DE2549268A1 - Anker - Google Patents

Description

DR.-JNG. EUGEN MA!£R DR.-fNG. ECKHARD WOLF

P AT E NTA N WA LTE

DRESDNER BANK AG

^IlIgramme¹?Mentor 7STUTTaARTI, PISC H EKSTR. 19 Postscheck stgt. =5200-709

A 11 854

22.12.1975

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Petrus Jozef Klaren
Frankenrade 3
Nieuwerkerk a/d IJssei

Anker

Die Erfindung bezieht sich auf einen Anker, insbesondere bestimmt zum Verankern von Arbeitsschiffen, Eimerbaggern, Bohrinseln usw., versehen mit einem Schaft, zwei Flunken, die zusammen eine Deltaform aufweisen, und auf beiden Seiten der Flunken angeordneten Trimmplatten oder -flächen, deren Breite kleiner ist als die Gesamtbreite der Flunken. Mit Breite wird hier gemeint: die Abmessung der Trimmflächen senkrecht zur Richtung des Schafts.

Ein solcher Anker ist u.a. aus der US-PS 2 641 215 (Danforth) bekannt und ist mit einem Stock versehen, der quer zum Schaft am Hinterende der Flunke angeordnet ist und auch als Gelenkachse für den Schaft dient.

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Der Stock soll vermeiden, daß sich der Anker um die Längsachse des Schafts dreht. Jeder Anker ist dazu geneigt, weil die Kräfte, die beidseitig der Längsachse des Schafts auf die Flunken einwirken, infolge der Unebenheit des Ankergrunds ungleich sind.

Der Stock ragt weit hervor und vergrößert die Breite des Ankers also bedeutend: beim Typ "Danforth", "Meon" und "G.S." um 109-147%, beim Typ "Stayright" und "Offdrill" um 166-238% und beim Typ "Stevin", der an sich schon sehr breit ist, um 42%.

Daß diese Zunahme der Breite bei der Anwendung der Anker nachteilig ist, versteht sich um so eher, weil diese Anker meistens als Arbeitsanker auf schwimmenden Bohrinseln, Arbeitsschiffen, Kranschiffen u.dergl. verwendet werden, wobei ein Schlepper bzw. Versorgungsschiff die Anker an Deck nehmen muß, ausbringen muß u.dgl.

Mit dem hervorragenden Stock muß man auch darauf aufpassen, daß man, insbesondere bei einigem Seegang, eigene oder andere Fahrzeuge nicht beschädigt oder leck stößt.

Ein weiterer großer Nachteil des hervorragenden Stockes ist die Tatsache, daß Stahldrähte dahinter hängen bleiben können. .Läßt man den Anker an seinem Kabel fallen, dann wird sich das schwebende Kabel - wenn der Anker auf dem

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Boden liegt - leicht um den Stock des Ankers herumwickeln können. Das Herausbrechen des Ankers wird dann noch mehr erschwert und nicht selten reißt das Kabel und muß eine teure Operation durchgeführt werden, um den Anker herauszubrechen.

Auch wenn der Anker auf Deck liegt oder neben einem Arbeitsschiff oder einer Bohrinsel hängt, wird man ständig dadurch gestört werden, daß Anlegekabel, Zug- oder Schleppkabel hinter den Querstocken hängen bleiben.

Mit der Erfindung wird bezweckt, diese Nachteile der bekannten Anker zu beseitigen. Zu diesem Zweck sind die Außenenden der beiden Trimmplatten erfindungsgemäß durch Stabilisierungsflächen, die sowohl mit der Richtung des Schafts wie mit der Ebene der Flunken einen spitzen Winkel einschließen, mit den Seitenrändern der Flunken verbunden. Mit den Stabilisierungsflächen wird bezweckt, die Stabilität eines Ankers zu vergrößern. Unter Stabilität wird das Maß verstanden, in dem ein Anker unter allen Umständen seine richtige Eingrablage sucht bzw. beibehält.

Die Lage der Stabilisatoren ist außerordentlich wichtig. Die Flächen der Stabilisatoren müssen so gerichtet sein, daß das Eingraben des Ankers möglichst wenig behindert wird, während die Stabilisatoren ihren maximalen Effekt haben,

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wenn der Anker auf einer der Stabilisierungsflächen ruht und so in seine Eingrablage gekippt wird.

Gemäß einer Vorzugsausführung des erfindungsgemäßen Ankers schließen die Stabilisierungsflächen mit der Ebene der Flunken einen Winkel von 55 - 65 ein.

Weiter ist von Bedeutung, daß auch die Vorderränder der Stabilisatoren abgeschrägt sind, so daß sie leicht in den Boden einschneiden und möglichst wenig Klumpenbildung des Bodens verursachen.

Bei vielen Ankern, z.B. beim Typ "Baldt" Stockless Bow-anchor, sieht man an den vier Ecken des Kopfes des Ankers vier Flächen, die senkrecht zu den Händen und senkrecht zur Zugrichtung stehen. Diese Flächen, auch wohl Schultern genannt, dienen dazu, den Anker aus der horizontalen Lage nach vorne kippen zu lassen, so daß die Spitzen der Flunken in den Boden eindringen und das Eingraben beginnt.

Für die Stabilität haben diese Flächen gar keinen Nutzen. Im Gegenteil, sie verursachen Klumpenbildung, wodurch die Ungleichheit der Kräfte, die beidseitig der Längsachse des Schafts angreifen, zunimmt, wodurch sich der Anker dreht und ausbricht.

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Maßstäbliche Versuche haben nachgewiesen, daß erfindungsgemäße Stabilisatoren einen maximalen Wirkungsgrad haben, wenn ihre Flächen mit der Richtung des Schafts einen Winkel von 25 bis 30 einschließen und ihre Breite in der Richtung der Flunke zunimmt. Dabei stellt sich heraus, daß sie sich parallel zu den Außenrändern der Flunke befinden, wodurch starke Ecken erhalten werden, die abgerundet keinen Schaden verursachen können und an denen keine Kabel hängenbleiben können.

Eine sogen. "Rahmen"-Konstruktion ist beim "Eells"-Anker bekannt, bei dem die Unter- und Oberseite des "Rahmens" parallel zu den Flunken verlaufen und dazu dienen, den Anker umzukippen, so daß die Spitzen der Flunken in den Boden eindringen. Erfindungsgemäß aber schließen die Unter- und Oberseite des Rahmens, die sogen. Trimmflächen, mit den Flunken einen Winkel von 18° ein, wodurch erreicht wird, daß bei einem Anker, dessen Flunke mit dem Schaft einen Winkel von 32 einschließt, die obere Trimmfläche unter einem Winkel von 50° zur Schaftachse und die untere Trimmfläche unter einem Winkel von 14 zur Schaftachse steht. Bekanntlich ist ein Flunkenwinkel von 32° der beste Winkel für einen Anker, um sich in einen harten Boden, wie Sand, Ton, Lehm, einzugraben, während ein Winkel von 50 der beste Winkel ist für einen weicheren Boden, wie Moor und Schlamm. Einige Anker, wie "Stayright" und "Offdrill" können diesen Flunkenwinkel durch einen Keil der Bodenart anpassen.

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Weil die Oberfläche der Trimmflächen bei einem erfindungsgemäßen Anker nur 22% kleiner ist als die einer Plunke, kann man von einem Anker mit vier Flunken sprechen, der für jeden Ankergrund einen idealen Flunkenwinkel hat. Auch bei hartem Boden leisten die Trimmflächen gute Dienste. Die Bodenoberfläche ist ja meistens weicher und ein wenig lockerer als der Boden, auf den die Flunken stoßen. Ein größerer Winkel der oberen Trimmfläche ist dort also gewiß nicht nachteilig, während sich die untere Trimmfläche unter einem Winkel von 14° sehr leicht eingraben wird. Auch wird die obere Trimmfläche unter einem Winkel von 50 das Eingraben beschränken, wenn der Anker in Tonboden gelangt. Es entsteht dann vor der Trimmfläche eine geringe Anhäufung des Tons, die ein zu tiefes Eingraben, wodurch beim Herausbrechen des Ankers Probleme entstehen könnten, verhindert.

Die Flunken können breit ausgebildet sein, weil sie an den Enden durch die Stabilisierungsflächen, die mit den Trimmflächen einen "Rahmen" bilden, abgestützt sind.

Durch die breiten Flunken wird eine große Bodenmenge beeinflußt, wodurch eine große Haltekraft erhalten wird.

Ausgehend von der Theorie von Prandtl über auftretende Schubflächen infolge von Streifenbelastung darf festgestellt werden, daß große Löcher in den Flunken keinen oder kaum einen Verlust der Haltekraft verursachen werden.

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Große Löcher in den Flunken haben u.a. folgende Vorteile:

1. In Sand und bei anderen gut wasserdurchlässigen Bodenarten wird das Wasser vor den Flunken leicht durch das Loch in der Flunke abfließen können. Der Bodendruck ist Korndruck plus Wasserspannung. Wenn die Wasserspannung herabgesetzt wird, ergibt sich also eine höhere Kornspannung. Der Widerstand gegen Schieben wird nur durch das Kornskelett und also durch die Kornspannung geliefert. Daraus kann man folgern, daß ein belasteter Anker mit Löchern in den Flunken in Sand schneller ein Gleichgewicht erreichen wird als ein gleicher Anker ohne Löcher.

2. Durch die ausgesparten Löcher wird in einem Boden mit hoher Kohäsion die Haftwirkung auf die großen Flunken geringer sein, wodurch sich der Anker, bevor die Neigung zu Klumpenbildung auftritt, tiefer eingragen kann. Hierdurch wird eine schnellere und sichere Haltekraft erhalten.

3. In einem Boden mit niedriger Kohäsion (Schlamm und Moor) wird der Anker mit Löchern in den Flunken keine Gelegenheit haben, mit den Flunken schräg aufwärts gerichtet "durchzugehen", wenn er beim Auswerfen in diese Lage geraten ist. Es kann ja keine Schlammanhäufung vor den Flunken entstehen, wodurch der Anker nicht in die richtige Lage schwenken könnte. Im Gegenteil, der lockere Boden und die untere Trimmfläche sorgen dafür, daß der Anker schnell in die richtige Lage

schwenkt. 609820/03 4 8

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4. Die Löcher in den Flunken bedingen eine besonders niedrige Ausbrechkraft, weil

a) die Kohäsion auf und unter den Flunken geringer ist;

b) das Bodenmaterial durch die Löcher in den Flunken hindurchfällt;

c) der Flunkenwinkel größer sein darf, weil weniger Gewölbebildung auftritt. Durch den größeren Flunkenwinkel steht die Flunke mehr vertikal, wodurch das Herausbrechen leichter erfolgt als bei einer mehr horizontalen Lage der Flunke.

5. Die Löcher in den Flunken verkleinern das gesamte Ankergewicht um ca. 5%, wodurch sie den Wirkungsgrad (Haltekraft : Gewicht) proportional vergrößern.

Zur»Erläuterung der Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht des Ankers;

Fig. 2 eine Seitenansicht und

Fig. 3 eine Hinteransicht des Ankers.

Der Anker ist mit einem Schaft 1 und zwei im wesentlichen dreieckigen Flunken 2 und 3 aus Stahlblech versehen, die an ihren zueinander gerichteten Seiten durch Rippen 4 bzw. 5 verstärkt sind. Eine durch den Schaft gesteckte Gelenkachse

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sind Trimmplatten oder -flächen 7,8 angeordnet, die durch zwischen den Rippen 4,5 und dem Schaft 1 angeordnete Stützplatten 9 und 10 mit den Flunken verbunden sind. Die Trimmflächen 7,8 konvergieren in der Zugrichtung des Ankers unter einem Winkel von 15-20 mit den Flunken.

Bei einer Vorzugsausführung entspricht die Breite der Trimmflächen 7,8 75-85% der gesamten Flunkenbreite des Ankers, während die Oberfläche jeder Trimmfläche 70-85% der Oberfläche einer Flunke entspricht.

Die hinteren Enden der Flunken 2 und 3 sind durch einen runden Stab 11 verbunden. Ein Kabel zum Lichten des Ankers kann diesem Stab auf einfache Weise angelenkt werden, z.B. durch eine um den Stab drehbare Buchse 17 mit einer Öse

Zwischen den Enden der Trimmplatte 7 und den Außenrändern der Flunken 2 bzw. 3 sind Stabilisierungsplatten oder -flächen 12 bzw. 13 geschweißt.

Auf dieselbe Weise sind Stabilisierungsplatten 14 und 15 zwischen den Enden der Trimmplatte 8 und den Außenrändern der Flunken geschweißt' (siehe Fig. 3). Da die Trimmflächen schmaler sind als die Flunken, konvergieren die Stabilisierungsflächen und schließen mit der Ebene der Flunken einen Winkel von 55-65 ein.

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Aus den Figuren 1 und 2 geht hervor, daß sich die Stabilisierunglflächen auf der von dem Schaft abgewandten Seite der Gelenkachse 6 befinden, wodurch eine bessere Stabilität des Ankers erhalten wird.

Gemäß Fig. 1 ist in der Flunke 2 in der Verlängerung der Gelenkachse 6 eine Aussparung vorgesehen, die in Gebrauchslage durch eine auf der Flunke geschweißte Platte 16 abgedeckt ist. Zum Herausnehmen des Schafts 1 wird die Platte entfernt, worauf die Achse 6 axial aus der Bohrung des Schafts geschoben werden kann. Auf diese Weise kann der Schaft eines schweren Ankers sehr einfach demontiert werden.

In den Flunken 2 und 3 sind dreieckige Löcher 19 bzw. 20 ausgespart.

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Claims (11)

A 11 854 23.12.1975 JA k5549268 Patentansprüche

1. Anker," insbesondere bestimmt zum Verankern von Arbeitsschiffen, Eimerbaggern, Bohrinseln usw., versehen mit einem Schaft, zwei diesem angelenkten Flunken, die zusammen eine Deltaform aufweisen, und auf beiden Seiten der Flunken angeordneten Trimmplatten oder -flächen, deren Breite kleiner ist als die Gesamtbreite der Flunken, dadurch gekennzeichnet , daß die Außenenden der beiden Trimmplatten durch Stabilisierungsflächen, die sowohl

■ mit der Richtung des Schafts wie mit der Ebene der Flunken einen spitzen Winkel einschließen, mit den Außenrändern der Flunken verbunden sind.

2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Stabilisierungsflächen mit der Richtung des Schafts einen Winkel von 25-30 einschließen.

3. Anker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stabilisierungsflächen mit der Ebene der Flunken einen Winkel von 55-65° einschließen.

4. Anker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der Stabilisierungsflächen in der Richtung zur Flunke hin zunimmt.

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- 2 fNSPSCTED

A 11 23.12.1975 - 2- -

5. Anker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Stabilisierungsflächen auf der von dem Schaft abgewandten Seite der Gelenkachse des Schafts befinden.

6. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Trimmflächen mit der Ebene der Flunke je einen Winkel von 15-20 einschließen.

7. Anker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der Trimmflächen (7,8) 75-85% der gesamten Flunkenbreite entspricht.

8. Anker nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche einer Trimmfläche 70-85% der Oberfläche einer Flunke entspricht.

9. Anker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flunken Aussparungen aufweisen.

10. Anker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , ■ daß die Aussparungen 15-30% der Flunkenoberfläche entsprechen.

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l tffί; OWQtNAL INSPECTEB

A 11 854 23.12.1975

11. Anker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Enden der Flunken 62,3) durch eine runde Stange (11), der die Kabelöse angelenkt ist, verbunden sind.

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ORIGINAL !NSFSCTHJ