DE2519352C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fernbedienbare Auslösevorrichtung für die Verbindung zweier Teile einer Kette oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Verhältnismäßig schwere Ankerketten, die zur Verankerung oder Befestigung großer Schiffe oder schwimmfähiger Bohrinseln dienen, müssen gelegentlich unter hoher Last getrennt werden.

Es ist bekannt, Ankerketten dadurch zu trennen, daß sie entweder abgeschnitten oder durch eine Winde abgewickelt werden. Solche Möglichkeiten sind jedoch auf nicht zu lange und nicht zu dicke Ketten beschränkt.

Aus der US-PS 37 49 933 ist eine Auslösevorrichtung der in Rede stehenden Art bekanntgeworden, bei der ein Schwenkhebel in einer zwei Teile einer Kette verbinden­ den Einrichtung durch einen Schmelzsicherungsfaden ge­ sichert ist, der geschmolzen werden muß, damit der Schwenkhebel zur Trennung der Kettenteile geschwenkt werden kann. Dabei ist der Schmelzsicherungsfaden je­ doch naturgemäß nur ein einzigesmal verwendbar, so daß er für eine wiederholte Benutzung ersetzt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Auf­ gabe zugrunde, eine wiederholt benutzbare Auslösevor­ richtung der in Rede stehenden Art anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Hauptanspruch. Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Ver­ bindung mit der Beschreibung und der Zeichnung, in der die Erfindung beispielsweise dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Auslösevorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht eines Endes der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte, teilweise aufgeschnittene Ansicht der Vor­ richtung nach Fig. 1 in ihrem gesperrten oder gesicherten Zustand;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht der Vorrichtung unmittelbar nach der Betätigung;

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines allgemeinen hydraulischen Kreises, der bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Er­ findung zur Anwendung kommt.

In Fig. 1 ist eine Auslösevorrichtung dargestellt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und in Verbindung mit einer schweren Ankerkette 12 ge­ zeigt ist, die mit strichpunktierten Linien angedeutet ist.

Die Auslösevorrichtung 10 umfaßt zwei Grundteile 14 und 16, die entlang einer bei 18 angedeuteten Trennlinie trennbar miteinander verbunden sind. Wenn die Auslösevorrichtung betätigt wird, können die Grundteile 14 und 16 von­ einander getrennt werden und damit jede Belastung oder Spannung abbauen, die auf der Vorrichtung und der Kette 12 lastet. Hierdurch kann für den Fall, daß die Bohrinsel oder Bohrplattform, das Schiff oder dergleichen, vom Anker gelöst werden muß, und zwar wegen schlechten Wetters oder anderen gefährlichen Bedingungen, wie z. B. der Annäherung eines Eis­ berges auf Kollisionskurs mit der verankerten Plattform, was ein schnelles Lösen der Ankerkette notwendig macht, die Auslösevorrichtung 10 durch vorbestimmte codierte akustische Steuersignale betätigt werden, wobei die Aufnahme dieser Signale eine Reihe von Vorgängen einleitet, die zu einem Trennen der Grundteile 14 und 16 voneinander führen, um die Plattform oder dergleichen zu lösen, welche durch die Kette 12 ver­ ankert ist. An jedem Ende der Grundteile 14 und 16 sind einstückig ange­ formte Gliederteile 20 vorgesehen, von denen jedes eine Öffnung 22 auf­ weist, so daß ein Ankerschäkel oder Kettenglied mit der Kette 12 verbunden werden kann. Nach der Trennung der Grundteile 14 und 16 entlang der Trennlinie 18 verbleiben die getrennten Teile an den entsprechenden Ketten­ gliedern, mit denen sie verbunden sind, und können hierauf zu einem späteren Zeitpunkt wieder zusammengefügt und miteinander verbunden werden.

In Übereinstimmung mit der Erfindung sollte es aus den Fig. 1 und 2 eindeutig ersichtlich sein, daß die Auslöse­ vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung kompakt und stromlinienförmig ausgebildet ist und keine nach auswärts hervorstehenden Teile aufweist, die im Betrieb oder beim Öffnen stören könnten. Darüber hinaus sind die hydraulischen, elektrischen und bewegbaren Bauteile, die zum Lösen der Vorrichtung arbeiten, innerhalb der Außenwände der zylinderartig ge­ formten Vorrichtung enthalten und deshalb gegen eine rauhe Behandlung und eine Korrosion unter Wasser geschützt, wo die Vorrichtung arbeiten soll.

Jedes der Grundteile 14 und 16 ist zusammen mit seinen Befestigungsgliedern 20 einstückig als Einheitselement ausgebildet, um eine maxi­ male Festigkeit zu erhalten. Im Hinblick hierauf können die Seitenwände der Grundteile 14 und 16 mehrere Zentimeter dick sein und die Auslösevorrichtung 10 kann bis zu 2,5 m lang sein und ein Gewicht von ungefähr 2900 kp aufweisen, so daß sie eine Sollbruchlast bis zu beispielsweise 500 t er­ reichen kann. Es ist verständlich, daß mehrere Ketten und Auslöse­ vorrichtungen 10 mit Betriebsbelastungen von beispielsweise 150 t ver­ wendet werden können, um eine Bohrinsel und andere massive Gebilde zu befestigen oder zu verankern, die auf See verwendet werden können. Da die Grundteile 14 und 16 als Verbundkonstruktion mit den äußeren Wänden ausgeführt sind, die die Primärspannung- oder Last­ aufnahmefähigkeit liefern, sind eine Anzahl von Verschlußplatten 24 vorgesehen, die in geeigneter Weise mittels Schraubenbolzen 26 befestigt sind, um einen Zugang zu den Innenteilen der Vorrichtung für Wartungs­ zwecke oder dergleichen zu ermöglichen. Die Platten können nicht dargestellte Dichtungen aufweisen, um eine wasserdichte Abdichtung zu ermöglichen.

Um die Auslösevorrichtung 10 zu betätigen und eine Trennung der Grundteile 14 und 16 entlang der Trennlinie 18 zu bewirken, wird nun auf die Darstellung in Fig. 3 verwiesen. Der Grundteil 16 weist ein wasserdichtes Steuerge­ häuse auf, das durch das Bezugszeichen 30 bezeichnet ist, welches elektri­ sche Glieder, hydraulische Speicher 34, eine hydraulische Ventilaus­ rüstung 36 und einen hydraulischen Zylinder 38 und Kolben 40 aufnimmt. Die elektrischen Glieder umfassen einen Empfänger 32, der geeignet ist, ein akustisches Auslöse-Steuersignal, welches von einem Steuerungs-Sender ausgeschickt ist, zu empfangen, zu verstärken und zu decodieren. Der Empfänger ist funktionsmäßig mit den hydraulischen Speichern und den Ventilgliedern der Vorrichtung verbunden, so daß der Kolben angetrieben werden kann, um eine Trennung der Vorrichtung in Abhängigkeit von dem Auslöse-Steuersignal zu bewirken, welches akustisch von einem Steuer­ stand übermittelt wird. Es ist selbstverständlich, daß die elektrischen und hydraulischen Glieder in dem Steuergehäuse 30 in schematischer und idealisierter Form dargestellt sind.

Nachfolgend wird das Augenmerk auf einen wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung gelenkt und auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen, welche die Vorrichtung sowohl im gesperrten als auch gelösten Zustand darstellen. Es ist ersichtlich, daß die Seitenwand eines jeden Grundteiles 14 und 16 unmittelbar in der Nähe der Trennlinie 18 wesentlich in ihrer Dicke verstärkt ist. Genauer gesagt, weisen die Seitenwände der Grundteile 14 und 16 nach innen gerichtete ringförmige Flansche 42 bzw. 44 auf, wobei jeder von ihnen mit geneigten Flächen 46 und 48 versehen ist. An der Trennungslinie 18 weist der Flansch 44 eine ringförmige Zunge 50 auf, die in eine entsprechend geformte Nut 52 des Flansches 42 eingreift. Auf diese Weise verhindert das Zusammenwirken von Zunge und Nut jede Quer­ bewegung zwischen den beiden Grundteilen, wenn diese miteinander ver­ bunden sind.

Um diese beiden Grundteile 14 und 16 zusammen zu halten, ist eine Anzahl von Sperrschuhen 56 vorgesehen, die im allgemeinen an der Innenseite der Innenwände beider Grundteile 14 und 16 in der Nähe der Trennlinie 18 angeordnet sind. Es ist selbstverständlich, daß in den Fig. 3 und 4 aus Gründen der besseren Darstellung nur zwei solcher Sperrschuhe darge­ stellt sind und daß selbstverständlich zusätzliche Sperrschuhe verwendet sind, wie dies aus der Querschnittsdarstellung in Fig. 5 hervorgeht, in welcher acht Sperrschuhe dargestellt sind. Während die Anzahl der Sperr­ schuhe an und für sich nicht entscheidend ist, sollten dennoch genügend viele vorhanden sein, so daß eine außerordentliche Belastung nicht auf einen besonderen Sperrschuh konzentriert ist, welcher in schädlicher Weise die Baueinheit der Vorrichtung als Ganzes beeinflussen könnte.

Die Sperrschuhe 56 weisen einen Sperrteil, welcher ein Paar einander gegenüber liegender Schrägflächen 58 umfaßt, die durch einen Verbindungs­ teil 60 miteinander verbunden sind, und außerdem einen Kipphebel 62 auf, welcher, wie aus der Darstellung ersichtlich, nach innen gebogen ist. Die Auslösevorrichtung 10 ist außerdem mit einem zentralen Nocken 64 versehen, der im wesentlichen eine Kreisform, in Endrichtung gesehen, aufweist und welcher entlang seiner Außenfläche 66 nach innen bogen­ förmig verjüngt ist. Wenn sich die Vorrichtung in der gesperrten Stellung entsprechend Fig. 3 befindet, so ist ersichtlich, daß der Nocken 64 sich in Berührung mit dem Verbindungsteil 60 aller Sperrschuhe 56 befindet und die einander gegenüberliegenden Schrägflächen 58 des Sperrteiles die Schrägflächen 46 und 48 der Flansche 42 und 44 hintergreifen, wodurch die beiden Grundteile miteinander verriegelt sind. Da das Vorhandensein des Nockens 64 eine Radialbewegung der Sperrschuhe verhindert, wenn er sich in der in Fig. 3 dargestellten Lage befindet, können die Grund­ teile nicht voneinander getrennt werden, weil die Schrägflächen 58 der Sperr­ schuhe 56 in fester und unbeweglicher Berührung mit den Flanschen 42 und 44 gehalten sind. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Konstruktion der Vorrichtung so ist, daß eigentlich eine Verbindung aus massivem Material senkrecht zur Trennlinie 18 besteht, wenn die Vorrichtung sich in ihrer gesperrten Lage befindet, in der der Nocken 64 und der Ver­ bindungsteil 60 der Sperrschuhe 56 im wesentlichen die Fläche zwischen den Seitenwänden ausfüllt, was eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Sperrschuhe 56 verhindert, die notwendig wäre, um die beiden Grund­ teile voneinander zu trennen.

Um die Grundteile 14 und 16 voneinander zu trennen, ist es notwendig, daß sich die Sperrschuhe 56 nach innen bewegen und dabei die Anlage an den Schrägflächen 46 und 48 der Flansche 42 und 44 verlieren. Um diese radial nach innen gerichtet Bewegung zu bewirken, wird der Nocken 64 mit seinen bogenförmigen Außenflächen 66 nach rechts in den Fig. 3 und 4 bewegt, und zwar durch eine Betätigung des Kolbens 40, welcher mit dem Nocken durch eine Kolbenstange 70 verbunden ist. Wenn der Nocken 64 nach rechts bewegt ist, berühren die bogenförmigen Außenflächen 66 die Kipp­ hebel 62 der Sperrschuhe 56 und bewirken eine Auswärtsschwenkung der­ selben, bis diese mit der Innenwand des Grundteiles 16 in Berührung kommen. Mit zunehmender Verschwenkung nach außen der Kipphebel bei gleichzeitiger Bewegung des Nockens 63 nach rechts, werden die Schrägflächen 58 radial nach innen bewegt und gelangen außer Eingriff mit den Schrägflächen 46 und 48 der Flansche, um ein Lösen der beiden Grundteile 14 und 16 zu ermöglichen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

Eine Feder 39 kann in dem hydraulischen Zylinder 38 vorgesehen sein, um eine Kraft auf den Kolben 40 auszuüben und die Vorrichtung in der gesperr­ ten Lage zu halten, so daß sie nicht aufgrund von Schwingungen oder ähn­ lichen Effekten gelöst werden kann. Die Vorrichtung wird durch akustische Übertragung eines codierten Auslösebefehls aktiviert, der durch die elektri­ schen Glieder aufgenommen und decodiert wird, welche die Ventil­ anordnung und die hydraulischen Speicher aktivieren, welche ein Hochdruck­ fluid liefern, das den Kolben 40 nach rechts in seinem Zylinder 38 ver­ schiebt und aufgrund der Verbindung des Kolbens mit dem Nocken 64 durch die Kolbenstange 70 ein Lösen der Sperrschuhe 56 von den Flanschen 42 und 44 hervorruft, was ein Trennen der Grundteile 14 und 16 ermöglicht.

Der Kipphebel 62 eines jeden Sperrschuhes 56 weist eine oder mehrere schmale Ausnehmungen 72 auf, die mit einem Haltering 74 zusammenwirken, der an der Innenwand des Grund­ teiles 16 befestigt ist, wodurch die Sperrschuhe an einer Gleitbewegung nach rechts gehindert sind, wenn der Nocken sich in dieser Richtung be­ wegt. Auf diese Weise können die Sperrschuhe 56 nur eine Schwenkbewe­ gung ausführen, bei der der Kipphebel 62 radial nach außen und der Sperr­ teil mit den Schrägflächen 58 radial nach innen schwenkt. Es ist vorgesehen, daß der Bereich, in welchem die Sperrschuhe 56 und der Nocken 64 angeordnet sind, von demjenigen Bereich durch eine Wand 76 in abgedichteter Weise abgetrennt ist, so daß kein Wasser in das Steuergehäuse 30 eintreten kann, wenn die Grundteile voneinander getrennt sind. Zu diesem Zweck ist ein nicht dargestellter O-Ring oder eine andere Dichtung um eine Kolbenstange herum ange­ ordnet, welche aus dem Gehäuse 30 heraustritt, so daß kein Wasser in dieses Gehäuse zwischen der Kolbenstange 70 und der Wand 76 eintreten kann. Darüber hinaus kann ein Schmiermittel, wie z. B. Öl oder dergleichen, innerhalb des Bereiches des Gehäuses, der Sperrschuhe und des Nockens vorgesehen sein, um die bewegbaren Teile gegen eine Korrosionswirkung unter Wasser zu schützen.

Unter Bezugnahme auf den Querschnitt nach Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Sperrschuhe 56 in ihrer gesperrten Stellung mit den Oberflächen der Außenwände der Grundteile 14 und 16 in Berührung stehen und daß während der durch den Nocken 64 bewirkten Schwenkbewegung die linken Endteile entsprechend den Fig. 3 und 4 der Sperrschuhe 56 gegeneinander gebracht werden, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht. Die Sperrschuhe sind im allgemeinen dreieckförmig ausgebildet, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, so daß sie radial nach innen bewegt werden können, ohne daß sie sich gegenseitig stören, insbesondere für den Fall, daß eine große Anzahl von Sperrschuhen vorgesehen ist, wie dies im Falle der dargestellten acht Sperrschuhe gezeigt ist.

Gemäß Fig. 6, welche ein Schema eines hydraulischen Systems zeigt, das bei der Vorrichtung 10 verwendet wird, wird die Anordnung eines Paares von Speichern 34 verwendet, um eine höhere Zuverlässigkeit bei der Betätigung der Vorrichtung zu er­ reichen, da einer der beiden Speicher in der Lage ist, den erforderlichen Druck zur Bewegung des Kolbens 40 innerhalb des Zylinders 38 zu liefern. Daher weist jeder Speicher 34 eine Ventilausrüstung 36, die innerhalb des Hydraulikkreises angeordnet ist, welcher sich bis zur Kolben-Zylinder- Anordnung erstreckt, sowie Leitungen 80 auf, die stromabwärts der Ventilausrüstung zu einer einzigen Strömungsleitung vereinigt sind. Es wird weiter ein Ventil 82 verwendet, um eine kontrollierte Ableitung innerhalb des Systems zu bewirken, so daß eine Leckage in einem der Magnetventile 36 oder einer anderen Ventilanordnung nicht zu einem gefährlichen Druckaufbau in der Leitung 80 führt, der die Vorrich­ tung betätigen könnte. Auf diese Weise kann ein allmähliches Ausströmen nicht eine unerwünschte, vorzeitige oder falsche Aktivierung der Vor­ richtung hervorrufen. Es ist jedoch kein Druckventil, da ein tatsächlicher Befehl zur Aktivierung der Vorrichtung bei den Speichern 34 und der Ventilausrüstung 36 ein Freigeben von Hochdruck-Fluid in die Leitung 80 verursacht und das Hochdruck-Fluid strömt zum Zylinder 38 ohne merk­ lichen Druckverlust, der auf die Anwensenheit des Ventiles 82 zurückzu­ führen ist, welches die gesteuerte Leckage bewirkt. Anders ausgedrückt, bewirkt das Ventil 82 eine langsam wirkende Steuer-Druck-Entlüfungs­ funktion, um ein allmähliches Aufbauen eines gefährlichen Druckes inner­ halb der Leitung zu verhindern, stört jedoch in keiner Weise eine plötz­ liche Freigabe eines Hochdruck-Fluids durch eine gesteuerte Betätigung der Vorrichtung durch ein Steuersignal, welches von einem Sender in dem Steuerstand oder dergleichen erzeugt wird.

Claims (15)

1. Fernbedienbare Auslösevorrichtung (10) für die Verbindung zweier Teile einer Kette oder dergleichen und zur Trennung dieser Teile auch unter Last für die Verwendung unter Wasser, mit einem Grundkörper, der zwei zusammenpassende, trennbare Grundteile (14, 16) aufweist, von denen jedes mit einem Ende eines Kettenabschnitts (Kette 12) zu verbinden ist, mit einer Sperreinrichtung aus wenigstens zwei diametral zueinander angeordneten, verstellbaren Sperrschuhen (56), die in einem der Grundteile (16) untergebracht und zwischen einer ersten Stellung, in der sie beide Grundteile (14, 16) miteinander verriegelt, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in der die Grundteile (14, 16) voneinander trennbar sind, und mit einer Betätigungseinrichtung (32, 36, 38, 39, 40, 64, 70) in dem einen Grundteil (14), die die Sperreinrichtung in Abhängigkeit vom Empfang eines Steuersignals von der ersten in die zweite Stellung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschuhe (56) in einer ersten Stellung mit an ihnen befindlichen Sperrteilen (60) innere Flansche (42, 44) an den Grundteilen (14, 16) um­ greifen und in einer zweiten Stellung die Sperrteile (60) von den Innenflanschen (42, 44) abheben, und daß die Betäti­ gungseinrichtung (32, 36, 38, 39, 40, 64, 70) einen axial ver­ stellbaren, an die Sperrschuhe (56) angreifenden Nocken (64) zum simultanen Verstellen der Sperrschuhe (56) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (32, 36, 38, 39, 40, 64, 70) in einem wasserdichten Abteil (30) des einen Grundteils (16) unter­ gebrachte, elektrische und hydraulische Steuergelieder (32, 34, 36) und einen Kolben (40) aufweist, an dem sich eine aus dem Steuergehäuse (30) heraus erstreckende, den Nocken (64) ver­ stellende Kolbenstange (70) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Feder (39), die die Sperrschuhe (56) in der ersten Stellung hält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (32, 36, 38, 39, 40, 64, 70) einen Empfänger (32) zum Aufnehmen eines akustischen Steuersignals und zur Verstellung des Nockens (64) in Abhängigkeit vom Empfang dieses Signals aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an jedem Sperrschuh (56) ein gebogener Kipphebel (62) befindet, der sich auf der Innenfläche einer Seitenwand eines Grundteils (16) abwälzt, wenn sein Ende radial nach außen bewegt wird, und daß der Nocken (64) an diese Kipphebel (62) angreifende Flächen (66) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (42, 44) unmittelbar angrenzend an eine Trennlinie (18) zwischen den Grundteilen (14, 16) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Flansche (42, 44) um den gesamten Umfang der Grundteile (14, 16) erstrecken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (62) im Verstellweg des Nockens (64) im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, innere und äußere Seitenflächen aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschuhe (56) im wesentlichen gleichmäßig voneinander entfernt um die Achse der Grundteile (14, 16) herum angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (64) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf­ weist, dessen Durchmesser in Richtung auf die Enden der Kipphebel (62) abnimmt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Trennfläche zwischen den Grundteilen (14, 16) das eine (16) eine ringförmige Zunge (50) und das andere (14) eine mit dieser Zunge (50) zusammenwirkende Nut (52) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Nocken (64) mit dem Kolben (40) durch die Kolbenstange (70) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (40) in einem hydraulischen Zylinder (38) verstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum in den Grundteilen (14, 16), in dem sich die Sperrschuhe (56) und der Nocken (64) befinden, abgedichtet und mit einer gegen Korrosion schützenden Flüssigkeit gefüllt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des einen Grundteils (16) ein Haltering (74) vorge­ sehen ist, der in eine Ausnehmung (72) eines jeden Sperrschuhs (56) eingreift.