DE2516372C3 - Kupplungseinrichtung zur Verbindung eines Schubbootes mit einem Lastkahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung zur Verbindung eines Schubbootes mit einem Lastkahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Kupplungseinrichtung dieser Art (siehe den in der Beschreibungseinleitung der DE-OS 03 818 geschilderten Stand der Technik) wird die Verbindung zwischen den vertikalen Kanälen des Lastkahnes und den hiermit zusammenwirkenden Verbindungszapfen mittels Keilen und Zähnen erzielt Eine solche Anordnung kann jedoch aufgrund einer übermäßigen Beanspruchung plötzliche Beschädigungen erfahren, wenn sich im Tiefgangverhältnis zwischen den beiden Wasserfahrzeugen im zeitweilig gelösten Verbindungszustand plötzliche Veränderungen ergeben, wie dies beispielsweise bei Kipplastkähnen der Fall

so sein kann. Weiterhin hat sich auch gezeigt, daß sich beim vorherigen gegenseitigen Positionieren der beiden Wasserfahrzeuge, was ein unabdingbarer Vorbereitungsschritt für den eigentlichen Kupplungsvorgang darstellt, einige Schwierigkeiten ergeben.

Bei einer weiteren bekannten Kupplungseinrichtung (GB-PS 12 07 343) ist die Anordnung derart getroffen, daß die normal ausgebildeten Enden von Verbindungszapfen zum Zweck des Kuppeins in normale Ausnehmungen hineingeschoben werden. Letztere sind jedoch in gesonderten Blöcken vorgesehen, die gesondert für sich in den vertikalen Kanälen im Heck des Lastkahnes derart angeordnet sind, daß sie mittels einer gesonderten Einrichtung vertikal verschieblich sind. Dies ist bei der bekannten Kupplungseinrichtung deswegen erfor-

2> derlich weil zum Durchführen des Kupplungsvorganges jeweils entsprechend dem Tiefgang und den sonstigen örtlichen Bedingungen die die Ausnehmungen aufweisenden B.'öcke derart weit nach oben oder unten verschoben werden müssen, daß die in den Blöcken

3d enthaltenen Ausnehmungen die richtige Höhenlage zur Aufnahme der Enden der Verbindungszapfen aufweisen. Darüber hinaus ist noch eine gesonderte unabhängige Einrichtung erforderlich, um die die Ausnehmungen enthaltenden Blöcke nach der Durchführung des Kupplungsvorganges in ihrer vertikalen Höhenlage festzulegen.

Schließlich ist bei einer weiteren bekannten Kupplungseinrichtung (DE-GM 19 06 905) als Kupplungsteil jeweils ein Gleitstein vorgesehen, der frei längs des vertikalen Kanales des Lastkahnes gleitet und daher dort nicnt derart festgelegt ist, daß ein Gleiten verhindert wäre. Darüber hinaus isi der Gleitstein um einen Zapfen verschwenkbar, der eine vertikale Drehachse des den Gleitstein tragenden Armes darstellt und lediglich dazu dient, um den Gleitstein aus seiner nach innen verschwenkten Ruhestellung in seine nach außen verschwenkte Kupplungsstellung zu verbringen. Außerdem kommen Hydraulikzylinder zur Anwendung, die jedoch nur zu dem einzigen Zweck verwendet wenden, die Gleitsteine nach außen zu verschwenken. Dies bedeutet, daß die Hydraulikzylinder nicht die Gleitsteine in den ihnen zugeordneten vertikalen Kanälen festlegen können. Hierzu ist vielmehr eine gesonderte Vorrichtung erforderlich.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kupplungseinrichtung der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, daß der Kupplungsvorgang ohne jegliche unzulässige Beanspruchung der Einzelteile der Kupplungseinrichtung stoßfrei und leicht sowie unabhängig vom jeweiligen Tiefgangverhältnis der beiden zu verbindenden Wasserfahrzeuge durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Da bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung

als Kupplungsteil miteinander zusammenwirkende Einbuchtungen und Ausbuchtungen vorgesehen sind, die in den vertikalen Kanälen bzw. an den freien Enden der Verbindungszapfen angeordnet sind und jeweils abgeschrägte Flächen aufweisen, erfolgt der Kupplungsvorgang nicht nur stoßfrei und leicht, sondern kann auch unabhängig vom jeweiligen Tiefgasgverhältnis der beiden Wasserfahrzeuge durchgeführt werden, da sich die am freien Ende jedes Verbindungszapfens vorgesehen beiden Ausbuchtungen entsprechend den jeweiligen örtlichen Bedingungen in Abhängigkeit vom jeweils vorliegenden Wellengang oder vom Tiefgang der miteinander zu kuppelnden Boote gleichsam automatisch ohne weiteres ein geeignetes Einbuchtungspaar der Kanäle auswägen können, und zwar deswegen, weil ι j sich diese Einbuchtungen im Abstand voneinander über die gesamte Höhe der Kanäle erstrecken.

Wenn das Schubboot und der Lastkahn geschweißt und derart groß sind, daß sich geometrische Ungenauigkeiten aufgrund von baulichen Deformationen und in Fehlausrichtungen durch Schweißspannungen nicht vermieden werden können, muß dem dichten Kontakt zwischen den Ausbuchtungen der Verbindungszapfen und den Einbuchtungen der Kanäle besondere Sorgfalt gewidmet werden. Ein solcher dichter Kontakt ergibt sich jedoch dann von selbst, wenn der Verbindungszapfen einen sphärischen Kopf aufweist, über dem als Kupplungsteil eine Kappe angeordnet ist, und zwar derart, daß sich sich innerhalb eines kleinen Bereiches, der in praktischen Anwendungsfällen erforderlich ist, in jo jede beliebige Richtung verdrehen kann. Diese Kappe weist dann die beiden Ausbuchlungen auf, die mit einem Paar Einbuchtungen in Eingriff kommen, wenn der Verbindungszapfen hydraulisch herausgeschoben wird. Die sphärische Fassung der Kappe gewährleistet, daß aufgrund des Schweißens gegebene Ungenauigkeiten ausgeglichen werden, wobei außerdem eine sehr feste und zuverlässige Verbindung verwirklicht wird, ohne daß sich in irgendeinem Teil der Kupplungseinrichtung eine unzulässig hohe Belastung ergibt.

Zwischen dem Schubboot und dem Lastkahn, die mittels der Kupplungseinrichtung verbunden sind, existiert lediglich eine Relativstamplfaewegung, während andere Relativbewegungen, wie Schlingern, Gieren, Anheben, Abtriften und Hin- und Herschwingen, nicht möglich sind. Weiterhin beträgt die Verschiebe- bzw. Versetzungsbewegung im allgemeinen lediglich ¹Ao oder weniger der Vollastverschiebebewegung des Lastkahnes, so daß alle Bewegungen des Schubbootes, die keine Stampfbewegungen sind, den Bewegungen des Lastkahnes folgen. Es wird deswegen die Gesamtbewegung des Schubbootes weich und langsam, und die Betätigung sowie: Steuerung des Schubbootes können äußerst leicht durchgeführt v/erden. Weiterhin kann die feste Verbindung, die sich aufgrund des Eingriffs der Ausbuchlungen der Verbindungszapfen oder der hieran befestigten Kappen mit den stufenweise in den vertikalen Kanälen angeordneten Einbuchtungen ergibt, bei jedem beliebigen Tiefgangverhältnis hergestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. E:. i»igv

F i g. 1 die Kupplungseinrichtung in der eingezogenen Ruhestellung schematisch in Draufsicht und

Fig.2 im vertikalen Längsschnitt gemäß Linie II-II nach Fig. 1;

Fig.3 in Draufsicht die Kupplungseinrichtung in der herausgeschobenen Kupplungsstellung;

Fig.4 den in Eingriffsstellung im vertikalen Kanal befindlichen Verbindungszapfen im horizontalen Schnitt und

F i g. 5 im vertikalen Schnitt gemäß Linie V-V nach Fig. 4;

Fig.6 das freie Ende des Verbindungszapfens schematisch in Draufsicht und

Fig.7 im vertikalen Schnitt gemäß Linie VII-VIl nach F i g. 6;

F i g. 8 schematisch in Draufsicht eine abgewandelte Ausführungsform der Kupplungseinrichtung in Kupplungsstellung und

F i g. 9 im vertikalen Schnitt in Ruhestellung sowie

Fig. 10 einen vertikalen Schnitt gemäß Linie X-X nach Fig.8 zur Darstellung des Eingriffs des freien Endes des Verbindungszapfens mit dem Kanal.

Wie anhand der Kupplungseinrichtung gemäß F i g. 1 bis 7 ersichtlich, ist ein Lastkahn 1 an seinem Heck mit einer Ausnehmung 2 zur Aufnahme des Buges 4 eines Schubbootes 3 versehen. Ausbildung und Größe der Ausnehmung 2 sind derart gehalten, daß sich zwischen dem Bug 4 des Schubbootes und der Ausnehmung 2 des Lastkahnes 1 ein entsprechender Zwischenraum befindet, wenn das Schubboot 3 mit dem Lastkahn t verbunden ist. Jede der einander zugekehrten Seiten der Innenwand der Ausnehmung 2 ist mit einem vertikal verlaufenden einen trapezförmigen Querschnitt aufweisenden Kanal 5 versehen, der sich zur Ausnehmung 2 hin öffnet und nahe der Innenwand der Ausnehmung 2 zwei Seitenwände 6, 8 sowie einen Boden aufweist. Die einander gegenüberliegenden Seitenwände 6, 8 des Kanals 5 besitzen jeweils Einbuchtungen 7, 9 die sich horiozontal von der öffnung des Kanals 5 bis zu seinem Boden erstrecken und von oben nach unten etwa in gleich großem Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß jede Einbuchtung 7 der Kanalseitenwand 6 sich auf derselben Höhe befindet wie die zugeordnete Einbuchtung 9 der anderen Kanalseitenwand 8.

Jede Seite des Buges 4 des Schubbootes 3 ist mit einem zylindrischen Verbindungszapfen 11 versehen, der mittels eines langen Lagers 10 gelagert und verschieblich in diesem geführt ist. Dieses Lager 10 ist jeweils querverlaufend symmetrisch in bezug auf die Schiffsmittellinie angeordnet und am Schiffsrumpf befestigt. Das freie Ende 12 jedes Verbindungszapfens 7 ist derart geformt, daß es in einem vorbestimmten Ausfahrzustand zum Stillstand kommt und in dichte Berührung mit einem beliebigen Paar der Einbuchtungen 7, 9 des Kanals 5 gelangt, wenn es in den Kanal 5 eingeführt wird. Wenn beispielsweise der Kanal 5 einen trapezförmigen Querschnitt besitzt und jede Einbuchtung 7, 9 die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist, wie aus Fig.4 und 5 ersichtlich, besitzt das freie Ende 12 jedes Verbindungszapfens i\ an seiner Vorderseite und Achterseite Ausbuchtungen 13,14 von gleichschenklig dreieckförmigem Querschnitt mit einem den Einbuchtungen 7, 9 entsprechenden Scheitelwinkel und ist außerdem derart konisch sich verjüngend ausgebildet, daß es dem trapezförmigen Querschnitt des Kanals 5 entspricht. Die äußeren Enden der Ausbuchtungen 13,14 sind entsprechend abgeschrägt, so daß sie leicht in die Einbuchtungen 7, 9 eingeführt werden können. Jeder Verbindungszapfen 11 kann mittels einer hydraulisch arbeitenden Betätigungseinrichtung, beispielsweise einen Hydraulikzylinder 15, herausgedrückt und zurückgezogen werden, wobei er auch in seiner herausgeschobenen Kupplungsstellung unter einer nach außen gerichteten Kraft gehalten werden kann, um zu

verhindern, daß er aufgrund der großen, von außen einwirkenden Kräfte in den Schiffsrumpf zurückgedrückt wird.

Die beschriebene Kupplungseinrichtung arbeitet folgendermaßen:

Bevor das Schubboot 3 mit dem Lastkahn 1 verbunden wird, ist jeder im Lager 10 geführte Verbindungszapfen 11 in den Rumpf des Schubbootes 3 zurückgezogen, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich. In dieser Stellung ist das freie Ende 12 des Verbindungszapfens 11 vollständig in den Rumpf des Schubbootes 3 zurückgezogen, so daß der Bug 4 des Schubbootes 3 leicht in die Ausnehmung 2 des Lastkahnes 1 eingeführt werden kann. Gleichzeitig wird die Stellung der Verbindungszapfen 11 durch entsprechende Betätigung des Schubbootes 3 in Flucht mit den Kanälen 5 gebracht. Unmittelbar danach werden die Hydraulikzylinder 15 derart betätigt, daß sie die Verbindungszapfen 11 nach außen bewegen, wodurch die an den freien Enden 12 der Verbindungszapfen befindlichen Ausbuchtungen 13, 14 mit ihren abgeschrägten Enden automatisch auf ein beliebiges Einbuchtungspaar 7, 9 treffen, und zwar auf dasjenige, das etwa auf der gleichen Höhe wie der Verbindungszapfen 11 angeordnet ist, worauf die Ausbuchtungen 13, 14 des Verbindungszapfens 11 sodann sanft in die Einbuchtungen 7, 9 eingeführt werden. Nachdem die Ausfahrbewegung der Verbindungszapfen 11 stillgesetzt ist, wird der Druck in den Hydraulikzylindern 15 auf seinem Wert beibehalten. Damit ist der Kupplungsvorgang zwischen dem Lastkahn 1 und dem Schubboot 3 beendet, wie aus Fig. 3 ersichtlich.

Wenn das Schubboot 3 in der beschriebenen Weise mit dem Lastkahn 1 verbunden ist, ist keinerlei Relativdrehung zwischen dem Lastkahn 1 und den Verbindungszapfen 11 möglich, jedoch werden zwischen den Verbindungszapfen 11 und dem Rumpf des Schubbootes 3 Relativdrehungen entsprechend dem relativen Stampfen zwischen den beiden Wasserfahrzeugen 1, 3 erzeugt. Um daher diese Relativdrehbewegung zu ermöglichen, sind die inneren Enden der Verbindungszapfen 11 mit den Kolbenstangen 16 der Hydraulikzylinder 15 jeweils über entsprechende Kupplungsglieder 17 verbunden, so daß ohne Auftreten einer Störung Relativstampfbewegungen zwischen den beiden Wasserfahrzeugen 1, 3 stattfinden können. Weiterhin sind jeweils die Einbuchtungen 7, 9 vertikal längs der Kanäle 5 über eine Strecke hinweg angeordnet, die dem Ausmaß des sich ändernden Tiefgangs entspricht und derart groß gehalten ist, daß die freien Enden 12 der Verbindungszapfen 11 in Abhängigkeit von dem jeweils gegebenen Tiefgangverhältnis automatisch ein beliebiges Einbuchtungspaar 7, 7, das etwa auf der gleichen Höhe wie die Verbindungszapfen 11 angeordnet ist, vorfinden und hiermit in Eingriff kommen können. Es ist daher vor der Betätigung der Kupplungseinrichtung keinerlei Justieren des Tiefgangverhältnisses zwischen den beiden zu verbindenden Wasserfahrzeugen 1,3 erforderlich.

Bei der abgewandelten Ausführungsform der Kupplungseinrichtung gemäß Fi g. 8 bis 10 ist das freie Ende jedes Verbindungszapfens 18 als sphärischer Kopf 20 mit einem eingezogenen Halsteil 19 ausgebildet Eine Kappe 21 mit einer sphärischen Innenfläche ist derart über dem sphärischen Kopf 20 befestigt, daß sie auf diesen mit geringsmöglichem Zwischenraum aufgepaßt ist Diese sphärische Innenfläche der Kappe 21 ist an der Kappenöffnung mit einer Stopfbuchse 22 versehen, die eine öffnung 23 mit einem Durchmesser aufweist, der größer ist als derjenige des eingeschnürten Halsteiles

19, jedoch kleiner als derjenige des sphärischen Kopfes

20, so daß die Kappe 21 sich innerhalb des Bereiches, der durch die Durchmesser von Halsteil 19 und öffnung 23 begrenzt ist, in jeder beliebigen Richtung drehen kann. Wie aus F i g. 10 ersichtlich, weist die Kappe 21 an ihrer Vorderseite und Achterseite Ausbuchtungen 24 bzw. 25 auf, die derart geformt sind, daß sie in ein beliebiges Paar der Einbuchtungen 7,9 eingeführt werden können. Die äußeren Enden der Ausbuchtungen 24, 25 sind entsprechend abgeschrägt, damit sie leicht in die Einbuchtungen 7, 9 usw. eindringen können. Darüber hinaus ist die Kappe 21 etwa in horizontaler Lage gehalten, und zwar durch eine Schraubenfeder 28, die sich zwischen der Stirnfläche 27 des Verbindungszapfens 18 und der hinteren Fläche 26 der Kappe 21 abstützt. Die Kappe 21 und ihre Ausbuchtungen 24, 25 sind derart bemessen, daß sie insgesamt in das Lager 10 zurückgezogen werden können, wenn der Verbindungszapfen 18 mittels des Hydraulikzylinders 15 zurückgezogen wird.

Die Kupplungseinrichtung gemäß Fig.8 bis 10 arbeitet folgendermaßen:

Im Ruhezustand ist der im Lager 10 enthaltene Verbindungszapfen 18 mit seiner Kappe 21 vollständig in den Rumpf des Schubbootes 3 zurückgezogen, wie aus F i g. 9 ersichtlich, so daß der Bug 4 des Schubbootes 3 leicht in die Ausnehmung 2 des Lastkahnes 1 eingeführt werden kann. Sodann werden die Verbindungszapfen 18 in Flucht mit den Kanälen 5 gebracht, wobei gleichzeitig die Kappen 21 derart eingestellt sind, daß ihre Ausbuchtungen 24,25 sich etwa in horizontaler Ebene befinden. Unmittelbar danach werden die Hydraulikzylinder 15 betätigt, so daß die Verbindungszapfen 18 herausgedrückt werden. Hierdurch treffen die mit den entsprechend abgeschrägten Enden versehenen Ausbuchtungen 24, 25 der am freien Ende des Verbindungszapfens 18 befestigten Kappe 21 automatisch auf ein beliebiges Einbuchtungspaar 7,9, und zwar auf ein solches, das etwa auf der gleichen Höhe wie der Verbindungszapfen 18 angeordnet ist; die Ausbuchtungen 24, 25 werden sanft in das entsprechende Einbuchtungspaar 7, 9 eingeführt, wodurch die Kappe 21 automatisch irgendeine beliebige Fehlausrichtung zwischen den Kanälen 5 und/oder dem Einbuchtungspaar 7, 9 ausgleicht, indem sie sich selbst um den sphärischen Kopf 20 verdreht, so daß die Ausbuchtungen 24, 25 ohne unzulässige Beanspruchung in dichte Berührung mit den entsprechenden Einbuchtungen 7, 9 kommen können. Nach dem Stillsetzen der Ausfahrbewegung der Verbindungszapfen 18 wird der Druck in den Hydraulikzylindern 15 auf seinem Wert beibehalten, dann ist der Kupplungsvorgang zwischen dem Lastkahn 1 und dem Schubboot 3 beendet, wie aus Fig.8 ersichtlich. Die eine freie Drehung zulassende Verbindung der inneren Enden der Verbindungszapfen 18 mit den Enden der Kolbenstangen 16 der Hydraulikzylinder 15 entspricht derjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 7. Es lassen sich daher das Schubboot 3 und der Lastkahn 1 wirksam und zuverlässig mittels der beschriebenen Kupplungseinrichtung verbinden, wobei diese darüber hinaus sich selbst an jede beliebige Fehlausrichtung und/oder geometrische Ungenauigkeit, die zwangsläufig bei geschweißten Konstruktionen vorliegen, sowie auch an geringe Relativneigungen zwischen den beiden Wasserfahrzeugen 1,3 anpassen kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kupplungseinrichtung zur Verbindung eines Schubbootes mit einem Lastkahn, wobei im Heck des Lastkahnes eine den Bug des Schubbootes aufnehmende, entsprechend ausgebildete Ausnehmung vorgesehen ist, die an den beiden einander zugekehrten Seiten ihrer Innenwand jeweils einen vertikalen Kanal aufweist, mit dem jeweils ein im Bereich des Schubbootes angebrachtes und durch eine Betätigungseinrichtung bewegbares Kupplungsteil formschlüssig in Eingriff bringbar ist, wobei jedes Kuppiungsteil am freien Ende eines ieitlich am Bug des Schubbootes angeordneten Verbindungszapfens vorgesehen ist, der gegenüber dem Rumpf des Schubbootes um seine Längsachse drehbar und querschiffs mittels der Betätigungseinrichtung zwischen einer eingezogenen Ruhestellung und einer herausgeschobenen Kupplungsstellung bewegbar ist, sowie in der herausgeschobenen Kupplungsstel-(ung mittels der Betätigungseinrichtung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegenüberliegenden, an die Innenwand der Ausnehmung (2) angrenzenden Seitenwänden (6, 8) jedes Kanals (5) über deren gesamte Höhe mit Abstand voneinander angeordnete Einbuchtungen (7, 9) vorgesehen sind, die sich jeweils auf gleicher Höhe einander gegenüberliegen und horizotal von der öffnung des Kanals (5) bis zu dessen Boden verlaufen, und daß das am freien Ende jedes Verbindungszapfens (ti, 18) befindliche Kupplungsteil sowohl an seiner Vorderseite als auch an seiner Achterseite eine den Einbuchtungen (7, 9) des Kanals (5) entsprechende, jeweils einzige Ausbuchtung (13, 14; 24, 25) aufweist, wobei die beiden Ausbuchtungen (13, 14; 24, 25) bei herausgeschobenem Verbindungszapfen (11, 18) in Eingriff mit einem entsprechenden Einbuchtungspaar (7, 9) des Kanals (5) stehen.

2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (12) des Verbindungszapfens (11) selbst als Kupplungsteil ausgebildet und an der Vorder- und Achterseite jeweils eine der beiden Ausbuchtungen (13, 14) aufweist.

3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Verbindungszapfens (18) als sphärischer Kopf (20) als Kupplungsteil drehbar eine Kappe (21) befestigt ist, die an ihrer Vorderseite und Achterseite jeweils eine der beiden Ausbuchtungen (24,25) aufweist.

4. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) in horizontaler Ebene trapezförmigen Querschnitt besitzen.

5. Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einbuchtung (7,9) der Seitenwände (6,8) der Kanäle (5) in vertikaler Ebene dreieckförmigen Querschnitt aufweist.