DE4327009C2 - Tauchvorrichtung für Modellunterseeboote - Google Patents
Tauchvorrichtung für ModellunterseebooteInfo
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- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H23/00—Toy boats; Floating toys; Other aquatic toy devices
- A63H23/02—Boats; Sailing boats
- A63H23/04—Self-propelled boats, ships or submarines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tauchvorrichtung für
Modellunterseeboote.
Die auf dem Modellbaumarkt angebotenen Vorrichtungen sind einmal
sehr aufwendig, zum anderen in ihrer Funktionsweise
unbefriedigend.
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.
Eine weitere Variante ist eine Kolbenpumpe gemäß der
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.
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.
Das Abschalten der Pumpenmotoren erfolgt durch Druckkontakt des
Kolbens in seiner Endstellung, der die installierten Ein- und
Ausschalter betätigt.
Eine feine Dosierung der gewünschten Wassermenge ist nicht
möglich.
Als weitere bedeutende Nachteile sind der hohe mechanische
Aufwand und die hohen auftretenden mechanischen Kräfte mit
entsprechend hohen zu installierenden elektrischen Leistungen zu
nennen.
Ein weiteres System arbeitet mit einer Kombination aus einem
festen Tankbestandteil und einem flexiblen, aus einem Faltenbalg
bestehenden Tankbestandteil.
Bei diesem aus der DE-AS 36 22 760 bekannten Tauchsystem wird die
zu flutende bzw. zu lenzende Wassermenge durch eine Zahnradpumpe
bewegt.
Die Begrenzung der in das Boot zu pumpenden Wassermenge erfolgt
durch ein Steigrohr, welches überflüssiges Wasser wieder aus dem
Boot führt.
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.
Die sichere Erreichung der drei Wunschzustände für den Betrieb eines Unterseebootes - sinken, schweben und aufsteigen - macht eine genaue Dosierung der zu flutenden Wassermenge erforderlich.
Bei diesem System soll die Wassermenge über eine Abstimmung der
Parameter "Höhe des Überlaufrohres" und "Ausdehnung des
Faltenbalges" sicher eingestellt werden.
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.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der nicht zwangsläufig
erfolgenden Abschaltung der Pumpe, wodurch sich ein unnötiger,
die Fahrzeit des Modellunterseebootes vermindernder,
Energieverbrauch ergibt.
Ein weiterer, gravierender Nachteil ergibt sich aus der
Flexibilität der Faltenbälge, wodurch das geflutete Wasservolumen
im Boot nicht sicher fixiert ist.
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.
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.
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.
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.
Nach dem Lösen der Arretierung wird der Kolben durch den
Wasserdruck bis in seine, durch einen Anschlag bestimmte
Endstellung gedrückt.
Eine Sperre verhindert das Zurückgleiten des Kolbens bei
nachlassendem Wasserdruck.
Bei diesem System ist das zu flutende Wasservolumen durch die
Position des Endanschlages fest vorgegeben. Das Fluten von
definierten Teilmengen ist nicht möglich.
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.
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.
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.
Dieses Ziel wird durch eine Tauchvorrichtung wie sie im Anspruch
1 angegeben ist, erreicht.
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.
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.
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.
Während des Fahrbetriebes gibt der Betreiber des
Modellunterseebootes anhand der Fernsteuerung einen Soll-Wert für
die zu flutende Wassermenge vor.
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.
Beim Flutvorgang pumpt die Zahnradpumpe Wasser in den sich
zwischen Zylinder und fliegend gelagertem Kolben ergebenden
Hubraum. Dabei bewegt sich der Kolben im Zylinder.
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.
Stimmen Soll- und Ist-Wert überein, wird die Pumpe abgestellt,
das Ventil wird geschlossen.
Analog zu dem oben beschriebenen Vorgang wird jede durch den
Betreiber gewünschte Wassermenge durch Fluten bzw. Lenzen
eingestellt.
Es läßt sich folglich jeder der drei Zustände (sinken, schweben,
schwimmen) sicher erreichen.
Das geflutete Wasservolumen befindet sich in einer fest
definierten Lage, wodurch negative Auswirkungen bei
Nickbewegungen des Bootes sicher vermieden werden.
Innerhalb des Bootskörpers befindet sich ein fester Zylinder (5)
in welchem sich ein fliegend gelagerter Kolben (6) befindet.
Eine Seite des Zylinders ist mit einem Deckel (8) fest
verschlossen.
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.
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.
Die Verbindungen vom Bootsinnenraum zur Umgebung sind wasserdicht
ausgeführt.
An der offenen Seite des Zylinders befinden sich die
Steuerelektronik und die Sende- und Empfangseinheit (4).
Exemplarisch für alle denkbaren Möglichkeiten ist als Sende- und
Empfangseinheit eine Kombination aus einer Lichtquelle und einem
lichtempfindlichem Widerstand dargestellt.
Beide Bauteile sich, ebenfalls beispielhaft dargestellt,
außerhalb des Zylinders.
Ebenfalls sind die Steuerleitungen für den Pumpenmotor und das
Ventil dargestellt.
Claims (10)
1. Tauchvorrichtung für Modellunterseeboote dadurch
gekennzeichnet, daß sich in einem mindestens einseitig
festverschlossenem Zylinder (5) ein fliegend gelagerter Kolben (6)
befindet, wobei der sich so ergebende "Hubraum" über einen
Stutzen (1) mindestens einer Pumpe und entsprechende Leitungen
mit dem das Modellunterseeboot umgebenden Wasser verbunden ist,
daß das für die Einleitung- bzw. für die Rückgängigmachung des Tauchvorganges erforderliche Wasservolumen durch mindestens eine Pumpe in den Hubraum hinein und wieder heraus pumpbar ist,
daß in der Schlauchverbindung zwischen Tauchtank und Außenöffnung ein Absperrventil (2) enthalten ist,
daß die Position des Kolbens (6) durch eine an der zum Bootsinnenraum hin offenen Seite des Zylinders angeordnete Vorrichtung (4) erfaßt und in für die Fernsteuerung verwertbare Signale und Steuerbefehle umgewandelt wird,
daß der Hub des Kolbens (6) durch Endschalter begrenzt ist.
daß das für die Einleitung- bzw. für die Rückgängigmachung des Tauchvorganges erforderliche Wasservolumen durch mindestens eine Pumpe in den Hubraum hinein und wieder heraus pumpbar ist,
daß in der Schlauchverbindung zwischen Tauchtank und Außenöffnung ein Absperrventil (2) enthalten ist,
daß die Position des Kolbens (6) durch eine an der zum Bootsinnenraum hin offenen Seite des Zylinders angeordnete Vorrichtung (4) erfaßt und in für die Fernsteuerung verwertbare Signale und Steuerbefehle umgewandelt wird,
daß der Hub des Kolbens (6) durch Endschalter begrenzt ist.
2. Tauchvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
am oberen Ende der fest verschlossenen Seite des Zylinders über
eine Stutzen-Schlauch-Kombination zum Zwecke der vollständigen
Entlüftung des Tauchsystems eine nach der durchgeführten
Entlüftung verschließbare Verbindung zur Umgebung des
Modellunterseebootes herstellbar ist.
3. Tauchvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Systems so gewählt sind,
daß der Kolben ohne weitere Führung, bzw. Führungsvorrichtungen
klemmungsfrei durch den durch die Pumpe(n) erzeugten Druck in
beide Richtungen bewegbar ist.
4. Tauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben durch Dichtungen den Hubraum und
den Innenraum des Modellunterseebootes vollständig gegeneinander
abdichtet.
5. Tauchvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Erfassung der Position des Kolbens eine
Sender- und Empfängerkombination für verwertbare Signale, und
eine Meßvorrichtung ist.
6. Tauchvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
sich sowohl Sender als auch Empfänger an der zum Bootsinnenraum
offenen Seite des Zylinders befinden, wobei Kolbenrückseite und
der freie Zylinderraum als Reflektor für die vom Sender
ausgesandten Signale dienen.
7. Tauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sender an der Kolbenrückseite befestigt
ist, und daß sich der Empfänger an der zum Bootsinnenraum offenen
Seite des Zylinders befindet.
8. Tauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Empfänger an der Kolbenrückseite
befestigt ist, und daß sich der Sender an der zum Bootsinnenraum
offenen Seite des Zylinders befindet.
9. Tauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Ausfall von Sender und/oder Empfänger zum
automatischen Lenzen des Kolbentanks führt.
10. Tauchvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch
gekennzeichnet, daß Anfangs- und Endstellung des Kolbens durch
Justiermöglichkeiten definierbar und einstellbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934327009 DE4327009C2 (de) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Tauchvorrichtung für Modellunterseeboote |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934327009 DE4327009C2 (de) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Tauchvorrichtung für Modellunterseeboote |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4327009A1 DE4327009A1 (de) | 1995-02-16 |
DE4327009C2 true DE4327009C2 (de) | 1998-01-29 |
Family
ID=6494972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934327009 Expired - Fee Related DE4327009C2 (de) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Tauchvorrichtung für Modellunterseeboote |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4327009C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010021106A1 (de) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Ottec Technology Gmbh | Miniatur-Nebelerzeugungsanlage |
CN103559820A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-05 | 沈昌生 | 遥控式潜水艇原理演示器 |
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US6280277B1 (en) * | 2000-06-27 | 2001-08-28 | Shelcore, Inc. | Combination water gun and self-propelled water toy |
Citations (3)
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DE2901442A1 (de) * | 1979-01-16 | 1980-07-17 | Peter Preisenhammer | Modell-unterseeboot |
DE3622760A1 (de) * | 1986-07-07 | 1988-01-21 | Anni Schaffer | Tauchvorrichtung fuer modellunterseeboote |
GB2228901A (en) * | 1988-10-24 | 1990-09-12 | Secr Defence | Buoyancy control means |
-
1993
- 1993-08-12 DE DE19934327009 patent/DE4327009C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102010021106B4 (de) * | 2010-05-20 | 2014-01-23 | Ottec Technology Gmbh | Miniatur-Nebelerzeugungsanlage |
CN103559820A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-05 | 沈昌生 | 遥控式潜水艇原理演示器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4327009A1 (de) | 1995-02-16 |
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