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DE102024117954A1 - Manual emergency shutdown for a hydraulic system - Google Patents

Manual emergency shutdown for a hydraulic system

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Publication number
DE102024117954A1
DE102024117954A1 DE102024117954.6A DE102024117954A DE102024117954A1 DE 102024117954 A1 DE102024117954 A1 DE 102024117954A1 DE 102024117954 A DE102024117954 A DE 102024117954A DE 102024117954 A1 DE102024117954 A1 DE 102024117954A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydraulic
pump
inlet
outlet
connection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024117954.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Vöge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tkms De GmbH
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
Tkms GmbH
ThyssenKrupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tkms GmbH, ThyssenKrupp AG filed Critical Tkms GmbH
Priority to DE102024117954.6A priority Critical patent/DE102024117954A1/en
Priority to EP25183045.1A priority patent/EP4671545A1/en
Publication of DE102024117954A1 publication Critical patent/DE102024117954A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanschlussvorrichtung 10, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 einen Hydraulikzulaufeinlass 20 und einen Hydraulikrücklaufauslass 30 aufweist, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 einen Hydraulikgeräteeinlass 40 und einen Hydraulikgeräteauslass 50 aufweist, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 ein Schaltventil 60 aufweist, wobei das Schaltventil 60 eine erste Stellung 61 und eine zweite Stellung 62 aufweist, wobei das Schaltventil 60 in der ersten Stellung 61 den Hydraulikzulaufeinlass 20 mit dem Hydraulikgeräteeinlass 40 sowie den Hydraulikgeräteauslass 50 mit dem Hydraulikrücklaufauslass 30 fluidtechnisch verbindet, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 eine manuell betriebene Hydraulikpumpe 70 aufweist, wobei die Hydraulikpumpe 70 wenigstens einen Pumpenzylinderraum 80 aufweist, wobei der Pumpenzylinderraum 80 wenigstens einen Pumpeneinlass 81 und einen Pumpenauslass 82 aufweist, wobei der Pumpenzylinderraum 80 derart mit dem Schaltventil 60 verbunden ist, dass in der zweiten Stellung 62 des Schaltventils 60 der Pumpenauslass 82 mit dem Hydraulikgeräteeinlass 40 sowie der Hydraulikgeräteauslass 50 mit dem Pumpeneinlass 81 verbunden ist. The present invention relates to a hydraulic connection device 10, wherein the hydraulic connection device 10 has a hydraulic inlet 20 and a hydraulic return outlet 30, wherein the hydraulic connection device 10 has a hydraulic device inlet 40 and a hydraulic device outlet 50, wherein the hydraulic connection device 10 has a switching valve 60, wherein the switching valve 60 has a first position 61 and a second position 62, wherein in the first position 61 the switching valve 60 fluidically connects the hydraulic inlet 20 to the hydraulic device inlet 40 and the hydraulic device outlet 50 to the hydraulic return outlet 30, wherein the hydraulic connection device 10 has a manually operated hydraulic pump 70, wherein the hydraulic pump 70 has at least one pump cylinder chamber 80, wherein the pump cylinder chamber 80 has at least one pump inlet 81 and one pump outlet 82, wherein the pump cylinder chamber 80 is connected to the switching valve 60 such that in the In the second position 62 of the switching valve 60, the pump outlet 82 is connected to the hydraulic device inlet 40, and the hydraulic device outlet 50 is connected to the pump inlet 81.

Description

Die Erfindung betrifft ein eine Hydraulikanschlussvorrichtung um ein Hydraulik betriebenes Element, beispielsweise einen Stellmotor oder Zylinder, auch bei Ausfall des Hydrauliksystems manuell betreiben zu können.The invention relates to a hydraulic connection device to enable manual operation of a hydraulically operated element, for example an actuator or cylinder, even in the event of a failure of the hydraulic system.

Gerade in Unterseebooten sind viele Komponenten hydraulisch betrieben, beispielsweise Ruderblätter. Aber gerade im Anwendungsfall eines Unterseebootes muss die Funktionsfähigkeit auch bei einem Ausfall gewährleistet sein, da davon das Überleben der Besatzung abhängen kann.Especially in submarines, many components are hydraulically operated, such as rudders. However, particularly in the context of a submarine, functionality must be guaranteed even in the event of a failure, as the survival of the crew may depend on it.

Daher werden heutzutage hydraulische Handpumpen an Bord eines Unterseebootes eingesetzt, die dann anstelle des Drucktanks an die Komponente angeschlossen werden. Aus einem Vorrat in der Handpumpe wird dann Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratstank der Handpumpe in die Komponente gepumpt, die rücklaufende Hydraulikflüssigkeit fließt in den Rücklauftank zurück. Dieses ist zwar simple und benötigt wenig Platz und Gewicht an Bord des Unterseebootes, hat aber auch Nachteile. Zum einen gibt es im Regelfall nur eine Handpumpe. Müssen drei bis sechs Ruderblätter neu ausgerichtet werden kostet dieses Zeit. Zum anderen ist der Vorratstank der Handpumpe begrenzt und muss bei solchen Aktionen auch zwischendurch am Rücklauftank wieder aufgefüllt werden, was noch mehr Zeit und Kraft kostet.Therefore, hydraulic hand pumps are now used on board submarines, connected to the component in place of a pressure tank. Hydraulic fluid is then pumped from the pump's reservoir into the component, while the return hydraulic fluid flows back into the return tank. While this is simple and requires little space and weight on board the submarine, it also has disadvantages. Firstly, there is usually only one hand pump. Realigning three to six rudders takes time. Secondly, the hand pump's reservoir is limited and must be refilled from the return tank during such operations, which requires even more time and effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein manuelles Notsystem bereitzustellen, welches die Probleme der heute verwendeten Handpumpen vermeidet.The object of the invention is to provide a manual emergency system that avoids the problems of the hand pumps used today.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Hydraulikanschlussvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.This problem is solved by the hydraulic connection device with the features specified in claim 1. Advantageous further developments are described in the dependent claims, the following description, and the drawings.

Die erfindungsgemäße Hydraulikanschlussvorrichtung dient dazu eine fluidtechnische Verbindung zwischen einem zentralen Hydrauliksystem und einer hydraulisch zu betätigenden Komponente, beispielswiese einem hydraulischen Schaltelement, herzustellen. Die Hydraulikanschlussvorrichtung weist einen Hydraulikzulaufeinlass und einen Hydraulikrücklaufauslass auf. Der Hydraulikzulaufeinlass kann beispielsweise und bevorzugt über ein zentrales Hydrauliknetz mit einer Druckversorgung verbunden werden. Ein Hydrauliknetz dient dazu, durch eine zentrale Infrastruktur ein Hydraulikfluid unter Druck über das Hydrauliknetz auf der einen Seite zur Druckversorgung bereitzustellen und auf der anderen Seite wieder als Rücklauf abzuführen. So kann beispielsweise im Hydrauliknetz ein Drucktank auf der Druckseite aufweisen und auf der anderen Seite einen Rücklauftank sowie eine Pumpe, um Hydraulikfluid vom Rücklauftank in den Drucktank zu fördern und so den Druck und damit die notwendige Energie zentral bereitzustellen. Das Hydrauliknetz und dessen Ausgestaltung sind dabei völlig unabhängig von der Erfindung und dem Fachmann geläufig und beliebig nach dem Stand der Technik realisierbar.. Der Hydraulikrücklaufauslass kann beispielsweise und bevorzugt über ein zentrales Hydrauliknetz mit einem Rücklauftank oder Rücklaufsystem verbunden werden. Die Hydraulikanschlussvorrichtung weist einen Hydraulikgeräteeinlass und einen Hydraulikgeräteauslass auf. Über den Hydraulikgeräteeinlass und den Hydraulikgeräteauslass kann dann die hydraulisch zu betätigenden Komponente angeschlossen werden. Die Hydraulikanschlussvorrichtung stellt somit die fluidtechnische Verbindung zwischen einen Hydrauliknetz und einer bestimmten hydraulisch zu betätigenden Komponente her. Die Hydraulikanschlussvorrichtung weist ein Schaltventil auf. Das Schaltventil weist zumindest, bevorzugt genau, eine erste Stellung und eine zweite Stellung auf. Die erste Stellung ist hierbei für den Regelbetrieb und die zweite Stellung für einen manuellen Notbetrieb vorgesehen. Das Schaltventil verbindet fluidtechnisch in der ersten Stellung den Hydraulikzulaufeinlass mit dem Hydraulikgeräteeinlass sowie den Hydraulikgeräteauslass mit dem Hydraulikrücklaufauslass. In der ersten Stellung, dem Normalbetrieb, verbindet somit die Hydraulikanschlussvorrichtung einfach nur das Hydrauliknetz direkt mit der hydraulisch zu betätigenden Komponente, ohne selber einen Einfluss auf die Hydraulik zu nehmen. Die Hydraulikanschlussvorrichtung weist eine manuell betriebene Hydraulikpumpe auf. Diese ist fest verbaut, muss also nicht mehr durch das Schiff getragen werden, dafür muss aber an jeder im manuellen Betrieb hydraulisch zu betätigenden Komponente eine entsprechende manuell betriebene Hydraulikpumpe vorgesehen sein. Dafür können diese aber auch gleichzeitig betätigt werden, was zum Beispiel Änderungen an der Ruderlage beschleunigt. Daher kann die manuell betriebene Hydraulikpumpe auch vergleichsweise klein ausgeführt sein, was zwar den einzelnen Vorgang verlangsamen kann, im Gesamtvorgang aber immer noch schneller ist und insgesamt Gewicht und Volumen spart. Die Hydraulikpumpe weist wenigstens einen Pumpenzylinderraum (erster Pumpenzylinderraum, wenn es einen zweiten Pumpenzylinderraum gibt) auf. Der Pumpenzylinderraum weist wenigstens einen Pumpeneinlass (erster Pumpeneinlass, wenn es zwei gibt) und einen Pumpenauslass (erster Pumpenauslass, wenn es zwei gibt) auf. Der Pumpenzylinderraum ist derart mit dem Schaltventil verbunden, dass in der zweiten Stellung des Schaltventils der Pumpenauslass mit dem Hydraulikgeräteeinlass sowie der Hydraulikgeräteauslass mit dem Pumpeneinlass fluidtechnisch verbunden ist. In der zweiten Stellung, dem Notbetrieb, kann somit die Hydraulikflüssigkeit in einem kurzen Kreislauf zwischen der Hydraulikanschlussvorrichtung und der hydraulisch zu betätigenden Komponente mit Hilfe der manuell betriebene Hydraulikpumpe im Kreis geführt werden. Da es sich um ein geschlossenes System handelt, ist kein Tank für Hydraulikflüssigkeit notwendig. Vielmehr wird einfach die hydraulisch zu betätigenden Komponente vollständig vom Hydrauliknetz getrennt und direkt über manuell betriebene Hydraulikpumpe betätigt. Dadurch werden in einer Notsituation auch Wegezeiten für den Transport der Hydraulikflüssigkeit vermieden. Da die Hydraulikanschlussvorrichtung in unmittelbarer Nähe, meist direkt auf, der hydraulisch zu betätigenden Komponente befestigt werden kann, ist ein Defekt dazwischen praktisch ausgeschlossen.The hydraulic connection device according to the invention serves to establish a fluid connection between a central hydraulic system and a hydraulically actuated component, for example, a hydraulic switching element. The hydraulic connection device has a hydraulic inlet and a hydraulic return outlet. The hydraulic inlet can, for example, and preferably, be connected to a pressure supply via a central hydraulic network. A hydraulic network serves to supply pressurized hydraulic fluid to the pressure supply on one side and to return it on the other side via a central infrastructure. For example, the hydraulic network can have a pressure tank on the pressure side and a return tank and a pump on the other side to pump hydraulic fluid from the return tank to the pressure tank, thus centrally providing the pressure and therefore the necessary energy. The hydraulic network and its configuration are completely independent of the invention and are familiar to those skilled in the art and can be implemented in any way according to the prior art. The hydraulic return outlet can, for example, and preferably, be connected to a return tank or return system via a central hydraulic network. The hydraulic connection device has a hydraulic device inlet and a hydraulic device outlet. The hydraulically actuated component can then be connected via the hydraulic device inlet and outlet. The hydraulic connection device thus establishes the fluid connection between a hydraulic network and a specific hydraulically actuated component. The hydraulic connection device includes a switching valve. The switching valve has at least, preferably exactly, a first position and a second position. The first position is intended for normal operation, and the second position for manual emergency operation. In the first position, the switching valve fluidly connects the hydraulic supply inlet to the hydraulic device inlet and the hydraulic device outlet to the hydraulic return outlet. In the first position, normal operation, the hydraulic connection device simply connects the hydraulic network directly to the hydraulically actuated component without itself influencing the hydraulics. The hydraulic connection device includes a manually operated hydraulic pump. This pump is permanently installed, so it no longer needs to be carried around the ship. However, this requires a corresponding manually operated hydraulic pump for each component that can be manually actuated. These pumps can be operated simultaneously, which, for example, speeds up changes to the rudder position. Therefore, the manually operated hydraulic pump can be comparatively small, which, while it may slow down individual operations, is still faster overall and saves weight and volume. The hydraulic pump has at least one cylinder chamber (first cylinder chamber if there is a second). The cylinder chamber has at least one pump inlet (first pump inlet if there are two) and one pump outlet (first pump outlet if there are two). The cylinder chamber is connected to the switching valve in such a way that, in the second position of the switching valve, the pump outlet is fluidly connected to the hydraulic device inlet, and vice versa. In the second position, emergency operation, the hydraulics can thus be... The hydraulic fluid is circulated in a short circuit between the hydraulic connection and the hydraulically actuated component by means of a manually operated hydraulic pump. Since this is a closed system, no hydraulic fluid tank is required. Instead, the hydraulically actuated component is simply completely disconnected from the hydraulic network and actuated directly by the manually operated hydraulic pump. This also eliminates travel time for transporting hydraulic fluid in an emergency. Because the hydraulic connection can be mounted in close proximity to, and usually directly on, the hydraulically actuated component, a malfunction in the connection is virtually impossible.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Hydraulikpumpe als Doppelhubzylinder ausgebildet. Der Doppelhubzylinder weist einen zweiten Pumpenzylinderraum auf. Der zweite Pumpenzylinderraum weist wenigstens einen zweiten Pumpeneinlass und einen zweiten Pumpenauslass auf. Der zweite Pumpenzylinderraum ist derart mit dem Schaltventil verbunden, dass in der zweiten Stellung des Schaltventils der zweite Pumpenauslass mit dem Hydraulikgeräteeinlass sowie der Hydraulikgeräteauslass mit dem zweiten Pumpeneinlass verbunden ist. Durch diese einfache Ergänzung ist eine doppelt so schnelle Fluidförderung möglich. Gleichzeitig werden Druckschwankungen im System reduziert. Außerdem wird der Kraftbedarf vergleichmäßigt, was Druckspitzen bei der manuellen Bedienung minimiert. Gleichzeitig wird damit kein Volumenausgleichselement benötigt.In a further embodiment of the invention, the hydraulic pump is designed as a double-stroke cylinder. The double-stroke cylinder has a second pump cylinder chamber. This second pump cylinder chamber has at least a second pump inlet and a second pump outlet. The second pump cylinder chamber is connected to the switching valve such that, in the second position of the switching valve, the second pump outlet is connected to the hydraulic device inlet, and vice versa. This simple addition enables twice the fluid delivery speed. At the same time, pressure fluctuations in the system are reduced. Furthermore, the power requirement is more evened out, which minimizes pressure peaks during manual operation. This also eliminates the need for a volume compensation element.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der Pumpeneinlass und der zweite Pumpeneinlass jeweils über ein Rückschlagventil mit dem Schaltventil verbunden, wobei die Rückschlagventile so geschaltet sind, dass ein Fluid nur in Richtung des Pumpeneinlasses und des zweiten Pumpeneinlasses fließen kann. Eine Kurzschlussströmung vom Pumpeneinlass zum zweiten Pumpeneinlass ist damit ausgeschlossen. Der Pumpenauslass und der zweite Pumpenauslass sind jeweils über ein Rückschlagventil mit dem Schaltventil verbunden, wobei die Rückschlagventile so geschaltet sind, dass ein Fluid nur aus dem Pumpenauslass und dem zweiten Pumpenauslasses heraus fließen kann. Eine Kurzschlussströmung vom Pumpenauslass zum zweiten Pumpenauslass ist damit ausgeschlossen.In a further embodiment of the invention, the pump inlet and the second pump inlet are each connected to the switching valve via a check valve, the check valves being configured such that fluid can only flow towards the pump inlet and the second pump inlet. A short-circuit flow from the pump inlet to the second pump inlet is thus prevented. The pump outlet and the second pump outlet are each connected to the switching valve via a check valve, the check valves being configured such that fluid can only flow out of the pump outlet and the second pump outlet. A short-circuit flow from the pump outlet to the second pump outlet is thus prevented.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der Pumpeneinlass und der Pumpenauslass über ein Druckbegrenzungsventil miteinander verbunden, wobei das Druckbegrenzungsventil mit dem Pumpenauslass als Regeldruck verbunden ist. Wird somit bei der manuellen Betätigung ein zu hoher Druck erzeugt, so wird dadurch verhindert, dass dieser in die hydraulisch zu betätigenden Komponente gelangen kann, da bei einem entsprechend hohen Druck das Druckbegrenzungsventil öffnet und so einen Kurzschlussfluss zum Abbau des Drucks bis zum Begrenzungsdruck ermöglicht. Danach schließt das Druckbegrenzungsventil wieder automatisch.In a further embodiment of the invention, the pump inlet and the pump outlet are connected to each other via a pressure relief valve, wherein the pressure relief valve is connected to the pump outlet as the control pressure. If excessively high pressure is generated during manual actuation, this prevents it from entering the hydraulically actuated component, since at a sufficiently high pressure, the pressure relief valve opens and thus allows a short-circuit flow to reduce the pressure down to the limit pressure. The pressure relief valve then closes automatically.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Schaltventil manuell bedienbar. Dadurch wird die Bedienbarkeit auch bei Ausfall beispielswiese eines elektrischen Systems gewährleistet. Da ohnehin ein Bediener zum manuellen Pumpen vor Ort sein muss, ergibt sich hieraus kein Nachteil.In a further embodiment of the invention, the switching valve is manually operable. This ensures operability even in the event of a failure, for example, of an electrical system. Since an operator must be present for manual pumping anyway, this does not result in any disadvantage.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Hydraulikanschlussvorrichtung ein 3/2-Wegeventil auf. Beispielsweise kann damit ein Ruder verstellt werden, welches einen Anschlag aufweist. Der Hydraulikgeräteeinlass und der Hydraulikgeräteauslass sind fluidtechnisch mit dem 3/2-Wegeventil verbunden und zwar auf der Seite der zwei Anschlüsse. Die Hydraulikanschlussvorrichtung weist drei Steuerauslässe auf, wobei die drei Steuerauslässe fluidtechnisch mit dem 3/2-Wegeventil verbunden sind. Die drei Steuerauslässe sind dann mit der die hydraulisch zu betätigenden Komponente verbunden. Alternativ kann das ein 3/2-Wegeventil auch Bestandteil der hydraulisch zu betätigenden Komponente sein.In a further embodiment of the invention, the hydraulic connection device includes a 3/2-way valve. For example, this can be used to adjust a rudder that has a stop. The hydraulic device inlet and outlet are fluidically connected to the 3/2-way valve on the side of the two ports. The hydraulic connection device has three control outlets, which are fluidly connected to the 3/2-way valve. The three control outlets are then connected to the hydraulically actuated component. Alternatively, the 3/2-way valve can also be part of the hydraulically actuated component.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Hydraulikanschlussvorrichtung ein 2/2-Wegeventil auf. Beispielsweise kann damit ein hydraulischer Antrieb zwischen vorwärts und rückwärts umgeschaltet werden. Der Hydraulikgeräteeinlass und der Hydraulikgeräteauslass sind fluidtechnisch mit dem 2/2-Wegeventil verbunden und zwar auf einer gemeinsamen Seite. Die Hydraulikanschlussvorrichtung weist zwei Steuerauslässe auf, wobei die zwei Steuerauslässe fluidtechnisch mit dem 2/2-Wegeventil verbunden sind und zwar auf der gegenüberliegenden Seite der Verbindung mit dem Hydraulikgeräteeinlass und dem Hydraulikgeräteauslass. Die zwei Steuerauslässe sind dann mit der die hydraulisch zu betätigenden Komponente verbunden. Alternativ kann das ein 2/2-Wegeventil auch Bestandteil der hydraulisch zu betätigenden Komponente sein.In a further embodiment of the invention, the hydraulic connection device includes a 2/2-way valve. For example, this can be used to switch a hydraulic drive between forward and reverse. The hydraulic device inlet and outlet are fluidically connected to the 2/2-way valve on a common side. The hydraulic connection device has two control outlets, which are fluidically connected to the 2/2-way valve on the opposite side from the connection to the hydraulic device inlet and outlet. The two control outlets are then connected to the hydraulically actuated component. Alternatively, the 2/2-way valve can also be part of the hydraulically actuated component.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Schaltventil und dem Hydraulikgeräteeinlass sowie dem Hydraulikgeräteauslass jeweils ein Rückschlagventil angeordnet, wobei das Rückschlagventil des Hydraulikgeräteeinlass über den Druck des Hydraulikgeräteauslasses geregelt wird und das Rückschlagventil des Hydraulikgeräteauslass über den Druck des Hydraulikgeräteeinlasses geregelt wird.In a further embodiment of the invention, a check valve is arranged between the switching valve and the hydraulic device inlet and the hydraulic device outlet, wherein the check valve of the hydraulic device inlet is controlled by the pressure of the hydraulic device outlet and the check valve of the hydraulic device outlet is controlled by the pressure of the hydraulic device inlet.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Hydraulikanschlussvorrichtung ein Gehäuse auf, wobei alle Komponenten innerhalb des einen Gehäuses angeordnet sind. Die Hydraulikanschlussvorrichtung ist also nur ein Bauteil, welches jedoch universell vor jede Vorrichtung gesetzt werden kann, die hydraulisch betrieben wird.In a further embodiment of the invention, the hydraulic connection device comprises a housing in which all components are arranged. The hydraulic connection device is therefore only one component, which, however, can be universally placed in front of any hydraulically operated device.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein Unterseeboot mit einem Hydrauliksystem. Das Hydrauliksystem weist eine Druckversorgung und einen Rücklauftank auf. Über ein Hydrauliknetz sind die zentralen Komponenten zur Druckbereitstellung mit den einzelnen hydraulisch zu betätigenden Komponenten verbunden. Das Unterseeboot weist wenigstens eine hydraulisch zu betätigende Komponente auf. Die hydraulisch zu betätigenden Komponente ist über eine erfindungsgemäße Hydraulikanschlussvorrichtung mit dem Hydrauliksystem verbunden. Der Hydraulikzulaufeinlass ist fluidtechnisch über das Hydrauliknetz mit der Druckversorgung und der Hydraulikrücklaufauslass fluidtechnisch über das Hydrauliknetz mit dem Rücklauftank verbunden.In a further embodiment of the invention, a submarine is equipped with a hydraulic system. The hydraulic system comprises a pressure supply and a return tank. The central components for pressure supply are connected to the individual hydraulically actuated components via a hydraulic network. The submarine has at least one hydraulically actuated component. This hydraulically actuated component is connected to the hydraulic system via a hydraulic connection device according to the invention. The hydraulic inlet is fluidly connected to the pressure supply via the hydraulic network, and the hydraulic return outlet is fluidly connected to the return tank via the hydraulic network.

Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Hydraulikanschlussvorrichtung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

  • 1 Hydraulikanschlussvorrichtung
  • 2 Hydraulikanschlussvorrichtung mit 3/2-Wegeventil
The hydraulic connection device according to the invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings.
  • 1 Hydraulic connection device
  • 2 Hydraulic connection device with 3/2-way valve

In 1 ist die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 in Form eines hydraulischen Schaltplanes gezeigt. Links dargestellt ist der Hydraulikzulaufeinlass 20, welcher über ein Hydrauliknetz mit einer Druckversorgung verbunden werden kann und über den die Hydraulikflüssigkeit unter Druck zugeführt werden kann. Auf der rechten Seite ist der Hydraulikrücklaufauslass 30, der über ein Hydrauliknetz mit einen Rücklauftank verbunden werden kann und über den die Hydraulikflüssigkeit wieder abgegeben werden kann. Das Schaltventil 60 ist hier dargestellt in der ersten Stellung 61, sodass der Hydraulikzulaufeinlass 20 direkt mit dem Hydraulikgeräteeinlass 40 verbunden ist und der Hydraulikgeräteauslass 50 direkt mit dem Hydraulikrücklaufauslass 30. In dieser Stellung stellt die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 nur die fluidtechnische Verbindung her, ohne jedoch selber eine aktive Funktion wahrzunehmen.In 1 The hydraulic connection device 10 is shown in the form of a hydraulic circuit diagram. On the left is the hydraulic inlet 20, which can be connected to a pressure supply via a hydraulic network and through which the hydraulic fluid can be supplied under pressure. On the right is the hydraulic return outlet 30, which can be connected to a return tank via a hydraulic network and through which the hydraulic fluid can be discharged. The switching valve 60 is shown here in its first position 61, so that the hydraulic inlet 20 is directly connected to the hydraulic device inlet 40 and the hydraulic device outlet 50 is directly connected to the hydraulic return outlet 30. In this position, the hydraulic connection device 10 only establishes the fluid connection without performing any active function itself.

Im oberen Bereich ist die Hydraulikpumpe 70 dargestellt, welche über einen Hebel direkt bedient werden kann. In der dargestellten ersten Stellung 61 des Schaltventils 60 ist die Hydraulikpumpe 70 ohne weiter Funktion. Wird das Schaltventil 60 jedoch in die zweite Stellung 62 für den Notbettrieb gebracht, so sind der Hydraulikzulaufeinlass 20 und der Hydraulikrücklaufauslass 30 tot geschaltet und haben keine weitere Funktion. Dafür ist nun die Hydraulikpumpe 70 direkt mit dem Hydraulikgeräteeinlass 40 und dem Hydraulikgeräteauslass 50 verbunden. Da somit sofort ein geschlossenes Hydrauliksystem aus Hydraulikanschlussvorrichtung 10 und hydraulisch zu betätigenden Komponente 150 erzeugt wird, wird keine weitere Hydraulikflüssigkeit benötigt. Die Hydraulikpumpe 70 als Doppelhubzylinder ausgebildet, sodass zum einen das Hydraulikvolumen konstant bleibt, zum anderen bei jeder Bewegung der Hydraulikpumpe 70 Hydraulikflüssigkeit gefördert wird. Die Hydraulikpumpe 70 weist dazu einen Pumpenzylinderraum 80 und einen zweiten Pumpenzylinderraum 90 auf. Der Pumpeneinlass 81 und der zweite Pumpeneinlass 91 haben jeweils ein vorgeschaltetes Rückschlagventil 100, sodass durch den Pumpeneinlass 81 nur Hydraulikflüssigkeit in den Pumpenzylinderraum 80 und durch den zweiten Pumpeneinlass 91 nur Hydraulikflüssigkeit in den zweiten Pumpenzylinderraum 90 fließen kann und nicht hinaus. Der Pumpenauslass 82 und der zweite Pumpenauslass 92 haben jeweils ein vorgeschaltetes Rückschlagventil 100, sodass durch den Pumpenauslass 82 nur Hydraulikflüssigkeit aus dem Pumpenzylinderraum 80 und durch den zweiten Pumpenauslass 92 nur Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten Pumpenzylinderraum 90 fließen kann und nicht hinein. Um einen zu hohen Druck im Inneren zu verhindern, der bei einer manuellen Betätigung durch zu starke Krafteinwirkung entstehen kann, weist die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 ein Druckbegrenzungsventil 110 auf. Übersteigt der Druck am Pumpenauslass 82 oder am zweiten Pumpenauslass 92 den Regeldruck, so öffnet das Druckbegrenzungsventil 110 und ermöglicht einen Druckausgleich mit der Seiet des Pumpeneinlasses 81 und des zweiten Pumpeneinlasses 91 und verhindert so, dass der zu hohe Druck die hydraulisch zu betätigenden Komponente 150 beschädigen könnte.The hydraulic pump 70, which can be operated directly via a lever, is shown in the upper section. In the first position 61 of the switching valve 60, as shown, the hydraulic pump 70 has no further function. However, if the switching valve 60 is moved to the second position 62 for emergency operation, the hydraulic inlet 20 and the hydraulic return outlet 30 are closed and have no further function. Instead, the hydraulic pump 70 is now directly connected to the hydraulic device inlet 40 and the hydraulic device outlet 50. Since a closed hydraulic system consisting of the hydraulic connection device 10 and the hydraulically actuated component 150 is thus immediately created, no additional hydraulic fluid is required. The hydraulic pump 70 is designed as a double-stroke cylinder, so that, firstly, the hydraulic volume remains constant, and secondly, hydraulic fluid is pumped with every movement of the hydraulic pump 70. The hydraulic pump 70 has a pump cylinder chamber 80 and a second pump cylinder chamber 90 for this purpose. The pump inlet 81 and the second pump inlet 91 each have an upstream check valve 100, so that hydraulic fluid can only flow into the pump cylinder chamber 80 through the pump inlet 81 and only into the second pump cylinder chamber 90 through the second pump inlet 91, and not out. The pump outlet 82 and the second pump outlet 92 each have an upstream check valve 100, so that hydraulic fluid can only flow out of the pump cylinder chamber 80 through the pump outlet 82 and only from the second pump cylinder chamber 90 through the second pump outlet 92, and not into it. To prevent excessive internal pressure, which can occur during manual operation due to excessive force, the hydraulic connection device 10 has a pressure relief valve 110. If the pressure at pump outlet 82 or at the second pump outlet 92 exceeds the control pressure, the pressure relief valve 110 opens and allows pressure equalization with the side of pump inlet 81 and the second pump inlet 91, thus preventing the excessive pressure from damaging the hydraulically actuated component 150.

2 zeigt die Hydraulikanschlussvorrichtung 10, ein Wegeventilblock 120 und eine hydraulisch zu betätigenden Komponente 150. Im gezeigten Beispiel ist der Wegeventilblock 120 zwischen der Hydraulikanschlussvorrichtung 10 und der hydraulisch zu betätigenden Komponente 150 angeordnet, um die Darstellung zu vereinfachen. Der Wegeventilblock 120 kann aber auch integraler Bestandteil der Hydraulikanschlussvorrichtung 10 oder der hydraulisch zu betätigenden Komponente 150 sein. Die hydraulisch zu betätigenden Komponente 150 kann beispielsweise ein Ruderblatt eines Unterseebootes sein. Der Wegeventilblock 120 weist drei weitere 3/2-Wegeventil 140 auf, welche zwischen zwei Stellungen geschaltet werden können, sodass entsprechend eine gezielte Ansteuerung der hydraulisch zu betätigenden Komponente 150 möglich ist. Die Hydraulikanschlussvorrichtung 10 ist hier identisch mit der in 1 gezeigten, sodass zur Vereinfachung die Bezugszeichen innerhalb der Hydraulikanschlussvorrichtung 10 in 2 weggelassen wurden. 2 Figure 1 shows the hydraulic connection device 10, a directional control valve block 120, and a hydraulically actuated component 150. In the example shown, the directional control valve block 120 is arranged between the hydraulic connection device 10 and the hydraulically actuated component 150 for the sake of simplicity. However, the directional control valve block 120 can also be an integral part of the hydraulic connection device 10 or the hydraulically actuated component 150. The hydraulically actuated component 150 could, for example, be a rudder blade of a submarine. The directional control valve block 120 has three additional 3/2-way valves 140, which can be switched between two positions, thus enabling targeted control of the hydraulically actuated component 150. The hydraulic connection device 10 is identical here to the one shown in Figure 1. 1 shown, so that for simplification the reference numerals within the hydraulic connection device 10 in 2 were omitted.

BezugszeichenReference sign

1010
HydraulikanschlussvorrichtungHydraulic connection device
2020
HydraulikzulaufeinlassHydraulic inlet
3030
HydraulikrücklaufauslassHydraulic return outlet
4040
HydraulikgeräteeinlassHydraulic equipment inlet
5050
HydraulikgeräteauslassHydraulic device outlet
6060
SchaltventilSwitching valve
6161
erste Stellungfirst position
6262
zweite Stellungsecond position
7070
Hydraulikpumpehydraulic pump
8080
PumpenzylinderraumPump cylinder chamber
8181
PumpeneinlassPump inlet
8282
PumpenauslassPump outlet
9090
zweiten Pumpenzylinderraumsecond pump cylinder chamber
9191
zweiter Pumpeneinlasssecond pump inlet
9292
zweiter Pumpenauslasssecond pump outlet
100100
Rückschlagventilnon-return valve
110110
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
120120
WegeventilblockDirectional control valve block
130130
Steuerauslasstax exemption
140140
3/2-Wegeventile3/2-way valves
150150
hydraulisch zu betätigenden Komponentehydraulically actuated component

Claims (7)

Hydraulikanschlussvorrichtung (10), wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung (10) einen Hydraulikzulaufeinlass (20) und einen Hydraulikrücklaufauslass (30) aufweist, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung (10) einen Hydraulikgeräteeinlass (40) und einen Hydraulikgeräteauslass (50) aufweist, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung (10) ein Schaltventil (60) aufweist, wobei das Schaltventil (60) zumindest eine erste Stellung (61) und eine zweite Stellung (62) aufweist, wobei das Schaltventil (60) in der ersten Stellung (61) den Hydraulikzulaufeinlass (20) mit dem Hydraulikgeräteeinlass (40) sowie den Hydraulikgeräteauslass (50) mit dem Hydraulikrücklaufauslass (30) fluidtechnisch verbindet, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung (10) eine manuell betriebene Hydraulikpumpe (70) aufweist, wobei die Hydraulikpumpe (70) wenigstens einen Pumpenzylinderraum (80) aufweist, wobei der Pumpenzylinderraum (80) wenigstens einen Pumpeneinlass (81) und einen Pumpenauslass (82) aufweist, wobei der Pumpenzylinderraum (80) derart mit dem Schaltventil (60) verbunden ist, dass in der zweiten Stellung (62) des Schaltventils (60) der Pumpenauslass (82) mit dem Hydraulikgeräteeinlass (40) sowie der Hydraulikgeräteauslass (50) mit dem Pumpeneinlass (81) verbunden ist.Hydraulic connection device (10), wherein the hydraulic connection device (10) has a hydraulic inlet (20) and a hydraulic return outlet (30), wherein the hydraulic connection device (10) has a hydraulic device inlet (40) and a hydraulic device outlet (50), wherein the hydraulic connection device (10) has a switching valve (60), wherein the switching valve (60) has at least a first position (61) and a second position (62), wherein in the first position (61) the switching valve (60) fluidically connects the hydraulic inlet (20) to the hydraulic device inlet (40) and the hydraulic device outlet (50) to the hydraulic return outlet (30), wherein the hydraulic connection device (10) has a manually operated hydraulic pump (70), wherein the hydraulic pump (70) has at least one pump cylinder chamber (80), wherein the pump cylinder chamber (80) has at least one pump inlet (81) and one pump outlet (82), wherein the The pump cylinder chamber (80) is connected to the switching valve (60) in such a way that in the second position (62) of the switching valve (60) the pump outlet (82) is connected to the hydraulic device inlet (40) and the hydraulic device outlet (50) is connected to the pump inlet (81). Hydraulikanschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (70) als Doppelhubzylinder ausgebildet ist, wobei der Doppelhubzylinder einen zweiten Pumpenzylinderraum (90) aufweist, wobei der zweite Pumpenzylinderraum (90) wenigstens einen zweiten Pumpeneinlass (91) und einen zweiten Pumpenauslass (92) aufweist, wobei der zweite Pumpenzylinderraum (90) derart mit dem Schaltventil (60) verbunden ist, dass in der zweiten Stellung (62) des Schaltventils (60) der zweite Pumpenauslass (92) mit dem Hydraulikgeräteeinlass (40) sowie der Hydraulikgeräteauslass (50) mit dem zweiten Pumpeneinlass (91) verbunden ist.Hydraulic connection device (10) according to Claim 1 , characterized in that the hydraulic pump (70) is designed as a double-stroke cylinder, wherein the double-stroke cylinder has a second pump cylinder chamber (90), wherein the second pump cylinder chamber (90) has at least a second pump inlet (91) and a second pump outlet (92), wherein the second pump cylinder chamber (90) is connected to the switching valve (60) such that in the second position (62) of the switching valve (60) the second pump outlet (92) is connected to the hydraulic device inlet (40) and the hydraulic device outlet (50) is connected to the second pump inlet (91). Hydraulikanschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpeneinlass (81) und der zweite Pumpeneinlass (91) jeweils über ein Rückschlagventil (100) mit dem Schaltventil (60) verbunden sind, wobei die Rückschlagventile (100) so geschaltet sind, dass ein Fluid nur in Richtung des Pumpeneinlasses (81) und des zweiten Pumpeneinlasses (91) fließen kann, wobei der Pumpenauslass (82) und der zweite Pumpenauslass (92) jeweils über ein Rückschlagventil (100) mit dem Schaltventil (60) verbunden sind, wobei die Rückschlagventile (100) so geschaltet sind, dass ein Fluid nur aus dem Pumpenauslass (82) und dem zweiten Pumpenauslasses (92) heraus fließen kann.Hydraulic connection device (10) according to Claim 2 , characterized in that the pump inlet (81) and the second pump inlet (91) are each connected to the switching valve (60) via a check valve (100), wherein the check valves (100) are configured so that a fluid can only flow in the direction of the pump inlet (81) and the second pump inlet (91), wherein the pump outlet (82) and the second pump outlet (92) are each connected to the switching valve (60) via a check valve (100), wherein the check valves (100) are configured so that a fluid can only flow out of the pump outlet (82) and the second pump outlet (92). Hydraulikanschlussvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpeneinlass (81) und der Pumpenauslass (82) über ein Druckbegrenzungsventil (110) miteinander verbunden sind, wobei das Druckbegrenzungsventil (110) mit dem Pumpenauslass (82) als Regeldruck verbunden ist.Hydraulic connection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the pump inlet (81) and the pump outlet (82) are connected to each other via a pressure relief valve (110), wherein the pressure relief valve (110) is connected to the pump outlet (82) as a control pressure. Hydraulikanschlussvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (60) manuell bedienbar ist.Hydraulic connection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching valve (60) is manually operable. Hydraulikanschlussvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikanschlussvorrichtung (10) ein 3/2-Wegeventil (120) aufweist, wobei der Hydraulikgeräteeinlass (40) und der Hydraulikgeräteauslass (50) fluidtechnisch mit dem 3/2-Wegeventil (120) verbunden sind, wobei die Hydraulikanschlussvorrichtung (10) drei Steuerauslässe (130) aufweist, wobei die drei Steuerauslässe (130) fluidtechnisch mit dem Wegeventilblock (120) verbunden sind.Hydraulic connection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic connection device (10) has a 3/2-way valve (120), wherein the hydraulic device inlet (40) and the hydraulic device outlet (50) are fluidically connected to the 3/2-way valve (120), wherein the hydraulic connection device (10) has three control outlets (130) has the three control outlets (130) being fluidically connected to the directional control valve block (120). Unterseeboot mit einem Hydrauliksystem, wobei das Hydrauliksystem eine Druckversorgung und einen Rücklauftank aufweist, wobei das Unterseeboot wenigstens eine hydraulisch zu betätigenden Komponente (150) aufweist, wobei die hydraulisch zu betätigenden Komponente (150) über eine Hydraulikanschlussvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem Hydrauliksystem verbunden ist, wobei der Hydraulikzulaufeinlass (20) fluidtechnisch mit der Druckversorgung und der Hydraulikrücklaufauslass (30) fluidtechnisch mit dem Rücklauftank verbunden ist.Submarine with a hydraulic system, wherein the hydraulic system has a pressure supply and a return tank, wherein the submarine has at least one hydraulically actuated component (150), wherein the hydraulically actuated component (150) is connected to the hydraulic system via a hydraulic connection device (10) according to one of the preceding claims, wherein the hydraulic inlet (20) is fluidly connected to the pressure supply and the hydraulic return outlet (30) is fluidly connected to the return tank.
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