EP2735651A1 - Vorrichtung zum Be- und Entladen von Schiffen - Google Patents

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EP2735651A1
EP2735651A1 EP13194383.9A EP13194383A EP2735651A1 EP 2735651 A1 EP2735651 A1 EP 2735651A1 EP 13194383 A EP13194383 A EP 13194383A EP 2735651 A1 EP2735651 A1 EP 2735651A1
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EP
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buoyancy body
underwater
foundation structure
loading ramp
loading
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Wilhelm-Alfred Brüning
Matthias Dipl.-Ing. Symens
Ingo Dipl.-Ing. Gräfe
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SEE-Ingenieure & Co KG GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D15/00—Movable or portable bridges; Floating bridges
    • E01D15/24—Bridges or similar structures, based on land or on a fixed structure and designed to give access to ships or other floating structures

Definitions

  • the invention relates to a device for loading and unloading of ships, in particular of car ferries, with a foundation structure and a at least one adjusting means pivotally held in the foundation structure loading ramp.
  • the foundation structure has a lifting gantry and the adjusting device powerful hydraulic cylinder, by means of which the loading ramp is suspended adjustable movable on the lifting portal.
  • the height required for the passage of heavy trucks on the lifting portal heights involve considerable accident hazards, since the operation of hydraulic systems regularly requires maintenance and repair work.
  • Lower heights have other known devices in which the hydraulic cylinders are arranged at the loading dock in a low-lying manner and their piston rods are each supported via a deflection gear on a driven pile of the foundation structure.
  • this design carries the risk of flooding her hydraulic cylinder.
  • leverage forces acting in the reversing gear require the use of particularly strong trained pivot bearing.
  • so-called pontoon solutions are known in which the adjusting device has the floats of a body of water following floats. However, the pontoon solutions do not allow flexible adjustment of the loading dock to different ship constructions.
  • the invention has for its object to provide a device of the type mentioned, whose operation, maintenance and
  • the device according to the invention is characterized in that the loading ramp is supported via a supporting mechanism on at least one underwater buoyant body.
  • the underwater buoyancy body is preferably one with a gas or gas mixture, in particular a tank filled with air, whose buoyancy force acting on it counteracts the sum of all partial weight forces acting on it.
  • the drive power required for the adjusting device can then be reduced to a level necessary to overcome the inertia forces.
  • High-performance hydraulic cylinders can advantageously be dispensed with and low-power, low-maintenance and more cost-effective drive systems can be used.
  • the underwater buoyancy body has a displacement volume for a quantity of water whose weight force is greater than the sum of all partial weight forces acting on the underwater buoyancy body.
  • the sum of all partial weight forces acting on the underwater buoyancy body is calculated from an addition of the partial gravitational forces of the underwater buoyancy body, supporting structure, loading ramp and the movable drive components of the setting device.
  • the weight of a volume of displacement occupying the displacement volume is equal to the buoyancy force acting on the underwater buoyancy body.
  • the setting device permanently acts as an abutment against which the underwater buoyancy body is prevented from floating. Is the resulting from the buoyancy force and all partial weight forces carrying capacity greater than the weight force on a for the According to the device according to the invention indicated payload, material-fatiguing load changes in the drive system of the actuator can be avoided.
  • the adjusting device has at least one electric cylinder, with the lifting rod, a traction means is formed.
  • the traction means forms the loading ramp on the floating preventing abutment and has the advantage that it is designed only for a swelling tensile load, but not to check for its buckling safety out. Since many steels have extremely high tensile strengths, the lifting rod acting as a traction means offers the possibility of forming a particularly light adjusting device. Cost advantages are due in particular to the fact that electric cylinders are very low maintenance due to the system and have a high level of operational reliability.
  • this is located above the underwater buoyancy.
  • the adjusting device and the underwater buoyancy body are connected to each other via a push rod.
  • the foundation structure has at least two ramming piles, each receiving at least one electric lifting cylinder.
  • the driven piles have a hollow profile surrounding the electric cylinder, from which the lifting rods protrude upwards.
  • the adjusting device has at least one actuator without self-locking and a parking brake associated with the parking brake.
  • the underwater buoyancy body In case of failure of the power supply can the underwater buoyancy body is transferred by gradually releasing the parking brake and by reducing the support height of the loading dock in a pontoon operation, wherein the underwater buoyancy body follows the water level levels in the form of a floating body.
  • the pontoon operation represents a kind of emergency operation mode for the device according to the invention.
  • the foundation structure on a liftable underwater buoyancy body linearly leading to linear guide.
  • the linear guide on the Rammpfählen trained slide rails on which the underwater buoyancy body is forcibly guided In order to prevent tilting of the underwater buoyancy body in the inevitable play-bearing linear guide, the electric cylinders are connected to each other via a synchronization control.
  • the supporting structure has the loading ramp and the underwater buoyant body hingedly interconnecting pendulum supports.
  • at least one of the treading mutually engaging running surfaces is formed on a wheel body.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention with a foundation structure 1 and a loading ramp 3 held pivotably in the foundation structure 1 via an adjustment device 2. This is supported by a support mechanism 4 on an underwater buoyancy body 5.
  • the illustrated underwater buoyancy body 5 has a displacement volume for a quantity of water whose weight force is greater than the sum of all partial weight forces acting on the underwater buoyancy body 5.
  • the adjusting device 2 has two loading ramp 3 receiving between them
  • Elektrohubzylinder with the lifting rods 6, 7 each have a traction means is formed.
  • the lifting rods 6, 7 of the adjusting device 2 are each connected via a push rod 8, 9 with the underwater buoyancy body 5.
  • the foundation structure 1 has two, each one of the Elektrohubzylinder receiving ram piles 10, 11. Linear guides 12, 13 are formed on the driven piles 10, 11, by way of which the underwater buoyancy body 5 is held in a lift-movable manner on the foundation structure 1.
  • FIG. 2 shows an enlarged partial view of the devices according to the invention according to FIG. 1.
  • FIG. 2 makes it clear that the underwater buoyancy body 5 has two cylindrical air tanks 14, 15.
  • Fig. 2 illustrates that the support mechanism 4, the loading dock 3 and the underwater buoyancy body 5 hingedly interconnecting pendulum supports 16, wherein on the loading ramp 3 support tabs 17 are formed, each for selecting the support height a selection of bearing lugs 18 for optional Have their respective associated pendulum supports 16.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Be- und Entladen von Schiffen, insbesondere von Autofähren, mit einer Gründungsstruktur (1) und einer über wenigstens eine Stelleinrichtung (2) schwenkbeweglich in der Gründungsstruktur (1) gehaltenen Verladerampe (3) ist diese über ein Stützwerk (4) auf wenigstens einem Unterwasser-Auftriebkörper (5) abgestützt. Der Unterwasser-Auftriebkörper (5) weist ein Verdrängungsvolumen für eine Wassermenge auf, deren Gewichtskraft größer als die Summe aller auf den Unterwasser-Auftriebkörper (5) wirkenden Teilgewichtskräfte ist. Die Stelleinrichtung (2) weist wenigstens einen Elektrohubzylinder auf, mit dessen Hubstange (6, 7) ein Zugmittel ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be- und Entladen von Schiffen, insbesondere von Autofähren, mit einer Gründungsstruktur und einer über wenigstens eine Stelleinrichtung schwenkbeweglich in der Gründungsstruktur gehaltenen Verladerampe.
  • Bei den bekannten Vorrichtungen weist die Gründungsstruktur ein Hubportal und die Stelleinrichtung leistungsstarke Hydraulikzylinder auf, mittels deren die Verladerampe stellbeweglich am Hubportal aufgehängt ist. Die am Hubportal für den Durchgang schwerer Sattelzüge erforderlichen Bauhöhen bergen jedoch erhebliche Unfallgefahren, da der Betrieb hydraulischer Anlagen regelmäßig Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten erfordert. Geringere Bauhöhen weisen andere bekannte Vorrichtungen auf, bei denen die Hydraulikzylinder an der Verladerampe in einer niederliegenden Weise angeordnet sind und ihre Kolbenstangen jeweils über ein Umlenkgetriebe an einem Rammpfahl der Gründungsstruktur abgestützt sind. Diese Konstruktion birgt jedoch die Gefahr der Überflutung ihrer Hydraulikzylinder. Zudem erfordern in den Umlenkgetrieben wirkende Hebelkräfte den Einsatz besonders stark ausgebildeter Drehlager. Außerdem sind sogenannte Ponton-Lösungen bekannt, bei denen die Stelleinrichtung den Pegelständen eines Gewässers folgende Schwimmkörper aufweist. Die Ponton-Lösungen erlauben jedoch keine stellbewegliche Anpassung der Verladerampe an unterschiedliche Schiffskonstruktionen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, deren Betriebs-, Wartungs- und
  • Herstellungskosten bei einer stellbeweglichen Anpassung an unterschiedliche Schiffskonstruktionen verringert sind. Diese Aufgabe ist durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verladerampe über ein Stützwerk auf wenigstens einem Unterwasser-Auftriebkörper abgestützt ist. Der Unterwasser-Auftriebkörper ist vorzugsweise ein mit einem Gas oder Gasgemisch, insbesondere ein mit Luft gefüllter Tank, dessen auf ihn einwirkende Auftriebskraft der Summe aller auf ihn einwirkenden Teilgewichtskräfte entgegenwirkt. Die für die Stelleinrichtung benötigte Antriebsleistung kann dann bis hin auf ein zur Überwindung der Massenträgheitskräfte erforderliches Maß reduziert werden. Auf leistungsstarke Hydraulikzylinder kann vorteilhaft verzichtet und leistungsschwächere, wartungsärmere sowie kostengünstigere Antriebssysteme können eingesetzt werden.
  • Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung weist der Unterwasser- Auftriebskörper ein Verdrängungsvolumen für eine Wassermenge auf, deren Gewichtskraft größer ist, als die Summe aller auf den Unterwasser-Auftriebkörper wirkenden Teilgewichtskräfte. Dabei berechnet sich die Summe aller auf den Unterwasser-Auftriebkörper wirkenden Teilgewichtskräfte aus einer Addition der Teilgewichtskräfte von Unterwasser-Auftriebkörper, Stützwerk, Verladerampe und den beweglichen Antriebskomponenten der Stelleinrichtung. Nach dem Archimedischen Prinzip ist die Gewichtskraft einer das Verdrängungsvolumen einnehmenden Wassermenge gleich der auf den Unterwasser-Auftriebkörper einwirkenden Auftriebskraft. Ist diese Auftriebskraft jedoch größer als die Summe aller auf den Unterwasser-Auftriebkörper wirkenden Teilgewichtskräfte, fungiert die Stelleinrichtung dauerhaft als Widerlager, über welches der Unterwasser-Auftriebkörper am Aufschwimmen gehindert wird. Ist die aus der Auftriebskraft und allen Teilgewichtskräften resultierende Tragkraft größer als die Gewichtskraft, die auf einer für die erfindungsgemäße Vorrichtung angegebenen Nutzlast beruht, können materialermüdende Lastwechsel im Antriebssystem der Stelleinrichtung vermieden werden.
  • Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist die Stelleinrichtung wenigstens einen Elektrozylinder auf, mit dessen Hubstange ein Zugmittel ausgebildet ist. Das Zugmittel bildet das die Verladerampe am Aufschwimmen hindernde Widerlager aus und hat den Vorteil, dass es lediglich für eine schwellende Zugbelastung auszulegen, nicht jedoch auf seine Knicksicherheit hin zu überprüfen ist. Da viele Stähle überaus hohe Zugfestigkeiten aufweisen, bietet die als Zugmittel fungierende Hubstange die Möglichkeit zur Ausbildung einer besonders leichten Stelleinrichtung. Kostenmäßige Vorteile liegen insbesondere darin begründet, dass Elektrozylinder systembedingt überaus wartungsarm sind und eine hohe Betriebssicherheit aufweisen.
  • Um den Elektrohubzylinder vor Überflutung zu schützen, ist dieser oberhalb der Unterwasser-Auftriebkörper angeordnet. Dazu sind die Stelleinrichtung und der Unterwasser-Auftriebkörper über ein Schubgestänge miteinander verbunden. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso denkbar, die Stelleinrichtung und den Unterwasser-Auftriebkörper lediglich indirekt, beispielsweise über die Verladerampe miteinander zu verbinden.
  • Um eine verdrehsteife Aufnahme der Verladerampe in der Gründungsstruktur zu gewährleisten, weist die Gründungsstruktur wenigstens zwei, jeweils wenigstens einen Elektrohubzylinder aufnehmende Rammpfähle auf. Zum Schutz gegen Überflutung und andere Umwelteinflüsse weisen die Rammpfähle ein die Elektrozylinder umgebendes Hohlprofil auf, aus welchem die Hubstangen nach oben herausragen.
  • Nach einer nächsten Weiterbildung weist die Stelleinrichtung wenigstens einen Stellantrieb ohne Selbsthemmung sowie eine dem Stellantrieb zugeordnete Feststellbremse auf. Bei einem Ausfall der Energieversorgung kann der Unterwasser-Auftriebkörper durch allmähliches Lösen der Feststellbremse sowie durch ein Verringern der Stützhöhe der Verladerampe in einen Ponton-Betrieb überführt werden, bei welchem der Unterwasser-Auftriebkörper den Pegelständen in Form eines Schwimmkörpers folgt. Der Ponton-Betrieb stellt für die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Art Notbetriebsmodus dar.
  • Da ein Auffangen der am Unterwasser-Auftriebkörper angreifenden Strömungskräfte in den die Verladerampe landseitig führenden Lagern bautechnisch kaum beherrschbar ist, weist die Gründungsstruktur eine den Unterwasser-Auftriebkörper hubbeweglich führende Linearführung auf. Vorzugsweise weist die Linearführung an den Rammpfählen ausgebildete Gleitschienen auf, an denen der Unterwasser-Auftriebkörper zwangsgeführt ist. Um ein Verkanten des Unterwasser-Auftriebkörpers in der unumgänglich spielbehafteten Linearführung zu verhindern, sind die Elektrozylinder über eine Gleichlaufregelung miteinander verbunden.
  • Um zwischen dem hubbeweglich geführten Unterwasser-Auftriebkörper und der schwenkbeweglich geführten Verladerampe auftretende Relativbewegungen ausgleichen zu können, weist das Stützwerk die Verladerampe und den Unterwasser-Auftriebkörper gelenkig miteinander verbindende Pendelstützen auf. Alternativ weist das Stützwerk die Verladerampe und den Unterwasser-Auftriebkörper wälzend miteinander in Eingriff bringende Laufflächen auf. Dabei ist wenigstens eine der wälzend miteinander in Eingriff stehenden Laufflächen an einem Radkörper ausgebildet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
    Fig. 2:
    eine vergrößerte Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1.
  • Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Gründungsstruktur 1 und einer über eine Stelleinrichtung 2 schwenkbeweglich in der Gründungsstruktur 1 gehaltenen Verladerampe 3. Diese ist über ein Stützwerk 4 auf einem Unterwasser-Auftriebkörper 5 abgestützt. Der dargestellte Unterwasser-Auftriebkörper 5 weist ein Verdrängungsvolumen für eine Wassermenge auf, deren Gewichtskraft größer als die Summe aller auf den Unterwasser-Auftriebkörper 5 wirkenden Teilgewichtskräfte ist. Die Stelleinrichtung 2 weist zwei die Verladerampe 3 zwischen sich aufnehmenden Elektrohubzylinder auf, mit deren Hubstangen 6, 7 jeweils ein Zugmittel ausgebildet ist. Die Hubstangen 6, 7 der Stelleinrichtung 2 sind jeweils über ein Schubgestänge 8, 9 mit dem Unterwasser-Auftriebkörper 5 verbunden. Die Gründungsstruktur 1 weist zwei, jeweils einen der Elektrohubzylinder aufnehmende Rammpfähle 10, 11 auf. An den Rammpfählen 10, 11 sind Linearführungen 12, 13 ausgebildet, über welche der Unterwasser-Auftriebkörper 5 hubbeweglich an der Gründungsstruktur 1 gehalten ist.
  • Die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß Fig. 1. Die Fig. 2 macht deutlich, dass der Unterwasser-Auftriebkörper 5 zwei zylindrisch ausgebildete Lufttanks 14, 15 aufweist. Weiterhin verdeutlicht die Fig. 2, dass das Stützwerk 4 die Verladerampe 3 und den Unterwasser-Auftriebkörper 5 gelenkig miteinander verbindende Pendelstützen 16 aufweist, wobei an der Verladerampe 3 Stützlaschen 17 ausgebildet sind, die zum Einstellen der Stützhöhe jeweils eine Auswahl an Lageraugen 18 zum wahlweisen Anlenken der ihnen jeweils zugeordneten Pendelstützen 16 aufweisen.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Be- und Entladen von Schiffen, insbesondere von Autofähren, mit einer Gründungsstruktur und einer über wenigstens eine Stelleinrichtung schwenkbeweglich in der Gründungsstruktur gehaltenen Verladerampe,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verladerampe (3) über ein Stützwerk (4) auf wenigstens einem Unterwasser-Auftriebkörper (5) abgestützt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterwasser-Auftriebkörper (5) ein Verdrängungsvolumen für eine Wassermenge aufweist, deren Gewichtskraft größer als die Summe aller auf den Unterwasser-Auftriebkörper (5) wirkenden Teilgewichtskräfte ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (2) wenigstens einen Elektrohubzylinder aufweist, mit dessen Hubstange (6, 7) ein Zugmittel ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (2) und der Unterwasser-Auftriebkörper (5) über ein Schubgestänge (8, 9) miteinander verbunden sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gründungsstruktur (1) wenigstens zwei, jeweils wenigstens einen Elektrohubzylinder aufnehmende Rammpfähle (10, 11) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (2) wenigstens einen Stellantrieb ohne Selbsthemmung sowie eine dem Stellantrieb (2) zugeordnete Feststellbremse aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gründungsstruktur (1) eine den Unterwasser-Auftriebkörper (5) hubbeweglich führende Linearführung (12, 13) aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützwerk (4) die Verladerampe (3) und den Unterwasser-Auftriebkörper (5) gelenkig miteinander verbindende Pendelstützen (16) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützwerk (4) die Verladerampe (3) und den Unterwasser-Auftriebkörper (5) wälzend miteinander in Eingriff bringende Laufflächen aufweist.
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