EP3725663B1 - Lukendeckel und verfahren zur konfiguration eines lukendeckels - Google Patents

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EP3725663B1
EP3725663B1 EP19169229.2A EP19169229A EP3725663B1 EP 3725663 B1 EP3725663 B1 EP 3725663B1 EP 19169229 A EP19169229 A EP 19169229A EP 3725663 B1 EP3725663 B1 EP 3725663B1
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EP
European Patent Office
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hatch
cover
frame
hatch cover
modules
Prior art date
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EP19169229.2A
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EP3725663A1 (de
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Harald Arndt
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Neptun Ship Design GmbH
Original Assignee
Neptun Ship Design GmbH
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Publication date
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B19/00—Arrangements or adaptations of ports, doors, windows, port-holes, or other openings or covers
    • B63B19/12—Hatches; Hatchways
    • B63B19/14—Hatch covers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B19/12—Hatches; Hatchways
    • B63B19/14—Hatch covers
    • B63B19/16—Hatch covers with detachable boards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B19/00—Arrangements or adaptations of ports, doors, windows, port-holes, or other openings or covers
    • B63B19/12—Hatches; Hatchways
    • B63B19/24—Hatch fastenings, e.g. cleats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B19/00—Arrangements or adaptations of ports, doors, windows, port-holes, or other openings or covers
    • B63B19/12—Hatches; Hatchways
    • B63B19/26—Gaskets; Draining means

Definitions

  • the present invention relates to hatch covers which are used for various cargo ships.
  • Hatch covers also known as hold hatches, are required on inland waterway vessels and, for example, on bulk carriers/bulk carriers, etc., to protect the cargo from external environmental influences, such as the ingress of water.
  • the invention also relates to a method of configuring a hatch cover.
  • Previous hatch covers are box constructions in a lattice structure made of high-strength steel in order to ensure sufficient strength on the one hand.
  • the hatch covers are subject to various loads constant opening and closing, exposed to water on deck due to the sea state, due to stresses in the edges of the opening due to bending and torsion of the hull.
  • Corrosion protection rust
  • Another problem is that the steel hatch covers are heavy, making them difficult to handle. Necessary aids, such as a hatch crane, also increase the weight of the superstructure, which means that less cargo can be bunkered. Efforts are therefore being made to replace these steel hatch covers with lighter constructions.
  • WO 2011020999 A2 discloses a hatch cover consisting of a plurality of prefabricated sandwich panels with upper and lower outer panels (face panels) of steel or aluminum welded to a frame.
  • the core is made of plastic or polymeric material (preferably a thermoset solid elastomer such as polyurethane) bonded to the sandwich panels.
  • the core may also contain multiple cavities into which a main core layer may be injected.
  • a combined deck hatch for covering a cargo hold of a ship which comprises a supporting beam with a contact surface and a plastic plate which can be connected to the supporting beam via the contact surface.
  • the opening to the hold is provided with a number of support beams which are spaced from each other.
  • the plastic plates are placed in between. In this way, a composite deck hatch is realized with a combination of support beam and plastic panel.
  • a problem for these lightweight hatch covers is the constant opening and closing of the same for loading and unloading, the twisting of the hatch cover due to torsion and bending of the ship's hull at sea as well as the exposure to water on deck, which leads to damage to these hatch covers in a short time.
  • CN 2485220 Y shows an unsinkable boat cover for small boats, which receives additional buoyancy from a hollow area enclosed by glass fiber reinforced plastic (or light metal).
  • the boat covers are designed to cover containers located on the boat. Due to their construction, these are not suitable as hatch covers for bulk carriers.
  • WO 2015001776 A1 discloses a fiber reinforced plastics hatch cover consisting of a deck body having two inclined sections connected by a central flat section.
  • the deck body is provided with a skirt which is provided with a support portion for supporting the hatch cover on a ship's hatch coaming. Two hatch covers are used together to cover a ship's hatch.
  • US 3730128A discloses an arcuate cover for barges and the like formed of a relatively lightweight material.
  • the barge cover includes a pair of joined elements with the connection being frictional.
  • the installation of the cover on the hatch coaming of the barge is shown.
  • a frame around the cover is not disclosed.
  • the invention is based on the object, in addition to protecting the load from environmental influences, corrosion-free, temperature-resistant hatch covers with high strength and stability.
  • the hatch covers should not be plastically deformable, should adapt to the torsional movements of the hatch coaming in transit and only require less assembly and maintenance effort.
  • these hatch covers have a flexible, modular design from a few standardized components and can be used for new ships or for the re-equipment of ships in use (retrofitting), with a finished hatch cover having specific shapes and/or dimensions can be cropped.
  • the hatch cover for a ship comprises a plurality of hatch cover modules made of a fiber composite material which are connected to at least one frame. At least two hatch cover modules are available in a number of standardized dimensions. At least two hatch cover modules are frictionally connected to one another as a detachable unit. This unit is surrounded by the frame and positively connected to the frame.
  • a hatch cover module consists of a square sandwich panel provided with downwardly directed flanges on its long and short sides.
  • the flanges of the hatch cover module have a plurality of drilled holes which are arranged in a corresponding manner with the drilled holes of the adjacent hatch cover modules.
  • the hatch cover modules are positively connected to one another with the aid of connecting means such as screws or bolts.
  • flat profiles are inserted between the hatch cover modules to increase the rigidity of the connection. These flat profiles are also positively connected by means of the connecting means.
  • sealing elements are inserted between the hatch cover modules or the flat profiles have sealing properties.
  • the frame corresponds to the dimensions of conventional hatch covers and has lifting, moving and closing mechanisms as well as devices for connection to the ship.
  • the frame is made of steel or composite material.
  • the frame is composed of longitudinal and transverse struts.
  • the longitudinal and transverse struts are connected to one another with a non-positive fit.
  • sealing elements are inserted between the frame and the hatch cover modules.
  • the frame can be provided on its inside with a groove for receiving the sealing elements.
  • a further step is that the lifting, moving and closing mechanisms required for the hatch cover and adapted to the respective ship are installed.
  • the invention combines the possibility of weight reduction through the composite materials with the lower costs and time involved in repairing (also possible on board) the hatch cover system.
  • a composite material as described has a better service life under maritime conditions (durability and better corrosion resistance in a maritime environment than steel) and it reduces transport costs with the same strength and stability.
  • the production is simplified by the modular design. Many possible ship types can be equipped with the solution according to the invention. If individual hatch cover modules are damaged, they can be replaced or repaired more easily without the construction losing stability.
  • a further advantage is that with the lighter hatch covers according to the invention the ship can take on more cargo with the same carrying capacity.
  • the lightweight construction achieves a weight reduction compared to a steel construction, which means a reduction in costs, especially in operation. Fuel consumption is lower, so that the transport costs per loading unit are reduced.
  • a hatch cover according to the invention consists of several components which are assembled. Identical parts of the hatch cover are given the same reference numbers in the different exemplary embodiments Mistake.
  • a hatch cover includes several hatch cover modules 1 and a frame 2, which when put together result in a hatch cover.
  • the hatch cover is opened by a lift, roll or tilt movement, by lifting the hatch cover with a crane (lift), by moving the panels on rollers (roll; Fig.4 ) or by folding/folding the panels by hydraulic units (tilt; Fig.5 )
  • FIG 1 shows an essential part of the hatch cover according to the invention in a first embodiment and is viewed in perspective from above and from below.
  • the hatch cover essentially consists of the hatch cover modules 1, which are made of fiber composite material (GRP/CRP) as standardized, prefabricated, flanged sandwich panels.
  • a sandwich construction core made of plastic, balsa wood or the like
  • the sandwich plates 11 With the same dimensions (axb), the sandwich plates 11 have the same rigidity as a steel plate.
  • the fiber composite material is a significantly softer material than steel, a hatch cover module 1 made from it can withstand larger deformations in the linear-elastic range.
  • the hatch cover modules 1 can be manufactured in several standardized dimensions in order to allow hatch covers of different sizes in an optimized configuration. In this way, hatch covers can be configured for cargo hold openings of different dimensions.
  • FIG 1 shows assembled identical hatch cover modules 1 and figure 2 shows assembled hatch cover modules 1 of different sizes (regarding their dimensions). In both figures, no frame 2 is shown, but this is necessary for a complete hatch cover.
  • a hatch cover module 1 consists of a square sandwich panel 11 which is provided with flanges 12 directed downwards on its long and short sides. The individual hatch cover modules 1 are connected to one another via the flanges 12 . For this purpose, several drill holes are introduced in the flanges 12, which for all Hatch cover modules 1 are arranged correspondingly. The hatch cover modules 1 are connected flush to one another via the boreholes with the aid of connecting means 13, such as bolts, screws or defined corrosion-free bolt clamp connections.
  • flat profiles 14 can be inserted as so-called inlets between the hatch cover modules 1 .
  • sealing elements 15, such as sealing lips, can also be inserted at this point, which seal the hatch cover from the outside.
  • the flat profiles 14 can also have sealing properties.
  • FIG 3 shows assembled, identical hatch cover modules 1 in a perspective representation from above and from below without frame 2.
  • the hatch cover modules 1 have a convex surface, whereby an improved supporting effect is achieved.
  • the hatch cover modules 1 are connected to one another, as described above.
  • the frame 2 which corresponds to the dimensions of the respective loading space opening and can be composed of several individual parts in the form of longitudinal and transverse struts 21, 22. through the Design of the frame 2 does not require the lifting, moving and closing mechanisms of the hatch cover to be modified when a ship is retrofitted. Known devices for lifting, rolling, tilting, locking and coaming can be used.
  • FIG 4 shows a hatch cover from identical hatch cover modules 1 with such a frame 2 in a perspective view from above and from below.
  • the frame 2 is used to connect the hatch cover to the hatch coaming 6 .
  • the outer dimensions of the frame 2 correspond to those of a conventional hatch cover and are made of steel or composite material, for example.
  • the frame 2 can be manufactured as a unit or consist of screwed prefabricated elements (longitudinal and transverse struts 21, 22).
  • the corresponding assembled hatch cover modules 1 are inserted into the frame 2 or the frame 2 is assembled around the hatch cover modules 1 around.
  • the frame 2 is also connected to the hatch cover modules 1 via corresponding connecting means 13 .
  • the drill holes of the hatch cover modules 1 correspond to the drill holes in the frame 2.
  • sealing elements for example a U-shaped seal
  • a groove can also be incorporated for the seal. This enables an integrated groove-guided seal between the hatch cover modules 1 and the frame 2.
  • lifting devices 3 are attached, which are required to lift the hatch cover with a crane to open and close the hold.
  • the frame 2 is connected to the hatch coaming 6 (not shown here) as with conventional steel hatch covers.
  • FIG 13 shows a further embodiment of a hatch cover according to the invention with identical hatch cover modules 1 and with a frame 2, wherein rollers 4 for moving the hatch cover to open and close the hold are attached to the frame 2.
  • This laterally movable hatch cover is equipped with standard locking devices for the hatch cover seal (closing system).
  • FIG 6 shows a further embodiment of a hatch cover with identical hatch cover modules 1 and with a frame 2 also in a perspective view from above and from below.
  • the frame 2 is connected to a hydraulic system 5 for unilateral opening and closing of the hatch cover.
  • the hydraulic system 5 is connected to the hatch coaming 6 on the ship.
  • a hatch cover can be composed of a plurality of hatch cover modules 1 in several standardized dimensions, which are surrounded by a frame 2, the number of necessary hatch cover modules 1 must be defined, i.e. determined, in order to cover the cargo space opening as much as possible to reach. The more hatch cover modules 1 that can be used and the narrower the longitudinal and transverse struts 21, 22 of the frame 2, the lighter the entire hatch cover.
  • figure 7 shows the hatch cover in an exploded view. They are in figure 7 the individual hatch cover modules 1, the flat profiles 14 for reinforcement, the sealing elements 15 and the longitudinal and transverse struts 21, 22 of the frame 2 and the connecting means 13 can be seen.
  • the arrows pointing downwards are intended to symbolize this.
  • the frame 2 required for a final hatch cover dimension consists of longitudinal and transverse struts 21, 22, which are prefabricated.
  • a complete frame 2 with the corresponding defined dimensions can also be prefabricated.
  • the longitudinal and transverse struts 21, 22 are joined together around the unit by interconnected hatch cover modules 1 and are non-positively connected to one another and to the hatch cover modules 1 by connecting means 13 (see also figure 8 ).
  • Sealing elements 15 can also be arranged around the unit of interconnected hatch cover modules 1 and thus enable a completely sealed frame 2 .

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Ship Loading And Unloading (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lukendeckel, welche für unterschiedliche Frachtschiffe zur Anwendung kommen. Lukendeckel, auch Laderaumluken genannt, werden auf Binnenschiffen sowie beispielsweise auf Massengutfrachtern/Schüttgutfrachter etc. benötigt, um die Ladung vor äußeren Umwelteinflüssen, beispielsweise dem Eindringen von Wasser, zu schützen. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Konfiguration eines Lukendeckels.
  • Traditionell werden Lukendeckel aus hochfestem Stahl aus vielen einzelnen Komponenten zusammengeschweißt.
  • Zum Beispiel transportieren Bulk Carrier hauptsächlich Trockenfracht in loser Schüttung. Diese Fracht muss durch die Lukendeckel vor Wasser geschützt werden. Die Lukendeckel dienen nur als strukturelle wetterdichte Barriere und müssen keine weiteren Lasten aufnehmen als die Belastung durch die Umwelt.
  • Es gibt verschiedene Typen von Lukendeckeln, wie:
    • Lukendeckel auf Rollen die seitlich verfahren werden, um die Luken zu öffnen (engl. Side Roll Hatch Cover),
    • faltbare Lukendeckel, die durch hydraulische Zylinder aufgeklappt werden (engl. Folding Hatch Cover),
    • Lukendeckel die an einer Seite des Schiffes hintereinander aufgeschoben werden (engl. Single Pull Hatch Cover).
  • Bisherige Lukendeckel sind Boxkonstruktionen in Gitterstruktur aus hochfestem Stahl, um einerseits eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten. Die Lukendeckel sind verschiedenen Belastungen durch ständiges Öffnen und Schließen, durch Wasser an Deck durch den Seegang, durch Spannungen in den Rändern der Öffnung durch Biegung und Torsion des Rumpfes ausgesetzt. Auch der Korrosionsschutz (Rost) ist bei den Stahl-Lukendeckeln in der maritimen Umgebung eine Herausforderung, es entstehen Wartungs- und Reparaturarbeiten. Ein weiteres Problem besteht darin, die Stahl-Lukendeckel ein hohes Gewicht haben, wodurch sie schwer zu handhaben sind. Notwendige Hilfsmittel, wie zum Beispiel ein Lukenkran, vergrößern außerdem das Gewicht der Aufbauten, wodurch weniger Ladung gebunkert werden kann. Daher gibt es Bestrebungen, diese Stahl-Lukendeckel durch leichtere Konstruktionen zu ersetzen.
  • WO 2011020999 A2 offenbart einen Lukendeckel, welcher aus einer Vielzahl von vorgefertigten Sandwichplatten mit oberen und unteren äußeren Platten (Frontplatten) aus Stahl oder Aluminium, die mit einem Rahmen verschweißt sind, besteht. Der Kern besteht aus Kunststoff oder Polymermaterial (vorzugsweise aus einem hitzehärtbaren, kompakten Elastomer wie Polyurethan), der mit den Sandwichplatten verbunden ist. Der Kern kann auch mehrere Hohlräume enthalten, in welche eine Hauptkernschicht eingespritzt werden kann.
  • In EP 2500258 A2 wird eine kombinierte Deckluke zum Abdecken eines Frachtraums eines Schiffes offenbart, welche einen Tragbalken mit einer Kontaktfläche und eine Kunststoffplatte, die über die Kontaktfläche mit dem Tragbalken verbunden werden kann, umfasst. Die Öffnung zum Schiffsraum ist mit einer Anzahl von Stützbalken versehen, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Kunststoffplatten werden dazwischen platziert. Auf diese Weise wird eine zusammengesetzte Deckluke mit einer Kombination aus Tragbalken und Kunststoffplatte realisiert.
  • Ein Problem für diese Leichtbau-Lukendeckel ist das ständige Öffnen und Schließen derselben zur Be- und Entladung, die Verdrehung der Lukendeckel durch Torsion und Biegung des Schiffsrumpfes im Seegang sowie die Belastung durch Wasser auf Deck, was in kurzer Zeit zu Beschädigungen an diesen Lukendeckeln führt.
  • In der Veröffentlichung CN 2485220 Y zeigt eine unsinkbare Bootsabdeckung für kleine Boote, welche einen zusätzlichen Auftrieb durch einen von glasfaserverstärktem Kunststoff (oder Leichtmetall) umschlossenen Hohlbereich erhält. Die Bootsabdeckungen sind zum Abdecken von auf dem Boot befindlichen Behältern vorgesehen. Diese eignen sich von ihrer Konstruktion her nicht als Lukendeckel für Bulk Carrier.
  • WO 2015001776 A1 offenbart einen Lukendeckel aus faserverstärktem Kunststoff, welcher aus einem Deckkörper besteht, welcher zwei geneigte Abschnitte aufweist, die durch einen zentralen flachen Abschnitt verbunden sind. Der Deckkörper ist mit einer umlaufenden Schürze versehen, welche mit einem Stützabschnitt zum Tragen des Lukendeckels auf einem Lukensüll eines Schiffes versehen ist. Es werden zwei Lukendeckel zusammen verwendet, um eine Luke des Schiffes abzudecken.
  • US 3730128 A offenbart eine bogenförmige Abdeckung für Lastkähne und dergleichen, die aus einem relativ leichten Material gebildet ist. Die Lastkahnabdeckung enthält ein Paar verbundener Elemente, wobei die Verbindung kraftschlüssig erfolgt. Es wird insbesondere das Anbringen der Abdeckung auf dem Lukensüll des Lastkahns gezeigt. Ein Rahmen um die Abdeckung ist nicht offenbart.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben dem Schutz der Ladung vor Umwelteinflüssen, korrosionsfreie, temperaturbeständige Lukendeckel mit einer hohen Festigkeit und Stabilität zu entwickeln. Die Lukendeckel sollen nicht plastisch verformbar sein, sich den Torsions-Bewegungen des Lukensülls im Transit anpassen und nur einen geringeren Montage- und Wartungsaufwand erfordern.
  • Weiterhin ist es die Aufgabe, dass diese Lukendeckel eine flexible modulare Gestaltung aus wenigen, standardisierten Komponenten aufweisen und für neue Schiffe oder für die Neuausstattung von im Einsatz befindlicher Schiffe (Nachrüsten) angewendet werden kann, wobei ein fertiger Lukendeckel auf bestimmte Formen und/oder Abmessungen zugeschnitten werden kann.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und des Nebenanpruchs, wobei die Unteransprüche weitere Ausgestaltungen beschreiben.
  • Der erfindungsgemäße Lukendeckel für ein Schiff enthält eine Mehrzahl von Lukendeckel-Modulen aus einem Faser-Verbundwerkstoff, die mit wenigstens einem Rahmen verbunden sind. Wenigstens zwei Lukendeckel-Module liegen in mehreren, standardisierten Abmessungen vor. Wenigstens zwei Lukendeckel-Module sind miteinander als eine lösbare Einheit kraftschlüssig verbunden. Diese Einheit ist von dem Rahmen umgeben und mit dem Rahmen kraftschlüssig verbunden.
  • Für eine Ausführungsform besteht ein Lukendeckel-Modul aus einer viereckigen Sandwichplatte, die an ihren Längs- und Querseiten mit nach unten gerichteten Flanschen versehen ist.
  • Für eine weitere Ausführungsform weisen die Flansche des Lukendeckel-Moduls mehrere Bohrlöcher auf, welche mit den Bohrlöchern der benachbarten Lukendeckel-Module korrespondierend angeordnet sind. Die Lukendeckel-Module werden mit Hilfe von Verbindungsmitteln, wie beispielsweise Schrauben oder Bolzen, miteinander kraftschlüssig verbunden.
  • Für eine weitere Ausführungsform sind zwischen den Lukendeckel-Modulen zur Erhöhung der Steifigkeit der Verbindung Flachprofile eingefügt. Diese Flachprofile werden mittels der Verbindungsmittel ebenfalls kraftschlüssig verbunden.
  • Für eine weitere Ausführungsform sind zwischen den Lukendeckel-Modulen dichtende Elemente eingefügt oder die Flachprofile haben dichtende Eigenschaften.
  • Für eine weitere Ausführungsform entspricht der Rahmen den Abmessungen herkömmlicher Lukendeckel und weist Hebe-, Bewegungs- und Schließmechanismen sowie Vorrichtungen zur Anbindung an das Schiff auf.
  • Für eine weitere Ausführungsform besteht der Rahmen aus Stahl oder aus Verbundmaterial.
  • Für eine weitere Ausführungsform ist der Rahmen aus Längs- und Querstreben zusammengesetzt. Die Längs- und Querstreben werden kraftschlüssig miteinander verbunden.
  • Für eine weitere Ausführungsform sind zwischen dem Rahmen und den Lukendeckel-Modulen dichtende Elemente eingefügt. Dafür kann der Rahmen auf seiner Innenseite mit einer Nut zur Aufnahme der dichtenden Elemente versehen sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Konfiguration und Dimensionierung eines Lukendeckels, welcher eine Mehrzahl von Lukendeckel-Modulen enthält, die mit wenigstens einem Rahmen verbunden sind, erfolgt mit den Schritten:
    1. a) Definition einer Anzahl von Lukendeckel-Modulen, die in mehreren, standardisierten Abmessungen vorliegen, für eine größtmögliche Abdeckung einer Laderaumöffnung;
    2. b) Definition des benötigten Rahmens für ein finales Lukendeckelmaß;
    3. c) Berechnung von notwendigen, zwischen den Lukendeckel-Modulen und/oder zwischen den Lukendeckel-Modulen und dem Rahmen einzufügenden Flachprofile und oder dichtenden Elementen;
    4. d) Zurverfügungstellung von Längs- und Querstreben für den Rahmen zur direkten Montage um die Lukendeckel-Module oder Zurverfügungstellung des vorgefertigten Rahmens;
    5. e) kraftschlüssiges Verbinden der definierten Anzahl von Lukendeckel-Modulen zu einer lösbaren Einheit;
    6. f) kraftschlüssiges Verbinden der Einheit von Lukendeckel-Modulen mit den Längs- und Querstreben oder dem vorgefertigten Rahmen.
  • Ein weiterer Schritt besteht darin, dass für den Lukendeckel notwendige und einem jeweiligen Schiff angepasste Hebe-, Bewegungs- und Schließmechanismen montiert werden.
  • Durch die Erfindung wird die Möglichkeit einer Gewichtsreduktion durch die Verbundmaterialen mit den geringeren Kosten- und Zeitaufwand bei der Reparatur (ist auch an Bord möglich) des Lukendeckel-Systems verbunden. Einerseits hat ein derartiges, beschriebenes Verbundmaterial eine bessere Lebensdauer unter maritimen Bedingungen (Langlebigkeit und bessere Korrosionsbeständigkeit in maritimer Umgebung als Stahl) und es verringert die Transportkosten bei gleicher Festigkeit und Stabilität. Andererseits wird durch die modulare Bauweise die Fertigung vereinfacht. Es können viele mögliche Schiffstypen mit der erfindungsgemäßen Lösung ausgestattet werden. Bei Beschädigung einzelner Lukendeckel-Module können diese einfacher ausgetauscht oder repariert werden, ohne dass die Konstruktion an Stabilität verliert.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass bei gleicher Tragfähigkeit das Schiff mit den erfindungsgemäßen leichteren Lukendeckeln mehr Ladung aufnehmen kann. Durch die Leichtbaukonstruktion wird eine Gewichtsreduzierung gegenüber einer Stahlkonstruktion erreicht, was eine Kostenreduzierung, besonders im Betrieb bedeutet. Der Kraftstoffverbrauch wird geringer, so dass sich die Transportkosten pro Ladungseinheit verringern.
    • Ausführung der Erfindung
  • Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Hierzu zeigen
    • Figur 1
    Teil eines erfindungsgemäßen Lukendeckels in einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Darstellung von oben und von unten,
    Figur 2
    Teil eines erfindungsgemäßen Lukendeckels in einer zweiten Ausführungsform in perspektivischer Darstellung von oben und von unten,
    Figur 3
    Teil eines erfindungsgemäßen Lukendeckels in einer weiteren Ausführungsform in perspektivischer Darstellung von oben und von unten,
    Figur 4
    ein erfindungsgemäßer Lukendeckel in einer weiteren Ausführungsform mit Hebeeinrichtungen in perspektivischer Darstellung von oben und von unten,
    Figur 5
    ein erfindungsgemäßer Lukendeckel in einer weiteren Ausführungsform mit Rollen zum Verfahren des Lukendeckels in perspektivischer Darstellung von oben und von unten,
    Figur 6
    ein erfindungsgemäßer Lukendeckel in einer weiteren Ausführungsform mit einem hydraulischen System zum Öffnen des Lukendeckels in perspektivischer Darstellung von oben und von unten,
    Figur 7
    eine Konfiguration eines Lukendeckels mit einem Rahmen aus Längs- und die Querstreben in einer Explosionsdarstellung, und
    Figur 8
    ein zusammengesetzter Lukendeckel.
  • Ein erfindungsgemäßer Lukendeckel besteht aus mehreren Komponenten, welche zusammengesetzt werden. Gleiche Teile des Lukendeckels sind mir gleichen Bezugszeichen in den verschiedenen Ausführungsbeispielen versehen. Zu einem Lukendeckel gehören mehrere Lukendeckel-Module 1 und ein Rahmen 2, welche zusammengesetzt einen Lukendeckel ergeben.
  • Das Öffnen der Lukendeckel erfolgt, wie auch im Stand der Technik durch Lift-, Roll- oder Kipp-Bewegung, durch Abheben der Lukendeckel mit Kran (Lift), durch verschieben der Paneele auf Rollen (Roll; Fig.4) oder durch klappen/falten der Paneele durch hydraulische Einheiten (Kipp; Fig.5)
  • Figur 1 zeigt einen wesentlichen Teil des erfindungsgemäßen Lukendeckels in einer ersten Ausführungsform und wird in einer perspektivischen Darstellung von oben und von unten betrachtet. Der Lukendeckel besteht im Wesentlichen aus den Lukendeckel-Modulen 1, welche aus Faser-Verbundwerkstoff (GFK / CFK) als standardisierte vorgefertigte geflanschte Sandwichplatten hergestellt sind. In die Sandwichplatte 11 ist eine Sandwichkonstruktion (Kern aus Kunststoff, Balsaholz o.Ä.) integriert. Die Sandwichplatten 11 weisen bei gleichen Abmessungen (a x b) die gleiche Steifigkeit wie eine Stahlplatte auf. Da der Faser-Verbundwerkstoff ein deutlich weicheres Material als Stahl ist, kann ein hieraus hergestelltes Lukendeckel-Modul 1 im linear-elastischen Bereich größeren Verformungen standhalten. Die Lukendeckel-Module 1 können in mehreren, standardisierten Abmessungen gefertigt werden, um in einer optimierten Konfiguration unterschiedlich große Lukendeckel zu ermöglichen. So können Lukendeckel für Laderaumöffnungen unterschiedlicher Abmessungen konfiguriert werden.
  • Figur 1 zeigt zusammengesetzte, identische Lukendeckel-Module 1 und Figur 2 zeigt zusammengesetzte, unterschiedlich große Lukendeckel-Module 1 (bzgl. ihrer Abmessungen). In beiden Abbildungen ist kein Rahmen 2 dargestellt, welcher aber zu einem vollständigen Lukendeckel notwendig ist. Ein Lukendeckel-Modul 1 besteht aus einer viereckigen Sandwichplatte 11, die an ihren Längs- und Querseiten mit nach unten gerichteten Flanschen 12 versehen ist. Die einzelnen Lukendeckel-Module 1 werden über die Flansche 12 miteinander verbunden. Dazu sind in den Flanschen 12 mehrere Bohrlöcher eingebracht, welche für alle Lukendeckel-Module 1 korrespondierend angeordnet sind. Über die Bohrlöcher werden die Lukendeckel-Module 1 mit Hilfe von Verbindungsmitteln 13, wie Bolzen, Schrauben oder definierte korrosionsfreie Bolzen-Spannklemmenverbindungen, miteinander bündig verbunden. Zwischen den Lukendeckel-Modulen 1 können zur Erhöhung der Steifigkeit der Verbindung Flachprofile 14 als sogenannte Inlets eingefügt sein. Außerdem können an dieser Stelle auch dichtende Elemente 15, wie beispielsweise Dichtlippen, eingefügt werden, welche den Lukendeckel nach außen abdichten. Ebenso können die Flachprofile 14 auch dichtende Eigenschaften haben.
  • In den Figuren 1 und 2 sind beispielhaft mehrere Lukendeckel-Module 1 in einer Anordnung von 2 x 3 Lukendeckel-Modulen 1 zusammengefügt. Eine Erweiterung zu einer 3 x 6-Anordnung oder größer ist ebenso möglich wie auch ein Zusammenfügen mehrerer Lukendeckel-Module 1, ohne dass diese einem gleichförmigen Raster folgen. Durch unterschiedlich standardisierte Größen der Lukendeckel-Module 1 können Lukendeckel mit verschiedenen Abmessungen zusammengesetzt werden, wodurch eine problemlose Anpassung an die verschiedenen Schiffstypen möglich ist. So wird folglich ein Lukendeckel aus einer unterschiedlichen Anzahl von Lukendeckel-Modulen 1, welche von einem Rahmen 2 umgeben sind, für eine bestimmte für Laderaumöffnungen bestehen.
  • Figur 3 zeigt zusammengesetzte, identische Lukendeckel-Module 1 in einer perspektivischen Darstellung von oben und von unten ohne Rahmen 2. Die Lukendeckel-Module 1 weisen eine konvex gewölbte Oberfläche auf, wodurch eine verbesserte Stützwirkung erzielt wird. Auch hier werden die Lukendeckel-Module 1, wie weiter oben beschrieben, miteinander verbunden.
  • Eine weitere, wichtige Komponente des erfindungsgemäßen Lukendeckels ist der Rahmen 2, welcher den Abmessungen der jeweiligen Laderaumöffnung entspricht und aus mehreren Einzelteilen in Form von Längs- und Querstreben 21, 22 zusammengesetzt sein kann. Durch die Auslegung des Rahmens 2 müssen die Hebe-, Bewegungs- und Schließmechanismen des Lukendeckels bei einer Nachrüstung eines Schiffes nicht verändert werden. Es können die bekannten Einrichtungen für Heben, Rollen, Kippen, Verriegeln und Sülldichtung verwendet werden.
  • Figur 4 zeigt einen Lukendeckel aus identischen Lukendeckel-Modulen 1 mit einem derartigen Rahmen 2 in einer perspektivischen Darstellung von oben und von unten. Der Rahmen 2 wird wie bei herkömmlichen Lukendeckeln genutzt, um den Lukendeckel mit dem Lukensüll 6 zu verbinden. Insofern entspricht der Rahmen 2 in seinen äußeren Abmessungen denen eines herkömmlichen Lukendeckels und besteht beispielsweise aus Stahl oder aus Verbundmaterial. Der Rahmen 2 kann als eine Einheit gefertigt sein oder aus verschraubten vorgefertigten Elementen (Längs- und Querstreben 21, 22) bestehen. Die entsprechend zusammengesetzten Lukendeckel-Module 1 werden in den Rahmen 2 eingesetzt oder der Rahmen 2 wird um die Lukendeckel-Module 1 herum zusammengefügt. Der Rahmen 2 wird mit den Lukendeckel-Modulen 1 ebenfalls über entsprechende Verbindungsmittel 13 verbunden. Idealer Weise korrespondieren die Bohrlöcher der Lukendeckel-Module 1 mit den Bohrlöchern in dem Rahmen 2. Bevor die zusammengesetzten Lukendeckel-Module 1 in den Rahmen 2 eingefügt werden, werden dichtende Elemente 15, beispielsweise eine U-förmige Dichtung, um die äußeren Lukendeckel-Module 1 gelegt. In dem Rahmen 2 auf seiner Innenseite kann für die Dichtung zusätzlich eine Nut eingearbeitet sein. Dadurch wird eine integrierte nutgeführte Dichtung zwischen den Lukendeckel-Modulen 1 und dem Rahmen 2 ermöglicht. An dem Rahmen 2 sind Hebeeinrichtungen 3 befestigt, welche zum Abheben des Lukendeckels mit einem Kran zum Öffnen und Schließen des Laderaums benötigt werden. Für die Verbindung des Lukendeckel-Systems mit dem Schiff wird der Rahmen 2 wie bei herkömmlichen Stahl-Lukendeckeln mit dem Lukensüll 6 verbunden (hier nicht dargestellt).
  • Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lukendeckels mit identischen Lukendeckel-Modulen 1 und mit einem Rahmen 2, wobei Rollen 4 zum Bewegen des Lukendeckels zum Öffnen und Schließen des Laderaums an dem Rahmen 2 befestigt sind. Dieser seitlich verfahrbare Lukendeckel ist mit standardmäßigen Verschlussvorrichtungen für die Lukendeckelabdichtung (Cleating-System) ausgestattet.
  • Figur 6 zeigt in einer weiteren Ausführungsform einen Lukendeckel mit identischen Lukendeckel-Modulen 1 und mit einem Rahmen 2 ebenfalls in einer perspektivischen Darstellung von oben und von unten. Der Rahmen 2 ist mit einem hydraulischen System 5 zum einseitigen Öffnen und Schließen des Lukendeckels verbunden. Das hydraulische System 5 ist mit dem schiffsseitigen Lukensüll 6 verbunden.
  • Für unterschiedliche Schiffstypen sind unterschiedliche Laderaumöffnungen vorgesehen. Für die Abdeckung einer Laderaumöffnung eines bestimmten Schiffes ist es wichtig, deren Abmessungen zu kennen. Die Konfiguration und Dimensionierung eines Lukendeckels ist hierbei besonders wichtig. Da ein Lukendeckel aus einer Mehrzahl von Lukendeckel-Modulen 1 in mehreren, standardisierten Abmessungen zusammengesetzt sein kann, welche mit einem Rahmen 2 umgeben sind, muss die Anzahl der notwendigen Lukendeckel-Module 1 definiert, sprich ermittelt werden, um eine größtmögliche Abdeckung für die Laderaumöffnung zu erreichen. Je mehr Lukendeckel-Module 1 eingesetzt werden können und je schmaler die Längs- und die Querstreben 21, 22 des Rahmens 2 sind, umso leichter ist der gesamte Lukendeckel. Hierbei muss auf die notwendige Festigkeit und Stabilität des zusammengesetzten Lukendeckels geachtet werden, damit der Lukendeckel nicht plastisch verformbar ist und sich den Torsions-Bewegungen des Lukensülls 6 anpassen kann. Die für den Lukendeckel notwendigen und dem jeweiligen Schiff angepassten Hebe-, Bewegungs- und Schließmechanismen werden anschließend montiert.
  • Figur 7 zeigt den Lukendeckel in einer Explosionszeichnung. Es sind in Figur 7 die einzelnen Lukendeckel-Module 1, die Flachprofile 14 zur Versteifung, die dichtenden Elemente 15 und die Längs- und Querstreben 21, 22 des Rahmens 2 sowie die Verbindungsmittel 13 zu sehen. Eine definierte Anzahl von Lukendeckel-Modulen 1, in der Figur 7 sind es beispielsweise sechs Lukendeckel-Module 1, wird als eine lösbare Einheit kraftschlüssig miteinander verbunden, wobei die Flachprofile 14 zur Versteifung zwischen zwei Flansche12 benachbarter Lukendeckel-Module 1 eingefügt werden und die dichtenden Elemente 15 die Abdichtung nach oben realisieren. Die nach unten weisende Pfeile sollen dies symbolisieren. Der benötigte Rahmen 2 für ein finales Lukendeckelmaß besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Längs- und Querstreben 21, 22, welche vorgefertigt sind. Ebenso kann auch ein vollständiger Rahmen 2 mit den entsprechenden definierten Abmessungen vorgefertigt sein. Die Längs- und Querstreben 21, 22 werden um die Einheit von miteinander verbundenen Lukendeckel-Modulen 1 zusammengefügt und kraftschlüssig miteinander und mit den Lukendeckel-Modulen 1 durch Verbindungsmittel 13 verbunden (siehe auch Figur 8). Um die Einheit von miteinander verbundenen Lukendeckel-Modulen 1 können ebenfalls dichtende Elemente 15 angeordnet werden und somit einen vollständig abgedichteten Rahmen 2 ermöglichen.
  • Da es sich bei dem vorhergehenden, detailliert beschriebenen Lukendeckel-System um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Lukendeckel-Module 1 in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen, wenn dies aus konstruktiven Gründen notwendig ist. Alle Verbindungsmittel 13, Abstände zwischen den Lukendeckel-Modulen 1 bzw. zwischen dem Rahmen 2 und den Lukendeckel-Modulen 1 sowie die dichtenden Elemente 14 sind standardisiert. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel "ein" bzw. "eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.

Claims (12)

  1. Lukendeckel für ein Schiff, welcher eine Mehrzahl von Lukendeckel-Modulen (1), die aus einem Faser-Verbundwerkstoff bestehen, enthält, die mit wenigstens einem Rahmen (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Lukendeckel-Module (1), die in mehreren, standardisierten Abmessungen vorliegen , miteinander als eine lösbare Einheit kraftschlüssig verbunden sind, und
    dass diese Einheit von dem Rahmen (2) umgeben und mit dem Rahmen (2) kraftschlüssig verbunden ist.
  2. Lukendeckel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Lukendeckel-Modul (1) aus einer viereckigen Sandwichplatte (11) besteht, die an ihren Längs- und Querseiten mit nach unten gerichteten Flanschen (12) versehen ist.
  3. Lukendeckel nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (12) des Lukendeckel-Moduls (1) mehrere Bohrlöcher aufweisen, welche mit den Bohrlöchern der benachbarten Lukendeckel-Module (1) korrespondierend angeordnet sind, wobei die Lukendeckel-Module (1) mit Hilfe von Verbindungsmitteln (13) miteinander kraftschlüssig verbunden sind.
  4. Lukendeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen den Lukendeckel-Modulen (1) zur Erhöhung der Steifigkeit der Verbindung Flachprofile (14) eingefügt sind.
  5. Lukendeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen den Lukendeckel-Modulen (1) dichtende Elemente (15) oder Flachprofile (14) mit dichtenden Eigenschaften eingefügt sind.
  6. Lukendeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rahmen (2) den Abmessungen herkömmlicher Lukendeckel entspricht und Hebe-, Bewegungs- und Schließmechanismen sowie Vorrichtungen zur Anbindung an das Schiff aufweist.
  7. Lukendeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rahmen (2) aus Stahl oder aus Verbundmaterial besteht.
  8. Lukendeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rahmen (2) aus Längs- und Querstreben (21, 22) zusammengesetzt ist, wobei die Längs- und Querstreben (21, 22) kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
  9. Lukendeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen dem Rahmen (2) und den Lukendeckel-Modulen (1) dichtende Elemente (15) eingefügt sind.
  10. Lukendeckel nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen auf seiner Innenseite mit einer Nut zur Aufnahme der dichtenden Elemente (15) versehen ist.
  11. Verfahren zur Konfiguration und Dimensionierung eines Lukendeckels, welcher eine Mehrzahl von Lukendeckel-Modulen (1) enthält, die mit wenigstens einem Rahmen (2) verbunden sind, mit den Schritten:
    a) Definition einer Anzahl von Lukendeckel-Modulen (1), die in mehreren, standardisierten Abmessungen vorliegen, für eine größtmögliche Abdeckung einer Laderaumöffnung;
    b) Definition des benötigten Rahmens (2) für ein finales Lukendeckelmaß;
    c) Berechnung von notwendigen, zwischen den Lukendeckel-Modulen (1) und/oder zwischen den Lukendeckel-Modulen (1) und dem Rahmen (2) einzufügenden Flachprofile (14) und/oder dichtenden Elementen (15);
    d) Zurverfügungstellung von Längs- und Querstreben (21, 22) für den Rahmen (2) zur direkten Montage um die Lukendeckel-Module (1) oder Zurverfügungstellung des vorgefertigten Rahmens (2);
    e) kraftschlüssiges Verbinden der definierten Anzahl von Lukendeckel-Modulen (1) zu einer lösbaren Einheit;
    f) kraftschlüssiges Verbinden der Einheit von Lukendeckel-Modulen (1) mit den Längs- und Querstreben (21, 22) oder dem vorgefertigten Rahmen (2).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für den Lukendeckel notwendige und einem jeweiligen Schiff angepasste Hebe-, Bewegungs- und Schließmechanismen montiert werden.
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