DE2003031B2 - Prellbockanordnung - Google Patents

Description

Die Lrfindung betrifft eine Prellbockanordnung mit einem Prellbock, der in Richtung auf einen oder von einem im allgemeinen starren Aufbau weg beweglich ist und mit einer gummiartigen Feder, die gespannt wird und dadurch der Bewegung des Prelibocks in Richtung auf den starren Aufbau entgegenwirkt

Derartige Prellbockanordnungen sind an Landungsstegen montierbar und dienen dazu, Belastungen infolge der An- und Abfahrt und der Verankerung von Schiffen längs des Landungsstegs abzufedern und aufzunehmen. Aus der DE-AS 12 86 968 ist eine Prellbockanordnung der eingangs genannten Art bekannt Bei dieser Prellbockanordnung werden Einzelpfähle mit unterschiedlicher Federkonstante durch ringförmige elastische Bänder unter Spannung gehalten. Zwischen den Pfählen sind Abstandshalter vorgesehen. Das an dem einen Pfahl mit der größeren Federkonstante anliegende Band umschließt auch teilweise den an dem anderen Pfahl befestigten Abstandshalter. Zu diesem Zweck sind in dem Abstandshalter Durchtrittsöffnungen für das ringförmige Band vorgesehen. Nachteilig an derartigen Prellbockanordnungen ist, daß das ringförmige Band auch dann gespannt ist, wenn die Prellbockanordnung unbelastet ist. Durch die Führung des ringförmigen Bandes durch die Durchtrittsöffnungen des Abstandshalters entstehen außerdem Reibungspunkte für das ringförmige Band.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prellbockanordnung zu schaffen, bei der die Belastung für die gummiartige Feder möglichst gering gehalten und dadurch die Lebensdauer der Anordnung als auch deren Wirkung erhöht wird. Außerdem soll die gummiartige Feder leicht austauschbar sein.

Erfindungsgemäß wird eine Prellbockanordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die gummiartige Feder aus mehreren endlosen gummiarligen Bändern besteht, die normalerweise im wesentlichen unbelastet sind und ein Paar im wesentlichen paralleler, länglicher Stangen oder Wellen umschlingen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Prellbocks angeordnet sind, wobei die erste Stange oder Welle mit dem im allgemeinen starren Aufbau verbunden ist oder ein Teil dieses Aufbaus ist, und die zweite Stange oder Welle mit dem Prellbock verbunden ist oder ein Teil dieses Prellbocks ist und wohsii die zweite Stange oder Welle weiter entfernt von der die Last aufnehmenden Oberfläche des Prellbocks ist als die erste Stange oder Welle, wodurch die Bänder nur gespannt werden, wenn der Prellbock sich in Richtung auf den starren Aufbau bewegt.

Da die endlosen gummiartigen Bänder im unbelasteten Zustand des Prellbocks im wesentlichen unbelastet sind, wird ihre Lebensdauer und aufgrund der länger bestehenden Elastizität auch die Wirkung der Prellbockanordnung erhöht. Da die endlosen gummiartigen Bänder erfindungsgemäß Stangen oder Wellen umschließen, wird eine weitgehend reibungslose Führung der Bänder erreicht, was ebenfalls zu einer Erhöhung ihrer Lebensdauer führt. Ferner lassen sich die Bänder leicht austauschen.

Erfindungsgemäß ist der starre Aufbau ein Aufbau, der von Stoßbelastungen infolge von Wasserfahrzeugen geschützt werden soll, und als solcher ist der Aufbau

bo allgemein in dem Bett eines Süß- bzw. Seewasscrgebiels oder an dem Ufer bzw. dem Damm nahe dem Wasser befestigt und ragt in das Wasser. Solche Aufbauten besitzen Landungsstege, Kais, Piers, llafcnmauern, Verankerungspfähle, Kanalmarkierungcn und Leucht-

t>5 turm- und Brückenfundainenle; sie sind im folgenden als Landungsstege oder dergleichen bezeichnet. Prellböcke gemäß der Erfindung können auch auf bestimmte Arten von Wasserfahrzeugen, wie z. B. Schlepper oder

Lastkahne, angewandt werden, in welchem Fall der s.'arre Aufbau das Fahrzeug ist.

Bei der Anwendung der Erfindung auf Landungsstege oder dergleichen kann der Prellbock eine schlanke Pfählung besitzen, die in das Wasserbett nahe dem Landungssteg gerammt ist, wobei die Querschnittsabmessungen der Pfählung so gewählt sind, daß die Pfählung an ihrem oberen Ende relativ zu dem Landungssteg entsprechend der erwarteten Belastung verbogen werden kann. Andererseits kann der Prellbock so angeordnet werden, daß er bei der Verwendung von dem starren Aufbau in einer Weise gelragen wird, die eine körperliche Bewegung des Prellbocks relativ zu dem Aufbau zuläßt. Zusätzlich wird der Prellbock vorzugsweise so getragen, daß er um einen gewissen Betrag um eine Achse in der allgemeinen Ebene des Prellbocks schwenken kann. Der Prellbock ist vorzugsweise um einen begrenzten Betrag von bis zu 10° oder sogar 20° um zwei solche Achsen drehbar, wobei eine Achse horizontal und die andere vertikal verläuft, und der Prellbock selbst sich ändernden Schiffsseitenneigungen und sich ändernden Richtungswinkeln der Fahrzeuglängsachse anpassen kann.

Die gummiartige Feder besteht aus mehreren endlosen gummiartigen Bändern, die irgendeinen geeigneten Querschnitt und eine insgesamt entspannte Form besitzen. Es kann eine geringe Neigung zur Reibung der Bänder bestehen, wo sie über ihre Halterungen laufen, z. B. an den Wellen oder den Gelenkbolzen, dies kann jedoch durch die Verwendung geeigneter Materialien, und/oder durch eine Verstärkung, und/oder eine entsprechende Form, und/oder durch Schmierung vermindert werden.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung erfordert die Verwendung eines gummiariigen Materials wie natürlichen oder synthetischen Gummis, der während der Belastungsaufnahme zwischen dem Prellbock und dem starren Aufbau gespannt ist. Die Verwendung von Gummi, der zusammengedrückt wird, um Belastungen aufzunehmen, wurde in einer Reihe von Anwendungsfällen vorgeschlagen, wobei ein Grund darin besteht, daß auf dem technischen Gebiet angenommen wird, daß Gummi unter Spannung da/u neigt, zu zerreißen und unter Dauerbeanspruchung auszufallen. Bei Anordnungen gemäß der Erfindung können die Gummifedern so angeordnet werden, daß sie im wesentlichen unbelastet sind, während der Prellbock in seinem unbelasteten Zustand ist, wodurch im wesentlichen die Probleme, die mit der Dauerbelastung zusammenhängen, vermieden werden, und wodurch sich auch der Vorteil der maximalen Durchschnittscnergieaufnahme pro verwendetem Gummiteil ergibt. Normalerweise ist die Dauer eines jeden Belastungsaufnahmebetriebs in Bruchteilen einer Minute meßbar. Schließlich ist eine Spannfederanordnung in sich selbst stabil und kann leicht so ausgebildet werden, daß die Federn während der Belastungsaufnahme auf ein Mehrfaches ihrer statischen Länge gedehnt werden können.

Normalerweise werden mehrere Federn zwischen dem Prellbock und einem Aufbau vorgesehen. Federn, die so angeordnet sind, daß die Belastung in Richtung der Feder ausgeübt wird, ergeben Belastungs/Dehniiiigs-Kurven entsprechend dem verwendeten Elastomer, die direkt die Belastungsaufnahmeeigenschaften bestimmen, vorausgesetzt, daß die Federn gleiche Länge besitzen und die gleiche Belastung aufnehmen. In besonderen Fällen können iedoch die Federn von unterschiedlicher Länge und/oder aus unterschiedlichen Elastomeren und/oder so angeordnet werden, daß sie Belastungen an unterschiedlichen Auslenkstellen des Prellbocks aufnehmen und/oder in unterschiedlichen Neigungen angeordnet sein, so daß die Prellbockeigenschaften wie gewünscht geändert werden können.

Zusammengefaßt bestehen die beiden Hauptvorteile gummiartiger Spannfeder im Gegensatz zu den anderen Federn, wie Schub- oder Druckfedern bei Prellböcken

ίο erstens darin, daß eine größere Energieaufnahme pro Volumeneinheit erreicht werden kann und daß zweitens viel größere Dehnungen bei gleichmäßiger Belastung möglich sind.

In den Fig. 1 bis 8 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil eines Landungsstegs und einer Prellbockanordnung gemäß der Erfindung längs der Linie A-A in F i g. 2,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 und 5 Teilansichten eines Prellbocks der Fig. 3, wobei Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie C-C der Fig. 5 ist,

Fig. 6, 7 und 8 eine Aufsicht bzw. Seitenansicht eint" weiteren Ausführungsform.

In Fig. 1 und 2 ist ein Landungssteg mit einer Pfählung 10 und einer überhängenden Tragfläche Il gezeigt. Erste, im Abstand voneinander angeordnete Befestigungslagerböcke 12 sind unterhalb der Tragfläche 11 befestigt und tragen eine Welle 13 parallel zu der Tragfläche im Abstand unterhalb dieser. Die Welle ist aus den Lagerböcken lösbar, um die Montage zu

J5 erleichtern. Nahe der Landungsstegpfählung ist im Abstand von dieser ein Schiffspreilbock in Form einer schlanken, eingerammten Prellbockpfählung vorgesehen, die zweckmäßigerweise aus Nutzholz besteht und von der ein Pfahl 14 gezeigt ist. Die Pfähle 14 sind ausreichend schlank, um sich bei Belastung gegen den Landungssteg verbiegen zu können. An seinem oberen Ende trägt der Pfahl 14 ein Paar sich nach rückwärts erstreckende, im Abstand voneinander befindliche Metallarme 15, die einen Verstärkungs- und Führungsflansch 16 besitzen. Die rückwärtigen Enden der Arme dienen als z\eile Befestigungslagerböcke 17. um eine zweite Welle 18 zu tragen, die parallel zu der ersten Welle 13 angeordnet ist. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, wird der zweite Befestigungslagerbock 17 seitlich zwischen den benachbarten ersten Lagerböcken 12 geführt. Endlose Gummibänder 19 umschlingen die beiden Wellen; in der oberen Hälfte der F i g. 2 sind sie der Deutlichkeit halber entfernt. Die Bänder besitzen eine solche Länge, daß sie im wesentlichen nicht gespannt sind, wenn der Prellbock sich in seinem unbelasteten Zustand befindet.

In Betrieb, wenn ein Fahrzeug den Prellbock 14 streift bzw. an ihm entlanggleitet, biegt sich der Prellbock in Richtung auf den Landungssteg durch und beweg; die

bo Welle 18 von der ortsfesten Welle 13 weg nach hinten. Dadurch werden die Bänder 19 gespannt und erzeugen eine Spannung gleich und entgegen der Prellbockbelastung, .vodurch die Belastung durch das Fahrzeug aufgenommen wird. Die sich durch die Bewegung

b^r> ergebende Auslenkung des oberen Teils des Prellbocks 14 ist iii F i g. 1 als Strecke 7~gezeigt.

In Fig. 3 ist ein Prellbock in Form eines holzverkleicloten Rahmens 30 und eines massiven, rohrförmigen

Kreuzes hinter dem Rahmen gezeigt, wobei das Kreuz zwei entgegengesetzt gerichtete vertikale Arme 31 und zwei entgegengesetzt gerichtete horizontale Arme 32 besitzt. Das Kreuz ist mittels geeigneter Streben 33 abnehmbar an dem Rahmen befestigt. Vier gleiche Befestigungs- und Führungslagerböcke 34 sind an der seewärtigen Seite eines nicht gezeigten Landungsstegs befestigt, wobei jedem der vier Arme des Kreuzes ein Lagerbock zugeordnet ist. Drei Lagerböcke sind in der Figur der Deutlichkeit halber entfernt.

Der dargestellte Lagerbock 34 besitzt zwei rechteckige Streifrahmen 35, 36, die im vertikalen Abstand aneinanderliegen und eine horizontale Führungsbahn 38 für die Rückwärtsbewegung des zugehörigen Armes 31 bzw. 32 bilden. Die übrigen drei Lagerböcke sind gleich ausgebildet, jedoch jeweils um 1, 2 und 3 rechte Winkel gedreht, um Führungsbahnen für die vier Kreuzarme zu bilden. Die vorderen, im Abstand voneinander befindlichen Enden der beiden Streifrahmen 35, 36 tragen eine entfernbare Welle 39 vor dem und parallel zu dem zugehörigen Arm 31 bzw. 32. Mehrere aneinanderliegende Gummibänder 40 sind um jede Welle 39 und ihren zugehörigen Arm 31 bzw.32 geschlungen.

Das Gewicht des Prellbocks wird zu einem gewissen Grad von den Armen 32 getragen, die sich in den Führungsbahnen 38 bewegen; der Prellbock wird zu einem gewissen Grad in gleicher Weise durch die Arme 31 seitlich festgelegt, die in nicht gezeigten vertikalen Führungsbahnen laufen. Auch der Auftrieb des Prellbocks trägt in Abhängigkeit von dem Wasserpcgel einen gewissen Anteil des Prellbockgewichts und verhindert, daß er nach vorne kippt, jedoch sind vorzugsweise geeignete Hilfsanschläge, Polster, Puffer und/oder Ketten od. dgl., vorgesehen, um den Prellbock locker in der gewünschten vertikalen Stellung, wie gezeigt ist, zu halten und zu stabilisieren, wenn er unbelastet ist.

Im Betrieb spannt eine verteilte Belastung infolge eines Schiffes, wie durch die Pfeile 41 gezeigt ist, die Bänder 40, wobei die Rückwärtsbewegung des Prellbocks in Richtung auf den Landungssteg von den vier Führungsbahnen 38 geführt wird. Der Prellbock kann sich auch in einem begrenzten Ausmaß, z. B. um 10 bis 20°, in einer von beiden Richtungen um beide Achsen A und B drehen, die mit den Achsen der Arme 31 und 32 zusammenfallen, wodurch sich die Prellbockvorderseite selbst auf die Schiffsseite ausrichten kann, um die Schiffsbelastung besser aufzunehmen und zu verteilen. Kräfte parallel zu dem Landungssteg, die durch die Rollbzw. Schleifbewegung des Schiffes an dem Prellbock verursacht werden, werden durch die Arme 31 und 32, die an den Seiten der entsprechenden Führungsbahnen 38 anliegen, auf den Landungssteg übertragen.

In den Fig.4 und 5 ist eine Prellbockfeder- und -federbefestigungsanordnung im einzelnen gezeigt, wobei gleiche Bezugsziffern für gleiche Teile wie in F i g. 3 verwendet sind, obwohl die dargestellte Anordnung für andere Prellbockanordnungen als die der F i g. 3 verwendet werden könnte. Grundsätzlich weisen die beiden Federbefestigungslagerböcke einen Stahlarm 50, der einen Teil von Steifrahmen 35, bildet, und zweite Stahlarme 51 auf, die an Streben 33 befestigt sind. Die Welle 32 wird lösbar von den Armen 51 getragen und in einer Führungsbahn 38 geführt, die als im Abstand voneinander angeordnete langgestreckte Schlitze in den beiden Seitenplatten des Armes 50 ausgebildet sind. Ein Gabelarm 53 verläuft zwischen den Seitenplatten 52 zur Versteifung. Die Seitenplatten 52 tragen an ihrem vorderen Ende und die Seitenplatten 55 des Armes 51 tragen in gleicher Weise an ihrem hinteren Ende halbrunde gummiartige Randstreifen 54 bzw. 56, um zu verhindern, daß die Seitenplatten 52 und 55 während der Belastungsaufnahme aufeinanderreiben.

Die Fig.6, 7 und 8 zeigt einen Prellanlegepfahl

jeweils in Aufsicht und zwei zueinander rechtwinklige Seitenansichten. In Fig.8 ist ein Teil entfernt, so daß sich talsächlich eine Ansicht längs der Linie B-B in

ίο F i g. 6 ergibt. Der Anlegepfahl besitzt einen im wesentlichen allgemein kastenförmigen Rahmen 60, der an einer Pfählung 61 befestigt ist und der einen Schiffsprellbock in Form eines allgemein rechteckigen Kastens 62 ohne Deckel oder Boden trägt, der den Anlegepfahlrahmen 60 umgibt und an dem obersten Teil 63 des Rahmens 60 durch zwei Ketten 64 aufgehängt ist. Der Kasten 62 ist vorzugsweise aus nicht dargestellten Teilen zusammengefügt, die durch öffnungen in dem Rahmen 60 verlaufen, um die strukturelle Festigkeit des Kastens 62 zu verbessern.

Mehrere Sätze gummiartiger Spannfedern verlaufen zwischen dem Prellbock und dem Rahmen 60. Die Federn bestehen aus Reihen von Bändern 65 und 66, die elastisch zusammenwirken und Belastungen, die auf den Prellbock nach links und rechts in Fig.8 ausgeübt werden, entgegenwirken und diese aufnehmen. Die Belastungen, die auf die rechte Seite des Prellbocks nach links ausgeübt werden, dehnen die Bänder 65 in einen Spannungszustand. Die Bänder 67 verlaufen vertikal zwischen einem unteren Teil des Prellbocks und dem Anlegepfahl und wirken einer vertikal nach oben gerichteten Bewegung des Prellbocks elastisch entgegen, die z. B. durch steigendes Seewasser verursacht werden könnte. Dies verhindert, daß die Ketten zu schlaff werden und vermeidet eine extreme Sto3beanspruchung der Ketten bei nachlassendem Seegang. Die Bänder 68 und 69 verlaufen in zwei im Abstand voneinander befindlichen horizontalen parallelen Reihen und nehmen die Belastung auf, die auf den Prellbock nach rechls in Fig. 7 wirkt. Die nach links in Fig. 7 wirkende Belastung wird von vier oder mehr gummiartigen Puffern 70 aufgenommen, die nahe den Bändern 68 und 69 befestigt sind und die zwischen dem Prellbock und dem Rahmen 60 zusammengedrückt werden, wenn der Prellbock nach links in F i g. 7 bewegt wird.

Der dargestellte Prellbock ist in erster Linie so konstruiert, daß er eine Belastung von links in Fig. 7 durch die Bänder 68 und 69 aufnimmt, wenn ein Schiff gegen die linke Seite 71 des Prellbocks stößt, der

so entsprechend geformt ist. Eine Längsreibung durch ein Schiff gegen die Seite 71 wird durch die Bänder 65 und 66 aufgenommen und eine vertikale Reibung wird durch die Bänder 67 in Zusammenarbeit mit dem Gewicht des Prellbocks, dem die Ketten 64 entgegenwirken, aufgenommen, sowie auch jeder Auftrieb des Prellbocks in Abhängigkeit von dem Wasserpegel. Alle Bänder wirken zusammen, um die Tiormale Belastung und Reibung infolge der Wellenwirkung und anderer Belastungen aufgrund der Wasserbewegung, die auf den Prellbock einwirken, aufzunehmen.

Die beiden Ketten 64 divergieren vor ihrem Aufhängepunkt nach außen, wie in Fig.8 gezeigt ist Diese Anordnung in Zusammenwirkung mit den Bändern 65 und 66 unterstützt die Stabilisierung des Prellbocks in seiner neutralen Lage. Die Ketten 64 sind auch im gleichen Sinn von ihrem Aufhängepunkt an dem Prellbock nach oben geneigt, der im wesentlichen in der vertikalen Ebene liegt, in der der Schwerpunkt des

Prellbock* liegt. Dies ist in F i g. 7 gezeigt, aus der hervorgeht, daß die Kettenspannung und das Gewicht des Prellbocks eine resultierende Kraft ergeben, die die Innenseite der Wand 72 des Prellbocks fest gegen die Puffer 70 drückt, wodurch die Reibbewegung des Prellbocks infolge der Wellenwirkung verringert wird.

Bei dieser und bei den anderen beschriebenen Ausführungsformen können die Federn zwischen dem Prellbock und dem starren Rahmen in einer Art und

Weise verlaufen, daß sie für den gewünschten Anwendungsfall und die erwartete Richtung bzw. die Richtungen der Belastung durch ein Schiff passen. Außerdem können mehr als zwei Ketten 64 verwendet werden. Insbesondere wenn mehr als zwei Ketten verwendet werden, sollten die Ketten vorzugsweise in ihren Längen oder ihren Halterungen ein oder mehrere flexible Teile aufweisen, um hohe Beanspruchungen infolge von Stoßbelastungen zu vermindern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Prellbockanordnung mit einem Prellbock, der in Richtung auf einen oder von einem im allgemeinen starren Aufbau weg beweglich ist und mit einer gummiartigen Feder, die gespannt wird und dadurch der Bewegung des Prellbocks in Richtung auf den starren Aufbau entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die gummiartige Feder aus mehreren endlosen gummiartigen Bändern (19; 40; 65, 66, 67; 68; 69) besteht, die normalerweise im wesentlichen unbelastet sind und ein Haar im wesentlichen paralleler, länglicher Stangen oder Wellen (13; 18; 39; 32) bzw.Teile eines Rahmens (60) und eines Kastens (62) umschlingen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Prellbocks angeordnet sind, wobei die erste Stange oder Welle (13; 39) bzw. der Rahmen (60) mit dem im allgemeinen starren Aufbau (11; 34; 61) verbunden ist oder ein Teil dieses Aufbaus ist, und die zweite Stang-e oder Weife (f8; 32) bzw. der Kasten (62) mit dem Prellbock verbunden ist oder ein Teil dieses Prellbocks ist und wobei die zweite Stange oder Welle weiter entfernt von der die Last aufnehmenden Oberfläche de:; Prellbocks ist als die erste Stange oder Welle, wodurch die Bänder nur gespannt werden, wenn der Prellbock sich in Richtung auf den starren Aufbau bewegt.

2. Prellhockanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Aufbau ein Landungssteg ist und der Prellbock ein im allgemeinen rechteckiger, die Last aufnehmender Rahmen (30) mit einem im Abstand angeordneten rohrförmigen Kreuz ist, das zwei entgegengesetzt gerichtete vertikale Arme (31) und zwei entgegengesetzt gerichtete horizontale Arme (32) besitzt, denen jeweils ein entsprechender bezüglich des Landungssteges fest angeordneter Arm (39) zugeordnet ist, wodurch vier Paare paralleler Wellen oder Stangen entstehen, um die die gummiartigen Bänder angeordnet sind, wobei sich die Arme (31, 32) in festen mit dem Landungssteg verbundenen Führungsbahnen (38) bewegen, wodurch die Bewegung des Prellbocks in Richtung auf den und vom Landungssteg weg geführt wird.

3. Prellbockanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prellbock um einen begrenzten Betrag um die horizontalen und vertikalen Kreuzarmc drehbar ist.

4. Prellbockanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der starre Aufbau ein Prellbockanlegepfahl ist, wobei der Anlegepfahl einen im wesentlichen kastenförmigen Rahmen (60) aufweist, der an einer Pfählung (61) befestigt ist, und der Prellbock ein im wesentlichen rechteckiger offener Kasten (62) ist, der an dem Rahmen (60) hängt und die elastischen Bänder (65; 66; 67; G8; 69) gruppenweise in entsprechenden Ebenen und Richtungen verlaufend am Kasten und Rahmen (60) angreifen.