DE19718163A1 - Gelenkige Druckleitung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren sowie eine neuartige Vorrichtung zum Verbinden von (Was­ ser-) Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein neuartiges Verfahren sowie eine neuartige Vorrichtung zum Verbinden von (Wasser-) Fahrzeugen, die unter gleichem oder unterschiedlichem Druck stehen oder von gleichem oder un­ terschiedlichem Druck umgeben sind, um einen Transport zwi­ schen den miteinander verbundenen Fahrzeugen zuzulassen.

Ein Problem, das häufig unter Wasser oder im Weltraum auf­ tritt, ist das Verbinden von Fahrzeugen, die unter gleichem oder unterschiedlichem Innendruck stehen oder gleichen oder unterschiedlichem Außendruck ausgesetzt sind. Bspw. ist es eine echte Herausforderung, wenn versucht wird, in tiefem Wasser ein Rettungsfahrzeug an ein havariertes Tauchfahr­ zeug anzuschließen. Das Tauchfahrzeug liegt dabei oft nicht waage- oder aufrecht und es ist schwierig oder unmöglich, ein Rettungsfahrzeug an seinen Notausstieg anzuschließen, damit die Besatzung des Tauchfahrzeugs in das Rettungsfahr­ zeug umsteigen und an die Oberfläche gebracht werden kann.

Ein weiteres Problem tritt auf, will man eine Personen- oder Unterhaltungskapsel unter Wasser an einen Erdöl-Bohr­ lochkopf anschließen oder zwei oder mehr Druckbehälter im Vakuum oder Fast-Vakuum des Weltraums oder in der oberen Atmosphäre oder unter starken Druckdifferenzen oder bei ex­ trem menschenfeindlichen Temperaturen miteinander verbin­ den.

Eine Rettung aus einem Tauchfahrzeug stellt ein gutes Bei­ spiel für die Probleme dar, die überwunden werden müssen. Ein Tauchfahrzeug kann unter vielerlei Umständen seine Manövrierfähigkeit so weit verlieren, daß es nicht mehr an die Oberfläche zurückkehren kann. Für diesen Fall ist im oberen Bereich seines Druckkörpers ein Notausstieg vorgese­ hen, durch den die Besatzung in ein Rettungsfahrzeug - ein Klein-Tauchfahrzeug oder eine Rettungsglocke - umsteigen kann, um zur Oberfläche zurückzukehren. Die Rettungsvor­ richtung ist unten mit einem Schacht versehen, der oft zy­ lindrisch oder teilhalbkugelförmig ist und an der Außenkan­ te eine verhältnismäßig weiche Polymerisat-Dichtung auf­ weist.

Die US-PS 3 987 742 (erteilt am 26.10.1976) offenbart eine typische Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewältigen einer Unterwasserrettung. Sie zeigt eine Luftschleuse mit einem Dichtring, um ein Unterwasser-Rettungsfahrzeug an den Notan­ stieg eines Tauchfahrzeugs anzudocken. Die Luftschleuse be­ steht aus einer mit einem gewissen Spiel um den Notausstieg und einen kugelgelenkartig gestalteten Mantelteil herum befestigten Glocke. Das vorstehende Ende trägt den Dicht­ ring. Das innere Ende des Kugelgelenk-Teils enthält eine Nut, die den Ring aufnimmt und ihn dicht gegen die Glocke abschließt. Der Innenrand des freien Endes der Glocke ent­ hält eine entsprechende Nut mit einem Dichtring. Der Raum zwischen dem kugelgelenkigen Teil der Glocke und den Dicht­ ringen ist mit einem Gleitmittel gefüllt, das auf einem Druck gehalten wird, der sich geringfügig vom hydrostati­ schen Druck unterscheidet. Die konstante Differenz zwischen den beiden Drücken wird so eingestellt, daß das scheinbare Gewicht des beweglichen Mantels aufgehoben wird und in der Glocke ein hydrostatischer Auftrieb entsteht.

Die meisten Rettungsvorrichtungen sind in Grenzen in der Lage, in der Wassersäule eine andere als aufrechte Position anzunehmen. Die begrenzte Abweichung der Haltung der Ret­ tungsvorrichtung aus der Vertikalen heraus läßt sich durch Verlagern von Ballastluft und -wasser, das Verlagern eines Gewichts oder einen Schubstrahlimpuls erreichen. In jeder Konfiguration bleibt unvermeidlich eine gewisse Fehlaus­ richtung zwischen den Paßflächen der Rettungsvorrichtung und des havarierten Tauchfahrzeugs erhalten. Wird der Aus­ richtfehler zu groß, kann die Rettungsvorrichtung nicht dicht an den Havaristen andocken. Die Gegen-Ansetzfläche am Rettungsausstieg des Havaristen nimmt fast immer in mehr als einer Ebene nicht genau den Sollwinkel ein; der Rumpf des Havaristen liegt also an Bug und Heck nicht genau waa­ gerecht und in Umfangsrichtung einige Winkelgrade zur Ver­ tikalen seitlich gekippt. Einige Rettungsvorrichtungen be­ nutzen ein am Rettungsausstieg des Havaristen befestigtes Seil, um die Rettungsvorrichtung zum Tauchfahrzeug nieder­ zuholen; die Rettungsvorrichtung muß aber immer noch aus ihrer Vertikalen gekippt werden, um sich auf den Havaristen auszurichten. In einigen Fällen ist die Rettungsvorrichtung im Verhältnis zur Länge des Rohrschachts so groß, daß eine Verbindung nur bei sehr genau aufrecht liegendem Tauchfahr­ zeug hergestellt werden kann.

Die US-PS 4 549 753 (Rene T. Nuytten; erteilt am 29. Okto­ ber 1985) offenbart und beansprucht eine erste Form eines Drehgelenks für den Unterwassereinsatz (bspw. Tiefsee- Tauchanzüge), das so aufgebaut sein kann, daß der Wider­ stand gegen eine Drehbewegung oder potentielle Undichtig­ keiten bei mäßigem Außendruck auf dem Gelenk nicht zunimmt. Dieses Drehgelenk ist dort geeignet, wo der Außendruck nicht zu hoch ist.

Vorzugsweise weist das Gelenk ein Dichtelement, ein Malte­ element sowie axial zwischen dem Dicht- und dem Halteele­ ment ein Mittenelement auf. Das umlaufende erste Ende des Mittenelements ist so bemessen und axial verschiebbar auf einem Halteende des Halteelements angeordnet, daß zwischen beiden eine erste Kammer mit variablem Volumen entsteht. Weiterhin hat das Mittenelement ein zweites Ende mit einem inneren und einem äußeren vorstehenden umlaufenden Auflage­ element, die jeweils mit einem entsprechenden Dichtflächen­ teil auf dem Dichtelement konzentrisch sind und normaler­ weise drehbar an diesem anliegen, um die ringförmig umlau­ fenden Seitenwände einer zweiten Kammer zu bilden. Die zweite ist mit der ersten Kammer verbunden.

Die US-PS 4 903 941 (Rene T. Nuytten; erteilt am 27. Fe­ bruar 1990) offenbart und beansprucht eine zweite Form eines Drehgelenks mit Druckausgleich, das auch tief unter Wasser bei hohem Außendruck arbeitet. Das neuartige Dreh­ gelenk ist konstruiert, den Innen- gleich dem Außendruck zu machen. Dieses Drehgelenk ist brauchbar dahingehend, daß es eine freie Drehung zwischen zwei mittels des Gelenks ver­ bundenen Konstruktionsteilen zuläßt, wenn der Druck inner­ halb ungleich dem außerhalb des Gelenks ist. Es weist ein Drehgelenk mit (a) einer ersten Ringelement-Einrichtung, die mit dem Ende eines ersten rohrartigen Gegenstandes ver­ bindbar ist, (b) einer zweiten Ringelement-Einrichtung, die mit dem Ende eines zweiten rohrartigen Gegenstands verbind­ bar ist, (c) einer Zwischenelement-Einrichtung, die zwi­ schen die erste und die zweite Ringelement-Einrichtung ein­ setzbar und unabhängig von diesen bewegbar ist, (d) einer der ersten Ring- und der Zwischenelement-Einrichtung zuge­ ordneten ersten Dichteinrichtung, die die erste Kammer ge­ gen das Innere und Äußere des Gelenks dicht abschließen kann, (e) einer der zweiten Ring- und der Zwischenelement- Einrichtung zugeordneten zweiten Dichteinrichtung, die die zweite Kammer gegen das Innere und Äußere des Gelenks dicht abschließen kann, und (f) einer elastischen Ventileinrich­ tung auf, infolge der der Druck in der ersten und der in der zweiten Kammer, wenn verschieden, sich anzugleichen versuchen.

Die Erfindung ist gerichtet auf eine gelenkige Anordnung zum Verbinden von Fahrzeugen, die (a) ein erstes Fahrzeug mit einer Öffnung auf einer Seite, (b) eine erste Drehla­ ger-Dichtung-Anordnung, die dem Umfang der Öffnung zugeord­ net sind, (c) ein erstes hohles keilförmiges Segment mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei eine erste Sei­ te drehbar der ersten Drehlager-Dichtung-Anordnung zugeord­ net ist, (d) eine zweite Drehlager-Dichtung-Anordnung, die der zweiten Seite des ersten hohlen keilförmigen Segments zugeordnet ist, und (e) eine zweites hohles keilförmiges Segment mit einer ersten und einer zweiten Seite aufweist, von denen eine erste Seite der zweiten Drehlager-Dichtung- Anordnung zugeordnet ist, wobei das zweite hohle keilförmi­ ge Segment relativ zum ersten hohlen keilförmigen Segment drehbar ist.

Die erste Drehlager-Dichtung-Anordnung lassen sich über eine passende Rohr-Flansch-Anordnung mit der Öffnung im ersten Fahrzeug verbinden. Um die zweite Seite des zweiten hohlen keilförmigen Segments herum kann eine Dichtung ge­ legt sein.

Das erste Fahrzeug kann mit einem Halteseil gehaltert und mit Propellern angetrieben sein. Das Fahrzeug kann mit be­ wegbaren Greifarmen versehen sein. Am Ende der Greifarme können bewegbare Greifer und magnetische Befestigungsvor­ richtungen vorgesehen sind.

Das erste Fahrzeug kann eine zweite Öffnung zur Verbindung mit einer zweiten Seite eines zweiten hohlen keilförmigen Segments eines zweiten Fahrzeugs enthalten. Das zweite Fahrzeug kann fernsteuerbar sein.

Eine zweite Seite des zweiten hohlen keilförmigen Segments kann entlang des Umfangs einen hohlen umlaufenden Dichtring aufweisen, der eine Öffnung enthält, durch die ein Fluid aus seinem Inneren ablaßbar ist.

Die relative Drehstellung des ersten und des zweiten hohlen keilförmigen Segments lassen sich mit Motoren und Hydrau­ likzylindern oder mit Seilzügen steuern.

Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zum Verbinden von (Wasser-) Fahrzeugen gerichtet, außerhalb denen der gleiche oder ein anderer Druck herrscht, wobei man (a) ein erstes Fahrzeug mit einer Öffnung sowie einem ersten hohlen keil­ förmigen Element, das drehbar der Öffnung des ersten Fahr­ zeugs zugeordnet ist, und einem zweiten hohlen keilförmigen Element anschließt, das drehbar dem ersten keilförmigen hohlen Element zugeordnet ist, und (b) das zweite hohle keilförmige Element an eine Öffnung im zweiten Fahrzeug ansetzt.

Das erste und das zweite hohle keilförmige Element lassen sich gegeneinander so verdrehen, so daß eine Seite des letzteren, die sich der Öffnung im ersten Fahrzeug gegen­ über befindet, parallel zur Öffnung liegt.

Das erste hohle keilförmige Element läßt sich gegen das zweite so verdrehen, daß eine Seite des letzteren, die der Öffnung im ersten Fahrzeug gegenüberliegt, unter einem Win­ kel von etwa 45° relativ zur Öffnung im ersten Fahrzeug liegt.

Das erste Fahrzeug kann eine zweite Öffnung enthalten, an die die zweite Öffnung eines zweiten keilförmigen Elements eines dritten Fahrzeugs ansetzbar ist.

Die Zeichnungen zeigen spezielle Ausführungsformen der Er­ findung, die jedoch nicht als den Grundgedanken bzw. Umfang der Erfindung einschränkend aufzufassen sind.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße gelenkige Druckleitung;

Fig. 1a zeigt eine Ausführungsform, bei der die gelenkige Druckleitung so angeordnet ist, daß die aneinan­ dergesetzten Flansche parallele externe Ansetz­ flächen erzeugen;

Fig. 1b zeigt eine Ausführungsform, bei der die gelenkige Druckleitung so angeordnet ist, daß die Flansche Außenflächen unter einem Winkel von 45° erzeugen;

Fig. 2 zeigt als Seitenansicht eine gelenkige Drucklei­ tung am Boden eines autonomen Unterwasser-Ret­ tungsfahrzeugs;

Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht ein autonomes Unter­ wasser-Rettungsfahrzeug, dessen Druckleitung an der Außenfläche eines havarierten Tauchfahrzeugs ankommt;

Fig. 4 zeigt als Seitenansicht ein autonomes Unterwas­ ser-Rettungsfahrzeug mit einem Verbindungsseil zum Äußeren des havarierten Tauchfahrzeugs und die Gelenkleitung so angeordnet, daß deren Außen­ fläche parallel zur Ansetzfläche des Havaristen liegt;

Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht das autonome Unter­ wasser-Rettungsfahrzeug mit Gelenkleitung in Vor­ bereitung auf den Umstieg der Besatzung des Tauchfahrzeugs in das Rettungsfahrzeug an den Havaristen angesetzt;

Fig. 6 zeigt in einer Vorderansicht ein ferngesteuertes Unterwasser-Rettungsfahrzeug mit einer am Boden angesetzten gelenkigen Druckleitung;

Fig. 7 zeigt als Vorderansicht eine Ausführungsform, in der zwei ferngesteuerte Fahrzeuge mit gelenkigen Druckleitungen miteinander in Reihe geschaltet sind;

Fig. 8 zeigt im Schnitt die Gelenkbestandteile der Druckleitung mit den Hohlringdichtungen;

Fig. 9a bis 9d stellen einer Schrittfolge dar: Fig. 9a zeigt in einer Seitenansicht eines Unterwasser- Rettungsfahrzeugs mit einer Gelenkleitung, das an einem Halteseil herabgelassen wird;

Fig. 9b zeigt als Vorderansicht ein Unterwasser-Rettungs­ fahrzeug sowie eine Gelenkleitung mit einem Ver­ bindungsseil, von dem eine Verbindungsseil zu einem havarierten Tauchfahrzeug herabgelassen wird;

Fig. 9c zeigt als Seitenansicht ein Unterwasser-Rettungs­ fahrzeug und eine Gelenkleitung mit einem Halte seil an den Notausstieg eines havarierten Tauch­ fahrzeugs angesetzt;

Fig. 9d zeigt als Seitenansicht das Unterwasser-Rettungs­ fahrzeug mit Gelenkleitung, das nach dem Umstei­ gen der Besatzung in das Rettungsfahrzeug vom Havaristen abgehoben wird;

Fig. 10 zeigt in einer ausführlichen Vorderansicht die Mo­ toren, die eine Gelenkleitung betätigen;

Fig. 11 zeigt Schnitt ausführlich eine bestimmte Ausfüh­ rungsform eines strahlgetriebenen Unterwasser- Rettungsfahrzeugs mit einer Gelenkleitung, Grei­ fern, Ballasttanks und Motor, die die Gelenklei­ tung betätigen;

Fig. 12 zeigt als ausführlicher Schnitt die Komponenten einer Gelenkleitung an den winklig liegenden Not­ ausstieg eines havarierten Tauchfahrzeugs ange­ setzt; und

Fig. 13 zeigt als Schnitt die Bestandteile einer an den vertikalen Notausstieg eines havarierten Tauch­ fahrzeugs angesetzten Gelenkleitung.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von Fahrzeugen, in denen der glei­ che oder ein unterschiedlicher Innendruck herrscht oder die von gleichen oder verschiedenen Außendrücken umgeben sind, um eine Rohrverbindung zwischen ihnen herzustellen. Diese Verbindung kann zum Durchgang von Menschen oder Material von einem zum anderen Fahrzeug benutzt werden, sobald eine dicht abgeschlossene Verbindung hergestellt ist.

Die verbindende Druckleitung und ihre hier beschriebenen Ausführungsformen sind in sich so gelenkig, daß auch bei erheblicher Fehlausrichtung eine Ansatzflanschfläche par­ allel zur Ziel-Ansatzfläche ausrichtbar ist.

Die Vorrichtung ist bspw. beim Verbinden eines Rettungs­ fahrzeugs an den Notausstieg eines havarierten Tauchfahr­ zeugs brauchbar, damit die Besatzung des letzteren an die Oberfläche gebracht werden kann. Sie ist auch nützlich zum Verbinden einer Personal- oder Unterhaltungskapsel mit dem Unterwasserkopf eines Erdölbohrlochs oder zum Verbinden zweier oder mehrerer Fahrzeuge im Vakuum oder Fast-Vakuum des Weltraums bzw. der oberen Atmosphäre oder unter einem erheblichen Druckunterschied. Dabei müssen dann fehlausge­ richtete Flansche miteinander ausgesetzt bzw. aneinander­ gesetzt werden.

In den Zeichnungen zeigt die Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße gelenkige Druckleitung. Die Gelenkdruckleitung 2 besteht aus einem Rohransatz mit einem Flansch 4, der über ein erste Drehlager 6 mit einer Dich­ tung oben auf ein oberes Keilsegment 10 aufgesetzt ist, das hohl ist. Die Drehausrichtung zwischen dem Rohrstück 4 und dem oberen Keilsegment 10 über die erste Drehlager 6 mit Dichtung wird von einem oberen Antriebsmotor 8 eingestellt. Der obere Antriebsmotor 8 dreht über Zahnräder oder -stan­ gen, Seile, Hydraulikzylinder oder Hebel (in Fig. 1 nicht, aber später in den Fig. 10, 11, 12 und 13 gezeigt) die Dre­ hung des oberen Keilsegments 10 auf der kreisrunden ersten Drehlagerfläche 6 mit Dichtung sowie relativ zum Rohransatz und Flansch 4.

Die Unterseite des hohlen oberen Keilsegments 10 ist über eine untere Drehlagerfläche 16 mit Dichtung drehbar oben auf ein unteres hohles Keilsegment 14 aufgesetzt. Die Dreh­ ausrichtung des unteren Keilsegments 14 relativ zum oberen Keilsegment 10 wird mit einem unteren Antriebsmotor 12 ein­ gestellt. Um die untere kreisrunde Oberfläche des hohlen unteren Keilsegments 14 herum verläuft in dieser eine Dich­ tung 18.

Die Anordnung 2 kann unter Verwendung der Verbindungs- und Dichtgeometrie der US-PS 4 549 753 oder der US-PS 4 903 941 aufgebaut sein. Die beiden Winkel- bzw. Keilsegmente 10, 13 der Leitung sind auf druckausgleichenden Drehlagerflächen 6, 16 gegeneinander verdrehbar, um einen Versatz zu einer Mittellinie herzustellen. Eine Lager- und Dichtanordnung, wie sie in diesen beiden Patentschriften beschrieben ist, ist zweckmäßigerweise erforderlich, um Druckunterschiede aufzunehmen und die Last von einem Keilsegment der Anord­ nung auf das andere zu übertragen, aber doch auch unter ex­ tremen Drücken eine Drehung zuzulassen.

Die Lager-Dichtung-Anordnung kann unsymmetrisch belastet sein, wo keine Druckdifferenz vorliegt, wenn die Segmente anfänglich in eine parallele Ansetzlage drehen und sich nach dem Pumpen bzw. dem Beginn des Herstellens einer Druckdifferenz nicht bewegen müssen.

Alternativ kann die Lager-Dichtung-Anordnung symmetrisch ausgeführt sein, wie in der US-PS 4 903 941 beschrieben. Bei diese Konstruktion kann die Leitung sich unter verhältnismäßig hohen Druckdifferenzen weiter ausbiegen oder drehen und in der endgültigen Lage mechanisch - nicht durch den auf der Lager-Dichtung-Anordnung lastenden Druck, wie in der unsymmetrischen Version - arretiert werden.

Die Fig. 1a zeigt als Vorderansicht eine Anordnung, bei der die gelenkige Druckleitung so liegt, daß die Unterseite des der Rohr-Flansch-Anordnung 4 sowie die erste Drehlagerflä­ che-Dichtung-Anordnung 6 parallel zur Unterseite des unte­ ren Keilsegments 14 und unteren Kreisdichtung 18 liegt. Diese Ausrichtung wird durch Drehen des oberen und des un­ teren Keilsegments 10 bzw. 14 derart erreicht, daß ihre breiten Seiten diametral gegenüberliegen.

Die Fig. 1b zeigt als Vorderansicht eine Orientierung, in der die Gelenkdruckleitung 2 so angeordnet ist, daß die Un­ terseite der Rohr-Flansch-Anordnung 4 und die untere Um­ fangsfläche des unteren Keilsegments 14 sowie der untere Dichtring 18 unter einem Winkel von etwa 45° zueinander liegen. Diese Orientierung wird erreicht, indem man die breite Fläche des oberen Keilsegments 10 und die des unte­ ren Keilsegments 14 so anordnet, daß sie übereinanderlie­ gen; entsprechend liegen dann auch die dünnen Seiten der Keile 10, 14 übereinander. Entsprechend lassen sich anstel­ le von zwei drei Keile verwenden, um einen Versatz von etwa 90° herzustellen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gelenkdruck­ leitung an Boden einer Personen-Umstiegseinrichtung wie einer Tauchglocke an einem Halteseil oder an ein autonomes Tauchfahrzeug 20, wie es die Fig. 2 zeigt, angesetzt. Die keilförmigen Segmente 10, 14 werden so gedreht, daß in der normalen Ansetzposition der untere Dichtring 18 waagerecht liegt.

Wie die Fig. 2 zeigt, führt ein Halteseil 22 vom Tauchfahr­ zeug 20 zu einem Versorgungsschiff, das sich über ihm an der Wasseroberfläche befindet. Die Position des Tauchfahr­ zeugs 20 wird von einer Anzahl von Propellern 24 gesteuert, die in verschiedenen Richtungen Schub erzeugen, und läßt sich von der Bedienungsperson des Tauchfahrzeugs 20 oder vom Versorgungsschiff her lenken. Das Tauchfahrzeug 20 ist mit ausfahrbahren Greifarmen 26 versehen, die sich öffnende und schließende Greifer oder eine andere Greifeinrichtung wie Saugnäpfe oder elektromagnetische Füße 28 aufweist, um das Tauchfahrzeug 20 bei Ansetzen an ein Tauchfahrzeug zu unterstützen, wie weiter unten ausführlicher beschrieben.

Die Fig. 3 zeigt als Seitenansicht ein autonomes Tauchfahr­ zeug 20 mit der gelenkigen Leitung aus einem oberen Keil­ segment 10 und einem unteren Keilsegment 14 in einer Tiefe, in der es sich der Außenfläche eines Havaristen 30 nähert.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist das Rettungsfahrzeug 20 an dem Havaristen 30 angekommen, hat festgestellt, daß dessen An­ setzfläche (d. h. der Notausstieg 32) nicht in der Sollage liegt und hat eine Niederholseil 34 an ihn angeschlagen. Alternativ - wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt - kann es sich bei der vorläufigen Befestigungsverbindung um mechanische Arme 26 und Greifklauen, Magnetfüße 28 oder um eine (nicht gezeigte) Pump-Saug-Kapsel handeln. Diese werden einge­ setzt, bis durch Auspumpen der gelenkigen Leitung 2 ein dichter Abschluß entstanden ist (unten anhand der Fig. 8 erläutert); im Fall eines Ansetzens mit vollem Druckausgleich, wenn der Druck in der Rettungsvorrichtung und im Havarist und der Umgebungsdruck gleich sind, lassen sie sich als Haupt-Ansetz- und Befestigungseinrichtung benut­ zen.

Die Fig. 4 zeigt als Vorderansicht ein autonomes Tauch-Ret­ tungsfahrzeug mit einem Verbindungsseil zum Rumpf des Ha­ varisten und die gelenkige Leitung so angeordnet, daß ihre Außenfläche parallel zur Ansetzfläche des Havaristen liegt.

Insbesondere zeigt die Fig. 4 die keilförmigen Segmente 10, 14 der gelenkigen Leitung vom Führer (nicht gezeigt) des Rettungsfahrzeugs so gedreht, die Polymerisatdichtung 18 an der Unterseite des unteren Keilsegments 14 parallel zur An­ setzfläche am Notausstieg 32 des Havaristen 30 liegt. Wie die Fig. 4 zeigt, sind eine Greifleine 34 und eine Magnet­ platte 36 zum Havaristen 30 herabgelassen und an ihn ange­ setzt worden. Die Leine 34 wird dann eingeholt, um die Un­ terseite des unteren Keilsegments 14 und die Dichtung 18 parallel an den Notausstieg 32 heranzubringen.

Die Fig. 5 zeigt als Seitenansicht das autonome Tauch-Ret­ tungsfahrzeug mit der Gelenkdruckleitung in Vorbereitung des Umsteigens der Besatzung aus dem Havaristen in das Ret­ tungsfahrzeug an die Ansetzfläche des ersteren angesetzt. Wie in der Fig. 5 ersichtlich, ist das Tauchfahrzeug am Halteseil 22 herabgelassen worden und hat durch Einholen der Greifleine 34 die untere Dichtung 18 des unteren Keil­ segments 14 an die parallele winklige Außenfläche am Notaus­ stieg 32 angesetzt. Sobald der dichte Abschluß hergestellt ist, werden die Segmente 10, 14 ausgepumpt und kann der Notausstieg 32 geöffnet werden. Die Besatzung 40 kann dann auf der Leiter 38 in das untere Keilsegment 10 und schließ­ lich in das Rettungsfahrzeug 20 umsteigen. Sobald die ge­ wünschte Anzahl Personen 40 in das Rettungsfahrzeug umges­ tiegen ist, wird die untere Dichtung 18 vom Notausstieg 32 gelöst und das Rettungsfahrzeug 20 am Halteseil 22 an die Oberfläche geholt.

In einer alternativen Ausführungsform kann die gelenkige Leitung die Form eines ferngesteuerten Fahrzeugs (ROV) an­ nehmen, das mit Schubstrahlern, TV-Kameras, Scheinwerfern, Sonar und anderer optisch/akustischer Navigations- und An­ dockelektronik ausgerüstet ist.

Die Fig. 6 zeigt als Vorderansicht ein ferngesteuertes Ret­ tungstauchfahrzeug (ROV) mit einer Gelenkdruckleitung auf der Unterseite des ferngesteuerten Fahrzeugs. Wie gezeigt, wird das ROV 42 mit einer Anzahl von Propellern 44 gelenkt, die in die zum Vortrieb in der Sollrichtung erforderlichen Winkel schwenkbar sind. Das ROV 42 ist mit Greifarmen 26 und Magnetfüßen 28 ausgerüstet. Wie bei dem bereits be­ schriebenen Tauchfahrzeug 20 sind an die Unterseite des ROV 42 eine erste Drehlager-Dichtung-Anordnung 6, ein oberes hohles Keilsegment 10, eine untere Drehlager-Dichtung-An­ ordnung 16 sowie ein unteres Keilsegment 14 montiert. Um die Unterseite des unteren Keilsegments 14 verläuft eine untere Dichtung 18 herum. Die Oberseite des ROV 42 hat eine umlaufende Ansetzfläche 48 zur Aufnahme des Rettungsfahr­ zeugs. Das ROV 42 wird über eine Steuerleitung 48 von der Oberfläche aus gesteuert.

In dieser Ausgestaltung wird die Gelenkdruckleitung am ROV 42 über ein zur Oberfläche führendes Versorgungskabel 48 mit elektrischen Strom versorgt und gesteuert. Sie kann auch - bspw. mit Batterien - eigenversorgt sein und in autonomem vorprogrammiertem Betrieb oder ohne Steuerleitung arbeiten, wenn die Steuerung akustisch oder optisch er­ folgt.

Der Zweck des ROV 42 ist, die untere Dichtung 18 der Ge­ lenkdruckleitung 10, 14 an ein havariertes Tauchfahrzeug 30 anzusetzen, so daß das ankommende Rettungsfahrzeug eine parallele Ansetzfläche darbietet. Ein neuartiger Vorteil des ROV 42 ist seine Fähigkeit, zwei oder mehr der ROV-Lei­ tungsanordnungen 42 aneinanderzusetzen, und zwar entweder an der Oberfläche oder am Boden, um auch sehr große Aus­ richtfehler aufnehmen zu können, wie in Fig. 7 gezeigt.

Die Fig. 7 zeigt als Vorderansicht eine Ausführungsform, bei der zwei ROVs jeweils mit einer Gelenkdruckleitung mit­ einander in Reihe geschaltet sind. Wie ersichtlich, ist ein erstes unteres ROV 42 mit der oberen Ansetzfläche 46 mit der unteren Dichtung 18 der Keilsegmentkombination 10, 14 eines zweiten ROV 50 gekoppelt, das über eine zweite Steu­ erleitung 62 gesteuert wird. Aus der Fig. 7 ist ersicht­ lich, daß mit der Kopplung eines ersten ROV 42 mit einem zweiten ROV 50 eine 90°-Verbindung zum Notausstieg eines havarierten Tauch- oder sonstigen Unterwasserfahrzeugs her­ stellbar ist. Die in der Fig. 7 dargestellte Kombination wäre nützlich, wo der Havarist auf die Seite gekippt ist und der Notausstieg waagerecht zur Seite, nicht nach oben weist. Es ist einzusehen, daß drei oder mehre ROV-Einheiten 42 sich miteinander in Reihe schalten lassen, um größere Winkelversätze aufzunehmen. Bspw. kann der Havarist sich gedreht haben; dann muß der Zugang von unten erfolgen. In diesem Fall lassen sich mehrere ROV-Einheiten in Reihe mit­ einander zu einer U-Gestalt verbinden.

Im ROV-Modus muß die Gelenkdruckleitung 2 mit Einrichtungen versehen sein, mit denen sie sich vor der Ankunft der Ret­ tungseinrichtung 42 sicher mit dem Rumpf 30 des Havaristen verbinden läßt. Das ROV 42 kann mit einer nach oben weisen­ den Luke (nicht gezeigt) versehen sein, so daß es abgepumpt werden kann und durch den Außendruck des Seewassers in der Sollage gehalten wird (wie normalerweise bei Rettungsvor­ richtungen der Fall); desgl. kann es mit einer der vorer­ wähnten mechanischen, magnetischen oder Abpump-Vorrichtun­ gen in der Sollage halten.

Alternativ zu diesen Niederhaltemethoden kann das Gelenk­ leitungs-ROV eine untere Dichtung aufweisen, die zwei kon­ zentrische Polymerisatringe mit zwischen diesen verlaufen­ dem Ringraum aufweist. Die Fig. 8 stellt eine ausführliche Schnittansicht der Gelenkbestandteile der Gelenkleitung - einschl. der Ringdichtung - dar. Die Ringdichtung 56 er­ setzt dabei den üblichen unteren Dichtring 18 (vergl. Fig. 1) und weist eine Saugring-Konfiguration 56 mit einem Ab­ pumpanschluß 58 auf. Ein Paar konzentrischer Polymerisat- Dichtringe 60 ist auf die Außenkanten des Hohlrings 56 auf­ gesetzt. Sobald die Ringdichtung 56 sich an die Außenfläche des Notausstiegs des Havaristen oder an eine andere geeig­ nete Oberfläche angelegt hat und die Dichtungen 60 fest­ sitzen, wird die Dichtung 56 durch den Anschluß 58 hindurch ausgepumpt.

Die Ringdichtung wird im Prinzip auf die gleiche Weise aus­ gepumpt wie die gesamte Gelenkdruckleitung im Rettungsbe­ trieb; der Außendruck des Seewassers hält das Gelenklei­ tungs-ROV fest in der Sollage.

Die Fig. 9a zeigt als Seitenansicht ein Rettungs-Tauchfahr­ zeug mit Gelenkdruckleitung, das an einem Verbindungs- und Steuerkabel herabgelassen wird. Die Greifleine 34 wird vom Greifarm 26 gehalten und kann im geeigneten Augenblick mit­ tels eines über die Steuerleitung 22 übertragenen Befehls fallengelassen werden.

Die Fig. 9b zeigt in einer Vorderansicht ein Rettungs- Tauchfahrzeug mit Gelenkdruckleitung sowie einem Verbin­ dungs- und Steuerkabel, von dem aus eine Verbindungsleitung zu einem havarierten Tauchfahrzeug herabgelassen wird. Die Greifleine 34 mit einer Magnetplatte 36 am unteren Ende ist herabgelassen worden und zum Ansetzen an die Außenfläche des Notausstiegs 32 des Havaristen 30 bereit.

Die Fig. 9c zeigt als Seitenansicht ein Rettungs-Tauchfahr­ zeug mit Gelenkdruckleitung und einem Steuerkabel; das Tauchfahrzeug ist an den Notausstieg 32 eines havarierten U-Boots angesetzt. In der in der Fig. 9c gezeigten Lage ist das Greifseil 34 in die Gelenkleitung 10, 14 hinein einge­ holt worden, die nun auf der Außenfläche des Notausstiegs 32 des Havaristen 30 aufsitzt. Sobald der Druckausgleich erfolgt und das Seewasser aus der Gelenkdruckleitung 10, 14 ausgepumpt worden ist, läßt der Notausstieg 32 sich öffnen; dann kann die Besatzung 40 über die Leiter 38 durch die Gelenkdruckleitung 10, 14 in das Rettungsfahrzeug 20 um­ steigen.

Die Fig. 9d zeigt als Seitenansicht das Rettungs-Tauchfahr­ zeug 20 mit Gelenkdruckleitung 10, 14, das nach dem Umstei­ gen der Besatzung in das Rettungsfahrzeug 20 vom Havaristen 30 hinweg abgezogen wird.

Die Fig. 10 zeigt in einer ausführlichen Vorderansicht die motorischen Zusätze, mit denen die Gelenkdruckleitung betä­ tigt wird. Ein hydraulischer oder elektrischer oberer An­ triebsmotor 8 dreht die Lager-Flansch-Anordnung 4 auf einer ersten abgedichteten Drehlagerfläche 6 relativ zum oberen Keilsegment 10. Entsprechend dreht der untere Antriebsmotor 12 das untere Keilsegment 14 auf der abgedichteten unteren Drehlagerfläche 16 relativ zum oberen Keilsegment 10. Hy­ draulik- und Wasserpumpschläuche 62 sind an verschiedenen Punkten auf dem ganzen oberen und unteren Keilsegment 10, 14 angeschlossen. Diese Schläuche und anderen Ausrüstungen sind herkömmlich und nicht Teil der Erfindung. Sie ermögli­ chen es, die Drehposition des oberen Keilsegments 10 rela­ tiv zur Rohr-Flansch-Anordnung 4 und die des unteren Keil­ segments 14 relativ zum oberen Keilsegment 10 auf der abge­ dichteten Drehlagerfläche 16 einzustellen. Weiterhin dienen einige der Schläuche zum Auspumpen von Seewasser aus dem oberen und unteren Keilsegment 10, 14, sobald ein wasser­ dichter Abschluß zwischen der unteren Dichtung 18 und dem Notausstieg des Havaristen hergestellt ist, wie bereits ausführlich erläutert. In einer alternativen Ausführungs­ form kann es sich bei der unteren Dichtung 18 um die in Fig. 8 gezeigte Ringdichtung 56 handeln. Die Fig. 10 zeigt auch verschiedene Nippel und andere Anschlüsse für Schläu­ che und dergl. zum Einpumpen von Luft in die und zum Ab­ pumpen von Wasser aus der Leitungsanordnung 10, 14 sowie zur Ausführung verschiedener anderer, für den Betrieb der Anordnung 10, 14 erforderlicher Funktionen.

Die Fig. 11 zeigt einen ausführlichen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform eines autonomen Rettungs-Tauch­ fahrzeuges mit Gelenkleitung sowie Greifern und anderen Zu­ sätzen zum Antrieb der Gelenkdruckleitung. Wie gezeigt, ist das Tauchfahrzeug 64 mit zwei Schwimmtanks 66 ausgerüstet. Das obere und das untere Keilsegment 10, 14 sind über eine Rohr-Flansch-Anordnung 4 unten an das Tauchfahrzeug 64 an­ gesetzt, wie oben anhand der vorgehenden Zeichnungen be­ schrieben.

Die Fig. 11 zeigt, wie mittels eines Netzes von Hydraulik­ zylindern 68, eines Seils 70 und einer Seilscheibe 72, die mit hydraulischen oder Druckluft-Pumpen oder Motoren betä­ tigt werden, das untere Keilsegment 14 sich auf der unteren Drehlager-Dichtung-Anordnung 16 innerhalb eines Bereichs von Drehstellungen relativ zum oberen Keilsegment 10 drehen läßt, wobei in einer Position die untere Dichtung 18 einen Winkel von etwa 45° relativ zu waagerechten Unterseite des Tauchfahrzeugs 64 einnimmt, während in einer anderen bzw. gegenüberliegenden Position die untere Dichtung 18 waage­ recht und parallel zur waagerechten Unterseite des Tauch­ fahrzeugs 64 verläuft. Der Hydraulikzylinder 68, das Seil 70 und die Seilscheibe 72 zusammen mit den Hydraulik-, Druckluft- und Elektromotoren der Fig. 11 sind herkömmlich. Eine motorisch angetriebene Zahnstange-Ritzel-Anordnung läßt sich ebenfalls verwenden, um die Drehung zu erzeugen.

Die Fig. 11 zeigt auch mittels gebogener Linienzüge den Be­ reich von Positionen, die die Greifarme 26 einnehmen kön­ nen, die ebenfalls mit herkömmlichen Hydraulik- oder Druck­ luftzylindern oder anderen geeigneten Antriebseinrichtungen betätigbar sind.

Die Fig. 12 zeigt an einem ausführlichen Schnitt die Be­ standteile einer Gelenkleitung, die an den Notausstieg eines havarierten, winklig liegenden Tauchfahrzeugs ange­ setzt ist. Wie dort ersichtlich, haben die Hydraulik- oder Druckluftzylinder 68 das untere Keilsegment 14 auf der un­ teren abgedichteten Lagerfläche 16 relativ zum oberen Keil­ segment 10 so gedreht, daß die untere Dichtung 18 parallel zur Außenfläche am Notausstieg 32 des Havaristen liegt und dort angesetzt ist.

Die Fig. 13 zeigt anhand eines ausführlichen Schnitts die Bestandteile einer Gelenkdruckleitung mit dem aufwärts wei­ senden Notausstieg eines havarierten Tauchfahrzeugs verbun­ den. Wie ersichtlich, ist das untere Keilsegment 14 mittels der Hydraulik,- oder Druckluftzylinder 68 und des Seils 70 relativ zum oberen Keilsegment 10 so verdreht worden, daß die untere Dichtung 18 waagerecht und dicht abschließend an der waagerechten Außenfläche am Notausstieg 32 des Havari­ sten 30 anliegt. Die in der Fig. 13 gezeigte Orientierung ist ein Ausnahmefall, da es für ein havariertes Tauchfahr­ zeug ungewöhnlich wäre, völlig waagerecht auf den Meeresbo­ den aufzusetzen.

Die in den Fig. 12 und 13 dargestellte Kombination von Ex­ tremen demonstriert jedoch die Vielseitigkeit der Leitungs­ kombination 10, 14.

Claims (18)

1. Gelenkvorrichtung zum Verbinden von Fahrzeugen, gekennzeichnet durch

• (a) ein erstes Fahrzeug mit einer Öffnung in einer Seite,
• (b) eine erste Drehlagerfläche mit einer Dichtung, die dem Umfang der Öffnung zugeordnet ist,
• (c) ein erstes hohles keilförmiges Segment mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei eine erste Seite des­ selben drehbar der ersten Drehlagerfläche-Dichtung-Anord­ nung zugeordnet ist,
• (d) eine zweite Drehlagerfläche-Dichtung-Anordnung, die der zweiten Seite des ersten hohle keilförmigen Seg­ ments zugeordnet ist, und
• (e) ein zweites hohles keilförmiges Segment mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei eine erste Seite der zweiten Drehlagerfläche-Dichtung-Anordnung zugeordnet ist und das zweite hohle keilförmige Segment relativ zum ersten hohen keilförmigen Segment verdrehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Drehlagerfläche- Dichtung-Anordnung über eine Rohr-Flansch-Anordnung mit der Öffnung des ersten Fahrzeugs verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Dichtung um die zweite Seite des zweiten hohlen keilförmigen Segments herum ver­ läuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Fahrzeug über ein Verbindungs- bzw. Steuerkabel gesteuert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vortrieb des ersten Fahrzeugs mit Propellern erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bewegbare Greifarme mit dem ersten Fahrzeug verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Greifarme an ihren Enden mit beweglichen Greifern versehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Greifarme mit magneti­ schen Ansetzeinrichtungen ausgerüstet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Fahrzeug zur Ver­ bindung mit einer zweiten Seiten eines zweiten hohlen keil­ förmigen Segments eines zweiten Fahrzeugs eine zweite Öff­ nung enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Fahrzeug fernge­ steuert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich in einer zweiten Seite des zweiten hohlen keilförmigen Segments entlang des Um­ fangs eine hohle Ringdichtung befindet, die zum Ablassen von Druckmittel aus ihrem Inneren eine Öffnung enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehpositionen des er­ sten relativ zum zweiten hohlen keilförmigen Segment mit Motoren und Hydraulikzylindern gesteuert werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehpositionen des er­ sten relativ zum zweiten hohlen keilförmigen Segment mit Seilen und Seilscheiben gesteuert werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehpositionen des er­ sten relativ zum zweiten hohlen keilförmigen Segment mit einem motorgetriebenen Ritzel-Zahnstange-System gesteuert werden.

15. Verfahren zum Verbinden von Fahrzeugen, in denen der gleiche oder verschiedene Innendrücke herrschen oder die vom gleichen oder von verschiedenen Drücken umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß man

• (a) ein erstes Fahrzeug, das eine Öffnung enthält, ein erstes hohles keilförmiges Element, das rotationsmäßig der Öffnung des ersten Fahrzeugs zugeordnet ist, und ein zweites hohles keilförmiges Element verbindet, das rotati­ onsmäßig dem ersten keilförmigen hohlen Element zugeordnet ist, verbindet und
• (b) das zweite hohle keilförmige Element mit einer Öffnung in einem zweiten Fahrzeug verbindet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste und das zweite hohle keilförmige Element sich relativ zueinander so ver­ drehen lassen, daß eine Seite des zweiten hohlen keilför­ migen Elements der Öffnung im ersten Fahrzeug gegenüber parallel zu dieser liegt.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste sich relativ zum zweiten hohlen keilförmigen Element so verdrehen läßt, daß eine Seite des zweiten hohlen keilförmigen Element der Öff­ nung im ersten Fahrzeug gegenüber unter einem Winkel von etwa 45° relativ zur Öffnung im ersten Fahrzeug liegt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Fahrzeug eine zweite Öffnung enthält, mit der sich die zweite Öffnung eines zweiten keilförmigen Elements eines dritten Fahrzeugs verbinden läßt.