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Verfahren und Einrichtung zur Oberstellung von Frachtgut
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zwischen einen HnehJe ladeplatz und einen Schiff.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum über stellen von
Frachtgut zwischen einem Hochseeladeplatz und einen Schiff d.h. von den Ladeplatz
auf das Schiff und umgekehrt mittels eines Ladekrans oder Derricks mit einer Ladewinde
speziell bei hohem Wellengang auf See, und ebenso auf eine Einrichtung, um dieses
Verfahren auszuführen.
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Mit dem Ausdruck Hochseeladeplatz ist hier gemeint eine Landanlage,
welche an der See liegt, aber auchverschiedene Arten von Werkplattformen, wie Bohrinseln
u.dgl., welche in der See angebracht sind, zusammen mit den verschiedenen Typen
von seegängigen Schiffen. Bei der Überstellung von Frachtgut zwischen einem Frachter
und einer Landanlage oder auch einer Werkplattform ist es notwendig, die Wellenbewegung
des Frachters in Rechnung zu stellen, während es bei der Umladung von Frachtgut
zwischen zwei Frachtern notwendig ist, die Wellenbewegung beider Frachter in Rechnung
zu stellen, d.h. die Wellenbewegung zwischen den Frachtern.
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Beim Be- und Entladen eines Schiffes an einem Hochseeladeplatz treten
besondere Probleme auf, wenn die Wellenbewegungen besonders heftig sind, da dann
das Be- und Entladen außerordentlich gefährlich ist besonders für die Personen,
die an Deck des Frachters arbeiten. Darüber hinaus besteht das Risiko, daß das Frachtgut,
die Be-und Entladeeinrichtung und auch das Schiff selbst beschäd-igt werden. Daher
hat sich eine wachsende Notwendigkeit dafür ergeben, die Be- und Entladung von Frachtern
während praktisch jeder Wetterlage durchführen zu können speziell bei der ölsuche
und ölförderung in Hochsee zonen und bei schwerem Seegang.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Probleme zu lösen
oder auf jeden Fall bedeutend zu vermindern, die bei Be- und Entladen bei schwerem
Wellengang auftreten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Verfahren zum Überstellen
von Frachtgut zwischen einem Hochseeladeplatz und einem Schiff mittels eines Lastkrans
mit einer Ladewinde speziell bei hohem Wellengang auf See darin, daß der das Frachtgut
tragende Ladehaken zusätzlich zu der für das Laden und Entladen notwendigen Bewegung
durch die Ladewinde einer zusätzlichen Bewegung
unterworfen wird,
die im Gleichtakt mit der relativen Bewegung zwischen dem Hochseeladeplatz und dem
Schiff gesteuert wird.
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Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, den Lasthaken oder, mit anderen
Worten, die Last gesteuert mit Hilfe einfacher Mittel in einer normalen Hub- und
Senkbewegung, beispielsweise von einem Frachter auf eine Bohrinsel oder umgekehrt,
zu überstellen, da die Wellenbewegungen, denen der Frachter ausgesetzt ist, ausgeglichen
werden mit Hilfe der gesteuerten Wellenbewegung, der der Lasthaken und die Last
unabhängig von der Hub- und Senkbewegung ausgesetzt sind.
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Die Erfindung schließt auch eine Einrichtung zur Durchführung des
Verfahrens nach dem Hauptanspruch ein, welches die Kombination folgender Hilfsmittel
umfaßt: a) Mittel zum An zeigen der relativen Bewegung zwischen dem Hochseeladeplatz
und dem Schiff, b) Wellenkompensationsmittel, die Lastseil in einer gesteuerten
Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung aufzunehmen oder auszulassen in der Lage sind unabgängig
von dem Aufnehmen oder Ausgeben des Seiles durch die Ladewinde, c) Mittel, um die
Wellenkompensationsmittel mindestens
im wesentlichen in gleichem
Takt mit der durch die Anzeigemittel aufgezeigten relativen Bewegung zu steuern.
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Praktisch können die Anzeigemittel in der verschiedensten Weise ausgeführt
werden mit mechanisch, akkustisch oder funk gesteuerter Signalübertragung zu den
Mitteln für die Steuerung der Wellenkompensationsmittel.
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Bei einer einfachen, mechanisch gesteuerten Lösung kann ein auf Spannung
ansprechender Mechanismus, beispielsweise ein Gewicht an einem Seil, das durch eine
spezielle auf Spannung ansprechende Seilwinde über die Ladekranmittel gesteuert
wird, die vorgenannte Relativbewegung anzeigen und die Steuermittel für die Wellenkompensationsmittel
betätigen.
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Den Wdlenkompensationsmitteln kann praktisch ebenso verschiedene Ausbildung
gegeben werden.
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Bei einer ersten Ausführung enthalten die Wellenkompensationsmittel
eine besondere Winde mit einer vorwärts-und rückwärtsarbeitenden Windentrommel,
welche das Ende des Lastseiles entgegengesetzt zu der von den Ladekranmitteln gesteuerten
Winde steuert.
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Bei einer zweiten Ausführung enthalten die Wellenkompensationsmittel
einen drehbar an einem Ende befestigten hydraulschen Zylinder, dessen Kolbenstange
an dem anderen Ende herausragt, sowie ein zwischen der Seilwinde und dem Lasthaken
angeordnetes Rollensystem, welches das Lastseil bei seinen Bewegungsschritten aufnimmt,
wobei eine Rolle des Systems mit der Kolbenstange verbunden ist und mit der Kolbenstange
in Übereinstimmung mit der Betätigung des hydraulischen Zylinders durch die Steuermittel
in beiden Richtungen pulsiert.
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Bei einer weiteren Ausführung enthalten die Wellenkompensationsmittel
einen besonderen Antriebsmotor, der über ein Differentialgetriebe in die Antriebsverbindung
zwischen dem Antriebsmotor und der Trommel der Lade- und Entladewinde so eingefügt
ist, daß beide Motoren zusammen die Bewegung des einen Endes des Lastseiles steuern.
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Um die Erfindung klarer verständlich zu machen, seien Ausführungsbeispiele
an Hand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, bei denen Fig.1 eine schematische
Darstellung einer Einrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, Fig.2
eine schematische Darstellung einer Einrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt und Fig.3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung
zeigt,
welche eine Abwandlung der Einrichtung nach Fig.1 darstellt.
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Bezugnehmend auf Fig.1 hat eine Be- und Entladewinde 10 eine damit
verbundene Trommel 10a, welche das Lastseil 11 einholt und aus läßt. Das Lastseil
läuft von der Trommel 10a über eine Leitrolle 12 am inneren Ende des Ladederricks
13, eine erste Flaschenzugrolle 14 eines Flaschenzugblocks 14,15 am äußeren Ende
des Ladederricks, eine zweite Flaschenzugrolle 16, welche auf die Flaschenzugrolle
14 zu und von ihr weg beweglich ist, und eine dritte Flaschenzugrolle 15 des Flaschenzugblocks
14,15 und weiter abwärts zu einem Lasthaken 17, an dem ein Stückgut 18 hängend dargestellt
ist, welches an Bord eines Frachters 19 verladen werden soll. Bei dem gezeigten
Beispiel ist die Lade- und Entladeeinrichtung auf einem Hochseeladeplatz aufgestellt,
welcher aus einer an See gelegenen Landanlage, einer Bohrinsel od.dgl., welche im
Hochseebereich verankert ist, oder einem beliebigen Schiff bestehen kann (nicht
dargestellt).
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Die Flaschenzugrolle 16 ist in einem Bügel 20 am Ende einer Kolbenstange
21 eines hydraulischen Zylinders 22 angeordnet. Das untere Ende des Zylinders ist
drehbar an einer Fundamentstütze befestigt. Die Flaschenzugrolle 16 kann in eine
pulsierende Vorwärts- und Rückwärtsbewegung relativ zu dem Zylinder versetzt werden,
wie es
weiter unten beschrieben wird. Hierdurch wird eine entsprechende
Wellenkompensation mit einer pulsierenden Verkürzung und Verlängerung des Lastseiles
11 unabhängig von der Betätigung des Lastseiles über die Trommel 1Oa der Lade- und
Entladewinde hervorgerufen.
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Die vorerwähnte pulsierende Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Flaschenzugrolle
und die Verkürzung und Verlängerung des Lastseiles dient dazu, um ganz oder teilweise
die relative vertikale Bewegung zwischen dem Frachter und dem Hochseeladeplatz auszugleichen.
Ein mechanischer Anzeiger dient dazu, um die vorerwähnte relative Vertikalbewegung
aufzuzeigen. Eine Seilwinde 24 besitzt ein dazugehöriges Seil 25, welches über eine
Seilrolle 26 am äußeren Ende des Ladederricks 13 läuft. Am Ende des Seige les 25
ist ein Anzeigwicht 27 angehängt, welches auf dem Deck des Frachters ruhend dargestellt
ist. Die Seilwinde ist dazu eingerichtet, um das Seil auszulassen oder einzuholen
im Takt mit der vertikalen Bewegung des Frachters relativ zu dem Hochseeladeplatz
und gesteuert durch die Spannungsänderung, welche in dem Seil 25 auftritt.
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Ein erster Signalgeber 28, der mit der Seilwinde 24 verbunden ist,
überträgt über eine Leitung 28a ein Steuersignal zu einer Steuereinheit 29, welche
über eine Steuereinrichtung ein Ventil 31 betätigt. Das Ventil 31 ist ein Dreiwegeventil,
das eine erste Leitungsverbindung 32
zu dem unteren Ende des Zylinders
22, eine zweite Leitungsverbindung 33 zu einem Druckmittelspeicher 34 und eine dritte
Leitungsverbindung 35 zu einem Druckentlastungsbehälter 36 besitzt. An dem Bügel
20 der Flaschenzugrolle 16 ist ein Stellungsanzeigerarm 37 angebracht.
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An dem Arm 37 ist ein Seil 38 befestigt, welches über die Trommel
der Seilwinde 39 läuft. Ein zweiter Signalgeber 40, der mit der Seilwinde 39 verbunden
ist, kann über die Leitung 40a ein Steuersignal zu der Steuereinheit 29 übertragen.
Die Signale von dem Signalgeber 28 für das Anzeigegewicht werden mit den Signalen
von dem Signalgeber 40 des Stellungsanzeigerarmes 37 abgeglichen, so daß das ablaufende
Lastseil 11 durch die Bewegung der Flaschenzugrolle 16 im Takte mit der relativen
Bewegung zwischen dem Frachter und dem Hochseeladeplatz verkürzt oder verlängert
wird in einer mit dieser Bewegung übereinstimmenden oder gegebenenfalls begrenzt
übereinstimmenden Schwenkbewegung. Hieraus ergibt sich, daß man in der Lage ist,
die genannte Relativbewegung zu kompensieren oder gegebenenfalls teilweise zu kompensieren,
so daß man das Löschen der Ladung auf dem Deck des Frachters besonders bei schwerem
Seegang viel besser in der Gewalt hat und es in sanfterer Weise durchführen kann
als bisher.
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In Fig.1 ist die Anlage in einer mittleren Stellung dargestellt. Wenn
man annimmt, daß der Frachter 19 sich anfangs vertikal abwärts relativ zu dem Frachtgut
18 bewegt, bewirkt dies einen Spannungsanstieg in dem Anzeigeseil 25.
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Dic Folge ist, daß dem Frachtgut durch Auslassen von Frachtseil eine
entsprechende abwärts gerichtete Bewegung gegeben wird. Dies wird ausgehend von
der in Fig.1 dargestellten Stellung durch die Bewegung der Kolbenstange 21 aus dem
Zylinder 22 heraus bewirkt, so daß das Frachtgut der abwärts gerichteten Bewegung
des Frachters folgt oder weitgehend folgt. Das Auslassen des Lastseiles geschieht
dadurch, daß das Ventil 31 die Verbindung vom Druckgefäß 34 zu dem unteren Ende
des Zylinders 22 offenhält, während das Druckmittel von dem oberen Ende des Druckzylinders
22 abgelassen wird über eine Leitungsverbindung 41, Entlastungsventil 42 und eine
Leitungs-verbindung 41a zu dem Druckentlastungsbehälter 36.
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Sobald die abwärts gerichtete Bewegung des Frachters abnimmt, d.h.
sobald die Spannung in dem Anzeigeseil aufhört, wird ein entsprechendes Signal von
dem Signalgeber 28 des Anzeigers zu der Steuereinheit 29 gegeben, so daß die Verbindung
zwischen dem unteren Ende des Zylinders 22 und dem Druckmittelgefäß 34 durch das
Ventil 31 geschlossen wird und die Verbindung zwischen dem unteren Ende des
Druckzylinders
22 und dem Druckentlastungsbehälter 36 geöffnet wird. Auf diese Weise wird Druckmittel
momentan zu dem oberen Ende des Zylinders 22 von einem Druckmittelbehälter 43 über
die Verbindungsleitung 41 gespeist.
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Die Kolbenstange wird infolgedessen einwärts in den Zylinder 22 gestoßen
und ruft eine entsprechende Aufnahme von Lastseil hervor.
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Sobald die Aufwärtsbewegung des Frachters nachläßt, d.h., sobald die
Spannung in dem Anzeigeseil wieder zunimmt, wird die Anzeigewinde in entgegengesetzte
Drehbewegung gesetzt und es wird ein entsprechendes Signal von dem Signalgeber 28
des Anzeigers zu der Steuereinheit 29 gegeben, so daß die Verbindung zwischen dem
unteren Ende des Zylinders und dem Druckmittelbehälter 34 durch das Ventil 31 geöffnet
wird, während die Verbindung zwischen dem unteren Ende des Zylinders und dem Druckentlastungsbehälter
36 geschlossen wird. Sobald ein Druckanstieg in dem oberen Ende des Zylinders 22
eintritt, wird Druckmittel von dort über die Verbindungsleitung 41 zu dem Druckentlastungsbehälter
36 abgelassen.
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Das Anzeigegewicht 27 wird infolgedessen der Vertikalbewegung des
Frachters folgen, während das Anzeigeseil, welches auf Deck des Frachters aufsitzt,
die ganze Zeit über straff gespannt gehalten wird und jede Änderung in
der
Spannung folgt, die durch die Bewegung des Frachters bewirkt wird. Die Anzeigewinde
ist in der Lage, in einer an sich bekannten Weise auf derartige Spannungsverteilungen
direkt anzusprechen und das Anzeigeseil in Obereinstimmung mit den Änderungen der
Spannung aufzunehmen oder auszulassen. Der Signalgeber 28 wird entsprechend der
Drehung der Anzeigewinde gesteuert und steuert durch Signalgabe das Ventil 31 in
einem entsprechenden Bewegungsrhythmus.
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Der Druck in den Behältern 34 und 43 ist entsprechend den Notwendigkeiten
mittels der in den Leitungen 46 bzw. 47 liegenden Steuerventile 44,45 eingestellt.
Diese Leitungen wiederum sind mit einer gemeinsamen Pumpe 48 über eine Hauptleitung
49 mit einem Rückschlagventil 50 verbunden.
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Zwischen dem Rückschlagventil 50 in der Hauptleitung 49 und den Leitungen
46,47 ist eine Nebenleitung 51 mit einem Entlastungsventil 51 angeschlossen, die
zu dem Druckentlastungsbehälter 36 führt. Mit 52 ist ein Rückschlagventil in der
Leitung 47 zwischen dem Entlastungsventil 42 und dem Steuerventil 45 bezeichnet.
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Die Leitungsverbindung 41 zwischen dem oberen Ende des Zylinders und
dem Druckentlastungsventil 42 kann praktisch mit kleinen, nicht dargestellten Änderungen
auch ohne den Druckbehälter 43 verwendet werden, wenn die
Puppe
48 nber die Leitung 47 mit dem Ventil 45 die notwendig<rDructmittel direkt zu
dem Zylinder 22 speisen kann. Jedoch wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der Druckbehälter 43 dazu benutzt, die Pumpe wpflL rend der Betätigung in wesentlichen
zu entlasten, da das Gewicht des Frachtgutes 18 durch einen entsprechenden Druck,
der sich in dem Druckbehälter 43 auftaut, ausbalanciert wird. Die Spannung p, welche
in dem Seil tt von dem Frachtgut 18 ausgeübt wird, erzeugt einen entsprechenden
Druck 2p in der Kolbenstange 2t uber die Rolle t6 und bewirkt einen entsprechenden
Druckanstieg in der Verbindungsleitung 41 zu dem Druckbehälter 43. Der Druck, der
durch das Frachtgut in der Verbindungsleitung 41 hervorgerufen wird, liegt jedoch
praktisch wesentlich unter dem öffnungsdruck des Ventils 42 und dadurch wird sich
ein entsprechender Druck in dem Druckbehälter aufbauen.
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Mittels der Pumpe 48 über die Leitung 47 mit dem Ventil 45 kann der
Druck in der Verbindungsleitung 41 und in dem Druckbehälter 43 praktisch von dem
Druck, der durch das Frachtgut hervorgerufen wird, bis zu dem öffnungsdruck des
Ventiles 42 oder darüber hinaus erhöht werden. Die Pumpe 48 muß also auf der Druckseite
des Druckzylinders 22 nur in dem Druckbereich zwischen dem öffnungsdruck des Ventiles
42 und dem Druck, der in der Verbindungsleitung 41 durch das Gewicht des Frachtgutes
hervorgerufen wird, arbeiten. D.h., je größer das Gewicht des Frachtgutes ist,
um
$o gr£er ist die Druckenergiemenge, die in den Behälter 43 gespei¢hert werden kann
und um So ehr kann nan die Pumpe 48 relativ entlasten.
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Der Signalgeber 40, der die Steuereinineit 29 betätigt, wird durch
die Bewegung des Stellungsanzeiqearies 37 an der Flaschenzugrolle 16 gesteuert und
ist relativ zu den Signalgeber 28 so ausgelegt, daß sich das Seil 38 nur mit der
halben Geschwindigkeit des Anzeigeseiles 25 bewegt. Bei der Bemessung kann, wenn
notwendig, eine gewisse Zeitverzogerung oder eine abweichende Bewegungsbeziehung
zwischen der Flaschenzugrolle und dem Anzeigegewicht eingefugt werden. Letzteres,
um beispielsweise mögliche, besondere, horizontal gerichtete, relative Bewegungen
zwischen dem Hochseeladeplatz und dem Frachter auszukorrigieren. Es kann auch vorgesehen
werden, daß die gewünschte Wellenbewegung auf das Frachtgut in einer allmählich
ansteigenden Weise mit ansteigender Größe der Wellenbewegung übertragen wird, wobei
die Signalgeber von Hand oder auf andere Weise gesteuert werden (nicht dargestellt).
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Jedoch ist es offensichtlich, daß anstatt der mechanischen Wirkungsweise
von Anzeigegewicht, Anzeigeseil mit dazugehöriger Winde und Signalgeber auch anders
wirkende Gebergeräte mit beispielsweise funkgesteuerten oder
akkustisch
gesteuerten Gebern verwendet werden können.
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In Fig.2 ist eine abgeänderte Ausführung dargestellt. Bei dieser ist
eine Be- und Entladungswinde 10 mit einer damit verbundenen Trommel 10a vorgesehen,
welche Lastseil ausläßt oder aufnimmt. Das Lastseil läuft von der Trommel 10a über
eine Seilrolle 12 am inneren Ende des Ladederricks (nicht dargestellt) und eine
erste Flaschenzugrolle 60 zu am äußeren Ende des Ladederricks, weiterhin abwärts/einer
Blockrolle 61, an der der Lasthaken 17 aufgehängt ist.
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Von der Blockrolle 61 läuft das Lastseil 11 aufwärts zu einer zweiten
Rolle 62 am äußeren Ende des Ladederricks und über eine Leitrolle 63 zu einer Trommel
64a an einer Winde 64. Der Motor an der Winde 64 ersetzt den Druckmittelzylinder
in Fig.1. Hier ist ein hydraulisches System dargestellt, das dem in Fig.1 gezeigten
entspricht.
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In Fig.3 ist ein weiteres, abgeändertes Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem das Lastseil 11 von einer Trommel 10a über eine Leitrolle 12 am inneren
Ende des Ladederricks und eine Leitrolle 70 am äußeren Ende des Ladederricks (nicht
dargestellt) zu dem Lasthaken 17 am äußeren Ende des Lastseiles läuft. Das Aufnehmen
und Auslassen des Lastseiles 11 auf der Trommel 10a wird durch ein Winden aggregat
mit zwei getrennten Windenmotoren 71,72 gesteuert, die in einer voneinander unabhängigen
Weise über ein
gemeinsames Differentialgetriebe 73 ftlr die Motoren
angetrieben werden. Ein erster Motor 71 entspricht dem Motor einer konventionellen
Lade- und Entladewinde und ist in Fig.3 nur schematisch dargestellt. Das Antriebssystem
des Motors ist der Einfachheit halber weggelassen.
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Ein zweiter Motor 72 kann dem Motor an der Winde 64 in Fig.2 entsprechen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Anzeigesignalgeber 40 an einer
Seite der Motorwelle 72 befestigt, die andere Seite der Motorwelle ist mit dem Zahnrad
75 verbunden, das in den Zahnkranz 76 des Differentialgetriebes 73 eingreift. Normalerweise
wird der Lasthaken vermittels der Trommel 10a in herkömmlicher Weise über den Windenmotor
71 angehoben und gesenkt. Unabhängig von dieser Betätigung kann man in einer den
vorangehenden Ausführungsbeispielen entsprechenden Weise die relative Bewegung zwischen
dem Hochseeladeplatz und dem Frachter durch eine getrennte Steuerung mittels des
Motors 72 unter Zuhilfenahme des Anzeigesignalgebers 40 kompensieren. Die wellenkompensierende
Bewegung wird direkt über den Zahnkranz 76 des Differentialgetriebes eingegeben,
so daß die resultierende Bewegung des Lastseiles direkt über die einzige Trommel
10a des Windenaggregates bewirkt wird.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind hydraulische Winden
beschrieben mit zugehörigen hydraulischen
Hilfseinrichtungen. aber
es ist klar, daß Dampfwinden, Elektrowinden oder pneuxatische Winden ebenso gut
verwendet werden können und zusammen mit den Hilfseinrichtungen kann auch eine elektrische
oder andere geeignete Art der Betätigung angewendet werden