DE2005809B2 - Gelenkige Leitungsablaufratnpe zum Führen einer von einem Wasserfahrzeug aus zu verlegenden Rohrleitung - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht im Oberbegriff des Hauptanspruchs aus von einer gelenkigen Leitungsablauframpe, wie sie in den französischen Patentschriften 1 230 014 bzw. 1 473 850 beschrieben und dargestellt ist. Hier sind die einzelnen Rampenabschnitte durch die ineinandergreifenden Gelcnkteile derart miteinander verbunden, daß sie nur in einer vertikalen Ebene relativ zueinander versch\ enkbar sind. Diese bekannte Rampe kann sich damii zwar gut an den Krümmungsradius der ablaufenden Rohrleitung anpassen, sie besitzt jedoch den Nachteil, daß sie nicht auch in anderen Ebenen nachgiebig ist. Wenn eine Rohrleitung von einem Wasserfahrzeug aus über eine solche Ablauframpe verlegt wird, erzeugt sie nicht nur eine senkrechte Kraftkomponente auf die Rampe. Wenn das Wasserfahrzeug beispielsweise von seinem Kurs abweicht oder eine seitliche Wasserströmung vorhanden ist, möchte die Rohrleitung seitlich ausweichen. Da sie bei der bekannten Ablauframpe jedoch fest geführt ist, übt sie auf das Auslaufende der Rampe eine seitliche Kraft aus und erzeugt so in den Gelenken ein seitliches Biegemoment. Außerdem können Schlingerbevvegungen des Fahrzeuges dazu führen, daß Dreh- oder Torsionskräfte auf diese nur in einer vertikalen Ebene gelenkige Rampe wirken und so die Rampe eventuell beschädigt wird.

Die gleichen Nachteile besitzt eine andere bekannie gelenkige Leitungsablauframpe (USA.-Patentschrift 3 321 925), bei der die einzelnen Rampenabschnitte durch Gelenkteile in einer horizontalen Ebene miteinander schwenkbar verbunden sind. Hier kann sieh die Rampe nicht selbsttätig an die jeweils günstigste Rohrkrümmung anpassen, und bei dieser bekannten Rampe besteht die Gefahr, daß auf das Rohr in senkrechter Richtung störende Biegebeanspruchungen aufgebracht werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine in einer senkrechten Ebene gelenkige Leitungsablauframpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der diese oben geschilderten Nachteile vermieden sind und die auch den geschilderten ungünstigen Betriebsbedingungen standhält

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Leitungsablauframpe nach dem Hauptanspruch, Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteransprucli.

Eine erfindungsgemäße Ablauframpe kann sich gut an den Krümmungsradius der ablaufenden Rohrleitung anpassen, und trotzdem ist es möglich, daß über die nachgiebigen Gelenkteile die Rampe sich auch eventuellen seitlichen Bewegungen anpaßt. Damit werden Biegebeanspruchungen vermieden und die Gefahr ausgeschaltet, daß durch von außen auf die Rohrleitung wirkende Seitenkräfte bzw. Torsionskräfte die Rampe beschädigt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße gelenkige Leitungsablauframpe angebracht an einem Wasserfahrzeug;

F i g. 2 bis 7 zeigen Einzelheiten der gelenkigen Verbindung.

In F i g. 1 erkennt man einen Rohrleitungsverlegungskahn 10 auf der Oberfläche eines Gewässers 11. Der Kahn kann auf beliebige bekannte Weise so ausgebildet sein, daß er das Verlegen einer zusammenhängenden R< -hrleitung9 auf dem Boden eines Gewässers ermöglicht. Beispielsweise kann der Kahn so ausgebildet sein, daß auf seinem Deck Rohrabschnitte miteinander verschweißt werden können, oder der Kahn kann eine Trommel tragen, die auf dem Deck des Kahns drehbar gelagert ist, und auf die miteinander verbundene Rohrabschnitte aufgewickelt sind, so daß die Rohrleitung von der Trommel abgewickelt und verlegt wird, wenn sich der Kahn bewegt.

An dem Kahn 10 ist an einem Punkt 24, an dem die Rohrleitung 9 den Kahn verläßt, eine insgesamt mit 12 bezeichnete gelenkige Leitungsabführungsrampe befestigt, die mehrere Ende an Ende angeordnete und gelenkig miteinander verbundene Rampenabschnitte 13 umfaßt.

In F i g. 2 und 3 ist ein einzelner Rampenabschnitt dargestellt. Jeder Rampenabschnitt 13 umfaßt rohrförmige Pontons 14 und 15, die durch Querglieder 16 miteinander verbunden sind und trägt einen V-förmigen Trog bildende Rollen 17 zum Unterstützen der Rohrleitung 9. An jedem Ende jedes Rampenabschnitts 13 sind Anschlagmittel 18 befestigt, um den kleinsten Krümmungsradius zu bestimmen, den die in Fig. 1 gezeigte Rampe 12 annehmen kann.

Bei jedem der rohrförmigen Pontons 14 und 15 ist an einem Ende ein Gelenkinnenteil 19 und am anderen Ende ein Gelenkaußenteil 20 befestigt. Jedes Gelenk umfaßt einen Gelenkbolzen 21, der in einem Sattelabschnitt 22 des Gelenkaußenteils 20 drehbar gelagert ist. Gemäß F i g. 3 wird der Gelenkbolzen 21 in dem Sattelabsehnitt 22 durch eine Lagerkappe 23 in seiner Lage gehalten. Wenn die Rampenabschnitte 13 Ende an Ende angeordnet und miteinander verbunden sind, kann jeder Abschnitt gegenüber jedem benachbarten Abschnitt innerhalb bestimmter Grenzen eine Drehbewegung um den Gelenkbolzen 21 ausführen. Der dem Kahn 10 am nächsten benachbarte Abschnitt ist mit dem Kahn durch ein dazu passendes, an dem Kahn befestigtes Gelenkinnenteil 24 drehbar verbunden.

Beim Gebrauch der Rampe 12 wird ihr Krüm-

mungsracHus dadurch variiert, daß die Winkel /wischen benachbarten Abschnitten 13 eingestellt werden. Die Rampenabschnitte können mit Hilfe mechanischer Vorrichtungen in der gewünschten Weise gegeneinander geschwenkt werden, oder man kann den Auftrieb jedes Segmentes dadurch regeln, daß man die hohlen Ponton* 14 und 15 nach Bedarf flutet oder lenzt.

F i g. 4 bis 7 zeigen weitere Einzelheiten von Gelenkteilen zum Verbinden der Rampenabschnitte 13. Jede dieser F.guren zeigt eine andere Ausführungsform des aus einem Elastomerwerkstoff bestehenden Elements, das zwischen zusammenarbeitenden Gelenkteilen angeordnet ist, um begrenzte relative Verdrehungsbewegungen und/oder begrenzte Relativbewegungen benachbarter Rampenabschnitte 13 um eine senkrechte Achse zuzulassen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 ist das Gelenkinnenteil 19 mit einer insgesamt mit 25 bezeichneten »Buchse« aus einem Elastomerwerkstoff versehen. Gemäß Fig.4 ist die Buchse ?j aus einem einzigen Elastomerwerkstolf, z.B. Gummi, hergestellt. Die Buchse kann mit dem Gelenkbolzen 21 fest verbunden sein; in diesem Fall tritt eine Relativbewegung bei dem Gelenk zwischen dem Bolzen 21 und den Sattelabschnitten 22 des Gelenkaußenteils 20 auf. Alternativ kann die Buchse 25 nicht mit dem Bolzen 21 verbunden sein, so daß eine Relativbewegung der Gelenkteile direkt zwischen dem Gelcnkboizen 21 und der Buchse 25 möglich ist. Ferner kann die Buchse 25 fest mit einer Metallhülse 26 verbunden sein, in deren Öffnung der Gelenkbogen paßt. Bei dieser Ausführungsform treten Relativbewegungen der Gelenkteile zwischen dem Gelenkbolzen 21 und der Metallhülse 26 auf.

Da die Buchse 25 zwischen dem Gelenkbolzen 21 und dem Gehäuseabschnitt des Gelenkinnenteils 19 angeordnet ist, können begrenzte Translationsbewegungen zwischen den Gelenkteilen 19 und 20 ,.uftreten, so daß das Gelenk eine gewisse Flexibilität besitzt. Die Flexibilität, die durch je zwei Buchsen hervorgerufen wird, wenn zwei Rampenabschnitte nach F i g. 2 Ende an Ende miteinander verbunden sind, läßt begrenzte Torsionsbewegungen und begrenzte Drehbewegungen um eine senkrechte Achse zwischen den beiden Abschnitten zusätzlich zu der Drehbewegung um eine waagerechte Achse zu, die durch das Gelenk als seiches ermöglicht wird.

Fin erwünschtes Merkmal eines solchen elastisch flexiblen Gelenks ist die mchtlineare Auslenkungscharakteristik, die es dem Gelenk ermöglicht, fortschreitend steifer zu werden, wenn es aus seiner Stellung bei der Last Null herausbewegt wird. Die Auslcnkungscharakteristikcn eines flexiblen <~'elcnks richten sich nach den Abmessungen, der Form, der Art der Umschließung und der Härte der Elemente aus dem Elastomerwerkstoff.

Fig.5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer »Buchse« aus einem Elastomerwerkstoff. In diesem Fall sind zwei Elastomerwerkstoffe so miteinander verbunden, daß sie eine zusammengesetzte Buchse 25 bilden, die auf ähnliche Weise zur Wirkung kommt wie die an Hand von F i g. 4 beschriebene einfache Buchse. Der innere Elastomcrwerkstoff hat vorzugsweise eine größere Dichte als der äußere Elastomerwerkstoff denn bei dieser Anordnung ergeben sich die vorteilhaftesten Auslenkungseigcnschaften. Natürlich könnte man bei einer Ausführungsform mit einer Kombination von mehreren Elastomerwerkstoffen auch drei oder mehr Elstomerwerkscoffe vorsehen, die entweder konzentrisch oder nebeneinander angeordnet sind.

Fig. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen von Elastomerelementen, die bei den flexiblen Gelenken verwendet werden könnten. Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 ist die Buchse 25 in seitlicher Richtung von den seitlichen Wandabschnitten 27 des

ίο Gelenkaußenteils 20 umschlossen. Da das Elastomerelement in dieser Weise umschlossen ist, könnte sich seine Lebensdauer verlängern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der rechte Rampenabschnitt 13 mit einem zylindrischen Buchsengehäuse 19 durch einen Bügel 29 verbunden, der an dem Gehäuse 19 mittels Lagerzapfen 30 angelenkt ist. Jedoch kann der Bügel 29 keine ungehinderten Schwenkbewegungen gegenüber dem Gehäuse 19 ausführen, denn gemäß F ■ g. 2 und 3 ist jeder Rampenabschnitt 13 mit dem benachbarten Abschnitt durch zwei durch einen Abstand getrennte Gelenkbaugruppen verbunden. Die drehbar^ Lagerung des Bügels 29 auf dem Gehäuse 19 dient dazu, relative Schwenkbewegungen zwischen den Gelenkteilen auszugleichen, die auftreten, wenn die Rampe 12 Seitenkräften ausgesetzt wird. Diese Anordnung führt zu einer gleichmäßigeren Belastung der Buchse 25. Bei der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform umfaßt die Buchse 25 einen Satz von aus einem Elastomerwerkstoff hergestellten Scheiben, die fest mit einer sich in Richtung der Längsachse der Rampe erstreckenden Stange 28 verbunden sind. Jede Längsbewegung der Stange 28 ist von einer reinen Scherbeanspruchung der Elastomerscheiben begleitet, d. h., es tritt keine kombinierte Druck- und Scherbeanspruchung auf, wie es bei den Elastomerbuchsen bei den Ausführungsformen nach F i g. 4 bis 6 der Fail ist.

Wenn eine Leitungsabführungsrampe, die an einem Kahn oder einem anderen Wasserfahrzeug befestigt ist, das schwingende Bewegungen ausführt, mit elastischen und flexiblen Gelenken der vorstehend beschriebenen Art ausgerüstet ist, ist sie nicht mehr gezwungen, die Bewegungen des Fahrzeugs über ihre ganze Länge zu übertragen, sondern sie kann diese Bewegungen durch eine elastische Verformung der Elastomerelemente der Gelenke einiger weniger dem Wasserfahrzeug benachbarter Rampenabschnitte ausgleichen; hierbei behalten die von dem Kahn weiter entfernten Rampenabschnitte ihre

;o Ruhelage im wesentlichen bei. Wenn der Kahn zufällig außer Fluchtung mit der von seinem Heck ablaufenden Rohrleitung kommt, kann die Ablauframpe außerdem ungehindert eine Krümmung annehmen, um diesen Fluchtungsfehler auszugleichen, ohne daß die Rampe oder die Rohrleitung übermäßigen Beanspruchungen ausgesetzt wird.

Man könnte viele der vorstehend beschriebenen Vorteile erzielen, wenn man Gelenke vorsehen würde, die frei kardanisch miteinander verbunden und/oder drehbar sind, statt gemäß der vorstehenden Beschreibung elastisch bzw. flexibel zu sein. Jedoch liefert ein elastisches bzw. biegsames Gelenk eine Rückstellkraft, die zu seiner Auslenkung gegenüber seiner Stellung im unbelasteten Zustand proportional ist. Diese Flexibilität bzw. Steifigkeit in einer seitlichen oder waagerechten Ebene bietet im Vergleich zu einem Gelenk mit relativ zueinander frei drehbaren Teilen verschiedene Vorteile. Eine Leitungs-

ablaiiframpe, deren Abschnitte durch frei drehbare Gelenke miteinander verbunden sind, würde ein solches Ausmaß an Beweglichkeit aufweisen, daß sie nur schwer zu handhaben ist, z. B. wenn auf ihr keine Rohrleitung ruht, durch die die verschiedenen Rampenabschnitte in Fluchtung miteinander gehalten werden.

An maßstäblichen Modellen wurden Versuche durchgeführt, die gezeigt haben, daß eine l.ciiungsablauframpe mit erfindungsgemäßen flexiblen Gelenken in der Praxis im Vergleich zu den bekannten steifen Leitungsablauframpen, die nicht seitlich ausgclenkt werden können, einen erheblichen Vorteil bieten würde.

Zwar wurden vorstehend nur aus einem EIastomcrwerkstoff bzw. Gummi hergestellte Elemente beschrieben, durch deren Verwendung die Gelenke die gewünschte Flexibilität erhalten, doch sei bemerkt, daß man auch andere nachgiebige Anordnungen vorsehen könnte, um die Gelenke innerhalb bestimmter Grenzen in der erwähnten Richtung bewegbar zu machen. Beispielsweise könnte man die EIastomerclemente durch Federn aus Metall oder hydraulische Vorrichtungen ersetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gelenkige Leitungsablauframpe zum Führen einer von einem Wasserfahrzeug aus zu verlegenden Rohrleitung, bestehend aus mehreren Ram- s penabschnitten, die durch an ihren Enden ausgebildete ineinandergreifende Gslenkteile in einer senkrechten Ebene miteinander schwenkbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsteckteile (19, 20) jedes Gelenks mit xo einem radialen und axialen Spiel zueinander angeordnet sind und an mindestens einem der Gelenkteile (19, 20) jedes Rampenabschnitts (13) elastische Mittel (25) vorgesehen sind, die eine begrenzte elastische Bewegung in anderen Ehenen als der senkrechten zulassen.

2. Leitungsablauframpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch zwischen dem am Wasserfahrzeug (10) und dem am ersten Rampenabschnitt (13) angeordneten ineinandergreifenden Gelenkteil (20, 24) elastische Mittel (25) vorgesehen sind.