DE2341932C3 - Eisbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Eisbrecher mit einem zum Eisbrechen ausgebildeten Vorschiff und mit einer an einem bewegbaren Schlitten angeordneten Schneideinrichtung zum Schneiden eines Schlitzes in das Eis.

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 in Frage, wie diese aus der Holzverarbeitung bekannt sind. Die 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 ausübt, nicht gewachsen sind, und zwar insbesondere dann, wenn die Werkzeuge tief in das Eis einschneiden sollen, was bei dicken Eisdecken erforderlich ist

S Bekannt ist ein Eisbrecher mit einem zum Eisbrechen ausgebildeten Vorschiff und mit einer an einem bewegbaren Schlitten angeordneten Schneideinrichtung zum Schneiden eines Schlitzes in das Eis, welche aus einem sägeförmigen Element und aus zu beiden

ίο Seiten des Schiffskörpers angeordneten seitlich auskragenden flügelartigen Tragelementen besteht, die im vorderen Bereich ihrer seitlichen Längskanten mit Kufen versehen sind, die mit einem sägezahnartigen Profil versehen sind. Diese flügelartigen Ansätze am Schiffskörper sind zusätzlich noch mit einer Antriebseinrichtung verbunden, die es ermöglicht, der eisbrechenden Einrichtung die Wirkung einer Säge zu verleihen.
Bei dieser bekannten Ausführungsform wird mittels der bugförmig angeordneten sägezahnartigen Einrichtung eine Rinne in das Eis geschnitten, die durch den Vortrieb des Schiffes aufgespalten wird, so daß die gespaltene Eisdecke unterhalb der flügelartigen Tragelemente vorbeigleitet und von diesen und den mit einem sägezahnartigen Profil versehenen kufenartigen Schnekleinrichtungen und zusätzlich noch durch das Gewicht des Schiffskörpers in kleine Eisschollen zerbrochen wird, wobei diese Wirkung noch zusätzlich unterstützt wird durch die spezielle Formgebung und den Verlauf der flügelartigen seitlich auskragenden Tragelemente, die in Richtung zum Heck abfallend verlaufend ausgebildet sind (US-PS 36 36 904).

Außerdem ist es bekannt, den Bug des Schiffskörpers mit einem pontonartig ausgebildeten bewegbaren Zusatzteil zu versehen, der auf seiner Unterseite mehrere in Schiffskörperlängsrichtung verlaufende und im Abstand voneinander angeordnete Kufen aufweist (US-PS 36 58 024).

Die bei diesen Schiffen vorgesehenen bekannten eisbrechenden Einrichtungen entsprechen in ihrer Wirkung der einer Säge.

Es ist ferner ein Eisbrecher bekannt geworden, dessen eisbrechende Einrichtung an einem bugseitig gelagerten Tragarm befestigt ist, der mit Schwingungseinrichtungen verbunden ist (US-PS 35 30 814).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Eisbrecher der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem Ziel, tiefe Einschnitte in dem Eis bei gleichzeitiger Abführung des herausgeschnittenen Eises anzubringen und somit die Arbeitsweise des eisbrechenden Schiffes zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Eisbrecher mit einem zum Eisbrechen ausgebildeten Vorschiff und mil einer an einem bewegbaren Schlitten angeordneten Schneideinrichtung zum Schneiden eines Schlitzes in das Eis vorgeschlagen, der gemäß der Erfindung in det Weise ausgebildet ist, daß an dem Schlitten mindesten: ein Hobelstahl befestigt ist, der in einem spitzen Winke zur Eisfläche angeordnet ist.

In vorteilhafter weiterer Ausbildung der Erfindung isi der Eisbrecher dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hobelstähle in einem spitzen Winkel zur Eisfläche ir Schiffsvorschubrichtung mit hintereinanderliegender und in verschiedenen waagerechten Ebenen übereinan derliegenden Schneidkanten angeordnet und über ein« senkrechte, plattenförmige Halterung fest miteinandei verbunden sind, die in ihrer Stärke gegenüber der BreiN der Hobelstähle schmäler bemessen ausgebildet ist.

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Außerdem ist der die Hobelstähle tragende Schlitten breiter als die Hobelstähle und frontseitig mit einer den Hobelstählen vorgeschalteten Abweiserfläche versehen. Aufgrund dieser Ausbildung ist eine jjleichbleibende Stellung der Hobelstähle während des Vorschubes des Eisbrechers gewährleistet Ferner wird verhindert, daß in der Arbeitsstellung die Hobelstähle eine derart starke Neigung aufweisen, daß ein Festfressen der Hobelstähle im Eis die Folge ist. Die Breite der Hobelstähle n;m"it von oben nach unten ab.

Ferner besagt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, daß der Schlitten mil einem am Schiff befestigten ParaUelogrammgestänge in der Höhe verstellbar ausgebildet und um eine vertikale Drehachse verschwenkbar ist Des weiteren ist der Schlitten mit den Hobelstählen in der Weise am Schiffsrumpf elastisch aufgehängt, daß der Schlitten mittels eines Seiles vom Vorschiff geschleppt und von Einern in den Schiffsrumpf hineinragenden senkrechten Stab gehalten ist, der mit am oberen und am unteren Stabende angreifenden Seilen am Schiffsrumpf elastisch aufgehängt ist, wobei die einzelnen Seilgruppen über steuerbare Spille spannbar sind und aus jeweils drei Seilen bestehen, die in einer Ebene sternförmig angeordnet sind.

Aufgrund der Ausbildung einer eisbrechenden Einrichtung mit Hobelstählen, deren Schneidkanten in unterschiedlichen Ebenen zueinander angeordnet sind, ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsgang liefe Schlitze in das Eis einzuschneiden, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß das abgehobene Eis in die Hohlräume zwischen den Hobeistählen zur Abführung gleiten kann. Die Verwendung eines, den Hobelstählen vorgeschalteten Schlittens, der zu den Hobelstählen an der Hobelstahltraghalterung derart angeordnet ist, daß der Schlitten auf dem Eis aufliegt, ist gewährleistet, daß mit den Hobelstählen eine immer gleichbleibende Wirkung erzielt wird.

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

Fig. 1 eine an einem Schiffsrumpf befestigbare, aus einem Schlitten und Hobelstählen bestehende Schneideinrichtung in einer Seitenansicht,

F i g. 2 die an dem Vorschiff eines Eisbrechers angeordnete schlittenartige Schneideinrichtung mit einer Vorrichtung zum Einschwenken der Schneideinrichtung in den Schiffsrumpf, teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Längsschnitt und

F i g. 3 die elastische Aufhängung der schlittenartigen Schneideinrichtung am Vorschiff des Eisbrechers teils in Seitenansicht, teils in einem senkrechten Längsschnitt.

In den F i g. 1 bis 3 sind mit 10 eine Eisdecke und mit 11 die in die Eisdecke einzuschneidende Rinne bezeichnet.

Wie F i g. 1 und 2 zeigen, besteht die Einrichtung zum Einschneiden von Rillen in die Eisdecke 10 aus einem am Vorschiff 21 eines Schiffsrumpfes 20 angeordneten Schlitten 30, der vorderseitig eine ansteigend ausgebildete Abweiserfläche 36 aufweist. Der am Schiffsrumpf 20 befestigbare oder anschließbare Schlitten 30 weist bei den in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen drei Hobelstähle 31, 32, 33 auf, die mit dem Schiff über den Schlitten 30 so verbunden sind, daß die für den Vorschub erforderliche Energie direkt durch den Schiffsantrieb geliefert wird. Die Hobelstähle 311,32,33 sind übereinander gestaffelt angeordnet. Sie weisen unterschiedliche Längen auf, und zwar dergestalt, daß die Länge der Hobelstähle 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 Ebenen liegen. Die Hobelstähle 31, 32 sind in dem Schütten 30 so angeordnet, daß die Längsachse der Hobelstähle spitzwinklig zur Arbeitsrichtung, d.h. zur Eisfläche, liegen. Die Hobelstähle 31,32,33 sinJ über eine schmale senkrechte plattenförmige Halterung 35 fest miteinan-ο der verbunden. Das Verbindungsblech der Halterung 35 ist in seiner Stärke gegenüber der Breite der Hobelstähle schmäler bemessen ausgebildet Der Schlitten 30 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 F i g. 1 bei 40 angedeutet ist drehbar und mittels einer in Fig.2 dargestellten Lenkeranordnung 50 mit dem Schiffskörper 20 verbunden. Die durch die Hobelstähle 31,32,33 beim Vorschub des Schlittens 30 in Pfeilrichtung X erzeugten Eisspäne sind mit 13, 14, 15 bezeichnet. Der Schlitten 30 kann über die Achse 40 mit einer in an sich bekannten Einrichtung 41 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 dargestellte Einrichtungen zur Erzeugung von Wärme vorgesehen sein. Die Wärmeerzeugung kann mittels Widerstandsheizung, hindurchgeleiteten Dampf oder Warmwasser erzeugt werden. Die Einrichtungen zur Erzeugung von Wärme können abschnittsweise an den Hobelstählen vorgesehen sein; sie können sich auch über die gesamte Länge der Hobelstähle 31,32,33 erstrecken. Um 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 30 und den Hobelstählen 31, 32, 33 bestehenden Hobeleinrichtung ist diese, wie dies F i g. 2 zeigt, in den Schiffsrumpf 20 einschwenkbar. Hierzu ist das Vorschiff 21 des Schiffsrumpfes 20 im Bereich der Hobeleinrichtung mit einer Ausnehmung 25 versehen, die gleichzeitig die senkrechte Drehachse 40 aufnimmt, die als Tragsäule ausgebildet ist und über die der Schlitten 30 unter Zwischenschaltung einer Lenkeranordnung 50 mit dem Schiffskörper verbunden ist. Diese Lenkeranordnung 50, die als ParaUelogrammgestänge aus den Lenkern 51, 52 besteht, ist mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Antriebsmittel dergestalt verschwenkbar, daß der Schlitten 30 in die Ausnehmung 25 des Schiffsrumpfes 20 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 Lenkeran-

_6s Ordnung 50 dem Schlitten 30 bei entsprechender Aufhängung der Lenkeranordnung eine allseitige Nachgiebigkeit.
Eine weitere Lösung für eine Verbindung des

Schlittens 30 mit dem Schiffskörper 20 ist in Fig.3 dargestellt. Hier ist eine Aufhängung des Schlittens 30 mittels Seilgruppen 60, 62 und 61,63 vorgesehen. Jede Seilgruppe besteht aus mindestens drei Seilen, die in einer horizontalen Ebene sternförmig angeordnet sind, es sind in F i g. 3 jedoch nur zwei Seile jeder Gruppe gezeichnet. Die Seile 60,62 greifen einseitig bei 64,66 an dem oberen Ende 45a des mit dem Schlitten 30 verbundenen Tragstabes 45 an, während die freien Enden der Seile 61,63 bei 65,67 an dem unteren Ende 456 des Tragstabes 45 befestigt sind. Die Seile 60 bis 63 sind über Umlenkrollen 70,71,72,73 geführt und stehen mit motorangetriebenen Spülen 80, 81, 82, 83 in Verbindung. Das Spannen eines jeden Seiles der einzelnen Seilgruppe erfolgt durch die mit den Spülen verbundenen Motoren. Die Antriebseinrichtungen der Spille 80 bis 83 sind in einer Steuereinrichtung 100 zusammengefaßt, durch die die Spannkraft der einzelnen Seile so geregelt wird, daß die vertikale Anpassung des Schlittens 30 auf das Eis und die Nachgiebigkeit in jeder Richtung optimiert werden kann.

Wie ferner die Ausführungsform gemäß F i g. 3 zeigt, wird der Schlitten vom Schiff mitgeschleppt. Hierzu ist der Schlitten 30 über ein die Zugkraft aufnehmendes Seil 90 mit einem im Vorschiff 21 des Schiffsrumpfes 20 angeordneten hydraulischen Arbeitszylinder verbunden, der in das Vorschiff 21 einziehbar ausgebildet ist, wenn der Schlitten 30 eingefahren wird.

Die Schneideinrichtung arbeitet in der Weise, daß die Eisdecke 10 von den Hobelstählen 31, 32, 33 eingeschnitten wird. Der vordere Hobelstahl 31 schneidet eine rechteckige oder trapezförmige Kerbe in das Eis und die Späne 13 werden 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. Die für den Abfluß der Späne nötigen Querschnitte stehen zwischen den Hobelstählen 31, 32, 33 und auf der Rückseite des Schlittens 30 zur Verfügung. Um einer zu großen Reibung oder der Gefahr von Verstopfungen vorzubeugen, ist es von Vorteil, wenn der Schlitten mit einem in. an sich bekannter Weise ausgebildeten Schwingungserreger, der in F i g. 1 bei 40, 41 angedeutet ist, in Verbindung steht. Vorzugsweise kommen Schwingungserreger in Frage, 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, das sowohl zur beschleunigten Abfuhr der Eisspäne dient als auch der Vertiefung des Einschnittes. Kombinationen zwischen Vibratoren, Wärmezufuhreinrichtungen und Druckwasserzuführungseinrichtungen sind möglich.

Bei unregelmäßiger Eisdecke oder Hindernissen weicht der Schlitten 30 mit den Hobelstählen 31,32, 3j 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 30 mit den Hobelstählen ganz in die abdeckbare Ausnehmung 25 im Schiffsrumpf 20 eingezogen. Je nach Aufgabe und der sonstigen Konstruktion des Schiffes können mehrere Schlitten 30 mit Hobelstählen 31, 32, 33 am Schiffsrumpf befestigt sein. Die Schneideinrichtungen sind dann nebeneinanderliegend oder in Schiffsrumpfmitte angeordnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   1; Eisbrecher mit einem zum Eisbrechen ausgebildeten Vorschiff und mit einer an einem bewegbaren Schlitten angeordneten Schneideinrichtung zum Schneiden eines Schlitzes in das Eis, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitten (30) mindestens ein Hobelstahl befestigt ist, der in einem spitzen Winkel zur Eisfläche angeordnet ist
2. 2. Eisbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Hobelstähle (31, 32, 33) diese in einem spitzen Winkel zur Eisfläche in Schiffsvorschubrichtung mit hintereinanderliegenden und in verschiedenen waagerechten Ebenen übereinanderliegenden Schneidkanten angeordnet und über eine senkrechte, plattenförmige Halterung (35) fest miteinander verbunden sind, die in ihrer Stärke gegenüber der Breite der Hobelstähle (31,32,33) schmäler bemessen ausgebildet ist
3. 3. Eisbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (30) breiter als die Hobelstähle (31, 32,33) ist und frontseitig mit einer den Hobelstählen vorgeschalteten Abweiserfläche (36) versehen ist
4. 4. Eisbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der übereinander angeordneten Hobelstähle (31, 32, 33) von oben nach unten abnimmt.
5. 5. Eisbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (30) mit einem am Schiff befestigten Parallelogrammgestänge (51, 52) in der Höhe verstellbar ausgebildet und um eine vertikale Drehachse (40) verschwenkbar ist
6. 6. Eisbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (30) mittels eines Seiles (90) vom Vorschiff (21) geschleppt und von einem in den Schiffsrumpf (20) hineinragenden senkrechten Stab (45) gehalten ist, der mit am oberen und am unteren Stabende (45a, 456) angreifenden Seilen (60 bis 63) am Schiffsrumpf (20) elastisch aufgehängt ist, wobei die einzelnen Seilgruppen (60, 61, 62, 63) über steuerbare Spille (80, 81, 82, 83) spannbar sind und aus jeweils drei Seilen bestehen, die in einer Ebene sternförmig angeordnet sind.