DE4327009C2

DE4327009C2 - Diving device for model submarines

Info

Publication number: DE4327009C2
Application number: DE19934327009
Authority: DE
Inventors: Thomas H Stienen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: DE4327009A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchvorrichtung für Modellunterseeboote.The invention relates to a diving device for Model submarines.

Die auf dem Modellbaumarkt angebotenen Vorrichtungen sind einmal sehr aufwendig, zum anderen in ihrer Funktionsweise unbefriedigend.The devices offered on the model building market are unique very complex, on the other hand in their functionality unsatisfactory.

Hauptbestandteil aller herkömmlichen Tauchvorrichtungen sind zylinderförmige, feste Wassertanks, welche mittels Kreisel-, Membran-, Kolben- oder Zahnradpumpen gefüllt und geleert werden. Bei diesen Systemen ist eine genaue Reproduzierung der gefluteten Wassermenge nicht möglich. Die zur Anwendung kommenden Pumpensysteme sind bei dieser Ausführung systembedingt sehr aufwendig.The main component of all conventional diving devices are cylindrical, solid water tanks, which are Diaphragm, piston or gear pumps are filled and emptied. With these systems, an exact reproduction of the flooded Amount of water not possible. The ones used Pump systems are very system-specific in this version complex.

Eine weitere Variante ist eine Kolbenpumpe gemäß der DE-AS 29 01 442.Another variant is a piston pump according to the DE-AS 29 01 442.

Hier wird in einem zylinderförmigen Tank das Wasser durch einen sich in zwei Richtungen bewegenden Kolben, der über eine Spindel bewegt wird, einmal in den Wassertank eingesaugt oder im umgekehrten Ablauf aus dem Wassertank herausgedrückt.Here in a cylindrical tank, the water is passed through a piston moving in two directions, over a spindle is moved, once sucked into the water tank or in the reverse flow out of the water tank.

Hierbei ist von besonderem Nachteil, daß die Spindel beim Wasseransaugen aus dem Zylinder nach außen, d. h. in das Innere des Bootes läuft, was im Inneren des engen U-Bootkörpers zusätzliche Einbauprobleme aufwirft.It is particularly disadvantageous that the spindle Sucking water out of the cylinder, d. H. inside of the boat runs what is inside the narrow submarine body raises additional installation problems.

Das Abschalten der Pumpenmotoren erfolgt durch Druckkontakt des Kolbens in seiner Endstellung, der die installierten Ein- und Ausschalter betätigt.The pump motors are switched off by pressing the Piston in its end position, which the installed inputs and Switch operated.

Eine feine Dosierung der gewünschten Wassermenge ist nicht möglich.A fine dosage of the desired amount of water is not possible.

Als weitere bedeutende Nachteile sind der hohe mechanische Aufwand und die hohen auftretenden mechanischen Kräfte mit entsprechend hohen zu installierenden elektrischen Leistungen zu nennen.Another major disadvantage is the high mechanical Effort and the high mechanical forces involved correspondingly high electrical outputs to be installed call.

Ein weiteres System arbeitet mit einer Kombination aus einem festen Tankbestandteil und einem flexiblen, aus einem Faltenbalg bestehenden Tankbestandteil.Another system works with a combination of one solid tank component and a flexible one made of a bellows existing tank component.

Bei diesem aus der DE-AS 36 22 760 bekannten Tauchsystem wird die zu flutende bzw. zu lenzende Wassermenge durch eine Zahnradpumpe bewegt. In this diving system known from DE-AS 36 22 760 the Amount of water to be flooded or drained by a gear pump emotional.

Die Begrenzung der in das Boot zu pumpenden Wassermenge erfolgt durch ein Steigrohr, welches überflüssiges Wasser wieder aus dem Boot führt.The amount of water to be pumped into the boat is limited through a riser pipe which removes excess water from the Boat leads.

Dieses Verfahren bringt folgende Nachteile mit sich:
Die sichere Erreichung der drei Wunschzustände für den Betrieb eines Unterseebootes - sinken, schweben und aufsteigen - macht eine genaue Dosierung der zu flutenden Wassermenge erforderlich.This method has the following disadvantages:
The safe achievement of the three desired states for the operation of a submarine - sinking, floating and ascending - requires an exact dosage of the amount of water to be flooded.

Bei diesem System soll die Wassermenge über eine Abstimmung der Parameter "Höhe des Überlaufrohres" und "Ausdehnung des Faltenbalges" sicher eingestellt werden.With this system, the amount of water is to be coordinated Parameters "Height of the overflow pipe" and "Extension of the Bellows "can be set safely.

Dieses erscheint nicht möglich, da die "Ausdehnung des Faltenbalges" in großem Maße vom Verhältnis "Innendruck des U-Bootes zum Druck des umgebenden Wassers" bestimmt wird, wobei der Innendruck des U-Bootes ständigen, z. B. temperaturbedingten Schwankungen unterworfen ist.This does not seem possible because the "extension of the Bellows "to a large extent from the ratio" internal pressure of the Submarine to the pressure of the surrounding water "is determined, whereby the internal pressure of the submarine is constant, e.g. B. temperature-related Is subject to fluctuations.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der nicht zwangsläufig erfolgenden Abschaltung der Pumpe, wodurch sich ein unnötiger, die Fahrzeit des Modellunterseebootes vermindernder, Energieverbrauch ergibt.Another disadvantage arises from not necessarily the pump is switched off, which results in an unnecessary, reducing the travel time of the model submarine, Energy consumption results.

Ein weiterer, gravierender Nachteil ergibt sich aus der Flexibilität der Faltenbälge, wodurch das geflutete Wasservolumen im Boot nicht sicher fixiert ist.Another serious disadvantage arises from the Flexibility of the bellows, resulting in the flooded water volume is not securely fixed in the boat.

Kommt es nun, während des Betriebes des Bootes zu einer ungewollten und unbemerkten Neigung um seine Querachse, so fließt das geflutete Wasser in die Richtung der Neigung, wodurch daß, das Boot neigende Moment noch verstärkt wird.If there is now one while the boat is operating unwanted and unnoticed inclination around its transverse axis, so flows the flooded water in the direction of the slope, causing that, the boat leaning moment is amplified.

Kommt es in einer solchen Situation zu einer so starken Neigung, daß die untere Öffnung des Steigrohres mit den restlichen, im Tauchtank noch enthaltenen Luftvolumen in Berührung kommt, so kann diese Luft entweichen; weiteres Wasser gelangt in den Tauchtank, das Gewicht des Bootes erhöht sich weiter, das Boot sinkt aufgrund des erhöhten Gewichts weiter und kann leicht für immer verloren gehen.If there is such a tendency in such a situation, that the lower opening of the riser pipe with the rest, in Immersion tank still contains air volume in contact, so this air can escape; more water gets into the Immersion tank, the weight of the boat continues to increase, the boat continues to drop due to the increased weight and can easily for always get lost.

Ein weiteres Gefahrenmoment entsteht systembedingt beim Auftauchen des Bootes, wobei es zwangsläufig zu einem Unterdruck im Boot kommt. Dieses kann, auch bei nur gering erscheinenden Undichtigkeiten zu unkontrollierten Wassereinbrüchen führen, welche im schlimmsten Fall zum Verlust des Bootes führen können.Another hazard is caused by the system Surfacing the boat, causing inevitable negative pressure comes in the boat. This can, even if it appears to be only minor Leaks lead to uncontrolled water ingress, which in the worst case can lead to the loss of the boat.

Ein weiteres, aus der GB 2 228 901 A bekanntes Tauchsystem arbeitet mit einem Zylinder und einem fliegend gelagerten Kolben. Dabei ist der Hubraum direkt mit dem umgebenden Wasser verbunden, der Kolben wird zunächst durch eine Arretierung festgehalten. Another diving system known from GB 2 228 901 A. works with a cylinder and a floating piston. The displacement is directly connected to the surrounding water, the piston is initially held in place by a lock.

Nach dem Lösen der Arretierung wird der Kolben durch den Wasserdruck bis in seine, durch einen Anschlag bestimmte Endstellung gedrückt.After releasing the lock, the piston is replaced by the Water pressure down to his, determined by a stop End position pressed.

Eine Sperre verhindert das Zurückgleiten des Kolbens bei nachlassendem Wasserdruck.A lock prevents the piston from sliding back decreasing water pressure.

Bei diesem System ist das zu flutende Wasservolumen durch die Position des Endanschlages fest vorgegeben. Das Fluten von definierten Teilmengen ist nicht möglich.In this system, the volume of water to be flooded is through the Position of the end stop fixed. The flooding of defined subsets is not possible.

Von besonderem Nachteil ist hierbei, daß durch das festvorgegebene Wasservolumen nicht auf Dichteschwankungen des Wassers - hervorgerufen durch Veränderungen von z. B. Temperatur oder Salzgehalt - reagiert werden kann.A particular disadvantage here is that specified water volume does not depend on density fluctuations of the Water - caused by changes in e.g. B. temperature or salinity - can be reacted to.

Ebenfalls wird die Position des Kolbens nicht ermittelt, und da keine Pumpe vorgesehen ist, ist auch ein Lenzen des Wassers nicht möglich. Die Dosierung des Wasservolumens, und somit das sichere Erreichen eines der o.g. Wunschzustände ist nicht möglich.The position of the piston is also not determined, and there no pump is provided, nor is there a draining of the water possible. The dosage of the water volume, and thus the safe Reaching one of the above Desired states are not possible.

Die Erfindung hat eine Tauchvorrichtung zum Ziel, die aus einer geringen Anzahl leicht und preiswert herzustellenden bzw. zu erwerbenden Bauteilen besteht, platzsparend im Aufbau ist, einen störungsfreien Betrieb sicherstellt und vom Endanwender sicher und problemlos handhabbar ist.The invention has for a diving device, which consists of a small number easy to manufacture and inexpensive acquiring components, is space-saving in construction, one ensures trouble-free operation and is guaranteed by the end user and is easy to handle.

Dieses Ziel wird durch eine Tauchvorrichtung wie sie im Anspruch 1 angegeben ist, erreicht.This goal is achieved by a diving device as claimed 1 is reached.

Sie besteht im wesentlichen darin, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art das Prinzip eines festen Zylinders mit einem fliegend gelagerten Kolben zugrunde liegt, wobei die Kolbenposition erfaßt und ausgewertet wird.It consists essentially in the fact that the device type mentioned the principle of a fixed cylinder with is based on a cantilevered piston, the Piston position is detected and evaluated.

Das System arbeitet wie folgt:
Bei der Inbetriebnahme bietet es sich zur Schonung der eingesetzten Bauteile an, das System zunächst zu entlüften. Dazu ist die Entlüftung (3) zu öffnen und auf der Fernsteuerung eine beliebige Wassermenge vorzuwählen, worauf die Elektronik einen Flutvorgang einleitet, bei welchem das Wasser aber nicht in den Hubraum, sondern durch die Pumpe, die Leitungen und das Totvolumen des Tanks gepumpt wird, wodurch das Gesamtsystem entlüftet wird. Tritt aus der Entlüftung ein kontinuierlicher Wasserstrahl aus, so ist diese zu schließen, die Fernsteuerung kann wieder in die Neutralstellung gebracht werden.The system works as follows:
When starting up, it is advisable to first vent the system to protect the components used. To do this, open the vent ( 3 ) and preselect any amount of water on the remote control, whereupon the electronics initiate a flooding process in which the water is not pumped into the displacement, but through the pump, the lines and the dead volume of the tank, whereby the entire system is vented. If a continuous water jet emerges from the vent, then this must be closed, the remote control can be returned to the neutral position.

Während des Fahrbetriebes gibt der Betreiber des Modellunterseebootes anhand der Fernsteuerung einen Soll-Wert für die zu flutende Wassermenge vor. During operation, the operator of the Model submarines using the remote control a target value for the amount of water to be flooded.

Die Steuerelektronik vergleicht den Soll-Wert mit der Ist-Position des Kolbens. Weichen diese Werte voneinander ab, so entscheidet die Steuerelektronik, ob Wasser zu fluten oder zu lenzen ist, öffnet das elektromechanisch zu betätigende Ventil (2) und läßt die Pumpe Wasser in die vorbestimmte Richtung fördern.The control electronics compare the target value with the actual position of the piston. If these values differ from one another, the control electronics decide whether water should be flooded or drained, the electromechanically operated valve ( 2 ) opens and the pump pumps water in the predetermined direction.

Beim Flutvorgang pumpt die Zahnradpumpe Wasser in den sich zwischen Zylinder und fliegend gelagertem Kolben ergebenden Hubraum. Dabei bewegt sich der Kolben im Zylinder.During the flooding process, the gear pump pumps water into itself between the cylinder and the overhung piston Displacement. The piston moves in the cylinder.

Während dieses Vorganges erfaßt die Elektronik fortlaufend über ein Sender-Empfänger-System die Position des Kolbens, ermittelt somit den erreichten Ist-Wert und vergleicht diesen mit dem vorgegebenen Soll-Wert.During this process, the electronics continuously record over a transmitter-receiver system determines the position of the piston thus the actual value reached and compares it with that predetermined target value.

Stimmen Soll- und Ist-Wert überein, wird die Pumpe abgestellt, das Ventil wird geschlossen.If the target and actual values match, the pump is switched off, the valve is closed.

Analog zu dem oben beschriebenen Vorgang wird jede durch den Betreiber gewünschte Wassermenge durch Fluten bzw. Lenzen eingestellt.Analogous to the process described above, each is replaced by the Operator desired amount of water by flooding or draining set.

Es läßt sich folglich jeder der drei Zustände (sinken, schweben, schwimmen) sicher erreichen.Each of the three states (sinking, floating, swim) safely.

Das geflutete Wasservolumen befindet sich in einer fest definierten Lage, wodurch negative Auswirkungen bei Nickbewegungen des Bootes sicher vermieden werden.The flooded water volume is in a fixed defined location, which has a negative impact on Nodding movements of the boat can be avoided safely.

Description of the drawing

Innerhalb des Bootskörpers befindet sich ein fester Zylinder (5) in welchem sich ein fliegend gelagerter Kolben (6) befindet.Inside the hull is a fixed cylinder ( 5 ) in which a piston ( 6 ) with a floating bearing is located.

Eine Seite des Zylinders ist mit einem Deckel (8) fest verschlossen.One side of the cylinder is firmly closed with a cover ( 8 ).

An der tiefsten Stelle des Zylinderdeckels befindet sich ein Stutzen (1) über welchen der Zylinder über Schläuche mit der Pumpe, dem elektromechanischem Ventil (2) und dem, das Boot umgebenden Wasser verbunden ist.At the lowest point of the cylinder cover there is a connection ( 1 ) via which the cylinder is connected to the pump, the electromechanical valve ( 2 ) and the water surrounding the boat via hoses.

An der höchsten Stelle des Zylinderdeckels befindet sich ein Stutzen (7) über welchen der Zylinder anhand eines Schlauches mit der Entlüftung (3) und dem das Boot umgebenden Wasser verbunden ist.At the highest point of the cylinder cover there is a socket ( 7 ) via which the cylinder is connected to the ventilation ( 3 ) and the water surrounding the boat by means of a hose.

Die Verbindungen vom Bootsinnenraum zur Umgebung sind wasserdicht ausgeführt. The connections from the boat interior to the surroundings are watertight executed.

An der offenen Seite des Zylinders befinden sich die Steuerelektronik und die Sende- und Empfangseinheit (4).The control electronics and the transmitter and receiver unit ( 4 ) are located on the open side of the cylinder.

Exemplarisch für alle denkbaren Möglichkeiten ist als Sende- und Empfangseinheit eine Kombination aus einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichem Widerstand dargestellt.Exemplary for all conceivable possibilities is as a broadcast and Receiver unit a combination of a light source and one shown photosensitive resistance.

Beide Bauteile sich, ebenfalls beispielhaft dargestellt, außerhalb des Zylinders.Both components, also shown as examples, outside the cylinder.

Ebenfalls sind die Steuerleitungen für den Pumpenmotor und das Ventil dargestellt.Also the control lines for the pump motor and that Valve shown.

Claims

1. Diving device for model submarines, characterized in that there is a cantilevered piston ( 6 ) in a cylinder ( 5 ) which is firmly closed at least on one side, the resulting "cubic capacity" via a nozzle ( 1 ) at least one pump and corresponding lines with the the model submarine is connected to surrounding water,
that the water volume required for initiating or undoing the diving process can be pumped into and out of the displacement by at least one pump,
that a shut-off valve ( 2 ) is contained in the hose connection between the immersion tank and the outer opening,
that the position of the piston ( 6 ) is detected by a device ( 4 ) arranged on the side of the cylinder which is open towards the boat interior and is converted into signals and control commands which can be used for remote control,
that the stroke of the piston ( 6 ) is limited by limit switches.

2. Diving device according to claim 1, characterized in that at the top of the tightly closed side of the cylinder a nozzle-hose combination for the purpose of complete Vent the diving system one after the performed Ventable connection to the environment of the Model submarines can be produced.

3. Diving device according to claim 1 or 2, characterized characterized that the dimensions of the system are chosen so that the piston without further guidance, or guide devices jamming free by the pressure generated by the pump (s) in is movable in both directions.

4. Diving device according to one of claims 1-3, characterized characterized in that the piston through seals the displacement and the interior of the model submarine completely against each other seals.

5. Diving device according to claim 1, characterized in that the device for detecting the position of the piston Sender and receiver combination for usable signals, and is a measuring device.

6. Diving device according to claim 5, characterized in that both transmitter and receiver are connected to the boat interior open side of the cylinder, with piston rear and the free cylinder space as a reflector for that from the transmitter emitted signals serve.

7. Diving device according to one of claims 5 or 6, characterized characterized in that the transmitter is attached to the rear of the piston and that the receiver opens on the inside of the boat Side of the cylinder.

8. Diving device according to one of claims 5-7, characterized characterized in that the receiver on the rear of the piston is attached, and that the transmitter on the boat interior open side of the cylinder.

9. Diving device according to one of claims 5-8, characterized characterized in that a failure of the transmitter and / or receiver to automatic discharge of the piston tank.

10. Diving device according to one of claims 5-9, characterized characterized in that the start and end positions of the piston Adjustment options are definable and adjustable.