DE3249527T1

DE3249527T1 - Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen

Info

Publication number: DE3249527T1
Application number: DE19823249527
Authority: DE
Inventors: Vja&ccaron;eslav Vasil'evi&ccaron; Leningrad Korolev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1984-09-06
Also published as: FI77621C; WO1984000527A1; NL185832C; FI77621B; FI841178A; NL8220422A; FI841178A0; NL185832B

Description

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EINRICHTUNG ZUM AUTOMATISCHEN LOSMACHEN DES SCHLEPPHAKENS VON SCHIFFEN

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf den Schiffbau betrifft insbesondere Einrichtungen zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen.

Zugrundeliegender Stand der Technik Am häufigsten geschehen Kenterunfälle von Schleppern in begrenzten Hafengewässern, vorwiegend bei Kantungsarbeiten, da das geschleppte Schiff unter einem Winkel zum Kurs des Schleppschiffs zu liegen kommt. Bei dieser Lage zweier Schiffe, die durch ein steifes Schleppseil (automatische Schleppwinden werden bei solchen Schlepparbeiten nicht eingesetzt) verbunden sind, ist die Erscheinung eines Rückens des Schleppseils unvermeidlich, die ein Kentern des Schleppschiffs bzw. dessen Überfluten zur Folge haban kann. . .

Zur Vermeidung des Kenterns ist die Stabilität des Schiffes normiert, jedoch sind diese Normen nicht imstande, alle beim Schleppen möglichen Erscheinungen zu erfassen, und stellen demnach keine Garantie gegen Kentern und Überfluten von Schiffen beim Schleppen dar. Diese Aufgabe läßt sich nur mittels Einrichtungen zum. automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen lösen, die in den letzten Jahren eine breite Anwendung in den Schleppschiffen gefunden haben. Die gegenwärtig bekannten Einrichtungen zum automatischen Losmachen des Schlepphakens, von Schiffen lassen sich in zwei Gruppen einteilen.

Zur ersten Gruppe gehören Einrichtungen, bei denen das Hakenschloß bei kritischem Krangungswinkel des Schleppschiffs ausgelöst wird. Diese Gruppe vertritt eine Einrichtung der vom Kapitän A.A. Dikin vorgeschlagenen Konstruktion (SU-Urheberschein Nr. 115789), die in der Sowjetunion breite Anwendung fand, sowie das System "Knilf" der westdeutschen

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Firma "Motorenfabrik Heinrich Liesen". Dieses System besitzt zwei Quecksilberschließer, die bei einer Schiffskrängung gegen den einen bzw. den anderen Bord den elektrischen Stromkreis schließen, so daß der Strom einem elektromagnetischen Ventil zufließt, das den Luftzutritt zum Arbeitszylinder freigibt. Die Kolbenstange des Zylinders wirkt auf ein Hebelsystem ein, welches das Hakenschloß öffnet.

Zu derselben Gruppe gehört eine Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen nach der DB-PS Nr. III971I, EL. 65f 14, die einen als Pendel ausgebildeten Krängungs^geber und zwei hydraulisch arbeitende Endschalter enthält, die durch Signale vom Ausgang des Krängungsgebers beim Neigen des Schiffes nach Steuer bzw. gegen Backbord im wachsei steuerbar, parallel geschaltet und in den hydraulischen Steuerkreis des Stellglieds des Schlepphakenschlosses in Seihe geschaltet sind, das in Form eines Zylinders und eines Kolbens mit Kolbenstange ausge-

führt ist. . .

Der Haken ist mit der Kolbenstange des Kolbens mittels einer Zugstange verbunden, die sich zusammen mit dem Haken auf einem halbrunden Le it element abstützt. Jeder Zweig des hydraulischen Steuerkreises ist an dem einen Ende mit dem Zylinderraum vor dem Kolben, an dem anderen Ende aber mit dem Zylinderraum hinter dem "Kolben verbunden. .

Bei Erreichen eines gefährlichen Krängungswinkels durch das Schiff auf die eine oder die andere Bordseite wird unter der Wirkung des pendelförmigen Krängungsgebers ein entsprechender Endschalter ausgelöst, der den Kanal zum überströmen der Betriebsflüssigkeit aus dem Zylinderraum vor. dem Kolben in den Zylinderraum hinter dem Kolben freigibt. Der KoI-ben erhält beim Kraftangriff am Haken eine Verschie-

bung, wodurch die Auslösung des Schlosses und das Losmachen des Schlepphakens gewährleistet werden. Zur zweiten Gruppe gehören Einrichtungen, in denen das Hakenschloß bei Erreichen einer kritischen Spannkraft des Schleppseils ausgelöst wird. JSin Vertreter dieser Gruppe ist das System "Wieckhoff" der vorerwähnten westdeutschen Firma. Dieses System enthält einen hydraulischen Verschluß, der von einem Überströmventil bei Druckanstieg bis auf einen Wert automatisch ausgelöst wird, der der kritischen Kraft am Haken entspricht. Damit der Haken bei Einwirkung einer Kraft entlang der Mittschiffsebene nicht ausgelöst wird, besitzt die Einrichtung Endschalter, die je eins an jeder Bordseite liegen und das automatisehe System bei vorgegebenem Drehwinkel des Schlepphakens in Tätigkeit setzen. Danach erfolgt das automatische Losmachen bei gleichbleibender kritischer Kraft unabhängig vom Überlegen des Hakens auf die eine oder die andere Bordseite.. .

Die Hakenschlösser der Einrichtungen der ersten Gruppe sprechen nur bei Aufkommen einer Krängung des Schleppschiffs unabhängig von den diese Krängung bewirkenden Ursachen an. Die Betriebserfahrungen mit den Einrichtungen zum Losmachen von Schlepphaken dieses Typs haben gezeigt, daß sie nur unter Bedingungen eines geschlossenen Hafenbeckens zufriedenstellend funktionieren! beim Auslaufen der Schiffe auf die offene Reede erfolgte jedoch spontanes Losmachen .der. Schlepphaken beim Seegang, wo es aber überhaupt nicht nötig ist.- Daher ist es erforderlich, das automatische System mit einer Stoppvorrichtung zusätzlich auszustatten, die die Automatik beim Auslaufen des Schiffes auf die offene Keede abschaltet.

Die Haken, die durch die Einrichtungen der zweiten Gruppe kontrolliert werden, berücksichtigen die

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Seh iff s kr äug ung nicht, und es kann deshalb zum Losmachen des Hakens sogar in den Pällen kommen, wo die Spannung im Schleppaeil infolge der Krängung des Schiffs nach einer zur Schleppseilrichtung entgegen-

c gesetzten Bordseite entsteht, d.h. bei fehlender Havariesituat ion. Außerdem sprechen die Hakenschlösser dieser Einrichtungen unter Einwirkung einer konstanten Kraft unabhängig von ihrer Wirkungsrichtung, d.h. unabhängig, vom Überlegimgsw inkel des Schlepphakens in bezug auf den Bord, an, was unvermeidlich zum vorzeitigen Losmachen des Hakens in einem bestimmten Hakenausschagbereich führt.

Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen zu entwickeln, deren Konstruktion und schaltungstechnische Lösung das Losmachen des Schlepphakens nur bei vorhandener Havariesituation gewährleisten würden,, d.h. in dem Pail, in dem drei

Paktoren zugleich wirken: . .

1) das Schiff bekommt-einen-kritischen Krängungswinkel, der dem Überflutungswinkel des Schiffes bzw. der maximal zulässigen Neigung des Schiffes.gemäß den Stabilitätsbedingungen desselben entspricht; ...

2) am Haken entsteht eine solche Belastung, daß deren Seitenkomponente, die senkrecht zur Mittschiffsebene wirkt, eine kritsehe. Kraft erzeugt, d.h. eine Kraft, die das.Schiff bis zum kritischen Krängimgswinkel zu krängen vermag;

3) Schiffskrängung und. die kritische Kraft wirken auf ein und denselben Bord.

Diese .Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen, die einen Krängungsgeber und zwei Endschalter enthält, die durch Signale vom Ausgang des Krängungs-

gebers bei der Steuer- bzw. Backbordkrängung des Schiffes im Wechsel steuerbar, parallel geschaltet und in den Steuerkreis des Stellglieds des Schlepphakenschlosses in Reihe geschaltet sind, erfindungs-

tj gemäß mit einem Hebel, dessen Sch»ingungsachse in der Mittschiffsebene liegt und am Schiffskörper befestigt ist.und dessen. Arm mit dem Haken gelenkig verbunden ist, mit zwei Kraftgebern, die in bezug auf die Mittschiffsebene symmetrisch angeordnet sind und deren Fühlglieder die Hebeleinwirkung aufnehmen^und mit zwei zusätzlichen Endschaltern versehen ist, von denen jeder mit einem der Hauptendschalter in. Reihe geschaltet ist und durch ein Signal vom Ausgang des entsprechenden Kraftgebers gesteuert wird.

■ 15 . Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Einrichtung zum automatischen Losmachen, des Schlepphakens von Schiffen gestattet es, den Haken nur in den Fällen automatisch loszumachen, wo das Schiff sich in dem havarienahen Zustand befindet. Dies wird erreicht durch Gewährleistung einer ständigen Kontrolle der senkrecht zur Mittschiffsebene wirkenden Kraft und des Schiffskrängungswinkels sowie durch selektives Ansprechen-der Einrichtung nach diesen Ausgangsparametern- Falsche Auslösungen werden durch diese Einrichtung vermieden. .

Die Konstruktion der Einrichtung erlaubt es, sie in Kombination mit Schlepphaken beliebiger Bauart zu verwenden, was einen umfassenden Einsatz der Einrichtung sowohl beim Bau νon.Schleppschiffen wie auch bei der Modernisierung derselben ermöglicht.

Der Steuerkreis der Einrichtung gestattet, verschiedene Ausführungen - elektrische, hydraulische, pneumatische, elektrohydraulische - je nach konkreten Schiffsbedingungen und Forderungen des Schiffseigners zu realisieren.

Dia Einrichtung erlaubt es, für ihre Komplettierung einfache Aasrüstungen zu verwenden, die im Schiffbau weitgehend zur Anwendung gelangen und in ihrer Funktion geprüft sind, d.h. sie setzt keine Schaffung von neuen Ausrüstungen voraus; sie besitzt eine hohe Empfindlichkeit dank der Anordnung aller Fühlglieder im Innern des Schiffs, draußen bleibt nur ein Hebel, der eine feste Metallkonstruktion darstellt; sie erfordert minimalen Arbeitsaufwand für die Wartung und . im Betrieb, d.h. beim Laden des Hakens.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im folgenden wird die Erfindung in der Beschreibung einer konkreten Ausführungsform derselben unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigt :

Fig.. 1 ein elektromechanisches Schema der Einrichtung · zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen;

Fig. 2 ein Vektordiagramm der am Haken angreifenden Kräfte in der Horizontalebene; Fig. 3 ein Vektordiagramm der am Haken angreifenden Kräfte in der Vertikalebene, die zur Mittschiffsebene senkrecht ist. . .

Beste Ausführungsform der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen enthält einen Krängungsgeber 1 (Fig.l), der in Form eines Pendels ausgebildet ist, das in der Mittschiffsebene 1 aufgehängt ist und beim Ausschlag über sein oberes Ende mit einem der Endschalter 2, 3 in Wechselwirkung tritt, die symmetrisch in bezug auf die Mittsohiffsebene 1 liegen. Die Endschalter 2, 3 sind miteinander parallel und in einen elektrischen Steuerkreis des Stellglieds eines Schlosses 4 eines Schlepphakena 5 in Reihe geschaltet. In der vorliegenden Aus-

führungsform der Einrichtung ist das Stellglied in Form, eines Gewichtes 6 ausgeführt, das gegen Fallen in einem Rohr 7 durch einen Peststeller 8 gesichert wird, der mit dem beweglichen Element eines Elektromagneten 9 starr verbunden ist. Das Gewicht 6 ist an einem Seil IO aufgehängt, das über Rollen 11 gelegt und an seinem anderen Ende mit dem Schloß 4 des Hakens verbunden ist. Zur Begrenzung des Ausschlagwinkels des pendeiförmigen Krängungsgebers 1 von der Mittschiffsebene I sind Anschläge 12 vorgesehen.

Ferner enthält die Einrichtung einen zweiarmigen Hebel 131 dessen Schwingungsachse 14 in der Mitt-. schiffsebene I liegt, und am Schiffskörper 15 befestigt ist. Der eine Arm des Hebels 13 ist mit dem Haken mittels eines Gelenks 15 verbunden, der andere tritt beim Ausschlag des Hebels 13 mit dem Fühlglied eines von zwei Kraftgebern 17 in Wechselwirkung, die symmetrisch in bezug auf die Mittschiffsebene.I angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform der Einrichtung sind die Kraftgeber 17 in Form von Tauchkolben 18 ausgebildet, die durch Federn 19 an den Arm des Hebels 13- angedrückt sind. Zur Begrenzung des Schwenkungswinkels des Hebels 13 sind Anschläge 20 vorgesehen. Die Tauchkolben 18 wirken mit ihren anderen. Enden jeweils auf einen von zusätzlichen Endschaltern 21, 22 ein, von denen jeder in Reihe mit einem der Endschalter 2, 3 geschaltet sind.

Die Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen arbeitet folgenderweise.

Die Kraft T am Haken 5 (Fig. 1) wirkt räumlich und kann in drei Komponenten F, R nnri N zerlegt werden, von denen: .

F - nach oben gerichtet ist und durch die Schiffsmaßse aufgenommen wird;

R- entlang dem Schiff wirkt und vom Anschlag der Schiffsschraube aufgenommen wird;

N - senkrecht zur Mittschiffsebene 1 wirkt und ein Kippmoment erzeugt, dem das Richtmoment des Schiffes entgegenwirkt.

Vom Standpunkt der Schiffssicherheit aus sind die Komponenten F und R von keinem Interesse, wahrend die Komponente N stets unter Kontrolle stehen soll. Aus dem in Fig. 2 abgebildeten Diagramm ist ersichtlich, daß bei der Wirkung der Kraft T in der Horizontalebene der Hebel 13 (Fig. 1) gestattet, die Komponente Ii je nach dem Drehwinkel oC des Hakens 5 und der am Haken 5 angreifenden Kraft T (Spannkraft im Schleppseil) ständig zu kontrollieren.

. Beim Krängen des Schiffes um einen Winkel Q (Fig. 3) und einen Ausschlag des Hakens 5 (Fig. 1) nach oben um einen Winkel β sichert der Hebel 13 die Kontrolle der Komponente H" unter Berücksichtigung des Gesamtwinkels P ⁺ 4 weiter. Wie aus dem in Fig. 3 abgebildeten-Diagramm ersichtlich ist, geschieht dies deswegen, weil der Hebel 1 auf die Kraftgeber 17 (Fig.l) nur jene Kraft übertragt, die in der zur Mittschiffsebene I senkrechten Ebene wirkt.

Also ermöglicht es der Hebel 13 den Kraftgebern 17, nur die Komponente N aus der am Haken 5 angreifenden Kraft T zu messen, die für das Schiff im Sinne seines möglichen Kenterns gefährlich ist.

In Fig. 2 und 3 ist eine Vielzahl von Werten der Kraft T (in Abhängigkeit von oc,jö und Q ) dargestellt, von denen jeder zum kritischen Wert der Seitenkomppnente N^ führt.

J₀ Hierbei kann die Kraft T innerhalb von N,,^ T ^ T variieren, wobei T₀ die Zerreißkraft des Schleppseils bedeutet.

Wie aus dem elektrischen Schema ersichtlich ist, kann das Losmachen des Hakens 5 (Fig.l)-nur in dem Fall ■ geschehen,in dem gleichzeitig entweder die Kon-

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takte der Endschalter 2 und 21.oder die Kontakte der Endschalter 3 und 22 geschlossen werden. Der Endschalter 21 wird nur in dem Fall geschlossen, in dem der Haken 5 auf Baokbordseite übergelegt wird und die Seitenkomponente N der Kraft T den kritischen Wert (N«. ) erreicht, was durch entsprechende Wahl von Federn 19 mit jeweiliger Steifigkeit erreicht wird. Der Kontakt des Endschalters 2 wird nur bei kritischem Krängungswinkel des Schiffs nach Backbord geschlos- sen. Dasselbe geschieht mit den Endschaltern 22 und 3 in bezug auf Steuerbord. Bei gleichzeitigem Schießen der Endschalter 22 und 3 bzw. 21 und 2 fließt Strom in die Wicklung des Elektromagneten 9» der Elektromagnet spricht an, wobei der Anschlag 8 weggeht und das Fallen des Gewichts 8 im Rohr 7 nach unten nicht. behindert. Das Gewicht 6 zieht das Seil 10 nach sich, was zum öffnen des Schlosses 4 und zum Losmachen des Hakens führt.

Auf diese '.Veise gewährleistet die Einrichtung das automatische Losmachen des Schlepphakens nur. in dem Fall, in dem das Schiff sioh am Rande einer Havarie situation befindet. Dieser Umstand schließt unter anderem, wenn man von den übrigen Vorteilen gegenüber den bestehenden Konstruktionen absieht, die Notwendigkeit einer Vergrößerung der Breite und des Tiefgangs des Schleppschiffs aus und macht weitere Maßnahmen zur Erhöhung der Stabilität angesichts der Kentergefahr unnötig. . . .

Im vorstehenden wurde die elektrische Auaführungsform der Einrichtung beschrieben; die Einrichtung kann aber auch auf der Basis von pneumatischen bzw. hydraulischen Einheiten ausgeführt sein.

Das erf indungsgemäße elektrische Schema ist einfacher, zuverlässiger und kompakter, weshalb ihr der Vorzug gegeben wird.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Die Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, kann in beliebigen Schleppschiffen verwendet werden, die Schlepphaken besitzen. In Anbetracht der bestehenden Statistik des Schiffsuntergangs durch Kentern bzw. Überfluten, was beim Schleppen und bei den Bergungsoperationen vorkommt, ist die vorliegende Erfindung vorzugsweise an Schleppschiffen anzuwenden, die zur Durchführung von Bergungsoperationen, von Kant ungs ar be it en, zum Schleppen von verschiedenen Objekten mit kurzem Schleppseil bestimmt sind.

Claims

-ΐί- PATBSTAIiSPRUCH Einrichtung zum automatischen Losmachen des Schlepphakens von Schiffen, die einen Krängungsgeber und zwei Endschalter enthält, die duroh Signale vom Ausgang des Krängungsgebers bei der Steuer- bzw. Backbordkrängung; des Schiffes im Wechsel steuerbar, parallel geschaltet und in den Steuerkreis des Stellglieds des Schlepphakenschlosses in Reihe geschaltet s ind,dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Hebel (13),dessen Schwingungsachse.(14)

1.0 in der Mittschiffsebene (I) liegt und am Schiffskörper (15) befestigt ist und dessen Arm mit dem HakeD( 3 ) gelenkig verbunden ist, mit zwei Kraftgebern ( 17), die symmetrisch in bezug auf die Mittschiffsebene (I)-angeordnet sind und deren Fühlglieder die Einwirkung des Hebels (I3) aufnehmen, und mit zwei zusätzlichen Endschaltern (21,22) versehen ist, von denen jeder mit einem der Hauptendschalter (2, 3 ) in Eeihe geschaltet ist und durch ein Signal vom Ausgang des jeweiligen Kraftgebers (I7) gesteuert wird.