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Dokumentenidentifikation DE4433851C1 18.01.1996
Titel Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung unter Wasser
Anmelder Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium der Verteidigung, dieses vertreten durch den Präsidenten des Bundesamtes für Wehrtechnik und Beschaffung, 56068 Koblenz, DE
Erfinder Röttig, Edmund, 56075 Koblenz, DE
DE-Anmeldedatum 22.09.1994
DE-Aktenzeichen 4433851
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.01.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.1996
IPC-Hauptklasse B63B 59/08
IPC-Nebenklasse B63B 9/00   B08B 1/00   
Zusammenfassung Es soll eine Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen geschaffen werden.
Hierzu umfaßt ein Gehäuse
- eine optische Aufzeichnungseinrichtung (10), mit der eine vorgegebene Sichtfläche erfaßbar ist, und
- eine mechanische Reinigungseinrichtung (20) zur Reinigung der zu erfassenden Prüffläche,
derart,
- daß die Reinigungseinrichtung (20) antreibbare Bürsten (21) aufweist, dergestalt, daß eine Ringfläche reinigbar ist, und
- daß innerhalb der Ringfläche und über einen umlaufenden Innendichtring (24) getrennt die Sichtfläche der optischen Aufzeichnungseinrichtung (10) angeordnet ist.
Die Vorrichtung eignet sich zur Begutachtung der Korrosionsschutzbeschichtung von Schiffen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen.

Bei Schiffen schreibt man vor, daß in festgelegten Zeitabständen die Korrosionsschutzbeschichtung der ins Wasser eintauchenden Schiffshaut zu untersuchen ist. Hierzu führt man in aufwendiger Weise folgende Arbeitsschritte durch:

  • - Trockenlegung des Schiffes;
  • - Hochdruckwäsche;
  • - visuelle Begutachtung.


Aus der US-PS 48 21 665 geht eine Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen hervor. Die Vorrichtung besteht aus einer optischen Aufzeichnungseinrichtung zur Erfassung einer vorgegebenen Sichtfläche sowie einer mechanischen Reinigungseinrichtung zum Entfernen des Belages auf einer Schiffsaußenhaut. Als Reinigungseinrichtung ist eine einzelne Bürste vorgesehen.

Die DE-AS 19 08 906 beschreibt eine Vorrichtung mit antreibbaren Bürsten zur Reinigung von unter Wasser liegenden Flächen. Um die Vorrichtung mit Unterdruck an die zu reinigenden Flächen zu pressen, ist sie von einem Gehäuse umgeben, aus dem Wasser gepumpt wird. Das Gehäuse, in dem die Bürsten angeordnet sind, schließt über einen Dichtring gegenüber den zu reinigenden Flächen ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung zu schaffen, die eine effiziente Begutachtung von unter Wasser befindlichen Flächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man in einfacher Weise beispielsweise in Wasser eintauchende Schiffsaußenflächen hinsichtlich des Korrosionsschutzes untersuchen kann. In der hierzu ausgebildeten Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung sind innerhalb eines Gehäuses

  • - eine Aufzeichnungseinrichtung, wie z. B. eine Video-Unterwasserkamera, und
  • - eine Reinigungseinrichtung, welche die Schleimschicht der anzuzeigenden Fläche entfernt,


integriert. Daher erfolgt, während die Vorrichtung entlang einer zu untersuchenden Fläche bewegt wird, gleichzeitig die Reinigung und optische Erfassung. Die Reinigungseinrichtung besteht aus antreibbaren Bürsten, die ringförmig angeordnet sind. Innerhalb der von den Bürsten umschlossenen Fläche ist die Sichtfläche der optischen Aufzeichnungseinrichtung angeordnet. Dadurch ermöglicht man es, daß die Vorrichtung problemlos von einem Ausgangspunkt aus in jede Richtung verschoben werden kann.

Die Unteransprüche 2-9 geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen, im Betrieb mit hieran angeschlossenen Einrichtungen in einer Schemaskizze dargestellt;

Fig. 2-4 die Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung in

  • - der Vorderansicht,
  • - der Seitenansicht im Halbschnitt und
  • - der Rückansicht.


Die Fig. 1 zeigt stark vereinfacht ein System, um beispielsweise in Wasser eintauchende Außenflächen von Schiffen zu begutachten. Dieses System besteht zunächst aus einer Vorrichtung 1 zur optischen Aufzeichnung. Diese Vorrichtung 1 wird, wie dargestellt, manuell von einem Taucher entlang den zu untersuchenden Flächen bewegt. Zur leichten Handhabung weist die Vorrichtung 1 Griffe 2 (Fig. 2) auf. Zweckmäßig sind die Bedienungselemente der Vorrichtung an den Griffen angeordnet, was der Einfachheit halber nicht mit dargestellt ist. Insbesondere und auch aus sicherheitstechnischen Gründen gilt dies für den Ein- und Ausschalter der mechanischen Reinigungsvorrichtung. Zur Anzeige ist ein Monitor 19 (Fig. 1) an die Vorrichtung 1 angeschlossen. Ein Stromversorgungsaggregat 9 liefert der Vorrichtung 1 Energie.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen in verschiedenen Ansichten Einzelheiten der Vorrichtung 1 zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen. Die Vorrichtung 1 ist so konzipiert, daß in einem Arbeitsgang sowohl eine Reinigung der zu erfassenden Sichtfläche als auch die Aufzeichnung erfolgt. Dies erreicht man, indem in einem Gehäuse 4 (Fig. 3) eine optische Aufzeichnungseinrichtung 10 und eine mechanische Reinigungseinrichtung 20 untergebracht sind. Mit der optischen Aufzeichnungseinrichtung 10 erfaßt man eine vorgegebene und von der mechanischen Reinigungseinrichtung 20 gereinigte Prüffläche. Die Reinigungsvorrichtung 20 weist Bürsten 21 auf, die eine Ringfläche reinigen und von der Schleimschicht (Algenbewuchs einschließlich anhaftenden Muscheln) befreien. Innerhalb dieser Ringfläche und über einen umlaufenden Innendichtring 24 getrennt ist die Sichtfläche der optischen Aufzeichnungseinrichtung 10 angeordnet. Die ringförmige Reinigung und Aufzeichnung im Zentrum erlaubt eine richtungsunabhängige Verschiebung der Vorrichtung 1 im Betrieb. Der Innendichtring 24 ist in senkrechter Richtung zur Sichtfläche elastisch ausgebildet, um sich gekrümmten Bereichen der Schiffshaut anzupassen.

In Abweichung zum dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorrichtung 1 manuell von einem Taucher bewegt wird, kann die Führung der Vorrichtung entlang den zu untersuchenden Flächen auch automatisiert erfolgen. Folgende Möglichkeiten kommen in Betracht:

  • - In der Vorrichtung 1 ist ein Antrieb integriert.
  • - Die Vorrichtung ist an externe Antriebe, wie z. B. Seiltriebe angeschlossen.


Sowohl bei der manuellen als auch bei der automatisierten Bewegung der Vorrichtung kann man fein dosierbar auf folgenden Wegen die Anpreßkraft der Vorrichtung auf die zu untersuchenden Flächen einstellen:

  • - Mit Elektromagneten.
  • - Erzeugung eines Unterdruckes zur Erzielung eines Saugeffektes.


Nachdem das Funktionsprinzip der Vorrichtung zur optischen Aufzeichnung erläutert wurde, werden nachfolgend die einzelnen Funktionseinheiten im Detail erläutert.

Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit zwischen Aufzeichnungseinrichtung und Sichtfläche

Verschmutztes Wasser zwischen der Aufzeichnungseinrichtung 10 (Fig. 3) und der Sichtfläche beeinträchtigt die Qualität der Aufnahmen erheblich. Daher führt man an vorgegebenen Punkten Wasser mit geringem Schwebstoffanteil zu und pumpt es an anderer Stelle wieder ab. Hierzu dienen die weiteren in Fig. 1 eingezeichneten Aggregate:

  • - Ein Druckwasseraggregat 49, welches Seewasser von Schwebstoffen befreit und der Vorrichtung 1 über die Leitung 41 (Fig. 2) zuführt.
  • - Ein Abpumpaggregat 59, welches das zugeführte Wasser über die Leitung 51 (Fig. 2) wieder abpumpt.


Vorteilhaft ist eine Ausbildung, bei der

  • - um die optische Aufzeichnungseinrichtung 10 (Fig. 4) herum und benachbart zu dieser die Zuführungsöffnungen 40 für Wasser mit geringem Schwebstoffanteil und
  • - um die optische Aufzeichnungseinrichtung 10 herum und benachbart zur Innenseite des Innendichtrings 24 die Absaugöffnungen 50


angeordnet sind. Einer einfachen Fertigung kommt zugute, daß die Zuführungsöffnungen 40 und die Absaugöffnungen 50 auf konzentrischen Kreislinien angeordnet sind, deren Mittelpunkt mit dem der optischen Aufzeichnungseinrichtung 10 zusammenfällt. Mit der vorgenannten Anordnung erreicht man, daß die Optik mit klarem Wasser umspült wird, um gute Aufnahmen zu erzielen. Da das zugeführte Wasser nahe des Innendichtrings 24 abgepumpt wird, wird seine Abdichtfunktion unterstützt. Denn verschmutztes Wasser des ringförmigen Reinigungsbereiches, welches den Innendichtring 24 passiert, wird sofort abgesaugt.

In vorteilhafter Weise eignet sich das Abpumpaggregat 59 (Fig. 1) auch dazu, um die Vorrichtung 1 mit einer definierten Kraft an die zu untersuchende Fläche zu pressen. Denn mit dem Abpumpaggregat kann der Innenraum, der an die Sichtfläche grenzt, auf Unterdruck eingestellt werden, was einen Saugeffekt bewirkt.

Beleuchtung der Sichtfläche

Zur Beleuchtung der Sichtfläche ist eine Ringleuchte 30 (Fig. 3) vorgesehen, die konzentrisch um die optische Aufzeichnungseinrichtung 10 herum und benachbart zu dieser angeordnet ist. Die Ringleuchte 30 ist durch eine Lichtfalle 31 von der Aufzeichnungseinrichtung 10 getrennt, um eine hohe Aufnahmegüte ohne Blendeinwirkungen auf die Optik zu erzielen. Zur besseren Lichtausbeute und zur gleichmäßigen Beleuchtung der Sichtfläche dient ein Reflektor 32. Die Reflektorfläche ist ein Ausschnitt der Mantelfläche einer Kugel und daher leicht herstellbar. Um Tageslicht zu simulieren, verwendet man eine sogenannte Tageslicht-Ringleuchte und beschichtet die Reflektorfläche in mattem Weiß.

Einer guten Beleuchtung der Sichtfläche kommt zugute, daß die Zuführungsöffnungen 40 (Fig. 4) verteilt sowohl nach innen als auch nach außen zur Ringleuchte 30 angeordnet sind. Daher wird auch die Ringleuchte 30 mit klarem, gut lichtdurchgängigem Wasser umspült.

Ausbildung der Reinigungseinrichtung

Eine hohe Reinigungsleistung wird dadurch erreicht, daß eine Mehrzahl von topfförmigen Bürsten 21 (Fig. 4) kreisförmig angeordnet sind und jeweils um ihre Symmetrieachse rotierbar sind. In einfacher Weise werden die einzelnen Bürsten 21 (Fig. 3) über einen gemeinsamen Motor 23 und einem Riemen 22 zur Kraftübertragung angetrieben. Die Verwendung eines Zahnriemens verhindert ein Durchrutschen. Anstelle des Riemens 22 könnten die Elemente zur Kraftübertragung auch Zwischenräder sein, die über eine Verzahnung mit den Bürsten 21 in Eingriff stehen. Um sich gekrümmten Bereichen der Schiffshaut anzupassen und um selbst hartnäckigen Schmutz zu lösen, sind die Bürsten 21 in Richtung der Rotationsachse federnachgiebig gehaltert. Zum Schutz des Tauchers gegen Teilchen, die von den Bürsten herumgeschleudert werden, weist die Reinigungsvorrichtung 10 einen Außendichtring 25 auf.

Im Betrieb sammeln sich im ringförmigen Raum zwischen dem Außendichtring 25 und Innendichtring 24 viele Schmutzteilchen an. Daher saugt man das Wasser im ringförmigen Raum ab, wozu das Abpumpaggregat 59 (Fig. 1) mit verwendet wird. Um zu verhindern, daß sich im Ringraum ein starker Unterdruck aufbaut, sind im Gehäuse 4 (Fig. 3) Bohrungen angeordnet, damit Wasser dem ringförmigen Raum zufließen kann.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Griff

4 Gehäuse

9 Stromversorgungsaggregat

10 optische Aufzeichnungseinrichtung

19 Monitor

20 Reinigungseinrichtung

21 Bürste

22 Zahnriemen

23 Antriebmotor

24 Innendichtring

25 Außendichtring

30 Ringleuchte

31 Lichtfalle

32 Reflektor

40 Zuführungsöffnung für Wasser mit geringem Schwebstoffanteil

41 Leitung

49 Druckwasseraggregat

50 Absaugöffnung

51 Leitung

59 Abpumpaggregat


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung (1) zur optischen Aufzeichnung von unter Wasser befindlichen Flächen,
    1. - bestehend aus einer optischen Aufzeichnungseinrichtung (10), mit der eine vorgegebene Sichtfläche erfaßbar ist, und
    2. - einer mechanischen Reinigungseinrichtung (20) zur Reinigung der zu erfassenden Sichtfläche, derart
    3. - daß die Reinigungseinrichtung (20) antreibbare Bürsten (21) aufweist, dergestalt, daß diese ringförmig angeordnet sind, und
    4. - daß innerhalb der von den Bürsten (21) umschlossenen Fläche ein Innendichtring (24) die Bildung eines Raumes ermöglicht, in dem die optische Aufzeichnungseinrichtung (10) zur Betrachtung der Sichtfläche angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der
    1. - um die optische Aufzeichnungseinrichtung (10) herum und benachbart zu dieser Zuführungsöffnungen (40) für Wasser mit geringem Schwebstoffanteil, und
    2. - um die optische Aufzeichnungseinrichtung (10) herum und benachbart zur Innenseite des Innendichtrings (24) Absaugöffnungen (50)
  3. angeordnet sind.
  4. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der
    1. - um die optische Aufzeichnungseinrichtung (10) herum,
    2. - benachbart zu dieser und
    3. - durch eine Lichtfalle (31) von dieser getrennt
  5. eine Ringleuchte (30) angeordnet ist, mit der die Prüffläche unterstützt durch einen Reflektor (32) beleuchtbar ist.
  6. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Reflektorfläche des Reflektors (32) ein Ausschnitt der Mantelfläche einer Kugel ist.
  7. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 in Verbindung mit Anspruch 3 oder 4, bei der die Zuführungsöffnungen (40) verteilt sowohl nach innen als auch nach außen zur Ringleuchte (30) angeordnet sind.
  8. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die antreibbaren Bürsten (21) einzelne, topfförmige Bürsten (21) sind, die
    1. - jeweils um ihre Symmetrieachse rotierbar und
    2. - über einen gemeinsamen Motor (23) antreibbar
  9. sind.
  10. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Bürsten (21) jeweils in Richtung ihrer Rotationsachse federnachgiebig gehaltert sind.
  11. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Reinigungseinrichtung (20) einen Außendichtring (25) aufweist.
  12. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der
    1. - an die Aufzeichnungseinrichtung (10) ein Monitor (19),
    2. - an die Zuführungsöffnungen (40) ein Druckwasseraggregat (49) und
    3. - an die Absaugöffnungen (50) ein Abpumpaggregat (59)
  13. anschließbar ist.






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