BE1016375A5

BE1016375A5 - Inrichting met flexibel gemonteerde paalwagen.

Info

Publication number: BE1016375A5
Application number: BE2005/0293A
Authority: BE
Inventors: Etienne Clymans
Original assignee: Dredging Int
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-09-05
Also published as: ES2376718T3; PT2233645E; SG148998A1; WO2006130934A2; WO2006130934A3; JP2008545582A; US7900381B2; NZ591430A; ES2362196T3; PT1888849E; DE602006020441D1; AU2006255506B2; EP1888849B1; EP2233645A2; EP1888849B2; EP1888849A2; DK1888849T3; ZA200710161B; AU2010202706B2; ATE500387T1

Abstract

Inrichting voor het opnemen van een in hoofdzaak verticale paal van een baggerschip met een langsrichting, omvattende een paalwagen die beperkt draaibaar rond een horizontale dwarsas gemonteerd is, waarbij tussen schip en paal tenminste een eerste en een tweede veermiddel onder voorspanning in de langsrichting aangebracht is voor het absorberen van een moment op de paalwagen, welk eerste en tweede veermidel elkaar compenseren in de onbelaste toestand van de paal ; en waarbij tenminste één veermiddel voorzien is van een veerkrachtbegrenzer voor het begrenzen van de spanning in dat veerelement vanaf een bepaald maximummoment op de paalwagen.

Description

INRICHTING MET FLEXIBEL GEMONTEERDE PAALWAGEN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opnemen van een in hoofdzaak verticale paal (ook genaamd spud) van een baggerschip, typisch een cutterzuiger, omvattende een paalwagen die beperkt draaibaar rond een horizontale dwarsas gemonteerd is.

Grote cutterzuigers moeten vaak werkzaamheden verrichten in zee of op onbeschutte wateren. De golven doen het schip bewegen en hierbij kunnen grote krachten uitgeoefend worden op de koppelingen tussen het schip en de bodem, welke koppelingen voornamelijk gevormd worden door een paal en cutterladder. Deze koppelingen moeten enerzijds stijf zijn om een efficiënt cutterproces mogelijk te maken, maar mogen niet te stijf zijn omdat anders te grote krachten opgewekt worden in de paal door het ponton dat de bewegingen van de grotere golven volgt.

De uitvinding heeft als doel een inrichting van het in de aanhef genoemde type voor te stellen, welke zich gedraagt als een paalwagen bevestiging in de ponton met een variabele stijfheid - stijf bij kleine golven en soepeler bij kritische golfomstandigheden - en in het bijzonder met een stijfheid die sterk afneemt bij een bepaalde maximum belasting van de paal plus paalwagen.

Daartoe onderscheidt de uitvinding zich doordat:
- tussen schip en paal tenminste een eerste en een tweede veermiddel onder voorspanning in de langsrichting aangebracht is voor het absorberen van een moment op de paalwagen, welk eerste en tweede veermiddel elkaar compenseren in de onbelaste toestand van de paal; en dat
- tenminste één veermiddel voorzien is van een veerkrachtbegrenzer, welke de veerkracht nauwelijks nog laat toenemen waardoor het moment dat op de paalwagen omheen een dwarsscheepse as wordt opgewekt, begrensd wordt.

De langskracht Fl die uitgeoefend wordt op de paal is typisch een grondreaktiekracht op de punt van de paal, in het geval van een cutterzuiger werkt deze normaalgezien in de richting van de snijkop. Dit veroorzaakt een moment op de paalwagen waardoor de paalwagen over een bepaalde hoek kantelt rond de dwarsas, het eerste veermiddel verder wordt opgespannen en de in tegengestelde richting werkende tweede veer ontspant. Deze kantelbaarheid van de paalwagen in combinatie met de veermiddelen verlaagt dus als het ware de stijfheid en zorgt ervoor dat het moment op de paalwagen wordt geabsorbeerd. Wanneer het moment op de paalwagen groter wordt dan een bepaald maximum moment, dan neemt de veerkracht nauwelijks nog toe waardoor het moment dat op de paalwagen omheen een dwarsscheepse as wordt opgewekt, begrensd wordt.

Merk op dat typisch elk veermiddel wordt voorzien van een veerkrachtbegrenzer, maar dat het in de praktijk enkel deze van het eerste veermiddel is die vaak zal gebruikt worden aangezien een zeer grote langskracht Fl meestal slechts optreedt in één richting.

Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm is het eerste en tweede veermiddel door middel van respectievelijk een eerste en tweede hydraulische cilinder verbonden met het schip voor het aanbrengen van de gewenste voorspanning. Op die manier kan men op een eenvoudige manier de voorspanning regelen. In deze uitvoeringsvorm kan de veerkrachtbegrenzer eenvoudig gerealiseerd worden door middel van een zuigeraccu die verbonden is met de bodemzijde van de hydraulische cilinder. Een zuigeraccu omvat typisch een cilinder met vrije zuiger en een accumulator. Wanneer de spanning in de veer boven een bepaalde maximumwaarde die een functie is van de druk van de accumulator, stijgt, bewegen zuigers van hoofdcilinder en cilinder met vrije zuiger naar binnen, waardoor de veerkracht slechts langzaam toeneemt terwijl de paalwagen roteert.

Indien de kracht op de paalpunt in voorwaartse zin werkt, dan zal de rotatie dermate zijn dat de paalpunt voorwaarts beweegt ten opzichte van het schip, wat leidt tot een scherpe daling van de kracht op de paalpunt. Van zodra de kracht op de paalpunt kleiner dan de maximum waarde wordt, beweegt de zuiger weer uit onder invloed van de accudruk.

Volgens een verder ontwikkelde variant zijn veerspanmiddelen voorzien voor het handhaven van een minimum spanning in tenminste het tweede veermiddel wanneer dit veermiddel volledig zou ontspannen en de veerkracht daarin wegvalt. Bij een grote langskracht zal bijvoorbeeld het eerste veermiddel verder opspannen terwijl het tweede veermiddel ontspant, hetgeen bij een bepaalde limietwaarde van de langskracht kan leiden tot het volledig wegvallen van de veerkracht (in het geval dat het veermiddel een elastische draad is, is dit het punt waarop de draad slap komt te hangen). Dit wordt vermeden door het gebruik van de veerspanmiddelen.

De veerspanmiddelen omvatten bij voorkeur een spanplunjer die aangebracht is in de zuigerstang van de hydraulische cilinder en een daarmee samenwerkende accumulator. Wanneer de kracht die door het veermiddel op de spanplunjer wordt uitgeoefend, daalt onder een bepaalde waarde die afhankelijk is van de druk van de accumulator, dan beweegt de spanplunjer uit en houdt daardoor spanning in het veermiddel op een bepaald minimum.

In de voorkeursuitvoeringsvorm zijn de eerste en tweede veermiddelen voorgespannen eerste en tweede draden, bij voorkeur staaldraden. Volgens een mogelijke aanbrenging is respectievelijk de eerste en tweede hydraulische cilinder vast verbonden met respectievelijk een eerste en tweede spanschijf waarrond respectievelijk de eerste en tweede draad is geleid, welke eerste en tweede spanschijven, draden en cilinders in een vlak loodrecht op de dwarsas, recht tegenover elkaar aan respectievelijk een eerste en tweede zijde van de paalwagen gelegen zijn. De eerste (resp tweede) draad wordt bijvoorbeeld vanaf een eerste locatie op de paalwagen boven de dwarsas via de eerste (resp tweede) spanschijf en een of meer aan de tweede (resp eerste) zijde van de paalwagen gelegen geleide-schijven geleid naar een tweede locatie op de paalwagen onder de dwarsas.

Bij een kanteling rond de dwarsas naar de tweede zijde wordt de eerste draad dus uitgetrokken aan weerszijden van de paal, terwijl de tweede draad aan weerszijden ontspant. Dit vormt dus een symmetrisch veersysteem aan weerszijden van de paalwagen, boven en onder de dwarsas. Een uitvoeringsvorm van deze constructie zal in detail besproken worden aan de hand van figuur 3.

Verder zijn de eerste en tweede locaties bijvoorbeeld op de paalwagen bevestigde dubbele schijven waarlangs de eerste en tweede draad worden geleid, en is de eerste (resp tweede) draad aan een uiteinde aan de eerste (resp tweede) zijde van de paalwagen en aan het andere einde aan de tweede (resp eerste) zijde van de paalwagen verbonden met het schip.

Volgens een verder aspect van de uitvinding omvat de inrichting voor het opnemen van een in hoofdzaak verticale paal van een baggerschip, een paalwagen met twee glijsloffen voor het geleiden van de paalwagen over twee langsbalken, waarbij de paalwagen beperkt draaibaar rond een horizontale dwarsas en beperkt draaibaar rond een horizontale langsas gemonteerd is. Om dit toe te laten is elke glijslof vast verbonden is met een bus waarin telkens met een bepaalde verticale speling een dwars asdeel dat verbonden is met de paalwagen is opgenomen. Door deze speling is immers een beperkte draaibaarheid rond een langsas mogelijk.

De dwarse asdelen kunnen roteren in de paalwagen en moeten ter zelfde tijd aanzienlijke dwarsscheepse krachten alsook momenten om een langsscheepse as van de glijslof op de paalwagen kunnen overbrengen. In een voorkeursuitvoeringsvorm worden hiertoe twee sferische lagers per dwars asdeel aangewend. Tussen elke glijslof en de paalwagen is bij voorkeur telkens tenminste één hydraulische cilinder aangebracht voor het dempen van de verticale beweging van de dwarse asdelen in de bussen van de glijslof tijdens het kantelen rond de langsas. Dit is de vertikale bufferfunctie die aktief is bij het terugkantelen van de paalwagen van een kant tot rechtop. Bij het kantelen van rechtop naar een zijde is de dwarse of horizontale buffering aktief, die verderop omschreven wordt. De vertikale buffering laat uiteraard het roteren van de paalwagen omheen een langsas toe.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt daartoe elke glijschoen door middel van twee vertikale buffercilinders, één voor en één achter het draaipunt, met de paalwagen verbonden en zijn de stangvolumes resp. bodemvolumes van beide cilinders met elkaar verbonden. De bufferende werking van de cilinders in de vertikale buffering wordt bekomen door de bodemzijde te verbinden enerzijds met een accu via een smoorventiel en anderzijds via een overstortklep met de tank.

De combinatie van een parallel geschakeld overstortventiel met een smoorventiel levert de gewenste demping.

Volgens een verder ontwikkelde uitvoeringsvorm is de paalwagen via een ondergeleiding en een bovengeleiding telkens met een beperkte horizontale speling in de dwarsrichting opgenomen is in de beun, waardoor de paalwagen beperkt kantelbaar is rond een horizontale langsas, en is de bovengeleiding ingericht met middelen voor het veroorzaken van een horizontale buffering tijdens het kantelen rond de langsas.

Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm omvatten deze horizontale buffermiddelen aan elke zijde van de langsas in een horizontaal vlak een L-vormige hefboom met scharnierpunt op de paalwagen, een met een eerste been van de hefboom verbonden stootkussen en een met het tweede been van de hefboom verbonden zuiger van een horizontale cilinder die in de nabijheid van de langsas verbonden is met de paalwagen. Wanneer de paalwagen rond een langsas kantelt en in de dwarsrichting naar de beun toe beweegt, en zorgt de hefboom voor het uit-bewegen van de zuiger.

De stangzijde van de horizontale cilinders wordt enerzijds via een smoorventiel verbonden met een accumulator en anderzijds via een overstortklep met de tank. De parallel geschakelde smoorventiel en overstortklep zorgen voor de gewenste bufferkarakteristiek of met andere woorden voor het dempen van een beweging rond de horizontale langsas.

De uitvinding zal nader toegelicht worden aan de hand van een aantal niet beperkende uitvoeringsvoorbeelden met verwijzing naar de tekening in bijlage, waarin:
Figuur l(A) een zijaanzicht; en l(B) een bovenaanzicht van een cutterzuiger is; Figuur 2(A) een zijaanzicht (in langsscheepse richting) van een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is; Figuur 2(B) een vooraanzicht (in dwarsscheepse richting) van een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is; Figuur 3 een schematisch aanzicht van het dradensysteem is; Figuur 4 een grafiek is die de draadkracht weergeeft in functie van de rek/2 of van de cilinderverplaatsing; figuur 5 een vereenvoudigd schema van een draadkrachtbegrenzer en draadstrakhouder toont; Figuur 6 een typische grafiek voor de maximum toelaatbare paalpuntkracht P en paalwagenmoment M in functie van de diepte toont;

Figuur 7 schematisch de horizontale en verticale buffering toont; figuur 8 een bovenaanzicht van de bovengeleiding en horizontale of dwarse buffering toont; figuur 9 een dwarsdoorsnede van de bovengeleiding en horizontale of dwarse buffering toont; figuur 10 een hydraulisch schema voor de cilinders van de dwarse buffering toont; figuur 11(A) een langsaanzicht, en (B) een dwarsdoorsnede van het verticaal buffersysteem toont; en figuur 11(C) en (D) twee mogelijke standen waarin het buffersysteem zich kan bevinden, toont; figuur 12 een hydraulische schema voor de cilinders van het verticaal buffersysteem toont. Figuur 1 toont een typische uitvoeringsvorm van een baggerschip met snijkopzuiger. Het getoonde schip omvat ondermeer een ladder 1, een ladderlier 9 en twee zijlieren 2, een hulppaal 4 en een werkpaal 3 welke opgenomen is in een paalwagen 6.

Aan het uiteinde van de ladder 1 is een snijkop 5 aangebracht, en nabij de snijkop zijn zuigmiddelen voorzien die in hoofdzaak bestaan uit een zuigbuis 10 en een pomp 8.

Het schip heeft verder een stuurcabine 7, een dek 12 en een persleiding 11 waardoor het gebaggerde materiaal wordt afgevoerd.

Bij een dergelijke cutterzuiger zorgt de werkpaal ervoor dat een vast punt wordt gevormd waarrond de zuiger kan zwaaien tijdens het baggeren. Beperkt vooruitstappen is mogelijk door de paalwagen naar achter te bewegen ten opzichte van het schip, hetgeen typisch gebeurt door een cilinder welke verder zal beschreven worden met verwijzing naar figuur 2. Wanneer de werkpaal 3 zich in zijn eindpositie E bevindt, moet er verstapt worden met behulp van de hulppaal

4. Hierbij wordt de hulppaal 4 neergelaten zodat deze het schip tijdelijk fixeert ten opzichte van de bodem, waarna de werkpaal wordt gehesen en terug naar zijn beginpositie I wordt gebracht. Daarna wordt de werkpaal terug in de zeebodem vastgezet, en wordt de hulppaal gehesen.

Nu zal de inrichting volgens de uitvinding nader toegelicht worden aan de hand van een uitvoeringsvariant die getoond is in de figuren 2A en 2B. De werkpaal 3 is opgenomen in een paalwagen 6 die door middel van een horizontale langse cilinder 13 verbonden is met het schip. De paalwagen is verder voorzien van een houdvang 16, een hijsvang 17 en twee hijscilinders met schijfkoppen 14, 15. Deze onderdelen maken het hijsen van de paal mogelijk, maar zullen hier niet worden toegelicht aangezien ze geen deel uitmaken van de onderhavige uitvinding.

De paalwagen is voorzien van twee glijsloffen 20 welke geleidbaar zijn over twee glijlangsbalken 19, zodanig dat de paalwagen door langscilinder 13 beperkt horizontaal beweegbaar is in de langsrichting van het schip. De paalwagen is verder draaibaar gemonteerd rond een horizontale dwarsas 18, door middel van bussen 21 welke op de glijsloffen 20 zijn gemonteerd.

Het door een langskracht Fl veroorzaakte moment M op de paalwagen, wordt opgenomen door een systeem van staaldraden en schijven dat schematisch getoond is in figuur 3. Een eerste veermiddel dat aangebracht is tussen het schip en de paalwagen 6 wordt gevormd door een eerste staaldraad 40. De eerste staaldraad 40 is aan één uiteinde 42 rechts van de dwarsas verbonden met het schip. Deze eerste draad 40 wordt via een op de paalwagen bevestigde dubbele schijf 34 naar een tevens rechts van de dwarsas gelegen spanschijf 30 geleid, vanwaar de eerste draad verder diagonaal naar de andere tweede kant van de paalwagen wordt gevoerd, langs geleideschijven 36, 37 en tenslotte over een tweede op de paalwagen bevestigde dubbele schijf 35 wordt geleid om aan de andere tweede kant, links van de dwarsas verbonden te zijn met het schip bij het andere uiteinde 44.

Op een analoge manier vormt een tweede draad 41 welke aan een eerste uiteinde 43 verbonden is met het schip, samen met schijven
34, 31, 38, 39 en 35 een veermiddel tussen paalwagen en schip dat in tegengestelde richting werkt.

De eerste en tweede draad worden respectievelijk onder voorspanning gehouden door een eerste en tweede hydraulische cilinder 32, 33 welke respectievelijk aangrijpt op eerste spanschijf 30 en tweede spanschijf 31. Tijdens het baggerproces wordt typisch een grondreactiekracht Fl uitgeoefend op de paaltip (zie figuur 2A) waardoor een paalwagenmoment M ontstaat. Als gevolg van dit moment wordt de tweede draad 41 elastisch uitgerekt, terwijl de eerste draad 40 elastisch ontspant. Dit wordt verder geïllustreerd door de grafiek in figuur 4 waarbij de draadbelasting F uitgezet is in functie van de draadverlenging in gebied 1, en in functie van de cilinderverplaatsing in gebied 2. De draad wordt voorgespannen bij een kracht Fv. In gebied 1 gedraagt de draad zich elastisch, terwijl in gebied 2 de draadkrachtbegrenzer ervoor zorgt dat de draad niet verder uitrekt.

Curve C' toont de draadkracht van de draad die zich ontspant. De draadspanmiddelen (zie verder) zorgen ervoor dat de draadkracht niet onder bepaalde minimumwaarde Fkrit daalt.

Hydraulische cilinders 32, 33 zijn beide voorzien van een veerkrachtbegrenzer, en in deze uitvoeringsvorm dus een draadkrachtbegrenzer welke schematisch getoond is in figuur

5. De veerkrachtbegrenzer 50 omvat een zuigeraccu die opgebouwd is uit een cilinder met vrije zuiger 51 en een accumulator 52. De bodemzijde van de hydraulische cilinder 32 wordt eerst door middel van een accumulator 56 op de gewenste druk gebracht die overeenstemt met de gewenste voorspanning in de draad. Wanneer de spanning in de draden een bepaald maximum bereikt dat afhankelijk is van de druk in de zuigeraccu, dan zal de vrije zuiger en de zuiger van hydraulische cilinder 32 naar links bewegen, en wordt op die manier de draadkracht beperkt. Wanneer de grote draadkracht terug wegvalt, veert de cilinder volledig uit onder invloed van de zuigeraccumulator.

De maximum toelaatbare draadkracht is typisch een functie van de baggerdiepte. Figuur 6 toont een typische grafiek voor de maximum toelaatbare paalpuntkracht P en het daarmee gekoppeld maximum toelaatbaar moment in functie van de diepte. Voor kleinere dieptes dient de kracht begrensd te

Voor grotere dieptes wordt het paalwagenmoment de kritische waarde en neemt de maximaal toegelaten paalkracht nagenoeg lineair af met de diepte. De maximum draadkracht in de draad 40 is een maat voor het maximum paalwagenmoment M, en deze draadkracht is dus regelbaar door de accumulator 52 van de draadkrachtbegrenzer 50 op de geschikte druk in te stellen. Wanneer de maximum toegelaten draadkracht wordt bereikt, beweegt de zuiger in de richting van de bodem en kan de paalwagen over een bijkomende hoek roteren onder invloed van het paalkrachtmoment rond de horizontale dwarsas. Door dit bijkomed kantelen van de paalwagen zal de reactiekracht van de grond op de paal kleiner zijn dan mocht de wagenophanging stijf blijven. Dit systeem beperkt dus het paalkrachtmoment en de paalpuntkracht.

Wanneer de draadkracht in één van de draden, bijvoorbeeld de tweede draad 41 toeneemt, neemt tegelijkertijd de draadkracht in de eerste draad 40 af.

4) wordt bereikt, is de spanning in de eerste draad 40 gedaald tot een kritische waarde FKRIT onder welke waarde de eerste draad 40 slap komt te hangen. Om dit te vermijden zijn veerspanmiddelen, hier in het bijzonder draadstrakhouders voorzien om een minimum spanning in de draad te behouden. Deze bestaan hier uit een spanplunjer 54 dat in verbinding staat met een accu 55. Bij een correcte instelling van de accu zal de spanplunjer 54 uitschuiven wanneer de draadkracht onder een bepaalde waarde FKRIT daalt.

Merk op dat in de uitvoeringsvorm van figuur 2 vier staaldraden zijn voorzien, twee elkaar tegenwerkende eerste en tweede draden aan stuurboord, en twee aan bakboord, welke vier draden elk geleid worden langs gelijkaardige schijfsamenstellen 34,30,36,37,35 (of 34,31,38,39,35).

Figuur 7 toont schematisch het principe van de horizontale en verticale buffering. Wanneer de paal 3 rond een horizontale langsas 80 kantelt onder invloed van een dwarsscheepse kracht Fd, in het voorbeeld van bakboord (BB) naar stuurboord (SB), dan gebeurt het volgende:
- De ondergeleiding 81 van de paalwagen 6 maakt aan SB <EMI ID=3.1>
- de bovengeleiding 82 van de paalwagen 6 wordt aan BB ingedrukt waardoor een horizontale cilinder 95 aan BB (zie verder bij de beschrijving van figuur 8) wordt uitgetrokken; aan SB komt de bovengeleiding 82 los van de beun 86 van het schip. Wanneer de kracht Fd wegvalt zullen de twee ciliders langzaam terug hun initiële positie innemen.

Dit is de horizontale buffering waarmee de krachten tussen paalwagen en schip, veroorzaakt door de dwarsscheepse component in de paalkracht, beperkt worden gehouden;
- aan BB rust de horizontale dwarsas 18 in een bus 21 die gemonteerd is op de glijslof 20 en draagt bijgevolg het volledige gewicht van de paalwagen. De verticale cilinders
85 aan BB zijn ingedrukt (zie pijl P3);
- aan SB gaan de verticale cilinders 85 uit (zie pijl P4) en zorgen er zo voor dat de glijslof 20 in contact blijft met de glijbaan 19;
- wanneer de dwarsscheepse kracht Fd wegvalt, zal de paalwagen terug zijn initiële positie innemen waarbij de verticale buffercilinders 85 zorg dragen voor een gedempte beweging zonder bruuske contacten. Dit is de verticale buffering.
- Ook als de paalwagen dwarscheeps gekanteld is moet hij kunnen glijden over de glijbaan.

Daartoe moet de glijslof over z'n gehele oppervlak in contact blijven met de glijbaan en niet op een rand lopen (lijncontact). Deze "scharnierwerking" wordt bekomen door een (dik)rubberblok te monteren tussen de staalconstructie van de glijslof en het eigenlijke glijelement dat contact maakt met de glijbaan.

Nu zal aan de hand van figuur 8(A) de bovengeleiding 82 in detail worden besproken. De paalwagen is aan BB en SB d.m.v. een eerste arm van een horizontale L-vormige hefboom
92 scharnierend rond een verticale as 91 verbonden met een stootkussenhouder 99 waarin een stootkussen 90 is opgenomen. De tweede arm van de hefboom 92 is scharnierend rond een verticale as 94 verbonden met één uiteinde van hydraulische cilinder 95 die aan zijn andere uiteinde rond een verticale as 96 scharnierend verbonden is met de paalwagen 6.

De stootkussenhouder 99 bestaat enerzijds uit een evenaar die scharniert omheen de as 91, waardoor het stootkussen over de volle lengte aandrukt tegen de bovengeleiding, ook als de paalwagen over een kleine hoek omheen een vertikale as gedraaid zou zijn en anderzijds uit een de houder zelf die omheen een langsscheepse as kan roteren ten opzichte van de evenaar, waardoor het stootkussen over de volle hoogte contact maakt met de glijbaan, ook als de paalwagen zijwaarts gekanteld is.

Figuur 8(B) toont de situatie waarin de paalwagen over een ongeveer 0,5 graden naar SB is gekanteld en de paalwagen ter hoogte van de bovengeleiding, bijvoorbeeld over 50 mm naar SB beweegt. Hierdoor beweegt de tweede arm van hefboom
92 (SB) naar de beun 86 (pijl PH1) toe en wordt de zuiger van cilinder 95 (SB) uitgetrokken (pijl PC1), terwijl de tweede arm van hefboom 92 (BB) van de beun 86 weg beweegt (pijl PH2) en de zuiger van cilinder 95 (BB) kan in-bewegen (pijl PC2).

Deze cilinders 95 worden bestuurd door een hydraulische schakeling die vereenvoudigd is weergegeven in figuur 10. De bodemzijden van de cilinders zijn eenvoudig verbonden met een accu 115, terwijl de stangzijden verbonden zijn met een accu
116. De druk in accu 116 is lager dan in accu 115, zodanig dat de cilinders volledig ingedrukt zijn in de onbelaste toestand van de paalwagen en de stootkussens steeds maximaal naar buiten bewegen en dus contact maken met de glijbanen als de paal rechtop staat. Bij maximale buffering zal de aktieve cilinder verder uitbewegen dan de passieve inschuift, het tekort aan olie aan de bodemzijde wordt dan gecompenseerd door de accumulator 115.

Deze schakeling zal nu uitgelegd worden in de veronderstelling dat de paalwagen naar BB kantelt (situatie van figuur 7), waarbij de BB cilinder wordt uitgetrokken.

Bij een relatief trage beweging van de paalwagen gaat de olie van de stangzijde van cilinder 95 (BB) via smoorventiel 110 naar de stangzijde van cilinder 95 (SB) vloeien, en als deze volledig in is naar de accu 116. Wanneer de verplaatsing van de paalwagen sneller gebeurt zal de drukval over het smoorventiel 110 zo groot zijn, dat de olie via overstortklep
112 naar de tank wegvloeit. De naar de tank weggevloeide olie kan gecompenseerd worden door een pomp die via een drukreduceerventiel 113 met toevoerleiding 114 is verbonden. Een dergelijke hydraulische schakeling laat dus toe om zowel grote als kleine dwarsscheepse krachten en de daarbij horende snelle en trage paalwagen rotaties omheen een langsas effectief te dempen.

Nu zal de verticale buffering in detail uitgelegd worden aan de hand van figuur 11. Zoals reeds uitgelegd bij de beschrijving van figuur 2 hierboven moet de paalwagen draaibaar rond een dwarse as 18 gemonteerd zijn tegen de veerkracht van de staaldraden in, om de langsscheepse krachten te kunnen opnemen. Verder kan de paalwagen typisch over ongeveer 0,5 graden naar BB of SB kantelen om de dwarsscheepse krachten op te vangen. Hierbij moeten de dwarse asdelen 18a, 18b aan SB en BB dus t.o.v. de rustpositie een weinig omhoog kunnen bewegen, typisch over ongeveer 50 mm. Dit wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van een bijzonder hoofdlager zoals getoond in figuur 11(A) en
(B). Het dwarse asdeel 18a is aan zijn uiteinden met een verticale speling van typisch ongeveer 50 mm opgenomen in bussen 108, 109 die vast verbonden zijn met de glij-slof 20.

Daartoe kunnen de dwarse asdelen 18a, 18b bijvoorbeeld bovenaan afgeplat zijn of kan de symmetrie-as ten opzichte van de bussen 50mm lager gekozen worden dan de positie van de symmetrie-as ten opzichte van het lagerhuis in de paalwagen. Het middendeel van het asdeel 18a is verder opgenomen in twee sferische glijlagers 105 welke vast verbonden zijn met twee verticale, evenwijdig aan de glijslof opgestelde middenplaten
104a,b die vast verbonden zijn met de paalwagen door middel van pennen 102 en een reeks bouten 106. Deze opstelling laat toe dat dwarsscheepse krachten op de glijsloffen op de paalwagen overgebracht kunnen worden.

De flens 104a is door middel van twee cilinders 100 aan weerszijden van de horizontale dwarsas 18 verbonden met de glijslof 20, waarbij de uiteinden van de cilinders scharnierend rond respectievelijk dwarsas 101 en 103 verbonden zijn met respectievelijk middenplaat 104 en glijslof 20.

Het doel van deze verticale buffercilinders is het begrenzen de kracht waarmee de asdelen 18a, 18b in de bussen van de glijsloffen terecht komt. Dit wordt bekomen door de cilinders te sturen met de hydraulische schakeling die getoond is in figuur 12.

Als de paalwagen terugkantelt van BB (situatie van figuur

7) naar SB dan bewegen de cilinders aan SB in, waarbij olie door middel van smoorventiel 135 van de bodemzijde van de SB cilinders naar de accu 134 vloeit. Indien de beweging snel gebeurt dan zal de drukval over het smoorventiel zo groot worden dat de olie over het overstortventiel 130 wegvloeit naar de tank. In beide gevallen wordt energie vernietigd en bekomt men demping. Het overstort ventiel 131 beveiligt de beide cilinders tegen al te grote drukken. De olie die via overdrukklep 130 naar de tank vloeit, wordt met behulp van een pomp via reduceerventiel 132 terug in de leidingen gebracht. Overdrukklep 133 begrenst de accu 134 tegen een te hoge druk.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar omvat daarentegen alle door een doorsneevakman denkbare varianten en het kader van de uitvinding wordt enkel bepaald door de conclusies hierna. Tenslotte is de uitvinding eveneens toepasbaar voor bepaalde hefeilanden waar hetzelfde principe - liever buigen dan breken - geldt.

Claims

CONCLUSIES

1. Inrichting voor het opnemen van een in hoofdzaak verticale paal (3) van een baggerschip met een langsrichting, omvattende een paalwagen (6) die beperkt draaibaar rond een horizontale dwarsas (18) gemonteerd is, met het kenmerk, dat

- tussen schip en paal tenminste een eerste en een tweede veermiddel (40,41) onder voorspanning in de langsrichting aangebracht is voor het absorberen van een moment op de. paalwagen, welk eerste en tweede veermiddel elkaar compenseren in de onbelaste toestand van de paal; en dat - tenminste één veermiddel voorzien is van een veerkrachtbegrenzer (50) voor het begrenzen van de spanning in dat veerelement vanaf een bepaald maximummoment op de paalwagen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het eerste en tweede veermiddel door middel van <EMI ID=4.1>

(32,33) verbonden is met het schip voor het aanbrengen van de gewenste voorspanning.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat dat de veerkrachtbegrenzer (50) een zuigeraccu (51,52) omvat die verbonden is met de overeenstemmende hydraulische cilinder.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat veerspanmiddelen voorzien zijn voor het verhogen van de spanning in tenminste het tweede veermiddel wanneer de veerkracht daarin wegvalt.

5. Inrichting volgens conclusie 2 en 4, met het kenmerk, dat de veerspanmiddelen een spanplunjer (54) die aangebracht is in de zuigerstang van de hydraulische cilinder en een daarmee samenwerkend accu (55), omvatten.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de eerste en tweede veermiddelen voorgespannen eerste en tweede draden, bij voorkeur staaldraden, zijn.

7. Inrichting volgens conclusie 2 en 6, met het kenmerk, dat respectievelijk de eerste en tweede hydraulische cilinder vast verbonden is met respectievelijk een eerste en tweede spanschijf (30;31) waarrond respectievelijk de eerste en tweede draad is geleid, welke spanschijven iri'een vlak . loodrecht op de dwarsas, recht tegenover elkaar aan respectievelijk een eerste en tweede zijde van de paalwagen gelegen zijn.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de eerste (tweede) draad vanaf een eerste locatie op de paalwagen via de eerste (tweede) spanschijf (30;31) en een of meer aan de tweede (eerste) zijde van de paalwagen gelegen geleideschijven (36,37;38,39) geleid wordt naar een tweede locatie op de paalwagen.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de eerste en tweede locaties op de paalwagen bevestigde dubbele schijven (34;35) waarlangs de eerste en tweede draad worden geleid, en dat de eerste (tweede) draad aan een uiteinde aan de eerste (tweede) zijde van de paalwagen en aan het andere einde aan de tweede (eerste) zijde van de paalwagen verbonden is met het schip.

10. Inrichting voor het opnemen van een in hoofdzaak verticale paal van een baggerschip volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de paalwagen twee glijsloffen voor het geleiden van de paalwagen over twee langsbalken omvat, en waarbij de paalwagen beperkt draaibaar rond een horizontale langsas (80) gemonteerd is, met het kenmerk, dat elke glijslof vast verbonden is met een bus (21) waarin telkens met een bepaalde verticale speling een dwars asdeel (18) dat verbonden is met de paalwagen is opgenomen.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de dwarse asdelen (18a,18b) door middel van sferische lagers verbonden zijn met de paalwagen (6).

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat tussen elke glijslof (20) en de paalwagen telkens tenminste één hydraulische cilinder (85) is aangebracht voor het dempen van de verticale beweging van de dwarse asdelen in de bussen tijdens het kantelen rond de langsas.

13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de paalwagen via een ondergeleiding (81) en een bovengeleiding (82) telkens met een beperkte horizontale speling in de dwarsrichting opgenomen is in de beun (86), waardoor de paalwagen beperkt kantelbaar is rond een horizontale langsas, met het kenmerk, dat de bovengeleiding ingericht is middelen voor het veroorzaken van een horizontale buffering tijdens het kantelen rond de langsas.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de horizontale buffermiddelen aan elke zijde van de langsas een hefboom (92) met scharnierpunt op de paalwagen, een met een eerste been van de hefboom verbonden stootkussen (90) en een met het tweede been van de hefboom verbonden horizontale cilinder (95) die verbonden is met de paalwagen in de nabijheid van de langsas, omvatten.

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat elke cilinder (95) gekoppeld is aan een hydraulische schakeling voor het dempen van een beweging rond de horizontale langsas.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de hydraulische schakeling tussen de twee horizontale cilinders (95) een parallel schakeling van een smoorventiel en een overstortklep omvat.

17. Cutterzuiger omvattende een inrichting volgens een der voorgaande conclusies.