EP3387699A1 - Kupplungsvorrichtung für eine lösbare steckerverbindung zwischen einer schleppantenne und einem wasserfahrzeug - Google Patents

Kupplungsvorrichtung für eine lösbare steckerverbindung zwischen einer schleppantenne und einem wasserfahrzeug

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EP3387699A1
EP3387699A1 EP16805438.5A EP16805438A EP3387699A1 EP 3387699 A1 EP3387699 A1 EP 3387699A1 EP 16805438 A EP16805438 A EP 16805438A EP 3387699 A1 EP3387699 A1 EP 3387699A1
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EP
European Patent Office
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locking
coupling device
plug
finger
locking element
Prior art date
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EP16805438.5A
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EP3387699B1 (de
Inventor
Burkhard Stoltenberg
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/56—Towing or pushing equipment
    • B63B21/66—Equipment specially adapted for towing underwater objects or vessels, e.g. fairings for tow-cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/02—Connectors or connections adapted for particular applications for antennas

Definitions

  • the invention relates to a coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft, with a first plug element and a second plug element for towing antenna and watercraft, a locking system via which the one plug element of the first and second connector elements between an unlocked position and a locking position can be transferred is and wherein the locking system acts on the one connector element via a first and a second locking element in the locking position.
  • a plug connection consists of two plug elements which are connected or coupled together.
  • a plug element can also be referred to as a plug half.
  • a connection of the two connector elements via screw or bayonet locks is not suitable for towing antennas, since there may be situations, so-called overload situations, in which the connector must be solved quickly. This is not possible with screws or bayonet locks.
  • the tow antenna side connector element is located at one end of the tow antenna cable and is releasably held or locked via a locking system on the clip-on connector.
  • the trailing antenna-side plug element forms suitable holding means which can be designed, for example, as laterally arranged locking noses of the plug element. By means of this holding means, the plug element is held over the locking elements of the locking system in the clip-on connector.
  • the vehicle-side connector element may be referred to as an integral part of the clip-on connector, in that the vehicle-side connector element can be acted upon by means of an actuating device for coupling with the tow antenna side connector element.
  • the signal transmission can be done for example via optical fibers.
  • the tow antenna side plug element must not tilt due to varying tensile forces through the towed antenna in the locking system of the clip-on connector.
  • small movements of the two plug elements in the axial direction of the coupling device to one another are uncritical since they can be compensated by the actuating device, which acts on the vehicle-side plug element in the direction of the tow antenna side plug element.
  • the coupling device in order to prevent damage.
  • a coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a submarine is shown in DE 10 2005 045 843 A1.
  • this plug connection is considered disadvantageous that the required in an overload situation release of schleppan- tennen salen plug element must be made by manual interaction. This is no defined and always constant overload condition for the release of schleppantennenseiti- plug element can be displayed.
  • the object of the present invention is to provide a coupling device which enables an independent and defined release of the tow antenna side plug element in an overload situation.
  • a coupling device for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft comprising a first plug element and a second plug element for towing antenna and watercraft, a locking system, via which the one plug element of the first and second plug elements between an unlocked position and a locking position can be transferred, wherein the locking system acts on the one connector element via a first and a second locking element in the locking position and the first and second locking element, starting from the locking position of the locking system in a condition triggered by the presence of an overload condition on the one connector element release position are transferable.
  • the first connector element is arranged schleppantennen medicine and the second connector element is arranged on the vehicle side.
  • An overload condition may be present on the one plug element, for example, if a load above a previously defined limit value is introduced into the plug element via the towing antenna cable.
  • the overload condition therefore preferably comprises a load component acting on the locking system from the locking position into the unlocked position. In particular, this load component is caused or characterized by a tensile force of the towed antenna.
  • a "coupling" may refer to a mechanical, an optical and / or electrical coupling, in particular an optical coupling can take place via optical waveguides.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the first and the second locking element are drivingly connected to each other via a driving shaft, wherein an actuating mechanism of the locking system engages indirectly via the first locking element on the driving shaft. This makes it possible to arrange the actuating mechanism space saving to one side of the coupling device.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the torsional stiffness of the first locking element relative to a point of application of the actuating mechanism on the first locking element at least approximately corresponds to the torsional stiffness of the second locking element based on the point of application of the actuating mechanism on the first locking element. Since the tensile force of the towed antenna is transmitted to the first and the second locking element as half support force by the first plug element, the coordination of the torsional rigidity of the two control elements ensures that the respective half support force leads to a degree of yielding of the locking elements , This in turn ensures that tilting of the first plug element with respect to the second plug element is avoided and only a slight movement of the first plug element in the axial direction of the coupling device is permitted. An impairment of the signal transmission is thus excluded or reduced to a minimum.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the first and second locking element are formed in two parts, wherein each locking element comprises a latching on a base body in the release position latch finger.
  • each locking element comprises a latching on a base body in the release position latch finger.
  • the function of the overload protection is realized in an advantageous manner directly to the locking elements.
  • This simple embodiment of the two-part locking elements with pivoting locking fingers it is possible to ensure a defined and consistent overload condition in an overload situation for both locking elements.
  • the locking finger is held on a shear pin on the base body in a non-pivoted initial position.
  • each locking finger on the respective body between a unverschwenkten Initial position and a release position are pivoted, the locking finger is, however, initially held on the shear pin in the starting position and pivoted after shearing the shear pin due to an overload situation in the release position.
  • Also results from the design of equal torsional stiffness of the two locking elements based on the point of action of the actuating mechanism in combination with the release of the locking fingers on shear pins in an overload situation a very uniform load on the shear pin due to a tensile force through the towed antenna. This ensures a very uniform and clearly defined release threshold or failure threshold of the shear pins.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that the locking finger of the first of the two locking elements forms a deformation region extending essentially radially to the driving shaft and permitting a deformation of the locking finger.
  • the torsional stiffness of the first locking element can advantageously be adapted to the torsional rigidity of the second locking element, which is connected to the engagement point of the actuating mechanism via the driving shaft permitting the deformation due to the design. Over the deformation range, a reduction in the torsional stiffness is deliberately imposed on the first locking element.
  • the deformation region is formed by a slit extending in the radial and in the axial direction to the drive shaft slot in the locking finger. This slot in production technology easily representable. Also, the slot offers the advantage that the two separated by the slot parts of the locking finger, go to block to each other from a certain load height, so that no weakening of the locking finger itself arises.
  • the object is further achieved by the use of a coupling device according to the invention for a detachable plug connection between a towed antenna and a watercraft, in particular a submarine.
  • FIG. 1 shows a coupling device according to the invention in a side view
  • Figure 2 shows a coupling device according to the invention in a further side view
  • Figure 3 is a view of a detail of a coupling device according to the invention
  • Figure 4 is a view of a further detail of a coupling device according to the invention.
  • FIGS 5a, 5b are views of a further detail of a coupling device according to the invention.
  • 1 shows a detachable plug connection 12 between a towed antenna, not shown, and a watercraft, not shown, and a coupling device 10 for the plug connection 12.
  • the watercraft may be a submarine.
  • the coupling device 10 initially has a frame element 14.
  • the frame member 14 is fixed in a manner not shown in the region of an outer skin of the vessel.
  • the plug connection 12, which has a first plug element 20 and a second plug element 22 is held on the frame element 14.
  • the second plug element 22 is held movably on the frame element 14 via an actuating device 16 and the first plug element 20 is detachably held on the frame element 14 via a locking system 30.
  • the locking system 30 is shown in Figure 1 only in the one side view of the coupling device 10. The figure described below shows the coupling device 10 in the opposite side view.
  • the first plug element 20 can be transferred via the locking system 30 from an unlocking position into a locking position and vice versa with respect to the frame element 14 of the coupling device 10.
  • a detailed description of the kinematics of how the second plug element 22 can be moved by means of the actuating device 16 between a position coupled to the first plug element 20 and uncoupled position should not occur at this point.
  • FIG. 2 shows the locking system 30 in the side view opposite FIG.
  • the locking system 30 will first be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the locking system 30 may first comprise an actuating actuator 32 configured as a hydraulic piston-cylinder unit and an actuating mechanism 40, both of which are fixed to the frame element 14.
  • the actuating mechanism 40 in turn may comprise a toggle lever arrangement 42 which can be actuated at least indirectly via a push-pull element 34 designed as a piston rod of the piston-cylinder unit 32.
  • the toggle lever arrangement 42 is held on the frame element 14 and, on the other hand, initiates a rotational movement on a driver shaft 46 via a lever arm 44.
  • the rotational movement is initiated at one end or at least at one end region of the driver shaft 46 via the lever arm 44.
  • a first locking element 50 is furthermore held against rotation. Furthermore, a second locking element 52 is held against rotation at the opposite end or end region of the driving shaft 46, as shown in FIG. A rotation of the Mit Sprinte 46 about an axis A can therefore be transmitted in a pivoting movement of the two locking elements 50, 52.
  • the locking system 30 indirectly via the locking elements 50, 52, the first connector element 20 from an unlocking position in a locking position and vice versa convict, which will be described in detail below.
  • the frame element 14 has a receiving region 18 in which the first plug element 20 can be received in order to be releasably locked via the locking system 30.
  • the receiving area 18 forms on both sides guides 24i, 24 2 , which are preferably formed as openings in the wall of the receiving area 18.
  • guides 24 ⁇ 24 2 forms the first connector element 20 on both sides first and second guide lugs 26i, 26 2 , for inclusion in the guides 24 ⁇ 24 2 of the receiving area 14.
  • the guide lugs 26 ⁇ 5 26 2 such dimensions are that they are in inserted in the receiving portion 18 male member 20 on an outer surface of the frame member 14 to the outside, so that the guide lugs 26 ⁇ 5 26 2 with the locking elements 50, 52 come into an operative connection, or are brought to.
  • the first connector element 20 after it was initially introduced in unspecified manner to be described in the receiving area 18, then brought from a present unlocking position by means of the locking system 30 in a locking position and locked in this ,
  • FIG. 3 shows a detail of a coupling device 10, in particular of the first locking element 50.
  • the second locking element 52 is largely identical to the first locking element 50, the difference being discussed at a suitable point.
  • the locking element 50 has been pivoted by the toggle lever assembly 42, the lever arm 44 and the cam shaft 46 in a clockwise direction, so that the first connector element 20 is in the locked position.
  • the locking element 50 comprises a base body 54, a locking finger 56 and a counter-locking finger 58.
  • the locking element 50 acts on the locking finger 56, the guide nose 26i of the first connector element 20 in the locking position.
  • the locking element 50 can act on the first connector element 20 in an unlocked position.
  • the locking finger 56 is held pivotably on the base body 54 about a pivot axis S via a suitable bearing arrangement 60, the locking finger 56 being prevented from pivoting by a shear pin 62 arranged offset from the pivot axis S and between the locking finger 56 and the base body 54. If, due to an overload situation of the first plug element 20, a corresponding shearing off of the shear pin 62 occurs, the belt finger 56 is able to pivot about the pivot axis S and thus the locking element 50 to transfer to a release position. In the release position, the first plug element 20 can assume the unlocking position, so that the overload situation is eliminated. In a conceivable other embodiment, the function of shearing in an overload situation can also be realized by other suitable triggering means. Furthermore, FIG. 3 shows that the latch finger 56 has a deformation region 64 in the form of a slot. Here, the slot 64 extends substantially radially with respect to the axis A of the cam shaft 46th
  • FIG. 4 shows a part of the locking system 30 in a cut-away view. Shown are the cam shaft 46 and held on this two locking elements 50, 52. To recognize the base body 54 ⁇ , 54 2 of the locking elements 50, 52 and the pivotally held on the basic bodies 54 ⁇ 54 2 latch fingers 56i, 56 2 , however over the shear pins 62i, 62 2 are prevented from pivoting, as long as they are not sheared due to an overload situation. Not shown is the acting on the body 54 ⁇ lever arm 44th
  • the locking element 50 is locked directly in the locking position of the first connector element 20 via the actuating mechanism 40.
  • the respective half holding force for the first plug element 20 is transmitted via the respective latch finger 56i, 56 2 of the two latch elements 50, 52.
  • half the holding force of the second locking element 52 is thus transmitted over the entire driving shaft 46, whereas half the holding force of the first locking element 50 of the Point of attack is transferred directly to the base body 54i.
  • the cam shaft 46 acts as a kind of torsion spring in this transfer.
  • the locking finger 56i which is the locking finger with the shorter transmission path of the retaining force, is configured with a deformation region 64, which is preferably like already described is designed as a slot.
  • FIGS. 5a and 5b schematically show the transition of the first locking element 50 into the release position by shearing the shear pin 62 x in an overload situation of the first connector element 20.
  • FIG. 5a initially shows the locking finger 56i in a position not pivoted relative to the base body 54, in which FIG Bolt finger 56i is held on the base body 54 via the bearing arrangement 60.
  • FIG. 5b shows the latch finger 56i in a pivoted position, which is the release position of the first latch element 50, in which the shear pin 62i is sheared off and the latch finger 56i is held pivoted on the base body 54 only via the bearing arrangement 60.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, mit einem ersten Steckerelement und einem zweiten Steckerelement zum Kuppeln von Schleppantenne und Wasserfahrzeug, einem Verriegelungssystem, über die das eine Steckerelement der ersten und zweiten Steckerelemente zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung überführbar ist und wobei das Verriegelungssystem das eine Steckerelement über ein erstes und ein zweites Riegelelement in die Verriegelungsstellung beaufschlagt.

Description

Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, mit einem ersten Steckerelement und einem zweiten Steckerelement zum von Schleppantenne und Wasserfahrzeug, einem Verriegelungssystem, über die das eine Steckerelement der ersten und zweiten Steckerelemente zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung überführbar ist und wobei das Verriegelungssystem das eine Steckerelement über ein erstes und ein zweites Riegelelement in die Ver- riegelungsstellung beaufschlagt.
Es ist Stand der Technik Wasserfahrzeug, insbesondere Unterseeboote, mit im Wasser geführten Schleppantennen auszustatten. Hierfür sind Systeme bekannt, um Schleppantennen an dem Fahrzeug zu befestigen, auszubringen und einzuholen. Diese Systeme beinhalten steck- und lösbare Unterwassersteckerverbindungen für eine signalführende Verbindung zwischen Fahrzeug und Schleppantenne. Für solch ein System werden beispielsweise sogenannte Clip-on-Verbinder verwendet, bei denen die Schleppantenne über ein Kabel mit dem zugehörigen Signalübertragungssystem des Fahrzeugs gekoppelt wird. Ein Clip-on-Verbinder befindet sich im Außenbereich des Fahrzeugs, beispielsweise in der Außenhülle eines Unterseebootes. Bei dem Clip-on- Verbinder handelt es sich letztlich um eine Kupplungsvorrichtung.
Eine Steckerverbindung besteht aus zwei Steckerelementen, die miteinander verbunden beziehungsweise gekuppelt werden. Ein Steckerelement kann auch als Steckerhälfte bezeichnet werden. Eine Verbindung der zwei Steckerelemente über Verschraubungen oder Bajonettverschlüsse ist für Schleppantennen nicht geeignet, da es Situationen, sogenannten Überlastsituationen, geben kann, in denen die Steckerverbindung schnell gelöst werden muss. Dies ist mit Verschrau- bungen oder Bajonettverschlüssen nicht möglich.
Das schleppantennenseitige Steckerelement befindet sich an dem einen Ende des Schleppantennenkabels und wird über ein Verriegelungssystem an dem Clip-on-Verbinder lösbar gehalten beziehungsweise arretiert. Hierzu bildet das schleppantennenseitige Steckerelement geeignete Haltemittel aus, die beispielsweise als seitlich angeordnete Verriegelungsnasen des Steckerele- ments ausgebildet sein können. Mittels dieser Haltemittel wird das Steckerelement über die Riegelelemente des Verriegelungssystems in dem Clip-on-Verbinder gehalten. Das fahrzeugseitige Steckerelement kann insofern als integraler Bestandteil des Clip-on-Verbinders bezeichnet werden, als dass das fahrzeugseitige Steckerelement mittels einer Betätigungsvorrichtung zur Kopplung mit dem schleppantennenseitigen Steckerelement beaufschlagt werden kann. Eine Grundvoraussetzung, die die Steckerverbindung erfüllen muss, besteht darin, dass sie derart stabil sein muss, dass sich die beiden Steckerelemente aufgrund von Fahrzeugbewegungen nicht gegeneinander bewegen, da es sonst zu Störungen in der Signalübertragung kommen kann. Die Signalübertragung kann beispielsweise über Lichtleiter erfolgen. Zudem darf sich das schleppantennenseitige Steckerelement aufgrund von veränderlichen Zugkräften durch die Schleppantenne in dem Verriegelungssystem des Clip-on-Verbinders nicht verkippen. Unkritisch sind jedoch geringe Bewegungen der beiden Steckerelemente in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zueinander, da diese durch die Betätigungsvorrichtung, welche das fahrzeugseitige Steckerelement in Richtung des schleppantennenseitige Steckerelement beaufschlagt, ausgegli- chen werden können. Allerdings ist es erforderlich, dass in einer durch das Schleppantennenkabel hervorgerufenen Überlastsituation die Kupplungsvorrichtung das schleppantennenseitige Steckerelement freigeben muss, um einer Beschädigung vorzubeugen.
Eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Unterseeboot zeigt die DE 10 2005 045 843 AI . Bei dieser Steckerverbindung wird als nachteilig erachtet, dass die im einer Überlastsituation erforderliche Freigabe des schleppan- tennenseitigen Steckerelements durch manuelle Interaktion erfolgen muss. Hiermit ist keine definierte und immer gleichbleibende Überlastbedingung für die Freigabe des schleppantennenseiti- gen Steckerelements darstellbar.
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kupplungsvor- richtung bereitzustellen, die eine selbständige und definierte Freigabe des schleppantennenseiti- gen Steckerelements in einer Überlastsituation ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, umfassend ein erstes Steckerelement und ein zweites Steckerelement zum von Schleppantenne und Wasserfahrzeug, ein Verrie- gelungssystem, über die das eine Steckerelement der ersten und zweiten Steckerelemente zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung überführbar ist, wobei das Verriegelungssystem das eine Steckerelement über ein erstes und ein zweites Riegelelement in die Verriegelungsstellung beaufschlagt und das erste und zweite Riegelelement ausgehend von der Verriegelungsstellung des Verriegelungssystems in eine durch das Vorliegen einer Überlast- bedingung an dem einen Steckerelement ausgelöste Freigabestellung überführbar sind. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das erste Steckerelement schleppantennenseitig angeordnet ist und das zweite Steckerelement fahrzeugseitig angeordnet ist. Von diesen Zuordnungen wird nachfolgend lediglich für die Zwecke dieser Beschreibung ausgegangen. Grundsätzlich wird erfindungsgemäß zwischen der Verriegelungsstellung des Verrieglungssystems und der Freigabestellung der ersten und zweiten Riegelelemente unterschieden, wobei diese Freigabestellung eingenom- men werden kann, während sich das Verriegelungssystem in der Verriegelungsstellung befindet. Eine Überlastbedingung kann an dem einen Steckerelement beispielsweise vorliegen, wenn über das Schleppantennenkabel eine Belastung oberhalb eines zuvor festgelegten Grenzwertes in das Steckerelement eingeleitet wird. Bevorzugt umfasst demnach die Überlastbedingung eine das Verriegelungssystem von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung beaufschlagende Belastungskomponente. Insbesondere wird diese Belastungskomponente durch eine Zugkraft der Schleppantenne verursacht beziehungsweise charakterisiert. Ein kann„Kuppeln" ein mechanisches, ein optisches und/oder elektrisches Kuppeln bezeichnen. Ein optisches Kuppeln kann insbesondere über Lichtwellenleiter erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste und das zweite Riegelelement über eine Mitnehmerwelle antriebsmäßig miteinander verbunden sind, wobei eine Betätigungsmechanik des Verriegelungssystems mittelbar über das erste Riegelelement an der Mitnehmerwelle angreift. Hierdurch ist es möglich die Betätigungsmechanik platzsparend zur einen Seite der Kupplungsvorrichtung anzuordnen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Torsionssteifigkeit des ersten Riegelelements bezogen auf einen Angriffspunkt der Betätigungsmechanik an dem ersten Riegelelement zumindest annähernd der Torsionssteifigkeit des zweiten Riegelelements bezogen auf den Angriffspunkt der Betätigungsmechanik an dem ersten Riegelelement entspricht. Da durch das erste Steckerelement die Zugkraft der Schleppantenne als jeweils halbe Stützkraft auf das erste und das zweite Riegelelement übertragen wird, wird durch die Abstimmung der Torsionssteifigkeit der beiden Regelelemente aufeinander erreicht, dass die jeweils halbe Stützkraft in einem gleichen Maß zu einer Nachgiebigkeit der Riegelelemente führt. Hierdurch ist wiederum gewährleistet, dass ein Verkippen des ersten Steckerelements gegenüber dem zweiten Steckerelement vermieden wird und lediglich eine geringe Bewegung des ersten Steckerelements in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zugelassen wird. Eine Beeinträchtigung der Signalübertragung ist damit ausgeschlossen beziehungsweise auf ein Minimum reduziert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste und zweite Riegelelement zweiteilig ausgebildet sind, wobei jedes Riegelelement einen an einem Grundkörper in die Freigabestellung schwenkbar gehaltenen Riegelfinger umfasst. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise unmittelbar an den Riegelelementen die Funktion des Überlastschutzes realisiert. Durch diese einfache Ausgestaltung der zweiteiligen Riegelelemente mit schwenkbaren Riegelfingern ist es möglich, für beide Riegelelemente eine definierte und gleichbleibende Überlastbedingung in einer Überlastsituation zu gewährleisten. Insbesondere ist bevorzugt, dass der Riegelfinger über einen Scherstift an dem Grundkörper in einer unverschwenkten Ausgangsstellung gehalten wird. Somit kann jeder Riegelfinger an dem jeweiligen Grundkörper zwischen einer unverschwenkten Ausgangsstellung und einer Freigabestellung verschwenkt werden, wobei der Riegelfinger allerdings zunächst über den Scherstift in der Ausgangsstellung gehalten wird und nach Abscheren des Scherstiftes infolge einer Überlastsituation in die Freigabestellung verschwenkt. Auch ergibt sich durch die Auslegung gleicher Torsionssteifigkeiten der beiden Riegelelemente bezogen auf den Angriffspunkt der Betätigungsmechanik in Kombination mit der Freigabe der Riegelfinger über Scherstifte in einer Überlastsituation eine sehr gleichmäßige Belastung der Scherstift infolge einer Zugkraft durch die Schleppantenne. Somit ist eine sehr einheitliche und klar definierte Auslöseschwelle beziehungsweise Versagensschwelle der Scherstifte gewährleistet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Riegelfinger des ersten der bei- den Riegelelemente einen im Wesentlichen radial zu der Mitnehmerwelle verlaufenden und eine Verformung des Riegelfingers zulassenden Verformungsbereich ausbildet. Durch diesen Verformungsbereich kann in vorteilhafter Weise die Torsionssteifigkeit des ersten Riegelelements an die Torsionssteifigkeit des zweiten Riegelelements, welches über die konstruktiv bedingt eine Verformung zulassende Mitnehmerwelle mit dem Angriffspunkt der Betätigungsmechanik ver- bunden ist, angepasst werden. Über den Verformungsbereich wird dem ersten Riegelelement absichtlich eine Reduzierung der Torsionssteifigkeit aufgeprägt. In bevorzugter Ausgestaltung wird der Verformungsbereich durch einen in radialer und in axialer Richtung zu der Mitnehmerwelle verlaufenden Schlitz in dem Riegelfinger gebildet. Dieser Schlitz in fertigungstechnisch einfach darstellbar. Auch bietet der Schlitz den Vorteil, dass die beiden durch den Schlitz getrennten Teile des Riegelfingers, ab einer gewissen Belastungshöhe auf Block zueinander gehen, so dass keine Schwächung des Riegelfingers an sich entsteht.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung für eine lösbare Steckerverbindung zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, insbesondere einem Unterseeboot.
Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich eine beispielhaft Ausführungsform der Erfindung. Hierin zeigen
Figur 1 eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung in einer Seitenansicht;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung in einer weiteren Seitenansicht; Figur 3 eine Ansicht eines Details einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung;
Figur 4 eine Ansicht eines weiteren Details einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung und
Figuren 5a, 5b Ansichten eines weiteren Details einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung. Die Figur 1 zeigt eine lösbare Steckerverbindung 12 zwischen einer nicht dargestellten Schleppantenne und einem nicht dargestellten Wasserfahrzeug und eine Kupplungsvorrichtung 10 für die Steckerverbindung 12. Bei dem Wasserfahrzeug kann es sich um ein Unterseeboot handeln.
Die Kupplungsvorrichtung 10 weist zunächst ein Rahmenelement 14 auf. Das Rahmenelement 14 ist in nicht näher dargestellter Weise im Bereich einer Außenhaut des Wasserfahrzeugs befestigt. An dem Rahmenelement 14 ist zumindest mittelbar die Steckerverbindung 12, welche ein erstes Steckerelement 20 und ein zweites Steckerelement 22 aufweist, gehalten. Hierbei ist das zweite Steckerelement 22 über eine Betätigungsvorrichtung 16 beweglich an dem Rahmenelement 14 und das erste Steckerelement 20 über ein Verriegelungssystem 30 lösbar an dem Rah- menelement 14 gehalten. Das Verriegelungssystem 30 ist in der Figur 1 lediglich in der einen Seitenansicht der Kupplungsvorrichtung 10 gezeigt. Die weiter unten beschriebene Figur zeigt die Kupplungsvorrichtung 10 in der entgegengesetzten Seitenansicht. Insbesondere kann das erste Steckerelement 20 über das Verriegelungssystem 30 von einer Entriegelungsstellung in eine Verriegelungsstellung und vice versa bezüglich des Rahmenelements 14 der Kupplungsvorrich- tung 10 überführt werden. Eine detaillierte Beschreibung der Kinematik, wie das zweite Steckerelement 22 mittels der Betätigungsvorrichtung 16 zwischen einer mit dem ersten Steckerelement 20 gekuppelten und ungekuppelten Stellung bewegt werden kann, soll an dieser Stelle nicht erfolgen.
Die Figur 2 zeigt das Verriegelungssystem 30 in der zu Figur 1 entgegengesetzten Seitenansicht. Das Verriegelungssystem 30 soll zunächst anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben werden. Das Verriegelungssystem 30 kann zunächst einen als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgestalteten Betätigungsaktuator 32 und eine Betätigungsmechanik 40 umfassen, die beide an dem Rahmenelement 14 festgelegt sind. Die Betätigungsmechanik 40 ihrerseits kann eine Kniehebelanordnung 42 umfassen, die zumindest mittelbar über ein als Kolbenstange der Kolben-Zylinder- Einheit 32 ausgebildetes Schub-Zug-Element 34 betätigt werden kann. Die Kniehebelanordnung 42 ist einerseits an dem Rahmenelement 14 gehalten und leitet andererseits über einen Hebelarm 44 eine Drehbewegung auf eine Mitnehmerwelle 46 ein. Insbesondere wird die Drehbewegung an einem Ende oder zumindest an einem Endbereich der Mitnehmerwelle 46 über den Hebelarm 44 eingeleitet. Hieraus ergibt sich eine besonders vorteilhaft platzsparende Anordnung der Einheit bestehend aus Betätigungsmechanik 40 und Betätigungsaktuator 32 derart, dass diese zur einen Seite des Rahmenelements 14 angeordnet sind.
An dem Ende beziehungsweise dem Endbereich der Mitnehmerwelle 46, an dem der Hebelarm 44 drehfest gehalten ist, ist weiterhin ein erstes Riegelelement 50 drehfest gehalten. Weiterhin ist an dem entgegengesetzten Ende beziehungsweise Endbereich der Mitnehmerwelle 46 ein zwei- tes Riegelelement 52 drehfest gehalten, wie in der Figur 1 dargestellt. Eine Drehbewegung der Mitnehmerwelle 46 um eine Achse A kann demnach in eine Schwenkbewegung der beiden Riegelelemente 50, 52 übertragen werden. Über dieses Verschwenken der beiden Riegelelemente 50, 52 kann das Verriegelungssystem 30 mittelbar über die Riegelelemente 50, 52 das erste Steckerelement 20 von einer Entriegelungsstellung in eine Verriegelungsstellung und vice versa überführen, was detailliert nachfolgend beschrieben wird.
Das Rahmenelement 14 weist einen Aufnahmebereich 18 auf, in dem das erste Steckerelement 20 aufgenommen werden kann, um über das Verriegelungssystem 30 lösbar arretiert zu werden. Der Aufnahmebereich 18 bildet zu beiden Seiten hin Führungen 24i, 242 aus, die bevorzugt als Durchbrüche in der Wandung des Aufnahmebereichs 18 ausgebildet sind. Als Gegenstück zu den Führungen 24^ 242 bildet das erste Steckerelement 20 beidseitig erste und zweite Führungsnasen 26i, 262 aus, zur Aufnahme in den Führungen 24^ 242 des Aufnahmebereichs 14. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Führungsnasen 26ΐ 5 262 eine derartige Abmessung haben, dass sie bei in dem Aufnahmebereich 18 eingeführtem Steckerelement 20 über eine Außenfläche des Rahmenelements 14 nach Außen überstehen, so dass die Führungsnasen 26ΐ 5 262 mit den Riegelelementen 50, 52 in eine Wirkverbindung treten beziehungsweise gebracht werden können. Über diese Wirkverbindung ist es möglich, dass das erste Steckerelement 20, nachdem es in nicht näher zu beschreibender Art und Weise initial in den Aufnahmebereich 18 eingeführt wurde, von einer dann vorliegenden Entriegelungsstellung mittels des Verriegelungssystems 30 in eine Verriegelungsstellung gebracht und in dieser arretiert werden kann.
Die Figur 3 zeigt ein Detail einer Kupplungsvorrichtung 10, insbesondere des ersten Riegelelements 50. Das zweite Riegelelement 52 ist weitestgehend gleich dem ersten Riegelelement 50 ausgeführt, wobei auf den Unterschied an geeigneter Stelle eingegangen wird. Das Riegelelement 50 wurde durch die Kniehebelanordnung 42, den Hebelarm 44 und die Mitnehmerwelle 46 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so dass sich das erste Steckerelement 20 in der Verriegelungs- Stellung befindet. Das Riegelelement 50 umfasst einen Grundkörper 54, einen Riegelfinger 56 und einen Gegenriegelfinger 58. Das Riegelelement 50 beaufschlagt über den Riegelfinger 56 die Führungsnase 26i des ersten Steckerelements 20 in die Verriegelungsstellung. Über den Gegenriegelfinger 58 kann das Riegelelement 50 das erste Steckerelement 20 in eine Entriegelungsstellung beaufschlagen.
Der Riegelfinger 56 ist um eine Schwenkachse S über eine geeignete Lageranordnung 60 schwenkbar an dem Grundkörper 54 gehalten, wobei der Riegelfinger 56 mit einem versetzt zu der Schwenkachse S und zwischen dem Riegelfinger 56 und dem Grundkörper 54 angeordneten Scherstift 62 an einem Verschwenken gehindert ist. Kommt es infolge einer Überlastsituation des ersten Steckerelements 20 zu einem entsprechenden Abscheren des Scherstifts 62, ist der Rie- gelfinger 56 in der Lage um die Schwenkachse S zu Verschwenken und damit das Riegelelement 50 in eine Freigabestellung zu überführen. In der Freigabestellung kann das erste Steckerelement 20 die Entriegelungsstellung einnehmen, so dass die Überlastsituation beseitigt ist. In einer denkbaren anderen Ausgestaltung kann die Funktion des Abscherens in einer Überlastsituation auch durch andere geeignete Auslösemittel realisiert sein. Weiterhin lässt Figur 3 erkennen, dass der Riegelfinger 56 einen Verformungsbereich 64 in Gestalt eines Schlitzes aufweist. Hierbei verläuft der Schlitz 64 in Wesentlichen radial bezogen auf die Achse A der Mitnehmerwelle 46.
Die Figur 4 zeigt ein Teil des Verriegelungssystems 30 in einer freigeschnittenen Darstellung. Gezeigt sind die Mitnehmerwelle 46 und die auf dieser gehaltenen beiden Riegelelemente 50, 52. Zu erkennen sind die Grundkörper 54\, 542 der Riegelelemente 50, 52 und die schwenkbar an den Grundkörpern 54^ 542 gehaltenen Riegelfinger 56i, 562, die allerdings über die Scherstifte 62i, 622 an einem Verschwenken gehindert sind, solange diese infolge einer Überlastsituation noch nicht abgeschert sind. Nicht dargestellt ist der an dem Grundkörper 54χ angreifende Hebelarm 44.
Ein Aspekt der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung soll im Folgenden anhand der Figur 4 erläutert werden, unter gleichzeitigem Verweis auf die anderen Figuren: Bei dem Verriegelungssystem 30 wird in der Verriegelungsstellung des ersten Steckerelements 20 das Riegelelement 50 direkt über die Betätigungsmechanik 40 arretiert. Die jeweils halbe Haltekraft für das erste Steckerelement 20 wird über den jeweiligen Riegelfinger 56i, 562 der beiden Riegelelemente 50, 52 übertragen. Die beiden halben Haltekräfte summieren sich im Angriffspunkt des Hebelarms 44 an dem Grundkörper 54i des ersten Riegelelements 50. Ausgehend von diesem Angriffspunkt wird die halbe Haltekraft des zweiten Riegelelements 52 demnach über die gesamte Mitnehmerwelle 46 übertragen, wohingegen die halbe Haltekraft des ersten Riegelelements 50 von dem Angriffspunkt unmittelbar auf dessen Grundkörper 54i übertragen wird. Die Mitnehmerwelle 46 wirkt bei dieser Übertragung gewissermaßen als Torsionsfeder. Infolge dieser Übertragungs- Verhältnisse bewirkt die halbe Haltekraft des zweiten Riegelelements 52 eine größere Verlagerung des Riegelfingers 562 entgegengesetzt zur Haltkraft, als die halbe Haltekraft des ersten Riegelelements 50 eine Verlagerung des Riegelfingers 56i entgegengesetzt zur Haltekraft bewirkt. Um diese ungleiche Verlagerung der Riegelfinger 56i, 562 infolge der jeweiligen halben Haltekraft auszugleichen, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung der Riegelfinger 56i, der prinzipbe- dingt der Riegelfinger mit dem kürzeren Übertragungsweg der Haltekraft ist, mit einem Verformungsbereich 64 ausgestaltet, der bevorzugt wie bereits beschrieben als Schlitz ausgeführt ist. Durch diesen Verformungsbereich 64 des Riegelfingers 56i wird dem ersten Riegelelement 50 defacto eine künstliche beziehungsweise gewollte Elastizität beziehungsweise reduzierte Torsi- onssteifigkeit aufgeprägt, die in optimaler Weise derart abgestimmt ist, dass sie der Elastizität beziehungsweise Torsionssteifigkeit des zweiten Riegelelements 52, welche diesem über die Mit- nehmerwelle 46 aufgeprägt wird, genau angeglichen ist. Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt ist gewährleistet, dass das erste Steckerelement 20 bei Einwirkung einer Zugkraft durch das Schleppantennenkabel nicht innerhalb der Kupplungsvorrichtung 10 beziehungsweise innerhalb des zweiten Steckerelements 22 verkippt, so dass die Signalübertragung durch die Steckerverbindung 12 unbeeinträchtigt bleibt. Durch diesen erfindungsgemäßen Aspekt ist weiterhin gewährleistet, dass die Scherstifte 62^ 622 in einer Überlastsituation nicht ungleich belastet werden. Erst die gleiche Belastung der Scherstifte 62^ 622 stellt sicher, dass beide Scherstifte 62i, 622 in einer Überlastsituation gleichermaßen an deren Belastungsgrenze herangeführt werden und zeitgleich versagen.
Die Figuren 5a und 5b zeigen schematisch den Übergang des ersten Riegelelements 50 in die Freigabestellung durch Abscheren des Scherstiftes 62x in einer Überlastsituation des ersten Steckerelements 20. Die Figur 5a zeigt den Riegelfinger 56i zunächst in einer gegenüber dem Grundkörper 54 unverschwenkten Stellung, in der der Riegelfinger 56i über die Lageranordnung 60 an dem Grundkörper 54 gehalten ist. Die Figur 5b zeigt den Riegelfinger 56i in einer ver- schwenkten Stellung, welche die Freigabestellung des ersten Riegelelements 50 ist, in der der Scherstift 62i abgeschert ist und der Riegelfinger 56i lediglich über die Lageranordnung 60 verschwenkt an dem Grundkörper 54 gehalten ist.
Bezugszeichenliste
10 Kupplungsvorrichtung
12 Steckerverbindung
14 Rahmenelement
16 Betätigungsvorrichtung
18 Aufnahmebereich
20 Steckerelement
22 Steckerelement
24 Führung
26 Führungsnase
30 Verriegelungssystem
32 Betätigungsaktuator
34 Schub-Zug-Element
40 Betätigungsmechanik
42 Kniehebelanordnung
44 Hebelarm
46 Mitnehmerwelle
50 Riegelelement
52 Riegelelement
54 Grundkörper
56 Riegelfinger
58 Gegenriegelfinger
60 Lageranordnung
62 Scherstift
64 Verformungsbereich
S Schwenkachse
A Achse

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsvorrichtung (10) für eine lösbare Steckerverbindung (12) zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, umfassend
ein erstes Steckerelement (20) und ein zweites Steckerelement (22) zum Kuppeln von Schleppantenne und Wasserfahrzeug,
ein Verriegelungssystem (30), über die das eine Steckerelement (20) der ersten und zweiten Steckerelemente (20, 22) zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung überführbar ist,
wobei das Verriegelungssystem (30) das eine Steckerelement (20) über ein erstes und ein zweites Riegelelement (50, 52) in die Verriegelungsstellung beaufschlagt und das erste und zweite Riegelelement (50, 52) ausgehend von der Verriegelungsstellung des Verriegelungssystems (30) in eine durch das Vorliegen einer Überlastbedingung an dem einen Steckerelement (20) ausgelöste Freigabestellung überführbar sind.
2. Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastbedingung eine das Verriegelungssystem (30) von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung beaufschlagende Belastungskomponente, insbesondere durch eine Zugkraft der Schleppantenne verursacht, umfasst.
3. Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Riegelelement (50, 52) über eine Mitnehmerwelle (46) antriebsmäßig miteinander verbunden sind, wobei eine Betätigungsmechanik (40) des Verriegelungssystems (30) mittelbar über das erste Riegelelement (50) an der Mitnehmerwelle (46) angreift.
4. Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsi- onssteifigkeit des ersten Riegelelements (50) bezogen auf einen Angriffspunkt der Betätigungsmechanik (40) an dem ersten Riegelelement (50) zumindest annähernd der Torsi- onssteifigkeit des zweiten Riegelelements (52) bezogen auf den Angriffspunkt der Betätigungsmechanik (40) an dem ersten Riegelelement (50) entspricht.
5. Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Riegelelement (50, 52) zweiteilig ausgebildet sind, wobei jedes Riegelelement (50, 52) einen an einem Grundkörper (54i, 542) in die Freigabestellung schwenkbar gehaltenen Riegelfinger (56ΐ 5 562) umfasst.
6. Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegel- finger (56i, 562) über einen Scherstift (62^ 622) an dem jeweiligen Grundkörper (54i, 542) in einer unverschwenkten Ausgangsstellung gehalten wird.
7. Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegelfinger (560 des ersten (50) der beiden Riegelelemente (50, 52) einen im Wesentlichen radial zu der Mitnehmerwelle (46) verlaufenden und eine Verformung des Riegelfingers (560 zulassenden Verformungsbereich (64) ausbildet.
8. Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsbereich (64) durch einen in radialer und in axialer Richtung zu der Mitnehmerwelle (46) verlaufenden Schlitz in dem Riegelfinger (56^ gebildet wird.
9. Verwendung einer Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine lösbare Steckerverbindung (12) zwischen einer Schleppantenne und einem Wasserfahrzeug, insbesondere einem Unterseeboot.
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