EP0360370A2 - Tauchtiefengesteuerte Ausblasventil-Einrichtung - Google Patents

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EP0360370A2
EP0360370A2 EP89250041A EP89250041A EP0360370A2 EP 0360370 A2 EP0360370 A2 EP 0360370A2 EP 89250041 A EP89250041 A EP 89250041A EP 89250041 A EP89250041 A EP 89250041A EP 0360370 A2 EP0360370 A2 EP 0360370A2
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EP
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valve
piston
blow
oil
air
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EP89250041A
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EP0360370B1 (de
Inventor
Jochen Nowak
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ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41FAPPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
    • F41F3/00Rocket or torpedo launchers
    • F41F3/08Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes
    • F41F3/10Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes from below the surface of the water

Definitions

  • the invention relates to a depth-controlled blow-out valve device for ejection and drain pipes of submarines, in which a body is pressed out of the pipe by an air blast.
  • a blow-out device in which a control piston arrangement is used in a compressed air reservoir arranged in the blow-out pipe with a blow-out valve located on it.
  • oil flows from one side of the control piston to the other side, a throttle which can be adjusted by hand according to the depth of the plunger being arranged in the overflow channel and by means of which the opening speed of the blow-off valve can be influenced.
  • the control piston arrangement forms a closed hydraulic system together with a low-pressure accumulator.
  • the known device also has a safety circuit against excessive pressure in the pipe when blowing out.
  • the invention has for its object to provide a blow-out valve device, in particular for a discharge pipe, which has a blow-out valve which cannot be arranged directly on the compressed-air reservoir and / or pipe in a compact design and a hydraulic system with an adjustable throttle for adjusting the opening speed of the blow-off valve , the throttle adjusts itself automatically according to the diving depth and, if necessary, a constant operational readiness is guaranteed.
  • the blow-out air can be supplied from any sufficiently large compressed air store.
  • the blow-out valve is actuated via a control air valve, to which the air is supplied from another pneumatic valve in the boat.
  • the valve plate of the blow-out valve is in direct connection with the hydraulic system and, when opened, displaces oil from an oil chamber connected to the valve plate.
  • the oil flows through an adjustable throttle into a variable oil reservoir.
  • the throttle is adjusted by the external water pressure corresponding to the diving depth, but this is counteracted by a disc spring pact in order to keep the movement of the piston generated by the water pressure small.
  • a device is preferred as a throttle in which a narrow bore, preferably at right angles, opens into a cylindrical channel in which a piston can be displaced.
  • the piston merges with a particularly curved transition curve into a piston rod which is connected to a drive piston on which the water pressure can act.
  • the piston releases the cross-section of the mouth of the narrow bore, whereby the transition curve, depending on the position, provides resistance to the oil flow opposed.
  • the oil in the hydraulic system can push the valve plate back onto the valve seat. For this purpose, it is pushed back into the oil chamber by spring pressure bypassing the throttle.
  • blow-out valve device has further details resulting from the subclaims and the exemplary embodiment described with reference to the drawing, such as e.g. a safety circuit to close the valve.
  • the single drawing shows in part only in a simplified and schematic manner a blow-out valve and a depth-controlled throttle device, which in practice are designed as a composite, compact component and shows the functionally adjacent elements, such as compressed air reservoir and blow-out pipe.
  • the individual parts are not drawn to each other to scale. Other details that are usually used, such as shut-off valves, pressure gauges, etc., have been omitted.
  • the blow-out valve device shown comprises the blow-out valve 3, a control air valve 5 and a throttle device 6, the blow-out valve 3 being arranged between a compressed air reservoir 2 and the discharge pipe 1.
  • a control piston 31 is displaceable by means of control air supplied into the space 35 through a cover 36 from the control air valve 5 via line 51, which is connected via a piston rod 32 through the valve space 34 to a valve plate 33, which seals on a valve seat 37.
  • the blow-out air flows via the pipe socket 38 and the line 15 or preferably directly from the socket 38 to the discharge pipe 1.
  • an oil chamber 40 is arranged, the valve plate 33 and the nut 41 of the piston rod 32 sitting on it simultaneously acting as a displacement piston and oil from the oil chamber 40 via lines 42, 43 and can push the bore 64 to the throttle 61.
  • the oil passes through channels 65, 75 into the oil reservoir 62, where it can move the piston 72 against the pressure of the spring 63.
  • a proximity switch 74 which reports a possible lack of oil and triggers a warning sign.
  • the opening of the blow-out valve is visually indicated by the movement of the piston rod 73.
  • the throttle device 61 is e.g. designed so that the narrow bore 64 opens vertically into a channel 65 and that a piston 66 in the channel 65 has a transition curve 67 at the mouth. Depending on the position of the piston 66, the mouth of the bore 64 is closed or more or less opened and, in conjunction with the transition curve 67, allows oil to flow into the channel 65 in a throttled manner.
  • a drive piston 68 At the other end of the piston rod 77 there is a drive piston 68, on which the external water pressure acts according to the arrow 70 via a line, not shown.
  • the piston 68 is displaceable against a set of disc springs 69, in accordance with the water pressure, in a manner in which the throttle 61 is opened accordingly.
  • the piston 68 is sealed by a bellows 78.
  • the interior of the bellows 78 and thus also the rear of the piston 68 are connected to the line 51 and the control air valve 5 via the two parallel lines 52, 53 and a further line 54.
  • air with a pressure of, for example, 25 bar does not only enter the Space 35 of the blow-off valve 3, but also via lines 54, 52 and channel 55 into the bellows 78.
  • a check valve 56 is arranged in line 52 and opens at a pressure of, for example, at least 10 bar.
  • a further check valve 57 is located in line 53, which opens at, for example, 0.3 bar when the pressure in the bellows 78 or in the channel 55 is higher than in line 54, and which enables the bellows 78 to be vented.
  • a throttle 58 can be provided in the line 52 behind the check valve 56. Depending on the setting of the throttle 58, the opening time of the throttle 61 can be influenced. As a result, the final speed of an ejected body can be limited without influencing a necessary initial acceleration.
  • a throttle 59 can also be useful in line 54.
  • the blow-out valve device is provided with a safety shutdown, which closes the blow-out valve 3 when an impermissibly high pressure occurs in the discharge pipe 1.
  • a safety valve 13 the displacement of which creates a connection between the compressed air reservoir 2 and an air chamber 12 via line 14.
  • the chamber 12 is located next to the oil chamber 40 on the side of the valve plate 33 opposite the valve chamber 34.
  • the valve 13 When the valve 13 is open, air pushes the valve plate out of the compressed air reservoir 2, in which a pressure of approximately 100 to 250 bar can prevail, against the control air pressure e.g. 25 bar in room 35 in the closed position, so that the inflow of blow-out air to tube 1 is interrupted.
  • the safety valve 13 is closed, the chamber 12 is kept depressurized via the line 14 and the valve 13.
  • the invention provides the advantages of the compact design of the throttle device (61) and blow-out valve (3) with the accommodation of this device outside the tube, which is also space-saving due to the compactness and independent of Compressed air reservoir (2) can be connected in a favorable manner.

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Abstract

Bei bekannten Ausstoß- und Ablaufrohren für den Unterwasserausstoß von Körpern nehmen Druckluftspeicher und zugehörige Betätigungsgeräte einen Teil der Rohrlänge ein und erfordern Stauplätze für die Zwischenlagerung an Bord. Eine im Fahrzeuginneren untergebrachte Ausstoßeinrichtung soll platzsparend und wartungsfreundlich sein und selbsttätig eine Anpassung an die Tauchtiefe ermöglichen, sowie gegebenenfalls ständig einsatzbereit sein. Für den Ausstoßvorgang wird Ausblasluft über ein Ausblasventil (3) geführt. Dieses Ventil wird betätigt, wenn Steuerluft über ein Steuerluftventil (5) den Steuerkolben (31) mit Kolbenstange (32) und Ventilteller (33) bewegt. Der Ventilteller verdrängt dabei Öl aus einer an den Ventilteller anschließenden Ölkammer (40) über eine einstellbare Drossel (61) in einen variablen Ölspeicher (62). Die Drossel besteht aus einem gegen Federdruck einerseits und dem Wasserdruck der Tauchtiefe andererseits verschiebbaren Kolben, der eine enge Bohrung (64) verschließt oder freigibt und mittels einer Übergangskurve den Austritt des Öls aus der engen Bohrung drosselt. Die in raumsparender Bauweise ausgeführte und nicht im Ausstoßrohr anzuordnende Ausstoß- und Ablaufeinrichtung ermöglicht z.B. den Ausstoß von Behältern aus U-Booten bei automatischer Anpassung an die Tauchtiefe. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine tauchtiefengesteuerte Ausblasventil-­Einrichtung für Ausstoß- und Ablaufrohre von U-Booten, bei denen ein Körper durch einen Luftstoß aus dem Rohr herausgedrückt wird.
  • Aus EP 00 66 734 B1 ist eine Ausblas-Einrichtung bekannt, bei der bei einem im Ausblasrohr angeordneten Druckluftspeicher mit einem an ihm befindlichen Ausblasventil eine Steuerkolbenanordnung verwendet wird. Hierbei fließt Öl von der einen Seite des Steuerkolbens auf dessen andere Seite, wobei in dem Überströmkanal eine tauchtiefenabhängig von Hand einstellbare Drossel angeordnet ist, mittels der die Öffnungsgeschwindigkeit des Ausblasventils beeinflußbar ist. Die Steuerkolbenanordnung bildet zusammen mit einem Niederdruckspeicher ein geschlossenes hydraulisches System. Die bekannte Vorrichtung weist ferner auch eine Sicherheitssschaltung gegen zu hohen Druck im Rohr beim Ausblasen auf. Die Anordnung eines Druckspeichers mit zugehörigen Betätigungsgeräten nimmt einen Teil der Länge des Rohres ein, und außerdem macht das Eigengewicht dieser Vorrichtung ihre Handhabung z. B. bei Wartungsarbeiten schwierig. Eine Unterbringung der Betätigungsorgane im Bootsinnenraum erfordert für diese jedoch eine kompakte Bauweise, die bei der bekannten Steuerkolbenanordnung nur schwer erreichbar ist. Ferner zeigt diese Veröffentlichung nicht, wie selbsttätig eine Anpassung an die Tauchtiefe erfolgt. Daneben wird das Ausblasventil vermutlich durch Entlüftung des unter dem Druck des Druckluftpeichers stehenden Raumes hinter dem Ausblasventil geöffnent, wie aus DE-PS 15 56 501 bekannt ist, was jedoch bei einem vom Druckluftspeicher getrennt angeordneten Ventil kaum möglich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausblasventil-­Einrichtung, insbesondere für ein Ausstoßrohr, zu schaffen, die ein nicht unmittelbar am Druckluftspeicher und/oder Rohr anzuordnendes Ausblasventil in kompakter Bauweise und ein hydraulisches System mit einer verstellbaren Drossel zur Einstellung der Öffnungsgeschwindigkeit des Ausblasventils aufweist, wobei die Drossel sich selbsttätig, entsprechend der Tauchtiefe, einstellt und gegebenenfalls eine ständige Einsatzbereitschaft gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte weitere Ausgestaltungen.
  • Nach der Erfindung kann die Ausblasluft aus einem beliebigen, ausreichend großen Druckluftspeicher zugeführt werden. Die Betätigung des Ausblasventils erfolgt über ein Steuerluftventil, dem die Luft aus einem anderen im Boot vorhandenen pneumatischen Ventil zugeleitet wird. Der Ventilteller des Ausblasventils steht in direkter Verbindung mit dem hydraulischen System und verdrängt beim Öffnen Öl aus einer an den Ventilteller anschließenden Ölkammer. Das Öl fließt über eine einstellbare Drossel in einen variablen Ölspeicher. Die Einstellung der Drossel erfolgt durch den der Tauchtiefe entsprechenden äußeren Wasserdruck, dem jedoch ein Tellerfederpakt entgegenwirkt, um die durch den Wasserdruck erzeugte Bewegung des Kolbens klein zu halten. Als Drossel wird eine Einrichtung bevorzugt, bei der eine enge Bohrung, vorzugsweise rechtwinklig in einen zylindrischen Kanal mündet, in dem ein Kolben verschiebbar ist. Der Kolben geht mit einer besonders ausgewölbten Übergangskurve in eine Kolbenstange über, die mit einem Antriebskolben verbunden ist, auf den der Wasserdruck wirken kann. Entsprechend dem Wasserdruck gibt der Kolben den Mündungsquerschnitt der engen Bohrung frei, wobei auch die Übergangskurve je nach Stellung dem Ölstrom einen Widerstand entgegensetzt. Das Öl des hydraulischen Systems kann nach Aufheben des Steuerluftdrucks den Ventilteller auf den Ventilsitz zurückschieben. Hierzu wird es durch Federdruck aus dem Ölspeicher unter Umgehung der Drossel in die Ölkammer zurückgedrückt.
  • Die erfindungsgemäße Ausblasventil-Einrichtung weist weitere sich aus den Unteransprüchen und dem anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel ergebende Einzelheiten, wie z.B. eine Sicherheitsschaltung zum Schließen des Ventils, auf.
  • Die einzige Zeichnung zeigt teilweise nur vereinfacht und schematisch ein Ausblasventil und eine tauchtiefengesteuerte Drosseleinrichtung, die in der Praxis als ein zusammengesetztes, kompaktes Bauteil ausgeführt werden und läßt die funktionell benachbarten Elemente, wie Druckluftspeicher und Ausblasrohr erkennen. Die einzelnen Teile sind nicht maßstäblich zueinander gezeichnet. Auf die Angabe weiterer üblicherweise zu verwendender Einzelheiten, wie Absperrventile, Druckmesser usw., wurde verzichtet.
  • Die dargestellte Ausblasventil-Einrichtung umfaßt das Ausblasventil 3, ein Steuerluftventil 5 und eine Drosseleinrichtung 6, wobei das Ausblasventil 3 zwischen einem Druckluftspeicher 2 und dem Ausstoßrohr 1 angeordnet ist. Im Ausblasventil 3 ist ein Steuerkolben 31 mittels in den Raum 35 durch einen Deckel 36 aus dem Steuerluftventil 5 über Leitung 51 zugeführte Steuerluft verschiebbar, der über eine Kolbenstange 32 durch den Ventilraum 34 mit einem Ventilteller 33 verbunden ist, welcher auf einem Ventilsitz 37 abdichtet. Bei geöffnetem Ventil 3 strömt die Ausblasluft über den Rohrstutzen 38 und die Leitung 15 oder vorzugsweise direkt aus dem Stutzen 38 zum Ausstoßrohr 1.
  • Auf der der Kolbenstange 32 beziehungsweise dem Raum 34 gegenüberliegenden Seite des Ventiltellers 33 ist eine Ölkammer 40 angeordnet, wobei der Ventilteller 33 und die auf ihm sitzende Mutter 41 der Kolbenstange 32 gleichzeitig als Verdrängerkolben wirken und Öl aus der Ölkammer 40 über Leitungen 42, 43 und die Bohrung 64 zu der Drossel 61 drücken kann. Aus der Drossel 61 gelangt das Öl über Kanäle 65, 75 in den Ölspeicher 62, wo es den Kolben 72 gegen den Druck der Feder 63 verschieben kann. Mit dem Kolben 72 verschiebt sich auch dessen Kolbenstange 73, deren Stellung durch einen Näherungsschalter 74 überwacht wird, welcher eventuellen Ölmangel meldet und ein Warnzeichen auslöst. Die Öffnung des Ausblasventils wird durch die Bewegung der Kolbenstange 73 visuell angezeigt. Beim Schließen des Ausblasventils 3 fließt Öl aus dem Ölspeicher 62 über die Kanäle 75, 76, 42 und ein Rückschlagventil 71 in dem Kanal 76 in die Ölkammer 40 zurück.
  • Die Drosseleinrichtung 61 ist z.B. so gestaltet, daß die enge Bohrung 64 senkrecht in einen Kanal 65 mündet und daß an der Mündungsstelle ein Kolben 66 im Kanal 65 eine Übergangskurve 67 aufweist. Je nach der Stellung des Kolbens 66 ist die Mündung der Bohrung 64 verschlossen, beziehungsweise mehr oder weniger geöffnet und läßt in Verbindung mit der Übergangskurve 67 Öl gedrosselt in den Kanal 65 einströmen.
  • Am anderen Ende der Kolbenstange 77 befindet sich ein Antriebskolben 68, auf den der äußere Wasserdruck gemäß dem Pfeil 70 über eine nicht dargestellte Leitung wirkt. Der Kolben 68 ist gegen ein Paket von Tellerfedern 69, entsprechend dem Wasserdruck, in einer Weise verschiebbar, bei der die Drossel 61 entsprechend geöffnet wird. Der Kolben 68 ist durch einen Faltenbalg 78 abgedichtet.
  • Der Innenraum des Faltenbalges 78 und damit auch die Rückseite des Kolbens 68 stehen über die beiden parallelen Leitungen 52, 53 und eine weitere Leitung 54 mit der Leitung 51 und dem Steuerluftventil 5 in Verbindung. Beim Öffnen des Ventils 5 gelangt Luft mit einem Druck von z.B. 25 bar nicht nur in den Raum 35 des Ausblasventils 3, sondern auch über Leitungen 54, 52 und Kanal 55 in den Faltenbalg 78. In Leitung 52 ist ein Rückschlagventil 56 angeordnet, das sich bei einem Druck von z.B. wenigstens 10 bar öffnet. In Leitung 53 befindet sich ein weiteres Rückschlagventil 57, das sich bei z.B. 0,3 bar öffnet, wenn der Druck im Faltenbalg 78 beziehungsweise im Kanal 55 höher ist als in der Leitung 54, und das eine Entlüftung des Faltenbalges 78 ermöglicht. In der Leitung 52 kann hinter dem Rückschlagventil 56 eine Drossel 58 vorgesehen sein. Je nach Einstellung der Drossel 58 kann die Öffnungszeit der Drossel 61 beeiflußt werden. Dadurch kann die Endgeschwindigkeit eines ausgestoßenen Körpers begrenzt werden, ohne eine notwendige Anfangsbeschleunigung zu beeinflussen. Auch in der Leitung 54 kann eine Drossel 59 zweckmäßig sein.
  • Die Ausblasventil-Einrichtung ist mit einer Sicherheitsabschaltung versehen, die bei Auftreten eines unzulässig hohen Druckes in dem Ausstoßrohr 1 das Ausblasventil 3 schließt. Über eine Leitung 11 wirkt der Druck im Rohr 1 auf ein Sicherheitsventil 13, dessen Verschiebung eine Verbindung zwischen dem Druckluftspeicher 2 und über Leitung 14 einer Luftkammer 12 herstellt. Die Kammer 12 befindet sich neben der Ölkammer 40 auf der dem Ventilraum 34 gegenüberliegenden Seite des Ventiltellers 33. Bei geöffnetem Ventil 13 drückt Luft aus dem Druckluftspeicher 2, in dem ein Druck von etwa 100 bis 250 bar herrschen kann, den Ventilteller gegen den Steuerluftdruck von z.B. 25 bar im Raum 35 in die verschließende Stellung, so daß der Zustrom von Ausblasluft zum Rohr 1 unterbrochen wird. Bei geschlossenem Sicherheitsventil 13 wird die Kammer 12 über die Leitung 14 und das Ventil 13 drucklos gehalten.
  • Durch die Erfindung werden die Vorteile der kompakten Ausführung von Drosseleinrichtung (61) und Ausblasventil (3) mit der Unterbringung dieser Einrichtung außerhalb des Rohres, die wegen der Kompaktheit auch noch platzsparend ist und unabhängig vom Druckluftspeicher (2) ausgeführt werden kann, in günstiger Weise verbunden.

Claims (8)

1. Tauchtiefengesteuerte Ausblasventil-Einrichtung, insbesondere für ein Ausstoßrohr mit einem Ausblasventil, zum Einleiten von Druckluft in das Rohr (1) und einem geschlossenen hydraulischen System mit einem Ölspeicher zur Einstellung der Öffnungsgeschwindigkeit des Ausblasventils, wobei ein Kolben bei Öffnen des Ventils (3) eine Ölmenge über eine verstellbare Drosselstrecke verdrängt und wobei das Ausblasventil (3) einen durch ein Druckmedium über ein Steuerventil (5) zu betätigenden Kolben (31) und eine Kolbenstange (32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der durch zugeführte Steuerluft zu betätigende Steuerkolben (31) über eine Kolbenstange (32) mit einem Ventilteller (33) verbunden ist, die Zuführung der Ausblasluft aus einem Druckluftspeicher (2) durch den die Kolbenstange (32) enthaltenden Ventilraum (34) erfolgt, daß auf der der Kolbenstange entgegengesetzten Seite des Ventiltellers (33) ein in eine Ölkammer (40) bewegbarer Verdrängerkolben (41) angeordnet ist und daß die Ölkammer (40) über eine durch Einwirkung von äußerem Wasserdruck veränderbare Drossel (61) mit einem Ölspeicher (62) verbunden ist, dessen Volumen gegen die Kraft einer Feder (63) veränderlich ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (61) durch wenigstens eine enge Bohrung (64), die in einen zylindrischen Kanal (65) mündet, und einen in dem Kanal (65) verschiebbaren Kolben (66), der die enge Bohrung (64) freigibt oder verschließt und eine Übergangskurve (67) an einem Ende aufweist, die dem Austritt des Öls aus der engen Bohrung (64) in den Kanal (65) je nach Kolbenstellung gedrosselt freigibt, gebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (66) mit einem Antriebskolben (68) verbunden ist, auf den der Außenwasserdruck wirkt und an dem ein Paket Tellerfedern (69) angeordnet ist, die dem Außenwasserdruck (70) entgegenwirken.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölspeicher (62) über ein Rückschlagventil (71) mit der Ölkammer (40) verbunden ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem eine veränderliche Wand des Ölspeichers bildenden Kolben (72) eine Kolbenstange (73) angeordnet ist, deren Stellung die erfolgte Öffnung des Ausblasventils (3) anzeigt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Näherungsschalter (74) mit der Kolbenstange (73) zusammenwirkt und im Fall eines Ölverlustes aus dem mit dem Ölspeicher (62) verbundenen System ein Warnzeichen gibt.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß an dem Ventilteller (33) neben der Ölkammer (40) eine Luftkammer (12) vorgesehen ist, in der Leitung (14) zur Luftkammer (12) ein Sicherheitsventil (13) angeordnet ist, das über eine Leitung (11) mit dem Ausstoßrohr (1) in Verbindung steht und bei zu hohem Druck im Ausstoßrohr (1) Luft aus dem Druckluftspeicher (2) in die Luftkammer (12) läßt, um das Ausblasventil (3) zu schließen.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (5) und die Drosseleinrichtung (6) eine kompakte Einheit bilden, die nahe am Rohr (1) anbringbar und mit einem außerhalb des Rohres angeordneten Druckluftspeicher verbunden ist.
EP89250041A 1988-09-21 1989-09-20 Tauchtiefengesteuerte Ausblasventil-Einrichtung Expired - Lifetime EP0360370B1 (de)

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