DE69012933T2

DE69012933T2 - Verbindungseinrichtung für ein Schubboot und einen Leichter.

Info

Publication number: DE69012933T2
Application number: DE69012933T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Mogami; Takuma Yamaguchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2010-09-01
Also published as: EP0415434B1; JPH0342492U; US5050522A; KR910006108A; JP2535034Y2; DE69012933D1; EP0415434A1; CA2024200A1; KR970010822B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung für ein Schubboot und einen Leichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Leichter werden häufig für den Transport von Frachtgütern auf Flüssen, Kanälen sowie Seen und sogar auf offener See verwendet. Es gibt zwei bekannte Verfahren, die Leichter zu bewegen. Zum einen werden sie durch ein Schleppboot geschleppt und zum anderen durch ein Schubboot geschoben. Die vorliegende Erfindung betrifft den zuletzt genannten Fall, wo der Leichter mit dem Schubboot verbunden ist, um ein verbessertes Schub-Leichter-Kombinationssystem mit exzellenten Eigenschaften zu bilden.
Die Methoden zum Verbinden eines Schubbootes und eines Leichters werden weitestgehend in die folgenden drei Kategorien eingeteilt:
a) Seilverbindung;
b) gelenkige mechanische Verbindung durch ein Paar von transversalen, horizontalen, koaxialen Verbindungsbolzen, um ein Stampfen relativ zwischen dem Schubboot und dem Leichter zu ermöglichen; und
c) steife mechanische Verbindung, die keine Relativbewegung zwischen dem Schubboot und dem Leichter gestattet.
Obwohl sogar heute noch weit verbreitet, führt die vorstehend unter a) angeführte Seilverbindung zu einer stark eingeschränkten Navigierfähigkeit bei Wellen, so daß eine sichere und stabile Bedienung bei welliger See nicht erwartet werden kann.
Die vorstehend unter b) angeführten gelenkig mechanischen Verbindungsmethoden sind heute gut entwickelt, insbesondere mittels der Verbindungsmittel, die durch den Anmelder der vorliegenden Anmeldung bzw. des vorliegenden Patents erfunden worden sind und in den Vereinigten Staaten unter dem US-Patent 3,844,245 (entspricht dem britischen Patent 1,386,185 und dem deutschen Patent 23 03 819), dem US-Patent 3,935,831 (entspricht dem kanadischen Patent 1 026 164, dem französischen Patent 75/111 113, dem deutschen Patent 25 16 372 und dem britschen Patent 1,465,207) und dem US-Patent 4,805,549 (entspricht dem britischen Patent 2,108,436) patentiert sind. Diese drei Erfindungen sind so erfolgreich gewesen, daß die Leistungsfähigkeit von Schub-Leichter-Kombinationssystemen in bemerkenswerter Weise so bis auf eine Höhe verbessert worden ist, daß ein sicheres und stabiles Navigieren in rauhen Ozeanbereichen möglich ist.
Trotz solch einer guten Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Steuerfähigkeit in rauher See weisen die gelenkigen Verbindungsmethoden gemäß b) zwei Mängel auf. Einer besteht in dem großen Freiraum zwischen den zwei Rümpfen, um ein freies Relativstampfen zu gestatten, welches solch starke Wirbel verursacht, daß die Fahrgeschwindigkeit verringert wird. Der andere Nachteil besteht in dem geringen Komfort für die Mannschaft an Bord des schwer stampfenden Schubbootes, welches durch den Leichter in Schwingung versetzt wird.
Diese Nachteile können durch die vorstehend unter c) genannten Methoden der steifen Verbindung vermieden werden, welche keine Relativbewegung der zwei Wasserfahrzeuge gegeneinander gestatten und demgemäß eine Verringerung des Freiraumes zwischen den zwei Rümpfen auf ein Minimum erlauben, uin den Vorwärtstrieb zu verbessern. Gleichzeitig wird hierdurch eine ausgezeichnete Seegängigkeit und ein ausgezeichneter Komfort in rauher See erreicht. Die Mittel zum Verbinden eines Schubbootes und eines Leichters gemäß der vorliegenden Erfindung gehören zu dieser vorstehend erwähnten Kategorie c) der steifen mechanischen Verbindungsmethode.
In der Vergangenheit wurden verschiedenartige steife mechanische Verbindungsmethoden hauptsächlich in den Vereinigten Staaten entwickelt. Diese in der Vergangenheit vorgeschlagenen Methoden haben ein gemeinsames Konstruktionsprinzip, bei dem das Heck des Leichters in einer bestimmten Form ausgebildet ist und der Bug oder der gesamte Rumpf des Schubbootes in diesen speziell ausgebildeten Heckabschnitt des Leichters eingeführt wird. Bei einem solchen Aufbau kann das Verbinden und das Lösen nur dann stattfinden, wenn sowohl das Schubboot und der Leichter sich annähernd in dem voll gelandenen Zustand befinden. Solche Verbindungssysteme weisen insbesondere keine Selbstanpassung für die Veränderung des Tiefganges des Leichters auf Grund seines Be- bzw. Entladens auf. Wenn weiterhin sich der Tiefgang des Leichters stark ändert auf Grund einer Kollision und anschließendem Fluten, würde eine Notlösung des Schubbootes von dem Leichter unmöglich werden.
Als eine steife Verbindungsmethode, die eine Selbstanpassung auf die Veränderung des Tiefganges des Leichters gestattet, besitzt der Anmelder der vorliegenden Anmeldung das japanische Patent mit der Journal-Nr. S 51-40 352 sowie ein weiteres japanisches Gebrauchsmuster mit der Journal-Nr. S 52-38 000, welches im wesentlichen gleich zu dem vorstehend erwähnten japanischen Patent ist (diese beiden Schutzrechte werden nachstehend als die früheren Erfindungen bezeichnet). Das grundsätzliche Konstruktionsprinzip hiervon ist, daß das Schubboot mit drei Verbindungsbolzen ausgestattet ist - ein Bolzen am Bugende und zwei Bolzen an beiden Seiten des Schubbootes -, welche sich nach außen axial so erstrecken, daß ihre äußeren Enden in Öffnungen in der Wand der Hecknase des Leichters einführbar sind, wobei sie als Bolzenendehaltemittel an dem Leichter funktionieren, um eine steife Verbindung durch Halten des Schubbootes an drei Punkten zu bilden. Wenn die Bolzenendehaltemittel an dem Leichterrumpf vertikal in zwei oder mehr Stufen vorgesehen sind, kann die Verbindung bei zwei oder mehr Tiefgangwerten vorgenommen werden. Weiterhin kann schnelles Lösen einfach durch Zurückziehen der Verbindungsbolzen in einem Notfall, wie er vorstehend beschrieben wurde, erfolgen.
Obwohl die vorstehend erwähnten früheren Erfindungen die notwendigen Minimalbedingungen einer steifen Verbindung erfüllen können, beinhalten sie einige Schwierigkeiten und Nachteile, insbesondere bei Herstellung der Verbindung, da die Bolzenendeaufnahmemittel einfache Löcher sind und insbesondere wenn das Schubboot und der Leichter infolge von Wellen schwanken, es sehr schwierig ist, Bolzen in die Löcher einzuführen. Sogar wenn diese Löcher mehrfach vorgesehen sind, können aufgrund ihrer großen Abmessungen zwei oder drei Löcher in der Praxis angeordnet werden, und wenn das Tiefgangverhältnis derart ist, daß die Bolzen auf einer Höhe zwischen zwei vertikal übereinander angeordneten Löchern sich befinden, muß der Tiefgang durch Hinzufügen einer großen Menge von Wasserballast angeglichen werden. Zusätzlich inuß das Schubboot während des Be- und Entladens des Leichters von diesem getrennt gehalten werden. Die vorliegende Erfindung wird vorgeschlagen, um diese Probleme zu lösen, die in den Verbindungsmitteln dieser früheren Erfindungen involviert sind.
Eine weitere Einrichtung zum Verbinden eines Schubbootes und eines Leichters geht aus dem japanischen Dokument C-38 998 hervor. Diese bekannte Einrichtung betrifft eine von zwei Bolzen gehalterte gelenkige Verbindung, die ein freies Stampfen des Schubbootes gegenüber dem Leichter gestattet. Hierbei ist ein Druckschuh schwenkbar jedoch unbeweglich mit einem Verbindungsbolzen verbunden. Auf Grund der gelenkigen Verbindung der bekannten Einrichtung ist die horizontale Längs-, Vorwärts- und Rückwärtskomponente groß.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Einrichtung zum Verbinden eines Schubbootes und eines Leichters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ohne Beeinträchtigung der hohen Seegängigkeit und hohen Schubleistung und ebenso mit einem guten Komfort für die Crew, vorzusehen.
Das prinzipielle Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ohne Beeinträchtigung der hohen Seegängigkeit und der hohen Schubleistung und mit gutem Komfort für die Mannschaft, wie durch die Verbindungsmittel der früheren Erfindungen vorgesehen wird, eine verbesserte Einrichtung zum Verbinden eines Schubbootes und eines Leichters zu schaffen, bei welcher die Verbindungsarbeit mit einem Reibeingriff mittels seitlicher Verbindungsbolzen durchgeführt wird, um den ersten Schritt bei einer Einwirkung durch Wellen zu erleichtern, so daß große relative Bewegungen zwischen dem Schubboot und dem Leichter gestoppt werden können, und anschließend diese Reibverbindung leicht gelöst wird, um gleichzeitig zu einem Mehrfachschritt-Zahneingriff zu führen, und sofort danach ein fester Reibeingriff wieder hergestellt wird, um einen kombinierten Reib- und Zahneingriff zu erhalten. Anschließend wird der Bugverbindungsbolzen betätigt, um einen Mehrfachschritt- Zahneingriff am Bug zu bilden, so daß eine an drei Punkten gehaltene steife Verbindung erhalten wird, um eine exzellente Seegängigkeit sicherzustellen. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung des Reibeingriffes in der Verbindungseinrichtung der vorliegenden Erfindung eine Selbstanpassung an die Änderung des Tiefganges des Leichters auf Grund des Be- und Entladens.
Entsprechend dem vorstehend erwähnten Ziel der Erfindung ist die Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines Schubbootes und eines Leichters zum Erstellen der an drei Punkten gehaltenen steifen Verbindung zwischen dem Leichter, der gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 eine Vertiefung an seinem Heck zur Aufnahme des Buges des Schubbootes aufweist, und einem Schubboot, das zwei in Querrichtung horizontal ausfahrbare sowie zurückziehbare Seitenverbindungsbolzen und einen in Längsrichtung horizontal ausfahrbaren sowie zurückziehbaren Bugverbindungsbolzen, welche unter Wirkung von hydraulischen Zylindern oder anderen Kraftbetätigungseinrichtungen betätigt werden können, aufweist, wie nachstehend angegeben aufgebaut: jede Seitenwand des Ausschnittes weist eine sich vertikal erstreckende Einbuchtung, die sich in Richtung der Innenseite des Ausschnittes öffnet, und einen annähernd trapezförmigen Querschnitt mit vergrößerter Breite in Richtung des sich zu dem Ausschnitt hin öffnenden Bereiches auf, und ist weiterhin mit Seitenvertiefungen versehen, die eine gleiche Form aufweisen, sich in Richtung des Ausschnittes öffnen und stufenweise in annähernd gleichem Abstand von dem oberen Teil zu dem unteren Teil und entlang der Bodenwand der Einbuchtung angeordnet sind. Die Kombination der Einbuchtung und der Vertiefungen bildet eine Bolzenendeaufnahmeeinrichtung an jeder Seitenwand des Ausschnitts.
Der äußere Endabschnitt jedes Seitenverbindungsbolzens wird als ein Vorsprung mit einer annähernd keilförmigen Spitze ausgebildet, welche in Eingriff mit jeder der Seitenvertiefungen gelangen kann, und trägt zusätzlich einen Druckschuh, der daran gleitbar gehalten und geformt ist, um in die Einbuchtung eingeführt zu werden, so daß er an die schräge vordere und hintere Seitenwand der Einbuchtung angepreßt werden kann. Zusätzlich weist der Druckschuh eine Bohrung in seiner äußeren Oberfläche auf, durch welche die Spitze des Vorsprunges über die äußere Oberfläche hervorragen kann.
Am tiefsten Punkt des Ausschnittes ist eine mittig angeordnete Bolzenaufnahmeeinrichtung vorgesehen, die Vertiefungen umfaßt, die in annähernd gleichen Abständen von dem oberen Teil zu dem unteren Teil entlang der Mittellinie des Leichters sich erstrecken, so daß jede dieser Vertiefungen die annähernd keilförmige Spitze des äußeren Endes des Bugverbindungsbolzens aufnehmen und mit dieser in Eingriff gelangen kann, wenn dieser ausgefahren ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Verbindung;
Figur 2 eine Seitenansicht auf einen Querschnitt durch eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Verbindung;
Figur 3 eine teilperspektivische Ansicht der Einbuchtung und der seitlichen Vertiefungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 eine teilperspektivische Ansicht des äußeren Endabschnittes des seitlichen Verbindungsbolzens und des Druckschuhes, der hierbei von dem Verbindungsbolzen entfernt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 5 eine Seitenansicht auf einen Querschnitt durch den Druckschuh in einer vertikalen Ebene, die die Mittellinien der den Druckschuh schwenkbar haltenden Bolzen beinhaltet;
Figur 6 eine teilperspektivische Ansicht der mittig angeordneten Vertiefungen;
Figur 7 eine teilperspektivische Ansicht des Bugverbindungsbolzens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 8 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Querschnitt durch eine seitliche Verbindungsbolzenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Verbindung;
Figur 9 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Querschnitt durch die seitliche Verbindungsbolzenanordnung in dem Zustand der hergestellten vorläufigen Verbindung durch Reibeingriff; und
Figur 10 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Querschnitt durch die seitliche Verbindungsbolzenanordnung in dem Zustand der hergestellten endgültigen Verbindung durch kombinierten Reib- und Zahneingriff.
Wie aus den Figuren 1 bis 10 hervorgeht, ist der Leichter 1 mit einem Ausschnitt oder einer Vertiefung 2 an seinem Heckabschnitt bzw. Achterschiff zur Aufnahme des Rumpfes des Schubbootes 3 an seinem Bug 4 versehen. Die Ausbildung und Größe des Ausschnittes 2 ist dergestalt, daß, wenn das Schubboot 3 mit dem Leichter 1 verbunden ist, ein ausreichender Freiraum zwischen dem Rumpf des Schubbootes 3 und der Wand des Ausschnittes 2 des Leichters 1 verbleibt. Jede Seite des Ausschnittes 2 ist mit einer sich vertikal erstreckenden Nut bzw. Einbuchtung 5 versehen, die zur Innenseite des Ausschnittes 2 hin offen ist und einen annähernd trapezförmigen Querschnitt mit einer sich zum offenen Einlaß am Ausschnitt 2 hin vergrößernden Breite aufweist. Die Einbuchtung 5 wird von einer schräg verlaufenden vorderen Seitenwand 6 und einer schräg verlaufenden hinteren Seitenwand 7, jeweils bezogen auf den vorderen und hinteren Abschnitt des Leichters 1, und zusätzlich von einer Bodenwand 3 gebildet, die die vordere und hintere Seitenwand 6 und 7 miteinander verbindet. Die Bodenwand 8 ist mit Seitenvertiefungen 9, 9', 9", ... versehen, die im vertikalen Querschnitt eine gleiche Form aufweisen, sich in Richtung der Ausnehmung 2 öffnen und stufenweise in annähernd gleichem Abstand voreinander von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt entlang der Mittellinie der Bodenwand 8 angeordnet sind. Zwischen diesen Seitenvertiefungen 9, 9', 9", ... sind Seitenerhebung bzw. seitliche Konvexitäten 10, 10', 10" ausgebildet. Die vertikale Einbuchtung 5, die eine vordere Seitenwand 6, eine hintere Seitenwand 7 und eine Bodenwand 8 mit einer Reihe von Seitenvertiefungen 9, 9', 9", ... aufweist, bildet eine seitliche Bolzenendeaufnahmeeinrichtung, die als ein kombinierter Andrück- und Zahneingrif fabschnitt zur Aufnahme und Halterung durch jede der Seitenvertiefungen 9, 9', 9", ... der Endspitze, die von dem äußeren Ende des später noch erläuterten Verbindungsbolzen hervorsteht und zusätzlich zur Aufnahme des ebenfalls nachstehend noch erläuterten Druckschuhes, der am Ende des gleichen Verbindungsbolzens angeordnet ist, ausgebildet ist, so daß seine vordere und hintere Fläche gegen die vordere bzw. hintere Seitenwand 6, 7 angepreßt werden kann.
Jede Seite des Schubbootes 3 ist mit einem zylindrischen Seitenverbindungsbolzen 12 versehen, welcher von einer Längslagerung 11 gehalten wird, entlang welcher er gleitbar ist und welche quer und horizontal symmetrisch mit Bezug auf die Schiffsmittellinie angeordnet und am Rumpf befestigt ist. Das binnenbords liegende Ende dieses Verbindungsbolzens 12 ist mit einem Kraftübertragungsteil einer auf dem Rumpf des Schubbootes 3 installierten hydraulischen Krafteinrichtung, wie einer Kolbenstange 14 eines Haupthydraulikzylinders 13, mittels einer geeigneten Kupplungseinheit 15 verbunden, welche freie relative Drehbewegungen gestattet. Der Seitenverbindungsbolzen 12 wird zusammen mit dem daran angebrachten und später noch näher erläuterten Andruckschuh ausgefahren und zurückgezogen durch den Betrieb dieses Haupthydraulikzylinders 13, welcher durch Druckfluid betätigt wird, das von der an Bord befindlichen hydraulischen Kraftquelle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zugeführt wird.
Nachdem die Ausfahrbewegung des Seitenverbindungsbolzens 12 zur Herstellung einer Verbindung gestoppt worden ist, wird die nach außen wirkende Kraft des Hydraulikzylinders 13 durch Fluiddruck aufrechterhalten, der durch ein (in den Zeichnungen nicht dargestelltes) Einwegeventil von einer Pumpe, einem Drucksammler oder dergleichen (in den Zeichnungen nicht dargestellt) geliefert wird. Demzufolge wird der Seitenverbindungsbolzen 12 in seiner ausgefahrenen Position kraftbeaufschlagt gehalten, und das Einwegeventil verhindert eine Einwärtsbewegung des Seitenverbindungsbolzen 12, auf den eine große äußere Kraft einwirkt, welche anderenfalls den Seitenverbindungsbolzen 12 zurückdrücken und so die Verbindung lösen würde. Neben der hydraulischen Krafteinrichtung wie dem Haupthydraulikzylinder 13 kann der Seitenverbindungsbolzen aus- und eingefahren werden durch eine Kraftantriebs- bzw. Kraftbetätigungseinrichtung einer anderen Art, wie einer Kombination eines Drehmotors und einer Gewindestange oder dergleichen.
Das äußere Ende des Seitenverbindungsbolzen 12 ist als ein Vorsprung 18 geformt, der von großer vertikaler Abmessung ist. Ein Druckschuh 23, der eine große vertikale Länge aufweist, ist schwenkbar und gleitbar an dem Vorsprung 18 mittels horizontaler Bolzen 21, 22 angebracht. Der Druckschuh 23 weist eine annähernd trapezförmige Form in seinem horizontalen Querschnitt entsprechend dem horizontalen Querschnitt der vertikalen Einbuchtung auf. Die Enden der Bolzen 21, 22 sind jeweils in lange Nuten 24a, 24b an der Seitenoberfläche des Vorsprunges 18 eingesetzt, so daß die Bolzen 21, 22 jeweils entlang der Nuten 24a, 24b gleiten können. Der Druckschuh 23 kann von den Kolbenstangen 17a, 17b zwei hydraulischer Nebenzylinder 16a bzw. 16b ausgefahren werden, die jeweils von dem Seitenverbindungsbolzen 12 aufgenommen sind. Wenn der Druckschuh 23 vollständig ausgefahren wird und zusätzlich der Seitenverbindungsbolzen 12 durch Betätigung des Haupthydraulikzylinders 13 ausgefahren wird, so daß der Druckschuh 23 in die Einbuchtung 5 gedrückt wird, werden die schräge vordere und rückwärtige Oberfläche 26, 27 des Druckschuhes 23 gleichzeitig in Kontakt mit der vorderen bzw. hinteren Seitenwand 6, 7 der Einbuchtung 5 gebracht und gegen diese angepreßt, wobei diese Bauteile so dimensioniert sind, daß die äußere Fläche 28 des Druckschuhes 23 nicht in Kontakt mit den Seitenerhebungen 10, 10', 10" ... gelangt, sogar wenn der Druckschuh 23 vollständig in die Einbuchtung 5 hineingedrückt wird. Wenn weiterhin der Druckschuh 23 vollständig durch die Betätigung der Nebenzylinder 16a, 16b ausgefahren ist, tritt die Spitze 19 am äußeren Ende des Vorsprunges 18 nicht über die äußere Fläche 28 des Druckschuhes 23 hervor. Die äußere Fläche 28 weist eine Durchbrechung 25 auf, durch welche die Spitze 19 über die äußere Fläche 28 hinaus treten kann. Weiterhin weisen die schräge vordere und hintere Fläche 26, 27 des Druckschuhes 23 jeweils einen Belag 29 bzw. 30 mit hohem Reibwert auf, wie Hartgummi oder dergleichen.
Wenn der Druckschuh 23 durch die Betätigung der Hydrauliknebenzylinder 16a und 16b und dann der Seitenverbindungsbolzen 12 durch Betätigung des Haupthydraulikzylinders 13 so ausgefahren werden, daß die schräge vordere und hintere Fläche 26, 27 gegen die vordere und hintere Seitenwand 6 bzw. 7 gepreßt werden, kommt die äußere Fläche 28 nicht in Kontakt mit irgendeinem Teil des Bodens der Einbuchtung 5. Demgemäß wird eine starke Reibkraft zwischen der Einbuchtung 5 und dem Druckschuh 23 durch die Keilwirkung und den hohen Reibbeiwert der Belage 29, 30 bewirkt. Durch Aufrechterhalten der den Seitenverbindungsbolzen 12 und den Druckschuh 23 nach außen drückenden Kraft kann eine solche Reibverbindung gebildet werden, daß der Druckschuh 23 nicht infolge der Wirkung von Wellen einer bestimmten Höhe vertikal verrutscht. Nach Herstellen dieser Reibverbindung wird der Hydraulikdruck in der Kopfseite der Nebenzylinder 16a, 16b freigegeben und zur gleichen Zeit wird Druckfluid der Kopfseite des Hauptzylinders 13 zugeführt, so daß der Seitenverbindungsbolzen 12 weiter ausgefahren wird und die annähernd keilförmige Form der Spitze 19 am äußeren Ende des Vorsprungs 18, die für einen festen Eingriff mit jeder der Vertiefungen 9, 9', 9", ... geformt ist, in eine der Seitenvertiefungen 9, 9', 9", ... eingreift, die in der gleichen Höhe wie die Spitze 19 angeordnet ist. In diesem Zustand wird der Druckschuh 23 zurückbewegt, wobei die Bolzen 21, 22 entlang den Nuten 24a bzw. 24b gleiten. Sofort nachdem die Spitze mit einer der Seitenvertiefungen 9, 9', 9", ... in Eingriff gekommen ist, werden die Kolbenstangen 17a, 17b durch Zuführung von Druckfluid in die Kopfseite der Nebenzylinder 16a, 16b ausgefahren, um den Druckschuh wieder in die Einbuchtung 5 einzupressen. Hierdurch ist die Verbindung mittels des Seitenverbindungsbolzens 12 hergestellt. Zum Ausfahren des Druckschuhs 23 kann eine Kraftbetätigungseinrichtung einer anderen Bauart, wie einer Kombination aus einem Drehmotor und einer Gewindestange oder dergleichen anstelle der vorstehend erläuterten hydraulischen Nebenzylinder 16a, 16b verwendet werden. Die kopfseitigen und stangenseitigen Räume der hydraulischen Nebenzylinder 16a, 16b werden mit der (in den Zeichnungen nicht dargestellten) hydraulischen Kraftquelle durch Leitungen 31 bzw. 33 und flexible Hochdruckschläuche 32 bzw. 34 verbunden, so daß die Nebenyzlinder 16a, 16b von dieser Kraftquelle betätigt werden können, um den Druckschuh 23 auszufahren.
Am tiefsten Punkt des Ausschnittes 2 des Leichters 1 sind mittige Vertiefungen 35, 35', 35", die einen gleichen Querschnitt aufweisen und zu dem Ausschnitt 2 hin sich öffnen, stufenweise von dem oberen Abschnitt bis zu dem unteren Abschnitt entlang der Mittellinie des Leichters 1 in gleicher Weise wie die seitlichen Vertiefungen angeordnet, um als mittige Bolzenendeaufnahmeeinrichtung zu wirken. Andererseits weist das Schubboot 3 an seinem Bug 4 einen zylindrischen Bugverbindungsbolzen 37 auf, welcher in einem Lager 36 gehalten wird, entlang welchem er in Längsrichtung und horizontal gleiten kann. Das binnenbordsseitige Ende des Bugverbindungsbolzens 37 ist mit einem Kraftübertragungsteil einer auf dem Rumpf des Schubbootes 3 angeordneten hydraulischen Krafteinrichtung, wie einer Kolbenstange 39 eines Bughydraulikzylinders 38, mittels einer geeigneten Kupplungseinrichtung 40, die freie relative Drehbewegungen gestattet, verbunden. Der Bugverbindungsbolzen 37 wird ein- und ausgefahren durch Betätigung des Bughydraulikzylinders 38, der durch Hydraulikfluid betätigbar ist, die von der (in den Zeichnungen nicht dargestellten) an Bord befindlichen hyraulischen Kraftquelle versorgt wird. Nachdem die Ausfahrbewegung des Bugverbindungsbolzens 37 abgestoppt worden ist, wird die nach außen wirkende Kraft des hydraulischen Zylinders 38 durch Druckfluid von einer Pumpe, einem Drucksammler oder dergleichen (in den Zeichnungen nicht dargestellt) aufrechterhalten. Neben der hydraulischen Krafteinrichtung, wie dem Bughydraulikzylinder 38 kann der Bugverbindungbolzen 37 aus- und wieder eingefahren werden durch eine Kraftbetätigungseinrichtung einer anderen Bauart, wie beispielsweise einer Kombination eines Drehmotors und einer Gewindestange oder dergleichen.
Das äußere Ende des Bugverbindungsbolzens 37 weist eine annähernd keilförmige Spitze 37a auf, welche fest mit jeder der mittigen Vertiefungen 35, 35', 35", ... in Eingriff gelangt, die auf der gleichen Höhe wie die Spitze 37a ist, wenn der Bugverbindungsbolzen 37 ausgefahren wird. Hierdurch wird die Verbindung mittels des Bugverbindungsbolzens 37 hergestellt und die dreipunkt-gehaltene, steife Verbindung des Schubbootes 3 und des Leichters 1 als ein Ergebnis einer kombinierten Funktion eines Bugverbindungsbolzens 37 und zweier Seitenverbindungsbolzen 12 erzielt.
Anschließend wird die Funktion und die Betätigung der Verbindungseinrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nachstehend erläutert. Vor der Verbindung sind die Seitenverbindungsbolzen 12 in den Lagern 11 und der Bugverbindungsbolzen 37 in das Lager 36 zurückgezogen, wie dies in Figur 1 und 2 dargestellt ist. Mit anderen Worten, sie sind in den Rumpf des Schubbootes 3 eingefahren. Der Bug 4 des Schubbootes 3 ist in aller Regel mit einem weichen Fender 41 versehen, der so dimensioniert ist, daß, falls der Bug 4 des Schubbootes 3 in den Ausschnitt 2 des Leichters 1 eingeführt wird und im letzten Stadium der Fender 41 in Kontakt mit dem tiefsten Punkt des Ausschnittes 2 gelangt, das vordere Ende der äußeren Fläche 28 des Druckschuhs 23, welche die vertikal sich erstreckende Schnittlinie zwischen der äußeren Fläche 28 und der schrägen vorderen Fläche 26 ist, leicht hinter dem Eingangsende der vorderen Seitenwand 6 der Einbuchtung 5 befindlich ist. Dann werden die hydraulischen Nebenzylinder 16a, 16b betätigt, um den Druckschuh 23 auszufahren, und am Ende dieser Ausfahrbewegung werden die Fluideingänge der Nebenzylinder 16a, 16b geschlossen, um eine Rückwärtsbewegung des Druckschuhes 23 zu verhindern. Anschließend wird der Haupthydraulikzylinder 13 betätigt, um den Seitenverbindungsbolzen 12 so auszufahren, daß der äußere Teil der vorderen Fläche 26 des Druckschuhs 23 zuerst in Kontakt mit dem Eingangsteil der schrägen vorderen Seitenwand 6 der Einbuchtung 5 gelangt. Dann gleitet die vordere schräge Fläche 26 entlang der schrägen vorderen Seitenwand 6, während der Verbindungsbolzen 12 ausgefahren wird, um den Druckschuh 23 in die Einbuchtung 5 einzuführen. Zur gleichen Zeit wird das Schubboot 3 mit einer Geschwindigkeit zurückgeschoben, die der Schräge der schrägen vorderen Seitenwand 6 entspricht, um einen geeigneten Freiraum zwischen dem Fender 41 und dem tiefsten Punkt des Ausschnittes 2 zu erhalten. Die Ausfahrbewegung des Seitenverbindungsbolzens 12 wird abgestoppt, wenn die rückwärtige Fläche 27 des Druckschuhes 23 in Kontakt mit der schrägen rückwärtigen Seitenwand 7 der Einbuchtung 5 gelangt, wie dies in Figur 9 gezeigt ist. In diesem Stadium wird die Reibkraft zwischen dem Druckschuh 23 und der Einbuchtung 5 aufrechterhalten, um den relativen vertikalen Schlupf des Druckschuhs 23 zu verhindern, wobei der Druck in dem Haupthydraulikzylinder 13 von der Pumpe, dem Drucksammler oder dergleichen aufrechterhalten wird. Somit ist die vorläufige Verbindung durch Reibeingriff hergestellt.
Im nächsten Stadium des Vorganges wird der Druck in den hydraulischen Nebenzylindern 16a, 16b freigegeben, so daß die Reibung zwischen dem Druckschuh 23 und der Einbuchtung 5 verschwindet und der Druckschuh 23 unter Einfluß einer äußeren Kraft zurückgleiten kann. Zur gleichen Zeit wird der Haupthydraulikzylinder 13 betätigt, um den Seitenverbindungsbolzen so auszufahren, daß die Spitze 19 am äußeren Ende des Vorsprungs 18 in eine der seitlichen Vertiefungen 9, 9', 9", ... eingreift, die annähernd in der gleichen Höhe wie die Spitze 19 sich befindet. Sofort danach wird der Druckschuh 23 durch Betätigung der hydraulischen Nebenzylinder 16a, 16b nach außen gefahren, so daß der Druckschuh 23 gegen die vordere und hintere schräge Seitenwand 6, 7 der Einbuchtung 5 angedrückt wird. Als Ergebnis der kombinierten Wirkung des festen Druckkontakts zwischen dem Druckschuh 23 und der Einbuchtung 5 sowie dem Zahneingriff zwischen der Spitze 9 und einer der Vertiefungen 9, 9', 9", ... wird eine feste und zuverlässige Verbindung mittels der Seitenverbindungsbolzen 12 erhalten, wie dies in Figur 10 gezeigt ist.
Anschließend wird der Bugverbindungsbolzen 37 durch Betätigung des Bughydraulikzylinders 38 ausgefahren, um die Spitze 37a in Eingriff mit einer der mittigen Vertiefungen 35, 35', 35" zu bringen, die annähernd in gleicher Höhe wie die Spitze 37a sich befindet. Der Druck in dem Bughydraulikzylinder 38 wird dann aufrechterhalten durch Druckfluid, das von der Pumpe, dem Drucksammler oder dergleichen (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zugeführt wird. Hierdurch wird die Verbindung zwischen dem Schubboot 3 und dem Leichter 1 als eine kombinierte Funktion der zwei Seitenverbindungsbolzen 12 und des Bugverbindungsbolzens 37 erhalten. Die Kombination von Schubboot und Leichter, die durch die vorstehend geschilderte Art der Verbindung gebildet wird, kann eine hohe Seegängigkeit sicherstellen, die sich nicht von derjenigen konventioneller Einrumpfschiffe unterscheidet.
Sogar wenn die Schubboot-Leichter-Verbindung schweren vertikalen Bewegungen und einem Stampfen infolge hoher Wellen ausgesetzt ist, weist der Vorsprung 18 des Seitenverbindungsbolzen 12 eine solch große vertikale Abmessung auf, daß er eine ausreichende Kraft gegenüber vertikalen Belastungen aufrechterhalten kann, um eine sichere Steuerbarkeit in rauher See zu gewährleisten.
Wenn der Tiefgang des Leichters schrittweise infolge eines Be- und Entladens des Leichters in ruhigen Häfen sich ändert, sind die von Wellen hervorgerufenen Belastungen der Verbindungseinrichtungen viel kleiner als solche infolge einer rauhen See und die vorläufige Verbindung durch den Reibeingriff reicht aus, um eine sichere Verbindung zu gewährleisten.
Während des Be- und Endladens des Leichters beeinträchtigt die schrittweise Änderung des Tiefganges des Leichters das Tiefganggleichgewicht zwischen dem Schubboot und dem Leichter. Deshalb wird der Haupthydraulikzylinder 13 in geeigneten Zeitintervallen betätigt, um den Seitenverbindungsbolzen 12 leicht zurückzuziehen, so daß die Reibung zwischen dem Druckschuh 23 und der Einbuchtung 5 verschwindet und das Schubboot sich nach unten bewegt oder nach oben schwimmt, um das Tiefganggleichgewicht wieder herzustellen. Der Haupthydraulikzylinder 13 wird dann wieder betätigt, um den Seitenverbindungsbolzen 12 zu Erzielung eines festen Kontaktes zwischen dem Druckschuh 23 und der Einbuchtung 5 auszufahren. Die Tiefgangseinstellung, welche bedeutet "Übergang zu einer Verbindung mit einer neuen Tiefgangbeziehung", ist somit hergestellt. Wenn die Tiefgangseinstellung durch Freigeben der Verbindung in vorbestimmten geeigneten Zeitintervallen, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, ausgeführt wird, können die beiden Wasserfahrzeuge immer in einem annähernden Gleichgewicht verbunden gehalten werden. Demzufolge ist es nicht notwendig, das Schubboot von dem Leichter zu trennen und während des Be- und Entladens des Leichters an einem anderen Platz festzumachen. Weiterhin ist das Schubboot frei von Beeinträchtigungen, wie unnötigen Oszillationsbewegungen infolge von Wellen, die während des Aufenthaltes im Hafen von anderen vorbeifahrenden Schiffen erzeugt werden.
Während nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorstehend beschrieben und mittels der Zeichnungen gezeigt worden ist, können dem Fachmann verschiedene Modifikationen ersichtlich werden. Es ist daher selbstverständlich, daß mit den beigefügten Ansprüchen beabsichtigt ist, alle derartigen Modifikationen zu erfassen.

Claims

1. Verbindungseinrichtung für ein Schubboot (3) und einen Leichter (1), wobei das Schubboot (3) auf jeder Seite einen in Querrichtung horizontal ausfahrbaren sowie zurückziehbaren Seitenverbindungsbolzen (12) und am Bug einen in Längsrichtung horizontal ausfahrbaren sowie zurückziehbaren Bugverbindungsbolzen (37) aufweist, die jeweils durch den Betrieb einer Antriebsbetätigungseinrichtung ausgefahren sowie zurückgezogen werden, und wobei der Leichter (1) einen Bereich mit einer Ausnehmung oder einem Ausschnitt (2) aufweist, der im Heckbereich des Leichters (1) vorhanden ist, der zur Aufnahme des Bugs des Schubbootrumpfes ausgebildet ist und der drei Bolzenendeaufnahmeeinrichtungen aufweist, von denen eine mittige Bolzenendeaufnahmeeinrichtung an dem tiefsten Punkt der Ausnehmung (2) in der Mittellinie des Leichters und zwei seitliche Bolzenendeaufnahmeeinrichtungen an beiden Seitenwänden der Ausnehmung (2) angeordnet sind und welche jeweils die freien Enden der drei Verbindungsbolzen (12, 27) aufnehmen und halten, wenn diese ausgefahren sind, so daß eine Dreipunkthalterung als starre Verbindung zwischen dem Schubboot (3) und dem Leichter (1) gebildet werden kann, dadurch gekennzeichnet,

a) daß jede seitliche Bolzenendeaufnahmeeinrichtung aus einer sich vertikal erstreckenden Einbuchtung (5) besteht, die sich in Richtung der Innenseite der Ausnehmung (2) öffnet und die einen annähernd trapezförmigen Querschnitt mit sich erweiternder Breite in Richtung zu der Öffnung der Ausnehmung (2) aufweist, wobei die Einbuchtung (5) durch eine schräg verlaufende vordere Seitenwand (6) und eine schräg verlaufende rückwärtige Seitenwand (7) sowie eine die vordere und die rückwärtige Seitenwand (6, 7) miteinander verbindende Bodenwand (8) sowie Seitenvertiefungen (9, 9', 9") gebildet ist, die im vertikalen Querschnitt eine gleiche Form aufweisen, die sich in Richtung der Ausnehmung (2) öffnen und die schrittweise in annähernd gleichem Abstand einzeln von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt entlang der Mittellinie der Bodenwand (8) angeordnet sind;

b) daß die mittige Bolzenendeaufnahmeeinrichtung aus Vertiefungen (35, 35', 35") besteht, die im vertikalen Querschnitt eine gleiche Form aufweisen, die sich in Richtung der Ausnehmung (2) öffnen und die schrittweise in annähernd gleichem Abstand einzeln von dem oberen Abschnitt zum unteren Abschnitt entlang der Mittellinie des Leichters (1) angeordnet sind;

c) daß jeder der Seitenverbindungsbolzen (12) an seinem freien Ende eine so geformte Spitze (19) aufweist, daß diese in jede der Seitenvertiefungen (9, 9', 9") eingreifen kann, wobei die Spitze (19) gleitbar einen Druckschuh (23) haltert, der einen annähernd so geformten trapezförmigen Querschnitt aufweist, daß seine schräg verlaufende vordere und rückwärtige Seite (26, 27), die mit einem Material mit hohem Reibwert beschichtet sind, in gleichzeitigem festen Kontakt mit der schräg verlaufenden vorderen und rückwärtigen Seitenwand (6, 7) der Einbuchtung in eine Stellung gelangt, unmittelbar bevor die äußere Fläche (28) des Druckschuhs (23) in Kontakt mit den Ausbauchungen (10, 10', 10") zwischen den Vertiefungen (9, 9', 9") gelangt, wenn der Druckschuh (23) durch den Betrieb einer Antriebsbetätigungseinrichtung nach außen geschoben wird, und wobei der Druckschuh ebenfalls eine Durchbrechung (25) an seiner äußeren Fläche (28) aufweist, die ein Ausfahren der Spitze (19) über die äußere Fläche (28) hinaus gestattet; und

d) daß der Bugverbindungsbolzen (37) an seinem äußeren Ende eine so geformte Spitze (37a) aufweist, daß sie in Eingriff mit einer der Mittellinienvertiefungen (35, 35', 35") gelangt.

2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spitzen (19, 37a) an dem freien Ende der Verbindungsbolzen (12, 37) annähernd keilförmig ausgebildet sind.

3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Material mit hohem Reibwert ein natürlich oder synthetischer Kautschuk oder ein synthetisches Harz ist.

4. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Antriebsbetätigungseinrichtungen eine hydraulische Antriebseinrichtung ist, die ein oder mehrere hydraulische Zylinder (13, 38) umfaßt.

5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Antriebsbetätigungseinrichtungen eine Kombination aus einem oder mehreren Drehmotoren sowie einer oder mehrerer Gewindestangen ist.