DE2643343C2 - Verankerungsarm für eine schwimmende Plattform, Bohrinsel o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verankemngsarm für eine schwimmende Plattform, Bohrinsel oder dergleichen, der mittels je eine waagerechte Schwenkachse enthaltenden Gelenken an die Plattform sowie an eine Verankerungseinrichtung auf dem Meeresboden um eine senkrechte Achse drehbar angeschlossen und durch ein zwischen seinen Enden angeordnetes mittleres Gelenk in zueinander winklig stehende obere und untere Armabschnitte unterteilt ist.

Ein aus der DE-OS 24 60 789 bekannter Verankemngsarm der vorbezeichneten Bauart hat den Zweck, eine schwimmende Betriebsstation an. eine auf dem Meeresboden ortsfest eingerichtete Haltebasis so anzuschließen, daß sich die Verbindung ohne Unterstützung von Hilfsschiffen oder von durch Taucher anzubringenden Führungsseilen durchführen und im Fall der Annäherung eines Eisberges oder einer stark einsetzenden Pav_keisströmung sich die Verbindung zwischen dem Verankemngsarm und der unterseeischen Haltebasis innerhalb weniger Minuten lösen läßt. Die Gefahr eines Abknickens des Verankerungsarmes infolge unvorhersehbarer großer Beanspruchungen durch an der schwimmenden Betriebsstation angreifendes Packeis, Seegang, Winddruck usw. ist zwar weitgehend beseitigt, wenn der Verankemngsarm bei einem Ausführungsbeispiel durch ein Gelenk unterteilt ist. Allerdings treten dann aufgrund der erhöhten Bewegungsfreiheit der Betriebsstation bzv/. der schwimmenden Plattform verhältnismäßig schnell an den Gelenkstellen Verschlfißersof'nungen auf, die aus den bei Bewegungen der beträchtlichen Massen auftretenden großen Trägheitskräften resultieren. Wenn z. B. in einer die Plattform einschließenden Packeisdecke ein Riß entsteht, so fallen damit plötzlich praktisch sämtliche Beanspruchungen der Plattform und vor allem des Verankerungsarmes bis zu dem Augenblick zusammen, wo das von Wind und Meeresströmung bewegte Eis von neuem an die Plattform anstößt oder auch zusammen mit der noch eingeschlossenen Plattform an ein noch ruhendes Eisfeld anstößt. Die dabei entstehenden stoßartigen Belastungen und Entlastungen können zu einer Überbeanspruchung der Gelenke des Verankerungsarmes beitragen.

Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Verankerungsarm der vorbeschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß bei grundsätzlicher Beibehaltung der Bewegungsfreiheit für die Plattform die Armabschnitte des Verankerungsarmes in der Folge von auf die Plattform einwirkenden äußeren Beanspruchungen selbsttätig eine bevorzugte Winkelbeziehung zueinander beizubehalten trachten, um Bewegungen in den f ^Gelenken und das Entstehen von Schwingungen iinnerhalb des Verankerungsarmes soweit wie möglich zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die beiden Armabschnitte beiderseits des mittleren Gelenks durch eine Lenkerverbin-

dung miteinander gekoppelt sind, die zwei mit ihren einen Enden miteinander und mit ihren anderen Enden jeweils mit einem der Armabschnitte schwenkbar verbundenen Lenker aufweist, und daß der eine Lenker durch einen Schwimmer ständig derart in eine Schwenkstellung vorgespannt ist, daß sich bei von äußeren Beanspruchungen freier Plattform selbsttätig ein vorbestimmter Winkel zwischen den beiden Armabschnitten einstellt.

Bei Anwendung der vorgeschlagenen Maßnahmen bleibt der Verankerungsarm von Beanspruchungen frei, die aus Stampfbewegungen der Plattform resultieren, wobei sich dieser Vorteil unabhängig davon einstellt, wie die Neigung einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Anschlußstellen des Verankerungsarmes an der Plattform und an der Haltebasis verläuft. Ein vorzeitiger Verschleiß der üeler.kstellen des Verbindungsarmes wird auch deshalb verringert, weil sämtliche längsgerichteten Plattformbewegungen im Verhältnis zu einer mit ihrem Verankerungsarm praktisch freibewegiichen Plattform nach dem Stand der Technik augenblicklich gedämpft und auch m ihrer Größe beträchtlich eingeschränkt werden. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Zusatzausrüstung bleibt die Nachgiebigkeit des Verankerungsarmes vorteilhaft erhalten, während andererseits ein nahezu gleichbleibender Abstand zwischen der Verankerungsstelle und der Anschlußstelle des Verankerungsarms an der Plattform erreicht wird. Das über die Lenkerverbindung zum Schwimmer angestrebte, maßvolle Ansprechverhalten des beweglichen Verankerungsarmes trägt weiterhin dazu bei, daß auch bei starkem Eisgang die Gefahr größerer und damit schädlicher Schwingungen vermieden wird.

Bei einer Ausführungsform des Verankerungsarmes kann der in eine Sch ·. enkstellung vorgespannte Lenker an den unteren Armabschnitt und der andere Lenker an den oberen Armabschnitt angeschlossen sein.

Weiterhin kann der Schwimmer an einen Hebel angeschlossen sein, der an einen der Armabschnitte sowie an einen der die beiden Armabschnitte verbindenden Lenker angelenkt ist. Vorzugsweise ist dabei der mit dem Schwimmer versehene Hebel an den unteren Armabschnitt angelenkt.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verankerungsarmes kann der durch den Schwimmer in eine Schwenkstellung vorgespannte Lenker als kürzerer, unterer Hebelarm des an einem der Armabschnitte gelagerten, mit dem Schwimmer versehenen Hebels ausgebildet sein. Dabei kann das Verhältnis der Länge des Hebels zur Länge des einen kurzen Hebelarm des Hebels bildenden Lenkers im Bereich zwischen 1,5 und 10 liegen.

Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verankerunpsarmes kann die Länge des durch den Schwimmer in eine Schwenkstellung vorgespannten Lenkers innerhalb der Lenkerverbindung so bemessen sein, daß er senkrecht verläuft, solange die Plattform keiner äußeren Beanspruchung unterliegt.

Wenn gemäß einem weiteren Merkmal des Verankerungsarrnes auf dem das Gelenk für den in eine Schwenkstellung vorgespannten Lenker tragenden Armabschnitt "eine 'Verriegelungseinrichtung für die Lenkerverbindung angeordnet ist, läßt sich der Verankerungsarm nach dem Heraufholen an die Meeresoberfläche und nach seiner Verriegelung verhältnismäßig bequem halten und manövrieren oder auch bei stürmischem See- oder Eisgang zur Vermeidung gefährlicher Schwingungsbewegungen in verriegeltem Zustand anwenden. Die Verriegelungseinrichtung kann mittels Betätigungszylindern bewegbare Riegelteilt zum Erfassen des mit dem Schwimmkörper versehenen

5 oberen Endes des Hebels in einer an den Armabschnitt angenäherten Schwenkendlage aufweisen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine schwimmende Plattform mit einem ein mittleres Gelenk enthaltenden, zweigeteilten Verankerungsarm,

F i g. 2 eine gegenüber F i g. 2 vergrößerte Teilansicht des Verankei-ungsarmes nach F i g. 2 mit einer Lenkverbindung gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines mit dem Schwimmer versehenen Hebels,

F i g. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch das mittlere Gelenk des Verankerungsarmes mit einem begehbaren Durchlaß als Zugang zu dem der unterseeischen Haltebasis zugeordneten En.·', des VerankeningSärrnes,

F i g. 5 einen Schnitt durch den Verankerungsarm im Bereich der oberen Anlenkstelle der Lenkerverbindung und

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung für den mit dem Schwimmer verbundenen Hebel.

Entsprechend Fig. 1 ist eine halb eingetauchte.

schwimmende Plattform 1 mit Hilfe eines Verankerungsarmes an einer auf dem Meeresgrund ortsfest installierten, nachfolgend als Haltebasis bezeichneten Verankerungseinrichtung 3 verankert und dabei um die mit unterbrochenen Linien angedeutete, senkrechte Achse 4 drehbar. Der Verankerungsarm besteht aus einem oberen, über ein Gelenk 5 an die Plattform 1 angeschlossenen Armabschnitt 9 sowie aus einem unteren, über ein Gelenk 6 an die Haltebasis 3 angeschlossenen unteren Armabschnitt ^0. "ieide Armabschnitte 9, 10 sind durch ein Gelenk 11 miteinander verbunden. Da der zwischen dem unteren Arm· bschnitt 10 und dem im wesentlichen waagerechten Meeresboden gebildete Winkel 8 veränderlich ist, kann sich die Plattform 1 bewegen, ohne nennenswerte Beanspruchungen auf die Armabschnine 9, Ii/ auszuüben. Demgegenüber ist jedoch das Gelenk 6 einer praktisch dauernden Beanspruchung ausgesetzt, die zu vorzeitiger Abnutzung führen würde, wenn nicht eine im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 gezeigte, mit einem Schwimmer versehene Lenkerverbindung eingesetzt wird.

Die Lenkerverbindung nach F i g. 2 besteht aus einem Lenker 12, dessen oberes Ende gemäß Fig. 5 an eine Schwenkachse 14 angeschlossen ist. die in vom oberen Armabschnitt 9 ausgehenden Ansätzen 13 gelagert ist. Das andere F.nde df*s Lenkers 12 steht geniäß F i g. 3 über eine Schwenkachse 15 mit einem zweiten Lenker 35 in Verbindung der den unteren Abschnitt eines Hebels 16 bildet und in von der Unterseite des Verbindungsarms IC ausgehenden Ansätzen 18 mittels einer Schwenkachse 17 gelenkig gelagert ist. Auf diese

. |Weise führi jede Winkeländerung der Armabschnjtte 9, jfiÖ am mittleren Gelenk 11 zu einer Änderung des 'Abstandes zwischen den Schwenkachsen 14 und 17 der Lenkerverbindung.

Der in Fig.5 mil seinem oberen Ende gezeigte /Lenker 12 kann als Rohr ausgeführt und somit gegen Knickung widerstandsfähig gemacht sein. Entsprechend

Fig. 3 kann der Hebel 16 aus zwei einander deckungsgleichen Bauteilen bestehen, die zu beiden Seiten des unteren Armabschnittes 10 verlaufen. Somit besteht auch der das untere Ende des Hebels 16 bildende Lenker 35 beim gezeigten Ausführungsbeispiel 5 aus den beiden auf Abstand zueinander gehaltenen Bauteilen, zwischen denen die Schwenkachsen 15 und 17 gehalten sind.

Die den Hebel 16 bildenden beiden deckungsgleichen Bauteile sind am oberen Ende durch eine Schwenkachse 19 miteinander verbunden, die einen Anschlußabschnitt für einen Schäkel 21 trägt, mit demgemäß Fig. 6 ein am unteren Ende des Schwimmers 20 befestigter Schäkel 22 festgehalten ist. Weiterhin sind in Fig.6 am unteren Armabschnitt 10 befestigte Ansätze 23 erkennbar, an denen Betätigungszylinder 24 angelenkt sind, deren Kolbenstangen 25 zur Betätigung an Riegelteilen 26 angelenkt sind, die ihrerseits um an einem Ansatz 28 des unteren Armabschnittes 10 gehaltene Gelenkachsen 27 schwenkbar sind.

Bei ausgefahrenen Kolbenstangen 25 der Betätigungszylinder 24 entsprechend Fig.6 haben die Riegelteile 26 die obere Schwenkachse 19 des Hebels 16 umfaßt. Diese Verriegelung ist möglich, wenn der untere Armabschnitt 10 sich in Richtung der Verlängerung des oberen Armabschnitt 9 befindet. Die gegenseitige Lagebeziehung zwischen dem unteren Armabschnitt 10 und dem Hebel 16 isl aus F i g. 6 erkennbar. Werden die Betätigungszylinder 24 eingefahren, so daß sich die Riegelteile 26 öffnen, so stellen sich der nunmehr freigesetzte Hebel 16 und die somit ebenfalls entriegelten Armabschnitte 9, 10 in die in Fig.2 angedeuteten Lagen ein.

Das Gelenk 11 zwischen den Armabschnitten 9 und 10 kann entsprechend F i g. 4 ausgeführt sein, wenn der Verankerungsarm z. B. gleichzeitig als begehbarer Durchgang für Wartungspersonal zu der am Meeres-

gl UIlU ciiigci iLiiicidt ι laiicuaaia >j uiciii. 111 uicaciil fern ist das Gelenk 11 als innerer Durchgang ausgebildet und mit gelenkig angeschlossenen Türen 29 und 30 versehen, von denen die Tür 29 in ein Abteil 31 führt, das an den Armabschnitt 9 angeschlossen ist und über eine öffnung 32 mit einem Laufgang im Armabschnitt 9 in Verbindung sieht. Die Tür 30 mündet in einen Laufgang innerhalb des Armabschnittes 10. Zum Gelenk 11 gehören die in Fig.4 schematisch angedeuteten Lagerteile 33 und 34.

Sobald nach dem Öffnen der Riegeiteile 26 das obere Ende des Hebels 16 freigegeben worden ist, wirkt der Schwimmer 20 ständig auf die Lenkerverbindung 12,35 ein, derart, daiß, bezogen auf Fig.2, sich der Hebel 16 nach links oder rechts neigt, je nachdem, ob sich die schwimmende Plattform 1 von der senkrechten Achse 4 (Fig. 1) entfeimt bzw.sich dieser nähert. Das Verhältnis der Hebelarmlänge des Hebels 16 zwischen den Schwenkachsen 17 und 19 ist zu der sich zwischen den Schwenkachsen 17 und 15 erstreckenden Länge des Lenkers 35 ausreichend groß und liegt beispielsweise im Bereich zwischen 1,5 und 10, um die Relativschwenkungen der Armabschnitte 9 und 10 möglichst klein zu halten und damit praktisch alle nennenswerten Bewegungen der Plattform zu vermeiden, so daß schließlich Bedingungen ähnlich wie bei einem in sich starren Verankerungsarm erreicht werden, ohne jedoch die Nachteile eines solchen starren Verbindungssystems inkauf nehmen zu müssen.

Im Fall von stärkerem Eingang oder anderen äußeren Einflüssen, die gefährliche Schwingungen der Plattform 1 hervorrufen könnten, wird der Hebel 16, wie in Fig. 6 gezeigt, verriegelt, so daß ein in sich steifer Verankerungsarm entsteht und damit sonst möglicherweise aus dem Cjelenksystem auftretende Nachteile vermeidet. Das besprochene Untersetzungsverhältnis bei den Hebelarmlängen des Hebels 16 ermöglicht die Anwendung von Schwimmern 20, deren Auftriebskraft gerade ausreicht, um nach Lösen des Verankerungsarmes von der Haltebasis 3 zu vermeiden, daß die Armabschnitte 9, 10 zu schnell nach oben treiben.

Der Lenker 35 zwischen den Gelenkachsen 15 und 17 kann auch vom Hebel 16 unabhängig sein und zu einem Arm gehören, an dem eine zum Schwimmer 20 führende Verbindungseinrichtung gelenkig angreift. Diese Verbindungseinrichtung kann z. B. der Hebel 16 sein, der weder an der Gelenkachse 15 noch an der Gelenkachse 17 angelenkt zu sein braucht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verankerungsarm für eine schwimmende Plattform, Bohrinsel oder dergleichen, der mittels je eine waagerechte Schwenkachse enthaltenden Gelenken an die Plattform sowie an eine Verankerungseinrichlung auf dem Meeresboden um eine senkrechte Achse drehbar angeschlossen und durch ein zwischen seinen Enden angeordnetes mittleres Gelenk in zueinander winklig stehende obere und untere Armabschnitte unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Armabschnitte (9,10) beiderseits des mittleren Gelenks (11) durch eine Lenkerverbindung miteinander gekoppelt sind, die zwei mit ihren einen Enden miteinander und mit ihren anderen Enden jeweils mit einem der Armabschnitte (9, 10) schwenkbar verbundene Lenker (12, 35) aufweist, und daß der eine Lenker (35) durch einen Schwimmer (20) ständig derart in eine Schwenkstellung vorgespannt ist, daß sich bei von äußefen Beanspruchungen freier Plattform (1) sel'oMiäiig ein vurbestimmter Winkel zwischen der. beiden Armabschnitten (9,10) einstellt.

2. Verankemngsarm nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der in eine Schwenkstellung vorgespannte Lenker (35) an den unteren Annabschnitt (10) und der andere Lenker (12) an den oberen Armabschnitt (9) angeschlossen ist.

3. Verankemngsarm nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (20) an einen Hebel (16) angeschlossen ist. der an einen der Armabschr '.te (IfJ) sowie an einen der die beiden Armabschnitte (9, 10) verbindenden Lenker (35) angelenkt ist.

4. Verankemngsarm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit ueni Schwimmer (20) versehene Hebel (16) an den unteren Armabschnitt (10) angelenkt ist.

5. Verankerungsarm nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Schwimmer (20) in eine Schwenkstellung vorgespannte Lenker (35) als kürzerer, unterer Hebelarm des an einem der Armabschnitte (10) gelagerten, mit dem Schwimmer (20) versehenen Hebels (16) ausgebildet ist.

6. Verankerungsarm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge des Hebels (16) zur Länge des e:nen kurzen Hebelarm des Hebels (16) bildenden Lenkers (35) im Bereich zwischen 1.5 und 10 liegt.

7. Verankemngsarm nach einem der Ansprüche 3 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (20) mit Hilfe von Schäkeln (21, 22) an das obere Ende des Hebels (16) angeschlossen ist.

8. Verankerungsarm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des durch den Schwimmer (20) in eine Schwenkstellung vorgespannten Lenkers (35) innerhalb der Lenker· verbindung se bemessen ist, daß er senkrecht verläuft, solange die Plattform (1) keiner äußeren Beanspruchung unterliegt,

9. Verankemngsarm nach einem der Ansprüche 1 $ bis 8, dadurch gekennzeichnet; daß auf dem die ^ Schwenkachse (17) für den in eine Schwenkstellung vorgespannten Lenker (35) tragenden Armabschnitt (10) eine Verriegelungseinrichtung (23—28) für die Lenkervorbindung angeordnet ist.

10. Verankerungsarm nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (23—28) mittels Betätigungszylindern (24) bewegbare Riegelteile (26) zum Erfassen des mit dem Schwimmer (20) versehenen oberen Endes des Hebels (16) in einer an den Armabschnitt (10) angenäherten Schwenkendlage aufweist.