DE3122401C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Befestigungsvor­ richtung für ein pfahlförmiges Element, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 28 48 394 ist eine derartige Befesti­ gungsvorrichtung für die Stützen einer Hubinsel be­ kannt. Jede Stütze trägt wenigstens eine in Längs­ richtung der Stütze verlaufende Zahnstange, bei der die Zähne und die Zahnlücken ein rechteckiges Profil aufweisen. Um die Hubinsel auf der jeweils gewünschten Höhe an der Stütze festzulegen, ist eine Sperrein­ richtung vorgesehen, die an der Hubinsel um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist. Die Sperr­ einrichtung ist nach Art eines einarmigen Hebels aus­ gebildet, und ihr freies, von der Gelenkachse ablie­ gendes Ende ist mit einem der Zahnlücke entsprechenden Profil versehen. Mittels eines hydraulischen Zylin­ ders kann die Sperreinrichtung verschwenkt und so mit der Zahnstange in Eingriff gebracht oder aus dieser ausgehoben werden.

Die Bewegung der Hubinsel längs der Stütze ge­ schieht mit einer Anordnung, die ähnlich wie die Befestigungseinrichtung ausgebildet ist und sich von dieser dadurch unterscheidet, daß der ein­ armige Hebel selbst als Hydraulikzylinder ausge­ führt ist.

Bei der bekannten Anordnung kann die Hubinsel nur in Schritten entsprechend der Zahnteilung der Zahn­ stange festgelegt werden. Außerdem muß die Sperrein­ richtung, damit sie in die Zahnlücke hinein bzw. aus ihr herausgeschwenkt werden kann, in der Zahnlücke Spiel haben, das bei Lastwechseln zu einem beschleu­ nigten Verschleiß der Flanken führt. Schließlich er­ fordern die rechtwinklig verlaufenden Zahnflanken der Zahnstange eine sehr genaue Positionierung der Hubinsel längs der Stütze, damit die Sperreinrichtung in die Lücke eingreifen kann. Die Positioniergenauig­ keit ist umso höher, je kleiner das Zahnflanken­ spiel zwischen der Sperreinrichtung und der Zahn­ stange ist. Die Genauigkeit der Positionierung ver­ langsamt letztlich die Geschwindigkeit, mit der die Befestigungsvorrichtung zur Wirkung gebracht werden kann.

Eine andere Form der Befestigungsvorrichtung ist aus der nicht vorveröffentlichten europäischen Patentan­ meldung 00 24 939 bekannt und dient ebenfalls dazu, eine Hubinsel an drei auf dem Meeresgrund stehenden Stützen festzulegen. Zur Bewegung der Hubinsel längs einer jeden Stütze ist diese mit wenigstens einer Zahnstange versehen, in die ein in der Hubinsel drehbar gelagertes Ritzel eingreift. Durch Antrei­ ben des Ritzels kann die Hubinsel längs den Stützen auf- und abwärts bewegt werden. Zum Festlegen der Hubinsel in der gewünschten Höhe sind Zahnstangen­ teile in der Hubinsel gelagert, die in die Zahn­ stange der jeweiligen Stütze eingreifen und dadurch das Ritzel entlasten.

Um das jeweilige Zahnstangenteil mit der zuge­ hörigen Zahnstange in Eingriff zu bringen, sind insgesamt vier Schraubspindeln vorgesehen, von de­ nen zwei die Lage des Zahnstangenteils längs der Stütze festlegen und zwei die Bewegung des Zahn­ stangenteils auf die Stütze zu bzw. von dieser weg bewirken.

Das Eingreifen des Zahnstangenteils in die Zahnstange der Stütze erfordert somit zwei unterschiedliche Ver­ schiebungsvorrichtungen, was als umständlich und zeit­ raubend angesehen werden muß, während außerdem neben den unterschiedlichen Antrieben auch gesonderte Steuerungen dafür verwendet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß sie baulich einfacher ist und schneller arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Verschiebung der Führungsblöcke kann in verschiedenen Weisen, z. B. mittels Zylinder, erfolgen. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung empfiehlt es sich jedoch, daß die Führungsblöcke je durch wenigstens zwei Schraubspindeln verschiebbar sind, wobei diese Schraubspindeln derart aufgestellt sind, daß die Achse der auf der einen Seite des Zahnstangenteils gelegenen Schraubspindel mit der Achse der auf der anderen Seite des Zahnstangenteils gelegenen Schraubspindel zusammenfällt und jedes Paar Schraubspindeln mit zusammen­ fallenden Achsen miteinander drehbar verbunden ist.

Dadurch wird eine genau geführte Verschiebung der Führungsblöcke erreicht, wobei die selbsthemmende Wirkung einer Schraubenverbindung eine zusätzliche Sicherung bedeutet. Dadurch, daß jedes Paar Schraubspindeln mit zusammen­ fallenden Achsen miteinander drehbar verbunden ist, wird in vorteilhafter Weise eine Sicherung in Längsrichtung erhalten.

Wenn einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung entsprechend die Neigung der Führungsflächen der Führungsblöcke dem Drückwinkel der Zähne gleich ist, werden in vorteilhafter Weise die Zahnkräfte ohne zusätzliche Kraft auf die Führungs­ blöcke übertragen. Die weitergeleiteten Kräfte können in eine vertikale und eine horizontale Komponente zerlegt werden, wobei die vertikale Komponente über die Verschiebungsvorrichtung der Führungsblöcke nach dem Körper mit Schwimm­ vermögen abgeführt wird, während die horizontale Komponente über Führungs­ flächen zwischen den Führungsblöcken und dem Körper mit Schwimmvermögen direkt auf diesen übertragen wird.

Unter Hinweis auf ein in der Zeichnung in schematischer Weise wiedergegebenes Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung jetzt näher verdeutlicht und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt einen Teil einer Hub-Insel an der Stelle eines der Pfähle;

Fig. 2 eine Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung in der nicht­ gesperrten Stellung;

Fig. 3 die Befestigungsvorrichtung nach Fig. 2 in der gesperrten Stellung und

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Hub-Insel 1 wiedergegeben, in der eine Durchlaß­ öffnung 2 für eine Stütze 3 angebracht ist. Zwei Zahnstangen 4 erstrecken sich in Längsrichtung der Stütze 3 auf beiden Seiten derselben. Die Stütze 4 kann jede gewünschte Konstruktion oder jeden gewünschten Querschnitt haben. So kann die Stütze 3 eine Fachwerkstütze sein, bestehend aus einer Anzahl länglicher Pfosten, die mittels Querstangen miteinander verbunden sind, wobei jeder Pfosten mit einer oder einer Anzahl Zahnstangen versehen ist. Weitere mögliche Konstruktionen für die Stützen sind im Querschnitt runde, quadratische oder andersförmige Rohre.

Mit jeder Zahnstange 4 kann ein oder eine Anzahl Ritzel zum Verschieben der Stütze 3 in bezug auf die Insel 1 zusammenarbeiten. Die Ritzel sind in Antriebsvorrichtungen 5 untergebracht, die über Federpakete 6 sich einer­ seits an der Hub-Insel 1 und andererseits an einem starr mit der Hub-Insel 1 verbundenen Joch 7 anschließen. Um eine richtige Positionierung der Stütze in bezug auf die Hub-Insel aufrechtzuerhalten, sind zwei in Abstand vonein­ anderliegende Führungen 8 und 9 vorhanden. Um die Stütze 3 in wirksamer Weise in bezug auf die Hub-Insel 1 sichern und befestigen zu können, ist bei jeder Zahnstange 4 eine Befestigungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung angebracht. Diese Befestigungsvorrichtung 10 wird im nachstehenden unter Hinweis auf die Fig. 2 bis 4 näher erläutert und verdeutlicht.

Die Befestigungsvorrichtung 10 ist mit einem Zahnstangenteil 11 versehen, bestehend aus einem plattenförmigen Teil mit im wesentlichen einem Umfang in Form eines gleichschenkligen Trapezes, wobei an der langen Basisseite davon eine Verzahnung 12 angebracht ist, die mit der Verzahnung der gegenüberliegen­ den Zahnstange 4 zusammenarbeiten kann. Die kurze Seite des Zahnstangenteiles 11 erstreckt sich parallel zu einem benachbarten Teil der Hub-Insel 1. Die zwei schrägen Seiten des Zahnstangenteiles 11 haben eine Neigung, die der der Verzahnungen entspricht. Weiter sind die zwei schrägen Seiten 13 mit Flansch­ rändern versehen, die verschiebbar in Führungsorgane 14 eingeschlossen sind, welche einen Teil von Führungsblöcken bilden. In diesen Führungs­ blöcken 15, die aus einem blockförmigen Stück Material bestehen, versehen mit einer geneigten Fläche, die der zusammenarbeitenden Fläche des Zahn­ stangenteiles 11 entspricht, sind jeweils zwei mit Schraubgewinde versehene Bohrungen zum Aufnehmen von Schraubspindeln 16, 17 angebracht. In Flucht mit einer Schraubspindel 16 liegt jeweils eine Schraubspindel 17, wobei zwischen den beiden Schraubspindeln ein Abstandshalter 18 angeordnet ist, der aus einem achsenförmigen Teil besteht, mit einer Achse, die mit denen der beiden Schraubspindeln 16, 17 zusammenfällt. Eine Anordnung von jeweils einer Schraubspindel 16, einem Abstandhalter 18 und einer Schraubspindel 17 ist in Längsrichtung gegen Verschiebung gesichert zwischen zwei starr miteinander verbundene Teile der Hub-Insel 1 aufgenommen. Mittels Lager 19 sind die Schraubspindeln 16 und 17 rotierbar in bezug auf die Hub-Insel 1 und mittels Lager 20 in bezug auf die Abstandhalter 18 oder aber in bezug aufeinander angebracht. Mittels nicht näher wiedergegebener Antriebe sind die Schraubspindeln 16, 17 rotierbar. Dabei ist jeder Satz Schraubspindeln 16 bzw. 17 miteinander gekuppelt, so das jeder Satz Schraubspindeln 16 bzw. 17 mit derselben Winkelgeschwindigkeit gedreht wird. Der Satz Schraub­ spindeln 16 jeder Befestigungsvorrichtung 10 soll dabei unabhängig von dem Satz Schraubspindeln 17 dieser Befestigungsvorrichtung 10 rotiert werden können.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Wenn die Hub-Insel 1 an ihren Bestimmungsort gelangt ist, werden mittels der Antriebsvorrichtungen 5 die Stützen 3 nach unten bewegt, bis sie den Boden erreichen. Dadurch, daß man die Antriebsvorrichtungen 5 weiterarbeiten läßt, wird sodann die Hub-Insel 1 längs der Stützen hochbewegt, bis der gewünschte Abstand über der Wasseroberfläche erreicht worden ist. Während dieser relativen Bewegungen der Stützen 3 und der Insel 1 befinden sich die Befestigungsvorrichtungen 10 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, wobei die Führungen 8, 9 dafür sorgen, daß eine Stütze 3 in richtiger Weise in bezug auf die Hub-Insel 1 geführt wird.

Um in der so erreichten gehobenen Stellung die Führungen 8, 9 und die An­ triebsvorrichtungen 5 möglichst von aus den Pfählen herrührenden Kräften und Momenten zu entlasten, z. B. während eines schweren Sturmes, werden die Befestigungsvorrichtungen aus der in Fig. 2 wiedergegebenen Stellung in die in Fig. 3 gezeigte Stellung gebracht, was durch eine dazu geeignete Antreibung der Schraubspindeln 16 und 17 erfolgt. Dadurch, daß man die Schraubspindeln 16 und 17 gleichzeitig mit derselben Geschwindigkeit drehen läßt, können die Zähne des Zahnstangenteiles 11 in richtiger Weise in bezug auf die Zähne der Zahnstange 4 positioniert werden. Dadurch, daß man die Spindeln 16 und 17 gleichzeitig entgegengesetzt drehen läßt, kann der Zahnstangenteil 11 ohne daß die Positionierung der Verzahnungen in bezug aufeinander geändert wird, nach der Stütze 3 hin gedrückt werden. Selbst­ verständlich ist es auch möglich, durch eine geeignete Steuerung die Schraubspindeln 16 bzw. 17 mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten rotieren zu lassen, so daß in einer fließenden Bewegung der Zahnstangen­ teil 11 mit der Zahnstange 4 in Eingriff gebracht wird.

Durch die Verwendung von zwei Zahnstangen 4 sowie zwei Befestigungsvorrich­ tungen 10, die einander gegenüberliegen, kann eine besonders wirksame Einklemmung der Stützen 3 bewirkt werden.

In dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind die Neigungen des Zahnstangen­ teiles 11 und die der Führungsblöcke 15 gleich den Flankenwinkeln der Verzahnungen gewählt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die aus den Pfählen herrührenden Kräfte ohne zusätzliche Kräfte nach den Führungs­ blöcken 15 weitergeführt werden. Diese Kräfte können in eine vertikale und eine horizontale Komponente zerlegt gedacht werden. Die vertikale Komponente wird über die Schraubspindeln 16, 17 nach dem Rahmen der Hub-Insel 1 weiter­ geleitet. Die horizontale Komponente wird hingegen direkt von einem Führungsblock 15 auf den angrenzenden Teil der Hub-Insel 1 übertragen.

Es ist selbstverständlich, daß im Rahmen der Erfindung viele Änderungen und Abwandlungen möglich sind. So können die Führungsblöcke 15 statt durch Schraubspindeln durch hydraulische oder pneumatische Zylinder bewegt werden. Obwohl es sich empfiehlt, daß die Neigungswinkel des Zahnstangenteiles und die der Führungsblöcke gleich dem Flankenwinkel der Verzahnungen sind, können diese Winkel erwünschtenfalls auch einen anderen Wert haben. Weiter ist es möglich, den Zahnstangenteil 11 statt in der Ebene der Zeichnung in Fig. 2 nach der Zahnstange 4 zu verschieben, ihn senkrecht zu dieser zu verschieben. Es soll dann eine Vorrichtung vorhanden sein, mit welcher der Zahnstangen­ teil in Zahnstangenlängsrichtung zur Positionierung der Verzahnungen in bezug aufeinander verschoben werden kann, sowie eine Vorrichtung, mit welcher der Zahnstangenteil 11 senkrecht zu der Ebene der Zeichnung bewegt werden kann, um den Zahnstangenteil aus dem Eingriff mit der Zahnstange bringen zu können. Ein Vorteil dieser Konstruktion ist, daß der Zahnstangenteil 11 dann immer mit einem Rahmenteil der Hub-Insel 1 in Berührung bleiben kann, so daß die horizontale Komponente der weiterzuführenden Kräfte über den Zahnstangenteil direkt auf den Rahmen der Hub-Insel 1 übertragen werden kann.

Im Vorstehenden wurde immer von einer Hub-Insel mit Stützen gesprochen. Dies ist keineswegs als eine Beschränkung des Anwendungsgebietes der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung zu betrachten.

Claims (3)

1. Befestigungsvorrichtung für ein pfahlförmiges Element, das in Längsrichtung verschiebbar in einem Körper mit Schwimmvermögen aufgenommen und mit mindestens einer über wenigstens einen Teil der Länge des pfahlförmi­ gen Elementes angebrachten Zahnstange versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit dem Körper (1) mit Schwimm­ vermögen verbundener Zahnstangenteil (11) mit dem Zahnstangenprofil des pfahlförmigen Elementes (3) in Eingriff bringbar ist, wobei der Zahnstangenteil (11) in einer Richtung senkrecht zu der Zahnstangenlängsrichtung außerhalb des Bereiches der Zahnstange (4) bringbar ist, daß der Zahnstangenteil (11) über min­ destens eine halbe Zahnteilung in Zahnstangenlängs­ richtung verschiebbar ist, daß der Zahnstangenteil (11) aus einer Platte besteht, deren Umfang im wesent­ lichen die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat und deren Zähne (12) an der langen, der Zahnstange (4) zugewandten Basisseite des Trapezes angebracht sind, und daß der Zahnstangenteil (11) zwischen zwei Führungs­ blöcken (15) eingeschlossen ist, die sowohl zusammen als auch einzeln in Zahnstangenlängsrichtung verschieb­ bar sind und je eine Führungsfläche (14) aufweisen, die mit jeweils einer der geneigten Trapezseiten (13) des Zahnstangenteils (11) zusammenarbeitet.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsblöcke (15) je durch wenigstens zwei Schraubspindeln (16, 17) verschiebbar sind, wobei diese Schraubspindeln (16, 17) derart aufgestellt sind, daß die Achse der auf der einen Seite des Zahnstangenteils (11) gelegenenen Schraubspindel (16) mit der Achse der auf der anderen Seite des Zahnstangenteils (11) gelegenenen Schraubspindel (17) zusammenfällt und jedes Paar Schraubspindeln (16, 17) mit zusammen­ fallenden Achsen miteinander drehbar verbunden ist.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Führungsflächen (14) der Führungsblöcke (15) dem Drückwinkel der Zähne entspricht.