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Hubvorrichtung zum wahlweisen Heben oder Senken eines Stützbeines
einer schwimmfähigen Hubinsel Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung zum wahlweisen
Heben oder Senken eines Stützbeines einer schwimmfähigen Hubinsel mit mindestens
zwei doppeltwirkenden Hubzylindern und senkrecht zur Oberfläche des Stützbeines
schiebbaren Bolzen, von denen je einer dem Zylinder und der Kolbenstange des Hubzylinders
zugeordnet ist und die abwechselnd mit je einer von mehreren übereinander angeordneten
Öffnungen im Stützbein in Eingriff bringbar sind und wobei das obere Ende der Kolbenstange
jedes Hubzylinders durch eine Hängekonstruktion mit der Inselplattform verbunden
ist, nach Patent 1 107603.
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Die bekannte Hubvorrichtung nach dem Hauptpatent weist jeweils zwei
ein jedes Stützbein vollständig umfassende Greiferringe auf, zwischen denen zum
Heben und Senken der Stützbeine die doppeltwirkenden Hubzylinder und weitere Rückholzylinder
für die Inselplattform im gleichmäßigen Abstand voneinander um den gesamten Umfang
der Stützbeine angeordnet sind. Jedes Greiferringpaar der Hubvorrichtung ist ferner
über gleichmäßig an einem Umfang verteilten Zugstangen mit dem Deck der Hubinsel
verbunden. Beim Heben und Senken eines Stützbeines liegt der untere Greiferring
auf Deck auf, während der obere Greiferring durch die Hubzylinder abwechselnd gehoben
und gesenkt wird, wobei die den Greiferrinaen zugeordneten Bolzen abwechselnd mit
aufeinanderfolgenden Öffnungen im Stützbein in Eingriff gebracht werden. Das Hochziehen
der Hubinsel an den Stützbeinen erfolgt durch die Hub- und Rückholzylinder über
die Zugstangen bei am Stützbein abwechselnd verriegelten Greiferringen.
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Die einem jeden Stützbein zugeordneten Greiferringe bilden mit den
zwischengeschalteten Hub- und Rückholzylindern einen verhältnismäßig starren Rahmen,
der nicht unter sämtlichen Arbeitsbedingungen stets eine lotrechte Lage zum Deck
der Hubinsel einnehmen kann. Die Neigung der Stützbeine und Hubvorrichtungen in
bezug auf das Deck der Hubinsel kann dann ein beträchtliches Ausmaß erfahren, wenn
starker Wellengang herrscht oder der Meeresgrund sehr ungleichmäßig fest oder uneben
ist. Die hieraus resultierenden Biegemomente können zu übermäßigen schädlichen Beanspruchungen
mindestens der Stützbeine oder auch der Hubvorrichtung führen.
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Die Greiferringe mit den zwischengeschalteten Hub- und Rückholzylindern
bilden ferner eine relativ aufwendige und schwere Hubvorrichtung.
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Eine weitere bekannte Kletterhubvorrichtung weist zwei diametral an
der Außenseite eines jeden Stützbeines einer Arbeitsplattform, beispielsweise einer
Hubinsel, angeordnete doppeltwirkende Hubzylinder auf, die jedoch in nachteiliger
Weise an der Plattform starr befestigt sind und demzufolge bei einer Neigung der
Plattform zur Achse der Stützbeine ebenfalls erheblichen Biegebeanspruchungen ausgesetzt
sein können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile
zu vermeiden und eine Hubvorrichtung zu schaffen, die zur Vermeidung schädlicher
Biegebeanspruchungen eine leichte Schwenkbewegung in bezug auf die Hubinsel ausführen
kann und die ferner im Aufbau einfach ist und ein relativ geringes Gewicht hat.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei dei Hubvorrichtung der
eingangs beschriebenen Bauart
dadurch gelöst, daß an jedem Stützbein
mindestens zwei einzelne, mit dem Stützbein in Längsrichtung schiebbar verbundene
Heberahmen vorgesehen sind, von denen jeder aus zwei im Abstand voneinander stehenden
lotrechten Stielen besteht, die oben und unten durch je ein Querstück miteinander
verbunden und als Gleitführung für den Zylinder eines Hubzylinders ausgebildet sind,
wobei am oberen Querstück das obere Ende der Kolbenstange des Hubzylinders befestigt
und das untere Querstück nach allen Seiten begrenzt kippbar und nach oben und unten
kraftschlüssig mit der Inselplattform verbunden ist. Die Hubvorrichtung und die
Inselplattform können dadurch in bestimmten Grenzen beliebige V6'inkelstellungen
bezüglich der Stützbeine einnehmen. Die Stützbeine können sich weiter bei ungleichmäßigem
Meeresgrund an der Verankerungsstelle in bestimmten Grenzen in verschiedenen Richtungen
neigen, ohne daß schädliche Biegebeanspruchungen auftreten. Durch eine solche Anordnung
werden daher die auf die Stützbeine und die Hubvorrichtungen einwirkenden Belastungen
auch bei starkem Wellengang und ungleichmäßigem Meeresgrund stark verringert. Das
gegenüber bekannten ähnlichen Einrichtungen infolge der verringerten mechanischen
Beanspruchung reduzierte Gesamtgewicht der Hubinsel erleichtert ferner deren Transport
über relativ große Entfernungen sowie die Aufstellung und den Betrieb der Hubinsel
am Einsatzort.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit
den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer Hubinsel
in einer Stellung, in der sich die Inselplattform oberhalb des Wasserspiegels befindet,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Hubinsel nach Fig. 1, Fig. 3 die Hubvorrichtung
für ein einzelnes Stützbein der Hubinsel nach Fig. 1, teils in der Ansicht, teils
im Schnitt, F i g. 4 eine Vorderansicht eines der beiden Heberahmen mit Hubzylinder,
die die Hubvorrichtung der Fig. 3 bilden, wobei der Heberahmen unabhängig von seiner
Befestigung auf der Hubinsel und von dem Stützbein dargestellt ist, Fig. 5 einen
senkrechten Schnitt nach der Linie 5-5 in der F i g. 4, wobei der Hubzylinder gestrichelt
angedeutet ist, Fig. 6 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Hubinsel nach
Fig. 1, in der ein einzelnes Stützbein und die zugehörige Hubvorrichtung dargestellt
sind, F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in der Fig. 4, wobei der Hubzylinder
weggelassen ist, F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in der Fig. 4, wobei
der Hubzylinder weggelassen ist, F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 in der
Fig. 4, wobei der Hubzylinder ebenfalls weggelassen ist.
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Fig. 10 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 10-l0 in der F i
g. 3, wobei einzelne Teile abgebrochen dargestellt sind, Fig. 11 eine vergrößerte
schaubildliche Teilansicht eines Abschnittes eines Stützbeines nach Fig. 1, Fig.
12 und 13 Ansichten entsprechend Fig. 1 und 2, die die Anwendung der Hubvorrichtung
bei einer anderen Ausführung von Stützbeinen darstellen.
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In Fig. 1 und 2 ist eine Hubinsel in Form einer Inselplattform 20
dargestellt, die im allgemeinen rechteckige Form im Grundriß hat und mit einer Anzahl
von Stützbeinen 22 ausgerüstet ist. Vier derartige Stützbeine 22 sind in der Zeichnung
dargestellt, wobei je eins an jeder Ecke der Inselplattform 20 angeordnet ist, um
diese stabil zu unterstützen. Die Stützbeine 22 gehen je durch eine vertikale Führungsöffnung
24 in der Inselplattform nach Fig. 3 hindurch, so daß die Beine sich in etwa senkrechter
Richtung relativ zur Inselplattform bewegen können. Die in Fig. 1 und 2 dargestellten
Stützbeine 22 sind als hohle zylindrische Rohre ausgebildet, die einen Durchmesser
in der Größenordnung von 1,80 m und eine Länge in der Größenordnung von 45m oder
mehr haben können. Die Stützbeine 22 sind relativ zur Inselplattform 20 mit
Hilfe einer Hubvorrichtung 26 vertikal beweglich angeordnet, die auf dem Deck der
Inselplattform befestigt ist. Da alle Hubvorrichtungen gleich ausgebildet sind,
wird nur eine beschrieben.
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An den Stützbeinen 22 sind je an gegenüberliegenden Seiten derselben
U-förmige Schienen 28 angeschweißt. Die freien Enden der Flansche der Schienen 28
sind an den Stützbeinen 22 durch Schweißen befestigt, wie dies am besten aus den
F i g. 10 und 11 hervorgeht, wobei der Stegteil der U-Schiene über die Flansche
auf beiden Seiten hinausragt, so daß eine Führungsschiene 30 entsteht, deren Verwendungszweck
weiter unten erläutert wird.
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Die U-Schiene 28 ist mit einer senkrecht verlaufenden Reihe von rechteckigen
Öffnungen 32 in gleichmäßigen Abständen versehen, wie am besten aus Fig.
11 hervorgeht, wobei die Öffnungen jeder Reihe einer Schiene 28 in waagerechter
oder Querrichtung gegenüber den Öffnungen der Reihe auf der gegenüberliegenden Seite
des Stützbeines 22 ausgerichtet sind. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, sind die Wandungen
der Führungsöffnungen 24, die durch die Inselplattform 20 hindurchgehen,
auf gegenüberliegenden Seiten Ausschnitte 34 die die U-Schienen 28 aufnehmen. Es
ist ersichtlich, daß zwischen den Wandungen der Führungsöffnung 24 und dem Stützbein
22, ebenso wie zwischen den Wandungen des Ausschnittes 34 und den U-Schienen 28
ein freier Spielraum besteht. Die Stützbeine 22 können sich also in begrenztem
Ausmaß in den Führungsöffnungen 24 verkanten, so daß die Stützbeine 22 eine verhältnismäßig
lose Führung in den Führungsöffnungen 24 haben und nicht stramm geführt sind. Eine
Linie, die diametral durch die Stützbeine 22 und durch die Mitte der zwei U-Schienen
28 gezogen wird, erstreckt sich dwarsschiffs zur Inselplattform 20, wie aus
der F i g. 2 hervorgeht. Der Grund für diese vorzugsweise Ausrichtung der U-Schienen
28 wird weiter unten näher erläutert.
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Die Hubvorrichtungen 26 enthalten je zwei Heber 36, von denen je einer
mit einer U-Schiene 28 zusammen arbeitet, d. h., zwei in Gleichtakt arbeitende
Heber werden bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 1 und 2 der Zeichnung
für jedes Stützbein 22 benutzt. Da alle Heber 36 gleich ausgeführt sind, möge die
Beschreibung nur eines derselben genügen.
Der Heber 36 enthält einen
in Längsrichtung vertikal verlaufenden geschlossenen Heberahmen 38.
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Der Heberahmen 38 besteht aus zwei im Abstand befindlichen lotrechten
Stielen 44, die aus Doppel-T-Trägern aufgebaut sind, sowie einem oberen Querstück
46, welches die Stiele 44 am oberen Ende des Heberahmens verbindet,
sowie einem unteren Querstück 48, das die unteren Enden der Stiele
44 miteinander verbindet.
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Auf einem beträchtlichen Stück ihrer Länge bilden die beiden einander
gegenüberliegenden lotrechten Stiele 44 Führungen für einen Schlitten
42, der in Längsrichtung des Heberahmens 38 beweglich ist. Die Seiten des
oberen Querstückes 46 und des Schlittens 42, die dem Stützbein 22 gegenüberliegen,
sind in der gleichen Ebene angeordnet und sind flach und glatt ausgebildet, so daß
sie an dem Steg der U-Schiene 28 auf dem Stützbein anliegen. Die Stiele 44 sind
durch eine Anzahl von querliegenden Versteifungsplatten 50 verstärkt, die auf die
äußeren Seiten der Flansche der Träger aufgeschweißt und auch in die seitlich nach
außen zeigenden Rinnen des Trägers eingeschweißt sind. wie dies aus F i g. 7 hervorgeht.
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Das obere Querstück 46 hat seitliche Vorsprünge 52, die genau in die
gegenüberliegenden Rinnen der zwei Stiele 44 hineinpassen und mit diesen, wie aus
F i g. 7 hervorgeht, verschweißt sind. Eine senkrechte Verstärkungsplatte 54 erstreckt
sich über die Oberseite des Querstückes 46 und die Stiele 44 und ist sowohl
mit dem Querstück als auch mit den Stielen verschweißt. Das untere Querstück 48
des Heberahmens ist hohlkastenförmig aufgebaut und besteht aus Deck- und Bodenplatten
56 und 58, die durch querliegende Versteifungsrippen 60 verbunden sind, die ihrerseits
unter rechtem Winkel von Versteifungsplatten 62, wie aus F i g. 3 bis 5 hervorgeht,
geschnitten werden. Dieses untere Querstück 48 verbindet die unteren Enden der beiden
Stiele 44
und ist durch Schrauben 64 abnehmbar an diesen befestigt. Die erwähnten
Führungen für den Schlitten 42 werden von den einander gegenüberliegenden
Rinnen der Stiele 44 gebildet, welche die seitlichen Führungsvorsprünge 66
(F i g. 8 und 9) des Schlittens aufnehmen. Die Führungen haben vorzugsweise Gleitschienen
68, die an den Innenseiten der Flansche der Stiele 44 (Fig. 5, 8 und 9) angeschweißt
sind.
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Quer durch das obere Querstück 46 und den unteren Teil des
Schlittens 42 gehen parallele Löcher 70 bzw. 72 hindurch, die rechteckigen
Querschnitt aufweisen und senkrecht zum Steg der U-förmigen Schiene 28 auf den Stützbeinen
22 liegen. In den Löchern 70 und 72 sind kräftige Bolzen 74 bzw. 76 hin und her
verschiebbar gelagert, die im Querschnitt rechteckig sind und eine solche Größe
haben, daß sie von den Öffnungen 32 in der U-förmigen Schiene 28 mit Spiel
aufgenommen werden. Die vorderen Enden der Bolzen 74 und 76 sind abgeschrägt, um
das Einführen in die Öffnungen 32 zu erleichtern. Die Bolzen 74 und 76 werden durch
in beiden Richtungen arbeitende Hubzylinder 80 bzw 82 betätigt, die an das obere
Querstück 46 bzw. den Schlitten 42
angeschraubt sind. Wenn die Bolzen
74 und 76 zurückgezogen sind, schneiden ihre Stirnseiten glatt mit der Fläche des
Querstückes 46 bzw. des Schlittens 42 auf der dem Stützbein 22 gegenüberliegenden
Seite ab; sie gehen jedoch durch die öffnungen 32 hindurch, wenn sie vorgeschoben
werden und auf die Öffnung ausgerichtet sind.
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Der Schlitten 42 ist mit einem zentralen länglichen Schlitz
84 versehen, der den senkrecht stehenden Zylinder 86 eines doppeltwirkenden
Hubzylinders 88 aufnimmt. Der Zylinder 86 ist gegen eine senkrechte Bewegung gegenüber
dem Schlitten 42 dadurch gesichert, daß er mit den oberen und unteren Abschlußwänden
90 und 92 des Schlitzes 84 im Eingriff steht, wobei die obere
Abschlußwand 90 einen Einschnitt 94 aufweist, so daß die Kolbenstange 96 des Hubzylinders
88 frei aufgenommen wird. Das freie Ende der Kolbenstange 96 ist mit einem vergrößerten
Kopf 98 versehen, der in eine entsprechende Vertiefung 100 des oberen Querstückes
46 des Heberahmens 38 hineinpaßt. Die Kolbenstange 96 ist daher mit dem Heberahmen
38 gegenüber einer vertikalen Relativbewegung fest verbunden. Der Zylinder
86 wird in dem Schlitten 42 durch nach innen Zylinder Seitenflansche
104 auf der Rückseite des Schlitzes 84 sowie durch eine bogenförmige Schelle
106 in Einbaulage gehalten, die an dem Schlitten auf den gegenüberliegenden
Seiten der Vorderseite des Schlitzes durch Schrauben 108 befestigt ist. Aus dieser
Konstruktion ergibt sich, daß der Schlitten durch Betätigung des Hubzylinders 88
in beiden Richtungen vertikal gegenüber dem Heberahmen 38 bewegt werden kann.
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Die Versteifungsplatten 50 auf derjenigen Seite der Stiele
44, welche nach dem Stützbein 22 zu liegt, ragen über die Führungsschienen
30 der U-förmigen Schiene 28 heraus, so daß der Heberahmen 38 an dem Stützbein
so befestigt ist, daß eine vertikale Gleitbewegung stattfinden kann. Zwischen den
einander gegenüberliegenden Flächen des Heberahmens 38 und des Schlittens
42 sowie der U-Schiene 28
besteht vorzugsweise ein gewisser Abstand,
ebenso wie zwischen den Führungsrändern der Versteifungsplatten 50 und den entsprechenden
Rändern der Führungsschienen 30.
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Der Heberahmen 38 ist auf dem Deck 110 der Inselplattform
20 durch eine Jochkonstruktion 112
befestigt, die aufrecht stehende
Vorder- und Rückplatten 114 und 116 aufweist, welche an dem Deck angeschweißt
sind und gegenüber den beiden Seiten des unteren Querstückes 48 liegen; die Jochkonstruktion
enthält ferner ein Lagerteil 118, das die Vorder-und Rückplatten 114 und 116 verbindet.
Die inneren Flansche der Stiele 44 sind im unteren Bereich 120
abgeschnitten,
um das Lager-teil llß aufzunehmen. Das Lagerteil 118 ist durch quer verlaufende
Versteifungsrippen 122 abgestützt, während die aufrecht stehenden Vorder- und Rückplatten
114 und 116 an ihren Enden durch aufrecht stehende Versteifungsrippen 124
verstärkt sind. Zwischen dem unteren Querstück 48 und dem Lagerteil 118 der Jochkonstruktion
112 befindet sich ein stoßdämpfendes elastisches Zwischenglied 126, das als Stapel
von abwechselnd angeordneten flachen Metallblechen 128 und Zwischenlagen
130 aus Gummi besteht. Das Zwischenglied 126 dient auch dazu, die Belastung
auf die zwei Heber 36 zu verteilen, die die Hubvorrichtung 26 für ein einzelnes
Stützbein 22
bilden. Auf dem Deck 110 ist in der Mitte unter der Bodenplatte
58 des unteren Querstückes 48 ein nach oben gerichtetes als Kugelkalotte
ausgebildetes Lagerteil 132, angeordnet, während ein entsprechendes nach unten gerichtetes
konkaves Lagerteil 134
an der unteren Platte 58 des unteren Querstückes
48 so vorgesehen ist, daß es mit dem Lagerteil 132 in Eingriff kommt, des
auf dem Deck befestigt ist. Es ist ersichtlich, da.ß sich der Heber 36 durch diese
Befestigung auf der Inselplattform 20 gegenüber dem Stützbein 22 verkanten
kann, und zwar unabhängig davon, ob der Heber gegen das Deck 110 drückt oder nach
oben auf die Jochkonstruktion 112 einen Zug ausübt.
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Aus obigem geht hervor, daß die Hubzylinder 88 der beiden Heber betätigt
werden können, um die Schlitten 42 nach oben oder unten gegenüber dem Heberahmen
38 zu bewegen. Wenn die oberen Bolzen 74 der beiden Heber 36 in die Öffnungen 32
der U-Schienen 28 der Stützbeine 22 eingreifen, können gegen Ende des Hubes des
Hubzylinders und des Schlittens die unteren Bolzen 76 in Eingriff mit den Öffnungen
32 gebracht werden. Wenn die unteren Bolzen 76 in die Öffnungen 32 eingreifen, können
die oberen Bolzen 74 aus den zugehörigen Öffnungen herausgezogen werden, wenn die
Belastung aufgehoben ist. Eine Betätigung der Hubzylinder 88, die eine Bewegung
der Schlitten 42 in der entgegengesetzten Richtung hervorruft, bewirkt eine senkrechte
Relativbewegung zwischen dem Stützbein 22 und der Inselplattform
20. Die Hubvorrichtung 26 kann also so betätigt werden, daß kraftschlüssig
und schrittweise eine senkrechte Relativbewegung in beiden Richtungen zwischen dem
Stützbein 22 und der Inselplattform 20 stattfindet. Bei einem solchen
Betrieb werden natürlich die Heber 36 auf den beiden Seiten des Stützbeines 22 im
Gleichtakt betätigt.
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In Fig. 12 und 13 der Zeichnung ist eine Ausführungsfonn gemäß der
Erfindung dargestellt, bei der mehr als zwei Heber 36 eine Hubvorrichtung 26 bilden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht jedes Stützbein 22 aus einem Gittermast,
der im waagerechten Schnitt im wesentlichen dreieckig ausgebildet ist, wobei auch
die zugehörige (nicht dargestellte) Führungsöffnung dreieckige Form hat. Die senkrechten
Reihen von Öffnungen 32 für die Aufnahme der Bolzen 74 und 76 der betreffenden Hubvorrichtungen
26 können in geeigneten U-Schienen 28
vorgesehen sein, die an jeder
Seite des Stützbeines 342 in der Mitte befestigt sind. Es ist ersichtlich, daß drei
Heber 36 eine Hubvorrichtung 26 bilden, welche eine vertikale Relativbewegung zwischen
dem Stützbein 22 und der Inselplattform 20 erzeugt.
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Die Heber 36 können anstatt in der Mitte der Seiten an jeder Ecke
eines Stützbeines 342 angebracht sein. Bei einer solchen Eckstellung der Heber wäre
es nötig, entsprechende U-Schienen mit Öffnungen zur Aufnahme der Bolzen an jeder
Ecke vorzusehen.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß es zur richtigen
Betätigung einer Hubvorrichtung gemäß der Erfindung notwendig ist, zwei oder mehrere
getrennte Heber 36 zu verwenden, die im wesentlichen gleichförmig am Umfang eines
Stützbeines verteilt sind, wobei das letztere vorzugsweise eine symmetrische Ausbildung
im waagerechten Schnitt aufweist. Es ist ferner ersichtlich, daß die Erfindung zwar
in Verbindung mit Öffnungen 32 in einem Stützbein zur Aufnahme eines Rahmenbolzens
beschrieben worden ist, daß jedoch äquivalente technische Anordnungen verwendet
werden können, wie z. B. senkrecht verlaufende Reihen von paarweise angeordneten
Vorsprüngen mit in senkrechter Richtung im Abstand voneinander angeordneten gegenüberliegenden
Flächen, zwischen denen die Bolzen aufgenommen werden können.