DE2341932A1 - Eisbrecher - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 41304

D.p-..iN:=i R. SPLANEMANN · O₁PU-CHEM. dr. B. REITZNER · dipu-inq. J. RICHTER

MDNCmEN HAMBURa

SOOO HAMBURG 38 16.8.1973 Neuer Wall 10 Telefon: (Mil) 34 00 45 Telegramm-Adr.: Inventiui Hamburg

unser. Akt.: 5o4-2-I-lo42/-III-lo4-3

InrZe.ch.n: Tjr.-Illg. E.h.

Heinrich Waas, Hamburg

Patentanmeldung

Eisbrecher

Wenn eisbrechende Schiffe starke Eisdecken zu durchfahren haben, benötigen sie eine sehr hohe Antriebsleistung, wodurch ihre Wirtschaftlichkeit eingeschränkt wird. Es sind Überlegungen und Versuche bekannt, die erforderliche Antriebsleistung wirtschaftlicher zu gestalten, und zwar insofern, als durch am Schiff angebrachte Ausleger mit Werkzeugen Rillen in das Eis geschnitten werden, damit das Eis leichter bricht oder sogar ganz durchschnitten wird. Hierzu kommen die gleichen Arten von Werkzeugen infrage, wie diese aus der Holzverarbeitung bekannt sind. Die

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Schwierigkeit besteht jedoch darin, dass diese Werkzeuge mit ihrem erforderlichen maschinellen Antrieb kompliziert und empfindlich werden, so dass sie den schweren Beanspruchungen, die das Eis im Zusammenhang mit der Arbeitsweise des Eisbrechers auf See ausübt, nicht gewachsen sind, und zwar insbesondere dann, wenn die Werkzeuge tief in das Eis einschneiden sollen, was bei dicken Eisdecken erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Eisbrecher mit einer Einrichtung zum Einschneiden von Rillen in die Eisdecke zu schaffen mit dem Ziel, die Arbeitsweise der eisbrechenden Schiffe zu verbessern und die bei den bekannten Einrichtungen gegebenen Mangel zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe v.^rird ein Eisbrecher vorgeschlagen, der gemäss der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, dass an dem auskragend ausgebildeten und oberhalb des Eises liegenden Vorschiff ein Schlitten mit mindestens einem Hobelstahl befestigt ist, der in einem npitzen Winkel zur Eisfläche angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft ferner einen Eisbrecher, der dadurch gekennzeichnet ist, dass an dem auskragend ausgebildeten und oberhalb des Eises liegenden Vorschiff ein Schlitten mit mehreren Hobelstählen befestigt ist,

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die in einem spitzen Winkel zur Eisfläche und in Schiffsvorschubriclitung hintereinanderliegend mit in verschiedenen waagerechten, in Richtung zum Schiff stufenweise in der Höhe abnehmenden Ebenen liegenden Schneidkanten angeordnet und über eine senkrechte plattenförmige Halterung fest miteinander verbunden sind, die in ihrer Stärke gegenüber der Breite der Hobelstähle schmäler bemessen ausgebildet ist.

Der auf dem Eis zur Auflage gebrachte Schlitten mit den unterschiedliche Längen aufweisenden Hobelstählen weist gegenüber der Breite der Hobelstähle eine grössere Breite auf und ist frontseitig mit einer den Hobelstählen vorgeschalteten Abweiserflache versehen.

Um die Wirkungsweise der Hobelstahle noch zu erhöhen, ist der Schlitten mit einem vertikale Schwingungen kleiner Amplitude und hoher Frequenz erzeugenden Schwingungserreger verbunden. Darüber hinaus können die Hobelstähle mit Einrichtungen für eine Wärmezufuhr versehen sein. Bei einer weiteren Ausgestaltung mündet auf der Unterseite eines oder aller Hobelstähle eine Druckwasserleitung mit sirier nach unten und/oder rückwärts gerichteten Wasseraustritt GÖffnung.

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Ferner betrifft die Erfindung eine Ausgestaltung des Eisbrechers mit der Möglichkeit, den Schlitten mit den Hobelstählen bei Fahrten des Schiffes in offenen Gewässern in den Schiffsrumpf einzuziehen, was mittels eines Parallelogrammgestänges od.dgl. erfolgen kann. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Schlitten mit den Hobelstählen elastisch am Schiffsrumpf aufgehängt. Die Höhenlage und die allseitige Nachgiebigkeit der aus Schlitten und Hobelstählen bestehenden Schneideinrichtung sind steuerbar.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine an einem Schiffsrumpf befestigbare aua einem Schlitten und Hobelstählen bestehende Schneideinrichtung in einer Se itenansicht,

Fig. 2 die an dem Vorschiff eines Eisbrechers

angeordnete Schneideinrichtung mit einer Vorrichtung zum Einschwenken der Schneideinrichtung in den Schiffsrumpf, teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt und

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Fig. 3 die elastische Aufhängung der Schneideinrichtung am Vorschiff des Schiffrumpfes teils in Seitenansicht, teils in einem senkrechten Schnitt·

In den fig. 1 bis 3 sind mit Io eine Eisdecke und mit die in die Eisdecke einzuschneidende Rinne bezeichnet.

Vie Fig. 1 und 2 zeigen, besteht die Einrichtung zum Einschneiden von Rillen in die Eisdecke Io aus einem am Vorschiff 21 eines Schiffsrumpfes.2o angeordneten Schlitten 3o, der vorderseitig eine ansteigend ausgebildete Abweiserfläche 36 aufweist. Der am Schiffsrumpf 2o befestigbare oder anschliessbare Schlitten 3© weist bei den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen drei Hobelstähle 31*32,33 auf, die mit dem Schiff über den Schlitten 3o so verbunden sind, dass die für den Vorschub erforderliche Energie direkt durch den Schiffsantrieb geliefert wird. Die Hobelstähle 31*32,33 sind übereinander gestaffelt angeordnet. Sie weisen unterschiedliche Längen auf, und zwar dergestalt, dass die Länge der Hobel stähle vom rückwärtigen Hobelstahl 33 zum vorderen Hobelstahl 31 abnimmt, so dass die Schneidkanten der Hobelstähle 31*32,33 in verschiedenen waagerechten, in Richtung zum Schiff stufenweise in der Höhe abnehmenden

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Ebenen liegen. Die Hobelstähle 31»32 sind in dem Schlitten 3o so angeordnet, dass die Längsachse der Hobelstänle spitzwinklig zur Arbeitsrichtung, d.h. zur Eisflächej liegen. Die Hobelstähle 31.32,33 sind über eine schmale senkrechte plattenförmige Halterung 35 fest miteinander verbunden. Dieses Verbindungsblech 35 ist in seiner Stärke gegenüber der Breite der Hobelstähle schmäler bemessen ausgebildet. Der Schlitten 3o ist breiter bemessen als die Hobelstähle 31»32,33· Er ist etwa über dem Gewichtsschwerpunkt der Hobeleinrichtung und vor dem Angriffspunkt der Schneide des obersten Hobelstahles 31 an einer um eine senkrechte Achse, die in Fig. 1 bis 4-0 angedeutet ist, drehbar und mittels einer in Fig. 2 dargestellten Lenkeranordnung 5o nit dem Schiffskörper 2o verbunden. Die durch die Hobelstähle 31*32,33 beim Vorschub des Schlittens 3o in Pfeilriclrfcung X erzeugten Eisspäne sind mit 13»14-»15 bezeichnet. Der Schlitten 3o kann über die Achse 4-0 mit einer in an sich bekannten Einrichtung 4-1 für die Erregung von vertikalen Schwingungen kleiner Amplitude und hoher Frequenz verbunden sein.

Um das Festfrieren - insbesondere bei Stillstand des Schiffes - zu vermeiden und bei Fahrt die Reibung gegenüber dem Eis zu vermindern, können in den Innenräumen der Hobelstähle 31*32,33 in der Zeichnung nicht

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dargestellte Einrichtungen zur Erzeugung von Wärme vorgesehen sein. Die Wärmeerzeugung kann mittels Widerstandsheizung, hindurchgeleiteten Dampf oder Warmwasser erzeugt werden. Die Einrichtungen zur Ei-zeugung von Wärme können abschnittsweise an.den Hobelstählen vorgesehen sein; sie können sich auch über die gesamte Länge der Hobelstähle 31,32,33 erstrecken. Ifia die Schnittiefe zu erhöhen, können ferner die Hobelstähle 31*32,33 mit Zu- und Ableitungen für die Zuleitung von Druckwasser versehen sein, das mit sehr hoher Geschwindigkeit an der Unterseite eines oder mehrerer Hobelstähle in einem vorwiegend nach unten oder hinten gerichteten Strahl austreten kann.

Bei Nichtgebrauch der aus Schlitten 3o und den Hobelstählen 31,32,33 bestehenden Hobeleinrichtung ist diese, wie dies Fig. 2 zeigt, in den Schiffsrumpf 2o einschwenkbar. Hierzu ist das Vorschiff 21 des Schiffsrumpfes 2o im Bereich der Hobeleinrichtung mit einer Ausnehmung 25 versehen, die gleichzeitig die senkrechte Achse 4-0 aufnimmt, die als Tragsäule ausgebildet ist und über die der Schlitten 3o unter Zwischenschaltung einer Lenkeranordnung 5o mit dem Schiffskörper verbunden ist. Diese Lenkeranordnung 5o, die als Parallelogrammgestange mit den Lenkern 51*52 ausgebildet ist, ist mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Antriebsmittel dergestalt verschwenkbar, dass der Schlitten 3o in die Aus-

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nehmung 25 des Schiffsrumpfes 2o einfahrbar ist. Die Drehpunkte der Lenker 51»52 sind bei 53 »54 sowie 55» 56 angedeutet. Anstelle eines Parallelogrammgestänges kann das Einschwenken und Ausfahren des Schlittens auch mittels hydraulischer Hubzylinder oder elektromotorisch erfolgen. Darüber hinaus verleiht die Lenkeranordnung 5o dem Schlitten 3o bei entsprechender Aufhängung der Lenkeranordnung eine allseitige Nachgiebigkeit.

Eine weitere Lösung für eine Verbindung des Schlittens 3o mit dem Schiffskörper 2o ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist eine Aufhängung des Schlittens 3o mittels Seilgruppen 6o,62 und 61,63 vorgesehen. Jede Seilgruppe besteht aus mindestens drei Seilen, die in einer horizontalen Ebene sternförmig angeordnet sind, es sind in Pig. 3 jedoch nur zwei Seile Jeder Gruppe gezeichnet. Die Seile 6o,62 greifen einseitig bei 64,66 an dem oberen Ende 45a des mit dem Schlitten 3o verbundenen Tragstabes 45 an, während die freien Enden der Seile 61,63 bei 65,67 an dem unteren Ende 45b des Tragstabes 45 befestigt sind. Die Seile 6o bis 63 sind über Umlenkrollen 7o,71 , 72,73 geführt und stehen mit motorangetriebenen Spülen 8o,81,82,83 ...n Verbindung. Das Spannen eines Jeden Seiles der einzelnen Seilgruppe erfolgt durch die mit den Spülen verbundenen Motoren. Die Antriebseinrichtungen der Spille

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8o bis 83 sind in einer Steuereinrichtung loo zusammengefasst, durch die die Spannkraft der einzelnen Seile so geregelt wird, dass die vertikale Anpassung des Schlittens 3° auf das Eis und die Nachgiebigkeit in Jeder Richtung optimiert werden kann·

Wie ferner die Ausführungsform gemäss Fig. 3 zeigt, wird der Schlitten vom Schiff mitgeschleppt. Hierzu ist der Schlitten 3o über ein die Zugkraft aufnehmendes Seil 9o mit einem im Vorschiff 21 des Schiffsrumpfes 2o angeordneten hydraulischen Arbeitszylinder verbunden, der in das Vorschiff 21 einziehbar ausgebildet ist, wenn der Schlitten 3o nicht benötigt wird.

Die Schneideinrichtung arbeitet in der Weise, dass die Eisdecke Io von den Hobelstählen 31»32,33 durchschnitten wird. Der vordere Hobelstahl 31 schneidet eine rechteckige oder trapezförmige Kerbe in das Eis und die Späne 13 »erden nach oben abgeführt. Um eine rechteckige oder trapezförmige Kerbe in das Eis einschneiden zu können, weist der Hobelstahl 31 eine entsprechende Profilierung auf. Das gleiche trifft in Bezug auf die Ausgestaltung und die Wirkungsweise auf die nachfolgenden Hobelstähle 32,33 zu. Auch hier erfolgt ein Abführen der Eisspäne 14,15 nach oben. Sie für den Abfluss der Späne nötigen Querschnitte stehen zwischen den Hobelstählen

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31,32,33 und auf der Rückseite des Schlittens 3o zur Verfugung. Um einer zu groasen Reibung oder der Gefahr von Verstopfungen vorzubeugen, ist es von Vorteil, wenn der Schlitten mit einem in an sich bekannterweise ausgebildeten Schwingungserreger, der in Pig- I bei 4o,41 angedeutet ist, in Verbindung steht. Vorzugsweise kommen Schwingungserreger infrage, die vertikale Schwingungen kleiner Amplitude und hoher Frequenz erzeugen. Auch die Zufuhr von Wärme oder die Anwendung von Druckwasser dient zur Vermeidung einer grossen Reibung und der Begegnung der Gefahr von Verstopfungen· Neben der Verwendung von Vibratoren oder der Zufuhr von Wärme zu den Hobelstählen 31»32,33 kann zur Erhöhung der Schnittiefe Druckwasser verwendet werden, da.; sowohl zur beschleunigten Abfuhr der Eisspäne dient als auch der Vertiefung des Einschittes. Kombinationen zwischen Vibratoren, Wärmezuführeinrichtungen und Druckwasserzuführungseinrichtungen sind möglich.

Bei unregelmässj^r Eisdecke oder Hindernissen weicht der Schlitten 3o mit den Hobelstählen 31»32,33 aufgrund seiner elastischen Aufhängung und der an der Vorderseite des Schlittens 30 ausgebildeten Abweiserfläche 36 aus. Das gleiche trifft auch bei seitlich auftretenden Kräften zu. Bei Nichtgebrauch und zur Wartung wird der Schlitten

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3o mit den Hobelstählen ganz in die abdeckbare Ausnehmung 25 im Schiffsrumpf 2o eingezogen. Je nach Aufgabe und der sonstigen Konstruktion des Schiffes können mehrere Schlitten 3o mit Hobelstählen 31»32,33 am Schiffsrumpf befestigt sein. Die Schneideinrichtungen sind dann nebeneinanderliegend oder in Schiffsrumpfmitte angeordnet.

- Patentansprüche -

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Claims (11)

Patentanspruch·

1./Eisbrecher, dadurch gekennzeichnet, dass an dem auskragend ausgebildeten und oberhalb des Eises liegenden Vorschiff (21) ein Schlitten (3o) mit mindestens einem Hobelstahl befestigt ist, der in einem spitzen Winkel zur Eisfläche angeordnet ist.

2. Eisbrecher, dadurch gekennzeichnet, dass an dem auskragend ausgebildeten und oberhalb des Eises liegenden Vorschiff (21) ein Schlitten (3o) mit mehreren Hobelstählen (31,32,33) befestigt ist, die in einem spitzen Winkel zur Eisfläche und in Schiffsvorschubrichtung hintereinanderliegend mit in verschiedenen waagerechten, in Richtung zum Schiff stufenweise

in der Höhe abnehmenden Ebenen liegenden Schneidkanten angeordnet und über eine senkrechte plattenförmlge
Halterung (35) Tost miteinander verbunden sind, die
in ihrer Stärke gegenüber der Breite dor Hobelstähle (31,32,33) schmäler bemessen ausgebildet ist.

3. Eisbrecher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den Eis zur Auflage gebrachte Schlitten

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(3o) gegenüber der Breite der Hobelstähle (31»32,33) eine grössere Breite aufweist und frontseitig mit einer den Hobelstählen (31»32,33) vorgeschalteten Abweiserflache (36) versehen ist·

4. Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (3o) mit den Hobelstählen (31,32,33) Biit einem vertikale Schwingungen kleiner Amplitude und hoher Frequenz erzeugenden Schwingungserreger (4o,41) verbunden ist.

5. Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hobelstähle (31*32,33) abschnittsweise mit einer in ihrem Innenraum angeordneten Värmeerzeugungseinrichtung versehen sind.

f. Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hobelstähle (31»32,33) in ihren Innenräumen je eine sich über die gesamte Hobelstahllänge erstreckende Einrichtung zur Wärmeerzeugung aufweisen.

7. Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite eines oder mehrerer Hobelstähle (31*32,33) eine Druckwasserleitung mit

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-IA-

einer nach unten und/oder rückwärts gerichteten Wasseraustrittsöffnung mündet.

8. Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (3o) mittels einer echiffsseitig befestigbaren Lenkeranordnung (5o), wie Parallelograragestänge (51»52) od.dgl., in der Höhe verstellbar ausgebildet und um eine vertikale Drehachse verschwenkbar ist.

9· Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schiffsrumpf (2o) eine dem Schlitten (3o) zugekehrte Ausnehmung (25) ausgebildet ist, in die der Schlitten (3o) einschwenkbar oder anhebbar ist·

10.Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der übereinander angeordneten Hobelstähle (31,32,33) von oben nach unten abnehmend ausge-* bildet ist.

11.Eisbrecher nach Anspruch 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorschiff (21) mehrere aus Schlitten (3o) und Hobelstählen (31*32,33) bestehende Einrichtungen nebeneinanderliegend angeordnet sind.

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12· Eisbrecher nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mittels eines Seiles (9o) vom Vorschiff (21) schleppbare Schlitten (Jo) mit einem in den Schiffsrumpf (2p) hineinragenden senkrechten Stab (45) verbunden ist und mittels Seilgruppen (6o,61,62,63), die am oberen und am unteren Ende (45a,45b) des Stabes (45) angreifen, an dem Schiffsrumpf (2ό) elastisch auf gebilligt ist, wobei die einzelnen Seilgruppen (6o,61,62,63) über Spille (8o,81, .2,83) spannbar sind und aus jeweils drei Seilen bestehen, die in einer Ebene sternförmig angeordnet sind«

13· Eisbrecher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spille (8o,81,82,83) mit einer Einrichtung (loo) zui· Steuerung der Höhenlage und einer allseitigen Nachgiebigkeit des Schlittens (3o) mit den Hobelstählen verbunden sind·

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