen konstruktiven und robusten Aufbau und der damit verbundenen ebenfalls einfachen und von Fremdenergie freien Funktion. Im Gegensatz zu bekannten Arretiereinrichtungen, deren Wirkungsbeginn zeitabhängig ist, beginnt hierbei die Arretierung augenblicklich mit der Belastung des Kardangelenkes, gleich ob es sich dabei um eine Zug- oder Druckbelastung handelt. Außerdem besteht der Vorteil darin, daß bei Wegfall einer dieser Belastungen ein automatisches Lösen der Arretierung verbunden ist.The advantage achieved by the invention consists in particular in the relatively simple and robust construction Structure and the associated function, which is also simple and free of external energy. in the In contrast to known locking devices, the start of which is time-dependent, this begins the Immediate locking with the load on the universal joint, regardless of whether it is a pulling or pulling joint Pressure load acts. There is also the advantage that if one of these loads is eliminated automatic release of the lock is connected.

Die Vorrichtung ist deshalb für die Unterwasseranwendung, insbesondere bei ozeanographischen Meßmastsystemen von Vorteil, wo sie z. B. als Arretier- und Verbindungsglied zwischen miteinander zu verbindende kurze Einzelmaste zu einem längeren Meßmast verwendet werden. Hier wird als Hilfskraft für die Auslösung der Arretiermechanik der Auftrieb der Masten herangezogen, wobei die Wassertiefe bedeutungslos ist.The device is therefore for underwater use, especially in oceanographic measuring mast systems of advantage where they are e.g. B. as a locking and connecting member between to be connected to each other short single masts can be used to form a longer measuring mast. Here is used as a helper for tripping the locking mechanism used the buoyancy of the masts, whereby the water depth is meaningless.

Beim Absenken des Mastes aus der horizontalen Lage an der Wasseroberfläche in die vertikale Position unter Wasser gleiten das Kardan- uiid Gabelstück durch den Auftrieb auseinander, wobei der bzw. die Arretierstifte in ihren Gleitnuten bis zum Anschlag gleiten und die S Dreh- bzw. Knickbewegung blockieren. Diese Blockierung ist wirksam, solange der Auftrieb anhält. Sobald sich beim Auftauchen die Belastung des Kardangelenkes vermindert und verschwindet, wird die Arretierung bzw. Verriegelung aufgehoben, so daß sich das herausragende Maststück auf die Wasseroberfläche legt. Dabei unterstützen die in den Gleitschuhen angeordneten Druckfedern das öffnen der Verriegelung.When lowering the mast from the horizontal position on the water surface to the vertical position below Water slide the cardan uiid fork piece through the Buoyancy apart, with the locking pin or pins sliding in their sliding grooves until they stop and the S Block turning or bending movement. This blocking is effective as long as the buoyancy persists. As soon as If the load on the cardan joint is reduced and disappears when ascending, the lock is activated or lock canceled, so that the protruding mast piece lies on the surface of the water. Included the compression springs arranged in the sliding blocks support the opening of the lock.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben und durch Skizzen erläutert:An exemplary embodiment is described below and explained by means of sketches:

F i g. 1 zeigt ein Kardangelenk In neutraler Stellung in seitlicher Ansicht;F i g. 1 shows a universal joint in a neutral position in side view;

F i g.2 zeigt das Kardangelenk gemäß F i g. 1 in der Ansicht von oben.F i g.2 shows the universal joint according to FIG. 1 in the View from above.

In F i g. 1 ist in seitlicher Ansicht und teilweise im Schnitt ein Kardangelenk f in neutraler Stellung dargestellt. Es ist zusammengesetzt aus Kardanstück 2, einem Gabelstück 3,4, Gleitschuhen 5,5' bzw. 5", 5'" (s. F i g. 2), Achsbolzen 6, 6', Kardanstück 2 mit Aussparungen 7, T bzw. 7" (s. F i g. 2), Arretierstifte 8, 8', 8" bzw.9,9',9" und Druckfedern 10,10' bzw. II. 11'.In Fig. 1 shows a cardan joint f in a neutral position in a side view and partially in section. It is composed of a cardan piece 2, a fork piece 3, 4, sliding shoes 5, 5 'or 5 ", 5'" (see Fig. 2), axle bolts 6, 6 ', cardan piece 2 with recesses 7, T or . 7 "(see Fig. 2), locking pins 8, 8 ', 8" or 9, 9', 9 "and compression springs 10, 10 'or II. 11'.

Bei der in der Figur dargestellten neutraijn bzw. unbelasteten Stellung des Kardangelenkes 1 werden die Gleitschuhe 5, 5' bzw. 5", 5'" (s. F i g. 2) von symmetrisch wirkenden Druckfedern 10, 10' bzw. 11. W in Neutralstellung gehalten. Dabei befinden sich die Arretierstifte 8. 8', 8" bzw. 9, 9', 9" außer Eingriff der am Kardanstück 2 eingelassenen Aussparungen 7, 7', 7" (s. F i g. 2), wodurch die Kardanbewegung freigegeben ist. Die auf allen vier Seiten angeordneten Aussparungen 7. 7', 7" (s. F i g. 2) sind derart ausgebildet, daß die Kardanbewegung im unbelasteten Zustand freigegeben und im belasteten Zustand blockiert ist. Wird bei Belastung des Kardangelenkes 1 eine Zug- oder Druckkraft bzw. Bewegung ausgelöst, so verschiebt sich das Gabelstück 3 bzw. 4 (s. Pfeilrichtung) mit den Gleitschuhen 5, 5' bzw. 5", 5'" (s. F i g. 2) entsprechend der Belastungsrichtung bis zum Anschlag 13, 13' bzw. 14. 14'. Dabei gleiten die Arretierstifie 8. 8', 8" oder 9, 9', 9" in die Aussparungen 7, 7', 7", wodurch das Kardangelenk 1 bzw. seine Bewegung blockiert ist Ist die Belastung aufgehoben, so bewirken die Druckfedern 10, 10' bzw. 11, 11' das Zurückstellen der Gabelstücke 3, 4 in die Neutralstellung. Das Kardangelenk 1 ist somit wieder frei beweglich.In the neutral or unloaded position of the universal joint 1 shown in the figure, the sliding shoes 5, 5 'or 5 ", 5'" (see FIG. 2) are supported by symmetrically acting compression springs 10, 10 'and 11, respectively. W held in neutral. The locking pins 8, 8 ', 8 "or 9, 9', 9" are disengaged from the recesses 7, 7 ', 7 "(see FIG. 2) made on the cardan piece 2, thereby releasing the cardan movement The recesses 7, 7 ', 7 "(see FIG. 2) arranged on all four sides are designed in such a way that the cardan movement is released in the unloaded state and blocked in the loaded state. If a tensile or compressive force or movement is triggered when the cardan joint 1 is loaded, the fork piece 3 or 4 (see direction of the arrow) moves with the sliding shoes 5, 5 'or 5 ", 5'" (see FIG g. 2) according to the direction of loading up to the stop 13, 13 'or 14. 14'. The locking pins 8, 8 ', 8 "or 9, 9', 9" slide into the recesses 7, 7 ', 7 ", whereby the universal joint 1 or its movement is blocked , 10 'and 11, 11' return the fork pieces 3, 4 to the neutral position, so that the universal joint 1 can move freely again.

In Fig.2 ist, gemäß Fig. 1, das Kardangelenk 1 in seiner Zusammensetzung von Kardanstück 2, den Gabelstücken 3, 4. der Gleitschuhe 5, 5', 5", 5'", Achsbolzen 6, 6', dem Kardanstück 2. der darin angeordneten Aussparungen 7, 7", der Arretierstifte 8, 9 einer in den Gabelstücken 3 und 4 sowie dem Kardanstück 2 angeordneten Kabeldurchführungen 15 (s. auch F i g. 1) in der Ansicht von oben dargestelltIn FIG. 2, according to FIG. 1, the universal joint 1 is in its composition of cardan piece 2, the fork pieces 3, 4. the sliding shoes 5, 5 ', 5 ", 5'", axle bolts 6, 6 ', the cardan piece 2. the recesses 7, 7 "arranged therein, the locking pins 8, 9 one in the Fork pieces 3 and 4 as well as the cardan piece 2 arranged cable bushings 15 (see also Fig. 1) in shown from the top view

Wird die Vorrichtung zur Verbindung und Arretierung einzelner, in ihren Längsachsen zu einem ozeanographischen Meßmast aneinander gereihten Maste verwendet, so dient der Auftrieb der Maste als Auslösung der Arretierung. Dabei läuft die automatische Arretierung des Kardangelenkes ! beim Absenken des bzw. der Maste aus der horizontalen Lage an der Wasseroberfläche in die vertikale Unterwasserposition derart ab, daß zunächst durch den Auftrieb das Kardan- und Gabelstück 2 und 3 bzw. 4 auseinandergleitet und anschließend die Arretierstifte 8,8', 8" bzw. 9, 9', 9" in die im Kardanstück 2 angeordneten Aussparungen 7, 7', 7" gleiten. Dadurch ist entsprechend der Dauer der Auftriebswirkung, die Drehbewegung des Gelenkes blokkiert. Dieser Funktionsablauf ist auch dann gewährleistet, wenn die Achsen der Maststücke zueinander einen Winkel bilden, der von der Kontur 16 der Aussparungen 7, 7', 7" abhängt Die Blockierung bzw. Verriegelung des Kardangelenkes 1 wird aufgehoben, sobald sich beim Auftauchen der Maste die Zugbelastung des Kardangelenkes vermindert und verschwindet. Dabei legt sich das aus dem Wasserspiegel herausragende Maststück auf die Wasseroberfläche. Das öffnen der Verriegelung wird von den auf die Gabelsiücke 3,4 und die Gleitschuhe 5, 5', 5", 5'" wirkenden Druckfedern 10, 10'und 11,1Γ unterstützt.If the device for connecting and locking individual, in their longitudinal axes, becomes an oceanographic one If masts are used in a row, the buoyancy of the masts serves as a trigger the lock. The cardan joint is automatically locked! when lowering the resp. the mast from the horizontal position on the water surface to the vertical underwater position in this way from the fact that initially the cardan and fork piece 2 and 3 or 4 slides apart due to the buoyancy and then the locking pins 8, 8 ', 8 "or 9, 9', 9" in the recesses 7, 7 ', 7 "arranged in the cardan piece 2 slide. As a result, the rotational movement of the joint is blocked in accordance with the duration of the buoyancy effect. This functional sequence is also guaranteed when the axes of the mast sections are one to the other Form an angle that depends on the contour 16 of the recesses 7, 7 ', 7 "The blocking or locking of the universal joint 1 is canceled as soon as the tensile load of the Cardan joint diminishes and disappears. In doing so, that which protrudes from the water level settles Mast piece on the water surface. The opening of the lock is controlled by the on the fork gap 3, 4 and supports the sliding shoes 5, 5 ', 5 ", 5'" acting compression springs 10, 10 'and 11,1Γ.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 claims:

1. Device for locking and releasing ^ several to a rigid structure, z.8. S V * Meßmast, carriers and the like, axially aneinanderi-eihbaren bodies, consisting of an intermediate arranged to be joined together as a double universal joint bodies acting universal joint, characterized in that the supply to Arretierbewf ^ within the universal joint

(1) arranged around in-eirietkiEbene and / or mutually offset axes (x, y) takes place and the locking itself is triggered by tensile or compressive forces acting on the universal joint (1) and is canceled again when these forces are lifted, whereby a cardan piece (2) of the cardan joint (I) rotatably connected to fork pieces (3 or 4) is arranged axially displaceably on the fork pieces (3 or 4) via sliding shoes (5, 5 ', 5 ". 5'"). Axle bolts (6. 6 ') arranged on the cardan piece (2) protrude into the sliding shoes (5, 5'. 5 ". 5 '"), the sliding shoes (5.5'. 5 ". 5 '") are supported by compression springs ( 10, 10 'or U. H') are held in a neutral position, locking pins (8, 8 ', 8 "b / w. 9, 9', 9") are arranged on the fork piece ends. Relief of the cardan joint (1) in the cardan piece

(2) engage and disengage the recesses (7. 7 '. 7 ").

2. Device according to claim 1, characterized in that that the locking pins (8,8 ', 8 "b / w. 9.9', 9") engage and disengage in the recesses (7. 7 '. 7 ") depends on their contour (16).

). Device according to claims 1 and 2. characterized dcß all planes of rotation of the Cardan joint (1) can be locked.