JP2014502944A - クランプ装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、管壁を有するとともに管端部にフランジを備える、薄壁管または杭のような管状部材をクランプするためのクランプ装置であって、クランプ装置によりフランジだけをクランプした状態で吊り上げるためのクランプ装置に関する。このクランプ装置は、フランジと係合してフランジをクランプするための少なくとも2つのクランプ手段と、管状部材を吊り上げている間に少なくとも2つのクランプ手段の相互の位置を維持するために少なくとも2つのクランプ手段を連結固定するクランプ装置フレームとを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、薄壁管または杭井プラットフォーム支持杭もしくは風車支持杭のような管状部材をクランプするためのクランプ装置であって、クランプ装置を用いてクランプされる管状部材を吊り上げるためのクランプ装置に関する。
そのようなクランプ装置は、内部エレベータが開示される米国特許第4320915号明細書から知られており、内部で内側から受けられるべきエレベータは、杭井プラットフォーム支持杭などの管状部材を把持して支持する。エレベータは、好ましくは外側本体の開口内に取り付けられ、かつ内側カム本体の電動的な軸方向の移動により径方向外側に作動して管状部材と把持係合することができるスリップを含む。
そのようなクランプ装置は、パイプまたは杭を昇降させるための内部エレベータを開示する英国特許第2224481号明細書からも知られており、内部エレベータは、径方向に移動してパイプまたは杭の内壁と係合できる複数のグリッパアセンブリを備える。
欧州特許出願公開第0402231号明細書は、槽の周縁をクランプするための装置を開示し、この装置は、互いに対して並進して側方から周縁に近づくクランプ部材を有する。
米国特許第2327005号明細書は、樽の直立出縁と側方から係合する樽昇降手段を開示する。
米国特許出願公開第2001/001525号明細書は、直立管状側壁を有する荷を昇降するための機器を開示する。この機器は、管状側壁の一部を把持するように構成されて配置される複数のクランプを有する。クランプは側壁に対して側方へ移動する。
オランダ特許出願公開第8403445号明細書は、クランプ部材間で槽の直立周縁と係合するための装置を開示する。
これらの既知のクランプ装置は、内部フランジをその端部に備える管状部材内で受けられた後に管状部材をクランプして吊り上げること、特に内部フランジをクランプして内部フランジを介して管状部材を吊り上げることに適さない。また、これらの既知のクランプ装置は、大径の管状部材を吊り上げる場合に吊上げ重量をかなり増大させることとなる。
一般に、フランジをクランプすることが知られている。しかしながら、風車を支持するための杭のフランジをクランプすると、少なくとも管状部材のフランジと壁との間の移行部分で許容できない応力がもたらされる。
本発明は、管状部材をクランプするためのクランプ装置であって、少なくとも既知のクランプ装置と関連付けられる問題が少なくとも部分的に解決されるクランプ装置を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、代替のクランプ装置を提供することである。
本発明の第1の態様によれば、これは、管壁を有するとともに管端部にフランジを備える、薄壁管または杭のような管状部材をクランプするためのクランプ装置であって、クランプ装置によりフランジのみをクランプした状態で吊り上げるためのクランプ装置において、
フランジと係合してフランジをクランプするための少なくとも2つのクランプ手段と、
管状部材を吊り上げている間に少なくとも2つのクランプ手段の相互の位置を維持するために少なくとも2つのクランプ手段を連結固定するクランプ装置フレームであって、管状部材を吊り上げるときに管状部材が略垂直姿勢で垂れ下がるように管状部材をフランジでクランプするために、少なくとも2つのクランプ手段がクランプ装置の仮想外周に沿って配置されて分布される、クランプ装置フレームと
を備え、
少なくとも2つのクランプ手段のそれぞれが、
フランジの上面と係合するための上側クランプシューを備える第1のクランプ部材と、
第1のクランプ部材とヒンジ結合されるとともに、フランジの下面と係合するための下側クランプシューを備える第2のクランプ部材であって、第1のクランプ部材および第2のクランプ部材は、上側および下側クランプシュー間でフランジを受けるための開位置と、上側および下側クランプシュー間でフランジをクランプするための閉位置との間をヒンジ軸線周りで蝶番式に相互に動くことができる、第2のクランプ部材と、
クランプ装置を吊り上げケーブルまたはリンクプレートのような吊り上げ要素と結合するとともに、クランプ装置に吊り上げ力を加えるための結合部材であって、結合部材が第1のクランプ部材に設けられ、ヒンジ軸線は、吊り上げ力が結合部材に加えられるときにクランプ力をフランジに加えるために、結合部材と上側クランプシューとの間に配置される、結合部材と
を備え、
結合部材と上側および下側クランプシューとは、クランプ装置を用いて管状部材を吊り上げるときにフランジが管状部材の壁との移行部分で実質的に引張応力のみを受けるように、ヒンジ軸線に対して配置される、クランプ装置によって実現される。
本発明に係るクランプ装置は、管状部材の内部フランジおよび外部フランジの両方に有益に適用されてもよい。それに応じて、クランプ手段の向きを管状部材のフランジへ向けて径方向外側または径方向内側にそれぞれ適合させる必要がある。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態において、第2のクランプ部材は、管状部材の曲げ応力をさらに減少させるために上側クランプシューよりも管壁の方に近い位置でフランジを下側クランプシューと係合させるべく、上側クランプシューを通り過ぎて延びる。
一実施形態において、本発明に係るクランプ装置は、フランジが管壁との移行部分で実質的に引張応力のみを受けるようにフランジに対して上側および下側クランプシューを位置決めするべく、クランプ装置を管壁に対して配置するためのストッパ面、好ましくは下側クランプシュー中心を管壁中心から壁間隔yだけ離間させるためのストッパ面を備える。ストッパ面は、管壁に対してクランプ装置を配置するために管壁の内周および/または外周と係合してもよい。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態において、径方向で見て、結合手段中心は、結合手段梃長さaだけヒンジ軸線から離間され、上側クランプシュー中心は、上側クランプシュー梃長さbだけヒンジ軸線から離間され、下側クランプシュー中心は、クランプシュー間隔xだけ上側クランプシュー中心から離間され、結合手段梃長さaと上側クランプシュー梃長さbとの比率は、クランプ装置を用いて管状部材を吊り上げるときにフランジが管状部材の壁との移行部分で実質的に引張応力のみを受けるために、壁間隔(y)とクランプシュー間隔(x)との比率に対応する。
一実施形態において、本発明に係るクランプ装置は、クランプ装置を管状部材内で中心付けて管状部材のフランジと係合するために上側および下側クランプシューを位置決めするための複数のストッパ面を備える。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態において、少なくとも2つのクランプ手段のうちの少なくとも1つの第2のクランプ部材は、下側クランプシューを備えるとともに、クランプ装置フレームとスライド可能に結合され、第2のクランプ部材は、フランジを通り過ぎて第2のクランプ部材を移動させるための収縮位置と、下側クランプシューがフランジの下面と対向するための伸長位置との間でクランプ装置の仮想外周面に対して径方向にスライドできる。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態において、クランプ装置フレームは、第2のクランプ部材を少なくとも部分的に内部にスライド可能に受け入れるとともに、第2のクランプ部材が伸長位置にあるときにフランジをクランプするための力線を閉じるために第2のクランプ部材をクランプ装置フレームと結合させるための収容部を備える。この実施形態は、クランプ装置の一体化のレベルに関して、その結果、クランプ装置の重量および寸法のレベルに関して有益である。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態では、収容部がクランプ装置フレームと一体に形成され、これは、クランプ装置フレームの強度および重量に関して有益である。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態では、第1のクランプ部材が全体的に第2のクランプ部材の上方に延び、これにより、例えばアクチュエータを第1のクランプ部材と第2のクランプ部材との間に配置することができる。
一実施形態において、本発明に係るクランプ装置は、管状部材をクランプ装置によって吊り上げる前に管状部材のフランジを下側および上側クランプシュー間で事前にクランプするために、あるいは、第1および第2のクランプ部材を開位置の方へ押し進めるために、第1および第2のクランプ部材の両方と結合されるアクチュエータを備える。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態では、アクチュエータが第1および第2のクランプ部材間に設けられ、これは、ロバスト性が高く、スペースをとらない。
一実施形態において、本発明に係るクランプ装置は、第1および第2のクランプ部材が下側および上側クランプシュー間でフランジをクランプするときに略平行に延びるように、第1および第2のクランプ部材を所定の距離だけ相互に離間させるための離間部材を備える。
本発明に係るクランプ装置の一実施形態では、上記距離がフランジのフランジ厚にほぼ対応し、これは、フランジを上側および下側クランプシューと係合させるのに有益である。
また、本発明は、本発明に係るクランプ装置と、そのフランジでクランプ装置とクランプされる管状部材とのアセンブリに関する。
さらに、本発明は、本発明に係るクランプ装置を使用してフランジ付きの管状部材を吊り上げるための方法であって、下側クランプシューを管壁へ向けて径方向に移動させるステップを備える方法に関する。
また、本発明は、明細書に記載され、および/または添付図面に示される特徴のうちの1つ以上を備える装置に関する。
さらに、本発明は、明細書に記載され、および/または添付図面に示される特徴のうちの1つ以上を備える方法に関する。
本特許で論じられる様々な態様は、さらなる有利な利点を与えるように組み合わせることができる。
以下に示される図面で明らかにされる本発明に係るクランプ装置の一実施形態を参照して本発明をさらに説明する。
クランプ装置と管状部材とのアセンブリの斜視図である。 クランプ装置のクランプ手段の概略側面図である。 図1のアセンブリの側断面図である。 図3の詳細図である。
ここで、図1〜図4の全てを参照して実施形態を説明する。
図1は、クランプ装置1と、管状部材、ここでは部分的に示される杭11とのアセンブリを斜視図で示している。中空の杭11は円筒状の杭壁13を有する。杭11には、その示される上端に環状内部フランジ6が設けられる。場合により、杭11の両端には、ボルト接続部を穴7に適用することにより2つの隣接する杭11を結合させて、例えば風車用の支持体を構成するために、環状フランジ6が設けられる。内部フランジ6を設けると、杭11の内部にボルト接続部が配置されて、例えば海水により引き起こされる腐食が防止され、有益である。
杭11を吊り上げるために、クランプ装置1は杭のフランジ6でのみクランプし、したがって、杭11を吊り上げるためのさらなる手段を杭11に設ける必要がなく、有益である。
この場合、クランプ装置1は、4つのクランプ手段2を有するが、異なる数のクランプ手段2が考えられる。ただし、クランプ装置1を用いて杭11を吊り上げるときに杭11が略垂直姿勢で垂れ下がるように杭11をそのフランジ6でクランプするために、異なる数のクランプ手段2がクランプ装置1の仮想外周に沿って配置されて分布される場合に限られる。実際には、クランプ装置1の仮想外周は、クランプ装置1と杭11との係合のための、杭11の外周12に対応する。
クランプ装置1は、クランプ装置1に強度を与えるためのクランプ装置フレーム10を備える。4つのクランプ手段2は、杭11を吊り上げている間にクランプ手段の相互の位置を維持するために、クランプ装置フレーム10と連結固定される。
この場合、4つのクランプ手段2のそれぞれは、フランジ6をクランプするための第1のクランプ部材3および第2のクランプ部材4と、吊り上げ力Fをクランプ装置1に加えるための吊り上げケーブル(図示せず)またはリンクプレートに対してクランプ手段2を結合するための結合部材5とを備える。クランプ装置1は、クランプ手段2の結合部材5のみを介して吊り上げケーブルまたはリンクプレートと結合されて、フランジ6の強固なクランプを行なう。リンクプレートの使用は、クランプ装置1の取り扱い中に、および/またはクランプ装置1と杭11との組み付け中にクランプ装置1の適切な水平位置を維持するのを容易にする。第1のクランプ部材3の穴自体は、「結合部材」となるのにも同様に適している。図1に示されるように、この場合には、その穴にシャックルが取り付けられる。
第1のクランプ部材3には、フランジ6の上面19と係合するための上側クランプシュー18が設けられる。第2のクランプ部材4には、フランジの下面15と係合するための下側クランプシュー16が設けられる。上側および下側クランプシュー18,16はいずれも、フランジ6との制御された所定の係合をもたらすためにそれぞれのクランプ部材3,4から突出する。
第2のクランプ部材4は、第1のクランプ部材3とヒンジ結合される。第2のクランプ部材4および第1のクランプ部材3は、上側および下側クランプシュー16,18間でフランジ6をクランプするために、これらの部材3,4をヒンジ軸線8周りで蝶番式に相互に動くようにするべくヒンジ結合される。この場合、第1のクランプ部材3および第2のクランプ部材4は、第1のクランプ部材3が第2のクランプ部材4およびクランプ装置フレーム10に対して蝶番式に動くようにクランプ装置フレーム10を介して結合される。
この場合、第2のクランプ部材4は、管状部材11の曲げ応力を減少させるために上側クランプシュー18よりも管壁13の中心線14の方に近い位置でフランジ6を下側クランプシュー16と係合させるべく上側クランプシュー18を通り過ぎて延びる。下側クランプシュー16は下側クランプシュー距離yだけ中心線14から離間され、一方、上側クランプシュー18は上側クランプシュー距離xだけ中心線14から離間される。
ここで、第1のクランプ部材3は、全体的に第2のクランプ部材4の上方に延びており、それにより、より単純な構造がもたらされる。
この場合、クランプ装置1は、管状部材11をクランプ装置1によって吊り上げる前に、管状部材11のフランジ6を下側および上側クランプシュー16,18間で事前にクランプするために、第1および第2のクランプ部材3,4の両方と結合されるアクチュエータ22を備える。アクチュエータ22は、第1および第2のクランプ部材3,4間に設けられる。
アクチュエータ22は、第1および第2のクランプ部材3,4を開位置(図示せず)の方に強制的に相互に蝶番式に動かしてフランジを上側および下側クランプシュー18,16間で受けるために使用されてもよい。これは、上側クランプシュー18とフランジの上面19との衝突を防止する。第1および第2のクランプ部材を開位置の方に強制的に蝶番式に動かすために簡単な弾性部材が使用されてもよい。
ここで、クランプ装置1は、上側および下側クランプシュー16,18間のフランジ6のフランジ厚にほぼ対応する距離だけ第1および第2のクランプ部材を相互に離間させるための離間部材20を備える。その結果、第1および第2のクランプ部材は、下側および上側クランプシュー間でフランジをクランプするときに略平行に延び、それにより、クランプ装置とフランジ6とのより良好な制御された係合がもたらされる。
この場合、下側クランプシュー16を備える第2のクランプ部材4は、クランプ装置フレーム10とスライド可能に結合される。第2のクランプ部材4が収縮位置と伸長位置との間で移動できる限りは、第2のクランプ部材がクランプ装置フレーム10と転がり態様で、あるいはヒンジシステムまたはリンクシステムを介して結合されることも考えられる。第2のクランプ部材4は、フランジ6を通り過ぎて第2のクランプ部材4を移動させるための収縮位置(図示せず)と、下側クランプシュー16がフランジ6の下面15と対向するための図3に見られる伸長位置との間でスライドできる。クランプ装置フレーム10は、この場合には4つの第2のクランプ部材4を駆動させるための作動システム(図示せず)を受け入れる。第2のクランプ部材は、クランプ装置1と管状部材11との相互の位置合わせをさらに容易にするために均一な態様で駆動されるのが好ましい。ここで、クランプ装置フレーム10は、第2のクランプ部材4を少なくとも部分的に内部にスライド可能に受け入れるための収容部を備える。第2のクランプ部材4は、第2のクランプ部材4がその伸長位置にあるときに、フランジ6をクランプするための力線を閉じるためにクランプ装置フレーム10と結合される。ここで、収容部はクランプ装置フレーム10と一体に形成される。
この場合、結合部材5は第1のクランプ部材3に設けられる。ここで、結合部材は、第1のクランプ部材3とパッド−アイ(pad−eye)ヒンジ結合される。ヒンジ軸線8は、吊り上げ力Fが結合部材5に加えられるときにフランジ6にクランプ力Fを加えるために結合部材5と上側クランプシュー18との間に配置される。結合部材5は、結合手段梃長さaだけヒンジ軸線8から離間される。上側クランプシュー18は、上側クランプシュー梃長さbだけヒンジ軸線8から離間される。結合部材5と上側および下側のクランプシュー18,16とは、クランプ装置1を用いて管状部材11を吊り上げるときに、フランジ6が管状部材11の壁13との移行部分17で実質的に引張応力のみを受けるようにヒンジ軸線8に対して配置される。クランプ力Fは、下側クランプシュー16でフランジ6に対して加えられる。
この場合、クランプ装置1は、フランジ6が該フランジ6と管壁13との移行部分17で実質的に引張応力のみを受けるようにフランジ6に対して上側および下側のクランプシュー18,16を位置決めするべく、クランプ装置1を管壁13に対して配置するためのストッパ面23を備える。
ここで、管状部材11のフランジ6と係合するようにクランプ装置1を管状部材11内で中心付けるために多くのストッパ面23が設けられる。
クランプ装置1と管状部材11とを位置合わせするために、クランプ装置1には位置合わせ部材21が設けられ、ここでは4つの位置合わせ部材がクランプ手段2のそれぞれに設けられる。各位置合わせ部材21はそれぞれのクランプ手段2と径方向で位置合わせされ、これは、クランプ手段2をフランジ6で位置決めするのに有益である。
また、言うまでもなく、以上の説明および図面は、本発明の幾つかの実施形態を説明するために含まれており、保護の範囲を限定するために含まれているものではない。この開示を発端として、この発明の本質であり保護の範囲内に入るとともに従来技術と本特許の開示との自明な組み合わせであるさらに多くの実施形態が当業者に明らかになるであろう。

Claims (16)

  1. 管壁を有するとともに管端部にフランジ(6)を備える、薄壁管または杭のような管状部材(11)をクランプするためのクランプ装置(1)であって、当該クランプ装置により前記フランジのみをクランプした状態で前記管状部材を吊り上げるためのクランプ装置(1)であって、
    前記フランジと係合して前記フランジをクランプするための少なくとも2つのクランプ手段(2)と、
    前記管状部材を吊り上げている間に前記少なくとも2つのクランプ手段の相互の位置を維持するために前記少なくとも2つのクランプ手段を連結固定するクランプ装置フレーム(10)であって、前記管状部材を吊り上げるときに前記管状部材が略垂直姿勢で垂れ下がるように前記管状部材を前記フランジでクランプするために、前記少なくとも2つのクランプ手段が当該クランプ装置の仮想外周に沿って配置されて分布される、クランプ装置フレーム(10)と
    を備え、
    前記少なくとも2つのクランプ手段のそれぞれが、
    前記フランジの上面と係合するための上側クランプシュー(18)を備える第1のクランプ部材(3)と、
    前記第1のクランプ部材とヒンジ結合されるとともに、前記フランジの下面と係合するための下側クランプシュー(16)を備える第2のクランプ部材(4)であって、前記第1のクランプ部材および前記第2のクランプ部材が、前記上側および下側クランプシュー間で前記フランジを受けるための開位置と、前記上側および下側クランプシュー間で前記フランジをクランプするための閉位置との間をヒンジ軸線(8)周りで蝶番式に相互に動くことができる、第2のクランプ部材(4)と、
    当該クランプ装置を吊り上げケーブルまたはリンクプレートのような吊り上げ要素と結合するとともに、当該クランプ装置に吊り上げ力(F)を加えるための結合部材(5)であって、前記結合部材が前記第1のクランプ部材(3)に設けられ、前記ヒンジ軸線(8)が、前記吊り上げ力が前記結合部材に加えられるときにクランプ力を前記フランジに加えるために、前記結合部材(5)と前記上側クランプシュー(18)との間に配置される、結合部材(5)と
    を備え、
    前記結合部材と前記上側および下側クランプシューとが、当該クランプ装置を用いて前記管状部材を吊り上げるときに前記フランジが前記管状部材の壁との移行部分で実質的に引張応力のみを受けるように、前記ヒンジ軸線に対して配置される、クランプ装置(1)。
  2. 前記第2のクランプ部材が、前記管状部材の曲げ応力を減少させるために前記上側クランプシューよりも前記管壁の方に近い位置で前記フランジを前記下側クランプシューと係合させるべく、前記上側クランプシューを通り過ぎて延びる、請求項1に記載のクランプ装置。
  3. 前記フランジが前記管壁との移行部分(17)で実質的に引張応力のみを受けるように前記フランジに対して前記上側および下側クランプシューを位置決めするべく、当該クランプ装置を前記管壁(13)に対して配置するためのストッパ面(23,25)を備える、請求項1または2に記載のクランプ装置。
  4. 下側クランプシュー中心(28)を管壁中心(14)から壁間隔(y)だけ離間させる、請求項3に記載のクランプ装置。
  5. 径方向で見て、結合手段中心(26)が、結合手段梃長さ(a)だけ前記ヒンジ軸線(8)から離間され、上側クランプシュー中心(27)が、上側クランプシュー梃長さ(b)だけ前記ヒンジ軸線(8)から離間され、前記下側クランプシュー中心(28)が、クランプシュー間隔(x)だけ前記上側クランプシュー中心(27)から離間され、前記結合手段梃長さ(a)と前記上側クランプシュー梃長さ(b)との比率が、当該クランプ装置を用いて前記管状部材を吊り上げるときに前記フランジが前記管状部材の前記管壁との移行部分で実質的に引張応力のみを受けるために、前記壁間隔(y)と前記クランプシュー間隔(x)との比率に対応する、請求項4に記載のクランプ装置。
  6. 当該クランプ装置を前記管状部材内で中心付けて前記管状部材の前記フランジと係合するために前記上側および下側クランプシューを位置決めするための複数のストッパ面(23)を備える、請求項3〜5のいずれか一項に記載のクランプ装置。
  7. 前記少なくとも2つのクランプ手段(2)のうちの少なくとも1つの前記第2のクランプ部材が、前記下側クランプシューを備えるとともに、前記クランプ装置フレーム(10)とスライド可能に結合され、前記第2のクランプ部材が、前記フランジを通り過ぎて前記第2のクランプ部材を移動させるための収縮位置と、前記下側クランプシューが前記フランジの下面と対向するための伸長位置との間で当該クランプ装置の仮想外周面に対して径方向にスライドできる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のクランプ装置。
  8. 前記クランプ装置フレームが、前記第2のクランプ部材を少なくとも部分的に内部にスライド可能に受け入れるとともに、前記第2のクランプ部材が伸長位置にあるときに前記フランジをクランプするための力線を閉じるために前記第2のクランプ部材を前記クランプ装置フレームと結合させるための収容部を備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載のクランプ装置。
  9. 前記収容部が前記クランプ装置フレームと一体に形成される、請求項8に記載のクランプ装置。
  10. 前記第1のクランプ部材が全体的に前記第2のクランプ部材よりも上方に延びる、請求項1〜9のいずれか一項に記載のクランプ装置。
  11. 前記管状部材を当該クランプ装置によって吊り上げる前に前記管状部材の前記フランジを前記下側および上側クランプシュー間で事前にクランプするために、前記第1および第2のクランプ部材の両方と結合されるアクチュエータを備える、請求項1〜10のいずれか一項に記載のクランプ装置。
  12. 前記アクチュエータが前記第1および第2のクランプ部材間に設けられる、請求項1〜11のいずれか一項に記載のクランプ装置。
  13. 前記第1および第2のクランプ部材が下側および上側クランプシュー間で前記フランジをクランプするときに略平行に延びるように、前記第1および第2のクランプ部材を所定の距離だけ相互に離間させるための離間部材(20)を備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のクランプ装置。
  14. 前記距離が前記フランジのフランジ厚にほぼ対応する、請求項13に記載のクランプ装置。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載のクランプ装置と、そのフランジで前記クランプ装置とクランプされる前記管状部材とのアセンブリ。
  16. 請求項1〜15のいずれか一項に記載のクランプ装置(1)を使用してフランジ付きの管状部材(11)を吊り上げるための方法であって、
    前記下側クランプシュー(16)を前記管壁(13)へ向けて径方向に移動させるステップを備える方法。
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