DE2649371C3 - Wasserfahrzeug mit einem Kran zum Heben schwerer Lasten und einer Anzahl an den Schiffskörperseiten angeordneter Seitentanks zur Erhöhung der Schiffsbreite - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserfahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Ein derartiges Wasserfahrzeug ist aus der Zeitschrift »Hansa«, Seite 1617 bekannt, wo ein Schiff mit Kran zum Heben schwerer Lasten auf den Schiffsseiten mit Flügeltanks versehen ist, um die Schiffsbreite zu vergrößern.

Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 227137), Schiffe während der Fahrt dadurch zu stabilisieren, daß in Tanks auf gegenüberliegenden Seiten des Schiffes der Wasserpegel geregelt wird, um eine Phasendifferenz zwischen der Änderung des Wasserpegels und der Schlingerbewegung des Schiffes durch ein Drosselventil zwischen den Tanks und dem Außenwasser zu erreichen.

Die Last, die durch einen Kran auf einem Schiff bzw. Wasserfahrzeug gehoben werden kann, hängt vom Profil des Schiffes ab und kann bei Erhöhung der Schiffsbreite von z. B. 26 m auf 36 m mehr als verdoppelt werden, z. B. von etwa 725,8 t auf 1800,0 t bei einem Radius von etwa 30 m, wenn die Neigung des Schiffes 5 % nicht übersteigt. Durch Erhöhung der Schiffsbreite wird die metazentrische Höhe in Querrichtung erhöht und erzeugt eine entsprechende Reduzierung der Schlingerperiode des Schiffes. Wenn zwischen der geringen Frequenz eines relativ geringen· Seeganges und der kleinen Schlingerperiode des Schiffes Resonanz auftreten sollte, tritt ein außergewöhnliches Schlingern ein, was die Benutzung des Kranes durch vergrößerte Schlagseite über 5 % hinaus unmöglich macht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Wasserfahrzeug der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Änderung der Roll- und Stampfperioden des Fahrzeuges in Abstimmung auf aen Seegang möglich ist und damit ein ständig einsatzfähiger Kran erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Wasserfahrzeug der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil

ίο des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch diese Lösung ist es möglich, die Wasserlinienfläche des Schiffes schnell zu ändern, z. B. einerssits zu vergrößern und zwar unabhängig davon, ob nach Schließen der Tanköffnungen Wasser in den Tanks bleibt oder aus den Tanks herausgepumpt wird. Durch wahlweises Öffnen der Verschlüsse einiger oder aller Tanks wird andererseits die Wasserlinienfläche verringert und die Schlinger- und/oder Stampfbewegung des Schiffes geändert, um aus der Resonanz mit dem Seegang herauszugelangen. Damit ist es möglich, die Schlagseite des Schiffes auf 5 % zu begrenzen und den Kran ständig benutzen zu können.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung anschließend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Wasserfahrzeug nach der Erfindung, Fig. 2 eine Aufsicht auf das Wasserfahrzeug, Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Seitentank der Fig. 1, der den die öffnung betätigenden Mechanismus zeigt,

Fig. 4 eine Ansicht gegen die Hinterseiten zweier benachbarter Öffnungen zur Darstellung der Feststelleinrichtung,

Fig. 5 bis 9 Querschnitte abgeänderter Schiffskonstruktionen.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein Wasserfahrzeug. Es ist ein umgebauter öltanker mit ursprünglicher Deckbreite B von etwa 26,5 m und einer Verdrängung von etwa 43 000 t, der abgeändert durch Zufügung von Seitentanks 2 entlang des größten Teils jeder Schiffsseite umgebaut wurde. Jeder Seitentank 2 ist etwa 4,75 m breit und durch Schotten 3 in drei getrennte wasserdichte Zellen 2a, 2b, 2c unterteilt. Die Seitentanks sind entlang der Oberteile der Seiten des Schiffskörpers befestigt und haben eine ausreichende Tiefe, damit sie sich oberhalb und unterhalb der Wasserlinie sogar bei einer Neigung von etwa 5 ° erstrekken. Die Böden 4 der Seitentanks sind mit einer Reihe verhältnismäßig großer öffnungen 5 versehen, die als Rechtecke dargestellt sind. Die öffnungen können etwa 2 x 3 m sein und sind durch bei 7 angelenkten Klappen 6 verschließbar, die aus den geschlossenen und offenen Stellungen in Fig. 3 in vollen und gestrichelten Linien dargestellt, mittels eines hydraulischen Zylinders 8 bewegbar sind. Die geschlossenen Klappen 6 legen sich wasserdicht gegen Dichtungen 9 und werden in der geschlossenen Lage durch zwei Paar Bolzen 10a, IQb gesperrt gehalten, die bei 11a, life verdrehbar sind und paarweise durch zwei Hydraulikzylinder 12 bewegt werden, um mit einem Daumenknebel 13a, 13b (sieheFig. 4) in Eingriff zu gelangen. Sobald eine Klappe geöffnet ist, wird sie in der offenen

b5 Lage durch die oberen Bolzen 10a festgestellt, die durch ihre zugehörigen Zylinder 12 betätigt werden, um mit den Knebeln 14 in Eingriff zu gelangen, die mit den Tanks fest verbunden sind (siehe Fig. 3).

ι.

10

Die Deckteile 15 der Zellen der Seitentanks sind mit Luftöffnungen 16 zum Auslassen der Luft aus den Seitentanks während der Einströmung von Wasser bei geöffneten Klappen versehen. Einigt! dieser öffnungen sind mit Mannlochdeckeln (nicht gezeigt) ausgerüstet, um einen Zugang zu Leitern 17, 18 abwärts zu den unteren Bereichen der Tanks zu erreichen. Andere dieser Öffnungen sind mit Verschlußgliedern versehen, um zu verhindern, daß Schmutz u"?d lose Gegenstände in die Tanks fallen, so lange Luft abgelassen wird.

Nicht dargestellte Pumpen sind vorgesehen, um die Seitentanks zu lenzen, sobald die Klappen der fraglichen Zellen geschlossen sind. Die Pumpen können für diesen Zweck speziell vorgesehen sein und können in den Seitentanks angeordnet werden oder alternativ kann die Pumpe innerhalb des Schiffskörpers montiert werden, und können auch benutzt werden, um Wasser in verschiedene Ballasttanks des Schiffes zu pumpen oder diese Tanks zu lenzen. Um zuzulassen, daß Wasser in die Seitentanks fließt, bevor das Öffnen der Klappen 6 beginnt, sind Ventile 19 in der Wandung der Kammer vorgesehen und durch Steuerungen 20 vom Deck 15 aus betätigbar. Wenn nicht Wasser oberhalb der Klappen vor deren öffnen zugeführt wird, kann das rasche Einströmen von Wasser durch die Öffnungen 5 Schaden an den Dichtungspackungen 9 verursachen.

Die Betätigung der Klappen und der Feststelleinrichtungen wird durch ein hydraulisches Steuersystem durchgeführt. Die hydraulischen Hauptzylinder und die Feststellzylinder jeder Zelle werden wahlweise betätigt durch zwei Dreiwegesteuerventile, wobei jedes Steuerventil in der einen Stellung die Zufuhr hydraulischer Druckflüssigkeit zum einen Ende der zugehörigen Zylinder zuläßt, während die anderen Enden entleert werden, in einer zweiten Stellung hydraulische Druckflüssigkeit zu den anderen Enden der zugehörigen Zylinder zugeführt und an den gegenüberliegenden Enden ausgestoßen wird, und in einer dritten Stellung die hydraulische Druckflüssigkeitszufuhr zu beiden Enden des Zylinders unterbrochen wird. Die aufeinanderfolgenden Vorgänge zum Öffnen der Klappen nach öffnen der Ventile 19 ist vorzugsweise folgende:

30

35

45

50

Ausübung des Schließdruckes auf die Hauptzylinder 8,

2. Ausübung des Entriegelungsdruckes auf den Feststellzylinder 12,

3. Ausübung des Öffnungsdruckes auf die Hauptzylinder 8,

4. Ausübung des Verriegelungsdruckes auf die Feststellzylinder 12 zur Verriegelung der Türen in ihrer Offenlage,

5. Wegnehmen des Druckes von den Hauptzylindem 8,

6. Wegnehmen des Druckes von den Feststellzylindern 12.

Zum Schließen der Klappen werden die vorerwähnten Vorgänge vorzugsweise in Reihenfolge 3, 2, 1 (um die Klappen in <" -y ..'hlossenen Lage zu sperren), 5, 6, ausgeführt.

Wie erwähnt, war die Schiffsbreite des öltankers vor der Umwandlung 26,5 m und die Seitentanks haben je eine Breite von 4,75 m, so daß die Gesamtschiffsbreite bei geschlossenen Klappen der Seitentanks 36 m war. Bei allen geschlossenen Klappen und allen gelenzten Seitentanks war der Kran, dessen Ausleger durch ein Gegengewicht von etwa 600 t ausbalanciert war, in der Lage, eine Last von etwa 1SOO t bei einem Radius von 10 m anzuheben, ohne daß das Schiff sich um mehr als 5 ° neigt. Die Schlingerperiode ohne Last am Kranhaken betrug etwa 10 Sekunden. Wenn sich der Seegang in Resonanz mit der Schlingerperiode befindet, tritt ein außergewöhnliches Schlingern ein, und dies kann erheblich reduziert und tatsächlich im wesentlichen elemiert werden durch das Öffnen der Klappe einer oder mehrerer Seitentanks. Dies hat zur Folge, daß die Belastung, die der Kran beim Überschreiten einer Neigung von 5° anheben kann, reduziert ist, aber trotzdem ist es immer möglich, das Schiff, welches die Anhebbetätigungen ausführt, sogar zu halten, wenn die Belastungen, die angehoben werden können, während dieser Perioden etwas reduziert werden müssen. Durch Öffnen der Klappen der Zellen 2a war somit die Last, die angehoben werden konnte, etwa 1360t bei einem Radius von etwa 30 m. Durch Öffnen der Klappen mehrerer Seitentanks wurde die Last, die angehoben werden konnte, weiter reduziert.

Es ist auch möglich, das Wasserfahrzeug zum Verlegen von Unterwasserrohren für Öl oder Gas zu benutzen. Dies sind im allgemeinen Stahlrohre von erheblichen Durchmesser und werden auf einen Aufbau entlang einer Schiffsseite zusammengeschweißt und in das Wasser abgesenkt. Die Rohre sind natürlich elastisch, und bei einem Wasserfahrzeug mit einer Breite von 36 m und einer Schlingerperiode von etwa 9 bis 10 Sekunden wäre der Rohrabschnitt, der auf der Seite des Schiffes abgestützt wird, nicht in der Lage, der Schlir.gerperiode zu folgen, so daß das Rohr und der Abstützungsaufbau zusammenstoßen und einen Bruch verursachen würden. Durch öffnen der Klappen 6 kann die Schlingerperiode vergrößert werden, so daß dadurch ermöglicht wird, daß das Rohr den Schiffsbewegungen folgt, wobei die Schlingeramplitude gleichzeitig durch die dämpfende Wirkung des Wassers reduziert wird, welches in die und aus den Seitentanks durch die öffnungen 5 strömt, die einen Bereich von 30 bis 50% des Bodens der Seitentanks einnehmen. Somit wird das Risiko von Schäden am Rohr und am Abstützungsaufbau im wesentlichen elemeniert und das Wasserfahrzeug ist in der Lage, das Auslegen des Rohres bei Seegängen vorzunehmen, die dieses Auslegen sonst gefährlich machen würden.

Die Fig. 5 bis 9 zeigen Querschnitte abgeänderter Konstruktionen von Schiffen mit Seitentanks für die Regulierung der Schlingerperiode w>e vorstehend beschrieben wurde. Fig. 5 zeigt eine Alternativform der Seitentanks mit im wesentlichen horizontalem Boden. In den Fig. 6 und 7 sind die Seitentanks 2 innerhalb des Schiffskörpers angeordnet und verlaufen bis zum Schiffsboden. Die Fig. 8 und 9 zeigen wieder weitere Konstruktionen, bestehend aus einem Schiff großer Breite mit doppelter Außenhaut, die die Seitentanks und die Bodentanks begrenzen. Durch öffnen der Klappen 6 in der Außenhaut wird die Schiffsbreite reduziert. Alternativ oder zusätzlich kann die Zelle unterhalb der inneren Schiffshaut benutzt werden, um den Querschnitt des Schiffskörpers zu ändern und somit die metazentrische Höhe des Schiffes.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wasserfahrzeug mit einem Kran zum Heben schwerer Lasten und einer Anzahl an den Schiffskörperseiten angeordneter, bis über die Wasserl·- nie sich erstreckender Seitentanks zur Erhöhung der Schiffsbreite, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitentanks (2) in an sich bekannter Weise unter der Wasserlinie angeordnete Öffnungen mit betätigbaren Verschlüssen aufweisen, daß zur Regelung der Schlinger- und/oder Stampfperioden in den Seitentanks (2) oben Luftöffnungen (16) vorgesehen sind, mit deren Hilfe das Seewasser im wesentlichen frei in die und aus den Tanks entsprechend der Seebewegung strömt und daß jede Öffnung (5) mit einer durch einen Hydraulikmechanismus betätigbaren Klappe (6) verschließbar ist, wobei der betätigbare Hydraulikmechanismus (10, 105, 12,13a, 13b, 14) die Klappe (6) in der geschlossenen und der offenen Stellung sperrt.

2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Wasserlinie angeordneten öffnungen der Tanks (2) 30 bis 50 Prozent der waagerechten Tankfläche einnehmen.

3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tanks (2) oberhalb der Verschlüsse für die öffnungen (5) mit von Deck aus zu öffnenden Ventilen (19) versehen sind, durch welche die Tanks geflutet werden können.