DE2355527C3 - Elektrische Einrichtung zur Verwendung in Seewasser, insbesondere elektro-akustische Meß- oder Ortungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung zur Verwendung in der Tiefsee, insbesondere elektroakustische Meß- oder Ortungseinrichtung, mit einem dichten, druckfesten, metallischen Gehäuse, in dem sich die elektrische Einrichtung zusammen mit einer aufladbaren Batterie zur Stromversorgung befindet.

Durch den Katalog »Ocean Master« des Verlages Charles Kerr Enterprises Inc., S. 118, 119 bis 171, Ausgabe 1971, ist ein elektro-akustischer Ortungssender (Pinger) zum Einsatz in der Tiefsee bekannt, bei dem sich in einem hermetisch verschließbaren Gehäuse die elektrische Einrichtung und eine Batterie zur Speisung befinden. Nach Einsetzen geladener Batterien in das elektrische Gerät wird dieses in das Gehäuse geschoben, das daraufhin hermetisch verschlossen wird. Nach Gebrauch und Entladung der Batterien wird das Gehäuse geöffnet, so daß die Batterien geladen werden können. Die Möglichkeit zum öffnen des Gehäuses stellt einen beträchtlichen Nachteil dar, weil dadurch Seewasser in die empfindliche elektrische Einrichtung gelangen kann und weil darüber hinaus die Abdichtungsflächen des Gehäuses und die Dichtung selbst beschädigt werden können, die zu Undichtigkeiten führen. Bei Einsatz in der Tiefsee können schon geringe Kratzer oder Haarrisse in der Dichtung zum Eindringen von Seewasser in das Innere führen.

Durch den gleichen Katalog, S. 364, ist ein elektrisches Gerät zum Einsatz in der Tiefsee bekannt, bei dem die elektrische Einrichiung für sich in einem druckfesten Gehäuse angeordnet ist, während die Batterie ebenfalls in einem eigenen druckfesten Gehäuse angeordnet ist. Beide Gehäuse sind druckfest miteinander verbindbar, wobei sich in dem druckfesten Zwischenraum zwischen den Gehäusen elektrische Kontakte finden, die die Batterie mit dem elektrischen Gerät verbinden. Bei dieser Ausluhrungsform braucht das die elektrische Einrichtung hermetisch kapselnde Gehäuse zum Zwecke des Aufladens der Batterie nicht geöffnet zu werden, so daß auch nicht die Gefahr des Eindringens von Seewasser und der Beschädigung von Dichtungen besteht. Allerdings besteht diese Gefahr immer noch für den Zwischenraum, in dem sich die Kontakte nach dem Zusammenfügen der beiden Gehäuse befinden, so daß die Koniakte durch Schutzmittel, z. B. entsprechendes Fett, zusätzlich geschützt werden müssen. Der Aufwand für diese technische Lösung ist jedoch beträchtlich, insbesondere dann, wenn es sich um hochdruckfeste Gehäuse zum Einsatz in der Tiefsee

handelt. . .

Die induktive Übertragung von elektrischer Energie in net/unabhängige Geräte zur Aufladung der eingebauten Batterien ist z.B. bei Zahnbürsten (DT-OS 15 38 523) oder Herzschrittmachern (DT-OS 22 07 994) an sich bekannt. Die jeweils zugrunde liegende technische Lehre besteht bei Zahnbürsten darin, aus Sicherheitsgründen (Feuchtraum) offene Kontakte zu vermeiden. Bei Herzschrittmachern liegt die gleiche technische Lehre zugrunde, nämlich offene Kontakte oder Durchführungen durch die Haut zu vermeiden, wobei dies nicht aus elektrischen Sicherheitsgründen erfolgt, sondern zum Zwecke der Vermeidung von Infektion. Da solche Probleme bei in der Tiefsee verwendeten Geräten nicht bestehen, kann diese Literatur zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nichts beicragen. Entsprechend sind auch für die Tiefsee geeignete Geräte nur der eingangs geschilderten Art bekanntgeworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Einrichtung zur Verwendung in Seewasser, insbesondere in der Tiefsee, zu schaffen, bei der sich in einem dichten, hochdruckfesten Gehäuse eine elektrische Einrichtung zusammen mit einer aufladbaren Batterie zur Stromversorgung befindet, und die einfach, billig im Aufbau und betriebssicher ist, bei der nicht die Gefahr des Eindringens von Seewasser in die elektrische Einrichtung einschließlich etwaiger Kontakte und der Beschädigung von Dichtungen besteht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse im wesentlichen aus einem druckfesten Rohr aus Leichtmetall besteht, in dem im wesentlichen koaxial dazu eine Sekundärspule angeordnet ist, die über einen Gleichrichter mit der Batterie verbunden ist, und durch eine koaxial zu dem Gehäuse außerhalb davon im Bereich der Sekundärspule angeordnete, mit dieser gekoppelte, an eine Wechselspannungsquelle anschließbare und von dem Gehäuse lösbare Primärspule.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß das hochdruckfeste Gehäuse aus Metall, insbesondere Aluminium, besteht, wodurch es bei verhältnismäßig geringem Gewicht nicht nur eine hohe Druckfestigkeit, sondern äußerst geringe Abmessungen hat. Diese geringen Ab-

messungen sind deshalb bedeutsam, weil Hinrichtungen gemäß der Erfindung häufig in Verbindung mil anderen Tiefsee-Erkundungsgcrälen eingesetzt oder an diesen angebracht werden. Der Raumbedarf der erfindungsgemäßen Einrichtung ist gering. Außerdem ist das Gewicht gering, so daß z. B. bei frei fallenden Greifern die Nutzlast vergrößert ist. Trotz der Herstellung des Gehäuses aus Aluminium verwendet die erfindungsgemäße Lehre eine induktive Übertragung. Dt für den Fachmann auf den ersten Blick sich ergebende Hinderungsgrund, nämlich das durch einen Kurzschlußring eine Abschirmung bewirkende Gehäuse, wird überwunden und als Vorteil ausgenutzt. Durch die durch das einen Kurzschlußring bildende Aluminiumgehäuse bewirkte geringe Kopplung erübrigt sich innerhalb des Gehäuses der sonst zum Laden der Batterie unerläßliche Vorwidersland, der innerhalb des Gehäuses eine beträchtliche Wärme beim Laden abgeben würde, die unter Umständen zur Zerstörung von empfindlichen elektronischen Bauelementen führen kann.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind zwar Dichtflächen zum Verschließen des Gehäuses nach Einbringen der elektrischen Einrichtung erforderlich, jedoch braucht eine Öffnung des Gehäuses nachträglich, insbesondere im rauhen Betrieb auf See, nicht zu erfolgen, so daß die Dichtflächen nicht beschädigt werden können und auch kein Seewasser eindringen kann. Eine nach der erfindungsgemäßen Lehre aufgebaute Einrichtung ermöglicht eine Verwendung in Tiefen bis zu 8000 oder 10 000 m, entsprechend einem Druck von ungefähr 800 bis 1000 at.

Die rohrförmige Ausbildung des Gehäuses ist nicht nur in bekannter Weise günstig für die Druckfestigkeit und technische Konstruktion, sondern darüber hinaus ermöglicht sie auch eine günstige Ausbildung und An-Ordnung der Sekundärspule. Die Sekundärspule kann koaxial angeordnet werden und dabei einen maximal möglichen Durchmesser haben. Hinzu kommt, daß die Primärspule durch Aufschieben auf das rohrförmige Gehäuse einfach mit der Sekundärspule gekoppelt werden kann, derart, daß die Kopplung das technisch mögliche Maximum hat.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Primärspule einen Innendurchmesser hat, der etwas größer als der Außendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses ist. Die Primärspule läßt sich dadurch ohne Widerstand über das rohrförmige Gehäuse schieben. Dabei ist es besonders günstig, daß axial zu der Primärspule Rohrstücke angeordnet sind, deren Innendurchmesser wie der der Primärspule etwas größer als der Außendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses ist. Dadurch ist die Spule auf dem Gehäuse oder umgekehrt das Gehäuse in der Spule geführt, so daß Führungskräfte nicht auf die Spule einwirken. Bei vertikaler Anordnung der Rohrstücke ist es zweckmäßig, daß das untere Rohrsiück mit einem Boden versehen ist und eine solche Länge hat, daß bei eingestecktem Gehäuse die Sekundärspule genau innerhalb der Primärspulc liegt.

Die Primärspule kann ohne inneren Spulenkörper gewickelt und selbsttragend, z. B. vergossen, sein.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Figur zeigt im Schnitt und teilweise gebrochen eine Einrichtung gemäß der Erfindung, bei der sich in einem druckfesten Gehäuse 1 eine elektrische Einrichtung 2 befindet, die von einer Batterie 3 gespeist ist. Außerdem befindet sich in dem Gehäuse 1 eine Sekundärspule 6, die koaxial zu dem Gehäuse 1 angeordnet ist und sich eng an die Innenwandung des Gehäuses 1 anlegt. Diese Sekundärspule 6 ist über einen Gleichrichter 7, der ein Zweiweggleichrichter ist, mit der Batterie 3 verbunden.

Außerhalb des Gehäuses 1 befindet sich eine Primärspule 4, die mit Kunststoff vergossen ist und sich daher selbst trägt, so daß auf der Innenseite kein die Spule tragender Körper erforderlich ist. Die innersten Windungen der Spule 4 liegen daher mit dem geringstmöglichen Abstand über der Außenwandung des Gehäuses 1.

Axial schließen sich an die Spule 4 Flansche 8 an, an die Rohrstücke 5 und 9 angesetzt sind, deren Innendurchmesser dem Innendurchmesser der Spule 4 entspricht. Das untere Rohrstück 9 weist einen Boden 10 auf, auf den das Gehäuse 1 nach Einstecken aufstößt. Das Rohrstück 9 hat eine solche Länge, daß bei auf dem Boden 10 aufruhendem Gehäuse 1 sich die Sekundäispule 6 unmittelbar innerhalb der Spule 4 befindet.

Die Spule 4 ist mit einer Speiseleitung 11 zum Anschluß an eine Wechselspannungsquelle versehen. Bei Speisung mit einer Wechselspannung erzeugt die Primärspule 4 ein Wechselfeld, das in der Sekundärspule 6 eine Spannung erzeugt, die über den Gleichrichter 7 die Batterie 3 auflädt. Die Kopplung ist nicht sehr eng, da ein gewisser Abstand zwischen Primärspule 4 und Sekundärspule 6 vorhanden ist und sich außerdem dazwischen das Gehäuse 1 befindet, das in der Regel aus Aluminium besteht und somit leitend ist. Dies ist jedoch nicht weiter von Nachteil, weil die in dem Gehäuse 1 induzierten Ströme wegen der guten Leitfähigkeit von Aluminium im wesentlichen Scheinströme sind, so daß keine Verluste entstehen. Wegen der schwachen Kopplung kann auch der übliche, zum Laden erforderliche Widerstand entfallen, der eigentlich innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet sein müßte und beträchtliche Wärme beim Laden in dem Gehäuse 1 bilden würde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Einrichtung zur Verwendung in der Tiefsee, insbesondere elektro-akustische Meß- oder Ortungseinrichtung, mit einem dichten, druckfesten, metallischen Gehäuse, in dem sich die elektrische Einrichtung zusammen mit einer aufladbaren Batterie zur Stromversorgung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) im wesenl- liehen aus einem druckfesten Rohr aus Leichtmetall besteht, in dem im wesentlichen koaxial dazu eine Sekundärspule (6) angeordnet ist, die über einen Gleichrichter (7) mit der Batterie (3) verbunden ist, und durch eine koaxial zu dem Gehäuse außerhalb davon im Bereich der Sekundärsnule (6) angeordnete, mit dieser gekoppelte, an eine Wechseispannungsquelle anschließbare und von dem Gehäuse (1) lösbare Primärspule (4).

2. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule (4) einen Innendurchmesser hat, der etwas größer als der Außendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses (1) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß axial zu der Primärspule (4) Rohrstükke (5, 9) angeordnet sind, deren Innendurchmesser wie der der Primärspule (4) etwas größer als der Außendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses (1) ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule (4) und die beiden Rohrstücke (5, 9) vertikal angeordnet sind und daß das untere Rohrstück (9) mit einem Boden (10) versehen ist und eine solche Länge hat, daß bei eingestecktem Gehäuse (1) die Sekundärspule (6) genau innerhalb der Primärspule (4) liegt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule (4) ohne inneren Spulenkörper gewickelt und selbsttragend, z. B. vergossen, ist.