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Flüssigkeitsladearn.
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Die Errindung betrilft eine Vorrichtung zum @@erladen von Flüssigkeit
und bezient sich insbesondere auf einen gelenkigen Flüssigkeitsladearm mit einem
einzigen Ausgleichegewicht, das auf den Arm zwei wirksame Ausgleichsmomente ausübt.
ij wesentlichen gemört u einen gelenkl@en Flüssigkeitsladearm ein starrer innerer
Auslager, der auf- und abschwe@ko@r gelagert ist, und ein äußerer Ausieger, der
an@ dem inneren Ausl@ger in der höhe verschwenkbar angelenkt ist, sowie eine an
de@ äußeren Ausleger schwenkbar gelagerte Kupplung, die an eine Laue- oder Entladeröhre
eines Tanks oder eines Schiffes, eines Flugzeugs, eines Lastwagens oder dergleichen
anschließbar ist, und ein kechanismus zum Steuern der @ubbewegungen der Ausleger
derart, daß die Kupplung in ihre Anschlußstellung gebracht oder aus diese r entfernt
wird Entweder sind die Ausleger rohrartig ausvebildet und so miteinander verbunden,
daß sie die Flüssigkeit zur Kupplung oder von der Kupplung weg fünren, oder sie
stützen eine eigene flexible Schlauchleitung, die an die Kupplung angeschlossen
ist.
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Es ist bereits bekannt, als Stemermechanismus zum Verstellen der ausleger
kraftgetriebene Einrichtungen, wie beispielsweise einen hydrualischen Zylinder,
zu verwenden. weiter ist auch die Ausnützung von Ausgleichsgewichten für diesen
Zweck bekannt.
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Die Erfindung befaßt sich in erster Linie mit dem Typ von Flüssigkeitsladearmen,
der mit Ausgleichsgewichten arbeitet und insbesondere mit der Ausführung, bei der
ein einziges Ausgleichsgewicht sowohl das Drehroment des inneren Auslegers und des
äußeren Auslegers um die schwenkachse des inneren Auslegers als auch das Drehmoment
des äußeren Ausiegers um dessen Schwenkachse am inneren Ausleger überwindet.
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Aufgabe der Er@indung ist es, Verbesserungen an einem gelenkigen
Flüssigkeitsladearm voraunehmen. Die Erfindung schafft einen gelenkigen Flüssigkeitsladearm
mit einem einzigen Ausgleichsgewicht, das an der. Ladearm zwei wirksame Ausgleichsmomente
in der Weise ausübt, daß die Drehmomente des Armes um die innere und um die äußere
Achse Ausgeglichen werden. In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ausgleichsgewicht
so weit unten aufgehängt, daß eine Biegebeanspruchung der Säule vermieden wird,
daß Störungen infolge windschwankungen i'dbeben für die Konstruktion des Ladearms
wegfallen und daß der Schwerpunkt möglichst niedrig gelegt ist. Der Ladearm gemäß
der brfindung hat einen mögLichst großen Bewegungsbereich; er kann seine beiden
Ausleger axial gefluchtet senkrecht nach ooen stellen uiid mit seines äußeren Auslager
über den Scheitel einen @ Schwenkwinkel von mehr als 18o durchfahren, so daß er
in der hin Lage ist, seine Ladefiinktion nach zwei Seiten@auszuüben.
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Weiter ist die Erfindung auf einen Flüssigkeitsladearm
mit
einer Ausgleichsgewichtssteuerung gerichtet, bei de@ der Abstand des Ausgleichgewichtes
vom Drehpunkt verstellbar ist. Endlich schafft die Erfindung einen konstant ausgeglichenen
Flüssigkeitsladearm, der sich leicht von hand bewegen läßt, der die Bel@stungen
am Flü@sch @erabsetzt und der zwar von einer äußeren Kraftquelle gespeist werden
kann, aber nicht unbedingt ef diese angewiesen ist0 Diese und andere Aufgaben, Merk@ale
und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden @eschreidung an Hand der beigefügten
Zeichnungen hervor. Es zeigen: Fig.1 eine Se@tenansicht eines erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsladearmes, der am einer Pier befestigt ist; iig.2 eine vergrößerte Aufeicht
eines Teiles des Ladearmes; Fig.3 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile 3-3
in @ Fig.4 eine Rückansicht des in Fig.1 gezeigten Ladearmes; Fig.5 eine Skizze,
die dazu dient, uie am erfindungsgemäßen Ladearm Einwirkenden Drehmomente zu veranschaulichen;
Fig.6 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ladearmes, bei der iii ausgezogenen
Linien eine gegenüber Fig.1 unterschiedliche Stellung dargestellt ist und in gestrichelten
Linien noch weitere Stellunen ces Ladearms, die insbeschdere die Fähigkeit des Ladearms
deutlich machen, um einen Winkel von mehr als 1800 aber den scheitel zu schuenken
; Fig.7 eine Seitenansicht eines Teiles einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsladearmes; Fig.8 eiiie Draufsicht des in Fig.7 gezeigten Ladearmteils.
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Ein Flüssigkeitsladearm 12, der die Merkmale der Erfindung aufweist,
ist gemäß den Figuren 1 und 4 auf einer Pier oder einer Plattform 15 montiert. Ein
Sockel 16 ist mit der Pier fest verbunden und trägt einen Steigrohrteil 18 mit einem
unteren, an einen nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter anschließbaren Abschnitt
und einem aufrechten Abschnitt 19. An den aufrechten Abschnitt 19 ist ein Steigrohr-Drehgelenk
20 angeschlossen, das eine vertikale Drehachse 21 vorsieht. Mit dem Steigrchr-Drehgelenk
20 ist ein Knierohr 22 verbunden mit einem horizontalen Ast 24, der seitwärts von
dem oberen Abschnitt des Steigrohres wegragt (Fig.2 und 4). An diesen horizontalen
Ast ist ein inneres Drehgelenk 25 angeschlossen, das eine horizontale Drehachse
26 bildet.
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Ein starrer, rohrförmiger innerer Ausleger 30 besteht aus einem mittleren
geraden Teil 31, einem inneren Knierohr 32, dessen horizontaler Ast 33 mit dem inneren
Drehgelenk 25 verbunden ist, und einem äußeren Knierohr 94 mit einem äußeren horizontalen
Ast 35. An diesen äußeren horizontalen Ast ist ein äußeres Drehgelenk 37 angeschlossen,
das eine äußere, zur Drehachse 26 parallele Drehachse 38 festlegt.
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Der Flüssigkeitsladearm 12 weist ferner einen starren, rohrförmigen,
äußeren Ausleger 45 auf, der einen geraden, mittleren Abschnitt 46 und ein inneres
Knierohr 47 mit einem an das äußere Drehgelenk 37 angeschlossenen horizontalen Ast
48 auf. Die Verbindung der beiden Auslegerist derart, daß der äußere Ausleger mit
dem inneren Ausleger in flüssigkeitsleitender Verbindung steht und gegenüber letzterem
um die äußere Achse höhenverschwenkbar ist. Der äußere Ausleger hat auch noch
ein
äußeres Enierohr 49. Auf dem horizontalen Ast 48 des inneren Knierohres 47 ist koaxial
zur äußeren Achse 38 eine äußere Seil- rolle 30 festgemacht. Diese Seilrolle liegt,
wie aus Fig. 4 ersichtlich, in einer vertikalen Ebene zwischen dem inneren und dem
äußeren Ausleger 30 bzw. 45 An das äußere Knierohr 49 ist über ein Drehgelenk 56
mit einer horizontalen Kupplungsachse 58 eine Kupplung 55 angeschlossen. Die Kupplung
weist zwei Drehgelenke 59 und 60 und einen Flansch 61 auf. Mit Hilfe der Drehgelenke
59 und 60 ist der Flansch um Drehachaen 63 und 64 verstellbar.
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Eine Befestigungsplatte 70 (i?ig.2 und 3) ist mit einem vorderen
Teil 71 am inneren Ausleger 30 befestigt, beispielsweise aufgeschweißt; ein mittlerer
Teil 72 der Platte ist an dem horizontalen Abschnitt 33 des inneren Auslegers festgemacht
und ein hinterer Teil 73 ragt auf der anderen weite der Achse 26 vom inneren Ausleger
weg. Die Platte bildet also einen Teil des inneren Auslegers, mit dem sie gemeinsam
uB die Achse 26 schwenkbar ist.
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In dem hinteren Teil 73 der Befestigungsplatte ist eine Welle 76
gelagert, die parallel zur inneren Achse 26 steht.
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Die beiden Enden 77 und 78 der Welle liegen auf entgegengesetzten
Seiten der Befestigungsplatte 70. Auf dem einen Ende 78 der Welle ist eine innere
Seilrolle 80 aufgekeilt, deren achse durch die Bezagssiffer 81 gekennzeichnet ist.
Die innere Seilrolle hat den gleichen Durchmesser wie die äußere Seilrolle 50 und
liegt mit dieser in der gleichen Vertikalebene (Fig.1 und 4).
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Um die beiden Seilrollen ist ein Seil 82 nerumgelegt, das mitden
Rollen verbunden ist, so daß die Rotation der einen Seilrolle
sich
auf aie andere Seilrolle i-iberträgt. In dem Seil sind Spannschlösser 84 vorgesehen,
um die Seilspannung einstellen zu können.
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Auf dem anderen Ende 77 der Welle 76 ist ein weit ausladender Arm
9o (i?ig.2 und 3) festgemacht, wogegen ein kurzer Arm 91 (Fig.1 und 2) parallel
zu ersterem auf der Außenseite der inneren Seilrolle 80 befestigt ist. Jeder Arm
ist mit einem Längsschlitz 92 (Fig.3) versehen, in dem ein block 94 gleitend geführt
ist. In Längsrichtung der Schlitze erstrecken sich Schraubenbolzen 96, die in Achsrichtung
fixiert und in die Blöcke 94 eingeschraubt sind. Beim Drehen der Schraubenbolzen
werden also die Blöcke längs ihrer zugehöriben Schlitze verstellt.
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Gerade, starre Stangen ioo sind mit ihrem oberen Ende an dem zugeordneten
Block 94 angelenkt und an ihren unteren Enden mit einem Ausgleichsgewicht 1o2 schwenkbar
verDunden.
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Das Ausgleichsgewicht hat die Form eines Behälters 104, der beispielsweise
Blöcke unterschiedlichen Gewichts aufnimmt und auf diese Weise die nach abwärts
gerichtete Zugkraft des aus gleichgewichts verändert. Der Behälter weist Seitenflanken
1o6 auf, die einzeln an den unteren inden der stangen 100 angelenkt sind. Auf diese
Weise hängt das Ausgleichsgewicht an der inneren Seilrolle 80 und zwar an einer
von der dollenachae radial beabstandeten Stelle, wobei die Aufhängspunkte des susgleichsgewichts,
die von den Blöcken 94 dargestellt werden, in Wichtung zu und von der Achse der
Seilrolle 80 verstellbar sind.
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Ferner ist zu beachten, daß das Ausgleichsgewicht 1o2 mit seiner
entsprechenden eite 108 (Fig.2) einen seitlichen
Abstand von dem
aufrechter Teil 19 des Steigrohres 18 halt, so daß es an letzterem vorbeilaufen
kann, wenn in der später beschriebenen Weise der Ladearm 12 huber den Scheitel herumgeschwenkt
wird. Der Boden 110 des Ausgleichsgewichtes liegt auch dann in einem abstand oberhalb
der Pier 15, wenn das susgleichsgewicht seine tiefste Lage einnimmt, nämlich wenn
der innere und der äußere Ausleger 30 und 45 vertikal gefluchtet nach oben ragen.
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Ein sehr bedeutender Vorzug des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsladearme
12 besteht darin, daß ein einziges aus gleichsgewicht 102 in der Lage ist, den Ladearm
ohne Rücksicht auf die Stellungen der Ausleger 30 und 45 im Gleic-gewicht zu halten.
Selbstverständlich soll unter dem "einzigen" Ausgleichegewicht das Gesamtgewicht
des Ausgleichsgewichtes 1õ2 verstanden sein, ungeachtet der verschiedenen Gewichte
oder Blöcke in dem Behälter 104. Der Gewichtsausgleich des Ladearms durch das einzige
Ausgieiohsgewicht ist am besten aus 1. ersichtlich, die eine vereinfachte Skizze
des Ladearms zeigt. Zwei drehmomente kommen in Betracht. Erstens wird ein Drehmoment
von dem inneren Ausleger um die Achse 26 ausgeübt. ZvVeitens übt der äußere Auslegen
45 ein Drehmoment uni die Achse 38 aus. Das Ausgleichsgewicht 1o2 übt ein Drehmoment
aus, das dem Drehmoment des inneren und des äußeren Auslegers um die Achse 26 unabhängig
von der Stellung der beiden Ausleger entgegenwirkt. Wenn der innere Ausleger im
Uhrzeigersinn schwenkt und - angenommen - der' äußere Ausleger senkrecht zum inneren
Ausleger bleibt, dann bewegt sich das gemeinsame Schwerpunktszentrum des inneren
und des äußeren Auslegers zuerst von der Achse 26 weiter weg als in Fig.5 dargestellt;
dementsprechend
entfernen sich die Aufhangepunkte des Ausgleichsgewichtes, die von de@ Blöcken 94
repräsentiert werden, von der Achse 26 urri eine solche Strecke, daß ein Ausgleich
zwischen den beiden Drehmomenten um die achse 26 stattfindet.
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Wenn die Schwenkung des inneren Auslegers im Uhrzeigersinn fortgesetzt
wird, laufen eventuell der gemeinsame Schwerpunkt und die Blöcke 94 näher zur Achse
26, wobei in allen Stellungen ein Gewichtsausgleich stattfindet. Die gleiche Balance
wird auch aufrechterhalten, @ enn der Ausleger 30 entgegen dem Uhrzeigersinn um
die Achse 26 schwenkt.
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Wein jedoch bei einer horizontalen Stellung des inneren Auslegers
30 (Fig.5) der äußere Ausleger 45 in die Stellung 45a vorwärtsgeschwenkt wird, nimmt
das Drehmoment des äußeren Auslegers um die äußere Achse 38 zu. Aufgrund der übereinstimmenden
Rotation der inneren und der äußeren Seilrolle 80 und 50 bewegen sich die Blöcke
oder Aufhängepunkte 94 nach hinten, so daß die Stangen ioo in die Stellungen iooa
gelangen.
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Dadurch wird das vom Ausgleichsev-:icht 102 um die Achse 81 ausgeübte
Drehmoment um einen solchen Betrag erhöht, der exakt dem Drehmoment des äußeren
Auslegers um die Achse 38 entgegenwirkt. Wird dagegen der äußere Ausleger nach rückwärts
in die Stellung 45b gebracht, dann gelangen die Staugen loo vorwärts in die Stellungen
loob, wodurch ein Ausgleich der Drehmomente um die Achse 38 oder 81 geschaffen wird.
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Dabei ist die Feststellung vonBedeutung, daß-die Bewegung des äußeren
Auslegers 45 um die Achse 38 die Balance des inneren Auslegers 30 nicht stört. In
anderen Worten: Wenn sich der äußere Ausleger 45 zwischen den Stellungen 45a uiid
45b
bewegt, bleibt der innere Ausleger in seiner Stellung, die
er vorher eingenommen hat, in l'ig.5 beispielsweise in der horizontalen Stellung.
Das liegt darin begründet, daß beispielsweise die Schwenkung des äußeren Auslegers
45 in oie stellung 45a das Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn um die acnse 26
vergrößert, das. aber durch die Verrückung der Stangen in die Stellung 100a das
entgegenwirkende Drehmoment im Uhrzeigersinn um die Achse 26 ebenfalls erhöht wird.
Der innerè Azslsger bewegt sich also nicht.
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In Fig.5 ist nur ein kleiner Bewegungsbereich des äußeren Auslegers
45 angedeutet, der äußere Auslegerkann aber um die Achse 38 nahezu um 3600 verschwenkt
werden.
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Ein weitere bedeutsamer Vorzug des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsladearms
ist seine Fähigkeit, über den Scheitel auf einem Winkel von mehr als 180° zu schwenken.
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Dies ist in Fig.6 veranschaulicht. Diese Art der Bewegung ist besonders
an sogenannten Fingerpiers, d.h. an sehr schmalen Piers, erwünscht, von denen aus
man Schiffe auf beiden Seiten der Pier bedienen möchte. Manche bereits bekannte
Ladearm waren dazu in der Lage, sie mußten aber um ihre Vertikalachse geschwenkt
werden, um die Kupplung, hier 55, von der einen Seite der Pier aus auf der anderen
Pierseite in stellung zu bringen. Eine solche Bewegung um eine vertikale Achse kann
aber bei gebräuchlichen Ladearmen nicht möglich sein, wenn diese nebeneinander auf
einer Pier aufgestellt sind. Anders ausgedrückt, war es notwendig, die bisher bekannten
Ladearme weiter auseinander als erwünscht anzuordnen, um eine solche Schwenkung
tun die Vertikalachse zu ermöglichen.
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In Fig.6 zeigt die Stellung A den inneren und den äußeren Ausleger
30 und 45 von der achse 26 aus in horizontaler Richtung gefluchtet nach außen ragen,
allerdings unterbrocnen gezeichnet. Obwohl dies nicht gezeigt ist, könnte der innere
Ausleger nach unten ragen, bis er auf der Pier auftrifft, und der äußere Ausleger
könnte vom inneren Ausleger weg nach unten ragen, wenn ein niedrig liegender Rohrleitungsflansch
115 eines nicht dargestellten bc71iffes erreicht werden soll. Die Stellung B in
iQig.6 zeigt den inneren ausleger vertikal nach ooen ragend und den äußeren Ausleger
senkrecht zum inneren Ausleger wegstehend. Der äußere Ausleger kann in eine Vertikalstellung
(nicht dargestellt) geschwenkt werden, wo er mit dem inneren Ausleger gefluchtet
ist. Wie schon erwähnt befindet sich dann das Ausgleichsgewicht 1o2 in seinem tiefsten
Punkt. Die Stellunt C in J?irg. 6 zeigt den inneren Ausleger vertikal gestellt und
den äußeren Ausleger im rechten Winkel vom inneren Ausleger wegragend und zwar auf
der entgegengesetzten Seite zur in Stellung B gezeigten Lae. Die Stellung D der
Fig.6 zeigt den inneren und den äußeren Ausleger von der inneren Achse aus entgegengesetzt
zu otellung A in der Waagerechten wegragen. Selbstverständlich könnte der Ladearm
von der Stellung D aus nochweiter nach unten geschwenkt werden, wie dies bereits
hinsichtlich der Stellung: A beschrieben wurde. Bei der Schwenkbewegung um die Achse
26 von der einen auf die andere Seite muß die Kupplung 55 um ihre Achse 63 verschwenkt
werden, um den Flansch 61 wieder in seine Anschlußstellung zur Verbindung mit einem
Rohrleitungsflansch 115 zu bringen. Während aller erwähnten newegungen des inneren
und des äußeren Auslegers wird der Gewichtsausgleich
an der inneren
und der äußeren Achse aufrechterhalten nach den in Verbindung mit Fig.5 bereits
erklärten Grundzügen. Da die innere und die äußere seilrolle in der Lage sein muß,
sich um annähernd 360° zu drehen, ist dbs Seil 82 um die Seilrollen herumgelegt,
bevor es an diesen festgemacht ist.
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Die Kupplung 55 ist auch noch um die Achse 58 drehbar, um den Kupplungsflansch
61 an einen horizontal gestellten Rohrleitungsflansch anpassen zu können, wie dies
in Fig.6, stellung B für den Flansch 115'angedeutet ist.
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In den Figuren 7 und 8 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Ladearns dargestellt. In mehreren Gesichtspunkten gleicht der Ladearm der Figuren
7 und 8 demjanigen der Fig.1 bis 6; entsprechende Teile sind nit der gleieinen Bezugsziffer
mit einem Strich gekennzeichnet. Ein Steigrohr 18' stützt einen inneren Ausleger
3o' ab, der um eine innere Achse 26t in der Höhe verschwenkbar ist. Eine Befestigungsplatte
70' ist mit ihrem vorderen I1eil 71' an dem inneren Ausleger testgemacht. Zwei parallele,
beabstandete, hintere @bschnitte 120 stehen auf der anderen Seite der Achse 26'
von dem inneren aus leger 30' ab. Eine Welle 121 verbindet die beiden Arme starr
miteinander. Auf der Welle ist eine hintere Seilrolle 123 drehbar gelagert, die
mit der äußeren Seilrolle (nicht dargestellt) in einer gemeinsamen Vertikalebene
liegt. Die äußere Seilrolle eutspricht genau der äußeren Seilrolle 50. Ein Seil
82' ist um die Seilrollen herumgelegt und an diesen festgemacht.
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Starre, abgewinkelte Stangen 1 30 sind mit inren oberen enden 131
mittels Zapfen 132 an entgegengesetzten Seiten der inneren Seilrolle 123 angelenkt,
und zwar an einer abteile,
die von er durch die Welle 121 bestimmten
Drehachse in radialer Richtung beabstandet ist. wenn dies auch nicht dargestellt
ist, könnten azide Zapfen 132 n einem Block, ie 94, derart befestigt sein, daß sie
in Richtung zu und von der Welle 121 verstellbar sind.
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Beim Betrieb hält die Ausführungsform der i"iä7 und einen Gewichtsausgleich
aufrecht nach den gleichen Gesetzen, wie anhand der Fig.5 erklärt. Der Ladearm der
Fig.7 und 8 läßt sich zwar auch in eine Stellung überführen, wo beide Ausleger senkrecht
nach oder ragen, er kann auch bis zu einem gewissen Maß nach beiden Seiten der Achse
26' ragen, aoer er nst nicht den gleich großen bewegungsbereich wie der Ladearm
derFig. 1 bis 6. bus obiger Beschreibung gent hervor, daß der erfindungsgemäße Flüssigkeitsladearm
12 nur ein einziges ausgleichsgewicht verwendet, um zwei an den Arm angreifende
ausgleichende Drehmomente zur wirkung zu bringen, mit deli ergebnis, daß der innere
und der äußere Ausleger gemeinsam bezüglich der inneren Drehachse des Ladearms ausbalanciert
sind und der äußere Ausleger allein bezüglich der äußeren Drehachse des Ladearms
ausbalanoiert ist und die beiden Gewichtsausgleiche tatsächlich voneinander unabhängig
sind, so aaß jeder Ausleger in der stellung bleibt, in die er gebracht wird. Der
Ladearm läßt sich daher leicht von Hand bewegen; er vermindert die Belastungen an
den Flanschen, an die er angeschlossen wird und benötigt nicht unbedingt eine äußere
Kraftquelle, wenngleich eine solche verwendet werden kann.
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Aufgrund seiner Fähigkeit, über den Scheitel zu schwenken, kann er
Tanks an diametral gegenüberliegenden Seiten des Ladearms bedienen.
Dieser
volle Bewegungsbereich Nacht den Ladearm zum uoerladen von Flüssigkeiten in oder
bis Schiffen, Flugzeugen, Tankwagen und dergleichen besonders geeignet. La ferner
daß Ausgleichsgewicht am Ladearm aufgehängt ist wird in allen Stellungen der ausleger
der Schwer@unkt des gesamten Ladearms auf einer sehr niedrigen Röhe gehalten. Da
das Ausgleichgewicht nicht nach oben ragt, sind die durch Winduruck und Erdbeben
auftretenden Kräfte gering und können sogar Sei der konstruktion des Lauearnls vornachlässigt
wereei. bei der errindungsgemäßen Aufhängung des Au@gleichsgewichtes treten auch
keine Schwierigkeiten durch Biegebeanspruchung uer Säule auf. Zudem läßt sich der
Aufhängepunkt des Ausgleichsgewichtes in Richtung ZU oder von den Drehmomentachsen
verstellen, so daß die zwei wirksamen Ausgleichsmomente nach wunsch verändert werden
können.
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Im Vorstehenden wurden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
beschrieben; selbstverständlich sind in den Einzelheiten verschiedene Abänderungen
möglich, die jedoch von dem in den Ansprüchen ausgedrückten Erfindungsgedanken erfaßt
sind.