DE3738928A1 - Periskop fuer u-boote - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Periskop für U-Boote mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merk­ malen.

Periskope auf U-Booten dienen verschiedenen Zwecken, ins­ besondere der Aufgabe, über der Wasseroberfläche Beobach­ tungen und Messungen mit verschiedenen Sensoren durchzu­ führen, während das U-Boot selbst getaucht ist und einem Wasserdruck zwischen 0 bar und X bar (wobei X ein Aus­ legungsfaktor für das betreffende U-Boot ist) ausgesetzt ist, während nur der oberste Teil (Kopf) des Periskop- Mastes über die Wasseroberfläche hinausragt.

Herkömmliche Periskope haben ein auf voller Länge wasser­ dicht ausgebildetes Gehäuse, welches an seinem äußeren Ende verschiedene Beobachtungsinstrumente und Sensoren und ggfs. auch nachrichtentechnische Ausrüstungen beherbergt; diese befinden sich am äußeren Ende eines wasserdichten, drehbaren Mastes, in welchem die empfindlichen elektrischen und opti­ schen Bauteile der Instrumente und Ausrüstungen eingeschlos­ sen sind. Dort, wo der Mast durch die Wandung des U-Boot- Rumpfes hindurchgeführt ist, ist zwischen der Wandung des Rumpfes und dem Mast lediglich eine einfäche Stopfbuchs­ dichtung vorgesehen, welche den Wassereintritt verhindern soll, während sie gleichzeitig das Ausfahren und Ein­ ziehen des Mastes erlaubt. Sollte doch einmal Wasser die Stopfbuchsdichtung überwinden, dann kann es leicht be­ seitigt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass es in das Innere des Mastes eindringt. Bei den bekannten Periskopen ist der Mast in voller Länge in einem Stück aufgebaut und erstreckt sich deshalb über zwei oder mehrere Bootsdecks, und um die Unversehrtheit der Boots­ ausrüstung in der Umgebung des Mastes zu gewährleisten, beansprucht das Periskop im Innern des Bootsrumpfes einen beträchtlichen Platz, was angesichts der ohnehin sehr beengten Platzverhältnisse im Innern eines U-Bootes von besonderem Nachteil ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für Periskope auf U-Booten einen platzsparenden Aufbau zu finden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Periskopaufbau mit den im Anspruch 1 bzw. mit den im Anspruch 2 ange­ gebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfinder hat herausgefunden, dass man auf den größten Teil des Periskop-Mastes verzichten und da­ durch nicht nur eine wesentliche Platzeinsparung, sondern auch eine wesentlich verbesserte Betriebs­ leistung des Periskops erreichen kann, indem man ausserhalb des Rumpfes als Periskopkopf ein wasser­ dichtes Gehäuse mit den nötigen Beobachtungsinstrumenten und Sensoren vorsieht und dieses Gehäuse durch ein oder mehrere flexible Kabel mit einem weiter unten ange­ ordneten Signalübertrager verbindet. Die mit der großen Längenausdehnung bekannter Periskope und mit ihrer Durchführung durch die Aussenwand des Rumpfes verbundenen Nachteile sind bei dem erfindungsgemäßen Periskop be­ seitigt. Da im U-Boot-Rumpf keinerlei Vorkehrung mehr dafür getroffen werden muß, einen langen Periskopmast aufzunehmen, steht der dadurch freigewordene Raum anderen Nutzungsmöglichkeiten offen. Ausserdem weist das erfin­ dungsgemäße Periskop im Vergleich zu bekannten Periskopen eine wesentlich verringerte Masse und Massenträgheit auf, was zur Folge hat, dass ein erfindungsgemäßes Periskop schneller ausgefahren und bedient werden kann.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen ein bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Bei der Beschreibung dieses Ausführungsbeispieles werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung deutlich werden.

Fig. 1 ist ein quer zur Längsrichtung eines U-Bootes gelegter Schnitt durch ein auf dem U-Boot- Rumpf angebrachtes flossenförmiges Gehäuse, in welchem das Periskop untergebracht ist.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt gemäß der Schnitt­ linie II-II in Fig. 1 durch das Gehäuse mit dem Periskop darin.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1.

Fig. 4 zeigt die Apparatur mit Sensoren bzw. Be­ obachtungsinstrumenten des Periskops in einer Seitenansicht.

Fig. 5 zeigt als Detail eine zwischen der Apparatur mit den Sensoren bzw. Beobachtungsinstrumenten und der Verkleidung des Periskops angeord­ nete Wellendichtung mit einem Längsschnitt durch den oberen Abschnitt der Verkleidung.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm mit zwei Kurven, die Drücke in Abhängigkeit von der Wassertiefe angeben und zur Erläuterung der Funktions­ weise der Wellendichtung dienen.

Fig. 1 zeigt den Mast 1 eines Periskops auf der Aussenseite des Rumpfes 2 eines U-Bootes 3 montiert. Der Mast 1 be­ findet sich innerhalb eines flossenförmigen Gehäuses 4, welches an seinem oberen Ende 6 eine Öffnung 5 aufweist, durch welche hindurch das Oberteil 7 des Periskop-Mastes 1 zu Beobachtungszwecken ausgefahren werden kann.

Das Oberteil 7 des Periskop-Mastes 1 hat eine Apparatur 8 mit Sensoren bzw. Beobachtungsinstrumenten, welche in ver­ siegeltem Gehäuse an einer mit der Bezugszahl 9 bezeich­ neten Stelle drehbar von einer länglichen, rohrförmigen Verkleidung 10 gehalten ist, welche in einem rohr­ förmigen Gehäuse 11 montiert ist, das seinerseits vom Teleskoparm 12 (siehe Fig. 2) einer Hebevorrichtung 13 getragen wird, die auf dem Rumpf 2 befestigt ist. Am Teleskoparm 12 ist ferner ein Antriebsmotor 13 befestigt, der vorzugsweise elektrisch betrieben wird, über eine flexible Versorgungsleitung 15 mit einer Kraftquelle verbunden ist und dazu dient, die Apparatur 8 zu ver­ drehen.

Diese Apparatur 8 hat in ihrem unteren Endabschnitt 16 ein Übertragungsgerät 17 für die Ausgangssignale der Apparatur 8. Das Übertragungsgerät 17 schließt die nötigen Verbindungsteile 18 ein wie z.B. Schleifringe für die elektrische Signalübertragung und für die Über­ tragung von Mikrowellensignalen (Schleifringverbinder für Mikrowellensignale sind beispielsweise unter dem Handels­ namen "Sivers" erhältlich) sowie sonstige für den Be­ trieb des Periskops nötige Verbindungselemente wie z.B. Hochdruck-Drehkupplungen, durch die eine Kühlvorrichtung für die Sensoren mit Druckluft versorgt werden kann. Die Verbindungsteile 18 sind durch ein oder mehrere flexible Kabel 19, eine auf der Innenseite des flossen­ förmigen Gehäuses 4 befestigte Anschlußdose 20 und durch ein oder mehrere weitere Kabel 21, welche durch eine mit einer fest angeordneten Dichtung 23 versehene Öffnung 22 im Rumpf 2 in das Innere des Rumpfes führen, mit einer Signalauswerteeinheit 24 und einem oder mehreren Anzeigegeräten 25 verbunden.

Das Oberteil der die Sensoren bzw. Beobachtungsinstrumente enthaltenden Apparatur 8 ragt durch eine Öffnung 27 am oberen Ende der Verkleidung 10 aus dieser heraus. Diese Öffnung 27 ist mit einem Kragen 29, der das Eindringen von Fremdkörpern möglichst weitgehend verhindern soll, und mit einer erfindungsgemäßen Wellendichtung 30 ver­ sehen (siehe Fig. 5). Die Wellendichtung 30 umfaßt einen oberen und einen unteren Dichtungsring 31 bzw. 32 mit Dichtlippe, welche dem unteren Endabschnitt 16 der Apparatur 8 dicht aufliegen und sich über einen ring­ förmigen Hohlraum 33 hinweg erstrecken, welcher in der Verkleidung 10 ausgebildet ist.

Um die Dichtungsringe 31, 32 mit ihrer Dichtlippe gegen den unteren Abschnitt 16 der Apparatur 8 zu drücken, ist eine auf hohen Druck ausgelegte Druckluftleitung 34 vor­ gesehen, welche in den ringförmigen Hohlraum 33 ein­ mündet und Druckluft in ihn einspeisen kann. Über einen Sammelraum 36 für Wasser ist mit dem ringförmigen Hohl­ raum 33 ferner eine Rückleitung 35 verbunden, durch welche alles Wasser, welches den oberen Dichtungsring 31 über­ wunden hat und vom unteren Dichtungsring 32 aufgefangen worden ist, zumindest von Zeit zu Zeit, vorzugsweise periodisch abgeleitet werden kann, ohne dass der Druck im Druckluftsystem des U-Bootes, mit welchem die beiden Leitungen 34 und 35 verbunden sind, zurückgenommen wer­ den muss. Auf diese Weise bleibt die unterhalb der Wellen­ dichtung 30 liegende Kammer 38 im Innern der Verkleidung 10 trocken, so dass auch die dort befindlichen Verbin­ dungsteile für die Signalübertragung etc. trocken ge­ halten werden können; es ist keine Feuchtigkeit vorhanden, die durch den hohlen Innenraum der Verkleidung 10 zum unteren Endabschnitt 16 der Apparatur 8 oder in dessen Inneres und bis zu den Sensoren bzw. Beobachtungsinstru­ menten vordringen könnte. Um die empfindlichen optischen und/oder elektronischen Systeme wirksam zu schützen, können noch weitere Mittel zur Trockenhaltung eingesetzt werden, z.B. eine Luftumwälzung zur Zwangsbelüftung des ringförmigen Hohlraums 33 und/oder die Verwendung von Feuchtigkeit bindenden Substanzen im Bereich oder unter­ halb jenes ringförmigen Hohlraums 33.

Das Oberteil 26 der Apparatur 8 mündet in ein Gehäuse 39, welches optische und/oder elektronische Beobachtungs­ instrumente enthält, von denen jedes sein eigenes Blick­ feld hat, welches durch einen bestimmten Höhenwinkel­ bereich charakterisiert ist. In der Darstellung der Fig. 4 kann es sich beispielsweise bei dem Blickfeld 40 um eines für die Fernsehbeobachtung und beim Blickfeld 41 um eines für das Gewinnen von Wärmebildern handeln.

Die Hebevorrichtung 13 arbeitet mit einem hydraulisch betätigten Teleskoparm 12 und mit sich senkrecht er­ streckenden Führungssäulen 42, welche in Eingriff stehen mit einem Fußteil 43 des Periskop-Mastes 1 und diesen dadurch führen und stützen, während er durch die Hebe­ vorrichtung 13 angehoben oder abgesenkt wird. Die Ver­ kleidung 10 und die Hebevorrichtung 13 sind praktisch vollständig von einer teilweise stromlinienförmig ge­ formten Verkleidung 44 umgeben.

Die Kurve 45 in Fig. 6 stellt den Wasserdruck dar, der bei der jeweiligen Tauchtiefe des U-Bootes am Übergang zwischen dem als Welle ausgebildeten unteren Endabschnitt 16 der Apparatur 8 und der umgebenden Verkleidung 10 herrscht; der Wasserdruck ist der Tauchtiefe proportional. Die Kurve 46 in Fig. 6 gibt den bevorzugten Luftdruck an, der in dem ringförmigen Hohlraum 33 herrschen soll. Der Luftdruck soll den jeweils anstehenden Wasserdruck um einen festen Betrag übersteigen. Das kann man dadurch erreichen, dass man den Druck in der Druckluftversorgung des U-Bootes mittels eines durch Faltenbalg betätigten Ventils steuert, dessen Faltenbalg dem Wasserdruck ausgesetzt ist. Ausserdem wird ein druckbetätigter Übertrager vorgesehen, dessen Ansprechschwelle bei einem vorgegebenen Wasserdruck P liegt; dieser Übertrager soll nach Überschreiten der Ansprech­ schwelle den Motor für das Drehen des Periskops funktions­ los machen, damit das Periskop bei einem oberhalb des vorgegebenen Drucks P liegenden Wasserdrucks nicht mehr gedreht werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Drehen der Apparatur 8 mit den Beobachtungsinstrumenten nur bei so niedrigen Tauchtiefen möglich ist, bei denen eine Beobachtung durchführbar ist; auf diese Weise läßt sich ge­ währleisten, dass die Dichtringe 31 und 32 auf den unteren Abschnitt 16 der Apparatur 8 nur ein verhältnismässig geringes Reibungsdrehmoment ausüben; bei größeren Tauchtiefen, bei denen eine Beobachtung ohnehin nicht durchführbar ist und das bei einer Drehung des Periskops von den Dicht­ ringen 31 und 32 auf den unteren Abschnitt 16 der Apparatur 8 ausgeübte Reibungsdrehmoment groß wäre, ist eine Drehung jedoch nicht möglich.

Wenn sich das U-Boot in einer so geringen Tauchtiefe be­ findet, dass eine Beobachtung möglich ist und durchgeführt werden soll, dann wird das Gehäuse 8, in welchem sich die Beobachtungsinstrumente befinden, durch die Hebevorrichtung 13 angehoben und kann behinderungsfrei in beide Richtungen gedreht werden. Die Zeichnung macht anschaulich deutlich, dass im Vergleich mit herkömmlichen Periskopen die Masse der teleskopierbaren und drehbaren Teile stark vermindert ist, so dass das Periskop leichter und schneller bewegt werden kann, wobei dafür auch weniger Antriebsleistung als beim Stand der Technik nötig ist. Insbesondere sind wesent­ liche Reibungskräfte, die beim Ausfahren und Einziehen herkömmlicher Periskop-Maste zwischen dem Periskop-Mast und Stopfbuchsdichtungen in der Wandung des Bootsrumpfes auftreten, bei der Erfindung vermieden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Möglichkeit des Eindringens von Wasser in den Bootskörper verringert ist; bei herkömmlichen Peris­ kopen konnte beim Einziehen des nassen Periskop-Mastes jedesmal Wasser in das Innere des U-Bootes hineinge­ zogen werden. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Periskops hingegen kann ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Bootsinnere im Zusammenhang mit der Benutzung des Periskops ausgeschlossen werden, da dieses nur durch Kabel mit dem Bootsinneren verbunden ist, welche durch statische, festliegende Dichtungen hindurchführen.

Claims (4)

1. Periskop für U-Boote, dadurch gekennzeichnet, dass es in Kombination die folgenden Merkmale enthält:
einen Mast (1), der an seinem Oberteil (7) eine äußere Verkleidung (10) hat, aus welcher eine Welle (16) hervor­ ragt, die an ihrem Ende ein Beobachtungsinstrumente ent­ haltendes Gehäuse (8) trägt,
eine an der Schnittstelle zwischen der Verkleidung (10) und dem davon nach oben ragenden, Beobachtungsinstrumente enthaltenden, relativ zur Verkleidung (10) drehbaren Ge­ häuse (8) angeordnete Abdichtvorrichtung (30), welche bei allen Wasserdrücken, für welche das U-Boot (3) aus­ gelegt ist, das Eindringen von Wasser an dieser Schnitt­ stelle verhindert und innerhalb eines vorbestimmten Wasserdruckbereichs ein hinreichend geringes Reibungsdreh­ moment bewirkt, um eine Drehbewegung der Welle (16) in der Verkleidung (10) zu ermöglichen,
wobei die Abdichtvorrichtung (30) einen oberen und einen unteren Dichtungsring (31 bzw. 32) mit Dichtlippe auf­ weist, welche die Welle (16) dicht umschließen und über einem in der Verkleidung (10) ausgebildeten, ringförmigen Hohlraum (33) liegen,
sowie eine Einrichtung (34), mit deren Hilfe die Dich­ tungsringe (31, 32) mit einem Druck, der höher ist als der Wasserdruck in dem vorbestimmten Druckbereich, gegen die Welle (16) gedrückt werden können,
und schließlich eine Einrichtung (36) zum Auffangen und Abführen von Leckwasser aus dem ringförmigen Hohlraum (33) aufweisen.

2. Periskop für U-Boote, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:
in einer Verkleidung (10) am Oberteil (7) des Periskops ist ein unterer Abschnitt einer Sensoren bzw. Beobach­ tungsinstrumente enthaltenden Apparatur (8) montiert, deren Oberteil (7) aus einer Öffnung (27) der Ver­ kleidung (10) herausragt, wobei in dieser Öffnung (27) eine Wellendichtung (30) angeordnet ist und das Ober­ teil (7) in einem Gehäuse die Sensoren bzw. Beobachtungs­ instrumente und der untere Abschnitt der Apparatur (8) ein Signalübertragungsgerät enthält;
in der Verkleidung (10) ist eine Drehkupplung (17) zur Übertragung der vom Signalübertragungsgerät kommen­ den Ausgangssignale der Sensoren bzw. Beobachtungsin­ strumente vorgesehen, ferner ein flexibles Kabel (19), welches an der Drehkupplung (17) angeschlossen ist und durch eine mit einer festliegenden Dichtung versehene Öffnung hindurch aus der Verkleidung (10) herausführt, um beim Betrieb des Periskops die Verbindung zu Signal­ empfangsgeräten (24, 25) herzustellen, die im Innern des U-Boot-Rumpfes (2) angeordnet sind;
das Oberteil (7) des Periskops ist mit einem Drehan­ trieb (14) versehen, durch den es relativ zur Verkleidung (10) verdreht werden kann;
die Wellendichtung (30) ist so ausgebildet und angeord­ net, dass sie bei einem niedrigen Wasserdruck, nämlich in jenen Tauchtiefen, in denen das Periskop zur Beobachtung genutzt werden kann, das Eindringen von Wasser ver­ hindert und gleichzeitig Drehbewegungen der Apparatur (8) ermöglicht, während sie auch bei höherem Wasser­ druck in größerer Tauchtiefe noch das Eindringen von Wasser verhindert.

3. Periskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Heben und Senken der Verkleidung (10) samt der Apparatur (8) relativ zum wasserdicht abge­ schlossenen U-Boot-Rumpf (2) eine Hebevorrichtung (13) umfaßt, welche zur Anordnung ausserhalb des Rumpfes (2) bestimmt ist.

4. Periskop nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Drehantrieb (14) bei Unter­ schreiten der größten Tauchtiefe, bei der das Peris­ kop noch benutzt werden kann, durch den Wasserdruck ausser Funktion gesetzt wird.