CN113879992A - 用于存储和牵引缆索、特别是安装在海上起重机上的合成缆索的系统 - Google Patents

用于存储和牵引缆索、特别是安装在海上起重机上的合成缆索的系统 Download PDF

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CN113879992A CN202110748609.7A CN202110748609A CN113879992A CN 113879992 A CN113879992 A CN 113879992A CN 202110748609 A CN202110748609 A CN 202110748609A CN 113879992 A CN113879992 A CN 113879992A
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Abstract

本发明涉及一种用于存储和牵引缆索、特别是安装在海上起重机上的合成缆索的系统。所述存储/牵引系统(4)包括框架(5)，该框架(5)特别地承载存储设备(6)，该存储设备(6)包括支承件(62)，其通过限定了旋转轴线(61')的组装装置(63)承载存储卷轴(61)。在所述存储卷轴(61)和所述支承件(62)之间，组装装置(63)包括单个回转环机构(63)，该回转环机构(63)包括相对于彼此自由旋转的两个环部件：‑紧固到所述支承件(62)的固定环部件(631)，和‑移动环部件(632)，其一方面紧固到所述存储卷轴(61)，另一方面通过驱动装置(65)旋转。

Description

用于存储和牵引缆索、特别是安装在海上起重机上的合成缆 索的系统
技术领域
本发明涉及海上起重机的技术领域。本发明更具体地涉及用于存储和牵引缆索、特别是安装在海上起重机上的合成缆索的系统。
背景技术
在近海领域，使用的船舶通常装备有至少一台起重机。某些起重机例如包括折臂起重机。
起重机可用于但不限于运输基础设施的安装或拆除、船上维修或操作。
为了执行这些操作，这些起重机通常设置有用于存储和牵引缆索的系统，该缆索旨在被附装到待移动的负载。
这种存储/牵引系统为此包括框架，该框架承载与所述缆索协作的设备的组合：
(i)存储设备，包括：
-用于卷绕所述缆索的存储卷轴，
-支承件，其通过限定了旋转轴线的组装装置承载所述存储卷轴，和
-驱动装置，其适于使所述存储卷轴围绕所述旋转轴线旋转，
(ii)牵引设备，其适于在所述缆索上施加牵引力，其中，所述牵引设备包括与驱动装置相关联的至少一个滚筒，和
(iii)卷绕设备，其介入在所述存储设备和所述牵引设备之间，以在相对于所述存储卷轴对缆索进行卷绕/退卷期间引导缆索。
但是目前的大多数存储/牵引系统都比较笨重且庞大。现在，这些参数是近海船舶设计的要点。
因此需要技术方案来优化这些存储/牵引系统的结构(尤其是在重量和尺寸方面)。
发明内容
为了弥补现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种用于这种存储/牵引系统的新结构。
更具体地，根据本发明，提出了一种用于存储和牵引缆索、特别是安装在海上起重机上的合成缆索的系统。
存储/牵引系统包括框架，该框架承载与所述缆索协作的设备的组合：
(i)存储设备，其包括：
-用于卷绕所述缆索的存储卷轴，
-支承件，其通过限定了旋转轴线的组装装置承载所述存储卷轴，和
-驱动装置(motorization)，其适于使所述存储卷轴围绕所述旋转轴线旋转，
(ii)牵引设备，其适于在所述缆索上施加牵引力，其中，所述牵引设备包括与驱动装置相关联的至少一个滚筒，和
(iii)卷绕设备，其介入在所述存储设备和所述牵引设备之间，以在相对于所述存储卷轴对缆索进行卷绕/退卷期间引导缆索。
并且根据本发明，在所述存储卷轴和所述支承件之间，所述组装装置包括单个回转环机构，该回转环机构包括相对于彼此自由旋转的两个环部件：
-紧固到所述支承件的固定环部件，和
-移动环部件，其一方面紧固到所述存储卷轴，另一方面通过所述驱动装置旋转。
因此，与当前的存储/牵引系统(包括回转环的组合)相比，根据本发明的存储/牵引系统更轻且体积更小。
单独地或根据所有技术上可能的组合，根据本发明的产品的其他非限制性和有利特征如下：
-存储卷轴包括圆柱形筒(以两个凸缘结束)，其中，所述圆柱形筒包括两个圆柱形表面(用于卷绕缆索的外表面和相对的内表面)，所述存储设备的驱动装置被设置成与所述外表面和/或所述内表面相对；
-所述存储设备的驱动装置包括至少两个马达，优选地是三个马达，其规则地分布在所述回转环机构的周向上；
-移动环部件包括齿圈，所述存储设备的驱动装置包括与所述齿圈啮合的驱动小齿轮；
-存储卷轴包括两个端部边缘，回转环机构定位在存储卷轴的其中一个端部边缘处；
-所述存储卷轴通过限定了竖直旋转轴线的所述组装装置而被组装到支承件上；优选地，存储卷轴包括两个端部边缘(上端部边缘和下端部边缘)，所述回转环机构位于所述上端部边缘处；更优选地，所述框架包括基部，所述设备被安置在该基部上，其中，所述存储设备位于所述基部下方，所述牵引设备位于所述基部上方，所述卷绕设备被放置在所述基部的侧向上，所述基部还包括用于在侧向上紧固到所述海上起重机的侧向紧固装置；
-驱动装置由紧固到框架并且与所述旋转轴线同轴布置的轴杆承载，所述轴杆被所述存储卷轴包围，根据具体情况被圆柱形筒的内表面包围；
-所述牵引设备包括绞盘，其包括彼此相对定位的两个机动化滚筒，每个滚筒都包括圆柱形外周表面，该外周表面设置有彼此并置且同轴的多个环形凹槽，所述缆索旨在以螺旋布置卷绕在所述两个滚筒周围，所述缆索的绞股依次从一个滚筒的一个环形凹槽通至另一滚筒的其中一个环形凹槽，所述两个机动化滚筒的旋转轴线的指向垂直于或至少近似垂直于存储卷轴的旋转轴线。
本发明还涉及一种装备有根据本发明的存储/牵引系统的海上起重机。
当然，本发明的不同特征、变型和实施例可以根据各种组合而彼此组合，只要它们不会彼此不兼容或排斥。
附图说明
此外，本发明的各种其他特征从参照示出本发明的非限制性实施例的附图作出的所附描述中显现出来，图中：
图1是装备有根据本发明的存储/牵引系统的海上起重机的总体透视图；
图2是根据图1的存储/牵引系统的总体侧视图；
图3是根据图1的存储/牵引系统的总体(仰视)透视图；
图4沿着穿过存储卷轴的旋转轴线的竖直截面示出了安装在根据图1的存储/牵引系统上的存储设备；
图5是图4的存储设备的剖视透视图。
图6是图5的局部放大图，更详细地示出了设置在存储卷轴和支承件之间的组装装置的结构。
应当注意，在这些附图中，不同变型所共有的结构和/或功能元件可具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1中总体地示出的海上起重机1(也称为“起重机1”)适用于近海应用。
这种起重机1有利地设计成安装在用于近海应用的船舶(未示出——也称为“近海船舶”)上。该起重机1由此适于被带上“近海”船舶。
术语“船舶”例如包括船只(特别是海洋船只)，特别是海船(ship)、浮式起重机、近海驳船和其他近海平台。
因此，该起重机1用于运输基础设施的安装或拆除、船上维修或操作，但不限于此。
起重机1包括三个主要元件：
-支承结构2，其构成了起重机1与船舶的接口，
-由支承结构2承载的吊杆(吊臂，boom)3，和
-存储/牵引系统4，其用于操纵旨在悬挂/接收待移动负载(未示出)的缆索C(在图1至图3中部分示出)。
支承结构2有利地包括筒或杆，其旨在通过操作装置(未示出，有利地是液压或电动的)围绕竖直纵轴线旋转。
吊杆3有利地装备有滑轮51，该滑轮51以定制方式被设计尺寸、分布和布置，其用于在存储/牵引系统4和待提升负载之间引导缆索C。
吊杆3在此包括铰接吊杆，该铰接吊杆包括从支承结构2串联组装的两个吊杆部件32、33，即主吊杆32和末端吊杆33(也称为“悬臂”)。
存储/牵引系统4构成装配在起重机1上的模块，其有利地由支承结构2承载(优选与吊杆3相对)。
存储/牵引系统4涉及缆索C的存储和牵引，该缆索C有利地在合成缆索中选择。
存储/牵引系统4包括框架5，该框架5承载与上述缆索C协作的(用于存储和牵引该缆索C的)设备6、7、8的组合，即：
-存储设备6，其用于存储缆索C的松弛部分，
-牵引设备7，其适于在缆索C上施加牵引力，以相对于存储设备6卷绕/退卷该缆索C，和
-卷绕设备8，其介入在存储设备6和牵引设备7之间，以在相对于存储设备6对缆索C进行卷绕/退卷期间引导缆索C。
存储设备
如上文关于图4至图6所述，存储设备6包括：
-存储卷轴61，缆索C旨在卷绕在该存储卷轴61上，
-支承件62，其通过限定了存储卷轴61的旋转轴线61'的组装装置63(特别地在图6中可见)承载存储卷轴61，和
-驱动装置65，其适于使存储卷轴61围绕其旋转轴线61'旋转。
存储卷轴61在此包括以两个凸缘612结束的圆柱形筒611。
管状圆柱形筒611包括两个相对的圆柱形表面6111、6112，即：
-外表面6111，缆索C旨在卷绕在该外表面6111周围，和
-相对的内表面6112，其界定了筒形的内部空间E。
存储卷轴61特别是圆柱形筒6111还包括两个端部边缘615、616(或纵向边缘)，两个凸缘612定位在该端部边缘615、616处。
在这里，存储卷轴61定位成使其旋转轴线61'竖直地定向。存储卷轴61的两个端部边缘615、616在此分别限定了上端部边缘615(指向上方)和下端部边缘616(指向下方)。
根据本发明，在存储卷轴61和支承件62之间，上述组装装置63包括单个回转环机构(特别地在图6中可见——为了简化起见，用相同的附图标记63表示)。
该单个回转环机构63有利地与旋转轴线61'同轴，并且它在此在水平总体平面中延伸。
这里，单个回转环机构63包括(与上述旋转轴线61'同轴地)相对于彼此自由旋转的两个环部件631、632，即：
-固定环部件631(在此为外环部件)，其(优选地通过螺栓连接)紧固到支承件62，和
-移动环部件632(在此为内环部件)，其一方面(优选地通过螺栓连接)紧固到存储卷轴61，另一方面通过驱动装置65旋转。
特别地，如下文关于图6所述，固定环部件631在此包括上表面6311，支承环621通过螺栓连接紧固在该上表面6311上；该环621在此终止了从框架5延伸出的支承件62的管状裙部622。移动环部件632在此包括下表面6321，存储卷轴61的板618通过螺栓连接紧固在该下表面6321上。
存储卷轴61的板618和回转环机构63在此沿着一个凸缘612(在此是上凸缘612)的平面延伸，从而有利地优化机械强度。
两个环部件631、632有利地通过轴承(优选地是滚珠轴承)配合。
此外，移动环部件632包括齿6321(或齿圈6321)以构成齿轮，该齿(或齿圈)有利地是直齿(用相同的附图标记6321表示)的形式。
齿6321在此沿着内圆柱形表面6322分布，与存储卷轴61的旋转轴线61'平行且同轴。
因此，移动环部件632旨在通过驱动装置65围绕与存储卷轴61的旋转轴线61'同轴的旋转轴线632'旋转。
存储设备6的驱动装置65有利地被设置成与圆柱形筒611的外表面6111和/或内表面6112相对。
该驱动装置65在此与圆柱形筒611的内表面6112相对地定位在筒形内部空间E中、处于两个端部边缘615、616之间。因此，存储卷轴61限定了存储设备6的主体/大部分。
在这里，存储设备6的驱动装置65包括至少两个马达651(优选地是电动的或液压的)，优选地包括三个马达，其规则地分布在回转环机构63的周向(在此是内周)上。
这些马达651有利地通过适当的控制装置同步。
因此，马达651围绕存储卷轴61的旋转轴线61'分布在该旋转轴线61'与圆柱形筒611的内表面6112之间。
为此，马达651在此紧固到从框架5延伸出的支承结构66(并由该支承结构承载)。
该支承结构66特别地包括中央主体661(有利地是圆柱形)，也称为“轴杆”，其从框架5延伸出(在此是竖直向下延伸)，马达651围绕该中央主体661分布。
轴杆661被存储卷轴61包围，根据具体情况，被圆柱形筒611的内表面6112包围。
轴杆661由此穿过存储卷轴61的第一端部边缘615(在此是上端部边缘)，并且在筒形内部空间E的一部分高度上延伸(有利地不从第二端部边缘616(在此是下端部边缘)处离开)。
驱动装置65(特别是马达651)因此设置在限定于轴杆661(内部)和圆柱形筒611的内表面6112(外部)之间的环形空间中。
为了操作移动环部件632，存储设备6的驱动装置65(特别是每个马达651)包括与移动环部件632的齿圈6321啮合的驱动小齿轮652。
驱动小齿轮652由此包括齿6521，其在此也限定了直齿(用相同的附图标记6521表示)。
驱动小齿轮652和移动环部件632由此具有平行的旋转轴线652'、632'(图6)。
驱动小齿轮652和移动环部件632由此有利地在垂直于旋转轴线614的同一平面(这里是水平面)内延伸。
因此，在本实施例中，驱动小齿轮652与移动环部件632的齿圈6321配合，以共同限定平行于圆柱形轮且位于该圆柱形轮内部的传动装置。
每个驱动小齿轮652由此沿着移动环部件632的内圆柱形表面6322设置，仍然优选地设置在限定于轴杆661(内侧)和移动环632的内圆柱形表面6322(外侧)之间的环形空间中。
特别地，存储卷轴61和移动环部件632具有彼此同轴的旋转轴线61'、632'。每个驱动小齿轮652具有旋转轴线652'，该旋转轴线652'关于存储卷轴61的旋转轴线61'且关于移动环632的旋转轴线632'平行并在侧向上偏移。
在本实施例中，单个回转环机构63设置/定位在存储卷轴61的第一端部边缘615处；支承件62也设置成与存储卷轴61的该第一端部边缘615相对。
同时，存储卷轴61的第二端部边缘616由此有利地是自由的/开放的，其构成了有助于进入筒形内部空间E的通孔。
在这里，存储卷轴61通过限定了竖直旋转轴线61'的组装装置63而被组装到支承件62。
考虑到该竖直旋转轴线61'，驱动小齿轮652和移动环部件632也具有竖直旋转轴线652'、632'(图6)。
单个回转环机构63和支承件62由此有利地被设置在存储卷轴61的上端部边缘615处。存储卷轴61的下端部边缘616有利地是自由的/开放的。
驱动小齿轮652由此有利地位于存储卷轴61的该相同的上端部边缘615处。相关联的马达651位于该驱动小齿轮652下方。
下端部边缘616(自由的)有利地限定了向下的通孔，以有助于进入筒形内部空间E。
牵引设备
牵引设备7(也称为“绞车”)适于对缆索C施加牵引力。
这种牵引设备7有利地从已知的牵引设备和绞车中选择。
该牵引设备7有利地包括绞盘。通常，它包括与驱动装置72(也称为“马达装置”)相关联的至少一个滚筒71(在此是两个)。
例如但不限于此，牵引设备7可以是文献EP2178784中描述的类型。
这种绞车7包括彼此相对定位的两个机动化滚筒71。
每个滚筒71都包括活动的圆柱形外周表面，该外周表面设置有彼此并置且同轴的多个环形凹槽。
缆索C旨在按照螺旋布置卷绕在两个滚筒71周围；缆索C的绞股依次从一个滚筒71的一个环形凹槽通至另一滚筒71的其中一个环形凹槽。
并且如图3所示，两个机动化滚筒71的旋转轴线71'的指向(在此是水平的)垂直于或至少近似垂直于存储卷轴61的旋转轴线61'(在此是竖直的)。
仍然在该文献EP2178784中，每个机动化滚筒71都包括多个滑轮，每个滑轮都可以围绕公共中心轴线71'旋转，并且与其自己的专用马达装置72配合。
卷绕设备
卷绕设备8介入在存储设备6和牵引设备7之间，以在相对于存储卷轴61对缆索C进行卷绕/退卷期间引导缆索C。
这种卷绕设备8有利地从已知的卷绕设备中选择。
在这里，如关于图2更详细地所述，卷绕设备8可以包括用于引导线缆C的两个轮：
-移动轮81，其与操作装置82相关联，以使其沿着平行于存储卷轴61的旋转轴线61'的方向平移(例如，作为安装在导轨822上的机动化滑架821)，以及
-固定轮82，其用于张紧缆索C，并且保证移动轮81与牵引设备7之间的相互作用。
框架
框架5有利地是机械焊接的金属结构，其包括基部51，该基部51在此是水平的平行六面体的板或平台的形式。
该基部51有利地包括：
-两个相对的表面：上表面511(朝上)和下表面512(朝下)，
-侧表面513，和
-后表面514。
设备6、7、8的组合以特定方式设置在该基部51上，以优化该存储设备6的体积。
更具体地，设备6、7、8在此关于基部51按如下方式分布：
-存储设备6位于基部51的下方，在此与下表面512相对，
-牵引设备7位于基部51的上方，在此与上表面511相对，并且
-卷绕设备8被放置在基部51的侧向上，在此与两个侧表面513中的一个相对。
换句话说，存储设备6悬挂在基部51的下方。在该框架内，驱动装置65的支承结构66(特别是轴杆661)也悬挂在基部51的下方。
基部51还包括侧向紧固装置516，其用于将基部51紧固到海上起重机1上，特别是其支承结构2上。
侧向紧固装置516例如包括在后表面514处安置的机械焊接结构516。
操作方法
在实践中，牵引设备7实施成施加缆索C的牵引力，以相对于存储设备6和相对于吊杆3对缆索C进行卷绕/退卷。
同时，存储卷轴61通过相关联的驱动装置65旋转。
单个回转环机构63由此限定了存储卷轴61的旋转轴线61'，在此是竖直的。
在该旋转期间，卷绕设备8在相对于存储设备6对缆索C进行卷绕/退卷时引导缆索C。
当然，在随附权利要求的范围内可以对本发明进行各种其他修改。

Claims (10)

1.一种用于存储和牵引缆索、特别是安装在海上起重机上的合成缆索的系统，
其中，用于存储和牵引缆索的系统(4)包括框架(5)，该框架(5)承载与所述缆索协作的设备(6、7、8)的组合：
(i)存储设备(6)，该存储设备(6)包括：
-用于卷绕所述缆索的存储卷轴(61)，
-支承件(62)，该支承件(62)通过限定了旋转轴线(61')的组装装置(63)承载所述存储卷轴(61)，和
-驱动装置(65)，该驱动装置(65)适于使所述存储卷轴(61)围绕所述旋转轴线(61')旋转，
(ii)牵引设备(7)，该牵引设备(7)适于在所述缆索上施加牵引力，其中，所述牵引设备(7)包括与牵引设备(7)的驱动装置(72)相关联的至少一个滚筒(71)，和
(iii)卷绕设备(8)，该卷绕设备介入在所述存储设备(6)和所述牵引设备(7)之间，以在相对于所述存储卷轴(61)对所述缆索进行卷绕/退卷期间引导所述缆索，
其中，在所述存储卷轴(61)和所述支承件(62)之间，所述组装装置包括单个回转环机构(63)，该回转环机构(63)包括相对于彼此自由旋转的以下两个环部件：
-紧固到所述支承件(62)的固定环部件(631)，和
-移动环部件(632)，该移动环部件一方面紧固到所述存储卷轴(61)，另一方面通过所述存储设备(6)的驱动装置(65)旋转。
2.根据权利要求1所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述存储卷轴(61)包括圆柱形筒(611)，该圆柱形筒包括以下两个圆柱形表面：
-用于卷绕缆索的外表面(6111)，和
-相对的内表面(6112)，
其中，所述存储设备(6)的驱动装置(65)被设置成与所述外表面(6111)和/或所述内表面(6112)相对。
3.根据权利要求1所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述存储设备(6)的驱动装置(65)包括至少两个马达(651)，所述至少两个马达(651)规则地分布在所述回转环机构(63)的周向上。
4.根据权利要求1所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述移动环部件(632)包括齿圈(6321)，所述存储设备(6)的驱动装置(65)包括与所述齿圈(6321)啮合的驱动小齿轮(652)。
5.根据权利要求1所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述存储卷轴(61)包括两个端部边缘(615、616)，所述回转环机构(63)定位在所述存储卷轴(61)的其中一个端部边缘(615)处。
6.根据权利要求1所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述存储卷轴(61)通过限定了竖直的旋转轴线(61')的所述组装装置(63)组装到所述支承件(62)上。
7.根据权利要求6所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述存储卷轴(61)包括两个端部边缘(615、616)：上端部边缘(615)和下端部边缘(616)，其中，所述回转环机构(63)位于所述上端部边缘(615)处。
8.根据权利要求6所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述框架(5)包括基部(51)，所述设备(6、7、8)被置放在所述基部(51)上，其中：
-所述存储设备(6)位于所述基部(51)的下方，
-所述牵引设备(7)位于所述基部(51)的上方，并且
-所述卷绕设备(8)被放置在所述基部(51)的侧向上，
其中，所述基部(51)还包括用于在侧向上紧固到所述海上起重机(1)的侧向紧固装置(516)。
9.根据权利要求1所述的用于存储和牵引缆索的系统，其中，所述存储设备的驱动装置(65)由紧固到所述框架(5)并且与所述旋转轴线(61')同轴布置的轴杆(661)承载，
所述轴杆(661)被所述存储卷轴(61)包围，且根据具体情况被圆柱形筒(611)的内表面(6112)包围。
10.装备有根据权利要求1至9中任一项所述的用于存储和牵引缆索的系统(4)的海上起重机。
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