EP1997729B1

EP1997729B1 - Submarine

Info

Publication number: EP1997729B1
Application number: EP08007563A
Authority: EP
Inventors: Martin Liebschwager
Original assignee: Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date: 2007-06-02
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2028-04-18
Also published as: KR20080106393A; ES2386210T3; EP1997729A1; KR101017644B1; PT1997729E; DE102007025844B3

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterseeboot mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a submarine with the features specified in the preamble of claim 1.

Ein solches Unterseeboot, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 beinhaltet, ist aus GB 106 330 A bekannt.Such a submarine incorporating the features of the preamble of claim 1 is made GB 106,330 A known.

Unterseeboote, die von einer oder mehreren Verbrennungskraftmaschinen angetrieben werden, weisen typischerweise zumindest eine aus dem Druckkörper des Unterseeboots herausführende Abgasleitung auf, über die die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Abgase aus dem Druckkörper des Unterseeboots in dessen äußere Umgebung abgelassen werden können.Submarines, which are driven by one or more internal combustion engines, typically have at least one out of the pressure hull of the submarine outgoing exhaust pipe through which the exhaust gases generated by the internal combustion engine can be discharged from the pressure hull of the submarine in its outer environment.

Ein bekanntes Unterseeboot dieser Art weist eine Abgasleitung auf, die sich außerhalb des Druckkörpers in zwei Leitungsstränge verzweigt. Einer dieser Leitungsstränge führt zu einem in dem Turm des Unterseeboots angeordneten Austritt, der andere zu einer Abgasauslassöffnung an der Außenhaut des Unterseeboots im Bereich eines Oberdecks. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Abgas bei Schnorchelfahrt am Turm und bei Überwasserfahrt über die an dem Oberdeck vorgesehene Abgasauslassöffnung aus dem Unterseeboot abzuleiten.A known submarine of this type has an exhaust pipe, which branches outside the pressure hull into two strands. One of these strands leads to an outlet arranged in the tower of the submarine, the other to an exhaust outlet opening on the outer skin of the submarine in the region of an upper deck. This refinement makes it possible to discharge the exhaust gas from the submarine during snorkeling on the tower and when passing over the exhaust gas outlet opening provided on the upper deck.

Bei Schnorchelfahrt ist es erforderlich, den an dem Oberdeck mündenden Leitungsstrang zu verschließen. Bei Überwasserfahrt soll das Abgas hingegen nicht über den Schnorchel abgelassen werden. Aus diesem Grund sind in beiden Leitungssträngen Armaturen vorgesehen, mit denen der Strömungsweg durch den jeweils nicht benutzten Leitungsstrang verschließbar ist.When snorkelling it is necessary to close the opening on the upper deck wiring harness. When going over water, the exhaust gas should not be drained via the snorkel. For this reason, fittings are provided in both strands, with which the flow path through the respectively unused wiring harness is closed.

Des Weiteren ist bei dem bekannten Unterseeboot in der Abgasleitung direkt außenseitig des Druckkörpers eine weitere Armatur vorgesehen, mit der die Abgasleitung bei Unterwasserfahrt unterhalb der Schnorchelfahrttiefe druckdicht verschlossen werden kann.Furthermore, a further fitting is provided in the known submarine in the exhaust pipe directly outside the pressure hull, with which the exhaust pipe can be closed pressure-tight underwater travel below the snorkeling depth.

Zum Schalten der Armaturen sind deren Ventilkörper jeweils mit zumindest einer durch den Drückkörper geführten Betätigungsstange verbunden. Dies dient dazu, die Armaturen ggf. aus dem Inneren des Druckkörpers heraus manuell betätigen zu können. Nachteilig schwächen die hierfür an dem Druckkörper erforderlichen Durchbrechungen aber die Druckkörperstruktur und bilden mögliche Leckagestellen. Ein weiterer Nachteil dieser Ausgestaltung ist in dem verhältnismäßig großen Platzbedarf der Armaturen in dem begrenzten Raum zwischen Druckkörper und Außenhaut des Unterseeboots zu sehen.For switching the valves whose valve body are each connected to at least one guided by the press body actuating rod. This serves to be able to manually operate the fittings, if necessary, from inside the pressure body. Disadvantageously, however, the apertures required for this purpose on the pressure body weaken the pressure-body structure and form possible leakage points. Another disadvantage of this embodiment is seen in the relatively large footprint of the fittings in the limited space between the pressure hull and the outer skin of the submarine.

Aus DE 33 21 782 C2 ist eine Abgasanlage für ein Überwasserschiff bekannt, bei der sich eine Abgasleitung in zwei Leitungsstränge teilt. Im Bereich der Leitungsverzweigung ist eine gesteuerte Umlenkklappe vorgesehen, mit der die Abgasleitung wahlweise in einer ersten Stellung der Umlenkklappe mit einem ersten Leitungsstrang und in einer zweiten Stellung der Umlenkklappe mit einem zweiten Leitungsstrang leitungsverbindbar ist. Für den Einsatz in einem Unterseeboot ist die aus DE 33 21 782 C2 bekannte Abgasanlage nicht geeignet, da bei dieser immer ein Leitungsstrang geöffnet ist, so dass bei einer Tauchfahrt über diesen geöffneten Leitungsstrang Wasser in den Druckkörper des Unterseeboots eindringen würde.Out DE 33 21 782 C2 an exhaust system for a surface vessel is known in which an exhaust pipe divides into two strands. In the field of line branching, a controlled deflecting flap is provided, with which the exhaust line can be conductively connected to a first line strand in a first position of the deflecting flap and to a second line strand in a second position of the deflecting flap. For use in a submarine is the off DE 33 21 782 C2 known exhaust system is not suitable, since in this always a wiring harness is open, so that in a dive on this open wiring harness water would penetrate into the pressure hull of the submarine.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Unterseeboot zu schaffen, dessen Abgasarmaturen möglichst einfach und platzsparend ausgebildet sind.Against this background, it is the object of the invention to provide a generic submarine, the exhaust valves are designed to be as simple and space-saving.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Unterseeboot mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst, wobei sich bevorzugte Ausführungen aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung ergeben.According to the invention this object is achieved by a submarine having the features specified in claim 1, wherein preferred embodiments of the dependent claims, the following description and the drawings.

Das erfindungsgemäße Unterseeboot weist einen Druckkörper auf, durch den zumindest eine Abgasleitung geführt ist, die sich außenseitig des Druckkörpers in mindestens zwei Leitungsstränge verzweigt. Zum druckdichten Verschließen der Abgasleitung ist ein Ventil vorgesehen, das eine Leitungsverzweigung bildet. Mittels des Ventils ist die Abgasleitung in einer ersten Schaltstellung mit einem ersten Leitungsstrang und in einer zweiten Schaltstellung mit einem zweiten Leitungsstrang leitungsverbindbar sowie in einer dritten Schaltstellung verschließbar.The submarine according to the invention has a pressure body through which at least one exhaust pipe is routed, which branches on the outside of the pressure hull in at least two strands. For pressure-tight sealing of the exhaust pipe, a valve is provided which forms a branch line. By means of the valve, the exhaust pipe is conductively connected in a first switching position with a first wiring harness and in a second switching position with a second wiring harness and in a third switching position closed.

Vorteilhaft ist mit dem Ventil nur noch eine Armatur vorzusehen, mit der die Abgasleitung bei normaler Tauchfahrt, d.h. bei Tauchfahrt unterhalb der Schnorchelfahrttiefe, druckdicht verschlossen werden kann, die aber auch eine Umschaltvorrichtung bildet, mit der wahlweise eine Leitungsverbindung von einem Strömungseinlass des Ventils zu einem von zumindest zwei von den Strömungsauslässen des Ventils ausgehenden Leitungssträngen geschaffen werden kann, während der bzw. die übrigen Leitungsstränge von dem Ventil verschlossen werden. Um das Ventil manuell aus dem Inneren des Druckkörpers heraus betätigen zu können, ist weiter vorteilhaft nur noch eine Durchführung durch den Druckkörper vorzusehen, durch die ein Betätigungsmittel zum Schalten des Ventils geführt wird.It is advantageous to provide only a valve with the valve, with the exhaust pipe during normal dive trip, i. during dive travel below the snorkel travel depth, can be closed pressure-tight, but which also forms a switching device, with the optional line connection from a flow inlet of the valve to one of at least two outgoing of the flow outlets of the valve strands can be created while the other or the rest Line strands are closed by the valve. In order to be able to actuate the valve manually from the interior of the pressure body, it is further advantageous to provide only one passage through the pressure body, through which an actuating means for switching the valve is guided.

Bevorzugt mündet zumindest ein von dem Ventil zum Verschließen der Abgasleitung ausgehender Leitungsstrang an einer an einem Oberdeck des Unterseeboots vorgesehenen Abgasauslassöffnung und zumindest ein anderer an einem in einem Turm des Unterseeboots angeordneten Austritt. Zweckmäßigerweise ist daher die Abgasleitung in einem Bereich unterhalb des Oberdecks durch den Druckkörper geführt und das Ventil zu Verschließen der Abgasleitung in einem Zwischenraum zwischen Druckkörper und Oberdeck angeordnet. Um zu verhindern, dass Wasser bei Tauchfahrt des Unterseeboots in den Druckkörper eindringen kann, ist der außenseitig des Druckkörpers zu dem Ventil führende Teil der Abgasleitung druckdicht ausgebildet.Preferably, at least one outgoing of the valve for closing the exhaust pipe harness opens at one provided on an upper deck of the submarine exhaust outlet and at least one other arranged on a arranged in a tower of the submarine outlet. Appropriately, therefore, the exhaust pipe is in one Area guided below the upper deck by the pressure body and arranged the valve to close the exhaust pipe in a space between the pressure hull and upper deck. In order to prevent water from entering the pressure vessel during dive travel of the submarine, the outside of the pressure body to the valve leading part of the exhaust pipe is pressure-tight.

Sind an Bord des Unterseeboots mehrere Abgas erzeugende Antriebseinrichtungen vorgesehen, ist bevorzugt jeder dieser Antriebseinrichtungen eine separate, durch den Druckkörper geführte Abgasleitung zugeordnet. Außerhalb des Druckkörpers ist dann in jeder der Abgasleitungen ein in der oben beschriebenen Weise ausgebildetes Ventil zum Verschließen dieser Abgasleitung vorgesehen.If several exhaust-generating drive devices are provided on board the submarine, each of these drive devices is preferably assigned a separate exhaust line guided through the pressure body. Outside of the pressure hull a valve designed in the manner described above is then provided in each of the exhaust pipes for closing this exhaust pipe.

Das Ventil ist bevorzugt als ein Drehschieberventil ausgebildet. Dementsprechend weist das Ventil einen in dem Ventilgehäuse drehbar gelagerten Ventilkörper auf. Durch den Ventilkörper verläuft ein Strömungskanal derart, dass je nach Drehstellung des Ventilkörpers entweder eine Leitungsverbindung von dem Strömungseinlass des Ventils zu wahlweise einem von zumindest zwei Strömungsauslässen geschaffen wird, oder der Strömungseinlass des Ventils verschlossen wird. Zweckmäßigerweise ist der Ventilkörper im Wesentlichen sphärisch ausgebildet.The valve is preferably designed as a rotary valve. Accordingly, the valve has a valve body rotatably mounted in the valve body. Through the valve body, a flow channel extends such that, depending on the rotational position of the valve body, either a line connection is created from the flow inlet of the valve to optionally one of at least two flow outlets, or the flow inlet of the valve is closed. Conveniently, the valve body is formed substantially spherical.

Die an dem Ventil vorgesehenen Strömungsauslässe sind an dem Ventilgehäuse zweckmäßigerweise im gleichen Winkel abgewinkelt zu einer Mittelachse des Strömungseinlasses angeordnet. Korrespondierend hierzu ist auch der durch den Ventilkörper verlaufende Strömungskanal bevorzugt abgewinkelt ausgebildet, wobei der Strömungskanal zweckmäßigerweise einen Winkel einschließt, der dem Winkel entspricht, den die Mittelachse des Strömungseinlasses mit der Mittelachse eines der Strömungsauslässe einschließt. Weist das Ventil einen Strömungseinlass und zwei Strömungsauslässe auf, ist der durch den Ventilkörper verlaufende Strömungskanal besonders vorteilhaft in einem Winkel von 120° abgewinkelt.The flow outlets provided on the valve are expediently arranged at the valve housing at the same angle angled to a central axis of the flow inlet. Corresponding to this, the flow channel extending through the valve body is also preferably angled, wherein the flow channel expediently encloses an angle which corresponds to the angle which the center axis of the flow inlet encloses with the center axis of one of the flow outlets. If the valve has a flow inlet and two flow outlets, this is through the valve body extending flow channel angled particularly advantageous at an angle of 120 °.

Der Drehschieber des Ventils ist vorzugsweise mit einer durch den Druckkörper des Unterseeboots geführten Betätigungsstange betätigbar. Vorteilhafterweise ist die Betätigungsstange an dem Drehschieber in Verlängerung dessen Drehachse angeordnet und drehbar gelagert. Mittels eines an der Betätigungsstange angreifenden Antriebs, z.B. eines Elektro- oder Hydraulikmotors kann der Drehschieber des Ventils bei dieser Ausgestaltung über die Betätigungsstange in die drei oben beschriebenen Schaltstellungen bewegt werden. Bei einem eventuellen Ausfall des Antriebs kann das Ventil bei dieser Ausgestaltung vorteilhafterweise auch manuell, z.B. mit einem an der Betätigungsstange angeordneten Handrad, aus dem Inneren des Druckkörpers heraus betätigt werden.The rotary valve of the valve is preferably operable with a guided by the pressure hull of the submarine actuating rod. Advantageously, the actuating rod is arranged on the rotary valve in an extension of its axis of rotation and rotatably supported. By means of a drive acting on the actuating rod, e.g. an electric or hydraulic motor, the rotary valve of the valve can be moved in this embodiment via the actuating rod in the three switch positions described above. In the event of a failure of the drive, the valve in this embodiment can advantageously also be manually, e.g. be operated with a arranged on the actuating rod handwheel, from the inside of the pressure hull out.

Im Bereich der Auslässe ist der Ventilkörper des Ventils bevorzugt mittels federvorgespannter Dichtelemente gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet. So können Federelemente, vorzugsweise Druckfederelemente, derart in dem Ventilgehäuse angeordnet sein, dass sie die Dichtelemente in einen Dichtsitz mit dem Ventilkörper drücken. Besonders vorteilhaft werden die Dichtelemente von Kompensatoren gebildet, die in Richtung ihrer Längsausdehnung gespannt werden können. Separate Federelemente zum Vorspannen der Dichtelemente sind in diesem Fall nicht erforderlich. Bevorzugt werden die Dichtelemente von Weichstoffdichtungen, beispielsweise aus Elastomeren, gebildet. Wegen der verhältnismäßig heißen Abgase, die durch das Ventil geleitet werden, sind die Dichtelemente bevorzugt wassergekühlt. Hierzu können in dem Ventilgehäuse, vorzugsweise in der Nähe der Dichtelemente, Kühlkammern vorgesehen sein.In the region of the outlets, the valve body of the valve is preferably sealed off from the valve housing by means of spring-biased sealing elements. Thus, spring elements, preferably compression spring elements, may be arranged in the valve housing in such a way that they press the sealing elements into a sealing seat with the valve body. Particularly advantageously, the sealing elements are formed by compensators, which can be stretched in the direction of their longitudinal extent. Separate spring elements for biasing the sealing elements are not required in this case. The sealing elements of soft material seals, for example of elastomers, are preferably formed. Because of the relatively hot exhaust gases that are passed through the valve, the sealing elements are preferably water cooled. For this purpose, cooling chambers may be provided in the valve housing, preferably in the vicinity of the sealing elements.

Um die im Bereich der Strömungsauslässe des Ventils angeordneten Dichtelemente und insbesondere Weichstoffdichtungen beim Schalten des Ventils bzw. beim Bewegen des Ventilkörpers nicht zu beschädigen, sind vorteilhafterweise Mittel zum Bewegen der Dichtelemente vorgesehen. Mit diesen Mitteln sind die Dichtelemente von einem an dem Ventilkörper anliegenden Dichtsitz wegbewegbar. D.h., mit diesen Mitteln können die Dichtelemente vor dem Schalten des Ventils in eine von dem Ventilkörper beabstandete Position bewegt werden, so dass ein Verschleiß aufgrund von Reibung zwischen dem Ventilkörper und den Dichtelementen vermieden wird.In order not to damage the arranged in the flow outlets of the valve sealing elements and in particular soft gaskets when switching the valve or when moving the valve body, means for moving the sealing elements are advantageously provided. With these means, the sealing elements are moved away from a voltage applied to the valve body sealing seat. That is, with these means, the sealing elements may be moved to a position spaced from the valve body prior to switching of the valve, so that wear due to friction between the valve body and the sealing elements is avoided.

Bevorzugt weisen die Mittel zum Bewegen der Dichtelemente eine Steuerungsscheibe auf, die auf einer durch den Druckkörper geführten Welle angeordnet ist. Mittels der Welle ist die Steuerungsscheibe derart drehbar, dass zwei an der Steuerungsscheibe radial auskragende Abschnitte gleichzeitig die beiden federvorgespannten Dichtelemente an den Strömungsauslässen kontaktieren und bei weiterer Drehung von dem Dichtsitz an dem Ventilkörper wegbewegen. Sobald die Dichtelemente von dem Ventilkörper beabstandet sind, kann das Ventil geschaltet werden, ohne dass dies zu einem Verschleiß der Dichtelemente führt.Preferably, the means for moving the sealing elements on a control disc, which is arranged on a guided through the pressure body shaft. By means of the shaft, the control disk is rotatable such that two sections projecting radially on the control disk simultaneously contact the two spring-biased sealing elements on the flow outlets and on further movement away from the sealing seat on the valve body. Once the sealing elements are spaced from the valve body, the valve can be switched without resulting in wear of the sealing elements.

Besonders vorteilhaft ist die Welle zum Betätigen der Steuerungsscheibe als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Betätigungsstange zum Betätigen des Ventilkörpers durch die Hohlwelle geführt ist. Auf diese Weise muss an dem Druckkörper nur eine Durchbrechung vorgesehen sein, durch die die Betätigungsstange zum Betätigen des Ventilkörpers und die Welle zum Betätigen der Steuerungsscheibe gemeinsam geführt sind.Particularly advantageously, the shaft for actuating the control disk is designed as a hollow shaft, wherein the actuating rod is guided for actuating the valve body through the hollow shaft. In this way, only one opening must be provided on the pressure body, through which the actuating rod for actuating the valve body and the shaft for actuating the control disk are guided together.

Zur Betätigung der Hohlwelle, d.h. zum Drehen der Hohlwelle ist vorzugsweise ein Hydraulikzylinder vorgesehen. Hierbei kann eine lineare Aus- bzw. Einfahrbewegung des Hydraulikzylinders über ein Getriebe, beispielsweise über eine Zahnstange-Zahnrad-Paarung in eine Drehbewegung der Hohlwelle umgewandelt werden.For actuating the hollow shaft, ie for rotating the hollow shaft, a hydraulic cylinder is preferably provided. In this case, a linear extension or retraction movement of the hydraulic cylinder via a transmission, be converted for example via a rack-gear pairing in a rotary motion of the hollow shaft.

Die Drehung der Betätigungsstange zum Schalten des Ventilkörpers erfolgt bevorzugt mit einem Drehantrieb. Hierzu ist die Betätigungsstange mit dem Drehantrieb, bei dem es sich vorzugsweise um einen hydraulisch betätigten Drehmotor handelt, bewegungsverbunden.The rotation of the actuating rod for switching the valve body is preferably carried out with a rotary drive. For this purpose, the actuating rod with the rotary drive, which is preferably a hydraulically actuated rotary motor, motion connected.

Im Bereich des Strömungseinlasses ist der Ventilkörper gegenüber dem Ventilgehäuse vorteilhaft mittels einer Hartstoffdichtung abgedichtet. Die Hartstoffdichtung ist gehäuseseitig des Ventils angeordnet und weist vorteilhaft eine zu der Außenkontur des Ventilkörpers komplementäre Form auf. Als Dichtungsmaterialien können beispielsweise Hartmetall oder Keramik verwendet werden.In the region of the flow inlet, the valve body is advantageously sealed off from the valve housing by means of a hard material seal. The hard material seal is arranged on the housing side of the valve and advantageously has a shape complementary to the outer contour of the valve body. As sealing materials, for example, hard metal or ceramic can be used.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1: in schematischer Schnittdarstellung eine Anordnung eines eine Leitungsverzweigung bildenden Ventils zum Absperren einer durch einen Druckkörper eines Unterseeboots geführten Abgasleitung
Fig. 2: eine entlang der Schnittlinie II - II in Fig. 1 teilgeschnittene Ansicht des Ventils in einer die Abgasleitung verschließenden Schaltstellung
Fig. 3: eine entlang der Schnittlinie II - II in Fig. 1 teilgeschnittene Ansicht des Ventils in einer eine Leitungsverbindung zu einem ersten Leitungsstrang der Abgasleitung schaffenden Schaltstellung
Fig. 4: eine entlang der Schnittlinie II - II in Fig. 1 teilgeschnittene Ansicht des Ventils in einer eine Leitungsverbindung zu einem zweiten Leitungsstrang der Abgasleitung schaffenden Schaltstellung und
Fig. 5: eine entlang der Schnittlinie V - V in Fig. 1 geschnittene Ansicht des Ventils.

The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show:

Fig. 1: a schematic sectional view of an arrangement of a line branching forming valve for shutting off a guided through a pressure hull of a submarine exhaust pipe
Fig. 2: one along the section line II - II in Fig. 1 Partial sectional view of the valve in a closing the exhaust pipe switching position
Fig. 3: one along the section line II - II in Fig. 1 partially sectional view of the valve in a line connection to a first wiring harness of the exhaust pipe creating switching position
Fig. 4: one along the section line II - II in Fig. 1 partially sectional view of the valve in a line connection to a second wiring harness of the exhaust pipe creating switching position and
Fig. 5: one along the section line V - V in Fig. 1 cut view of the valve.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt der Wandung eines Druckkörpers 2 eines Unterseeboots stark vereinfacht dargestellt. In diesem Abschnitt der Wandung des Druckkörpers 2 ist eine Durchbrechung 4 vorgesehen. Die Durchbrechung 4 bildet einen Teil einer Abgasleitung, über die von einer im Inneren des Druckkörpers 2 angeordneten Verbrennungskraftmaschine erzeugte Abgase an die Außenumgebung des Unterseeboots abgeleitet werden können.In Fig. 1 a section of the wall of a pressure hull 2 of a submarine is shown greatly simplified. In this section of the wall of the pressure hull 2, an opening 4 is provided. The opening 4 forms part of an exhaust pipe, via which exhaust gases generated by an internal combustion engine arranged in the interior of the pressure body 2 can be discharged to the outside environment of the submarine.

Außenseitig des Druckkörpers 2 ist direkt oberhalb der Durchbrechung 4 ein im Wesentlichen in einem Winkel von 90° gekrümmtes Rohrstück 6 über einen an dem Rohrstück 6 ausgebildeten Flansch 8 an dem Druckkörper 2 befestigt. Das Rohrstück 6 bildet einen druckfesten Teil der Abgasleitung.On the outside of the pressure hull 2, a pipe piece 6 bent substantially at an angle of 90 ° is fastened directly to the pressure body 2 via a flange 8 formed on the pipe piece 6 directly above the opening 4. The pipe section 6 forms a pressure-resistant part of the exhaust pipe.

An dem von dem Druckkörper 2 beabstandeten Ende des Rohrstücks 6 ist an einem dort ausgebildeten Flansch 10 ein Ventil 12 derart angeschlossen, dass das Rohrstück 6 und ein Strömungseinlass 14 des Ventils 12 miteinander strömungsverbunden sind. Wie insbesondere den Fig. 2 bis 5 zu entnehmen ist, bildet das Ventil 12 eine Leitungsverzweigung, d.h., neben dem Strömungseinlass 14 weist das Ventil einen ersten Strömungsauslass 16 und einen zweiten Strömungsauslass 18 auf. An dem ersten Strömungsauslass 16 des Ventils 12 ist ein erster in den Figuren nicht dargestellter Leitungsstrang der Abgasleitung angeschlossen, der an einer im Bereich des Oberdecks des Unterseeboots vorgesehenen Abgasauslassöffnung mündet. An den Strömungsauslass 18 schließt sich ein ebenfalls nicht dargestellter zweiter Leitungsstrang der Abgasleitung an, der zu einem in einem Turm des Unterseeboots angeordneten Schnorchel führt. Die Fig. 2 bis 5 zeigen auch, dass der Strömungseinlass 14 und die Strömungsauslässe 16 und 18 jeweils in einem Winkel von 120° zueinander versetzt angeordnet sind.At the end of the pipe section 6 spaced from the pressure body 2, a valve 12 is connected to a flange 10 formed there such that the pipe section 6 and a flow inlet 14 of the valve 12 are flow-connected to one another. As in particular the Fig. 2 to 5 can be seen, the valve 12 forms a manifold, ie, in addition to the flow inlet 14, the valve has a first flow outlet 16 and a second flow outlet 18. At the first flow outlet 16 of the valve 12, a first wiring harness of the exhaust pipe, not shown in the figures, is connected, which opens at an exhaust gas outlet opening provided in the region of the upper deck of the submarine. Close to the flow outlet 18 a likewise not shown second wiring harness of the exhaust pipe, which leads to a arranged in a tower of the submarine snorkel. The Fig. 2 to 5 also show that the flow inlet 14 and the flow outlets 16 and 18 are each offset at an angle of 120 ° to each other.

Das Ventil 12 ist als ein Drehschieberventil ausgebildet. In einer in dem Ventilgehäuse 20 ausgebildeten Ventilkammer 22 ist ein Ventilkörper 24 um eine Drehachse A drehbar gelagert. Der Ventilkörper 24 ist im Wesentlichen sphärisch ausgebildet, wobei die Kugelkappen in Richtung der Drehachse A des Ventilkörpers 24 abgeschnitten sind, so dass er in Richtung der Drehachse A voneinander beabstandet ebene Stirnflächen bildet. Quer zu seiner Drehachse A wird der Ventilkörper 24 von einem Strömungskanal 26 durchbrochen. Dieser Strömungskanal 26 ist in einer Ebene senkrecht zur Drehachse A in einem Winkel von 120° abgewinkelt ausgebildet (Fig. 2 bis 5).The valve 12 is formed as a rotary valve. In a valve chamber 22 formed in the valve housing 20, a valve body 24 is rotatably mounted about a rotation axis A. The valve body 24 is formed substantially spherical, wherein the ball caps are cut in the direction of the axis of rotation A of the valve body 24, so that it forms in the direction of the rotation axis A spaced from each other flat end faces. Transverse to its axis of rotation A, the valve body 24 is broken by a flow channel 26. This flow channel 26 is angled in a plane perpendicular to the axis of rotation A at an angle of 120 ° ( Fig. 2 to 5 ).

Zum Schalten des Ventils 12 bzw. zum Drehen des Ventilkörpers 24 ist eine Betätigungsstange 28 vorgesehen. Diese Betätigungsstange 28 ist durch eine Durchbrechung der in Fig. 1 unterhalb des Ventils 12 strichpunktiert dargestellten Wandung des Druckkörpers 2 geführt. Die Betätigungsstange 28 ist konzentrisch zur Drehachse A des Ventilkörpers 24 an diesem befestigt. An einem im Inneren des Druckkörpers 2 befindlichen Ende der Betätigungsstange 28 greift ein hydraulischer Drehmotor 30 an, mit dem der Ventilkörper 24 über die Betätigungsstange 28 in drei unterschiedliche Schaltstellungen gedreht werden kann.For switching the valve 12 and for rotating the valve body 24, an actuating rod 28 is provided. This actuating rod 28 is formed by an opening in the Fig. 1 guided below the valve 12 shown in phantom wall of the pressure hull 2. The actuating rod 28 is concentric with the axis of rotation A of the valve body 24 attached thereto. At a located in the interior of the pressure hull 2 end of the actuating rod 28 engages a hydraulic rotary motor 30, with which the valve body 24 can be rotated via the actuating rod 28 in three different switching positions.

Hierzu zählt die in Fig. 2 dargestellte Schaltstellung, in der der Ventilkörper 24 so ausgerichtet ist, dass er den Strömungseinlass 14 des Ventils 12 und damit die Abgasleitung in Richtung des Druckkörpers 2 verschließt. Diese Schaltstellung ist insbesondere bei getauchtem Unterseeboot unterhalb der Schnorchelfahrttiefe erforderlich, da hierdurch ein Eindringen von Wasser in den Druckkörper 2 über die Abgasleitung verhindert wird.This includes the in Fig. 2 illustrated switching position in which the valve body 24 is aligned so that it closes the flow inlet 14 of the valve 12 and thus the exhaust pipe in the direction of the pressure body 2. This switch position is required in particular submerged submarine below the snorkeling depth, since this is an intrusion is prevented by water in the pressure body 2 via the exhaust pipe.

Bei Überwasserfahrt des Unterseeboots kann das Ventil 12 in die in Fig. 3 dargestellte Schaltstellung geschaltet werden. In der dort gezeigten Schaltstellung ist der Ventilkörper 24 derart ausgerichtet, dass der an dem Ventilkörper 24 ausgebildete Strömungskanal 26 eine Strömungsverbindung von dem Strömungseinlass 14 zu dem ersten Strömungsauslass 16 schafft. Gleichzeitig verschließt der Ventilkörper 24 den zweiten Strömungsauslass 18. Auf diese Weise können Abgase aus dem Druckkörper 2 über die an dem Strömungsauslass 16 anschließenden Leitungsstrang der Abgasleitung zu der im Bereich des Oberdecks vorgesehenen Abgasauslassöffnung geleitet werden.When the submarine is over-watering, the valve 12 may be in the in Fig. 3 shown switching position can be switched. In the switching position shown there, the valve body 24 is oriented such that the flow channel 26 formed on the valve body 24 creates a flow connection from the flow inlet 14 to the first flow outlet 16. At the same time, the valve body 24 closes the second flow outlet 18. In this way, exhaust gases from the pressure body 2 can be conducted via the wiring harness of the exhaust gas line adjoining the flow outlet 16 to the exhaust gas outlet opening provided in the region of the upper deck.

Schließlich kann das Ventil 12 auch in die in Fig. 4 dargestellte Schaltstellung gebracht werden, in der der Ventilkörper 24 so angeordnet ist, dass er den ersten Strömungsauslass 16 verschließt und eine Strömungsverbindung von dem Strömungseinlass 14 zu dem zweiten Strömungsauslass 18 herstellt. Diese Schaltstellung ist für die Ableitung von Abgasen bei Schnorchelfahrt gedacht, bei der die Abgase über einen an den Strömungsauslass 18 des Ventils 12 anschließenden Leitungsstrang der Abgasleitung zu dem am Turm vorgesehenen Austritt geleitet werden.Finally, the valve 12 also in the in Fig. 4 illustrated switching position, in which the valve body 24 is arranged so that it closes the first flow outlet 16 and establishes a flow connection from the flow inlet 14 to the second flow outlet 18. This switching position is intended for the discharge of exhaust gases during snorkeling, in which the exhaust gases are passed via a subsequent to the flow outlet 18 of the valve 12 wiring harness of the exhaust pipe to the outlet provided on the tower.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen, dass der Ventilkörper 24 gegenüber der Ventilkammer 22 bzw. gegenüber dem Ventilgehäuse 20 im Bereich des Strömungseinlasses 14 mit einem Dichtelement 32, im Bereich des ersten Strömungsauslasses 16 mit einem Dichtelement 34 und im Bereich des zweiten Strömungsauslasses 18 mit einem Dichtelement 36, abgedichtet ist. Die Dichtelemente 32, 34 und 36 sind ringförmig ausgebildet und bilden eine zu der Kugelform des Ventilkörpers 24 komplementäre Dichtfläche. Die Dichtung 32 ist als eine in die Innenwandung der Ventilkammer 22 integrierte Hartstoffdichtung ausgebildet. An dieser Dichtung 32 liegt der Ventilkörper 24 bündig an. Die Dichtungen 34 und 36 sind als Weichstoffdichtungen ausgebildet, die mittels vorgespannter Druckfederelemente 38 in den Dichtsitz an dem Ventilkörper 24 gedrückt werden. Zum Kühlen der Dichtelemente 34 und 36 sind an dem Ventilgehäuse 20 des Ventils 12 Kühlkammern 40 und 42 vorgesehen, durch die Kühlwasser gepumpt werden kann.The Fig. 2 to 5 show that the valve body 24 is sealed relative to the valve chamber 22 or opposite the valve housing 20 in the region of the flow inlet 14 with a sealing element 32, in the region of the first flow outlet 16 with a sealing element 34 and in the region of the second flow outlet 18 with a sealing element 36 , The sealing elements 32, 34 and 36 are annular and form a complementary to the spherical shape of the valve body 24 sealing surface. The seal 32 is in the inner wall of the valve chamber as one 22 integrated hard material seal formed. At this seal 32 of the valve body 24 is flush. The seals 34 and 36 are formed as soft material seals, which are pressed by means of prestressed compression spring elements 38 in the sealing seat on the valve body 24. For cooling the sealing elements 34 and 36, cooling chambers 40 and 42 are provided on the valve housing 20 of the valve 12, can be pumped through the cooling water.

Um die als Weichstoffdichtungen ausgebildeten Dichtelemente 34 und 36 beim Schalten des Ventils 12, d.h. bei Drehung des Ventilkörpers 24 nicht zu beschädigen, sind die Dichtelemente 34 und 36 von dem Dichtsitz an dem Ventilkörper 24 unter weiterer Anspannung der Druckfederelemente 38 wegbewegbar. Dies geschieht mittels einer Steuerungsscheibe 44, die unterhalb des Ventilkörpers 24, d.h. auf der dem Druckkörper 2 zugewandten Seite des Ventilkörpers 24 um die Drehachse A des Ventilkörpers 24 drehbar angeordnet ist. Die Steuerungsscheibe 44 hat im Wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks. Sie ist in dem Ventilgehäuse 20 derart angeordnet, dass sie bei einer Drehung um die Drehachse A gleichzeitig die Dichtelemente 34 und 36 kontaktiert und in eine von dem Ventilkörper 24 beabstandete Position drückt (Fig. 5).In order to prevent the sealing elements 34 and 36 formed as soft-material seals when switching the valve 12, ie upon rotation of the valve body 24, the sealing elements 34 and 36 are movable away from the sealing seat on the valve body 24 under further tension of the compression spring elements 38. This is done by means of a control plate 44, which is arranged below the valve body 24, ie on the pressure body 2 facing side of the valve body 24 about the axis of rotation A of the valve body 24 rotatably. The control disk 44 is substantially in the shape of an equilateral triangle. It is arranged in the valve housing 20 such that it simultaneously contacts the sealing elements 34 and 36 during a rotation about the axis of rotation A and presses them into a position spaced from the valve body 24 (FIG. Fig. 5 ).

Die Betätigung der Steuerungsscheibe 44 erfolgt über eine Hohlwelle 46 (Fig. 1). Diese Hohlwelle 46 ist um die Betätigungsstange 28 zum Betätigen des Ventilkörpers 24 herum angeordnet. An dem Außenumfang der Hohlwelle 46 ist ein Zahnkranz 48 ausgebildet, der mit einer Zahnstange 50 im Eingriff steht. Die Zahnstange 50 ist an dem linear verfahrbaren Teil eines Hydraulikzylinders 52 angebunden. Über die von Zahnkranz 48 und Zahnstange 50 gebildete Getriebepaarung wird die Linearbewegung des verfahrbaren Teils des Hydraulikzylinders 52 in eine Drehbewegung der Hohlwelle 46 umgewandelt.The actuation of the control disc 44 via a hollow shaft 46 ( Fig. 1 ). This hollow shaft 46 is arranged around the actuating rod 28 for actuating the valve body 24 around. On the outer periphery of the hollow shaft 46, a ring gear 48 is formed, which is in engagement with a rack 50. The rack 50 is connected to the linearly movable part of a hydraulic cylinder 52. About the toothed ring 48 and rack 50 formed gear pairing, the linear movement of the movable part of the hydraulic cylinder 52 is converted into a rotational movement of the hollow shaft 46.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Druckkörperpressure vessels
44: Durchbrechungperforation
66: Rohrstückpipe section
88th: Flanschflange
1010: Flanschflange
1212: VentilValve
1414: Strömungseinlassflow inlet
1616: Strömungsauslassflow outlet
1818: Strömungsauslassflow outlet
2020: Ventilgehäusevalve housing
2222: Ventilkammervalve chamber
2424: Ventilkammervalve chamber
2626: Strömungskanalflow channel
2828: Betätigungsstangeactuating rod
3030: Drehmotorrotary engine
3232: Dichtelementsealing element
3434: Dichtelementsealing element
3636: Dichtelementsealing element
3838: DruckfederelementCompression spring element
4040: Kühlkammercooling chamber
4242: Kühlkammercooling chamber
4444: Steuerungsscheibecontrol disc
4646: Hohlwellehollow shaft
4848: Zahnkranzsprocket
5050: Zahnstangerack
5252: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders

AA: Drehachseaxis of rotation

Claims

A submarine with a pressure hull (2), with at least one exhaust gas conduit which is led from the inside of the pressure hull (2) to the outside, characterised in that the exhaust gas conduit outside the pressure hull (2) branches into at least two conduit lines, and with a valve (12) arranged outside the pressure hull (2), for the pressure-tight closure of the exhaust gas conduit, wherein the valve (12) forms a conduit branch and wherein the exhaust gas conduit in a first switch position of the valve (12) may be conductively connected to a first conduit line and in a second switch position to a second conduit line, as well as may be closed in a third switch position.
A submarine according to claim 1, characterised in that the valve (12) is designed as a rotary valve.
A submarine according to one of the preceding claims, characterised in that an angled flow channel (26), preferably angled at an angle of 120°, runs through a valve body (24) of the valve (12).
A submarine according to one of the preceding claims, characterised in that the valve body (24) of the valve (12) may be actuated with an actuation rod (28) led through the pressure hull (2).
A submarine according to one of the preceding claims, characterised in that the valve body (24) is sealed with respect to a valve housing (20), in the region of the flow outlets (16, 18), by way of spring-biased sealing elements (34, 36), preferably soft-material seals.
A submarine according to claim 5, characterised in that means for moving the sealing elements (34, 36) are provided, with which the sealing elements (34, 36) may be moved away from a sealing seat bearing on the valve body (24).
A submarine according to claim 6, characterised in that the means for moving the sealing elements comprise a control disk (44) which is arranged on a shaft (46) led through the pressure hull (2).
A submarine according to claim 7, characterised in that the shaft (46) is designed as a hollow shaft (46), wherein the actuation rod (28) for actuating the valve body (24) is led through the hollow shaft (46).
A submarine according to one of the claims 7 or 8, characterised in that the shaft (46) may be actuated by a hydraulic cylinder (52).
A submarine according to one of the claims 4 to 9, characterised in that the actuation rod (28) is coupled in movement to a rotary drive, preferably to a hydraulically actuated rotary motor (30), for actuating the valve body (24).
A submarine according to one of the preceding claims, characterised in that the valve body (24) is sealed with respect to the valve housing (20) in the region of the flow inlet (14), by way of a hard material seal (32).