(19) |
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(11) |
EP 2 394 906 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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13.06.2018 Patentblatt 2018/24 |
(22) |
Anmeldetag: 28.04.2011 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Verschlusskörper zum Verschliessen einer Öffnung eines Wasserfahrzeuges
Sealing body for closing an opening in a water vehicle
Corps de fermeture destiné à la fermeture d'une ouverture d'un véhicule marin
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
09.06.2010 DE 102010023265
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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14.12.2011 Patentblatt 2011/50 |
(73) |
Patentinhaber: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH |
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24143 Kiel (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Paul, Axel, Dipl.-Ing.
24622 Gnutz (DE)
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(74) |
Vertreter: thyssenkrupp Intellectual Property GmbH |
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ThyssenKrupp Allee 1 45143 Essen 45143 Essen (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A1-102004 025 378 US-A1- 2005 042 410
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DE-C1- 19 739 291 US-B1- 7 213 528
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Verschlusskörper zum Verschließen einer Öffnung eines
Wasserfahrzeugs mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
[0002] Insbesondere bei militärisch genutzten Wasserfahrzeugen ist eine massive Bauweise
von Schotttüren, Lukendeckeln und dergleichen erforderlich, da diese Türen bzw. Deckel
gegebenenfalls hohen Druck-und/oder Schockbelastungen ausgesetzt sein können. Daher
ist es allgemein üblich, die Türen und Lukendeckel solcher Wasserfahrzeuge aus entsprechend
starken Stahlplatten auszubilden. Insofern weisen diese Türen und Lukendeckel in der
Regel eine vergleichsweise große Masse auf, die wiederum einen aufwendigen Bewegungsmechanismus
zum Öffnen und Verschließen der Tür bzw. des Deckels erforderlich macht.
[0003] Diesen Nachteil weist eine aus
US 7,213,528 B1 bekannte Schotttür nicht auf, da sie in Leichtbauweise aus einem Verbundwerkstoff
hergestellt ist. Allerdings ist diese Schotttür wegen ihrer verhältnismäßig geringen
Druckfestigkeit nicht in solchen Bereichen einsetzbar, in denen hohe Druck- oder Schockbelastungen
der Schotttür zu erwarten sind. Ferner ist die
DE 197 39 291 C1 zu nennen, die ein modular aufgebautes Rahmenelement zum Einbau in eine Leichtbauwand,
z. B. eines Schiffes zeigt. Das Rahmenelement dient dazu, Lasten der Leichtbauwand
aufzunehmen, so dass die mechanische Stabilität der Wand trotz Ausschnitt nicht beeinträchtigt
ist. Das Rahmenelement besteht aus einem Faserverbundwerkstoff. Die
US 2005/042410 A1 zeigt gleichermaßen ein faserverstärktes Rahmenelement aus einem Verbundmaterial.
Die
DE 10 2004 025378 A1 zeigt einen Fensterrahmen, der aus einem mit unidirektionalen Faserbündeln verstärktem
Harz besteht.
[0004] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verschlusskörper
zum Verschließen einer Öffnung eines Wasserfahrzeugs zu schaffen, der bei geringer
Masse eine vergleichsweise hohe Druckbeständigkeit aufweist.
[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Verschlusskörper mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verschlusskörpers ergeben sich aus
den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können
gemäß der Erfindung, die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale jeweils für sich
aber auch in technisch sinnvoller Kombination die erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch
1 weiter ausgestalten.
[0006] Der erfindungsgemäße Verschlusskörper zum Verschließen einer Öffnung eines Wasserfahrzeugs
ist aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Der Verschlusskörper kann zum Verschließen
eines Schotts oder eines Luks vorgesehen sein und hierzu in den üblichen Weisen beispielsweise
verschwenk- oder verschiebbar an einer die zu verschließende Öffnung begrenzenden
Wand angelenkt sein. Bei dem Wasserfahrzeug, in dem der Verschlusskörper eingesetzt
wird, kann es sich um ein bemanntes oder unbemanntes Über- oder Unterwasserfahrzeug
handeln. Unter einem Faserverbundwerkstoff im Sinne der Erfindung ist ein Faser-Kunststoff-Verbundmaterial
wie beispielsweise kohlenstofffaser-, glasfaser-, keramikfaser- oder aramidfaserverstärkter
Kunststoff zu verstehen. Diese Materialien zeichnen sich durch ein vergleichsweise
geringes Gewicht bei guten Festigkeitseigenschaften aus.
[0007] Damit der Verschlusskörper auch größeren Druck- und/oder Schockbelastungen standhalten
kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Fasern in einem Außenrandbereich des Verschlusskörpers
unidirektional in Richtung des Außenumfangs des Verschlusskörpers auszurichten. D.h.,
in einem an dem Außenumfang des Verschlusskörpers angrenzenden Bereich verlaufen im
Wesentlichen alle Fasern parallel zueinander in Richtung des Umfangs des Verschlusskörpers
um diesen herum. Ziel dieser Ausgestaltung ist es, die senkrecht auf den Verschlusskörper
wirkenden Druckkräfte in den Außenrandbereich des Verschlusskörpers zu lenken, wo
diese Kräfte in den in Richtung des Außenumfangs ausgerichteten Fasern vorzugsweise
Zugspannungen erzeugen. Dies ist insofern vorteilhaft als die Fasern von Faserverbundwerkstoffen
insbesondere in Längsrichtung der Fasern eine besonders hohe Festigkeit aufweisen.
Auf diese Weise lässt sich ein Verschlusskörper realisieren, der eine ähnlich gute
oder sogar bessere Druckbeständigkeit wie die bislang aus massiven Stahlplatten gefertigten
Verschlusskörper besitzt, hierbei vorteilhafterweise aber ein deutlich geringeres
Gewicht aufweist. Dieses verringerte Gewicht des erfindungsgemäßen Verschlusskörpers
führt zu einer geringeren Belastung eines gegebenenfalls vorhandenen Mechanismus zum
Bewegen des Verschlusskörpers, beispielsweise einer Tür sowie zu einer geringeren
Belastung der Bauelemente, mit denen der Verschlusskörper an dem Außenrand der zu
verschließenden Öffnung angelenkt ist. Dementsprechend können diese Bauteile hinsichtlich
ihrer Dimensionierung und ihres Aufbaus bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verschlusskörpers
deutlich einfacher ausgebildet sein.
[0008] Um die auf den Verschlusskörper wirkenden Belastungskräfte besonders wirkungsvoll
zu dem Außenrand des Verschlusskörpers weiterleiten zu können, ist bevorzugt ein von
dem Außenrandbereich umschlossener Innenbereich des Verschlusskörpers in Richtung
zu einer erwartungsweise auf den Verschlusskörper wirkenden Druckbelastung konvex
gewölbt ausgebildet.
[0009] Die Wölbung des Innenbereichs des Verschlusskörpers kann z.B. der Wölbung der im
Drucktankbau verwendeten Klöpper- oder Korbbogenböden entsprechen. Derartig gewölbte
Bauteile haben die auch als Membranspannungszustand bezeichnete Eigenschaft, bei einer
Belastung nur Zugkräfte oder Druckkräfte, aber keine Biegemomente aufzunehmen, die
an die Außenränder dieser Bauteile weitergeleitet werden. Korrespondierend hierzu
erzeugt eine auf den erfindungsgemäßen Verschlusskörper wirkende Druckbelastung in
dem Innenbereich des Verschlusskörpers lediglich Zugkräfte, die in den in der oben
beschriebenen Weise konstruktiv verstärkten Außenrandbereich des Verschlusskörpers
weitergeleitet werden.
[0010] Weiter vorteilhaft wird durch die Wölbung des Innenbereichs entgegen der Richtung
möglicher auf diesen Innenbereich wirkender Druckkräfte eine erhöhte Sicherheit gegen
das Auftreten unerwünschter Zwischenfaserbrüche erzielt, die ansonsten zu einem Verschlusskörperversagen,
z.B. zu einem so bezeichneten "Weeping", führen könnten.
[0011] In dem Innenbereich des Verschlusskörpers können die Fasern des Faserverbundwerkstoffs
vorzugsweise quer oder schräg zu den Fasern des Außenrandbereichs ausgerichtet sein.
Bei einem Verschlusskörper mit einer im Wesentlichen rechteckigen Außenkontur, beispielsweise
einer Schotttür, können die Fasern des Faserverbundwerkstoffs vorteilhaft quer zu
dem Faserverlauf der Fasern des Außenrandbereichs an den beiden Längsseiten des Verschlusskörpers
ausgerichtet sein.
[0012] Die Fasern des Verbundwerkstoffes können in dem Innenbereich des Verschlusskörpers
prinzipiell unidirektional angeordnet sein, also alle parallel zueinander quer oder
schräg zu den Fasern des Außenrandbereichs angeordnet sein. Daneben kann es allerdings
auch vorteilhaft sein, die Fasern in dem Innenbereich kreuzweise zueinander auszurichten.
In diesem Fall können z.B. ähnlich den Kett- und Schussfäden eines Gewebes mehrere
Fasern parallel zueinander in eine erste Richtung verlaufen und mehrere ebenfalls
parallel zueinander ausgerichtete Fasern in eine zweite Richtung und gegebenenfalls
weitere Richtungen quer oder schräg zur ersten Richtung verlaufen, wobei diese Fasern
allerdings nicht durch Faserverkreuzung miteinander verbunden sein müssen, sondern
gegebenenfalls in unterschiedlichen Ausrichtungen aufeinander aufliegen können. Durch
die kreuzweise Anordnung der Fasern kann die Druckbeständigkeit des erfindungsgemäßen
Verschlusskörpers weiter erhöht werden.
[0013] Bevorzugt ist der Innenbereich des erfindungsgemäßen Verschlusskörpers mehrlagig
ausgebildet. So kann der Innenbereich des Verschlusskörpers aus mehreren übereinander
angeordneten Fasergeweben, Fasergelegen bzw. Fasermatten bestehen, die gemeinsam in
einer Kunststoffmatrix eingebettet sind. Hierbei können alle Faserlagen aus dem gleichen
Fasermaterial bestehen oder es besteht die Möglichkeit, Faserlagen aus unterschiedlichen
Fasermaterialien miteinander zu verbinden, um über eine Werkstoffkombination die Festigkeitseigenschaften
des erfindungsgemäßen Verschlusskörpers weiter zu verbessern.
[0014] Zweckmäßigerweise sind bei einer mehrlagigen Ausbildung des Innenbereichs des Verschlusskörpers
die einzelnen Lagen jeweils unidirektional ausgerichtet. Dementsprechend werden in
den einzelnen Lagen die auf den Innenbereich des Verschlusskörpers wirkenden Druck-
oder Schockkräfte jeweils in einer gleichen, gemeinsamen Richtung entsprechend der
Faserausrichtung in der jeweiligen Lage in den versteiften Außenrandbereich des Verschlusskörpers
geleitet.
[0015] Der Innenbereich des erfindungsgemäßen Verschlusskörpers kann aus mehreren Lagen
aus Fasermaterial ausgebildet sein, wobei die Fasern aller Fasern die gleiche Ausrichtung
haben. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine weitere Steigerung der Druckfestigkeit
und Drucksteifigkeit können die Fasern der einzelnen Lagen allerdings quer und/oder
schräg zueinander ausgerichtet sein. Dementsprechend sind mehrere Lagen, die jeweils
eine unidirektionale Faserausrichtung haben, so übereinander liegend angeordnet sein,
dass die Fasern unterschiedlicher Lagen quer oder schräg zueinander verlaufen.
[0016] Vorteilhaft bildet ein Rahmen den Außenrandbereich des Verschlusskörpers, wobei die
Wandstärke des Rahmens gegenüber der Wandstärke des Innenbereichs des Verschlusskörpers
vergrößert ist. In diesem Zusammenhang ist ein modularer Aufbau des Verschlusskörpers
aus einem geschlossenen Rahmen und einem schalenförmig gewölbten Innenteil bevorzugt.
Der Rahmen und das Innenteil werden vorzugsweise stoffschlüssig derart miteinander
verbunden, dass sich das Innenteil an der Innenseite des Rahmens abstützt.
[0017] In vorteilhafter Weiterbildung kann sich der Rahmen ausgehend von einer Anlageseite
an einem Außenrandbereich der zu verschließenden Öffnung nach außen hin im Querschnitt
verjüngen. Dementsprechend vergrößert sich der Innenquerschnitt des Rahmens mit zunehmendem
Abstand von dem Außenrandbereich der zu verschließenden Öffnung. Zweckmäßigerweise
ist der Außenrand des den Innenbereich des erfindungsgemäßen Verschlusskörpers bildenden
Innenteils ebenfalls abgeschrägt ausgebildet, wobei diese Abschrägung mit der Abschrägung
der Innenseite des Rahmens korrespondiert. Aufgrund der Abschrägung sowohl der Innenseite
des Rahmens als auch des Außenrandes des Innenteils werden auf das Innenteil wirkende
Druckkräfte an dem Übergang von dem Innenteil zu dem Rahmen in quer zur Umfangsrichtung
des Rahmens wirkende Klemmkräfte umgewandelt, die in dem Rahmen wiederum vorteilhafterweise
tangentiale Umfangs-Zugspannungen erzeugen.
[0018] An einer zur Anlage an den Außenrandbereich der zu verschließenden Öffnung vorgesehenen
Seite des Rahmens kann zweckmäßigerweise eine den Rahmen umgebende Dichtung angeordnet
sein. Diese Dichtung kann beispielsweise an der zur Anlage an den Außenrandbereich
der zu verschließenden Öffnung vorgesehenen Seite des Rahmens aufgeklebt sein. Vorteilhafter
kann an dieser Seite des Rahmens eine um den gesamten Umfang des Rahmens verlaufende
Nut ausgebildet sein, in die die vorzugsweise ringförmig ausgebildete Dichtung teilweise
eingreift und auf diese Weise an dem Rahmen in gewisser Weise formschlüssig festgelegt
ist.
[0019] Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Verschlusskörpers in
einem Unterseeboot. Dieses Unterseeboot weist mindestens einen gegen den Umgebungsdruck
des Unterseeboots abgeschlossenen Innenraum auf, wobei an einer diesen Innenraum begrenzenden
Wandung eine Öffnung ausgebildet ist. Diese Öffnung ist mit mindestens einem Verschlusskörper,
wie er oben beschrieben ist, druckdicht verschließbar. Bei dem Innenraum des Unterseeboots
kann es sich um den Druckkörper des Unterseeboots handeln, wobei ein an der Druckkörperwandung
ausgebildetes Luk mit dem erfindungsgemäßen Verschlusskörper aufgrund dessen hoher
Druckbeständigkeit gegen den bei Tauchfahrt wirkenden Wasserdruck verschließbar ist.
Daneben kann auch jede andere Öffnung innerhalb des Druckkörpers eines Unterseeboots
mit dem erfindungsgemäßen Verschlusskörper verschlossen werden.
[0020] Weiter vorteilhaft kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Unterseeboot um ein solches
Unterseeboot handeln, das mehrere gegen einen Wassereinbruch abschottbare Abteilungen
aufweist. In diesem Fall kann die zu verschließende Öffnung vorzugsweise an einer
den Druckkörper des Unterseeboots in zwei Abteilungen teilenden Trennwand ausgebildet
sein, wobei an jeder Außenseite der Trennwand ein Verschlusskörper zum Verschließen
der Öffnung angeordnet ist.
[0021] Bislang werden diese an einer den Druckkörper in zwei Abteilungen teilenden Trennwand
ausgebildeten Öffnungen mittels Stahltüren verschlossen, die nach einem Wassereinbruch
in den Druckkörper je nach dem, in welcher Abteilung der Wassereinbruch erfolgt, von
beiden Seiten mit Druck belastbar sein müssen. Entsprechend massiv müssen diese Stahltüren
und ihre Verriegelungen ausgebildet sein. Darüber hinaus ist die Flüssigkeitsabdichtung
solcher Stahltüren aufwendig, da hierfür vorgesehene Dichtungen ein Abdichten in zwei
entgegen gesetzten Richtungen ermöglichen müssen.
[0022] Bei dem erfindungsgemäßen Unterseeboot gestaltet sich der Verschluss solcher Schotts
deutlich einfacher. Im Gegensatz zu Verschlusskörpern aus Stahl sind die gemäß der
Erfindung eingesetzten beiden Verschlusskörper bei vergleichbaren Festigkeitseigenschaften
deutlich leichter. Des Weiteren können aufgrund des Einsatzes von zwei Verschlusskörpern
deutlich einfachere, handelsübliche Dichtungen zum Abdichten der Verschlusskörper
eingesetzt werden, da diese Dichtungen die Verschlusskörper jeweils nur in eine Richtung
abdichten müssen.
[0023] Zweckmäßigerweise sind die beiden Verschlusskörper ausgehend von der zu verschließenden
Öffnung nach außen gewölbt ausgebildet, so dass nach einem Wassereinbruch in den Druckkörper
des Unterseeboots unabhängig davon, in welcher Abteilung der Wassereinbruch erfolgt,
sichergestellt ist, dass der dann das Wasser aufhaltende Verschlusskörper jeweils
in Richtung des auf den Verschlusskörper wirkenden Wasserdrucks konvex gewölbt ist,
also in die Richtung gewölbt ist, in der er seine größte Druckfestigkeit aufweist.
[0024] Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- schematisch stark vereinfacht ein Unterseeboot in einer Schnittdarstellung,
- Fig.2
- schematisch stark vereinfacht einen Verschlusskörper in einer Frontansicht und
- Fig. 3
- vergrößert den Verschlusskörper nach Fig. 2 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie
III - III in Fig. 2.
[0025] Das in Fig. 1 dargestellte Unterseeboot weist einen Druckkörper 2 auf. Dieser Druckkörper
2 wird von einer normal zur Längsausdehnung des Unterseeboots ausgerichteten Trennwand
4 in eine bugseitige Abteilung 6a und eine heckseitige Abteilung 6b geteilt. An der
Trennwand 4 ist eine Öffnung 8 ausgebildet. Die Öffnung 8 bildet einen Durchgang von
der Abteilung 6a des Druckkörpers 2 zu der Abteilung 6b und umgekehrt. Die Öffnung
8 wird von einem Öffnungsrahmen 10 begrenzt.
[0026] Sowohl an der der Abteilung 6a zugewandten Außenseite des Öffnungsrahmens 10 als
auch an dessen der Abteilung 6b zugewandten Außenseite ist jeweils ein die Öffnung
8 verschließender Verschlusskörper 12 angeordnet. Dieser Verschlusskörper 12 ist in
den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Außenkontur des Verschlusskörpers 12, der aus einem
Faserverbundwerkstoff, hier aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff ausgebildet ist,
wird von zwei im Wesentlichen geraden Längsseiten gebildet, die mit zwei abgerundeten
Abschnitten verbunden sind. Der Verschlusskörper 12 ist aus einem an dessen Außenumfang
angrenzenden Außenrandbereich 14 und einem Innenbereich 16 ausgebildet.
[0027] Der Außenrandbereich 14 wird von einem geschlossenen Rahmen 14 gebildet. In dem Außenrandbereich
14 bzw. Rahmen 14 sind die Fasern 18 unidirektional ausgerichtet und verlaufen alle
parallel zueinander um den Außenumfang des Verschlusskörpers 12. In der Schließstellung
des Verschlusskörpers 12 liegt der Rahmen 14 an dem Öffnungsrahmen 10 an. Zur Abdichtung
des Verschlusskörpers 12 gegenüber dem Öffnungsrahmen 10 an der in der Schließstellung
des Verschlusskörpers 12 an dem Öffnungsrahmen 10 anliegenden Seite des Rahmens 14
ist eine sich um den gesamten Umfang des Rahmens 14 erstreckende Nut 20 ausgebildet,
in der eine ringförmige Dichtung 22 liegt.
[0028] Der Innenbereich 16 des Verschlusskörpers 12 wird von einem schalenförmig gewölbten
Innenteil 16 gebildet. Dieses Innenteil 16 stützt sich an einer Innenseite 24 des
Rahmens 14 ab. Die Wandstärke des Innenteils 16 ist deutlich geringer als die Wandstärke
des Rahmens 14, der eine besonders steife Struktur bildet. Die Innenseite 24 des Rahmens
14 ist über den gesamten Innenumfang des Rahmens 14 ausgehend von dem Öffnungsrahmen
10 schräg nach außen ausgerichtet. Korrespondierend hierzu ist auch der Außenrand
des Innenteils 16 entsprechend abgeschrägt ausgebildet, so dass sich der Rahmen 14
von seiner Anlageseite nach außen hin im Querschnitt verjüngt. Dies hat zur Folge,
dass eine auf den Innenteil 16 wirkende Druckkraft eine nach außen auf den Rahmen
14 wirkende Klemmkraft und gleichzeitig eine in Schließrichtung des Verschlusskörpers
wirkende Kraftkomponente erzeugt.
[0029] Die Wölbung des Innenteils 16 erstreckt sich in Richtung einer erwartungsweise auf
den Verschlusskörper (12) wirkenden Druckbelastung. Diese Ausrichtung ist insofern
vorteilhaft, als das Innenteil 16 größere Quer-Druckspannungen als Quer-Zugspannungen
aufnehmen kann. So erstreckt sich die Wölbung des in der Abteilung 6a angeordneten
Verschlusskörpers 12 von der Öffnung 8 weg in die Abteilung 6a hinein, um bei einem
Wassereinbruch in der Abteilung 6a dem Wasserdruck besonders gut standhalten zu können.
Korrespondierend erstreckt sich die Wölbung des Innenteils 16 des in der Abteilung
6b angeordneten Verschlusskörpers von der Öffnung 8 weg in die Abteilung 6b hinein.
Die Wölbung ist also zu der angrenzenden Abteilung 6a oder 6b hin konvex.
[0030] Der Innenbereich 16 bzw. das Innenteil 16 des Verschlusskörpers 12 ist mehrlagig
ausgebildet und besteht aus mehreren übereinander liegenden Faserlagen. Jede dieser
Faserlagen weist unidirektional ausgerichtete Fasern auf, wobei die Faserlagen derart
übereinander angeordnet sind, dass sich die Fasern unterschiedlicher Faserlagen kreuzen.
So weist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, eine erste Faserlage Fasern 26 auf, die im Wesentlichen
quer zu den Längsseiten des Verschlusskörpers 12 ausgerichtet sind. In einer zweiten
Faserlage sind Fasern 28 schräg zu den Fasern 26 der ersten Faserlage ausgerichtet.
Schließlich sind in einer dritten Faserlage Fasern 30 ebenfalls schräg zu den Fasern
26 der ersten Faserlage und im Wesentlichen normal zu den Fasern 28 der zweiten Faserlage
ausgerichtet. Durch die unterschiedliche Ausrichtung der Fasern 26, 28 und 30 der
einzelnen Faserlagen wird eine besonders hohe Festigkeit und somit Druckbeständigkeit
des Innenteils 16 erzielt.
Bezugszeichenliste
[0031]
- 2
- - Druckkörper
- 4
- - Trennwand
- 6a, 6b
- - Abteilung
- 8
- - Öffnung
- 10
- - Rahmen
- 12
- - Verschlusskörper
- 14
- - Außenrandbereich, Rahmen
- 16
- - Innenbereich
- 18
- - Faser
- 20
- - Nut
- 22
- - Dichtung
- 24
- - Innenseite
- 26
- - Faser
- 28
- - Faser
- 30
- - Faser
1. Verschlusskörper (12) zum Verschließen eines Schotts oder Luks eines Wasserfahrzeugs,
welcher aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (18) in einem Außenrandbereich (14) des Verschlusskörpers (12) unidirektional
in Richtung des Außenumfangs des Verschlusskörpers (12) ausgerichtet sind.
2. Verschlusskörper (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Außenrandbereich (14) umschlossener Innenbereich (16) des Verschlusskörpers
(12) in Richtung einer erwartungsweise auf den Verschlusskörper (12) wirkenden Druckbelastung
gewölbt ist.
3. Verschlusskörper (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (26, 28, 30) des Faserverbundwerkstoffs in dem Innenbereich (16) quer
oder schräg zu den Fasern (18) des Außenrandbereichs (14) ausgerichtet sind.
4. Verschlusskörper (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (26, 28, 30) in dem Innenbereich (16) kreuzweise zueinander ausgerichtet
sind.
5. Verschlusskörper (12) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbereich (16) mehrlagig ausgebildet ist.
6. Verschlusskörper (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (26, 28, 30) der den Innenbereich (16) des Verschlusskörpers (12) bildenden
Lagen jeweils unidirektional ausgerichtet sind.
7. Verschlusskörper (12) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (26, 28, 30) der einzelnen Lagen quer und/oder schräg zueinander ausgerichtet
sind.
8. Verschlusskörper (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rahmen (14) den Außenrandbereich (14) des Verschlusskörpers (12) bildet, wobei
die Wandstärke des Rahmens (14) gegenüber der Wandstärke des Innenbereichs (16) des
Verschlusskörpers (12) vergrößert ist.
9. Verschlusskörper (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rahmen (14) ausgehend von einer Anlageseite an einem Außenrandbereich der
zu verschließenden Öffnung (8) nach außen hin im Querschnitt verjüngt.
10. Verschlusskörper (12) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zur Anlage an den Außenrandbereich der zu verschließenden Öffnung (8) vorgesehenen
Seite des Rahmens (14) eine den Rahmen (14) umgebende Dichtung (22) angeordnet ist.
11. Unterseeboot mit mindestens einem gegen den Umgebungsdruck des Unterseeboots abgeschlossenen
Innenraum, wobei an einer diesen Innenraum begrenzenden Wandung eine Öffnung (8) ausgebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Öffnung (8) mit mindestens einem Verschlusskörper (12) nach den Ansprüchen
1 bis 10 druckdicht verschließbar ist.
12. Unterseeboot nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verschließende Öffnung (8) an einer einen Druckkörper (2) des Unterseeboots
in zwei Abteilungen (6a, 6b) teilenden Trennwand (4) ausgebildet ist, wobei an jeder
Außenseite der Trennwand (4) ein Verschlusskörper (12) zum Verschließen der Öffnung
(8) angeordnet ist.
13. Unterseeboot nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verschlusskörper (12) ausgehend von der zu verschließenden Öffnung (8)
nach außen gewölbt ausgebildet sind.
1. Seal element (12) for sealing a partition or a hatch of a watercraft, which is configured
from a fibre-composite material, characterized in that the fibres (18) in an external peripheral region (14) of the seal element (12) are
oriented so as to be unidirectional in the direction of the external circumference
of the seal element (12).
2. Seal element (12) according to Claim 1, characterized in that an internal region (16) of the seal element (12), enclosed by the external peripheral
region (14) is bulged in the direction of a compressive load that acts in a manner
to be expected on the seal element (12).
3. Seal element (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the fibres (26, 28, 30) of the fibre-composite material in the internal region (16)
are oriented so as to be transverse or oblique to the fibres (18) of the external
peripheral region (14).
4. Seal element (12) according to Claim 2, characterized in that the fibres (26, 28, 30) in the internal region (16) are oriented so as to be mutually
cruciform.
5. Seal element (12) according to one of Claims 2 or 3, characterized in that the internal region (16) is configured in multiple tiers.
6. Seal element (12) according to Claim 4, characterized in that the fibres (26, 28, 30) of the tiers that form the internal region (16) of the seal
element (12) are in each case oriented so as to be unidirectional.
7. Seal element (12) according to one of Claims 4 or 5, characterized in that the fibres (26, 28, 30) of the individual tiers are oriented so as to be mutually
transverse and/or oblique.
8. Seal element (12) according to one of the preceding claims, characterized in that a frame (14) forms the external peripheral region (14) of the seal element (12),
wherein the wall thickness of the frame (14) is enlarged in relation to the wall thickness
of the internal region (16) of the seal element (12).
9. Seal element (12) according to Claim 7, characterized in that the frame (12), proceeding from a bearing side on an external peripheral region of
the opening (8) to be sealed, in terms of the cross section tapers towards the outside.
10. Seal element (12) according to one of Claims 7 or 8, characterized in that a seal (22) surrounding the frame (14) is disposed on a side of the frame (14) that
is provided for bearing on the external peripheral region of the opening (8) to be
sealed.
11. Submarine having at least one interior space that is sealed in relation to the environmental
pressure of the submarine, wherein an opening (8) is configured on a wall delimiting
said interior space, characterized in that this opening (8) is capable of being sealed in a pressure-tight manner by way of
at least one seal element (12) according to Claims 1 to 10.
12. Submarine according to Claim 11, characterized in that the opening (8) to be sealed is configured on a bulkhead (4) separating a pressurized
element (2) of the submarine into two compartments (6a, 6b), wherein one seal element
(12) for sealing the opening (8) is disposed on each external side of the bulkhead
(4).
13. Submarine according to Claim 12, characterized in that the two seal elements (12), proceeding from the opening (8) to be sealed, are configured
so as to bulge towards the outside.
1. Corps de fermeture (12) destiné à la fermeture d'une cloison étanche ou d'une écoutille
d'un bateau, qui est constitué à partir d'un matériau composite à fibres, caractérisé en ce que, dans une zone de bord extérieur (14) du corps de fermeture (12), les fibres (18)
sont orientées de façon unidirectionnelle en direction de la périphérie extérieure
du corps de fermeture (12).
2. Corps de fermeture (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une zone intérieure (16) du corps de fermeture (12) entourée par la zone de bord extérieur
(14) est bombée en direction d'une charge de pression agissant de façon conforme aux
attentes sur le corps de fermeture (12).
3. Corps de fermeture (12) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la zone intérieure (16), les fibres (26, 28, 30) du matériau composite à fibres
sont orientées transversalement ou obliquement par rapport aux fibres (18) de la zone
de bord extérieur (14).
4. Corps de fermeture (12) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fibres (26, 28, 30) dans la zone intérieure (16) sont orientées de façon entrecroisée.
5. Corps de fermeture (12) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la zone intérieure (16) est constituée en plusieurs couches.
6. Corps de fermeture (12) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fibres (26, 28, 30) des couches formant la zone intérieure (16) du corps de fermeture
(12) sont respectivement orientées de façon unidirectionnelle.
7. Corps de fermeture (12) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les fibres (26, 28, 30) des différentes couches sont orientées transversalement et/ou
obliquement les unes par rapport aux autres.
8. Corps de fermeture (12) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un cadre (14) forme la zone de bord extérieur (14) du corps de fermeture (12), l'épaisseur
de paroi du cadre (14) étant augmentée par rapport à l'épaisseur de paroi de la zone
intérieure (16) du corps de fermeture (12).
9. Corps de fermeture (12) selon la revendication 7, caractérisé en ce que, à partir d'un côté d'appui sur une zone de bord extérieur de l'ouverture (8) à fermer,
la section transversale du cadre (14) se rétrécit vers l'extérieur.
10. Corps de fermeture (12) selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (22) entourant le cadre (14) est disposé sur un côté du cadre
(14) prévu pour l'appui sur la zone de bord extérieur de l'ouverture (8) à fermer.
11. Sous-marin avec au moins un espace intérieur fermé contre une pression ambiante du
sous-marin, une ouverture (8) étant constituée sur une paroi limitant cet espace intérieur,
caractérisé en ce que cette ouverture (8) peut être fermée de façon étanche à la pression avec au moins
un corps de fermeture (12) selon les revendications 1 à 10.
12. Sous-marin selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ouverture (8) à fermer est constituée sur une paroi de séparation (4) divisant
en deux compartiments (6a, 6b) un corps pressurisé (2) du sous-marin, un corps de
fermeture (12) étant disposé sur chaque côté extérieur de la paroi de séparation (4)
pour la fermeture de l'ouverture (8).
13. Sous-marin selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deux corps de fermeture (12) sont constitués de façon bombée vers l'extérieur
à partir de l'ouverture (8) à fermer.
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