Die vorliegende Erfindung betrifft einen höhenverstellbaren Abstützmechanismus für eine Abstützeinheit eines Abstützsystems zum Abstützen und Sichern einer radial angreifenden Schwerlast, insbesondere eines Turmes einer Windkraftanlage. Ein derartiger Mechanismus ist beispielsweise aus CN 204527377 U bekannt.

In den letzten Jahren hat die Windenergie angesichts der zunehmenden Umweltprobleme und der knappen Energieversorgung als saubere und erneuerbare neue Energiequelle immer mehr an Bedeutung gewonnen. Die Windenergie hat sich allmählich zur größten und ausgereiftesten Stromerzeugung unter den neuen Energietechnologien entwickelt.

Beim Bau eines Offshore Windparks ist es erforderlich, zunächst eine große Anzahl von Türmen mit einem Windkraftinstallationsschiff zu transportieren. Da die Türme jeweils ein großes Gewicht und eine lange zylindrische Struktur aufweisen, können sie leicht umstürzen, sodass die Notwendigkeit besteht, die Türme in einer horizontalen Lage zu transportieren. Zum horizontalen Transport der Türme zwischen Land und der jeweiligen Plattform auf See sind Abstützsysteme erforderlich, die durch ihren Abstützmechanismus eine sichere Überführung sowie ein sicheres Heben und Senken der Türme gewährleisten.

Das in CN 204527377 offenbarte Abstützsystem beschreibt einen hydraulisch basierten Abstützmechanismus, bei dem ein Turm auf einer horizontal angeordneten Ladeaufnahmeplatte abgestützt ist. Der beschriebene Abstützmechanismus umfasst zwei vertikal angeordnete Hydraulikzylinder, die jeweils eine Kolbenstange antreiben. Die Kolbenstangen wiederum sind an der Unterseite der Ladeaufnahmeplatte befestigt, sodass dadurch ein Heben und Senken des Turms ermöglicht wird.

Windkraftanlagentürme wiegen in der Regel zwischen 500 bis 4000 Tonnen, sodass die Hubzylinder jeweils eine enorme Hubkraft erzeugen müssen, um die Ladeaufnahmeplatte samt dem Turm zu heben, zu senken oder in einer bestimmten Höhenlage abzustützen.

Aufgrund der Tatsache, dass die beiden Hydraulikzylinder beabstandet vom Mittelpunkt der Ladeaufnahmeplatte und orthogonal zu dieser angeordnet sind und des Weiteren, die Ladeaufnahmeplatte flach ausgebildet ist, jedoch der Turm eine zylindrische Struktur aufweist, wirken hohe Kippmomente an den Hydraulikzylindern, die zusätzlich zur Gewichtskraft des Turms aufgenommen werden müssen. Diese Kippmomente verursachen einen Winkelversatz der Längsachsen der jeweiligen Hydraulikzylinder in Richtung des Mittelpunkts der Ladeaufnahmeplatte, sodass dadurch ein sicheres und stabiles Abstützen bzw. eine Höhenverstellung des Turmes nicht mehr möglich ist.

Um dieses Problem zu beseitigen, sieht das in CN 204527377 offenbarte Abstützsystem vor, große Hubzylinder einzusetzen, um somit große Hubkräfte zu erzeugen, die den Kippmomenten entgegenwirken. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass die Abstützsysteme beim Transportieren größerer und schwerer Türme, noch größer dimensioniert werden müssen und dadurch mehr Platz auf den Transportschiffen bzw. der jeweiligen Plattform auf See einnehmen. Dies führt wiederum zu einem erhöhten Herstellungs- und Wartungsaufwand.

Ein wesentlicher Nachteil des Abstützmechanismus ist jedoch, dass er auf einem Hydraulik-Druck Prinzip basiert und nicht zum Abstützen einer derartigen Schwerlast geeignet ist. Der Mechanismus verliert im Falle eines Stromausfalls oder Defektes der Hydraulikpumpe aufgrund einer Leckage seine Funktionalität. Ohne die durch die Hydraulikpumpe erzeugte Hubkraft kann der Turm weder gehoben oder gesenkt, noch in seiner ursprünglichen Höhenlage abgestützt werden. Dies kann auf dem Transportschiff bzw. der jeweiligen Plattform auf See zu einer Katastrophe führen, die mit einem sehr hohen Sicherheitsaufwand verbunden ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Abstützmechanismus der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Insbesondere sollen radial angreifende Kräfte einer zylindrischen Schwerlast und daraus resultierende Kippmomente aufgenommen und ausgeglichen werden, sodass ein zuverlässiges und sicheres Heben und Senken, insbesondere Abstützen in unterschiedlichen Höhenlagen, mit einer erhöhten Stabilität ermöglicht wird.

Mit einem Kippmoment ist hierbei ein linksdrehendes oder rechtsdrehendes, insbesondere ein positives oder negatives Moment gemeint, welches nicht um die Hauptachse des Abstützmechanismus wirkt.

Mit einem Abstützen der zylindrischen Schwerlast ist hierbei das Halten bzw. die Aufnahme der Last in seiner Lage gemeint, die sich während des Haltens bzw. der Aufnahme gegenüber einem horizontalen Bezugspunkt nicht ändert. Jede relative Änderung gegenüber diesem horizontalen Bezugspunkt wird als Heben oder Senken verstanden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Abstützmechanismus gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Konkret wird die Aufgabe durch einen höhenverstellbaren Abstützmechanismus für eine Abstützeinheit eines Abstützsystems zum Abstützen und Sichern einer radial angreifenden Schwerlast, insbesondere eines Turmes einer Windkraftanlage, gelöst. Der Abstützmechanismus umfasst einen Spindelantrieb mit einer sphärischen Lagerung, wobei die sphärische Lagerung alle infolge der radial angreifenden Schwerlast auftretenden Winkelfehler bezogen auf die Längsachse des Spindelantriebs kompensiert.

Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, dass aufgrund der sphärischen Lagerung des Spindelantriebs, ein stabilisiertes Heben und Senken, insbesondere zuverlässiges Abstützen einer zylindrischen Schwerlast, in unterschiedlichen Höhenlagen möglich ist. Alle infolge der radial angreifenden Schwerlast wirkenden Kippmomente werden aufgenommen, sodass Fehlausrichtungen ausgeglichen und vermieden werden. Dadurch wird der Sicherheitsfaktor des Betriebs bedeutend erhöht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der Kompensation der Kippmomente durch die sphärische Lagerung keine Notwendig mehr besteht, größere Abstützeinheiten einzusetzen, um den Kippmomenten entgegenzuwirken. Die Abstützeinheiten und folglich das Abstützsystem insgesamt können somit kompakter dimensioniert werden, sodass weniger Platz auf den Transportschiffen bzw. der jeweiligen Plattform auf See eingenommen wird. Es sind also mehrere Abstützsysteme nebeneinander aufstellbar, sodass die Anzahl der Türme pro Transport erhöht werden kann. Dies führt wiederum zu einer Ersparnis der Transportkosten.

Weiter vorteilhaft an der Erfindung ist, dass auf den Einsatz von kompressiblem und temperaturabhängigem Hydrauliköl verzichtet werden kann, dessen Verlust aufgrund einer Leckage zu einem Systemausfall führen kann. In derart belasteten hydraulischen Systemen herrschen sehr hohe Drücke, die durch eine Vielzahl von Ventilen gesteuert und ausgeglichen werden müssen. Ferner werden hohe Anforderungen an den Reinheitsgrad des Hydrauliköls gestellt. Je höher der Druck, desto zähflüssiger das Hydrauliköl, sodass kleinste Verunreinigungen zu Verstopfungen und einem Ausfall des Systems führen können.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Abstützmechanismus eine sphärische Lagerung auf, die ein erstes Lager und ein zweites Lager umfasst. Das erste Lager ist vorteilhaft ein Axialpendellager. Das zweite Lager dagegen ist vorteilhaft als mindestens ein Axial-Pendelrollenlager mit einer sehr hohen Tragfähigkeit ausgebildet, welche besonders gestaltete Laufbahnen und asymmetrische Rollen aufweisen können. Besonders vorteilhaft können zwei gegeneinander verspannte Axialpendelrollenlager vorgesehen sein. Hierdurch ist es möglich, sowohl Axialkräfte in einer Richtung als auch Radialkräfte bei gleichzeitig wirkenden Axialkräften aufzunehmen. Die Kräfte werden hierbei schräg zur Lagerachse von einer Laufbahn auf die andere übertragen. Des Weiteren können die beiden Lager jeweils winkelbeweglich ausgebildet sein, um Schiefstellungen, insbesondere dynamische oder statische Fluchtungsfehler, während des Hebens und Senkens bzw. des Abstützens aufnehmen und ausgleichen zu können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann das erste Lager einen Rückzugsanschlagring aufweisen, der über eine Elastomerfeder gegenüber dem Axialpendellager zur Einstellung einer bestimmten Lagerervorspannung vorspannbar ist

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Lager zwei gegeneinander verspannbare Axialpendelrollenlager auf.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Abstützmechanismus einen Spindelantrieb mit einer Spindel und einer drehbar angeordneten Spindelmutter. Die Spindel und die Spindelmutter stehen über ein Bewegungsgewinde in Ein- griff. Der Spindelantrieb ist im Betrieb im Vergleich zum Hydraulikantrieb zuverlässiger und eignet sich insbesondere für eine präzise Höhenverstellung sowie für Druck- und Schwenkbewegungen. Des Weiteren ist der Spindelantrieb kompakt und kostengünstig herzustellen. Der Spindelantrieb kann sowohl rotierend als auch stehend ausgelegt sein. Mit einem rotierenden Betrieb ist hierbei gemeint, dass die Spindelmutter sich entlang des Bewegungsgewindes auf- und abschraubt und die Hubbewegung durchführt. Mit einem stehenden Betrieb ist hierbei gemeint, dass ein Schneckenrad ein Gewinde aufweist und die Drehbewegung in eine axiale Bewegung um die Spindel umwandelt, wobei die Spindel gegen ein Verdrehen gesichert wird.

Vorzugsweise weist der Spindelantrieb ein erstes Abstützelement und ein zweites Abstützelement auf. Dabei ist das erste Abstützelement oberhalb und das zweite Abstützelement unterhalb der Spindelmutter angeordnet. Die beiden Abstützelemente ermöglichen die Einleitung und Aufnahme der wirkenden Axial- und Biegekräfte, die zur Durchbiegung der Spindel führen und bieten somit eine effiziente Abstützung und Stabilisierung der Spindel während des Betriebs. Des Weiteren tragen sie dazu bei, Schwingungen zu minimieren, um eine hohe Laufruhe zu gewährleisten.

Um den hohen axialen Kräften entlang der Hauptachse des Spindelantriebs während des Betriebs standhalten zu können, ist es erforderlich das Bewegungsgewinde mit einer großen Steigung auszubilden, bevor es durch Abscheren versagt. Mit einer großen Steigung ist hierbei der parallel zur Hauptachse gemessene Abstand zweier benachbarter gleichgerichteter Gewindeflanken desselben Gewindeganges gemeint. Vorzugsweise ist das Bewegungsgewinde als Trapezgewinde ausgebildet. Im Querschnitt weist das Profil des T rapezgewindes im Gegensatz zu einem metrischen ISO- Gewinde, die Form eines gleichschenkligen Trapezes mit einem Flankenwinkel von wenigstens 30° auf. Aufgrund dieses deutlich dickeren Gewindes weist das Trapezgewinde eine besonders hohe Reibung auf, sodass der Spindelantrieb selbsthemmend und selbtsarretierend ausgelegt ist. Mit anderen Worten, wird im Gegensatz zum Stand der Technik im Falle eines Stromausfalls oder anderweitigen Fehlers, ein ungewolltes selbständiges Heben bzw. Senken der Schwerlast durch das Trapezge- winde verhindert. Des Weiteren kann die Antriebsquelle, insbesondere der Elektromotor lediglich zur Hubverstellung der Schwerlast eingeschaltet, jedoch zum Abstützen der Schwerlast in einer bestimmten Höhenlage ausgeschaltet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Spindelantrieb zur Schmierung der Spindelmutter eine Hochdruck-Schmiervorrichtung. Durch die Schmierung der Spindelmutter bzw. der Spindel, wird die aufgrund des Trapezgewindes entstehende hohe Reibung und Geräuschentwicklung zwischen der Spindelmutter und der Spindel verringert. Durch die Verringerung der Reibung, insbesondere des Reibwerts, wird folglich der Verschleiß reduziert, sodass sich dadurch wiederum die Lebensdauer der Spindelmutter bzw. der Spindel verlängert. Ferner erhöht die Schmierung der Spindelmutter die Laufruhe des Spindelantriebs insgesamt und ermöglicht des Weiteren präzise Höhenverstellungen auch bei höheren Hubgeschwindigkeiten.

Vorzugsweise weist die Hochdruck-Schm ierstoffvorrichtung eine Kontrollvorrichtung zur Überwachung eines Schmierstoffanteils in der Hochdruck-Schmierstoffvorrichtung auf. Durch die Überwachung des Schmierstoffanteils wird eine automatisierte Schmierung sichergestellt, sodass ein bestimmter Schmierstoffanteil, insbesondere ein pro Hub und/oder pro Zeiteinheit definiertes Volumen an Schmierstoff, zur Schmierung der Spindelmutter bzw. der Spindel aus der Hochdruck-Schmierstoffvorrichtung abgegeben wird. Dadurch wird einerseits sichergestellt, dass die Spindelmutter bzw. die Spindel ausreichend geschmiert sind, um den optimalen Betrieb des Spindelantriebs zu ermöglichen. Andererseits wird dadurch eine Überschmierung verhindert.

Um den Schmierstoff in das Innere der Spindelmutter, insbesondere auf das Innengewinde der Spindelmutter bzw. das Außengewinde der Spindel aufzubringen, weist die Spindelmutter zur Einleitung des Schmierstoffs bevorzugterweise wenigstens einen quer zur Hauptachse verlaufenden Schmierstoffkanal auf. Aufgrund der querver- laufenden Anordnung des Schmierstoffkanals kann die Schmierstoffmenge, je nach Position der Spindelmutter, gleichmäßig und gezielt auf das Außengewinde, insbesondere auf einem Gewindegang des Bewegungsgewindes, aufgebracht werden.

Vorzugsweise kann zur Einleitung eines Schmierstoffs eine Hochdruckschmierleitung vorgesehen sein, die außen neben dem Spindelantrieb über eine teleskopier- bare Schmierleitungsführung geführt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Spindelantrieb ein Antriebselement. Durch das Antriebselement wird die durch eine externe Antriebsquelle erzeugte Rotationsbewegung, insbesondere ein Antriebsmoment, auf einfache Weise direkt auf die Spindel übertragen, sodass dadurch die Spindel bzw. die Spindelmutter in eine Drehbewegung versetzt wird.

Bevorzugterweise ist das Antriebselement mit einem Elektromotor verbindbar. Hierbei ist sowohl ein Synchron- als auch Asynchronmotor gemeint. Die Hubhöhe und Hubgeschwindigkeit sind abhängig von der Steigung des Bewegungsgewindes und der Drehzahl des eingeleiteten Antriebsdrehmoments. Aufgrund der hohen axialen Kräfte entlang der Hauptachse des Spindelantriebs infolge der Gewichtskraft der Schwerlast eignen sich Elektromotoren besonders gut, da sie einen sehr hohen Wirkungsgrad aufweisen. Das Antriebsmoment und folglich die Antriebsdrehzahl stehen bei einem Elektromotor von Anfang an zur Verfügung, sodass dadurch ein präzises Heben und Senken der Schwerlast zu jeder Zeit möglich ist.

Vorzugsweise ist der Spindelantrieb im Antriebsbereich durch ein auf dem Antriebselement flexibel gleitendes Dichtelement abgedichtet. Dadurch wird verhindert, dass beispielsweise während des Betriebs aus der Hochdruck-Schmiervorrichtung abgegebenes Schmiermittel oder sonstige Verunreinigungen über das Antriebselement in den Antriebsbereich gelangen und den Antriebsstrang, insbesondere den Elektromotor, verschmutzen und zu dessen Fehlfunktion führt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Spindelantrieb eine Kraftmessvorrichtung auf. Durch die Kraftmessvorrichtung können sowohl infolge der angreifenden Gewichtskraft wirkende Axialkräfte entlang der Hauptachse des Spindelantriebs als auch aufgrund der Radialkräfte resultierende Kippmomente gemessen werden, sodass die Hubgeschwindigkeit bzw. Hubhöhe des Spindelantriebs in Abhängigkeit der wirkenden Kräfte präzise eingestellt werden kann. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn mehrere Spindelantriebe über einen Umfang der Schwerlast beabstandet voneinander angeordnet sind, um die Schwerlast zusammen zu heben, zu senken oder abzustützen. Mit anderen Worten kann die Schwerlast über den Umfang verteilt von mehreren Spindelantrieben abgestützt werden, sodass dadurch zusätzlich zur Kompensation der sphärischen Lagerung pro Spindelantrieb radial angreifende Kräfte zusätzlich durch die Summe aller Spindelantriebe ausgeglichen werden können. Hierdurch wird ein noch stabileres Heben, Senken oder Abstützen ermöglicht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Spindelantrieb eine Steuervorrichtung auf. Durch die Steuervorrichtung werden die von der Kraftmessvorrichtung gesendeten Signale verarbeitet, sodass in Abhängigkeit der wirkenden Kräfte einzelne oder mehrere Spindelantriebe angesteuert werden können. So kann beispielsweise die Hubgeschwindigkeit bzw. Hubhöhe eines einzelnen Spindelantriebs in Abhängigkeit oder Unabhängigkeit der anderen Spindelantriebe eingestellt werden. Die Spindelantriebe können somit synchron oder asynchron betrieben werden.

Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die Beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann.

In diesen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 : einen Querschnitt eines Abstützsystems mit mehreren Abstützeinheiten. - io -

Fig. 2: einen Querschnitt eines einzelnen Spindelantriebs im eingefahrenen Zustand,

Fig. 3: einen Querschnitt durch ein oberes Lager des Spindelantriebs gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein unteres Lager des Spindelantriebs gemäß Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Abstützsystem 12 mit mehreren Abstützeinheiten 11 zum Heben, Senken und Abstützen einer radial angreifenden Schwerlast 13, insbesondere eines Turmes einer Windkraftanlage. Konkret weist das Abstützsystem 12 vier Abstützeinheiten 11 mit jeweils eigenem Spindelantrieb 14 auf, wobei diese vier Abstützeinheiten 11 entlang eines Umfangs einer inneren Abstützfläche 12a des Abstützsystems

12 angeordnet sind. Die Abstützeinheiten 11 sind im Abstützsystem 12 integriert und fest mit dem Abstützsystem 12 verbunden.

Die Abstützeinheiten 11 sind derart entlang der inneren Abstützfläche 12a angeordnet, dass die Hauptachsen Xi der Spindelantriebe 14i der inneren Abstützeinheiten 11 i einen Winkel a und die Hauptachsen Xa der Spindelantriebe 14a der Abstützeinheiten 11 a einen Winkel ß, bezogen auf eine vertikale Achse V der Schwerlast 13, aufweisen. Mit anderen Worten sind die Abstützeinheiten 11 und folglich die Spindelantriebe 14 sowohl entlang des Umfangs der inneren Abstützfläche 12a als auch entlang des Umfangs der Schwerlast 13 beabstandet voneinander angeordnet, wobei die Hauptachsen Xi der inneren Spindelantriebe 14i um einen Winkel a und die Hauptachsen Xa der äußeren Spindelantriebe 14a um einen Winkel ß gegenüber der vertikalen Achse V der Schwerlast 13 angestellt sind. Die beiden Winkel a und ß sind abhängig vom Gewicht und Durchmesser der abzustützenden Schwerlast und können je nach Belastungsfall variieren. Das bedeutet die inneren und äußeren Spindelantriebe 14i und 14a können näher zueinander oder weiter weg voneinander über den Umfang der Schwerlast 13 beabstandet angeordnet werden, um die Schwerlast

13 derart abzustützen, dass die radial angreifenden Kräfte infolge der Schwerlast 13 durch die sphärische Lagerung der einzelnen Spindelantriebe 14 optimal kompensiert werden. Jede Abstützeinheit 11 umfasst eine modular aufgebaute Lastaufnahmeeinheit 11 L, die jeweils einen Lastaufnahmeträger 11T aufweist, wobei der Spindelantrieb 14 einer jeden Abstützeinheit 11 jeweils mit dem zugehörigen Lastaufnahmeträger 11T direkt oder indirekt durch ein Kopplungselement verbunden ist, sodass der Lastaufnahmeträger 11T entlang der Hauptachse X des jeweiligen Spindelantriebes 14 um einen bestimmten Hub axial verschoben werden kann. Mit anderen Worten ist der Lastaufnahmeträger 11T mit dem Spindelantrieb 14 verbunden und wird durch den Spindelantrieb 14 zum Heben, Senken und Abstützen der Schwerlast 13 ein- und ausgefahren.

In Fig. 1 sind die vier Lastaufnahmeträger 11 aT in einem um einen bestimmten Hub ausgefahrenen Zustand und die vier inneren Lastaufnahmeträger 11 iT in einem eingefahrenen Zustand dargestellt. Der eingefahrene und ausgefahrene Zustand der einzelnen Lastaufnahmeträger 11T ist von den Winkel a und ß und insbesondere dem Gewicht und Durchmesser der abzustützenden Schwerlast 13 abhängig. Jeder Lastaufnahmeträger 11T kann in Abhängigkeit oder unabhängig der anderen Lastaufnahmeträger 11T um einen bestimmten Hub axial entlang seiner Hauptachse verschoben werden.

Jeder Lastaufnahmeträger 11T umfasst jeweils eine Lastaufnahmefläche 11 F, auf der die Schwerlast 13 direkt anliegt. Die Lastaufnahmefläche 11 F weist eine konkave, insbesondere eine an den Durchmesser bzw. Umfang der abzustützenden Schwerlast 13 angepasste Form auf, sodass wenigstens eine radiale Kraft FX der Schwerlast 13 entlang der Hauptachse X des Spindelantriebs 14 eingeleitet wird. Alle anderen infolge der Schwerlast 13 wirkenden radialen Kräfte F, die nicht entlang der Hauptachse X des Spindelantriebs 14 wirken, werden von der sphärischen Lagerung aufgenommen und kompensiert.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines einzelnen Spindelantriebs 14 im eingefahrenen Zustand. Der Spindelantrieb 14 umfasst im Wesentlichen ein im Querschnitt recht- eckiges Gehäuse 16, eine Spindel 17, eine Spindelmutter 18, die über ein Bewegungsgewinde 19 in Eingriff mit der Spindel 17 steht, ein erstes Lager 30, ein zweites Lager 40 sowie ein Antriebselement 26.

Der Spindelantrieb 14 ist in einem im Wesentlichen kastenförmigen Außengehäuse 27 untergebracht. Das ebenfalls kastenförmige Gehäuse 16 des Spindelantriebs 14 ist jeweils über Gleitschienen in dem kastenförmigen Außengehäuse 27 verschieblich gelagert. Das kastenförmige Außengehäuse 27 ist über eine Flanschverbindung 27a mit der Abstützeinheit 11 fest verbunden, sodass jede Abstützeinheit 11 jeweils ein kastenförmiges Außengehäuse 27 mit jeweils einem Spindelantrieb 14 umfasst (siehe Fig. 1 ).

Die Spindelmutter 18 ist von einer zylindrischen Schutzhaube 23 umgeben. Die Spindelmutter 18 weist zur Einleitung eines Schmierstoffs Schmierstoffleitungen 25 auf, die über seitlich angeordnete teleskopierbare Schmierleitungsführungen geführt sind, wodurch eine sichere Führung der Schmierstoffleitung sichergestellt ist. Als Schmierstoff kann vorzugsweise ein hochdruckbeständiges Haftöl verwendet werden. Die Schmierstoffleitungen sind mit mit einer hier nicht dargestellten Hochdruck- Schmiervorrichtung verbunden. Durch die Schmierung der Spindelmutter 18 bzw. der Spindel 17, wird die aufgrund des Trapezgewindes entstehende hohe Reibung und Geräuschentwicklung zwischen der Spindelmutter 18 und der Spindel 17 verringert. Dadurch werden präzise Höhenverstellungen ermöglicht.

Die Hochdruck-Schmierstoffvorrichtung weist vorzugsweise eine hier nicht dargestellte Kontrollvorrichtung zur Überwachung eines Schmierstoffanteils in der Hochdruck-Schmierstoffvorrichtung auf, sodass eine automatisierte Schmierung der Spindelmutter 18 bzw. der Spindel 17 sichergestellt ist. Insbesondere kann ein bestimmter Schmierstoffanteil, insbesondere ein pro Hub und/oder pro Zeiteinheit definiertes Volumen an Schmierstoff, zur Schmierung der Spindelmutter 18 bzw. der Spindel 17 aus der Hochdruck-Schmierstoffvorrichtung abgegeben werden. In der dargestellten Ausführungsform ist das Bewegungsgewinde 19 als Trapezgewinde mit einer Gewindesteigung von 28 mm und einem Nenndurchmesser von 320 mm ausgebildet. Es ist denkbar, dass das Trapezgewinde in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in Abhängigkeit der aufzunehmenden Schwerlast eine höhere oder niedrigere Gewindesteigung bzw. Nenndurchmesser aufweist. Das dicke Trapezgewinde weist eine besonders hohe Reibung auf, sodass der Spindelantrieb 14 selbsthemmend und selbtsarretierend ausgelegt ist.

Die sphärische Lagerung umfasst das erste Lager 30 und das zweite Lager 40. Das erste Lager 30 ist als Axialpendellager ausgebildet und nimmt wenigstens orthogonal zur Längsachse X des Spindelantriebs 14 angreifende Kräfte in Z-Richtung auf. Das zweite Lager 40 ist als mehrfaches Axial-Pendelrollenlager ausgebildet und nimmt wenigstens orthogonal zur Längsachse X des Spindelantriebs 14 angreifende Kräfte in Y-Richtung auf. Das erste Lager 30 ist unterhalb eines Abstützelements 20 und oberhalb der Spindelmutter 18 angeordnet. Das zweite Lager 40 ist unterhalb der Spindelmutter 18 angeordnet.

Der Aufbau des ersten Lagers 30, welches entsprechend Figur 2 das obere Lager darstellt, ist in Figur 3 näher dargestellt. Hier ist ein Axialpendellager 32 verwirklicht. Mit 20 ist ein erstes Abstützelement bezeichnet. Über einen Rückzugsanschlagring 34 ist das Axialpendellager 32 über eine zwischengelegte Elastomerfeder 36 vorspannbar. Über die Vorspannung können nicht winkelig zur Hauptspindel 17 eingeleitete Kräfte ausgeglichen werden. Die Lagerluft des Lagers 30 kann eingestellt werden und somit ist ein radiales Ausweichen aus der sphärischen Lagerschale wirkungsvoll verhindert. Schließlich werden durch die Rückzugssicherung mittels des Rückzugsanschlagrings 34 die Abhebekräfte aufgenommen.

In Figur 3 ist darüber hinaus die Spindelmutter 18 dargestellt, die über eine Verdrehsicherung 38 indirekt mit dem Axialpendellager 32 verbunden ist. Die Spindelmutter besteht aus Bronze und ist somit seewasserbeständig. Hierdurch ist ein besonders vorteilhafter maritimer Einsatz ermöglicht. Seitlich ist an der Spindelmutter 18 ein Schmiermittelanschluss 39 vorgesehen. Der genauere Aufbau des zweiten Lagers 40, welches das untere Lager darstellt, ergibt sich aus Figur 4. Das Lager 40 weist ein erstes Axialpendelrollenlager 42 und ein zweites Axialpendelrollenlager 44 auf, wobei das zweite Axialpendelrollenlager zur exakten Verspannung des Lagersystems und zur Aufnahme von Abhebekräften dient. Zum Verspannen und zur Einstellung der Lagerluft ist eine Mutter 46 vorgesehen. Durch diese Anordnung können Rückzugskräfte von ca.100 KN aufgenommen werden. Die genaue Einstellung der Lagerluft ist notwendig, da zu viel Lagerluft in dem Lager 40 eine radiales Ausweichen aus den sphärischen Lagerschalen zur Folge hätte. Mit 48 ist eine spezielle Gleitringdichtung bezeichnet. Mit 49 ist eine Lagereinhausung bezeichnet.

Das Antriebselement 26 ist mit dem Elektromotor 26a durch eine Flanschverbindung und mit der Spindel 17 durch eine Schraubverbindung fest verbunden. Vorzugsweise ist der Elektromotor 26a als ein Getriebemotor ausgebildet und weist eine Antriebsleistung von wenigstens 7,5 kW auf, um ein Antriebsdrehmoment zwischen 17800 Nm und 25000 Nm zu erzeugen. Es ist denkbar, dass in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, der Elektromotor höhere oder niedrigere Leistungswerte aufweist. Der Elektromotor kann sowohl als Synchron- als auch Asynchronmotor ausgebildet sein.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Spindelantrieb 14 rotierend ausgebildet, sodass die Hubbewegung infolge des Auf- und Abschraubens des Spindelmutter 18 entlang des Bewegungsgewindes 19 durchführt wird. Es ist vorstellbar, dass der Spindelantrieb 14 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stehend ausgebildet ist, sodass die Hubbewegung infolge einer Umwandlung einer Drehbewegung in axiale Bewegung um die Spindel 17 durch ein Schneckenrad mit einem Gewinde durchgeführt wird, wobei die Spindel 17 gegen ein Verdrehen gesichert wird.

Konkret wird die Hubbewegung in der dargestellten Ausführungsform derart durchgeführt, dass durch eine externe Antriebsquelle, insbesondere dem Elektromotor 26a eine Rotationsbewegung, insbesondere ein Antriebsdrehmoment erzeugt wird, wel- ches durch das Antriebselement 26 auf die Spindel 17 übertragen wird und die Spindel 17 in Rotation versetzt. Da der Spindelantrieb 14 rotierend ausgebildet ist und die Spindelmutter 18 über das Bewegungsgewinde 19 in Eingriff mit der Spindel 17 steht, schraubt sich die Spindelmutter 18 beim Heben, insbesondere einem positiven Hub, entlang des Bewegungsgewindes 19 auf und beim Senken, insbesondere einem negativen Hub, entlang des Bewegungsgewindes 19 ab.

Während einer positiven Hubbewegung schraubt sich die Spindelmutter 18 entlang des Bewegungsgewindes 19 auf und verschiebt das erste Lager 30 und mit diesem das Gehäuse 16 relativ zum Außengehäuse 27. Der Spindelantrieb 14 ist mit dem zugehörigen Lastaufnahmeträger 11T direkt oder indirekt durch ein Kopplungselement 31 verbindbar, sodass der Lastaufnahmeträger 11T, durch das teleskopartige Ein- und Ausfahren des Gehäuses 16, entlang der Hauptachse X des Spindelantriebes 14 um einen bestimmten Hub positiv in axialer verschoben werden kann.

Während einer negativen Hubbewegung erfolgt der Kraftfluss auf dieselbe Art, wobei sich die Spindelmutter 18 entlang des Bewegungsgewindes 19 abschraubt.

Beim Halten bzw. Abstützen der Schwerlast, erfolgt der Kraftfluss auf dieselbe Art wie bei einer negativen Hubbewegung, wobei die aufgrund des Trapezgewindes hohe Reibung unterstützend dazu führt, dass die Spindelmutter 18 und folglich das zylindrische Innengehäuse 16 in der abgestützten Höhenlage selbsthemmend arretiert ist.

Zu jeder Zeit ist die Spindel 17 von der sphärischen Lagerung abgestützt und durch diese gelagert. Das bedeutet, dass sowohl die axial entlang der Hauptachse X wirkenden Kräfte FX als auch die die radial angreifenden Kräfte F und die daraus resultierenden Kippmomente von der sphärischen Lagerung aufgenommen werden, sodass Fehlausrichtungen ausgeglichen und vermieden werden. Somit ist ein stabilisiertes Heben und Senken, insbesondere zuverlässiges Abstützen der zylindrischen Schwerlast 13, in unterschiedlichen Höhenlagen möglich.