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"Engin de transport par eau"
Cette invention a pour objet un bateau articulé, c'est-à-dire un bateau constitué de deux unités séparées : une unité portant le fret et une unité motrice ; lorsque les unités sont correctement couplées ensemble, elles constituent un bateau complet, tout en conservant entre elles un certain degré d'arti- culation commandée.
De façon plus particulière, l'invention propose une
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liaison pour relier un premier bateau disposé pour pousser un deuxième bateau, par exemple un taueur et une péniche, afin que le toueur pousse la péniche. Ce type de liaison est également connu sous le nom d'accouplement de poussée entre l'unité portant le. fret et l'unité motrice d'un bateau ea deux unités; cette liaison permet un.certain mouvement articulé commandé entre les -deux unités, mais empêche le roulis et l'évitage horizontal d'une unité par rapport à l'autre unité.
Les toueurs touent habituellement les bateaux, soit que le bateau toué se trouve en avant du toueur et lui soit relié par un accouplement de poussée, soit que le bateau toué se trouve derrière le toueur, et lui soit relié par un grelin de remorquage.
Dans le premier cas, le toueur et le bateau toué sont étroitement couplés, tandis que dans le deuxième cas le bateau toué est séparé du toueur par une longueur importante. La première position rela- tive entre le toueur et le bateau toué présente des avantages substantiels sur la deuxième disposition.
Lorsque le bateau toué se trouve devant le toueur et lui est relié par un accouplement de poussée, l'on peut beaucoup mieux contrôler le bateau toué du fait que l'accouplement permet au toueur de faire tourner le bateau toué plus rapidement et d'an- gles plus aigus, le toueur pouvant, par ailleurs, arrêter rapide- ment le bateau toué et même inverser son déplacement, si nécessai- re. En outre, la combinaison du toueur et du bateau toué reliés par un accouplement de poussée est beaucoup plus compacte et per- met à l'ensemble toueur-bateau toué de manoeuvrer dans des espaces resserrés. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire que la position mutuelle du toueur et du bateau toué soit modifiée en quittant En port ou en approchant.
Lorsque le bateau toué est relié à l'arrière du toueur par un grelin de remorque, il est souvent nécessaire de raccourcir le câble de remorquage, ce qui est très long et laisse le bateau toué momentanément, sans contrôle, de sorte qu'il peut s'écarter
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de la position voulue sous l'action du vent, des courants-ou de la marée. En particulier, si la mer est grosse, le contrôle par le toueur d'une remorque reliée par câble est plus difficile, particulièrement pendant l'opération de raccourcissement du câble.
En outre, un bateau toué en arrière du toueur et relié à ce der- nier par un câble, particulièrement si le câble est long, peut encourir des-forces déclenchant une oscillation de lacet. On peut installer des talons de quille sur la remorque pour lui permettre de résister au déplacement cu au balancement, mais ces talons augmentent la résistance au déplacement vers l'avant de la remor- que. En conséquence, il est possible d'obtenir des vitesses plus élevées de l'ensemble toueur-bateau toué, lorsque ce dernier se trouve devant le toueur, et lui est relié par un accouplement de poussée. En outre, le fait de placer le bateau tous en avant du toueur le retire du sillage des hélices, qui augmente.la résis- tance à l'avancement-du bateau toué.
Ainsi, le rendement opéra- tionnel de la combinaison bateau toué-toueur, est plus grand lorsque le bateau toué se trouve en avant du toueur, et le coût de fonctionnement est abaissé.
La combinaison d'un bateau toué en avant du toueur est beaucoup plus sûre que la combinaison du toueur derrière lequel se trouve la remorque qui lui est reliée par un grelin de remorquage. En particulier, si le câble ou grelin est détendu, il peut s'engager eu, s'il traîne dans l'eau, il en résulte une résistance supplémentaire au déplacement de l'ensemble. Particu- lièreEent la nuit ou dans le brouillard, le grelin de remorquage entre le toueur et sa remorque peut ne pas être vu, et il est difficile à d'autres moments de voir le grelin de remorquage, de sorte que les bateaux qui voyagent sur un trajet sécant peuvent se trouver en danger.
Si le câble de remorquage vient à être coupé entre le toueur et la remorque, la remorque abandonnée devient immédiatement un danger de navigation. Par ailleurs, un petit
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bateau rencontrant un gros câble de remorquage peut être sérieu- sement endommagé.
Pour ces raisons et d'autres aussi, il esttrès sou- haitable que le bateau toué soit situé à l'avant du bateau toueur et étroitemet couplé avec ce dernier, mais dans cette position relative, il est essentiel que le couplage entre le toueur et .le bateau toué soit tel que le toueur puisse manoeuvrer efficace- ment la combinaison.
Dans de nombreux pays, y compris les Etats-Unis, les péniches fluviales naviguant dans une eau relativement peu agitée sont poussées par les toueurs au lieu d'être tirées par eux. En fait, on déplace de cette façon un volume extrêmement important de marchandises. Bien que l'on ait parfois tenté des opérations de poussage dans des baies, des bras de mer, et d'autres plans d'eau modérément agitée, ces opérations n'ont pas donné satisfaction, et, à un degré encore plus grand, les opéra- tions en pleine mer n'ont pas réussi. Lorsqu'ils opèrent dans des vagues et dans de l'eau .agitée, le toueur et la péniche ten- dent à se déplacer l'un par rapport à l'autre. Si le toueur et la péniche sont liés ensemble de façon à empêcher ce déplacement relatif, il en résulte des contraintes importantes sur la mécanis- me et l'équipement.
Du rait de ces contraintes, la liaison du toueur et de la péniche a, en général, 4t.é un échec. En outre, avant cette invention, on ne pouvait jusqu'ici disposer de liai- sons donnant satisfaction et autorisant en même temps le degré nécessaire de mouvement relatif, tout en imposant en même temps une certaine limitation pour permettre au toueur de propulser et de contrôler la péniche lorsqu'il se trouve en position de poussée par rapport à cette péniche.
la technique des toueurs étant ainsi connue, l'inven- tion a ici pour objet une liaison de raccordement grâce à laquelle, un toueur peut effectivement pousser une grande péniche en eau
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agitée au large, tout en permettant à la liaison de raccordement une certaine liberté de déplacement pour réduire ainsi les con- traintes encaissées par la liaison.
L'un des avantages de l'invention est qu'un toueur poussant une grande péniche peut exercer un meilleur contrôle sur la péniche en ce qui concerne l'arrêt, et permet de mieux manoeuvrer, spécialement dans des chenaux étroits et dans les ports, du fait de la liaison semi-rigide existant entre le toueur et la péniche.
L'invention présente les avantages complémentaires suivants : aucune résistance à un câble de remorquage traînant dans l'eau, du fait que le câble de remorquage a été supprimé; on peut utiliser une péniche qui offre une résistance relativement faible à l'avancement dans l'eau par comparaison aux péniches remorquées qui offrent une résistance relativement élevée à l'avan- cement dans l'eau, du fait qu'une péniche remorquée doit avoir une forme lui permettant de résister aux embardées ou aux écarts de bord à bord ; letoueur peut conserver un contrôle plus étroit de la péniche du fait de la liaison étroite entre le toueur et la péniche;
en eau agitée, le toueur est protégé des vagues, du fait que la péniche avance en avant du toueur et il en résulte que le toueur peut maintenir sa vitesse plus longtemps par mauvais temps par rapport à un toueur remorquant la péniche; il n'y a pas de risque de larguer la péniche remorquée, du fait d'un câble de remorquage souple, du fait qu'il n'y a pas de câble de remorquage; il n'est pas nécessaire de monter sur le toueur un treuil de remorquage compliqué et coûteux et un mécanisme auxiliaire, du fait qu'il n'y a pas de câble de remorquage; le temps et les efforts perdus en raccourcissant le câble de remorquage lorsqu'ou pénètre dans un port ou dans un plan d'eau restreint sont éliminés; on obtient un meilleur rendement de propulsion par la combinaison articlée toueur -péniche que dans le cas d'une péniche remorquée;
la combinaison articulée procure une sécurité et une protection plus grandes au toueur et à son équipage, particulièrement
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par mauvais temps; dans cette combinaison, on peut fournir à la péniche du courant électrique, tandis que ce serait infaisable si la péniche était remorquée derrière le toueur; on obtient des primes d'assurances plus faibles pour le fret chargé sur une pé- niche poussée; le nombre d'hommes d'équipage nécessaires est diminué de façon importante dans la combinaison péniche toueur par comparaison avec un navire unique de taille et de capacité de fret comparables, le prix est réduit par comparaison à un bateau unique de taille et de capacité de fret comparables;
il y a beau- coup plus de place pour l'emmagasinage du fret sur la péniche de la combinaison articulée que sur un bateau unique de taille com- parable dans lequel sont incorporées les deux unités d'emmagasina- ge et de propulsion, du fait que la péniche de l'ensemble articu- lé ne nécessite pas de quartier d'équipage, ni de machinerie, ni d'équipement.
De ce qui précède, c'est en conséquence un but général de la présente invention de procurer un accouplement de poussée entre un bateau toué en avant d'un toueur et ce toueur, qui puisse se déformer d'une telle manière et d'une telle valeur que le bateau toué et le toueur peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre suffisamment pour réduire de façon considérable la con- trainte s'exerçant sur l'accouplement lorsque ces bateaux sont en mer, ce qui permet ainsi au toueur de contrôler de façon appro- priée le bateau toué et de le propulser de façon efficace.
Un autre but général de cette invention est de procu- rer un accouplement de poussée pour relier étroite-ment un bateau toué et un toueur d'une façon qui soit simple, compacte et suffi- samment résibtante pour résister aux contraintes provoquées par la tendance des deux bateaux reliés à se déplacer l'un par rap- port à l'autre.
Un autre but général de l'invention est de procurer un accouplement de poussée pour relier un¯ bateau toué et un toueur
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que l'on puisse désaccoupler rapidement du bateau toué au cas où celui-ci serait endommagé ou en cas d'urgence.
L'invention, son organisation et son mode de fonction- nement seront mieux compris dans la description suivante en se reportant au dessin joint, dans lequel : la figure 1 est une vue en perspective de la combi- naison articulée toueur-péniche de cette invention ; la figure 2 est une vue partielle en plan de dessus de la combinaison toueur-péniche, certaines portions ayant été enle- vées, illustrant la liaison entre les deux unités et l'emplacement de ces deux unités lorsqu'elles sont reliées ensemble; la figure 3 est une vue en coupe transversale partiel- le selon la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe transversale à grande échelle selon la ligne 4-4 de la figure 2 ; la figure 5 est une vue en coupe transversale à grande échelle selon la ligne 5-5 de la figure 2;
la figure 6 est une vue en coupe transversale selon. la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue .en coupe transversale selon la ligne 7-7 de la figure 5; la figure 8 est une vue en coupe transversale selon la ligne 8-8 de la figure 5; la figure 9 est une vue en coupe transversele selon la ligne 9-9 de la figure 5; la figure 10 est une vue en coupe transversale selon la ligne 10-10 de la figure 5; la figure 11 est une vue en coupe transversale selon la ligne 11-11 de la figure 5; la figure 12 est une vue en perspective à grande échel- le de 1--un des tourillons ou blocs qui reçoivent l'une des broches d'accouplement;
. la ligure 13 est une vue en perspective frontale à
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grande échelle d'un dispositif d'absorption d'énergie ou d'amer- . tissement utilisé en liaison avec le tourillon de la figare 12 ; la figure 14 est une vue en coupe transversale selon la ligne 14-14 de la figure 13; la ligne la figure 15 est une vue en coupe transversale selon
15-15 de la figure 14; la figure 16 est une en coupe transversale à petite échelle le long de la ligne 16-16 de la figure 5, certaines parties ayant été retirées; la figure 17 est une vue.en coupe transversale à petite échelle le long de la ligne 17-17 de la figure 5, certaines portions ayant été retirées;
la figure 18 est une vue en élévation en coupe trans- : versale montrant une autre réalisation de la liaison par;broches entre le toueur et la péniche, certaines portions ayant été reti- rées ; rées; la figure 19 est une vue en élévation en coupe trans- versale d'une autre réalisation de la liaison par brccges entre le toueur et la péniche, certaines parties ayant été retirées; la figure 20 est une vue en coupe transversale à grande échelle de l'une des broches de liaison entre le toueur et la péniche de cette invention ; et la figure 21 est une vue en élévation en coupe trans- versale contrant une autre réalisation du tourillon ou du bloc utilisé dans la disposition de la figure 18.
Dans cette invention, l'unité portant le fret de l'ensemble des deux unités toueur-péniche, présente une encoche dans la poupe dans laquelle vient se loger la proue de l'unité motrice et dans laquelle celle-ci est reliée à la péniche par l'accouplement de poussée selon l'invention. Cet accouplement de poussée comporte deux broches cylindriques commandées essen- tiellement horizontales, qui peuvent être déplacées de leurs
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logements situés à l'intérieur de la proue du toueur peur coopé- rer cvec des blocs ou tourillcns réglables spécialement conçus montés sur les faces intérieures des branches de poupe de l'en- coche de la péniche.
On se réfère maintenant au dessin plus en détail, et en particulier à la figure 1 : la combinaison articulée toueur- < péniche de cette invention y est représentée en perspective et est référencée de façon générale en 10. Le toueur 12 de la com- binaison a une portion de poupe 14 et une portion de proue 16.
La grande péniche de haute mer 18 de la combinaison présente une encoche ou cavité 20 dans sa portion de poupe 22, une paire 24 et 26 d'ailerons de poupe s'étendant vers l'arrière, et a une proue (non représentée) de navire hauturier, qui lui donne des avantages substantiels par rapport aux autres types de péniches de pleine mer. La péniche 18 représentée sur la figure 1 est agencée pour recevoir du fret 28 en conteneurs, mais peut égale- ment être agencée pour recevoir d'autres types de fret ou des conteneurs chargés de fret comme les autres petites péniches. La combinaison est supposée se déplacer dans l'eau 30 dans la direc- tion de la flèche 32, le toueur 12 poussant la péniche 18 par l'intermédiaire de l'accouplement de poussée de l'invention.
Le toueur 12 est dessiné de telle sorte que l'habitacle du pilote 34 se trouve à une hauteur suffisante au-dessus du pont 36 pour que la vue à partir de l'habitacle du pilote soit dégagée au- dessus du fret empilé dans les conteneurs 28 sur la péniche 18.
Si on le désire, la combinaison articulée et reliée par broches de cette invention peut être commandée à partir d'un habitacle, ou même d'un habitacle élevé (non représenté) à l'avant de la péniche, pour accroître ainsi la sécurité et la fiabilité de l'ensemble. Ce type de commande à l'avant est particulièrement utile dans les zones resserrées, par exemple lorsque le bateau articulé traverse des rivières, des lacs, des affluents intérieurs et analogues, ou lorsqu'il se trouve dans des ports et dans des
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La combinaison articulée péniche-toueur de cette invention est assemblée par une paire de dispositifs de liaison
38 et 40, l'une d'elle 38 se trouvant sur le côté bâbord du toueur
12, et l'intérieur du côté bâbord de l'encoche 20 dans la péniche
18, et l'autre, 40,
se trouvant sur le côté tribord du toueur et sur l'intérieur du côté tribord-de l'encoche 20 de la péniche.
Lorsque la combinaison articulée est correctement accouplée par les accouplements 38 et 40, la portion de proue 16 du toueur 12 se loge dans l'encoche 20 de la portion de poupe 22 de la péniche
18, mais ne 'vient pas cogner ou toucher cette portion, laissant un petit intervalle ou ouverture 42 entre les deux unités, comme on le voit sur la figure 2. L'encoche 20 de la péniche est ainsi formée et réalisée qu'elle permet à la péniche d'être poussée par tout type standard de toueur, de façon classique, si besoin est ou si on le désire.
L'accouplement 38 comporte une broche cylindrique coulissant dans les deux sens 44, à l'intérieur du côté bâbord du toueur et un logement correspondant 46 construit dans la paroi intérieure côté bâbord 48 de l'encoche 20 de la poupe de la pé- niche. La broche coulissante 44 peut sortir du toueur pour coopé- rer avec le mécanisme de réception dans le logement 46 de la pé- niche afin de relier ce côté du toueur au côté correspondant de la péniche. De façon similaire, l'accouplement 40 comporte une broche cylindrique coulissant dans les deux sens 50, dans le côté tribord du toueur et un logement correspondant 52 dans la paroi intérieure côté tribord 54 de l'encoche 20 de la portion de poupe 22 de la péniche.
De mère, la broche coulissante 50 peut sortir du toueur pour coopérer avec l'intérieur du logement 52, reliant ainsi le côté tribord du toueur au côté correspondant de la pé- niche. Les deux broches 44 et 50 peuvent être retirées de leur position de coopération avec l'intérieur des mécanismes récepteurs correspondants 46 et 52 pour séparer le toueur 12 de la péniche 18.
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Une boursouflure ou renflement 56 est formée sur le côté bâbord du toueur 12 autour de la broche 44 pour servir de surface de renforcement coopérant avec un bourrelet renflé simi- laire 58 formé autour de l'avant ouverc 59 du logement 46 de la paroi 48 de la péniche 18.
De façon analogue, une boursouflure ou renflement 60 est prévue sur le côté tribord du toueur 12 au- tour de la broche coulissante 50 pour servir de surface de renfor- cement correspondant à un bourrelet renflé analogue 62 formé au - voisinage immédiat de l'ouverture de.-.réception 63 dans le logement 52 sur la paroi latérale interne 54 de la péniche 18. Lorsque le toueur 12 est correctement accouplé et relié à la péniche 18, il existe entre les deux surfaces correspondantes telles que 56 et 58, et 60 et 62, un très petit jeu, généralement de l'ordre de
1,2 cm. Les côtés plats des bourrelets ou des surfaces correspon- dantes 56 et 58, et 60 et 62 entre le toueur et la péniche sont maintenus lubrifiés par une graisse appropriée sous pression,
pour éliminer l'usure à ces endroits. Les jeux limités entre les surfaces correspondantes du toueur et de la péniche empêchent toute concentration excessive d'effort dans les broches 44 et 50, et dans les logements 46 et 52 de l'accouplement articulé entre le toueur et la péniche.
Lorsque le toueur 12 est correctement accouplé ou relié à la péniche 18 par l'accouplement de poussée de cette in- vention, les deux unités ne sont pas complètement rigides l'une par rapport à l'autre, mais peuvent se déplacer d'une façon limitée l'une par rapport à l'autre, comme on le voit sur la fi- gure 3. Lorsqu'il est accouplé à la péniche 18, le toueur 12 peut tourner autour des broches de liaison 44 et 50 dans le sens des flèches 64 et 66. En outre, le toueur peut se déplacer de façon linitée par rapport à la péniche dans le sens vertical, comme il est indiqué par les flèches 68 et 70 de la figure 3, ce mouvement étant expliqué plus en détail ci-après.
Ces dépla- cements relatifs limités entre la péniche et le toueur permettent
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à la combinaison de nanoeuvrer en sécurité sur un plan d'eau soumis à l'action des vagues, tel que la pleine mer, tout en per- mettant en même temps au toueur de propulser de façon efficace la péniche de haute mer à travers l'eau avec un degré élevé de sécu- rité pour le toueur et son équipage et en permettant de contrôler et de manoeuvrer de façon précise la péniche elle-même.
Les ailerons de poupe 24 et 26 de la péniche sont construits pour descendre profondément dans l'eau, comme on le voit sur la figure 3 par la référence 72 indiquant le fond de l'aileron de poupe 24. Les ailerons de poupe 24 et 26 sont,cons- truits pour procurer à la péniche une stabilité et un contrôle directionnels et pour protéger le toueur 12 et son équipage par grosse mer en procurant une rade abritée 74 au toueur lorsque les broches sont assemblées.
Lorsque l'on désire ou lorsqu'il devient; nécessaire de remorquer la péniche par un câble de remorquage derrière le toueur, les ailerons de poupe 24 et 26 procurent à la péniche une stabilité directionnelle sans l'utilisation de talons de quille additionnels nécessaires dans les autres types de péniches de haute mer, ce qui permet de stabiliser la péniche sans augmenter la résistance au déplacement vers l'avant de la péniche dans 3'eau, comme c'est le cas avec les talons de quille habituels. Les profonds ailerons de poupe 2 et 26 procurent en outre une zone abritée 74 où l'on peut charger de plus petites péniches (non représent4es) sur la grande péniche 18, lorsque celle-ci est ancrée dans une rade ou une baie, le toueur en étant séparé.
Le chargement des plus petites péniches depuis la zone abritée 74 sur la grande péaice 18 peut s'effectuer par une grande grue mobile (non représentée) montée sur le pont 76 de la péniche et pouvant se déplacer sur les silerone de poupe 24 et 26 en dehors et au-dessus de la zone abritée 74, les péniches plus petites pouvant être soulevées de cette zone par la grue et pla- cées dans la cale ou sur le pont de la grande péniche 18.
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Comme dans les autres péniches connues jusqu'ici, la coque 78 de la péniche 18 s'incline vers le haut au voisinage de l'encoche 20, de sorte que, lorsque la péniche 18 est poussée vers l'avant 32, il se forme à l'intérieur de l'encoche 20 un mouvement d'eau uniforme et de grande vitesse qui coopère avec le toueur 12 pour augmenter le rendement de propulsion de la combi- naison articulée des deux unités. Les ailerons de poupe 24 et
26 de la péniche procurent également une extrême stabilité direc- tionnelle au sillage de la péniche, dont l'effet est d'augmenter considérablement le rendement des hélices du toueur en produi- sant un sillage stabilisé plus unifié.
L'accouplement de poussée entre le toueur et la péni- che est représenté en détail sur la figure 4 ; on y voit la portion de proue 16 du toueur 12 avec la coque 80, la cloison 82, le pont 84 et d'autres éléments de support, d'entretoisement et de renforcement tels que 86, 88, 90 et 92. Les broches coulis- santes 44 et 50 sont représentées dans leur position sortie coo- pérant avec leur logement respectif 46 et 52 à l'intérieur des parois internes respectives 48 et 54 de l'encoche de la péniche.
Les. broches de .-liaison mobiles 44 et 50 sont contenues à l'inté- rieur d'un logement 94 dans la portion de proue du toueur et peu- vent s'y rétracter complètement. Chaque extrémité du logement 94 est équipée de moyens tels que, lorsque les broches 44 et 50 sont complètement rétractées à l'intérieur du logement, les extrémités de celui-ci peuvent être étanchées pour empêcher l'eau d'y péné- trer. Lorsque les broches 44 et 50 sont rétractées dans le loge- ment 94 et que les extrémités de celui-ci sont étanchées, les flancs du toueur deviennent lisses et 1*où peut utiliser le toueur 12 de la façon classique sans qu'il soit nécessité de réglages spéciaux et sans accessoires débordants.
Chaque broche 44 et 50 est en acier inoxydable ou en acier revêtu de chrome, pour mieux résister aux intempéries et à l'eau 'salée auxquelles elles sont exposées en service. Les b=uches 44 et 50 s'ajustent à l'inté-
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rieur de manchons 96 et 98 respectivement situés à l'intérieur du logement 94, ces manchons étant en acier inoxydable ou plaqué chno- me. Chacune des broches sort ou est rétractée par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique, lequel est à son tour commandé de l'habi- tacle 34, de sorte que les broches peuvent être sorties et ren- trées automatiquement depuis l'habitacle, en quelques secondes.
Le vérin hydraulique 100 commande le mouvement de la broche 44, et le vérin 102 actionne la broche 50. Le logement 94 est pourvu d'une ouverture d'accès 104 et d'une fermeture 106 de cette ouver- ture, de sorte qu'on peut accéder aux vérins hydrauliques et aux mécanismes hydrauliques situés à l'intérieur du logement.
Le déplacement de la broche coulissante 44 est comman- dé par son vérin hydraulique 100, qui est monté dans le bloc 108 à l'intérieur du logement 94, voir figure 20. Le piston 110 du vérin hydraulique 100 est relié à la broche coulissante 44 par l'intermédiaire d'une tige de piston 112 et d'une tige de liaison 114. la broche 44 est sortie en mettant sous pression la canali- sation hydraulique 116 raccordée au vérin hydraulique 100 par l'intermédiaire d'un orifice 118 dans la paroi du cylindre et la broche est rétractée en mettant sous pression la canalisation hy- draulique 120 raccordée au vérin par l'orifice 122 dans sa paroi.
De même, la broche mobile 50 peut être contrôlée par son vérin hydraulique 102 ayant un piston 124 relié à la broche par l'inter- médiaire d'une tige de piston et d'une tige de raccordement. Le déplacement de la broche 50 est commandé par les canalisations hydrauliques 126 et 128.
Lorsqu'elle est sortie, la broche 44 pénètre dans une ouverture circulaire 130 à l'intérieur d'un tourillon ou bloc de réception 132 à l'intérieur d'un logement 46 de la péniche 18.
A l'intérieur de l'ouverture 130 sa trouve un fourreau ou revête- ment interne 134 en caoutchouc dur, téflon, nylon, autre plastique dur ou autre matériau dur analogue pour permettre à la brcche, la- quelle ne tourne pas par rapport au toueur, de se déplacer et de
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tourner librement à l'intérieur de l'ouverture 130, permettant ainsi une rotation libre dans un plan vertical entre la péniche et le toueur. Le caoutchouc ou plastique dur 134 est maintenu lubrifié par l'eau salée à laquelle il est continuellement exposé, permettant ainsi à la broche 44 de se déplacer et de tourner li- brement à l'intérieur de l'ouverture 130.
Le tourillon ou bloc de réception 132 est monté à l'intérieur d'un coulisseau, d'une cage ou d'un logement 136, qui peut également se déplacer dans le sens vertical à l'intérieur d'un élément ou logement en U 46 pour autoriser les variations extrêmes du tirant d'eau de la péniche lorsque cette dernière est lourdement chargée. La cage 136 peut être réglée pour per- mettre à la combinaison articulée de recevoir toute charge et d'accepter toute variation de tirant d'eau. Le tourillon 132 peut se déplacer dans le sens vertical à l'intérieur du coulis- seau ou de la cage 136 pour permettre un déplacement vertical relatif entre le toueur 12 et la péniche 18.
Lorsque la combi- naison se déplace sur un plan d'eau soumis à l'action des vagues, le tourillon à l'intérieur duquel a pénétré la broche du toueur se déplace d'un mouvement oscillant. Le Gouvernent oscillant est quelque peu limité ou amorti par les éléments d'absorption d'éner- gie en caoutchouc 138 situas au-dessus et en dessous du tourillon coulissant 132. Bien que dans la réalisation représentée on uti- lise deux tels éléments d'absorption d'énergie en caoutchouc, à la fois au-dessus et en dessous du tourillon 132, on peut en uti- liser plus ou moins si on le désire.
Lorsqu'on utilise deux élé- ments ou plus, comme dans la réalisation représentée, un guide 140 raccordé au sommet du tourillon traverse le centre des éléments d'absorption d'énergie 138 pour les maintenir alignés, et un guide analogue 142 raccordé au bas du tourillon 132 fonctionne de façon analogue en coopérant avec les éléments d'absorption d'énergie 138 en dessous du tourillon. Comme il a été antérieurement mentionné, le logement 46 qui confient la cage ou coulisseau 136
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et ses éléments internes, y compris le tourillon 132. est contenu et monté dans la paroi bâbord intérieure 48 de l'encoche 20 et juste au-dessus de la coque 78.
Il est bien entendu que le loge- ment 46 est étanche par rapport au reste de la péniche, pour em- pêcher des fuites d'eau à travers le logement jusque dans la péni- che.
Lorsque la broche mob -50 est sortie, elle pénètre à l'intérieur d'une ouverture circulaire 144 dans le tourillon 146, qui est revêtu intérieurement d'un revêtement 148 de caoutchouc ou de plastique. Le tourillon 146 peut se déplacer dans le sens vertical à 1'intérieur d'un coulisseau ou cage 150 qui est monté à l'intérieur du logement 52. Le mouvement vertical oscillant du tourillon 146 peut être absorbé ou amorti par les éléments d'absorption d'énergie en caoutchouc 152 situés à l'intérieur de la case 150, à la fois au-dessus et au-dessous du tourillon.
Lorsqu'on utilise plus d'un élément d'absorption d'énergie en caoutchouc, soit au-dessus, soit au-dessous du tourillon, on pré- voit un guide s'étendant à travers le centre des éléments d'absorp- tion d'énergie pour les maintenir alignés, par exemple le guide 154 fixé sur le sommet du tourillon 146 et le guide 156 fixé sur le dessous de ce'tourillon.
Lorsque la péniche et le toueur du bateau articulé de cette invention sont correctement accouplés ensemble, les bourre- lets 56 et 58 d'une part, 60 et 62 d'autre part, sont souvent en contact frottant, en conséquence une lubrification forcée est maintenue entre ces bourrelets lisses à bord profilé en utilisant une graisse épaisse appropriée.
Le logement 52, contenant la cage 150 à l'intérieur de laçuelle se trouve le tourillon 146 et les éléments d'absorp- tion d'énergie 152, est monté et contenu de façon étanche à l'in- térieur de la paroi intérieure tribord 54 de l'encoche 20, juste ' au-dessus de la coque 78, de façon à empêcher l'eau de mer de
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pénétrer dans la péniche 18 en passant dans le logemeut 52 et ea
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le traversamta --
La figure 5 montre le logement 46 monté entre le pont supérieur 76 de la péniche et sa coque 78. en utilisant des élé-
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ments appropriés- de .support et d'entretoeisement tels que 15µ; 160 et 162.
Comme il a été coté an4---Arieurement, le bloc de r ce.t.i.r ou tourillon 132 peut se déplacer dans un sens vertical à l'inté-
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rieur du coulisseau ou cage 136, et le coulisgeau 136. avec tout ce qu'il confient peut se déplacer dans un sens vertical 'à. T.* in- térieur du logement 46 pour tenir compte des variations extrêmes du tirant d'eau de la péniche lorsqu'elle est lourdement charge, par exemple avec un minerai métallique. Le coulisseau est régla- ble vers le haut et vers le bas à l'intérieur du logement 46 grâce à un mécanisme hydraulique 164 contenu à l'intérieur du lo- gement 46 et monté sur la face inférieure de son sommet, et relié en outre au sommet de la cage 136.
Le mécanisme hydraulique 164 comporte un vérin hydraulique 166 fixé à la face inférieure du
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sommet du logement 46 e.t -au .pont .26 -par- de. l3¯ col- lerette 1G8 au moyen de boulons 170. Un piston hydraulique est contenu à l'intérieur du cylindre de vérin 166 et une tige de piston 174 est reliée à ce p+é%à, cê.tt;. t1. 171i>ê'titrPt fixée- an sommet de la cage 136 pa.1'¯l tm4d'1cri-re d co:11e:r-e't }''?.6¯ au moyen de coulons 178 (vG2-r--fiF>re 6).- On .sor.3èv la cage 136 à l'intérieur du logement z 6 utilisant., la canalî--et:Loa hydrate- lique 180, et on l'abaisse e,,i.in la canalisation hydrau- lique 182.
Bien que le mécanisme 16fl utilisé ici.pour monter et descendre le coulisseau ou cage 136 à l'intérieur dn .logement 46 soit un dispositif hydraulique, en- ¯peut êgalemest utiliaEer d'au- tres types de dispositifs pour déplacer le coulisseau 136, par exemple un dispositif de-vérin à vis.
En se référant à nouveau en détail à la figure 5,'le
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bloe de réception ou iourillon 132. peut se déplacer danis,. le sens -,--+àlàé-à - - 1,." ##* ¯ .¯.,..;,.,.. .,apy.. ;,e .".a= ---.# <I- - - ¯..r.
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vertical à l'intérieur du coulisseau 136 et, lorsque la combinai- son articulée traverse un plan d'eau soumis à l'action des vogues, du coulisseau.
le tourillon 132 tend à osciller verticalement à l'intérieur
Les oscillations du tourillon 132 sont amorties, réduites ou quel- que peu minimisées par l'emploi d'éléments d'absorption d'énergie, tels que les éléments d'absorption d'énergie 136 en caoupchoue employés au-dessus et en dessous du tourillon 132 dans la réalisa- t'ion de l'invention représentée sur la figure 5. Four amortir ou limiter davantage le déplacement vertical du tourillon 132, un dispositif de précontrainte ou d'amortissement 184 est prévu à l'intérieur de la portion supérieure de la cage 156 et y est fixé.
En utilisant le dispositif de précontrainte 184, on peut comprimer les éléments d'absorption d'énergie 138, entre le fond
186 du coulisseau 136 et le mécanisme de précontrainte 184, ré- duisant ainsi leur résilience pour limiter davantage le déplace- ment oscillant vertical du tourillon 132 à l'intérieur du coulis- seau 136.
Le mécanisme de précontrainte 184 comporte un cylindre hydraulique 186 dont l'extrémité supérieure est fixée à une tra- verse en H 188 s'étendant entre les parois latérales de la cage 136 (voir figure 7). Le cylindre hydraulique 186 est équipé d'un piston 1.90 auquel est fixée l'une des extrémités de la tige de piston 192, dont l'autre extrémité est fixée à une chape 194 si- tuée sur le dessus d'un bloc de mise en pression 196 par l'inter- médiaire d'une broche 198 (voir en particulier la figure 8).
Les éléments d'absorption d'énergie en caoutchouc 138 sont précon- traints en mettant sous pression la canalisation hydraulique 200, et sont libérés en mettant sous pression la canalisation hydrau- lique 202. Le mécanisme de précontrainte peut être autre qu'un système hydraulique, par exemple un dispositif du type vérin à vis peut être employé à sa place.
Le bloc de précontrainte 196 peut se déplacer dans un sens vertical à l'intérieur des limites du coulisseau 136 pour
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mettre en pression ou précontrsindre les éléments d'absorption d'énergie en caoutchouc 155 employés au-dessus et au-dessous du tourillon 132. Le bloc 196 est lubrifié et se déplace entre les parois latérales 204 et 206 de la cage 136 et entre les portions de paroi frontale 208 et 210 et les portions de paroi arrière 212 et 214, comme on le voit plus clairement -sur la figure 8.
Le tourillon ou bloc de réception de la broche de raccordement 132 est lubrifié pour coulisser verticalement entre les parois 204 et 206 du coulisseau ou cage 136 et est en outre équipé avec des bandes ou plaques d'usure remplaçables 216 et 218 sur ses extrémités de contact. Les plaques d'usure 216 et 218 sont agencées pour être facilement remplacées lorsque le mouvement relatif du tourillon 132 et des faces internes du coulisseau 136 et le frottement qui s'exerce sur ces pièces une suffisamment les plaques 216 et 216 pour créer un jeu inacceptable entre le bloc et le coulisseau.
Le guide décrit antérieurement 140 fixé sur le dessus du tourillon 132 et s'en étendant vers le haut par le centre des éléments d'absorption d'énergie 138 (voir figures 5 et 9) est construis de telle sorte qu'il peut être rétracté télescopiquement sur lui-même au cas où on désire précontraindre ou amortir les unités d'absorption d'énergie 138, en utilisant le mécanisme 184, jusqu'au point où la hauteur du guide 140 est supérieure à la hauteur des éléments d'absorption d'énergie au-dessus du touril- lon.
Le guide 142 fixé à la surface intérieure du tourillon 132 et s'en étendant vers l'extérieur est construit de façon analogue, de telle sorte qu'il puisse être rétracté télescopiquement sur lui-même au cas où sa dimension est plus grande que la dimension comprimée des unités d'absorption d'énergie 138 en dessous du tourillon 132.
On se réfère maintenant particulièrement aux figures 13, 14 et 15; chaque élément d'absorption d'énergie 138 utilisé en
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oombinaison avec le tourillon coulissant 132 de cette invention est constitué de quatre quartiers unitaires de caoutchouc dur, 220, 222,224 et 226, qui sont maintenus sous une forme circulaire présentant un centre creux 228 grâce à un capuchon métallique ,supérieur 230 inférieur 232. métallique supérieur 230 et un capu- chon métallique inférieur 232.
L'élément d'absorption d'énergie en caoutchouc 138 peut se déformer ou se comprimer dans le sens vertical depuis sa position détendue 234 représentée en trait plein sur la figure 15 jusqu'à un état comprimé 236 représenté en trait mixte sur la figure 15. En se déplaçant depuis la position détendue 234 jusqu'à la position comprimée 236, l'élément d'ab- sorption d'énergie 138 absorbera ou amortira le déplacement du tourillon 132 situé soit au-dessus, soit au-dessous, de l'élément d'absorption d'énergie 138, Si les éléments 138 ont été précon- traints, déformés ou comprimés, un déplacement plus grsnd du tourillon coulissant 132 sera nécessaire pour comprimer ou défor- mer davantage les éléments 138; ainsi, une des élé ments 138;
ainsi, une précontrainte des éléments 138 amortit et limite davantage le déplacement vertical du tourillon coulissant 132. On peut utiliser les éléments d'absorption d'énergie 138, soit par un, par deux ou par trois, au-dessus et au-dessous du bloc récepteur 132, an fonction des specifications particulières de la combinaison articulée péniche-toueur. Bien que les éléments d'absorption d'énergie 138 représentés dans la réalisation de l'invention soient ici en caoutchouc dur, on peut utiliser d'au- tres moyens d'absorption d'énergie ou d'autres moyens élastiques, par exemple de forts ressorts de compression ou des éléments hy- drauliques d'absorption d'énergie.
En outre, il n'est pas néces- ¯aire que les 41émente d'absorption d'énergie en caoutchouc 138 représentés en détail sur les figures 13 à 15 soient circulaires, mais ils peuvent être de toute attre forme.
Le bloc ou tourillon 132 recevant la broche de liai- son préseute un évidement approprié 238 sur sa surface supérieure 240, pour lever le disque inférieur 232 de l'élément d'absorp- ,
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tion d'énergie 138, de sorte que, entre la combinaison du guide
140 et de l'évidement 238, l'élément d'absorption d'énergie est correctement positionné et maintenu sur la surface supérieure du tourillon coulissant 132. Un évidement analogue 242 est formé sur la surface inférieure 244 du bloc 132 pour un but identique.
Parfois, lorsque l'on désire qu'il n'y ait pas de mouvement vertical relatif entre la péniche et le toueur de la combinaison articulée de l'invention, le tourillon coulissant ou bloc recevant la broche 132 peut être verrouillé dans le cou- lisseau ou cage 136 pour l'empêcher de se déplacer verticalement à l'intérieur. Ceci'.peut arriver lorsque la péniche et le toueur naviguent sur des plans d'eau relativement calme, tels qu'oa peut les rencontrer dans les lacs, les rivières, les voies navi- gables et les ports. Pour empêcher le tourillon coulissant 132 d'osciller ou de se déplacer verticalement dans le coulisseau ou cage 136, on prévoit des mécanismes de verrouillage hydrauliques 246 et 248, comme on le voit plus clairement sur les figures 5 et 11, respectivement fixés et montés sur les côtés 204 et 206 de la cage ou coulisseau 136.
Les mécanismes de verrouillage 246 et 248 peuvent se déplacer avec le coulisseau 136 et s'étendent respectivement à travers des ouvertures 250 et 252 ménagées dans les côtés du logement 46, ces ouvertures étant prévues pour permettre à ces mécanismes de verrouillage de se déplacer verti- calement vers le haut ou vers le bas avec le coulisseau 136 lorsque celui-ci se déplace. Le mécanisme de verrouillage 246 comporte une broche de verrouillage 254 qui peut sortir du méca- nisme et pénétrer dans une ouverture appropriée 256 prévue sur une extrémité du bloc récepteur 132 pour bloquer ce dernier pas rapport au coulisseau 136; cette broche 254 peut complètement se rétractre à l'intérieur dù mécanisme 246, de façon à libérer le tourillon coulissant 132 du coùlisseau 136.
Le mécanisme de verrouillage hydraulique 246 est actionné par l'intermédiaire des
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¯canalisations hydrauliques 258 et 260. De façon analogue, le mé- canisme de verrouillage hydraulique 248 comprend une vis de ver- rouillage 262 qui peut sortir du mécanisme pour pénétrer dans une ouverture de verrouillage 264 dans l'extrémité opposée du touril- lon 152 pour bloquer ce dernier par rapport au coulisseau 136; la broche de verrouillage 262 peut se rétracter complètement à l'intérieur du mécanisme 248 pour libérer le tourillon de sa po- sition bloquée.
Des canalisations hydrauliques 266 et 268 sont prévues pour actionner le mécanisme de verrouillage 248, On voit ainsi que.la liaison articulée à broches peut être, soit un sys- tème statique avec le tourillon bloqué en position, ou un système dynamique utilisant des éléments d'absorption d'énergie.
Comme il a été expliqué précédemment, le coulisseau ou cage 136 peut être réglé verticalement en direction du haut ou en direction du bas dans le logement 46 pour tenir compte des variations extrêmes du tirant d'eau de la péniche que l'on peut rencontrer lors du chargement et du déchargement de la péniche avec un minerai métallique. En se référant maintenant aux figures 5, 16 et 17, le coulisseau 136 peut se déplacer et se régler dans le logement 46 depuis une position infériet@e représentée par la référence 270, jusqu'à une position supérieure référencée 272 sur la figure 17. Un mécanisme de réglage hydraulique 164 et sa tige ¯de piston 174 fixée au sommet de la cage permet de déplacer et de régler la cage 136.
Dans la réalisation de l'invention représentée sur les figures 5, 16 et 17, le coulisseau 136 se déplace verticalement à l'intérieur du logement 46 en contact métal sur métal avec les parois latérales du logements lesquelles sont maintenues à l'état lubrifié par une graisse appropriée. Il est également envisagé dans cette invention que la cage 136 puisse se déplacer verticale- ment à l'intérieur du logement sur des roulements montés dans les parois latérales du logement 46.
Dès que la péniche 18 est chargée ou déchargée, le
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coulisseau ou cage 136 est réglé de façon appropriée pour le ti- rant d'eau donné de la péniche, compte tenu de ses conditions de chargement, grâce au mécanisme hydraulique de réglage 164, et le coulisseau 136 est alors bloqué dans la position appropriée ainsi réglée par les mécanismes de verrouillage hydrauliques 274 et 276 (voir figure 10), montés dans les côtés du logement 46.
Chacun des mécanismes de verrouillage 274 et 276 a une broche de verrouil- lage 278 et 280, respectivement, qui peut être complètement ré- tractée à l'intérieur du mécanisme de verrouillage pour libérer le coulisseau ou cage 136, et qui peut être sortie du mécanisme de verrouillage pour traverser des ouvertures appropriées, telles que 282, 284, 286 et 288 (voir figures 16 et 17) pour bloquer le coulisseau ou cage mobile 136 par rapport au logement 46.
Le déplacement de la broche de verrouillage 278 à l'intérieur du mécanisme de verrouillage 274 est commandé par les canalisations hydrauliques 290 et 292, et le déplacement de la broche 280 dans le mécanisme 276 est commandé par les canalisations hydrau- liques 294 et 296. Bien que l'on n'ait prévu qu'une série de quatre trous 282, 284, 286 et 288 pour bloquer sélectivement le coulisseau 136 à diverses positions par rapport au logement 46, on peut en prévoir plus ou moins selon ce qui est nécessité par la combinaison articulée particulière peniche-toueur.
La figure 18 montre maintenant une autre réalisation de l'invention, dans une vue analogue à celle représentée sur la figure 5. Dans cette figure, un tourillon ou bloc coulissant 298, ayant des plaques d'usure remplaçables 299 et 301, est mobi- le dans un logement 300 dans le sens vertical vers le haut 302, et dans le sens vertical vers le bas 304. Le bloc ou tourillon 298 est pourvu d'une ouverture 306 pour recevoir une broche de liaison 308 provenant du toueur. Le bloc 298 est mobile entre les parois latérales 310 et 312, des portions de la paroi frontale 314 et 316 et la paroi arrière 318 du logement 300.
Dans cet agencement, le bloc ou tourillon 298 peut être fixé et rester
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fixé par rapport au legement 300, sauf pour le réglage initial pour tenir compte du tirant d'eau de la péniche par rapport à celui du toueur. Une fois effectué le réglage initial dans le sens vertical 302 ou 30a, le tourillon 298 est bloqué en. posi- tion à l'intérieur du logèrent 500 Le réglage ou déplacement vertical du tourillon 298 dans le logement 300 peut être effec- tué par des dispositifs Sels qu'un canisme hydraulique, un vérin à vis, ou un agencement de treuil et de câble.
Une fois réglé, le tourillon 298 est bloqué par un mécanisme de blocage hydraulique tel que 320 et 322, qui comporte des broches de verrouillage 324 et 326 pouvant pénétrer dans des ouvertures appropriées 328 et 330 dans les extrémités du bloc ou tourillon 296. On prévoit en outre des mécanismes de verrouilage hydrau- liques tels que 532 et 334, et également 3j6 et 338, pour bloquer de la même façon le tourillon coulissant 298 dans sa position réglée, que cette position soit opposée ou au voisinage de ces mécanismes de verrouillage additionnels 332 à 338.
Si ni-ces- saire, ou si on le désire, on peut prévoir un mécanisme de ver- rouillage supplémentaire analogue sur les cotés 310 et 312 du logement 300,au cas où l'exigerait la conception et la disposi- tion particulières de toute combinaison articulée donnée péniche- toueur. La disposition de tourillon ou de bloc fixe, telle qu'elle est représentée sur la figure 18, convient particulière- ment à une combinaison articulée p4niche-toueur qui doit voyager sur des eaux où l'action des vagues est légère ou très limitée, comme par exemple sur les rivières, les lacs, dans les ports et dans certaines baies.
Une autre réalisation de l'invention est représentée sur la figure 19. En se référant maintenant à cette figure, le tourillon ou bloc 340 comportant des plaques d'usure remplaçables 341 et 343, peut se déplacer à l'intérieur d'un logement 342.
Le logement 342 comporte des parois latérales 344 et 346, des
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sections partielles de parois frontales 348 et 350 et une proi arrière 352. Le tourillon 340 est pourvu d'une ouverture circu- laire 354 pour recevoir de façon appropriés une broche de liaison
356 provenant de la péniche. Le tourillon 340 peut être bloqué par rapport au logement 342 au mayen de mécanismes de verrouillage hydrauliques 358 et 360 contés respectivement sur les parois laté- rales 344 et 346 du legement 342.
Chacun des mécanismes de verrouillage 358 et 360 est respectivement pourvu d'une broche de verrouillage 362 et 364, qui peut sortir de son cylindre respectif pour pénétrer dans des ouvertures respectives appropriées 366 et 368 dans les extrémités du tourillon coulissant 340,blo- quant ainsi ce tourillon à l'intérieur du logement 342. Les broches de verrouillage j62 et 364 peuvent se rétracter à l'inté- rieur de leur mécanisme de verrouillage respectif, 358 et 360, pour libérer le tourillon coulissant 340 par rapport au logement
342. de sorte que le tourillon peut osciller verticalement vers le haut et vers le bas à l'intérieur du logement 342.
Le mouvement oscillant du tourillon 340 provoqué par le mouvement relatif entre le toueur et la péniche est amorti ou limité par des éléments d'absorption d'énergie en caoutchouc 370 et 372, dont l'un est- situé au-dessus et l'autre est situé en dessous du tourillon 340.
Les éléments d'absorption d'énergie en caoutchouc 370 et 372 sont analogues à l'élément d'absorption d'énergie 138 représenté sur les figures 13 à 15 et décrit précédemment. Bien que l'on puisse utiliser seulement un seul élément d'absorption d'énergie au-dessus et en dessous du tourillon 340 dans la disposition de la figure 17, on peut en employer davantage si on le désire. Le mouvement oscillant du tourillon coulissant 340 à l'intérieur du logement 342 peut être, en outre, limité ou amorti par des éléments pré- contraints d'absorption d'énergie 370 et 372. en employant le mécanisme hydraulique de précontrainte 374 monté sur la partie supérieure du logement j42 et en contact avec le sommet de l'élé- ment d'absorption d'énergie 370.
Le mécanisme hydraulique de
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précontrainte 374 comporte un cylindre hydraulique 376 monté sur une traverse en 2 378, dans la portion supérieure du logement
542. A l'Intérieur du cylindre 376 se trouve un piston hydrauli- que, relié à une tige de piston 380, qui est reliée à une chape 382 sur le sommet d'un bloc de précontrainte 384, par l'intermé- diaire d'une broche de liaison 386. Le bloc de précontrainte 384 est déplacé vers le haut et vers le bas à l'intérieur du lo- gement 342 en actionnant le mécanisme hydraulique 374 par ses ca- nalisations hydrauliques 388 et 390.
Lorsque les éléments d'absorption d'énergie 370 et 372 sont précontraints par le méca- nisme hydraulique de précontrainte 374, ils sont quelque peu déformés, comme il est représenté en trait mixte 236 sur la figure 14. Les éléments d'absorption d'énergie 370 et 372 peu- vent être autre chose que les éléments en caoutchouc considérés précédemment; on peut utiliser d'autres types d'éléments d'absorp- tion d'énergie, y compris des ressorts hélicoïdaux et des mécanis- mes hydrauliques. On peut également remplacer le dispositif hy- draulique de précontrainte par d'autres dispositifs de précon- traintes, tels qu'un vérin à vis.
La configuration et la disposition représentées sur la figure 19, c'est-à-dire le tourillon 340 étant soit fixe, soit libre d'osciller entre des éléments d'absorption d'énergie, peuvent être utiliséesdans toutes les combinaisons articulées péniche- toueur, la seule exception étant celle dans laquelle il sa pro- duit des variations considérables du tirant d'eau de la péniche, dues à un chargement extrêmement lourd de celle-ci, et, dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser une disposition analogue à celle représentée sur la figure 5.
La disposition de la figure 19 est particulièrement adaptée au cas où la--combinai-son articulée péniche-toueur doit voyager sur des plans d'eau soumis à des va- gues de force modérés ou importante, telles qu'on les rencontre dans les détroits, les baies et, particulièrement en pleine mer,
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Toutefois, cette disposition est également facilement adaptable à une combinaison articulée péniche-toueur voyageant sur des plans d'eaux tels que des rivières, des lacs, des voies navigables intérieures et des ports.
La figure 21 représente en coupe transversale en élé- vation une autre réalisation d'un tourillon ou bloc 392 ayant des plaques d'usure remplaçables 402 et 404, et utilisable dans la .disposition de la figure 18. Le bloc 392, qui peut être réclé par coulissement dans le sens vertical dans un logement 300, est conçu pour recevoir dans son ouverture centrale 394 une broche
395 provenant d'un toueur, et peut être sélectivement bloqué dans l'une quelconque d'une multiplicité de positions dans le logement
300, en utilisant des broches analogies à 324 et 326 pour péné- trer dans les ouvertures 406 et 408. L'ouverture centrais rece- vant la;broche 394 dans le bloc 392 est entourée par un manchon métallique 396.
La portion extérieure périphérique 400 du bloc
392 est,en métal, et la partie intérieure 398 ou espace compris entre la partie extérieure 400 et le manchon 396, est en caout- chouc dur, de telle sorte que le manchon 396 peut se déplacer dans toutes directions à l'intérieur du bloc 392. Ainsi, lorsque le bloc 392 est utilisé dans la liaison articulée péniche-toueur de cette invention avec la broche de liaison 395 du toueur engagée dans l'ouverture 394, il a été constitué entre la péniche et le toueur une articulation universelle permettant un certain mouvement limité. Ce type de liaison articulée permet un déplace- ment entre la péniche et le toueur, ainsi qu'une absorption d'é- nergie de l'un l'autre, non seulement dans les plans verticaux et horizontaux, mais également sous tous les angles.
En d'autres termes, avec ce type de liaison, il y aura, entre la péniche et le toueur, un certain mouvement limité de roulis et de lacet.
Lorsqu'on utilise la liaison par broches articulées de cette invention, on a constaté un gain réel dans le rendement de propulsion et une augmentation de vitesse du bateau articulé
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par rapport à ce que l'on observe lorsque l'unité de touage re- morque l'unité péniche derrière le toueur par le câble de remor- quage habituel. Dans les essais réels sur modèle dans un bassin de carène, le bateau articulé a montré des accroissements de vi- tesse pouvant atteindre 25 %, avec un minimum supérieur à 10 %, par rapport à la combinaison péniche remorquée derrière le toueur
En outre, lorsqu'on utilise le système articulé de l'invention par comparaison au système dans lequel le toueur tire la péniche, le mouvement du toueur est notablement réduite ce qui augmente la sécurité du toueur et de son équipage.
La réduction du mouvement du toueur permet également d'immerger complètement ses notices dans toutes les conditions de fonctionnement du bateau articulé, ce qui augmente le rendement de propulsion de ce ba- teau.
Parsi les autres avantages du système articulé à liaison par broches par rapport au système toueur tirant par un câble une péniche remorquée, on peut citer les suivants: primes d'assurances beaucoup plus faibles et presqu'équivalentes aux primes d'assurances applicables à un navire à vapeur; source d'énergie électrique possible pour la péniche pouvant être aisé- ment fournie à partir du toueur au moyen d'une simple connexion; accès facile à la péniche à partir du toueur pour l'inspection en mer de la péniche, du mécanisme de la péniche et du fret; utilisation facile des popes, tuyauteries et raccords de tuyau- terie du toueur dans la péniche en cas d'iccendie, d'incident ou d'antres urgences sur la péniche;
établissement facile de mesures de sécurité maximales sur la péniche.
Il y a en outre d'autres avantages de prix pour le système articulé à liaison par broches de cette invention par rapport aux autres systèmes de transport de fret en pleine mer.
Le système articulé n'exige pas le mécanisme de remorquage en mer habituel et coûteux exigé dans la combinaison péniche remorquée
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par'le toueur, tel que des générateurs supplémentaires, des treuils de remorquage à double tambour, des dispositifs égalisateurs de tension, des câbles de remorquage, et analogues. Du fait de sa construction facilita le système articulé ne coûte qu'une frac- tion du prix d'un bateau à vapeur de pleine mer dont la capacité d'expert de fret serait comparable.
Bien que l'ou ait montré et décrit seulement certaines réalisation préférées de cette invention à titre d'exemples, on peut y apporter maintes modifications, et il est bien entendu que celles-ci restent dans le domaine de l'invention.
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"Water transport vehicle"
This invention relates to an articulated boat, that is to say a boat made up of two separate units: a unit carrying the freight and a power unit; when the units are properly coupled together they form a complete boat, while maintaining a certain degree of controlled articulation between them.
More particularly, the invention proposes a
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connection for connecting a first boat arranged to push a second boat, for example a tiller and a barge, so that the tiller pushes the barge. This type of connection is also known as the push coupling between the unit carrying the. freight and the power unit of a two-unit boat; this connection allows a certain controlled articulated movement between the two units, but prevents roll and horizontal tilting of one unit with respect to the other unit.
The towers usually tow the boats, either with the towed boat in front of the tower and connected to it by a thrust coupling, or the affected boat being behind the towing device, and connected to it by a tow bar.
In the first case, the tower and the towed boat are tightly coupled, while in the second the affected boat is separated from the tower by a significant length. The first relative position between the towing device and the towed boat has substantial advantages over the second arrangement.
When the towed boat is in front of the tower and connected to it by a thrust coupling, the towed boat can be controlled much better because the coupling allows the tower to turn the affected boat more quickly and - more acute gales, the tiller being able, moreover, to quickly stop the affected boat and even reverse its movement, if necessary. In addition, the combination of the towing unit and the towed boat connected by a thrust coupling is much more compact and allows the towed boat assembly to maneuver in tight spaces. In addition, the mutual position of the tiller and the affected vessel need not be altered when leaving port or approaching.
When the towed boat is connected to the rear of the tower by a tow bar, it is often necessary to shorten the tow line, which is very long and leaves the towed boat momentarily, unchecked, so that it can step aside
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the desired position under the action of the wind, currents or tide. Particularly, if the sea is rough, the tower's control of a trailer connected by cable is more difficult, especially during the cable shortening operation.
In addition, a boat towed behind the towing unit and connected to it by a cable, particularly if the cable is long, may incur forces causing a yaw oscillation. Keel heels can be installed on the trailer to allow it to resist movement or rocking, but these heels increase the resistance to forward movement of the trailer. As a result, it is possible to obtain higher speeds of the towed tiller-boat assembly, when the latter is in front of the tiller, and is connected to it by a thrust coupling. In addition, placing the boat all in front of the towing unit removes it from the wake of the propellers, which increases the resistance to forward movement of the towed boat.
Thus, the operational efficiency of the tow boat combination is greater when the towed boat is in front of the tower, and the cost of operation is lowered.
The combination of a towed boat ahead of the towing machine is much safer than the combination of the towing boat behind which is the trailer which is connected to it by a towing rope. In particular, if the cable or rope is relaxed, it can engage, if it drags in water, this results in additional resistance to the movement of the assembly. Particularly at night or in fog, the tow barn between the towing machine and its trailer may not be seen, and it is difficult at other times to see the tow barn, so boats traveling on a secant path may be in danger.
If the tow line is cut between the towing unit and the trailer, the abandoned trailer immediately becomes a boating hazard. Moreover, a small
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boat encountering a large tow line can be seriously damaged.
For these and other reasons as well, it is very desirable that the towed boat be located forward of the towing boat and closely coupled with the latter, but in this relative position it is essential that the coupling between the towing boat and .the boat being hit is such that the tiller can operate the combination effectively.
In many countries, including the United States, river barges navigating in relatively calm water are pushed by tillers instead of being pulled by them. In fact, an extremely large volume of goods is moved in this way. Although pushing operations have occasionally been attempted in bays, inlets, and other moderately agitated water bodies, these operations have not been satisfactory, and, to an even greater degree, open sea operations have not been successful. When operating in waves and rough water, the tiller and barge tend to move relative to each other. If the tiller and the barge are tied together in such a way as to prevent this relative movement, this results in significant stress on the mechanism and the equipment.
Due to these constraints, the connection of the tower and the barge has, in general, failed. In addition, prior to this invention, it was heretofore impossible to have links which give satisfaction and at the same time allow the necessary degree of relative movement, while at the same time imposing a certain limitation in order to allow the tumbler to propel and control. the barge when it is in a pushing position relative to this barge.
the technique of tillers being thus known, the subject of the invention here is a connecting link thanks to which a tiller can effectively push a large barge in water.
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agitated offshore, while allowing the connecting link a certain freedom of movement to thus reduce the stresses received by the link.
One of the advantages of the invention is that a towing machine pushing a large barge can exert better control over the barge with regard to stopping, and allows better maneuvering, especially in narrow channels and in ports. due to the semi-rigid connection existing between the tiller and the barge.
The invention has the following additional advantages: no resistance to a tow rope dragging in water, because the tow rope has been omitted; it is possible to use a barge which offers relatively low resistance to advancement in water as compared to towed barges which offer relatively high resistance to advancement in water, since a towed barge must have a shape allowing it to resist swerves or deviations from edge to edge; the tiller can maintain tighter control of the barge due to the close connection between the tiller and the barge;
in rough water, the tower is protected from the waves, because the barge moves forward in front of the tower and the result is that the tower can maintain its speed for longer in bad weather compared to a tower towing the barge; there is no risk of dropping the towed barge, because of a flexible towing cable, because there is no towing cable; it is not necessary to mount a complicated and expensive towing winch and an auxiliary mechanism on the towing machine, since there is no towing cable; the time and effort wasted in shortening the tow line when or entering a harbor or restricted body of water is eliminated; a better propulsion efficiency is obtained by the articulated turner-barge combination than in the case of a towed barge;
the articulated suit provides greater safety and protection to the operator and his crew, especially
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in bad weather; in this combination, the barge can be supplied with electric current, whereas it would be infeasible if the barge were towed behind the tiller; lower insurance premiums are obtained for freight loaded on a pushed barge; the number of crewmen required is significantly reduced in the towing barge combination compared to a single vessel of comparable size and cargo capacity, the price is reduced compared to a single vessel of size and capacity comparable freight;
there is much more space for the storage of cargo on the barge of the articulated combination than on a single boat of comparable size in which the two storage and propulsion units are incorporated, because that the barge of the articulated assembly does not require crew quarters, machinery or equipment.
From the above, it is therefore a general object of the present invention to provide a thrust coupling between a towed boat forward of a towing machine and that towing machine, which can deform in such a manner and in such a manner. such that the towed boat and the tiller can move relative to each other enough to drastically reduce the stress on the coupling when these boats are at sea, thereby allowing the tiller to properly control the affected boat and to propel it effectively.
Another general object of this invention is to provide a thrust coupling for closely connecting a towed boat and a towing vessel in a manner which is simple, compact and sufficiently resilient to withstand the stresses caused by the tendency of the towing. two boats connected to move relative to each other.
Another general object of the invention is to provide a thrust coupling for connecting a towed boat and a towboat.
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that the affected boat can be quickly disconnected in the event of damage or in an emergency.
The invention, its organization and its mode of operation will be better understood in the following description with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 is a perspective view of the articulated tiller-barge combination of this invention ; FIG. 2 is a partial top plan view of the tiller-barge combination, certain portions having been removed, illustrating the connection between the two units and the location of these two units when they are connected together; Figure 3 is a partial cross-sectional view taken along line 3-3 of Figure 2; Figure 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line 4-4 of Figure 2; Figure 5 is an enlarged cross-sectional view taken along line 5-5 of Figure 2;
Figure 6 is a cross-sectional view along. line 6-6 of Figure 5; Figure 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of Figure 5; Figure 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of Figure 5; Figure 9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of Figure 5; Figure 10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of Figure 5; Figure 11 is a cross-sectional view taken along line 11-11 of Figure 5; Figure 12 is an enlarged perspective view of 1 - one of the journals or blocks which receive one of the coupling pins;
. Figure 13 is a front perspective view at
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large-scale energy absorption device or bitter. weaving used in conjunction with the journal of fig. 12; Figure 14 is a cross-sectional view taken along line 14-14 of Figure 13; the line Figure 15 is a cross-sectional view along
15-15 of Figure 14; Fig. 16 is a small scale cross section taken along line 16-16 of Fig. 5, some parts having been removed; Figure 17 is a small-scale cross-sectional view taken along line 17-17 of Figure 5 with some portions removed;
Fig. 18 is a cross-sectional elevational view showing another embodiment of the pin connection between the tiller and the barge, some portions having been removed; rees; Fig. 19 is a cross-sectional elevational view of another embodiment of the branch connection between the towing machine and the barge, some parts having been removed; Figure 20 is an enlarged cross-sectional view of one of the tiller-barge link pins of this invention; and Figure 21 is a cross-sectional elevational view showing another embodiment of the journal or block used in the arrangement of Figure 18.
In this invention, the unit carrying the freight of the assembly of the two towing barge units has a notch in the stern in which the bow of the power unit is housed and in which the latter is connected to the barge. by the thrust coupling according to the invention. This thrust coupling has two essentially horizontal controlled cylindrical pins, which can be moved from their positions.
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housings located inside the bow of the tiller can cooperate with specially designed adjustable blocks or dowels mounted on the inner faces of the stern branches of the barge notch.
Reference is now made to the drawing in more detail, and in particular to FIG. 1: the articulated tiller-barge combination of this invention is shown therein in perspective and is generally referred to as 10. The tiller 12 of the combination has a stern portion 14 and a bow portion 16.
The large ocean-going barge 18 of the suit has a notch or recess 20 in its stern portion 22, a pair 24 and 26 of stern fins extending aft, and has a bow (not shown) of offshore vessel, which gives it substantial advantages over other types of open sea barges. The barge 18 shown in FIG. 1 is arranged to receive cargo 28 in containers, but can also be arranged to receive other types of cargo or containers loaded with cargo like other small barges. The suit is believed to move through the water 30 in the direction of the boom 32, the tiller 12 pushing the barge 18 through the thrust coupling of the invention.
The tower 12 is designed such that the pilot's cockpit 34 is high enough above deck 36 so that the view from the pilot's cockpit is clear above the cargo stacked in the containers. 28 on the barge 18.
If desired, the hinged and pin-connected combination of this invention can be operated from a cockpit, or even an elevated cockpit (not shown) at the front of the barge, thereby increasing safety and the reliability of the whole. This type of forward control is particularly useful in confined areas, for example when the articulated boat crosses rivers, lakes, inland tributaries and the like, or when in harbors and areas.
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The articulated barge-tiller combination of this invention is assembled by a pair of connecting devices
38 and 40, one of them 38 being on the port side of the tiller
12, and the inside of the port side of notch 20 in the barge
18, and the other, 40,
located on the starboard side of the tiller and on the inside of the starboard side of the notch 20 of the barge.
When the articulated combination is correctly coupled by the couplings 38 and 40, the bow portion 16 of the towing unit 12 fits into the notch 20 of the stern portion 22 of the barge.
18, but does not hit or touch this portion, leaving a small gap or opening 42 between the two units, as seen in Figure 2. The notch 20 of the barge is so formed and made that it allows for the barge to be pushed by any standard type of tiller, in a conventional manner, if necessary or if desired.
The coupling 38 has a cylindrical pin sliding in both directions 44, inside the port side of the tiller and a corresponding housing 46 built in the inner wall on the port side 48 of the notch 20 of the stern of the barge. . The sliding pin 44 can come out of the tiller to cooperate with the receiving mechanism in the housing 46 of the barge in order to connect this side of the tiller to the corresponding side of the barge. Similarly, the coupling 40 has a cylindrical pin sliding in both directions 50, in the starboard side of the tiller and a corresponding housing 52 in the inner wall on the starboard side 54 of the notch 20 of the stern portion 22 of the boat. barge.
From mother, the sliding pin 50 can come out of the tiller to cooperate with the interior of the housing 52, thus connecting the starboard side of the tiller to the corresponding side of the barge. The two pins 44 and 50 can be withdrawn from their position of cooperation with the interior of the corresponding receiving mechanisms 46 and 52 to separate the tiller 12 from the barge 18.
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A blister or bulge 56 is formed on the port side of the tiller 12 around the spindle 44 to serve as a reinforcing surface cooperating with a similar bulging bead 58 formed around the front opening 59 of the housing 46 of the wall 48 of the housing. the barge 18.
Likewise, a blister or bulge 60 is provided on the starboard side of the tiller 12 around the sliding pin 50 to serve as a reinforcing surface corresponding to a similar bulging bead 62 formed in the immediate vicinity of the opening. reception 63 in the housing 52 on the internal side wall 54 of the barge 18. When the tiller 12 is correctly coupled and connected to the barge 18, there is between the two corresponding surfaces such as 56 and 58, and 60 and 62, a very small clearance, generally of the order of
1.2 cm. The flat sides of the beads or the corresponding surfaces 56 and 58, and 60 and 62 between the tiller and the barge are kept lubricated by a suitable grease under pressure,
to eliminate wear in these places. The limited clearances between the corresponding surfaces of the tiller and the barge prevent any excessive concentration of force in the pins 44 and 50, and in the housings 46 and 52 of the articulated coupling between the tiller and the barge.
When the tiller 12 is properly mated or connected to the barge 18 by the thrust coupling of this invention, the two units are not completely rigid with respect to each other, but can move sideways. in a limited manner relative to each other, as seen in Figure 3. When coupled to barge 18, tiller 12 can rotate around link pins 44 and 50 clockwise. arrows 64 and 66. In addition, the tiller can move linearly with respect to the barge in the vertical direction, as indicated by arrows 68 and 70 of Figure 3, this movement being explained in more detail below. after.
These limited relative movements between the barge and the tiller allow
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the combination of nanoeuvering safely on a body of water subject to wave action, such as the open sea, while at the same time allowing the tower to effectively propel the deep-sea barge through the sea. water with a high degree of safety for the tiller and his crew and allowing precise control and maneuvering of the barge itself.
The stern fins 24 and 26 of the barge are constructed to descend deep into the water, as seen in Figure 3 by the reference 72 indicating the bottom of the stern fin 24. The stern fins 24 and 26 are constructed to provide the barge with directional stability and control and to protect the tiller 12 and her crew in heavy seas by providing a sheltered harbor 74 for the tiller when the pins are assembled.
When we desire or when it becomes; necessary to tow the barge by a towing cable behind the towing unit, the stern fins 24 and 26 provide the barge with directional stability without the use of additional keel heels required in other types of ocean going barges. allows the barge to be stabilized without increasing the resistance to the forward movement of the barge in 3 'water, as is the case with the usual keel heels. The deep stern fins 2 and 26 also provide a sheltered area 74 where smaller barges (not shown) can be loaded onto the large barge 18, when the latter is anchored in a roadstead or bay, the toueur being separated.
The loading of the smaller barges from the sheltered area 74 onto the large seaman 18 can be carried out by a large mobile crane (not shown) mounted on the deck 76 of the barge and able to move on the stern silerone 24 and 26 in outside and above the sheltered area 74, the smaller barges can be lifted from this area by the crane and placed in the hold or on the deck of the large barge 18.
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As in other barges known heretofore, the hull 78 of the barge 18 tilts upward in the vicinity of the notch 20, so that when the barge 18 is pushed forward 32, it forms within the notch 20 a uniform and high speed water movement which cooperates with the tumbler 12 to increase the propulsion efficiency of the articulated combination of the two units. The stern fins 24 and
26 of the barge also provide extreme directional stability to the barge's wake, the effect of which is to considerably increase the efficiency of the tower's propellers by producing a more unified stabilized wake.
The thrust coupling between the turner and the penis is shown in detail in Figure 4; we see the bow portion 16 of the towing unit 12 with the hull 80, the bulkhead 82, the deck 84 and other support, bracing and reinforcement elements such as 86, 88, 90 and 92. The grout pins - Santes 44 and 50 are shown in their extended position cooperating with their respective housing 46 and 52 inside the respective internal walls 48 and 54 of the notch of the barge.
The. Movable link pins 44 and 50 are contained within a housing 94 in the bow portion of the tiller and can fully retract therein. Each end of the housing 94 is provided with such means that, when the pins 44 and 50 are fully retracted within the housing, the ends thereof can be sealed to prevent water from entering. When pins 44 and 50 are retracted into housing 94 and the ends thereof are sealed, the sides of the tumbler become smooth and where the tumbler 12 can be used in the conventional manner without the need for it. special settings and without overflowing accessories.
Each spindle 44 and 50 is made of stainless steel or chromium coated steel, to better withstand the weather and salt water to which they are exposed in service. Logs 44 and 50 fit inside
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laughing sleeves 96 and 98 respectively located inside the housing 94, these sleeves being made of stainless steel or chrome plated. Each of the pins extends or is retracted by means of a hydraulic cylinder, which in turn is controlled from the cockpit 34, so that the pins can be automatically extended and retracted from the cockpit. a few seconds.
The hydraulic cylinder 100 controls the movement of the spindle 44, and the cylinder 102 actuates the spindle 50. The housing 94 is provided with an access opening 104 and a closure 106 of this opening, so that hydraulic cylinders and hydraulic mechanisms located inside the housing can be accessed.
The movement of the sliding spindle 44 is controlled by its hydraulic cylinder 100, which is mounted in the block 108 inside the housing 94, see figure 20. The piston 110 of the hydraulic cylinder 100 is connected to the sliding spindle 44 via a piston rod 112 and a connecting rod 114. the spindle 44 is output by pressurizing the hydraulic line 116 connected to the hydraulic cylinder 100 via an orifice 118 in the the wall of the cylinder and the spindle is retracted by pressurizing the hydraulic line 120 connected to the cylinder through the orifice 122 in its wall.
Likewise, the movable spindle 50 can be controlled by its hydraulic cylinder 102 having a piston 124 connected to the spindle through a piston rod and a connecting rod. The movement of the spindle 50 is controlled by the hydraulic lines 126 and 128.
When exited, the pin 44 enters a circular opening 130 within a journal or receiving block 132 within a housing 46 of the barge 18.
Inside the opening 130 sa is a sheath or internal liner 134 of hard rubber, Teflon, nylon, other hard plastic or other similar hard material to allow the plug, which does not rotate with respect to the plug. toueur, to move and
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rotate freely inside opening 130, thus allowing free rotation in a vertical plane between the barge and the tiller. The rubber or hard plastic 134 is kept lubricated by the salt water to which it is continually exposed, thus allowing the pin 44 to move and rotate freely within the opening 130.
The journal or receiving block 132 is mounted inside a slider, cage or housing 136, which can also move vertically within a U-shaped element or housing. 46 to allow extreme variations in the draft of the barge when the latter is heavily loaded. Cage 136 can be adjusted to allow the articulated suit to take any load and accommodate any variation in draft. Trunnion 132 can move vertically inside slider or cage 136 to allow relative vertical movement between tiller 12 and barge 18.
When the suit moves over a body of water subjected to wave action, the journal into which the tower's spindle has entered moves with an oscillating movement. The oscillating governor is somewhat limited or dampened by the rubber energy absorbing elements 138 located above and below the sliding journal 132. Although in the embodiment shown two such elements are used. rubber energy absorption, both above and below journal 132, more or less can be used if desired.
When using two or more elements, as in the illustrated embodiment, a guide 140 connected to the top of the journal passes through the center of the energy absorbing elements 138 to keep them aligned, and a like guide 142 connected to the bottom. journal 132 operates in a similar fashion by cooperating with energy absorbing elements 138 below the journal. As previously mentioned, the housing 46 which confers the cage or slide 136
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and its internals, including the trunnion 132. is contained and mounted in the inner port side wall 48 of the notch 20 and just above the hull 78.
It is understood that the housing 46 is sealed with respect to the rest of the barge, to prevent water leaks through the housing into the barge.
When the mob -50 pin exits, it enters a circular opening 144 in the journal 146, which is coated internally with a coating 148 of rubber or plastic. Trunnion 146 can move vertically within a slider or cage 150 which is mounted within housing 52. The oscillating vertical movement of trunnion 146 can be absorbed or damped by the absorption members. energy rubber 152 located inside the box 150, both above and below the journal.
When more than one rubber energy absorbing member is used, either above or below the journal, a guide is provided extending through the center of the absorber members. energy to keep them aligned, for example the guide 154 attached to the top of the journal 146 and the guide 156 attached to the underside of this journal.
When the barge and the articulated boat tower of this invention are properly mated together, the beads 56 and 58 on the one hand, 60 and 62 on the other hand, are often in rubbing contact, therefore forced lubrication is maintained. between these smooth, contoured edge beads using a suitable thick grease.
The housing 52, containing the cage 150 inside the window is the trunnion 146 and the energy absorbing elements 152, is mounted and contained in a sealed manner inside the interior starboard wall. 54 of notch 20, just above the hull 78, so as to prevent sea water from
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enter the barge 18 by going through the lodge 52 and others
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the traversamta -
Figure 5 shows the housing 46 mounted between the upper deck 76 of the barge and its hull 78. using elements.
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appropriate support and maintenance elements such as 15µ; 160 and 162.
As it has been rated an4 --- Arieurement, the block of r ce.t.i.r or trunnion 132 can move in a vertical direction inside
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laughter of the slide or cage 136, and the slide 136. with all that it entrusts can move in a vertical direction 'to. T. * inside the housing 46 to take account of extreme variations in the draft of the barge when it is heavily loaded, for example with metallic ore. The slider is adjustable up and down inside the housing 46 by means of a hydraulic mechanism 164 contained inside the housing 46 and mounted on the underside of its top, and further connected. at the top of the cage 136.
The hydraulic mechanism 164 includes a hydraulic cylinder 166 attached to the underside of the
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top of housing 46 e.t -at .bridge .26 -par- de. 13¯ collar 1G8 by means of bolts 170. A hydraulic piston is contained inside the ram cylinder 166 and a piston rod 174 is connected to this p + é% à, cê.tt ;. t1. 171i> ê'titrPt fixed to the top of the cage 136 pa.1'¯l tm4d'1cri-re d co: 11e: r-e't} '' ?. 6¯ by means of coulons 178 (vG2-r --fiF> re 6) .- We .sor.3èv the cage 136 inside the housing z 6 using., the channelî - and: Loa hydrate- lique 180, and we lower it e ,, i. in the hydraulic pipe 182.
Although the mechanism 16fl used here to raise and lower the slider or cage 136 within the housing 46 is a hydraulic device, also can be used other types of devices to move the slider 136, for example a screw jack device.
Referring again in detail to Figure 5, 'the
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vertical inside the slide 136 and, when the articulated combination crosses a body of water subjected to the action of the vogues, of the slide.
the journal 132 tends to oscillate vertically inside
The oscillations of the journal 132 are dampened, reduced or somewhat minimized by the use of energy absorbing elements, such as the rubbing energy absorbing elements 136 employed above and below the body. journal 132 in the embodiment of the invention shown in FIG. 5. In order to damp or further limit the vertical displacement of journal 132, a pre-stressing or damping device 184 is provided inside the upper portion of cage 156 and is attached to it.
By using the prestressing device 184, the energy absorbing elements 138 can be compressed between the bottom
186 of the slider 136 and the preload mechanism 184, thereby reducing their resilience to further limit the vertical oscillating movement of the journal 132 within the slider 136.
The preload mechanism 184 includes a hydraulic cylinder 186, the upper end of which is attached to an H-beam 188 extending between the side walls of the cage 136 (see FIG. 7). The hydraulic cylinder 186 is equipped with a piston 1.90 to which is fixed one end of the piston rod 192, the other end of which is fixed to a yoke 194 located on top of a setting block. pressure 196 through a pin 198 (see in particular Figure 8).
The rubber energy absorbing elements 138 are pre-stressed by pressurizing the hydraulic line 200, and are released by pressurizing the hydraulic line 202. The pre-stressing mechanism may be other than a hydraulic system. , for example a device of the screw jack type can be used in its place.
The preload block 196 can move in a vertical direction within the limits of the slider 136 to
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pressurize or pre-stress the rubber energy absorbing elements 155 employed above and below journal 132. Block 196 is lubricated and moves between sidewalls 204 and 206 of cage 136 and between them. front wall portions 208 and 210 and the rear wall portions 212 and 214, as seen more clearly in Figure 8.
The trunnion or receiving block of the connecting pin 132 is lubricated to slide vertically between the walls 204 and 206 of the slider or cage 136 and is further equipped with replaceable wear bands or plates 216 and 218 on its contact ends. . The wear plates 216 and 218 are arranged to be easily replaced when the relative movement of the journal 132 and the internal faces of the slide 136 and the friction exerted on these parts causes the plates 216 and 216 to create unacceptable play. between the block and the slide.
The previously described guide 140 attached to the top of the journal 132 and extending upwardly from it through the center of the energy absorbing elements 138 (see Figures 5 and 9) is constructed such that it can be retracted. telescopically on itself in case it is desired to pre-stress or dampen the energy absorption units 138, using the mechanism 184, to the point where the height of the guide 140 is greater than the height of the absorption elements d energy above the turret.
The guide 142 attached to and extending outwardly from the inner surface of the journal 132 is similarly constructed, so that it can be telescopically retracted on itself in the event that its dimension is greater than the length of the guide. compressed dimension of energy absorbing units 138 below journal 132.
Reference is now made particularly to FIGS. 13, 14 and 15; each energy absorbing element 138 used in
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The combination with the sliding journal 132 of this invention consists of four unitary hard rubber quarters, 220, 222, 224 and 226, which are held in a circular shape with a hollow center 228 by a metal cap, upper 230 lower 232. upper metal 230 and a lower metal cap 232.
The rubber energy absorbing member 138 may deform or compress in the vertical direction from its relaxed position 234 shown in solid lines in Figure 15 to a compressed state 236 shown in phantom in Figure 15. By moving from the relaxed position 234 to the compressed position 236, the energy absorbing element 138 will absorb or dampen the displacement of the journal 132 located either above or below the shaft. Energy absorbing element 138. If elements 138 have been pre-stressed, deformed, or compressed, more movement of sliding journal 132 will be required to further compress or deform elements 138; thus, one of the elements 138;
thus, a preload of the elements 138 dampens and further limits the vertical displacement of the sliding journal 132. The energy absorbing elements 138 can be used, either one, two or three, above and below the. receiver unit 132, depending on the particular specifications of the articulated barge-tiller combination. Although the energy absorbing elements 138 shown in the embodiment of the invention are here made of hard rubber, other energy absorbing means or other resilient means can be used, for example. strong compression springs or hydraulic energy absorbing elements.
Further, the rubber energy absorbing elements 138 shown in detail in Figures 13-15 need not be circular, but they can be of any shape.
The block or journal 132 receiving the connecting pin has a suitable recess 238 on its upper surface 240, to lift the lower disc 232 from the absorber element.
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tion of energy 138, so that between the combination of the guide
140 and recess 238, the energy absorbing member is properly positioned and held on the upper surface of the sliding journal 132. A similar recess 242 is formed on the lower surface 244 of the block 132 for an identical purpose.
Sometimes, when it is desired that there is no relative vertical movement between the barge and the tiller of the articulated combination of the invention, the sliding journal or block receiving the pin 132 can be locked in the neck. sling or cage 136 to prevent it from moving vertically inside. This can happen when the barge and tiller are navigating relatively calm bodies of water, such as may be encountered in lakes, rivers, waterways and harbors. To prevent the sliding journal 132 from oscillating or moving vertically in the slide or cage 136, hydraulic locking mechanisms 246 and 248 are provided, as can be seen more clearly in FIGS. 5 and 11, respectively fixed and mounted on the sides 204 and 206 of the cage or slide 136.
The locking mechanisms 246 and 248 can move with the slider 136 and extend respectively through openings 250 and 252 in the sides of the housing 46, these openings being provided to allow these locking mechanisms to move vertically. wedging up or down with the slider 136 when the latter moves. The locking mechanism 246 has a locking pin 254 which can exit the mechanism and enter a suitable opening 256 provided on one end of the receiver block 132 to lock this latter step relative to the slider 136; this pin 254 can fully retract inside the mechanism 246, so as to release the sliding journal 132 from the slide 136.
The hydraulic locking mechanism 246 is operated through the
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Hydraulic lines 258 and 260. Likewise, hydraulic locking mechanism 248 includes a locking screw 262 which can exit the mechanism to enter a locking opening 264 in the opposite end of journal 152. to block the latter relative to the slide 136; locking pin 262 can retract completely inside mechanism 248 to release the journal from its locked position.
Hydraulic lines 266 and 268 are provided to actuate the locking mechanism 248. It can thus be seen that the articulated pin connection can be either a static system with the journal locked in position, or a dynamic system using elements of the pin. energy absorption.
As explained above, the slider or cage 136 can be adjusted vertically upwards or downwards in the housing 46 to take account of the extreme variations in the draft of the barge which may be encountered during loading and unloading of the barge with metallic ore. Referring now to Figures 5, 16 and 17, the slider 136 can move and adjust in the housing 46 from a lower position shown by the reference 270, to an upper position referenced 272 in Figure 17. A hydraulic adjustment mechanism 164 and its piston rod 174 attached to the top of the cage allows movement and adjustment of cage 136.
In the embodiment of the invention shown in Figures 5, 16 and 17, the slide 136 moves vertically inside the housing 46 in metal-to-metal contact with the side walls of the housing which are maintained in the lubricated state by appropriate grease. It is also envisioned in this invention that the cage 136 may move vertically within the housing on bearings mounted in the side walls of the housing 46.
As soon as the barge 18 is loaded or unloaded, the
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slider or cage 136 is adjusted appropriately for the given draft of the barge, taking into account its loading conditions, by hydraulic adjustment mechanism 164, and slider 136 is then locked in the appropriate position as well set by hydraulic locking mechanisms 274 and 276 (see figure 10), mounted in the sides of housing 46.
Each of the locking mechanisms 274 and 276 has a locking pin 278 and 280, respectively, which can be fully retracted inside the locking mechanism to release the slider or cage 136, and which can be pulled out of the lock mechanism. locking mechanism for passing through suitable openings, such as 282, 284, 286 and 288 (see Figures 16 and 17) to lock the slide or movable cage 136 relative to the housing 46.
The movement of the locking pin 278 within the locking mechanism 274 is controlled by the hydraulic lines 290 and 292, and the movement of the pin 280 in the mechanism 276 is controlled by the hydraulic lines 294 and 296. Although only a series of four holes 282, 284, 286 and 288 have been provided for selectively locking the slide 136 at various positions relative to the housing 46, more or less can be provided as required. by the particular articulated bariche-toueur combination.
Figure 18 now shows another embodiment of the invention, in a view similar to that shown in Figure 5. In this figure, a journal or slide block 298, having replaceable wear plates 299 and 301, is movable. 1c in a housing 300 in the vertical upward direction 302, and in the vertical downward direction 304. The block or journal 298 is provided with an opening 306 to receive a link pin 308 from the tiller. The block 298 is movable between the side walls 310 and 312, portions of the front wall 314 and 316 and the rear wall 318 of the housing 300.
In this arrangement, the block or trunnion 298 can be fixed and remain
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fixed in relation to the width 300, except for the initial adjustment to take into account the draft of the barge in relation to that of the towing vessel. Once the initial adjustment in the vertical direction 302 or 30a has been made, the journal 298 is locked in. position inside housing 500 Adjustment or vertical displacement of trunnion 298 in housing 300 can be effected by devices such as a hydraulic channel, screw jack, or winch and cable arrangement .
Once set, journal 298 is locked by a hydraulic locking mechanism such as 320 and 322, which has locking pins 324 and 326 capable of entering suitable openings 328 and 330 in the ends of block or journal 296. Provision is made in addition hydraulic locking mechanisms such as 532 and 334, and also 3j6 and 338, to similarly lock the sliding journal 298 in its adjusted position, whether this position is opposite or in the vicinity of these additional locking mechanisms 332 to 338.
If necessary, or if desired, a similar additional locking mechanism can be provided on the sides 310 and 312 of the housing 300, should the particular design and arrangement of any one require it. articulated combination given barge-tiller. The trunnion or fixed block arrangement, as shown in Figure 18, is particularly suitable for a hinged boat-tiller combination which must travel in waters where wave action is slight or very limited, such as. for example on rivers, lakes, in ports and in certain bays.
Another embodiment of the invention is shown in Figure 19. Referring now to this figure, the journal or block 340 having replaceable wear plates 341 and 343, can move within a housing 342. .
Housing 342 has side walls 344 and 346,
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partial front wall sections 348 and 350 and a rear projection 352. Trunnion 340 is provided with a circular opening 354 to suitably receive a connecting pin.
356 from the barge. Trunnion 340 can be locked relative to housing 342 by means of hydraulic locking mechanisms 358 and 360 contained on side walls 344 and 346 of housing 342, respectively.
Each of the locking mechanisms 358 and 360 is respectively provided with a locking pin 362 and 364, which can exit from its respective cylinder to enter appropriate respective apertures 366 and 368 in the ends of the sliding journal 340, thus blocking this journal within the housing 342. The locking pins j62 and 364 can retract within their respective locking mechanisms, 358 and 360, to release the sliding journal 340 from the housing.
342. so that the journal can swing vertically up and down within the housing 342.
The oscillating movement of the journal 340 caused by the relative movement between the tiller and the barge is dampened or limited by rubber energy absorbing elements 370 and 372, one of which is located above and the other is located below journal 340.
The rubber energy absorbing elements 370 and 372 are analogous to the energy absorbing element 138 shown in Figures 13-15 and described above. Although only a single energy absorbing element can be used above and below the journal 340 in the arrangement of Figure 17, more can be employed if desired. The oscillating movement of the sliding journal 340 within the housing 342 can be further limited or damped by pre-stressed energy absorbing elements 370 and 372. by employing the hydraulic pre-stressing mechanism 374 mounted on the housing. upper part of housing j42 and in contact with the top of energy absorbing element 370.
The hydraulic mechanism of
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prestressing 374 comprises a hydraulic cylinder 376 mounted on a cross member at 2378, in the upper portion of the housing
542. Inside the cylinder 376 is a hydraulic piston, connected to a piston rod 380, which is connected to a yoke 382 on the top of a preload block 384, via a link pin 386. The preload block 384 is moved up and down inside the housing 342 by operating the hydraulic mechanism 374 through its hydraulic lines 388 and 390.
When the energy absorbing elements 370 and 372 are pre-stressed by the hydraulic pre-stressing mechanism 374, they are somewhat deformed, as shown in phantom 236 in Figure 14. The energy absorbing elements energy 370 and 372 can be something other than the rubber elements considered previously; other types of energy absorbing elements can be used, including coil springs and hydraulic mechanisms. It is also possible to replace the hydraulic prestressing device by other prestressing devices, such as a screw jack.
The configuration and arrangement shown in Fig. 19, i.e. the journal 340 being either fixed or free to oscillate between energy absorbing elements, can be used in any barge-tiller articulated combination. , the only exception being that in which it produces considerable variations in the draft of the barge, due to an extremely heavy load thereof, and, in this case, it is necessary to use a provision similar to that shown in Figure 5.
The arrangement of figure 19 is particularly suited to the case where the articulated barge-tiller combination must travel on bodies of water subjected to moderate or significant waves of force, such as one meets them in the straits, bays and, particularly at sea,
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However, this arrangement is also easily adaptable to an articulated barge-tiller combination traveling on water bodies such as rivers, lakes, inland waterways and ports.
Figure 21 shows in cross section in elevation another embodiment of a journal or block 392 having replaceable wear plates 402 and 404, and usable in the arrangement of Figure 18. The block 392, which may be recessed by sliding in the vertical direction in a housing 300, is designed to receive in its central opening 394 a pin
395 from a tumbler, and can be selectively locked in any of a multiplicity of positions in the housing
300, using pins analogous to 324 and 326 to enter apertures 406 and 408. The center opening receiving pin 394 in block 392 is surrounded by a metal sleeve 396.
The peripheral outer portion 400 of the block
392 is, of metal, and the inner part 398 or space between the outer part 400 and the sleeve 396, is of hard rubber, so that the sleeve 396 can move in any direction inside the block. 392. Thus, when the block 392 is used in the articulated barge-tiller of this invention with the link pin 395 of the tiller engaged in the opening 394, a universal joint has been formed between the barge and the tiller allowing a some limited movement. This type of articulated connection allows movement between the barge and the tiller, as well as the absorption of energy from each other, not only in the vertical and horizontal planes, but also from all angles. .
In other words, with this type of connection, there will be some limited rolling and yaw movement between the barge and the tiller.
When using the articulated pin linkage of this invention, a real gain in propulsion efficiency and an increase in the speed of the articulated boat have been observed.
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compared to what is observed when the towing unit tows the barge unit behind the towing unit using the usual towing cable. In actual model tests in a hull basin, the articulated boat showed speed increases of up to 25%, with a minimum greater than 10%, compared to the barge combination towed behind the towing vessel.
In addition, when the articulated system of the invention is used as compared to the system in which the tiller pulls the barge, the movement of the tiller is significantly reduced which increases the safety of the tiller and his crew.
The reduction in the movement of the tiller also allows its instructions to be completely immersed in all the operating conditions of the articulated boat, which increases the propulsion efficiency of this boat.
Among the other advantages of the articulated system with pin connection over the towing system pulling a towed barge by a cable, we can cite the following: insurance premiums much lower and almost equivalent to insurance premiums applicable to a ship steamed; possible source of electrical energy for the barge which can be easily supplied from the tower by means of a simple connection; easy access to the barge from the tiller for inspection at sea of the barge, barge mechanism and cargo; easy use of the tower's pops, pipes and hose connections in the barge in the event of fire, incident or other emergencies on the barge;
easy establishment of maximum safety measures on the barge.
There are further additional cost advantages for the articulated pin link system of this invention over other open sea freight transport systems.
Articulated system does not require the usual and expensive offshore towing mechanism required in the towed barge combination
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by the towing device, such as additional generators, double drum towing winches, tension equalizers, towing cables, and the like. Due to its facilitated construction the articulated system costs only a fraction of the price of an open sea steamboat with comparable freight expert capacity.
Although the or has shown and described only certain preferred embodiments of this invention by way of example, many modifications can be made thereto, and of course these remain within the scope of the invention.