DE3833488C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichertrommel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem Unterwasser-Ölübernahme-System wird von einer Winde an Bord eines Tankers ein Schlauch mit einem Innendurchmesser von 20 bis 50 cm auf eine Meerestiefe von bis zu 400 m abgewickelt. Ein solcher Schlauch mit einem Innendurchmesser von ca. 50 cm hat im gefüllten Zustand in Luft ein Gewicht von ca. 340 kg/m. Am Ende des Schlauches befindet sich ein sogenannter Vorreiter. Von einem hydroakustischen Meßsystem (einer Art Echolot) wird der Vorreiter an ein Bodenelement gekoppelt. Das Bodenelement mit einem Ventil ist im Bereich des Meeresbodens an­ geordnet und mit einem Ölfeld bzw. einer Bohrplattform durch eine Pipe­ line verbunden, oder es ist direkt auf einem Tank, der sich auf dem Meeresboden befindet, angebracht. Die Ankopplung geschieht auch bei rauher See bis zu 10 m Wellenhöhe, wobei eine Seegangskompensation an der Winde vorgesehen ist, um den Vorreiter in Position zu halten. Nach dem Ankoppeln kann durch den Schlauch Erdöl in den Tanker fließen.

Schlauchspeichertrommeln sind bekannt. Dabei wird der Schlauch in ver­ tikalen oder horizontalen Ebenen spiralförmig auf einer zylindrischen Trommel gespeichert. Ein Schlauch auf einer Trommel mit waagerechter Achse hat das Bestreben, im unteren Bereich der Windungen durchzu­ hängen. Der Durchgang der einzelnen Windungen kann unterschiedlich sein. Dadurch können Fehlfunktionen hervorgerufen werden. Wird der Schlauch in horizontalen Ebenen auf eine Trommel mit senkrechter Achse aufgetrommelt, dann muß eine Windung die andere tragen, wobei die Gefahr besteht, daß eine oder mehrere Windungen nach außen abrutschen. Außerdem baut eine solche Trommel bei längerem Schlauch sehr hoch, wodurch ein hohes Kippmoment an der Trommel entsteht. Wird ein Schlauch in einer einzigen horizontalen Ebene auf einer Scheibe sprialförmig aufgetrommelt, werden die inneren Windungen durch die äußeren ge­ quetscht und durch Mantelreibung stark belastet. Dieses Quetschen tritt besonders in den inneren Windungen auf, da der abgewickelte Schlauch mit seinem hohen Eigengewicht eine starke Zugkraft erzeugt, und diese Kräfte sich beim Auftrommeln durch die folgenden Windungen erhöhen.

Aus der Druckschrift US 15 32 177 ist eine feststehende Speichertrommel mit einem stationär fixierten Rahmengestell und zwei kegelstumpfför­ migen Hüllen mit einem Zwischenraum für selbsttragende und sich selbst abstützende Schläuche, beispielsweise Gartenschläuche bzw. flexible Kabel bekannt, deren kegelstumpfförmige innere Hülle zur spiralförmi­ gen Halterung der Schlauchwindungen dient. Der Schlauchauslauf liegt am oberen Kegelstumpfausgang.

Die Druckschrift US 29 23 491 offenbart auf einem kegelstumpfförmigen Mantel einer Kabeltrommel fixierte, schraubenlinienförmig umlaufende Winkeleisen als Führungselemente für ein Kabel bzw. ein Drahtseil. Die Achse der Kabeltrommel ist horizontal gelagert.

Die Druckschrift FR 15 69 861 (6) zeigt eine Speichertrommel eines Unter­ wasserölübernahmesystems, die um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Die Stützflächen für den Schlauch werden von Innenflächen einer um die Rotationsachse einer zylinderischen Trommel umlaufenden, nutenförmigen Ausnehmung gebildet. Nutenförmige Ausnehmungen im zylindrischen Trommel­ körper können jedoch zu Störungen beim Auftrommeln und Abtrommeln führen, wenn Durchmesseränderungen und/oder Verdickungen des Schlauches auftreten.

Aus der Druckschrift DE 28 23 024 A1 (1) ist eine Wasserschlauchspeichertrommel mit einem Wasseranschluß für verfahrbare Reinigungsgeräte mit senkrechter Drehachse und mit umlaufenden Führungs­ rippen in der zylinderförmigen Außenfläche des Wickelkörpers bekannt. Eine zylindrische Raum­ form des Trommelkörpers hat gegenüber einer Kegelstumpfform den Nachteil eines erheblich größeren Kippmoments.

Die Druckschrift DE 26 36 275 C2 (4) beschreibt eine zylinderförmige Lei­ tungstrommel mit horizontal liegender Zylinderachse. Die Trommel dient zum Aufwickeln einer (Kabel-)Leitung, die über eine Leiteinrichtung zuge­ führt wird. Die Leiteinrichtung besteht aus einem Wagen, der auf horizon­ talen, zur Trommelachse parallelen Schienen geführt ist. Eine bogenförmige Leitschiene mit Rollen zur Führung und Mitnahme der Leitung ist am Wagen befestigt. Im Unterschied dazu zeigt die Druckschrift US 36 41 778 (5) eine kegelstumpfförmige Speichertrommel mit vertikal angeordneter Trommel­ achse für eine gattungsgemäße Speichertrommel. An die Speichertrommel ist eine vertikal beweglich geführte Schlauchumlenkung mit halbkreisförmigem Führungselement am Trommeleinlauf und mit halbkreisförmigem Führungsele­ ment am Trommelauslauf angeschlossen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schlauchspeichertrommel der eingangs beschriebenen Gattung so auszugestalten, daß die Windungen des aufgetrommel­ ten Schlauches einander nicht belasten, das Auftrommeln oder Abtrommeln des Schlauches bei Durchmesservergrößerungen ohne Störungen verläuft und das Kippmoment der Schlauchspeichertrommel bei sich verändernder, gleich­ seitig vergrößernder Neigung der Basisebene gegenüber der Horizontalen sehr klein gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Speichertrommel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe können sich die Windungen des Schlauches auf den horizontalen Flächenabschnitten vertikal und gegen die vertikalen Flächenabschnitte hori­ zontal abstützen, mit dem technischen Vorteil, daß die Windungen des aufgewickelten Schlauches einander weder horizontal noch vertikal belasten, und das bei allen denkbar möglichen Kräfteeinwirkungen auf die Speichertrommel von außen. Dadurch wird aber auch die Gefahr von Störungen beim Auftrommeln oder Abtrommeln wesentlich verringert oder ganz beseitigt. Hinzu kommt, daß die auf die Speichertrommel einwirkenden Kippmomente beim Auftrommeln oder Abtrommeln gleichmäßiger sind, weil die Windungen am oberen Ende der Schlauchspeichertrommel einen geringeren Durchmesser haben als am un­ teren Ende.

Besonders günstige Verhältnisse für den Betrieb dieser Spei­ chertrommel ergeben sich durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 und 3. Bei den Rollen kann es sich um Muldenrollen handeln, die dem Schlauchdurchmesser angepaßt sind. Die von den Rollen definierte gekrümmte Bahn ist ei­ nem von den Abmessungen des Schlauches bestimmten, vorgeschriebenen Radius angepaßt. Mit Hilfe des Antriebs wird der Träger vertikal so verschoben, daß sein Schlaucheinlauf stets mit der Höhe der von der Speichertrommel ablaufenden oder auf diese auflaufenden Win­ dung übereinstimmt. Die Schlauchumlenkung kann auch mit einer auto­ matischen Aktivkompensation, wie sie bei Ölübernahme-Systemen erfor­ derlich ist, ausgerüstet werden.

Zweckmäßig ist es, die Speichertrommel gemäß Anspruch 4 auszubilden. Hiermit wird unabhängig von der jeweils auf- oder ablaufenden Windung eine konstante Zug­ kraft im Schlauch sichergestellt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert; die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Schlauchspeichertrommel mit Schlauchumlenkung, teilweise geschnitten.

Die dargestellte Anordnung wird beispielsweise auf einem Tanker angebracht, der von einer im Bereich des Meeresbodens angeord­ neten Übergabestation Erdöl übernehmen soll.

Auf einem feststehenden Rahmen 1 ist eine um eine senkrechte Trommel­ achse 2 drehbare Speichertrommel 3 gelagert, deren An­ trieb nicht dargestellt ist. Von der Speichertrommel 3 führt eine Leitung 4 zu nicht dargestellten Tanks eines Tan­ kers. Die Leitung 4 steht in Verbindung mit einem auf die Speichertrommel 3 aufwickelbaren Schlauch 5. Der Schlauch 5 hat einen Innendurchmesser von 20 bis 50 cm und kann auf eine Meerestiefe von bis zu 400 m abgewickelt werden. Die Speichertrommel 3 weist einen Mantel 6 in Form eines Kegelstumpfes auf, dessen größere Grundfläche sich unten be­ findet und dessen kleinere Grundfläche sich oben befindet. Auf dem Mantel 6 ist spiralförmig ein Profil 7 verlegt, welches eine spiralförmig umlaufende Stufe als Auflage für die Windungen des Schlauches 5 bildet. In vertikaler Richtung sind die Windun­ gen des Schlauches 5 auf den horizontalen Abschnitten des Profils 7 abgestützt, in horizontaler Richtung sind die Windungen des Schlauches 5 gegen den Kegelmantel 6 an den vertikalen Abschnitten des Profils 7 abgestützt.

Neben der Speichertrommel 3 oder in einigem Abstand da­ von befindet sich eine Schlauchumlenkung 8, zu der eine Füh­ rungssäule 9 gehört, an der ein Träger 10 mit Hilfe eines An­ triebs 11 vertikal, also im wesentlichen parallel, zur Trommelachse 2 verschiebbar ist. Am Träger 10 sind längs einer gekrümmten Bahn mehrere Rollen 12 angeordnet, die bei der dargestellten Ausfüh­ rung als Muldenrollen ausgeführt sind. Die von den Rollen 12 definierte gekrümmte Bahn entspricht einem vorgegebenen Biege­ radius des Schlauches 5. Der Schlaucheinlauf 13 (beim Abtrom­ meln) ist im wesentlichen horizontal, der Schlauchauslauf 14 ist im wesentlichen vertikal. Mit Hilfe des Antriebs 11 wird der Träger 10 so in vertikaler Richtung verschoben, daß sein Schlaucheinlauf 13 beim Auf- oder Abtrommeln mit der Höhe der jeweils auf die Speichertrommel 3 auflaufenden oder von dieser ablaufenden Windung übereinstimmt. Die Schlauchumlenkung 8 kann auch so gesteuert werden, daß sie als automatische Aktiv­ kompensation arbeitet. Nicht dargestellt ist, daß das Antriebs­ system der Speichertrommel 3 so ausgelegt ist, daß un­ abhängig von der Windung und damit unabhängig vom jeweiligen Wickeldurchmesser die Zugkraft konstant bleibt.

Claims (4)

1. Speichertrommel mit senkrechter Trommelachse zum Auf- und Ab­ wickeln von Schläuchen mit großen Nenndurchmessern, insbesondere von Schläuchen für Unterwasser-Öl-Übernahme-Systeme, auf einer längs eines in Form eines Kegelstumpfes ausgebildeten Mantels um die Trommel­ achse umlaufenden Stützfläche, gekennzeichnet durch die Kombi­ nation folgender Merkmale:

• a) die Stützfläche ist von einer schraubenlinienförmig um die Drehachse der Trommel angeordneten Stufe (Profil 7) mit horizontalen Flächenabschnitten und vertikalen Flächenabschnitten gebildet;
• b) die Höhen- und Breitenabmessungen der Flächenabschnitte sind dem Durchmesser und Profil des Schlauches (5) angepaßt.

2. Speichertrommel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vertikal bewegliche Schlauchumlenkung (8) mit einem der Trommel (3) zugewandten, horizontalen Schlaucheinlauf (13) und vertikalem Schlauchauslauf (14).

3. Speichertrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchumlenkung (8) einen Träger (10) mit mehreren, längs einer gekrümmten Bahn angeordneten Rollen (12) aufweist, daß der Träger (10) verschieblich an einer Führungssäule (9) angeordnet ist und daß die Führungssäule (9) einen Antrieb (11) zum Ver­ stellen des Trägers (10) aufweist.

4. Speichertrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch einen auf Konstantzug regelbaren Trommelantrieb.