BE1021821B1 - Vaartuig met een ankerpaal en werkwijze voor het beperken van krachten die door een romp van een vaartuig op een ankerpaal worden uitgeoefend - Google Patents

Abstract

Vaartuig (1) met een romp (7) en een ankerpaal (2), dat voorzien is van positioneringsmiddelen (9, 16, 22) om de onderlinge positie en/of oriëntatie van de romp (7) en de ankerpaal (2) in te stellen, dat voorzien is van een stuureenheid (14) en meetmiddelen (12) voor de kracht of de druk die door de romp (7) op de ankerpaal (2) wordt uitgeoefend, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om de positioneringsmiddelen (9, 16, 22) aan te sturen, om een voorspelling te maken van de toekomstige grootte van de kracht of de druk en om een aanpassing door te voeren aan de genoemde onderlinge positie en/of oriëntatie.

Description

Vaartuig met een ankerpaal en werkwijze voor het beperken van krachten die door een romp van een vaartuig op een ankerpaal worden uitgeoefend.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een vaartuig met een ankerpaal en een werkwijze voor het beperken van krachten die door een romp van een vaartuig op een ankerpaal worden uitgeoefend.

Voor een aantal activiteiten op zee wordt een vaartuig met een ankerpaal, ook wel 'spud' of 'spudpaal' genoemd, gebruikt. Een belangrijke dergelijke activiteit is het baggeren met behulp van een snijkopzuiger, ook wel cutterzuiger genoemd.

Hierbij wordt de ankerpaal, meestal bevestigd aan de voorzijde van de snijkopzuiger, stevig in de zeebodem geplaatst om daardoor voldoende kracht uit te kunnen oefenen op de snij kop die met kracht tegen de zeebodem geduwd moet kunnen worden om zijn werk te kunnen doen en die meer naar de achterzijde van de snijkopzuiger is bevestigd.

De romp van het schip en de ankerpaal zijn hierbij over een significante afstand, circa 5 tot 10 meter, lineair verplaatsbaar ten opzichte van elkaar, zodat met een enkele plaatsing van de ankerpaal de snij kop over een zekere oppervlakte op van de zeebodem gebruikt kan worden, en niet slechts op een enkele smalle baan.

Een dergelijke verplaatsing wordt algemeen verkregen door gebruik te maken van een lange hydraulische zuiger-cilinder combinatie die met een eerste uiteinde vastzit aan de romp, en met een tweede uiteinde vastzit aan een ankerpaalwagen, waarin de ankerpaal opgehangen is, welke ankerpaalwagen langs de lengteas van de snijkopzuiger verschuifbaar of verrolbaar is door de hydraulische cilinder.

Bij het gebruik van een dergelijke sni j kopzuiger is deze vanzelfsprekend blootgesteld aan de krachten die de zee op het vaartuig uitoefent. Dit zijn meestal hoofdzakelijk cyclische krachten veroorzaakt door golven, maar kunnen ook krachten door stromingen zijn.

Enerzijds is het voor een optimale werking van de snij kop wenselijk dat de snij kop, via de romp van de snijkopzuiger, zo stijf mogelijk verbonden is met de ankerpaal. Dit betekent onder andere dat er bij voorkeur zo weinig mogelijk bewegingsvrijheid is tussen de ankerpaal en de romp van de snijkopzuiger, vanzelfsprekend wanneer door middel van de hydraulische cilinder een positie van de ankerpaal is ingesteld.

Anderzijds kunnen bij hoge golven zodanige krachten optreden dat de ankerpaal of zijn bevestigingsconstructie beschadigd raakt. Om deze reden moet de bevestiging van de paal aan de romp van de sni j kopzuiger een zekere beweging toelaten of moet het gebruik van de snijkopzuiger beperkt worden tot situaties met slechts relatief kleine golven.

Er stelt zich dus een probleem met betrekking tot het gelijktijdig voldoen aan de conflicterende vereisten van het vermijden van bewegingsvrijheid en het toestaan van bewegingsvrijheid.

Een mogelijke oplossing voor dit probleem is reeds gegeven in BE 1016375, waarin een snijkopzuiger beschreven is die voorzien is van een bevestigingsconstructie voor de ankerpaal die bij het optreden van beperkte krachten geen significante bewegingsvrijheid biedt, waarbij bij het optreden van krachten boven een grenswaarde een ontspanning optreedt in de bevestigingsconstructie zodat meer beweging mogelijk wordt en schade mogelijk kan worden voorkomen.

Dit heeft als nadeel dat de werking van de snij kop sterk vermindert als de krachten op de ankerpaal boven de grenswaarde komen, omdat de snij kop dan minder krachtig in de zeebodem geduwd kan worden.

Bovendien is een dergelijk systeem slechts responsief op alreeds optredende krachten en reageert daarbij ook nog relatief traag, zodat hoge krachten, soms zelfs hoger dan gewenste krachten, nog steeds kunnen voorkomen.

De uitvinding heeft tot doel een betere oplossing te bieden aan het bovenbeschreven probleem, en voorziet daartoe in een vaartuig dat een romp en een ankerpaal omvat, waarbij het vaartuig voorzien is van positioneringsmiddelen om de positie en/of oriëntatie van de romp ten opzichte van de ankerpaal in te stellen, waarbij het vaartuig voorzien is van een stuureenheid en meetmiddelen om de kracht die door de romp op de ankerpaal wordt uitgeoefend te meten of om een druk te meten waaruit die kracht kan worden afgeleid en die is ingericht om de positioneringsmiddelen aan te sturen, waarbij de stuureenheid is ingericht om, uit over een tijdsinterval door de meetmiddelen gemeten waarden, een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de kracht of de druk en de richting van de toekomstige kracht te bepalen, waarbij de stuureenheid is ingericht om, een aanpassing door te voeren aan de positie en/of oriëntatie van de romp ten opzichte van de ankerpaal, waarbij de richting van de aanpassing overeenstemt met de richting waarin de kracht wordt uitgeoefend.

Door de proactieve verplaatsing van de romp wordt voorkomen dat de voorspelde krachten, die groter kunnen zijn dan wenselijk voor de ankerpaal of zijn bevestigingsconstructie, niet gaan optreden, zodat de maximaal door de romp op de ankerpaal uitgeoefende kracht verlaagd wordt vergeleken met een stijf aan de romp bevestigde ankerpaal.

Bovendien blijf de ankerpaal altijd stijf verbonden aan de romp. Er wordt hierbij nooit een bevestiging met bewegingsvrijheid gevormd, zodat de werking van de snij kop niet significant negatief beïnvloedt wordt.

Voor de duidelijkheid wordt hierbij opgemerkt dat de positioneringsmiddelen vanzelfsprekend op een groot aantal posities kunnen worden ingesteld, maar dat zij in een ingestelde positie geen bewegingsvrijheid toelaten tussen de romp en de ankerpaal, vanzelfsprekend tenzij zij door de stuureenheid worden aangestuurd.

De uitvinding is onder andere gebaseerd op de realisatie dat de genoemde kracht, die hoofdzakelijk als gevolg van golven ontstaat, een sinusvormig verloop heeft in de tijd, waarbij de intensiteit en de frequentie, als gevolg van verschillen in golfintensiteit, in de tijd kunnen variëren waardoor het mogelijk is om op basis van een eerste deel van een krachtsverloop in de tijd het volgende deel van het krachtsverloop te voorspellen.

Een dergelijke voorspelling is natuurlijk een voorspelling onder de aanname dat instelling van de positioneringsmiddelen niet verandert. De essentie van de uitvinding ligt erin dat dit wel gebeurt, waardoor voorkomen wordt dat de voorspelling uitkomt.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de aanpassing uitgevoerd voordat de voorspelde grootte van de kracht of druk daadwerkelijk bereikt wordt.

Doordat de aanpassing van de positioneringsmiddelen voorloopt op de voorspelde situatie wordt voorkomen dat er pas gereageerd wordt als de kracht al een grenswaarde bereikt, en misschien zelfs overschreden heeft.

Zoals bekend worden de bewegingen van een vaartuig op zee, en daardoor ook de krachten die met die bewegingen gepaard gaan, traditioneel onderverdeeld in zes bewegingen, te weten drie translatiebewegingen rond drie haaks op elkaar staande assen en drie rotatiebewegingen rond dezelfde assen .

Voor de huidige uitvinding zijn vooral de translatiebewegingen langs de lengteas van het schip, ook 'schrikken' of 'surge' genoemd, de rotatiebeweging rond de lengteas, ook 'slingeren' of 'roll' genoemd, en de rotatiebeweging rond een dwarsas, ook 'stampen' of 'pitch' genoemd, van belang.

Het is daarom wenselijk om de krachten die door de romp op de ankerpaal uitgeoefend kunnen worden te ontleden in deze drie componenten en voor elk van deze componenten onafhankelijk van elkaar een voorspelling te doen en actie te ondernemen.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvatten de positioneringsmiddelen daarom een hydraulisch aangedreven eerste zuiger-cilinder combinatie om de romp ten opzichte van de ankerpaal parallel met de lengteas van de romp te verplaatsen, waarbij de meetmiddelen ingericht zijn om een eerste component van de genoemde kracht parallel met de lengteas te meten of om een druk te meten waaruit die eerste component kan worden afgeleid, waarbij de stuureenheid is ingericht om uit de door de meetmiddelen gemeten waarden een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de eerste component of de genoemde druk en de richting van de eerste component te bepalen, waarbij de stuureenheid is ingericht om, voordat de voorspelde grootte van de eerste component of de genoemde druk daadwerkelijk bereikt wordt, de romp ten opzichte van de ankerpaal parallel met de lengteas van de romp te verplaatsen door de zuiger van de eerste zuiger-cilinder combinatie in de cilinder te verplaatsen waarbij richting van de verplaatsing van de romp overeenstemt met de richting waarin de eerste component wordt uitgeoefend.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvatten de positioneringsmiddelen daarom één of meer hydraulisch aangedreven tweede zuiger-cilinder combinaties om de romp ten opzichte van de ankerpaal te roteren rond een eerste as die parallel loopt met de lengteas van het vaartuig, waarbij de meetmiddelen ingericht zijn om een tweede component van de genoemde kracht te meten, waarbij de tweede component tangentiaal is ten opzichte van de eerste as, of om een druk te meten waaruit die tweede component kan worden afgeleid, waarbij de stuureenheid is ingericht om uit de door de meetmiddelen gemeten waarden een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de tweede component of de genoemde druk en de richting van de tweede component te bepalen, waarbij de stuureenheid is ingericht om, voordat de voorspelde grootte van de tweede component of de genoemde druk daadwerkelijk bereikt wordt, de romp ten opzichte van de ankerpaal rond de eerste as te roteren door de zuiger van de één of meer tweede zuiger-cilinder combinaties in de cilinder daarvan te verplaatsen waarbij de richting van de rotatie overeenstemt met de richting waarin de tweede component wordt uitgeoefend.

In een nog voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvatten de positioneringsmiddelen daarom één of meer hydraulisch aangedreven derde zuiger-cilinder combinaties om de romp ten opzichte van de ankerpaal te roteren rond een tweede as die haaks staat op de lengteas van het vaartuig en die horizontaal loopt, waarbij de meetmiddelen ingericht zijn om een derde component van de genoemde kracht te meten, waarbij de derde component tangentiaal is ten opzichte van de tweede as, of om een druk te meten waaruit die derde component kan worden afgeleid, waarbij de stuureenheid is ingericht om uit de door de meetmiddelen gemeten waarden een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de derde component of de genoemde druk en om de richting van de derde component te bepalen, waarbij de stuureenheid is ingericht om, voordat de voorspelde grootte van de derde component of de genoemde druk daadwerkelijk bereikt wordt, de romp ten opzichte van de ankerpaal rond de tweede as te roteren door de zuiger van de één of meer derde zuiger-cilinder combinaties in de cilinder daarvan te verplaatsen waarbij de richting van de rotatie overeenstemt met de richting waarin de derde component wordt uitgeoefend.

Hierbij wordt opgemerkt dat een zuiger van een hydraulische zuiger-cilinder combinatie in het algemeen verplaatst kan worden door hydraulische vloeistof in of uit de cilinder te pompen als gevolg waarvan de zuiger verplaatst wordt.

Alternatief kan dit gebeuren door een externe kracht op de zuiger uit te oefenen en een open verbinding te hebben tussen de cilinder en een reservoir met hydraulische vloeistof, welke open verbinding, nadat de gewenste verplaatsing voltooid is, gesloten wordt om de bereikte positie vast te zetten.

Beide manieren worden in de huidige octrooiaanvraag beschouwd als een actieve aanpassing van de positie van de zuiger en worden geacht te zijn gedekt door de uitdrukking 'de zuiger van een zuiger-cilinder combinatie in de cilinder verplaatsen'

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de stuureenheid ingericht om slechts indien de maximale voorspelde grootte van de kracht of van de druk een grenswaarde overschrijdt, de genoemde aanpassingen door te voeren.

Dit heeft als voordeel dat zolang er relatief kleine krachten optreden waarbij geen risico is op schade, een volledig bewegingsloze verbinding tussen de romp en de ankerpaal kan aangehouden worden, zodat de snij kop optimaal kan werken.

In nog een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is het vaartuig aanvullend voorzien van, of dataoverdragend gekoppeld aan, meetmiddelen die ingericht zijn om de actuele bewegingen van het vaartuig of de bewegingen van de zee, dat wil zeggen het zeeoppervlak, op enige afstand, typisch kleiner dan enkele honderden meters van het vaartuig, te meten.

Aldus verkregen informatie kan helpen om op basis van de gemeten drukken of krachten een betere voorspelling te maken van de te verwachten drukken of krachten.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm is het vaartuig voorzien van een ankerpaalwagen waarin de ankerpaal bevestigd is, waarbij de positioneringsmiddelen ingericht zijn om de positie en/of oriëntatie van de romp ten opzichte van de ankerpaalwagen aan te passen, waarbij, indien aanwezig, de tweede zuiger-cilinder combinatie respectievelijk de derde zuiger-cilinder combinatie zich in de ankerpaalwagen bevinden.

De uitvinding betreft tevens een werkwijze voor het beperken van krachten die door een romp van een vaartuig, in het bijzonder een snijkopzuiger, als gevolg van golven, op een ankerpaal worden uitgeoefend, waarbij de volgende stappen doorlopen worden: A: de kracht die door de romp op de ankerpaal wordt uitgeoefend of een druk die daar het gevolg van is wordt over een tijdsinterval gemeten; B: uit de gemeten waarden wordt een voorspelling gemaakt van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de kracht of de druk en wordt de richting waarin de toekomstige kracht wordt uitgeoefend bepaald; C: de positie en/of oriëntatie van de romp ten opzichte van de ankerpaal wordt aangepast in de genoemde richting voordat een voorspelde grootte van de kracht of druk daadwerkelijk bereikt wordt.

Hierbij bedraagt bij voorkeur het tijdsinterval waarover de kracht of druk gemeten wordt, om daaruit de voorspelling te maken, tussen 5% en 50% van de periode tussen twee golven.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een vaartuig volgens de uitvinding en het gebruik daarvan, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch in zijaanzicht een vaartuig volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 op grotere schaal een schematische doorsnede in bovenaanzicht volgens II-II weergeeft van een deel van het vaartuig van figuur 1 in rusttoestand; figuur 3 een schematische doorsnede weergeeft volgens III- III van het in figuur 2 weergegeven deel van het vaartuig; figuur 4 een schematische doorsnede weergeeft volgens IV- IV van het in figuur 2 weergegeven deel van het vaartuig; figuur 5 een gelijkaardige weergave is als figuur 2, tijdens gebruik van het vaartuig; figuur 6 een gelijkaardige weergave is als figuur 3, tijdens gebruik van het vaartuig; figuur 7 een gelijkaardige weergave is als figuur 4, tijdens gebruik van het vaartuig.

De in figuur 1 weergegeven snijkopzuiger is een schip 1 dat voorzien is van een ankerpaal 2 nabij zijn voorzijde en een snij arm met een snij kop 3.

In de werkingstoestand van figuur 1, waarin de snijarm neergelaten is en de snij kop 3 gebruikt wordt voor het losmaken en verwijderen van bodemmateriaal van een harde zeebodem, dient er een tegenkracht voor de snij kop 3 aanwezig te zijn, om welke reden de ankerpaal 2, alvorens de snij kop 3 ingeschakeld wordt, in de zeebodem wordt vastgezet.

De ankerpaal 2 is, zoals getoond in figuren 2 tot 4, bevestigd in een ankerpaalwagen 4.

De ankerpaalwagen 4 is voorzien van twee wielstellen 5, die zodanig ingericht zijn dat de ankerpaalwagen 4, indien niet geblokkeerd, ten opzichte van de romp 7 van het schip 1 roteerbaar is rond de lengteas L van het schip en rond een horizontale, haaks daarop staande dwarsas D.

De wielstellen 5 laten ook toe dat de ankerpaalwagen 4 in voorwaartse richting en achterwaartse richting, dus parallel met de lengteas L van het schip 1, in een wagenruimte 8 verplaatsbaar is op daartoe voorziene rails.

Dergelijke wielstellen 5 zijn welbekend aan de vakman, ze worden in de figuren schematisch weergegeven en niet verder in detail beschreven.

Om de ankerpaalwagen 4 voorwaarts of achterwaarts aan te drijven, is op de romp 7 van het schip 1 een eerste hydraulische zuiger-cilinder combinatie 9 voorzien, met een eerste cilinder 10 die gevuld is met hydraulische vloeistof en een eerste zuiger 11 die aan de ankerpaalwagen 4 verbonden is.

Deze eerste zuiger 11 is voorzien van een meetinstrument 12 voor druk- en positiemeting, dat de druk in de eerste cilinder 10 en de positie van de eerste zuiger 11 in de eerste cilinder 10 meet.

De eerste zuiger-cilinder combinatie 9 is gekoppeld aan een eerste hydraulische groep 13, die de benodigde reservoirs, pompen en kleppen bevat om de eerste zuiger 11 gecontroleerd te laten bewegen.

Het meetinstrument 12 is gegevensoverdragend verbonden aan een centrale stuureenheid 14. De centrale stuureenheid 14 is sturend verbonden met de eerste hydraulische groep 13 om daardoor de positie van de eerste zuiger 11 te kunnen instellen.

In de ankerpaalwagen 4 zijn vier tweede hydraulische zuiger-cilinder combinaties 16 aangebracht die elk voorzien zijn van een tweede cilinder 17 die gevuld is met hydraulische vloeistof en een tweede zuiger 18. Deze tweede zuiger-cilinder combinaties 16 zijn ingericht om de ankerpaalwagen 4 en de romp 7 rond de lengteas L van het schip 1 te kunnen roteren ten opzichte van elkaar.

Deze tweede zuiger-cilinder combinaties 16 zijn elk voorzien van een meetinstrument 12 voor druk- en positiemeting, dat de druk in de betreffende tweede cilinder 17 en de positie van de betreffende tweede zuiger 18 in de betreffende tweede cilinder 17 meet.

Zoals vooral duidelijk uit figuur 3 zijn twee van de tweede zuiger-cilinder combinaties 16 boven de lengteas L van het schip 1 geplaatst, en zijn twee ervan onder de lengteas L van het schip 1 geplaatst.

Twee van de tweede zuiger-cilinder combinaties 16 zijn aan een eerste zijkant van de ankerpaalwagen 4 geplaatst, en twee ervan zijn aan de andere zijkant van de ankerpaalwagen 4 geplaatst.

De vrije uiteinden 19 van de tweede zuigers 18 zijn tegen de wanden van de wagenruimte 8 geplaatst, waarover zij voorwaarts en achterwaarts verschuifbaar zijn.

De tweede zuiger-cilinder combinaties 16 zijn gekoppeld aan een tweede hydraulische groep 20, die de benodigde reservoirs, pompen en kleppen bevat om de tweede zuigers 18 gecontroleerd te laten bewegen.

De genoemde meetinstrumenten 12 van de tweede zuiger-cilinder combinaties 16 zijn gegevensoverdragend verbonden aan de centrale stuureenheid 14.

In de ankerpaalwagen 4 zijn verder twee derde hydraulische zuiger-cilinder combinaties 22 aangebracht die elk voorzien zijn van een derde cilinder 23 die gevuld is met hydraulische vloeistof en een derde zuiger 24. Deze derde zuiger-cilinder combinaties 22 zijn ingericht om de ankerpaalwagen 4 en de romp 7 ten opzichte van elkaar rond de bovengenoemde dwarsas D te kunnen roteren.

Hiertoe is aan het achterste wielstel 5 een hefboom 25 met zijn eerste uiteinde 26 roterend bevestigd. Aan het tweede uiteinde 27 van de hefboom 25 zijn de derde zuigers 24 van de in onderling tegengestelde richting gemonteerde derde zuiger-cilinder combinaties 22 bevestigd.

Op een punt 28 tussen beide uiteinden 26, 27 van de hefboom 25 is de ankerpaalwagen 4 roterend bevestigd aan de hefboom 25.

De derde zuiger-cilinder combinaties 22 zijn elk voorzien van een meetinstrument 12 voor druk- en positiemeting, dat de druk in de betreffende derde cilinder 23 en de positie van de betreffende derde zuiger 24 in de betreffende derde cilinder 23 meet.

De derde zuiger-cilinder combinaties 22 zijn gekoppeld aan de tweede hydraulische groep 20, die de benodigde reservoirs, pompen en kleppen bevat om de derde zuigers 24 gecontroleerd te laten bewegen.

De genoemde meetinstrumenten 12 van de derde zuiger-cilinder combinaties 22 zijn gegevensoverdragend verbonden aan de centrale stuureenheid 14.

De centrale stuureenheid 14 is sturend verbonden met de tweede hydraulische groep 20 om daardoor de positie van de tweede zuigers 18 en derde zuigers 24 te kunnen instellen.

Doordat de eerste, tweede en derde zuiger-cilindercombinaties 9, 16, 22 de onderlinge positie en oriëntatie van de romp 7 en de ankerpaal 2 kunnen instellen worden zij beschouwd als positioneringsmiddelen voor de onderlinge positie en oriëntatie van de romp 7 en de ankerpaal 2

De werking van het schip 1 is zeer eenvoudig en als volgt.

Hierbij worden de volgende drie krachtcomponenten van de kracht die door de romp 7 van het schip 1 op de ankerpaalwagen 4 en daardoor op de ankerpaal 2 uitgeoefend kunnen worden afzonderlijk beschouwd: - de krachtcomponent die parallel met de lengteas L van het schip 1 werkt, verder te noemen de eerste component, en die over het algemeen veroorzaakt wordt door een schrikbeweging van het schip 1 als gevolg van golven; - de krachtcomponent die tangentiaal gericht is ten opzichte van de lengteas L, hierna te noemen de tweede component en die over het algemeen veroorzaakt wordt door een slingerbeweging van het schip 2 als gevolg van golven; - de krachtcomponent die tangentiaal gericht is ten opzichte van de dwarsas D, hierna te noemen de derde component en die over het algemeen veroorzaakt wordt door een stampbeweging van het schip 1 als gevolg van golven.

De aspecten van de werking van de sni j kopzuiger die niet verschillen van een standaard snijkopzuiger worden hierbij niet behandeld.

Voor een goed begrip is het echter wenselijk te vermelden dat bij gebruik van een standaard snijkopzuiger de ankerpaalwagen 4 weliswaar verplaatsbaar is ten opzichte van de romp 7, maar dat tussen verplaatsingen een volledig stijve, vaste bevestiging van de ankerpaalwagen 4 ten opzichte van de romp 7 wordt aangehouden.

De stuureenheid 14 is voorzien van een algoritme om, voor elk van de genoemde drie krachtcomponenten, een voorspelling te maken van het toekomstige tijdsafhankelijke krachtsverloop.

Hiertoe gebruikt de stuureenheid 14 als invoergegevens hoofdzakelijk de drukken die door de meetinstrumenten 12 worden gemeten.

Deze drukken, gemeten door de meetinstrumenten van de eerste, respectievelijk tweede, respectievelijk derde zuiger-cilinder combinaties 9, 16, 22 zijn evenredig met de eerste, respectievelijk tweede, respectievelijk derde krachtcomponenten.

De golfbewegingen hebben bij werkzaamheden van een snijkopzuiger typisch een periode van 5 tot 10 seconden. Gedurende deze periode wordt over het algemeen een sinusvormig verloop van een krachtcomponent of de daarmee evenredige druk, waargenomen.

Door nu een eerste deel van een dergelijk sinusvormig verloop, met name een deel dat overeenkomt met het begin van een krachtsverhoging, dat wil zeggen ongeveer de eerste 25% van een cyclische beweging, te analyseren, kan het verdere verloop van die kracht goed voorspeld worden, in ieder geval voor zover deze betrekking heeft op dezelfde golfbeweging.

In het geval van de eerste krachtcomponent wordt een dergelijke analyse uitgevoerd door de stuureenheid 14 op basis van de drukken in de eerste cilinder 10, waarbij een voorspelling van het verdere verloop van een zich opbouwende druk verkregen wordt.

Indien de maximaal te verwachten druk een grenswaarde overschrijdt, zal de stuureenheid 14 via de eerste hydraulische groep 13 een compensatiebeweging uitvoeren.

Deze grenswaarde van de druk is door voorafgaande analyse gerelateerd aan de kracht waarbij schade aan de ankerpaal 2 of andere onderdelen van het schip 1 kan ontstaan.

Indien de maximaal te verwachten druk de grenswaarde niet overschrijdt, zal er door de stuureenheid 14 geen compensatiebeweging worden uitgevoerd. Hierdoor blijft bij lage krachten een onbewegelijke bevestiging van de ankerpaalwagen 4 ten opzichte van de romp 7 in stand.

De genoemde compensatiebeweging bestaat erin dat de romp 7 ten opzichte van de ankerpaal 2 bewogen wordt in de richting waarin de kracht werkt, dus oftewel naar voren, oftewel naar achteren.

Deze beweging gebeurt voordat de voorspelde eerste krachtcomponent daadwerkelijk zijn voorspelde waarden bereikt zodat de effectief uitgeoefende eerste krachtcomponent lager zal zijn dan de voorspelde eerste krachtcomponent.

De genoemde compensatiebeweging wordt in de praktijk uitgevoerd doordat de eerste hydraulische groep 13, aangestuurd door de stuureenheid 14, hydraulische vloeistof in of uit de eerste cilinder 10 pompt, en daardoor de positie van de eerste zuiger 11 aanpast.

Dit is geïllustreerd in figuur 5, waarin een maximaal voorspelde kracht in voorwaartse richting, door pijl P aangegeven, gecompenseerd is door een voorwaartse beweging van de romp 7, die bereikt is door hydraulische vloeistof uit de eerste cilinder 10 te pompen.

In het geval van de tweede krachtcomponent wordt een dergelijke analyse uitgevoerd door de stuureenheid 14 op basis van de drukken in de tweede cilinders 17, waarbij een voorspelling van het verdere verloop van een zich opbouwende druk verkregen wordt.

Net als bij de eerste krachtcomponent zal, indien de maximaal te verwachten druk een grenswaarde overschrijdt, de stuureenheid 14 een compensatiebeweging uitvoeren, ditmaal via de tweede hydraulische groep 20.

De genoemde compensatiebeweging bestaat erin dat de romp 7 ten opzichte van de ankerpaal 2 bewogen wordt in de richting waarin de kracht werkt, dus een rotatiebeweging rechtsom of linksom maakt rond de lengteas L.

Deze beweging gebeurt voordat de voorspelde tweede krachtcomponent daadwerkelijk zijn voorspelde waarden bereikt zodat de effectief uitgeoefende tweede krachtcomponent lager zal zijn dan de voorspelde tweede krachtcomponent.

De genoemde compensatiebeweging wordt in de praktijk uitgevoerd doordat de tweede hydraulische groep 20, aangestuurd door de stuureenheid 14, hydraulische vloeistof in twee kruislings tegenovergestelde tweede cilinders 17 en hydraulische vloeistof uit de twee andere tweede cilinders 17 pompt en daardoor de positie van de tweede zuigers 18 aanpast.

Dit is geïllustreerd in figuur 6, waarin een maximaal voorspelde rotatiekracht rond de lengteas L, in de richting van de wijzers van de klok wanneer gezien in de richting van de snij kop 3 naar de ankerpaal 2, door pijl Q aangegeven, gecompenseerd is door een beweging van de romp 7 in dezelfde richting, die bereikt is door hydraulische vloeistof in de tweede cilinders 17 rechtsboven en linksonder te pompen en hydraulische vloeistof uit de tweede cilinders 17 rechtsonder en linksboven te pompen.

In het geval van de derde krachtcomponent wordt een dergelijke analyse uitgevoerd door de stuureenheid 14 op basis van de drukken in de derde cilinders 23, waarbij een voorspelling van het verdere verloop van een zich opbouwende druk verkregen wordt.

Net als bij de eerste en tweede krachtcomponent zal, indien de maximaal te verwachten druk een grenswaarde overschrijdt, de stuureenheid 14 een compensatiebeweging uitvoeren, ditmaal via de tweede hydraulische groep 20.

De genoemde compensatiebeweging bestaat erin dat de romp 7 ten opzichte van de ankerpaal 2 bewogen wordt in de richting waarin de kracht werkt, dus een rotatiebeweging waarbij de voorkant van het schip 1 omhoog of omlaag gebracht rond de dwarsas D.

Deze beweging gebeurt voordat de voorspelde derde krachtcomponent daadwerkelijk zijn voorspelde waarden bereikt zodat de effectief uitgeoefende derde krachtcomponent lager zal zijn dan de voorspelde derde krachtcomponent.

De genoemde compensatiebeweging wordt in de praktijk uitgevoerd doordat de tweede hydraulische groep 20, aangestuurd door de stuureenheid 14, hydraulische vloeistof in een derde cilinder 23 en uit de andere derde cilinder 23 pompt en daardoor de positie van de derde zuigers 24 aanpast.

Dit is geïllustreerd in figuur 7, waarin een maximaal voorspelde rotatiekracht rond de dwarsas D, in de richting tegen de wijzers van de klok in figuur 7, door pijl R aangegeven, gecompenseerd is door een beweging van de romp 7 in dezelfde richting.

Deze beweging is tot stand gebracht door hydraulische vloeistof in de onderste derde cilinder 23 te pompen en hydraulische vloeistof uit de bovenste derde cilinder 23 te pompen. Hierdoor is het tweede uiteinde 27 van de hefboom omhoog gebracht ten opzichte van het bevestigingspunt 28 van de ankerpaalwagen 4 aan de hefboom 25, waardoor het eerste uiteinde 26 van de hefboom 25 omlaag gebracht is en de romp 7 van het schip 1 geroteerd is rond de dwarsas D.

De grootte van de diverse compensatiebewegingen, in het geval de grenswaarden zijn overschreden, zijn afhankelijk van de maximale grootte van de voorspelde krachten, vanzelfsprekend met een maximum dat bepaald wordt door de bewegingsvrijheid van de ankerpaalwagen 4 in de wagenruimte 10.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een vaartuig en werkwijze volgens de uitvinding kunnen in allerlei vormen en varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (18)

1. Conclusies .

   1. - Vaartuig (1) dat een romp (7) en een ankerpaal (2) omvat, waarbij het vaartuig (1) voorzien is van positioneringsmiddelen (9, 16, 22) om de positie en/of oriëntatie van de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) in te stellen, daardoor gekenmerkt dat het vaartuig (1) voorzien is van een stuureenheid (14) en meetmiddelen (12) om de kracht die door de romp (7) op de ankerpaal (2) wordt uitgeoefend te meten of om een druk te meten waaruit die kracht kan worden afgeleid, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om de positioneringsmiddelen (9, 16, 22) aan te sturen, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om, uit over een tijdsinterval door de meetmiddelen (12) gemeten waarden, een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de kracht of de druk en om de richting van de toekomstige kracht te bepalen, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om een aanpassing door te voeren aan de positie en/of oriëntatie van de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) , waarbij de richting van de aanpassing overeenstemt met de richting waarin de kracht wordt uitgeoefend.
2. 2. - Vaartuig volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de positioneringsmiddelen een hydraulisch aangedreven eerste zuiger-cilinder combinatie (9) omvatten om de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) parallel met de lengteas van de romp (7) te verplaatsen, waarbij de meetmiddelen (12) ingericht zijn om een eerste component van de genoemde kracht parallel met de lengteas (L) te meten of om een druk te meten waaruit die eerste component kan worden afgeleid, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om uit de door de meetmiddelen (12) gemeten waarden een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de eerste component of de genoemde druk en de richting van de eerste component te bepalen, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om, voordat de voorspelde grootte van de eerste component of de genoemde druk daadwerkelijk bereikt wordt, de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) parallel met de lengteas (L) van de romp (7) te verplaatsen door de zuiger (11) van de eerste zuiger-cilinder combinatie (9) in de cilinder (10) te verplaatsen waarbij richting van de verplaatsing van de romp (7) overeenstemt met de richting waarin de eerste component wordt uitgeoefend.
3. 3. - Vaartuig volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de stuureenheid (14) verbonden is aan meetmiddelen (12) om de druk in de cilinder (10) van de eerste zuiger-cilinder combinatie (9) te meten, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om uit gemeten waarden van deze druk een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van deze druk.
4. 4. - Vaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de positioneringsmiddelen één of meer hydraulisch aangedreven tweede zuiger-cilinder combinaties (16) omvatten om de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) te roteren rond een eerste as die parallel loopt met de lengteas (L) van het vaartuig (1), waarbij de meetmiddelen (12) ingericht zijn om een tweede component van de genoemde kracht te meten, waarbij de tweede component tangentiaal is ten opzichte van de eerste as, of om een druk te meten waaruit die tweede component kan worden afgeleid, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om uit de door de meetmiddelen (12) gemeten waarden een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de tweede component of de genoemde druk en de richting van de tweede component te bepalen, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om, voordat de voorspelde grootte van de tweede component of de genoemde druk daadwerkelijk bereikt wordt, de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) rond de eerste as te roteren door de zuiger (18) van de één of meer tweede zuiger-cilinder combinaties (16) in de cilinder (17) daarvan te verplaatsen waarbij de richting van de rotatie overeenstemt met de richting waarin de tweede component wordt uitgeoefend.
5. 5. - Vaartuig volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de stuureenheid (14) verbonden is aan meetmiddelen (12) om de druk in de cilinder (17) van de één of meer tweede zuiger-cilinder combinaties (16) te meten, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om uit gemeten waarden van deze druk een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van deze druk.
6. 6. - Vaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de positioneringsmiddelen één of meer hydraulisch aangedreven derde zuiger-cilinder combinaties (22) omvatten om de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) te roteren rond een tweede as (D) die haaks staat op de lengteas (L) van het vaartuig (1) en die horizontaal loopt, waarbij de meetmiddelen (12) ingericht zijn om een derde component van de genoemde kracht te meten, waarbij de derde component tangentiaal is ten opzichte van de tweede as (D) , of om een druk te meten waaruit die derde component kan worden afgeleid, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om uit de door de meetmiddelen (12) gemeten waarden een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de derde component of de genoemde druk en om de richting van de derde component te bepalen, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om, voordat de voorspelde grootte van de derde component of de genoemde druk daadwerkelijk bereikt wordt, de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) rond de tweede as (D) te roteren door de zuiger (24) van de één of meer derde zuiger-cilinder combinaties (22) in de cilinder (23) daarvan te verplaatsen waarbij de richting van de rotatie overeenstemt met de richting waarin de derde component wordt uitgeoefend.
7. 7. - Vaartuig volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de stuureenheid (14) verbonden is aan meetmiddelen (12) om de druk in de cilinder (23) van de één of meer derde zuiger-cilinder combinaties (22) te meten, waarbij de stuureenheid (14) is ingericht om uit gemeten waarden van deze druk een voorspelling te maken van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van deze druk.
8. 8. - Vaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de stuureenheid (14) is ingericht om slechts indien de maximale voorspelde grootte van de kracht of van de druk een grenswaarde overschrijdt, de genoemde aanpassingen door te voeren.
9. 9. - Vaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de stuureenheid (14) zodanig is ingericht dat minimaal over een bepaald interval van de maximale voorspelde grootte van de kracht of van de druk, de grootte van de aanpassing groter is naarmate de maximale voorspelde grootte van de kracht of van de druk groter is.
10. 10. - Vaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het aanvullend voorzien is van of gekoppeld is aan meetmiddelen (12) die ingericht zijn om de actuele bewegingen van het vaartuig (1) of de bewegingen van de zee op enige afstand van het vaartuig (1) te meten
11. 11. - Vaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het voorzien is van een ankerpaalwagen (4) waarin de ankerpaal (2) bevestigd is, waarbij de positioneringsmiddelen (9, 16, 22) ingericht zijn om de positie en/of oriëntatie van de romp (7) ten opzichte van de ankerpaalwagen (4) aan te passen.
12. 12. - Vaartuig volgens conclusie 11 en conclusie 4 respectievelijk 6, daardoor gekenmerkt dat de één tweede zuiger-cilinder combinaties (16) respectievelijk de één derde zuiger-cilinder combinaties (22) zich in de ankerpaalwagen (4) bevinden.
13. 13. - Vaartuig volgens conclusie 11 of 12 en conclusie 2 of 3 daardoor gekenmerkt dat de eerste zuiger-cilinder combinatie (9) zich buiten de ankerpaalwagen (4) bevindt.
14. 14. - Vaartuig volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het een snijkopzuiger is.
15. 15. - Werkwijze voor het beperken van krachten die door een romp (7) van een vaartuig (1), als gevolg van golven, op een ankerpaal (2) worden uitgeoefend, waarbij de volgende stappen doorlopen worden: A: de kracht die door de romp (7) op de ankerpaal (2) wordt uitgeoefend of een druk die daar het gevolg van is wordt over een tijdsinterval gemeten; B: uit de gemeten waarden wordt een voorspelling gemaakt van de tijdsafhankelijke toekomstige grootte van de kracht of de druk en wordt de richting waarin de toekomstige kracht wordt uitgeoefend bepaald; C: de positie en/of oriëntatie van de romp (7) ten opzichte van de ankerpaal (2) wordt aangepast in de genoemde richting voordat een voorspelde grootte van de kracht of druk daadwerkelijk bereikt wordt.
16. 16. - Werkwijze volgens conclusie 15, daardoor gekenmerkt dat het tijdsinterval tussen 5% en 50% van de periode tussen twee golven bedraagt.
17. 17. - Werkwijze volgens conclusie 14 of 15, daardoor gekenmerkt dat hierin een vaartuig (1) volgens één van de conclusies 1 tot 12 gebruikt wordt.
18. 18. - Werkwijze voor het verwijderen van bodemmateriaal van een zeebodem, waarbij een vaartuig (1) volgens conclusie 14 wordt gebruikt, en waarbij een werkwijze volgens één van de conclusies 15 tot 17 wordt toegepast om de door de romp (7) op de ankerpaal (2) uitgeoefende kracht te beperken.