DE60101279T2

DE60101279T2 - Selbstangetriebenes Gerät zum Greifen, Festmachen und Bewegen eines Unterwasserfahrzeuges oder ähnliches

Info

Publication number: DE60101279T2
Application number: DE60101279T
Authority: DE
Inventors: Stefano Ghignone
Original assignee: Calzoni SRL
Current assignee: Calzoni SRL
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: ITMI20000291A0; ITMI20000291A1; EP1125838B1; US6457432B2; DE60101279D1; ES2211729T3; IT1316771B1; EP1125838A1; US20010020435A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Greifen, Sichern in einer Position und Bewegen eines Unterwasserfahrzeugs und Ähnlichem, insbesondere von Bord von Schiffen aus, welche mit einem selbst greifenden Gerät zum Einhaken in das einzuholende Fahrzeug vorgesehen ist.
Es ist bekannt wie unterschiedliche Arten von Unterwasserfahrzeugen sowohl für zivile als auch militärische Zwecke auf See verwendet werden, wobei sie auf das Wasser herabgelassen und dann wieder von Bord der Schiffe aus eingeholt werden, welche für diesen Zweck ausgerüstet sind.
Die Vorgänge des Herablassens auf das Wasser und des Wiedereinholens dieses Fahrzeugs sind jedoch aufgrund der Schwierigkeit es zu manövrieren immer besonders schwierig, was sich aus der Unmöglichkeit des Beibehaltens einer stabilen relativen Position zwischen dem Fahrzeug im Wasser und eines Einhakgeräts ergibt, welches normalerweise am Schiff befestigt ist, aufgrund der Bewegung der Wellen, welche eine wesentliche Verlagerung sowohl des Fahrzeugs als auch des Schiffs auslösen können.
Diese Veränderung der relativen Position des Fahrzeugs in Bezug auf das Schiff erschwert folglich sowohl in der horizontalen Ebene als auch in der vertikalen Ebene die Fahrzeuggreifvorgänge, was sehr häufig zu der Erfordernis führt, Personal im Wasser einzusetzen, welches den Vorgang des Befestigens des Hakens eines Hebekrans an dem Krangreifpunkt direkt ausführt; in Anbetracht der Nähe zum Schiffsrand ergeben sich daraus gefährliche und hochriskante Bedingungen für dieses Personal, dessen Präsenz im Wasser insbesondere bei Schlechtwetterbedingungen und rauen Seebedingungen erforderlich ist, welche offensichtlich die Risiken weiter erhöhen.
Im Stand der Technik sind einige herkömmliche Lösungen bekannt, welche Einhaken des Fahrzeugs mittels eines Hakens vorsehen, welcher sich am Ende des Kabels befindet, das zur Winde eines Krans führt.
Diese Lösungen haben jedoch zusätzlich dazu, dass sie Greifen des Fahrzeugs nicht ermöglichen, den aus der Tatsache bestehenden Nachteil, dass zum Zeitpunkt des Anhebens des Fahrzeugs aus dem Wasser das besagte Fahrzeug nicht fest befestigt ist und deshalb schwingen und/oder um die vertikale Achse drehen kann, was die Schwierigkeit des Manövrierens für dessen Transfer in: die Parkposition an Bord des Schiffes erhöht; das Betriebspersonal muss in diesem Fall das Fahrzeug an einer Hilfseinrichtung befestigen, beispielsweise Seile, um diese Schwingbewegungen oder Drehungen zu verhindern oder zu verringern.
Das führt jedoch zu anderen Schwierigkeiten und Risiken währen des Betriebs, insbesondere wenn das Schiff zu starker Bewegung neigt.
EP 0,532,096 offenbart im Namen des gleichen Anmelders auch eine Vorrichtung zum Greifen, Sichern in einer Position und Bewegen eines Unterwasserfahrzeugs und Ähnlichem, umfassend einen Kran, welcher an Bord eines Schiffes montiert ist und an seinem freien Ende mit einem Greifgerät versehen ist, wobei das Gerät im Wesentlichen aus einem Führungselement besteht, welches auf Schwimmern angeordnet ist und mit einer Rückschlageinrichtung versehen ist, um ein fixiertes Element einzuspannen, welches am anzuhebenden Fahrzeug befestigt ist, als auch mit einer Einrichtung zum Erkennen der Position des Masts in Bezug auf die Führung und einer Einrichtung zum Ausführung von Bewegungen der Kranarme versehen ist, welche zusammen mit der durch die Schwimmer ausgeübte Bewegung einen konstanten Abstand zwischen dem Greifgerät und der Wasseroberfläche halten und welche zusammen mit Drehung, welche durch den Kranmast geleistet werden kann, Bewegung des Geräts parallel zur Wasseroberfläche erlauben, wobei die Einrichtung auch vorgesehen ist, den Abstand in einer vertikalen Position in Bezug auf das Schiff zu halten.
Dieses Gerät besitzt jedoch Einschränkungen, welche aus der Erfordernis für ein dynamisches Ansprechverhalten des Hebekrans bestehen, dessen Größe von dem Gewicht des anzuhebenden Fahrzeugs abhängt, welches deshalb vorgegebene Dimensionen nicht überschreiten kann, da die Dynamik des Krans nicht so sein wird, um in der Lage zu sein, die Relativbewegungen auszugleichen.
Zusätzlich dazu ist der Aktionsradius der Vorrichtung auf die Länge der Kranarme begrenzt und folglich muss das einzuholende Fahrzeug in der Nähe des Rumpfs des Bergungsschiffs manövriert werden, so dass seine Greifelemente mit einer bestimmten Vorausfahrt in das Bergungsgerät eingeführt werden können, was zu der Gefahr der Kollision und Schaden insbesondere bei rauen Seeverhältnissen und/oder schlechter Sicht führt.
Mit den bekannten Vorrichtungen ist es außerdem nicht möglich, passive Schwimmfahrzeuge zu bergen, welche keine eigene Antriebsvorrichtung besitzen; Beispiele solchen Standes der Technik werden in WO 97 29012 und DE 32 16 051 offenbart.
Die gestellte technische Aufgabe ist deshalb die der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Einhaken und Bewegen eines Unterwasserfahrzeugs und Ähnlichem, welche Einhaken des Fahrzeugs im Wasser mit oder ohne dessen eigene Antriebseinheit in sicherer Weise und ohne im Wasser arbeitendem Personal auch bei den schlechtesten Verhältnissen in Bezug auf das Wetter, rauer See und schlechter Sicht durchführen kann, und welche auch festes Greifen und stabiles Positionieren des Fahrzeugs ermöglicht, wodurch dessen Schwanken und/oder Drehen verhindert wird.
Die Vorrichtung muss außerdem einfach montierbar sein, auch auf Schiffen, welche bereits mit Geräten der herkömmlichen Art ausgestattet sind, und in der Lage sein, in eine Helfsbetriebsvorrichtung für Arbeiten der herkömmlichen Art umgebaut zu werden.
Diese Ergebnisse werden durch die vorliegende Erfindung erhalten, welche eine Vorrichtung zum Greifen und Bewegen eines Unterwasserfahrzeugs und Ähnlichen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 vorsieht.
Weitere Einzelheiten können aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erhalten werden, in welchen:
1 eine schematische Ansicht der auf einem Schiff montiereten Greif- und Bewegvorrichtung zeigt;
2 eine Frontansicht des Greifgeräts gemäß der Erfindung zeigt; und
3 einen Querschnitt entlang der Ebene III-III in 2 zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist ein Kran 103, welcher an sich bekannt ist und deshalb nur dargestellt aber nicht im Detail beschrieben ist, an Bord eines Schiffes 100 eingebaut.
Das Greifgerät 200, welches aus einem hohlen drehbaren Kopf 210, der am freien Ende des Kranarms montiert ist, und einer Greifeinheit 220 besteht, die auf dem Wasser schwimmen kann, ist an das freie Ende des Arms 1 des Krans 103 angeschlossen. Noch detaillierter beschrieben besteht der Drehkopf 210 aus einem Oberteil, welches im Wesentlichen aus zwei Verbindungsteilen 211 besteht, welche mit einem Loch 211a versehen sind, mittels dem sie an einem Anschluss 211b zum Ankoppeln an den Kranarm befestigt werden.
Auf der dem Anschluss 211b gegenüberliegenden Seite ist das Oberteil des Kopfs mit einem im Inneren holen, rotierenden Stellglied 212 verbunden, unterhalb dessen ein Ring aus Plastikmaterial 213 mit einem hohen Reibungskoeffizienten fixiert ist; dieses rotierende Stellglied und der elastische Ring sind entsprechend ausgebildet, um eine Drehbewegung auf das besagte Gerät um seine Längsachse zu übermitteln und Relativbewegungen zwischen den Teilen zu verhindern.
Die Geräte zum Auslösen von Drehung können elektrisch und/oder hydraulisch ausgeführt sein, welche durch Kabel oder Hydraulik- schläuche angetrieben werden, die vom Arm 1 des Krans 103 abgehen.
Der hohle Drehkopf 210 nimmt im Inneren mit ausreichend Spiel das Krankabel 214 auf, dessen eines Ende an eine Bergungs-/Entriegelungseinrichtung angeschlossen ist, die an dem Kran 103 befestigt ist und dessen freies Ende an ein Gerät 220 zum Greifen des zu bergenden Fahrzeugs 101 angeschlossen werden kann.
Die Greifeinheit 220 besteht aus einer tragenden Struktur 221 welche mit sich verbunden zwei Schwimmer 222 besitzt, die ausgebildet sind, Anpassung des Abstands der gesamten Anordnung, welche mit der Struktur 221 verbunden ist, von der freien Wasseroberfläche zu ermöglichen.
Das Oberteil der Struktur 221 besitzt auf sich angeordnet auch eine kreisförmige Platte 223, auf welcher ein kegelförmiges Element 224 montiert ist, welches an seinem freien Ende mit einem Ring 224a versehen ist, an welchen das Kabel 214 des Krans durch ein bekanntes Gerät 214a befestigt werden kann.
Jeder der Schwimmer 222 ist mit einem Propeller 226 ausgerüstet, welcher durch ein Stellglied betrieben wird, welches vorzugsweise aus einem Elektromotor besteht, der an sich bekannt ist und nicht dargestellt ist.
Die zwei Motoren, und deshalb die zwei Propeller 226, können einer unabhängig vom anderen durch ein Fernbedienungsgerät 227 fernbedient betrieben werden, welches an Bord des Schiffes angeordnet ist und durch einen Benutzer und/oder durch ein automatisches Steuerungsgerät betrieben wird.
Auf der dem kegelförmigen Element 224 gegenüberliegenden Seite der Struktur besitzt die Platte an sich befestigt das eigentliche Element 230 zum Führen und Einhaken des Fahrzeugs 101, dessen Abstand von der freien Wasseroberfläche durch eine Einrichtung 222a, 222b angepasst werden kann, um den Abstand des Geräts 230 von der freien Wasseroberfläche anzupassen.
Das Führungs- und Einhakelement 230 besteht aus einem im Wesentlichen V-förmigen Element 232, welches an seiner Spitze in einem Spalt 232a abschließt.
Am Zugang des Spalts 232a besitzt (3) das V-förmige Element zwei Sperrzähne 233, welche auf Stiften 233a angebracht sind, um welche sie sich drehen können; die Sperrzähne 233 werden normalerweise durch eine Feder in einer geschlossen Position gehalten, welche an sich bekannt ist und nicht dargestellt ist und gegen deren Druckkraft die besagten Sperrzähne in Richtung auf das Innere des Spalts 232 öffnen können, sowohl infolge des durch einen Körper ausgeübten Drucks, welcher einen Kontakt herstellt, als auch durch nachfolgende Betätigung durch den Benutzer.
Das Einhakgerät 230 ist auch mit zwei Sicherungsgeräten 234 ausgerüstet, welche, wie weiter unten beschrieben wird, ausgebildet sind, eine Stange 102 festzuklemmen, die am Fahrzeug 101 befestigt ist, sobald es in die Greifposition manövriert wurde. Die zylindrische Stange 102 besitzt an ihrem oberen freien Ende vorteilhafterweise eine Platte 102a.
Das Arbeitsprinzip der Vorrichtung ist wie folgt:

– das Unterwasserfahrzeug 101, welches durch seine eigene Einrichtung an die Oberfläche gebracht wird, wird in sicherem Abstand zum Schiff 100 positioniert;
– die Höhe der Greifeinheit 230 wird mittels des Zylinders 231 angepasst, um sie im Abstand von der Oberfläche der See zu positionieren, welcher zum Zusammenwirken mit der entsprechenden Stange des Fahrzeugs 101 geeignet ist;
– der Benutzer an Bord des Schiffes hakt das Kabel 214 des Krans in der Greif-/Bergungseinheit 220 ein und hebt die besagte Einheit mittels einem passenden Manöver, welches durch den Kran ausgeführt wird, an, wobei sie auf der Wasseroberfläche abgesetzt wird und wobei eine gewisse Menge losen Kabels über gelassen wird, so dass Realtivbewegungen zwischen den Enden des Krans und der Waseroberfläche die Einheit nicht vom Wasser abheben.
– sobald sie an der Wasseroberfläche abgesetzt wurde, bleibt die Einheit 220 wegen der Wirkung der Schwimmer 222 über Wasser;
– der Benutzer an Bord des Schiffes aktiviert mittels dem Fernbedienungsgerät 227 die Motoren der Propeller 226, wodurch die Greifeinheit 220 veranlasst wird, sich in Richtung auf das Fahrzeug 101 zu bewegen, während der Kran entsprechend Kabel 214 abgibt;
– wegen der V-Form des Führungselements 232 kann die Einheit 220 die Stange 102 einfach in Richtung auf den Spalt fixieren und führen, innerhalb dessen sie mittels der Sperrzähne 233 eingefangen wird und mittels dem Sicherungsgerät 234 fest gehalten wird, um Dreh- und/oder Schwenkbewegungen zu verhindern;
– an diesem Punkt startet der Kranbenutzer damit das Kabel 214 einzuholen, bis die Greifeinheit das Fahrzeug in Position gebracht wurde, welche im Wesentlichen koaxial mit dem Drehkopf 210 ist.

Während mehr Kabel 214 eingeholt wird, wird das kegelförmige Element 224 zwischen die zwei Stützen 211 des Kopfs 210 eingebracht, welche in Bezug auf das Loch in dem Stellglied 212 mittig sind, bis die Platte 223 in Kontakt mit dem elastischen Ring 213 kommt.
In dieser Situation verhindert das Zusammenarbeiten zwischen den kegelförmigen Flächen des Elements 224 und des holen Kopfs 211 jede größere relative Schwingbewegung, während die Reibung zwischen der Platte 223 und dem elastischen Element 213 relative Drehbewegungen verhindert, wodurch sicheres Anheben und Bergen des Fahrzeugs 101 ermöglicht wird, um es in seiner geparkten Position an Bord des Schiffes abzusetzen.
Während dieses Hebebetriebs kann das drehende Stellglied 213 entsprechend in Betrieb genommen werden, um das Fahrzeug korrekt auszurichten, bevor es in der Parkposition abgesetzt wird.
Es können an dem baulichen Ausführungsbeispiel der Einzelteile der Vorrichtung viele Änderungen vorgenommen werden, ohne dabei vom Schutzbereich der Erfindung in Bezug auf seine allgemeinen Merkmale abzuweichen; insbesondere ist vorgesehen, dass die Greifeinheit mit einer Energieversorgungsbatterie und einem Funksteue rungsempfängergerät ausgerüstet werden kann, welches Steuerungs- und Schaltbefehle empfangen kann, um das Gerät unabhängiger zu machen, was Bergungen in größeren Abständen ermöglicht.
Das Bedienteil der unterschiedlichen Geräte 233 und 234 kann elektrisch oder hydraulisch sein; im letzteren Fall wird eine hydraulische Energiequelle auf dem Gerät 220 bereitgestellt.
Es ist außerdem vorgesehen, dass Anpassen der Höhe des Greifgeräts über der freien Wasseroberfläche manuell oder mittels elektrischer oder hydraulischer Motorsysteme ausgeführt werden kann.
Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Greifelement 230 mit Sensoren, beispielsweise optischer oder Laser-Art, zum Erkennen der an dem Fahrzeug 101 befestigten Greifstange 102, und mit einem automatischen Führungsgerät ausgerüstet werden kann, welches bei Signalempfang von den Sensoren Zusammenwirken mit der Stange auf dem Fahrzeug auch bei Bedingungen ermöglicht, wo schlechte oder keine Sicht herrscht.

Claims

Vorrichtung zum Greifen und Bewegen eines Unterwasserfahrzeugs und Ähnlichem (101, 102) umfassend einen Kran (103), welcher an Bord eines Schiffes (100) montiert ist und mit Gelenkarmen (1, 2) vorgesehen ist, und ein Krankabel (214), wobei der Kran an seinem freien Ende mit einem Gerät (200) zum Greifen des Fahrzeugs verbunden ist, um es einzuholen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (200) im wesentlich besteht aus: – einem Kopf (210), welcher drehbar an dem freien Ende des Arms (1) des Krans (103) montiert ist und in der Lage ist, sich in Bezug dazu zu drehen, wobei der Kopf (200) in seinem Inneren ein Kabel (214) aufnimmt; – einer Greifeinheit (220), welche an dem freien Ende des Kabels (214) befestigt ist, wobei die Greifeinheit (220) auf Schwimmern (222) montiert und mit einer Antriebseinheit (226) vorgesehen ist; – mindestens einer Stromversorgungsbatterie für die Antriebseinheit; – wobei die Antriebseinheit (226) durch eine zugehörige Einrichtung (227) kontrollierbar ist, welche ein Fernbedienungsgerät (227) umfasst, um kontrollierte Bewegung der Greifeinheit (220) parallel zur Wasseroberfläche zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Kopf (210) ein im Inneren hohles Teil (211) zur Verbindung mit dem Kran umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Kopf einen Ring (213) hergestellt aus elastischem Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten umfasst, welcher koaxial zu dem Verbindungsteil (211) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Kopf (210) ein rotierendes Stellglied (212) umfasst, welches koaxial zu dem kegelförmigen Teil angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmer (222) mit der Tragwerkstruktur (221) der Greifeinheit mittels der dazwischenliegenden Anordnung von Einrichtungen (222a, 222b) zur Anpassung der Höhe der Struktur über der freien Wasseroberfläche verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit aus, einem Propeller (226) besteht, welcher mit jedem Schwimmer (222) verbunden ist und mittels einem zugehörigen Betätigungsgerät eingeschaltet werden kann, welches durch eine zugehörige Einrichtung (227) fernbedient werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinheit (220) ein kegelförmiges Element (224) umfasst, welches sich von der Struktur (221) der genannten Einheit (220) aufwärts erstreckt und zur Kopplung mit dem hohlen Kopf (211) ausgebildet ist, welcher an den Arm des Krans angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das kegelförmige Element (224) mit einem Ring (224a) zum Anhängen an das genannte Krankabel (214) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinheit (220) ein Führungs- und Greifelement (232) umfasst, welches im wesentlich Vförmig ist und an dessen Spitze ein Spalt (232a) geformt ist, an dessen Zugang eine Rückschlageinrichtung (233) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlageinrichtung im wesentlichen aus einem Paar von Sperrzähnen (233) besteht, welche drehbar auf Stiften (233a) angebracht sind, welche vertikal angeordnet sind und in der Lage sind, infolge der Druckkraft einer Einrichtung (102) zum Einhaken des Fahrzeugs (101) und gegen die Druckkraft einer elastischen Einrichtung oder Ähnlichem, ins Innere des Spalts (232) zu drehen, welche vorgesehen ist, die Sperrzähne (233) in einer geschlossenen Position zu halten, wobei dort auch Elemente zum Zurücknehmen der genannten Sperrzähne für ihr kontrolliertes Öffnen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (232) eine Einrichtung zum Festklemmen der Stange (102) des Fahrzeugs (101) vorsieht, wobei sie vorzugsweise aus Paaren gegenüberliegender Geräte (234) besteht, welche an das Führungselement im Bereich des Spalts (232a) angeschlossen sind, um eine Wirkung auszuüben, die die Einhakeinrichtung (102) festklemmt, so dass sie bei Drehung relativ zum Greifgerät (230) gesichert ist.
Vorrichtung zum Greifen und Bewegen von Unterwasserfahrzeugen und Ähnlichem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhakeinrichtung, welche an das Fahrzeug (101) angeschlossen ist, im wesentlichen aus einer vertikalen Stange (102) besteht, welche am oberen Ende mit einer horizontalen Platte (102a) verbunden ist, die vorgesehen ist, die genannte Stange daran zu hindern, nach unten zu entweichen, wenn sie in den Spalt (232a) des Führungselements (232) eingeführt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Sensoren zur Detektierung der Einhakeinrichtung (102) umfasst, welche an dem Fahrzeug (101) befestigt ist.