NO150357B - Vinsj for kran til haandtering av last som kan komme i svingninger - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en vinsj for en kran til håndtering

av last som kan komme i svingninger for eksempel på grunn av sjøgang, med en første motor til drift av vinsjtrommelen under belastning og en andre motor til stramming av linen,

der vinsjtrommelen med en halvdel er forbundet med en frihjulsanordning, mens den annen.halvdel er forbundet med den første motor, idet en anordning er innrettet til frakobling av den første motor fra vinsjtrommelen.

I US patentkrift 1.999.936 er det foreslått å drive en vinsjtrommel med en hovedmotor via en planetgirmekanisme og med en hjelpemotor via samme mekanisme. Hjelpemotoren er permanent koplet til en kontrolltrommel, på hvilken et kontrolltau er viklet med en ende festet til et fly som skal heises fra sjøen ombord på et skipsdekk ved hjelp av et vinsjtau som er viklet på vinsktrommelen.

Det foreligger også en pal- og palkransanordning som

ved innkopling hindrer rotasjon av kontrolltrommelen. En manuelt betjent reverseringsbryter og en rotasjonsømfint-

lig på/avbryter styrer palens inngrep. På/av-bryteren er slik at den slutter og forblir sluttet så lenge kontrolltrommelen haler inn, det vil si vikler opp tau. Bare en omstilling av den manuelle bryter kan forandre palens for-

hold og virker bare når på/avbryteren slutter.

Pal-og palkransanordningen er slik at hjelpemotoren kan

dreie vinsjtrommelen i "innhalingsretning" uansett palens tilstand.

Palen må imidlertid være i inngrep for å gi dreiemoment-reaksjon via girmekanismen, slik at hovedmotoren kan drive vinsjtrommelen i "innhalings"-retning.

Kontrollsystemet gjør det mulig å senke vinsjtauet og

kroken mot flyet med en bevegelse overført til kroken som

delvis svarer til flyets opp-nedadgående bevegelse på grunn av bølgene.

Ved en alternativ versjon som er beskrevet i US patentskrift 1.999.936 kan kontrolltauet unnværes og hjelpemotoren kan drives for slakk-eliminasjon i vinsjtauet som er festet til flyet.

Kranvinsjer og tilsvarende utstyr har betydelig treghet i sine girmekanismer. Derfor har forslaget ifølge nevnte US patentskrift alvorlige ulemper, idet planetgirmekanismen i praksis vil oppvise betydelig treghet.

<En annen ulempe skyldes behovet for et komplisert, elektrisk system for å drive pal-anordningen, selv for den enkle oppgave å eliminere slakk i et tau (der det ikke benyttes kontrolltau f .-eks.).

Der det benyttes kontrolltau for oppnåelse av kompensasjon av sjøens bevegelse før løfting av lasten startes, vil planetgiranordningen være ute av stand til å la krokens bevegelser svare nøyaktig til bevegelsen i sjøen. I det minste må krokens amplitude nødvendigvis være forskjellig fra flyets bevegelse som skyldes bølger.

Det er derfor meget vanskelig å få festet kroken til

flyet ved svak bølgegang og umulig i grov sjø. Fly kan bare heises ombord når sjøen er ganske smul.

Det kan definitivt sies at et slikt system er fullstendig ubrukelig for å feste og heise ombord last under de van-skelige forhold som er typiske for oljeleting og oljeboring på' dypt vann, hvor bølgene gjerne overskrider ca. 1,2 - 1,8 m, men last like fullt må heises opp.

Fra det tyske patentskrift 641 485 er det kjent å benytte-en kobling i form av en regulerbar eller styrbar slippkobling. Denne slippkobling kan gli begge veier og vil stadig vekk gjøre det, og det vil derfor oppstå urimelig slitasje og varmeutvikling. Det tyske patentskrift 679 665 beskriver en vinsj med to motorer hvor det benyttes en overløpskobling og en friksjonskobling mellom de respektive motorer og vinsjtrommelen. Fra britisk patentskrift 1339 131 er det kjent en vinsjutførelse hvor en vinsjtrommel og tilhørende motor må følge sjøens bevegelser. Dette medfører vanskeligheter fordi olje blir pumpet av motoren til en høytrykkakkumulator. Vinsjtrommelen og motoren vil fortsette å virke etter

at lasten er heist opp, idet motoren kommer i tillegg til en annen motor som driver en annen trommel.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveiebringe

en vinsj der treghetseffekten er redusert eller elimi-nert ved innhaling av slakt tau. Det tas også sikte på

å tilveiebringe et system som mer nøyaktig kan kompen-sere for bølgebevegelsen og som vil gjøre det lettere å senke kroken nøyaktig og feste den trygt til lasten under et større spekter av forskjellige værforhold enn tidligere. Ingen av de foran omtalte utførelser angir en løsning på disse problemer.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebragt en vinsj for kran til håndtering av last som kan komme i svingninger, for eksempel på grunn av sjøgang, med en første motor til drift av vinsjtrommelen under belastning og en andre motor til stramming av linen, der vinsjtrommelen med en halvdel er forbundet med en frihjulsanordning, mens den annen halvdel er forbundet med den første motor, idet en anordning er innrettet til frakobling av den første motor fra vinsjtrommelen, og det som kjennetegner vinsjen ifølge oppfinnelsen er at de deler av frihjulsanordningen som beveges i forhold til hverandre ved hensettelse av en last, er tilsluttet en signalgiver som ved bevegelsen avgir et signal til styring av anordningen til frakobling av den første motor. Hensiktsmessig er frakoblingsanordningen en egen kobling.

Tegningen viser et par utførelseseksempler av oppfinnelsen i skjematisk gjengivelse idet: Fig. 1 er et oversiktsbilde som viser de mekaniske hoveddeler i en første utførelsesform av anordningen,

fig. 2 viser en del av hydraulisk krets for første ut-førelsesform,

fig. 3 er et oversiktsbilde av de mekaniske hoveddeler i en andre utførelsesform,

fig. 4 er et oversiktsbilde som viser de mekaniske hoveddeler i en tredje utførelsesform og

fig. 5 er et koplingsskjerna som viser delene som vist i fig. 4, sammen med styresystemet for mekanismen.

Det første utførelseseksempel av vinsjmekanismen som vist

i fig. 1 og 2, omfatter en vinsjtrommel 10 som er direkte forbundet med utgangsakselen 12A for en første hydraulisk motor 12, som kan kalles kompensasjonsmotor. Motoren 12 har fast fortrengningsvolum, i dette tilfellet ca. 1032 cm^/ omdreining.

Trommelen 10 er også forbundet med en del av en enveispal-og ringformet palkransmekanisme 14, hvis andre del er forbundet med et drev 16, som står i inngrep med et annet drev 18. Drevet 18 er montert på utgangsakselen for en andre eller hydraulisk motor, hovedmotoren 20.

Motoren 20 har variabelt fortrengningsvolum, i dette til-

3 3

felle fra ca. 3998 cm til ca. 4735 cm pr. omdreining.

Trommelen 10 er vinsjtrommel for en kran som ikke er nærmere vist, og krankroken er op<p>hengt i et tau som med en ende er forbundet med trommelen 10. - Palmekanismen 14 er anordnet slik at den er i inngrep når hovedmotoren roterer i retning av trommeldrift for løfting av lasten. Denne rotasjonsretning av motoren 20 kan kalles "løfteretning". Motoren 12 vil således rotere i motsatt retning når den er innstilt på "løfting" fordi den er direkte koplet til trommelen 10, i stedet for å være koplet til trommelen via drev, som motoren 20.

Kranen skal i dette tilfelle kunne løfte ca. 14 tonn 5 m/min eller 4 tonn 10 m/min. Trommelen vil da rotere to omganger i minuttet for en tauhastighet på 5 m/min.

Kranen skal kunne håndtere last under skiftende drifts-betingelser, spesielt når kranen er montert på et skip og skal kunne

a) opprettholde en nominell trekkraft på løfte-tauet, mens kroken forbindes med en last som

beveger seg opp eller ned med bølgebevegel-sene, b) løfte lasten med lav til full hastighet, mens tauet hele tiden forblir stramt og c) senke lasten med lav til full hastighet uten kompensasjon for slagt tau.

Disse krav og den ønskede krankapasitet oppfylles ved et hensiktsmessig valg av motorer 12 og 20 ved de valgte rem-skive- og tauanordninger for å utøve løftekraft på krok-blokken og ved den hydrauliske krets, ved hjelp av hvilken motorene drives.

Fig. 2 viser den hydrauliske krets for motoren 12.

En hydraulisk høytrykk-forsyningsledning er vist ved

40 og en lavtrykks returledning er vist ved 42. Lavtrykks-ledningen 42 er forbundet med en port for motoren 12 via ledningen 44 og omkoplingsventilen 50. Høytrykksledningen 40 er via drosselen 52, forbundet med ventilen 50. I ventilens 50 nøytrale stilling er ledningen 44 i ventilen forbundet med en ledningsgren 54, som er koplet til den andre porten for motoren 12. Ledningen 54 er via reduk-sjonsventilen 56, forbundet med ledningen 44 mellom ventilen 50 og motoren 12.

Drift av ventilen 50 i den- ene eller annen retning, forbinder høytrykksledningen 40 og låvtrykksledningen 42 med motorens 12 porter for aktivisering av motoren.

Ved visse driftsmåter av kranen drives motoren 12 av trommelen 10 og tvinges til å "løpe med", det vil si dreie i motsatt retning av hva den ellers ville, hvis den kunne rotere under det utøvede hydrauliske trykk. I disse til-feller vil det trykkoverskudd som bygges opp på motorens 12 høytrykksside, avlastes gjennom ventilen 56 til låvtrykksledningen 42. Det trykk ved hvilket ventilen 56 avlaster, kan i foreliggende tilfelle innstilles på ca. 98,4 og 147,6 kg/cm 2. Ved den gitte innstilling vil den trekkraft som utøves av krankroken under løftekompensa-sjon,. når motoren 12 er innstilt på "løfting", således variere mellom ca. 340 og ca. 521 kg.

I fig. 2 er ventilen skjøvet i retning av pilen 1-1 for "løfte"-rotasjon av motoren 12 og i motsatt retning for "firing".

For drift med stramt tau ved last som beveges med bølge-bevegelse, har hovedmotoren 20 et reguleringsorgan som kan beveges til stillinger som bestemmer motorens fortrengningsvolum pr. omdreining. Dette reguleringsorgan er nå innstilt på minimum-posisjon, som svarer til maksimal hastighet, men motoren er ikke aktivisert. I stedet er en ventil i likhet med ventilen 50, som regulerer tilførselen av hydraulisk væske til motoren 20 fra en hydraulisk kraft-forsyning, innstilt på tomgang, slik at motoren 20 kan løpe med under ytre belastning på utgangsakselen, men ikke er aktivisert fra kraftforsyningen.

Kompensasjonsmotoren 12 aktiviseres hydraulisk ved innstilling av ventilens 50 reguleringsskyver i høyre stilling, hvilket svarer til aktivisering av motoren i "løfte"-retning.

Under forutsetning av at lasten beveges nedad med sjøen

(i en bølgedal) blir motoren 20 tvunget til rotasjon på grunn av lastens vekt, men meget ringe motstand mot lastens nedadgående bevegelse. Kompensasjonsmotoren 12 har util-strekkelig utgangsdreiemoment til å hindre den nedadgående bevegelse og tvinges til å "løpe" med. Motoren 12 yter motstand mot den nedadgående bevegelse av lasten og sikrer at tauet forblir stramt. Det høytrykk som bygges opp på motorens 12 høytrykksside avlastes til ledningen 42 via ventilen 56.

Når lasten stiger (bølgetopp), er hovedmotoren 20 uvirksom og står stille. Men motoren 12 reagerer hurtig ved dreining i løfte-retning for dreining av trommelen 10, slik at tau vikles opp og tauet holdes stramt nok. Under en slik opphenting tillater palmekanismen bevegelse av trommelen 10 i forhold til drevene 16 og 18 og motoren 20.

Ved løfting med kompensasjon for slakt tau, må tauet forbli stramt ved alle løftehastigheter fra sakte til den maksimale valgte hastighet.

Hovedmotoren 20 aktiviseres for "løfting" og fortrengnings-volumregulatoren innstilles på en stilling som svarer til den ønskede hastighet. Motoren 12 aktiviseres likeledes i "løfte"-retning.

Når lasten kommer klar av sjøen eller sitt underlag, fort-setter løftingen usvekket, idet hovedmotoren 20 driver trommelen 10 via palmekanismen 14. Kompensasjonsmotoren 12 følger, dvs. dens hastighet bestemmes av trommelens 10 rotasjonshastighet, som igjen bestemmes av den hastighet som er innstilt for motoren 20.

Hvis lasten brått heves av sjøen med en hastighet som er større enn løftehastigheten, vil kompensasjonsmotoren 12 holde tauet stramt ved hurtig å akselerere trommelen 10

som følge av den brå reduksjon av dreiemomentbelastningen på trommelen 10. Under slik kompensasjonsrotasjon av trommelen 10, kan sistnevnte som følge av palmekanismen 14 beveges i forhold til drevene 16 og 18 og motoren 20.

Under løfting vil lastens stigning til å begynne med være forholdsvis langsom; sjøens bevegelse kan også gå oppad i en periode. Hvis sjøens bevegelse brått skifter til en nedadgående bevegelse, vil lasten forbli opphengt i tauet, men lasten, tauet og kranen utsettes for meget ringe sjokk-virkning, idet tauet aldri fikk lov til å bli slakt under sjøens oppadgående bevegelse.

For firing blir motoren 20 aktivisert i "Fire"-retning ved en volumfortrengning som svarer til den ønskede firehastig-het. Kompensasjonsmotoren 12 aktiviseres like i "fire"-retning og skjønt motoren 12 prøver å drive trommelen 10 hurtigere enn den hastighet som er innstilt på hovedmotoren 20, dominerer sistnevnte hastigheten, fordi driften fra motoren 12 har en retning som bringer palmekanismen 14 i inngrep, slik at hovedmotoren motstår motoren 12 via palmekanismen 14.

Ved den andre utførelsesform av mekanismen som vist i fig. 3, er de hydrauliske motorer 12, 20 erstattet av elektriske motorer 112, 120 og motoren 112 omfatter en utgangs-aksel 112A forbundet med trommelen 10. Motorene er fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, identiske og er vanligvis like-strømsmotorer med Ward Leonard eller statisk styring for strømbegrensning. Motorene 112, 120 har hver sin innebygde bruddsikre bremse 113 hhv. 121, som er fjærdrevet og elektrisk utløst.

Utgangsdriften fra hovedmotoren 12 0 omfatter en clutch 122, som driftsmessig kan forbindes med et drev 124, som samvirker med et drev 126. Drevet 126 er forbundet med et drev 12 8 som samvirker med drevet 16. Drevene 124, 126, 128 og 16 danner et reduksjonsgirsystem.

Clutchen ,122 er fjær-aktivisert og elektrisk utkoblet.

Ved den anordning som er vist i fig. 3,

er den direkte drift fra kompensasjonsmotoren 112 karakteri-

sert ved stor hastighet og et forholdsvis lavt dreiemoment. Hovedmotoren 120 og reduksjonsgirsystemet gir et stort dreiemoment på trommelen ved langt lavere hastighet.

I ubelastet tilstand drives og styres vinsjtrommelen av kompensasjonsmotoren 112, mens hovedmotoren 120 er utkoblet via clutchen 122 og forblir uvirksom. Når løftetauet forbindes med den bevegede last, settes kompensasjonsmotoren 112 på "løfting" med laveste innstilling og når tauet er stramt forandres innstillingen til maksimal kompensasjons-løfting. Lasten følger bølgebevegelsen, delvis støttet av løfte-tauet. Vinsjtrommelen går i fri på palen, når lasten løftes og, når lasten synker, vil kompensasjonen løpe med og trommel-

en driver de uvirksomme drev og den utkoblede clutch.

Når forholdene er tilrettelagt for løfting, kobles vinsjens hovedmotorclutch inn like etter at en bølgedal har passert, og hovedmotoren akselereres til full hastighet. Idet den stigende bølgeflanke hever lasten hurtigere enn hovedvinsjen, haler kompensasjonsmotoren inn tau og vinsjtrommelen innhenter hoveddrivgiret ved å rotere fritt på palen. Når bølgetoppen nærmer seg, sakner den vertikale bevegelse av og når hastigheten faller til hovedvinsjens hastighet, går palen i inngrep og hovedvinsjen overtar og løfter lasten fra bølge-toppen.

Ved firing er begge motorer 112 og 120 inn-koblet i "firings"retning og drives som omtalt i forbindelse med fig. 1 og 2.

Både ved den hydrauliske og den elektriske utførelse kan man oppnå presisjonsstyring av det ubelastede vinsj tau under løfting og firing på følgende måte: Hovedmotoren virker alltid via palen. I løfteretning driver hovedmotoren kompensasjonsmotoren i motsatt retning av den retning den selv er koblet inn for. Ved firing virker hovedmotoren kontrollert for å holde trommelen tilbake, når denne drives av kompensasjonsmotoren. Når kompensasjonsmotoren 12 drives på denne måte, må det foreligge en trykkavlastningsanordning, slik at overskytende oljetrykk kan avlastes, når vinsj tauet hales inn. Alternativt kan motoren 12 og motoren 112 innstilles for tomgang under innhalingen.

Den hydrauliske eller elektriske utførelse kan modifiseres ved forandring av omsetningen mellom en motor eller motorene og trommelen. Kompensasjonsmotoren 12 eller 112 og palmekanismen kan f.eks. være anordnet på akselen for et mellomliggende drev i et girsystem som det som er vist i fig. 3.

Fortrinnsvis omfatter utførelsene en sperring for hindring av overgang til kompensasjonsdrift, mens en last henger på krankroken.

Dette kan oppnås ved at man i den hydrauliske utførelse anordner en trykkømfintlig bryter i røret som danner forsynings rør for hydraulisk væske under høytrykk til hovedmotoren 20 under "løfte"-drift. I den elektriske utførelse kan sperringen ha formen av et polarisert last-strøm-registrer-ende rele i hovedmotorens 120 krets.

I begge tilfelle bør sperringen ha forsink-et virkning, slik at man hindrer uønsket drift under øyeblikks-forandringer i den antydede last når denne akselereres for firing.

Stramningen i tauet er en funksjon av motstanden fra den hydrauliske eller elektriske motor mot rotasjon, når lastens bevegelse driver motorens utgangsaksler. Strammingen kan således gjøres nominell eller av større verdi ved valg av motorkarakteristikk. Derav følger at oppfinnel-

sen ikke er begrenset til bruk ved kraner. Oppfinnelsen kan utnyttes for løfting og senking generelt, der hvor forholdene forandres under drift og det er nødvendig å holde tauet stramt. Vinsjer montert ombord på helikoptere benyttes f.eks. vanligvis for løfting og senking av last under variable forhold,

f.eks. når lasten skal løftes fra eller senkes til sjøover-flaten eller dekket på et skip, en boreplattform eller på en annen konstruksjon på eller nær sjøoverflaten. Under slike forhold vil bevegelse i sjøoverflaten eller virkningen av luftbevegelse eller begge deler utsette vinsjen for hurtig foranderlige driftsforhold Oppfinnelsen kan utnyttes til å opprettholde stramt tau under slike forhold, hvorved trommel-

en 10 virker som vinsjtrommel.

Et annet eksempel på bruken av oppfinnelsen gjelder det tilfelle at trommelen brukes for en vinsj som skal virke som selv-strammende eller automatisk fortøynings-vinsj. Vinsjer med konstant stramming benyttes for fortøyning og som bugseringsvinsjer på slepebåter og som slepevinsjer for trål på fisketrålene.

Ved alle slike anvendelser og ved andre, analoge anvendelser kan oppfinnelsen sørge for opprettholdt stramming i et tau som er viklet på vinsj-trommelen (tilsvarende trommelen 10). Oppfinnelsen gjør det også mulig å gi ut tau automatisk ved økende last, f.eks. når et fortøyd skip utsettes for ekstra krefter som følge av bølger, tidevann eller økt vindstyrke.

Vinsjen vil også automatisk hale inn tau, når kreftene reduseres til den opprinnelige verdi.

Oppfinnelsen kan benyttes for en kran, som skal kunne

i) senke kroken langsomt mot et skipsdekk, samtidig som kroken utsettes for bevegelse som etterligner skipsdekkets som følge av bølger eller dønninger og

ii) holde kroken på konstant eller til-nærmet konstant avstand fra skipsdekket, før en last festes til kroken. Dette er f.eks. aktuelt, når en kran er montert på et første fartøy eller en første konstruksjon og lasten skal senkes fra eller heves til dette fartøy fra dekket på et annet fartøy, f.eks. et forsyningsskip. Førstnevnte fartøy eller konstruksjon kan f.eks. være et boreskip eller en boreplattform eller lignende. Fig. 4 viser en mekanisme som er egnet for en slik kran og fig. 5 viser styresystemet for mekanismen i form at et koblingsskjema.

Det er vanlig at kraner på skip eller plattformen som nevnt har en hovedvinsj-kapasitet på ca. 25 tonn og en hjelpevinsj eller såkalt "whip-hoist" som har ca. 20% - 40% av hovedvinsjens kapasitet, dvs. ca. 5-10 tonn. Hjelpevinsjen har vanligvis bare en taljeløper til kroken og kan drives med forholdsvis stor hastighet.

Det ovenfor omtalte kompensasjonssystem

kan lett utnyttes for både hoved- og hjelpevinsjen og det er ikke nødvendig å fordoble systemet.

Fig. 4 og 5 viser deler som svarer til dem som er vist i fig. 1 og er betegnet med samme henvisningstall. Clutchen 14 er en frihjulsclutch. Motoren 20 driver drevet 18 via en slurekobling 150, dvs. en kobling som overfører drivkraft inntil en fastsatt dreiemoment-verdi, men slurer, når dette dreiemoment er nådd.

Ved 152 er et skipsdekk antydet, på

hvilket det foreligger en last 154, som venter på å bli løftet opp til plattformen e.l. hvorpå kranen er montert. Lasten er forsynt med heisestropp 156. Kranen omfatter et heisetau 158, som forløper fra trommelen 10 og omfatter en krok 160. Det er vist en løs tauende 162 som forbinder kroken 160 med dekket 152.

Kranen omfatter også en kontrolltau-trommel 164, fra hvilken et kontrolltau 166 går til en omkastbar permanent magnet eller alternativt til en lett krok 168 som kan festes til dekket 152.

Signaltrommelen 164 drives av en motor 170, som har en manuell regulator 172, fra hvilken et signal kan passere langs ledningen 174 til motoren 170 (se fig. 5).

Tromlene 10 og 164 er utstyrt med sendere 176 hhv. 178, som sender signaler, representative for de resp. tromlers momentane stilling og rotasjonsretning. Signalene går i ledningene 180 hhv. 182 (fig. 5) til en feildetektor-enhet. 184. Et signal går i-ledning 186 fra enheten 184 til en kompensasjonsmotor-reguleringsenhet 190.

Kompensasjonsmotoren 12 omfatter en manuell regulator 192, fra hvilken et signal kan gå i ledning 194 til reguleringsenheten 190. Enheten 190 generer et regulerings-signal for motoren 12 i ledning 196.

Vinsjmotoren 20 omfatter en manuell regulator 200, fra hvilken et signal kan passere til motoren 20 i ledningen 202. Et signal kan også passere i ledningen 204 fra ledning 202 til reguleringsenheten 190.

Ved 210 er et "selektivt løfte"/"selektivt kompensasjons"-reguleringssystem generelt antydet. Systemet 210 omfatter en manuell bryter 212, som har en av-stilling, en selektiv kompensasjonsstilling 214 og en selektiv løftestilling 216. Bryteren 212 har en avbruddsfri bryter-virkning mellom stillingene 214 og 216.

Bryterens 212 "selektive kompensasjons"-stilling 214 slutter en krets for å sende et signal i ledningen 218 til en "selektiv kompensasjons"-reguleringsenhet 220. Enheten 220 genererer et utgangss.ignal i ledningen 222 til kompensasjonsmotorenheten 190 og i ledningen 224 til en clutch-reguleringsenhet 226.

Bryterens 212 "selektive løfte"-posisjon 216 slutter en krets for å sende et signal i ledningen 228 til en "selektiv løfte"-reguleringsenhet 230. Enheten 230 genererer utgangssignaler i ledningen 232 til kompensasjonsmotorenheten 190 i ledningen 2 34 til en beskyttelsesreleenhet 240 og i ledningen 2 36 til clutchreguleringsenheten 226.

Beskyttelsesreleenheten 240 mottar også signaler i ledningen 242 fra ledningen 202, dvs. fra vinsjmotor-regulatoren 200 og i ledningen 244 fra senderen 176 som er tilordnet trommelen 10.

Beskyttelsesreleenheten kan generere et signal i ledningen 146 til tidsstyringsinnretning 248, som i sin tur kan generere e± signal i ledningen 250 til clutch-reguleringsenheten 226 og i ledningen 252 til kompensasjonsmotor-reguleringsenheten 190.

For at systemet automatisk skal kunne innstilles på kompensasjon, er det anordnet en manuell bryter 260 med en av-stilling, en holdestilling 262 og en automatisk frikoblingsstilling 264.

I holde-stillingen 262 gir senderen 260

et signal i ledningen 266 til clutch-reguleringsenheten 226.

I den automatiske frikoblings-stilling 264 gir bryteren 260 et signal i ledningen 268 til kompensasjonsmotor-reguleringsenheten 190, for at denne skal drive motoren slik at den opprettholder dreiemoment i løfteretning, og i ledningen 2 70 til en reguleringsenhet 2 72. Reguleringsenheten 2 72 mottar også et signal i ledningen 2 74 fra en ikke vist bryter, som registrerer relative bevegelser av de to deler for frihjulskoblingen 14 og et signal i ledningen 276 fra ledning 202 for vinsjmotor-regulatoren 200. Reguleringsenheten 272 avgir et utgangssignal i ledningen 2 78 til den "selektive kompensasjons-reguleringsenhet 200.

Det er anordnet fire sikkerhetsanordninger 280, 282, 284 og 286 mot overbelastning. Hver sikkerhetsanord-ning kan avgi et signal i ledning 288 hhv. 290 hhv. 292 hhv. 294 til en signalsender 296. Senderen 296 vil etter mottagelse av et signal fra en eller flere av sikkerhetsanordningene 280, 282, 284, 286, sende et signal i ledningen 298 til den "selektive kompensasjons"-reguleringsenhet 220 for omstyring av systemet til auto-kompensasjon. Anordningene 280, 282, 284, og 286 er bare aktive, når bryteren 212 står i stilling 216

og genererer et signal i ledning 300 som aktiviserer anordningen .

Anordningen 280 er en clutch-overbelast-ningsanordning, som mottar et signal fra en ikke vist overbe-lastnings-registreringsbryter i clutchen 150 gjennom ledning 302. Anordningene 282, 284 og 286 er en belastningsindikator hhv. en belastningsmomentindikator hhv. en vinsjmotor-overbe-1astningsanordning.

Systemet som vist i fig. 4 og 5 kan lettest forstås, hvis man tenker seg at en last skal løftes fra et forsyningsskips dekk. Beskrivelsen kan gjelde drift av en hovedvinsj for en kran med en kapasitet på ca. 25 tonn eller en hjelpevinsj med en kapasitet på ca. 10 tonn. Den omtalte kran vil omfatte begge vinsjer og den automatiske regulering kan benyttes for kompensasjonssystemet for en av vinsjene etter behov. I nedenstående beskrivelse kan betegnelsen "krokvinsj" gjelde enten hovedvinsjen eller en hjelpevinsj .

Bevegelses-kompensasjons-systemet er av-stengt, når kroken 160 befinner seg over en fastsatt avstand over skipsdekket 152. Normal drift er tillatt for arbeid til dekknivå for den plattform som bærer kranen. Når kroken senkes mot forsyningsskipet, blir det mulig å utløse det automatiske system. Dette oppnås ved hjelp av en indikator, f.eks. en ikke vist indikator for "avgitt" taulengde, som sender et signal til enheten 190 for sperring av enheten 190, slik at det blir tilgjengelig for kompensasjon. I sperret stilling vil enheten 190 få motoren 12 til å "følge" motoren 20 som følge av signalet i ledningen 204. I disponibel tilstand vil andre signaler til enheten 190 oppheve signalet i ledning 204.

Kroken senkes under normal kontroll til et nivå på trygg avstand ovenfor dekket 152 på forsyningsskipet og stanses. Tauet 166 senkes deretter ved bruk av den manuelle regulator 172 og festes til forsyningsskipets dekk på tvers av lasten. Etter sikring innstilles regulatoren 172 på "konstant stramming" for stramming av tauet. Et signal er nå tilgjengelig i ledning 182 fra senderen 178 til feildetektorenheten 184, som angir skipsdekkets stamping. Kompensasjonsmotor-regulatoren 192 står på "nøytral" og systemet er ennå ikke aktivisert. Operatøren venter til skipet befinner seg nær en bølgetopp og beveger bryteren 212 til "selektiv kompensasjon" 212 til "selektiv kompensasjon" 214.

Dette fremkaller et signal i ledningen 218 for aktivisering av "selektiv kompensasjons"-reguleringsenheten 220. Den aktiviserte enhet 2.20 fremkaller samtidig signaler i ledningene 222 og 224. Signalet i ledningen 224 medfører at clutch-reguleringsenheten 226 utløser clutchen 150. Signalet i ledningen 222 aktiviserer kompensasjonsmotor-reguleringsenheten 190. Enheten 190 fremkaller et utgangssignal i ledningen 196 for å få motoren 12 til å reagere på

en slik måte at feilsignalet som enheten 190 mottar i ledningen 186 fra feilbestemmelsesenheten 184 reduseres til null. Dette fører til at kroken 160 følger signaltrossen 166 opp og ned med bølgebevegelsen og holder kroken 160 på i det vesent-lige konstant avstand ovenfor skipets dekk 152.

Kompensasjonsmotor-reguleringsenheten 19 2 beveges nå av operatøren til "firing". Dette innfører et posi-tivt feilsignal i ledningen 194 til enheten 190, slik at enheten 190 i forsøk på å redusere feilen til null regulerer kompensasjonsmotoren 12 til å gi krokens 160 kompenserte bevegelse et lett differensial, hvilket bringer kroken 160 nærmere dekket. Krokens differensialbevegelse i forhold til tauet 166 kan stanses eller reverseres ved at operatøren benytter kompensasjonsmotor-regulatoren 192 for valg av "nøytral" hhv. "løft".

Der krokens 160 og dens ikke viste vekt-kules sidebevegelse er for sterk, kan en line 162 fra vektkulen festes til skipsdekket og kompensasjonsmotor-regulatoren 192 innstilles på "løfting". Derved strammes tauet uten at kompensasjohsvirkningen avbrytes. Løkkene 156 kan nå festes på kroken med forholdsvis stor sikkerhet.. Når løkkene er på plass, innstilles regulatoren 192 på "firing" for å lette av-tagning av slepelinen og deretter på "løfting" for stramming av løkkene.

Løftingen er halv-automatisk. Operatøren vil etter å ha mottatt signal om å løfte, bevege bryteren 212 til stilling 216 og bevege kranvinsj-reguleringsanordningen 200 til "løfting", når skipet er i en bølgedal.

Bryteren 212 befinner seg i stilling 216 og fremkaller et signal i ledningen 228 for aktivisering av reguleringsenheten 230 for selektiv løfting.

Fordi bryteren 212 har avbruddsfri bryter-virkning, aktiviseres enheten 230 før reguleringsenheten 220 for selektiv kompensasjon gjøres uvirksom. Derved kan reguleringsenheten 230 for selektiv løftning fremkalle signaler 1 ledningene 2 32 og 2 36 til kompensasjonsmotor-reguleringsenheten 190 og clutch-reguleringsenheten 226, slik at enheten 190 holder systemet i kompensasjonsdrift og enheten 226 holder clutchen 150 utkoblet. Når "selektiv kompensasjons"-enheten 220 kobles ut, vil reguleringsenheten 230 for "selektiv løfting" således overta enhetens 220 funksjon for en tid.

Reguleringsenheten 2 30 for "selektiv løfting" vil foruten å fungere som nevnt ovenfor også produ-sere et signal i ledningen 234, som aktiviserer sikkerhetsreleet 240 og fremkaller et signal i ledningen 300 for aktivisering av sikkerhetsanordhingene 280, 282, 284 og 286.

Sikkerhetsreleet 240 mottar et signal i ledningen 242 som viser at krokvinsj-regulatoren 200 er innkob-let for "løfting" og mottar et signal i ledningen 244 fra senderen 176 som er tilordnet trommelen 10. Når forholdene er korrekte, dvs. skipet begynner å heves på en bølge, aktiviseres sikkerhetsreleet 240 og fremkaller et signal i ledningen 246 for igangsetting av tidsinnstillingsinnretningen 248, som etter en kort forsinkelse fremkaller et signal i ledningen 250 som fører til at clutch-reguleringsenheten 226 kobler inn clutchen 150 idet signalet i ledningen 2 36 fra enheten 2 30 oppheves.

Clutchen 150 og tannhjulsutvekslingen 16, 18 omfatter frihjulsclutchen 14, som gjør det mulig for kom-pensas jonsmotoren 12 og krokvinsjtrommelem 10 å innhente krok-vins jmotoren 20. Når skipet nærmer seg bølgetoppen, faller lastens hastighet inntil den svarer til den langsommere krok-vins jmotorens 20. Motorens 20 drivkraft utøves via frihjulet på trommelen 10, slik at lasten 154 løftes klar på bølgetoppen. Kompensasjonsmotoren 12 er sperret på full "løfting" av et signal fra tidsinnstillingsinnretningen 248 i ledningen 252 til kompensasjonsmotor-reguleringsanordningen 190, idet dette signal aktiviserer enheten 190 for opphevelse av signalet i ledningen 2 32 fra enheten 2 30.

Hvis lasten 154 av en eller annen grunn fortsatt er festet til skipet eller er for tung eller hvis kranen drives med for stor arbeidsradius, vil dette registreres av

en av sikkerhetsanordningene mot overbelastning 280, 282,

284, 286.

Registrering av overbelastning vil fremkalle et signal fra en av anordningene til senderen 296 og deretter i den selektive kompensasjons-reguleringsenhet 220. Enheten 220 vil forårsake tilbakeføring til auto-kompensasjon ved.å koble ut hoveddrivanordningen, mens kompensasjonsmotoren 12 holdes på fullt "løfte"-dreiemoment. Dette reduserer jib-reaksjonen og kompensasjonsmotoren 12 gir ut når skipet glir unna.

Hvis alt går etter planen, må trossen

166 kastes loss så snart lasten 154 er gått klar av skipet. Trossen 166 vikles automatisk til bruksklar stilling.

Den nødvendige kraft for bevegelse av en maksimal last opp og ned i takt med skipsdekket er meget stor og den periodevise forsyning og gjenvinning av denne energi ville føre til tekniske problemer når det gjelder konstruk-sjonen av hovedmotoren eller kraftforsyningssystemet. Slike vanskeligheter unngår man ved følgende driftsmåte.

Last som skal overføres fra plattformen

til skipet^ løftes normalt av krokvinsj-drivanordningen og svinges ut over skipet. Signaltrossen 166 senkes til skipsdekket og festes, mens lasten normalt senkes til et punkt like over det høyeste punkt for skipets bevegelse. Når lasten er i korrekt posisjon, vurderer operatøren omhyggelig dekkets bevegelse og velger sakte firing (3 - 4.5 m/min) for krokvinsj-reguleringsanordningen 200 i den hensikt å sikre at lasten når dekket like før dekket er på toppen av sin bølgebevegelse. Operatøren beveger samtidig bryteren 260 i automatisk frigivningsstilling 264. Signaler passerer i ledningene 270 og 276 til reguleringsenheten 272 for aktivisering av denne. Deretter passerer et signal i ledningen 268 for at motoren 12 skal opprettholde et•løfte-dreiemoment.

Forutsatt at lasten-møter dekket like før bølgetoppen, vil lasten, deretter stige sakte med dekket når bølgetoppen kommer. Kompensasjonsmotoren 12 vil da hale inn slakken på tauet og den relative bevegelse av delene på frihjulet registreres av den ikke viste bryter,' som sender et

signal tii reguleringsenheten 272.

Reguleringsenheten 2 72 genererer et signal i ledningen 278 til reguleringsenheten 220 for "selektiv kompensasjon", som genererer et signal i ledningen 22 til aktivisering av kompensasjonsmotor-reguleringsenheten 190, som reagerer på feil-signalet fra feildetektorenheten 184. Enheten 220 sender et signal i ledningen 224 til clutch-reguleringsenheten 226 som kobler ut clutchen 150, som beskrevet ovenfor. Signalet i ledningen 222 opphever signalet i ledningen 268 fra bryteren 260.

Av sikkerhetshensyn er "automatisk kompensasjon" fastlåst på en slik måte til systemet for øvrig at kompensasjon automatisk bare kan begynne, når vinsjregulering-en er innstilt på "piring" eller når "automatisk kompensasjon" er valgt og skipsdekket heves og løfter lasten.

Når systemet er innstilt på automatisk kompensasjon ved de nevnte forhold, er det ikke mulig å koble tilbake til "holding" og lasten kan bare løftes ved løfte-innledningssekvensen. Denne forholdsreget er nødvendig, for sikring mot alvorlige støtbelastninger på kranen og mellom last og dekk.

De etterfølgende bevegelser av delene i frihjulskoblingen 14 påvirker ikke reguleringsenheten 272,

ettersom det fremkalles kontinuerlige signaler i ledningen 278. Av sikkerhetshensyn er det imidlertid å foretrekke at operatør-en også beveger bryteren 212 til "selektiv kompensasjon" 214 så snart som mulig etter den automatiske innledning av kompensasjonen.

Hvis operatøren ser at lasten vil bli ukorrekt plassert (f.eks. over skipets reling), kan operatøren hindre automatisk innledning av kompensasjon ved å bevege bryteren 260 til "holde"-stilling 262. Et signal vil da passere i ledningen 266 til clutch-reguleringsenheten 226 for å sikre at clutchen 150 er fastlåst i inngrepsstilling. Alternativt kan han ganske enkelt trekke tilbake vinsjregulatoren 200 til "nøytral" eller "løfting", slik at signalet i ledningen 276 forsvinner og systemet således hindres i automatisk overgang til kompensasjonsdrift.

Det vil være innlysende at man ved lett

last, som er mindre enn kompensasjonsmotorens løftekapasitet,

vil benytte fremgangsmåten med den lette krok for senking av lasten.

For last som er større enn den nevnte,

men mindre enn den selvregulerende last av kompensasjonsmotoren (dvs. mellom 3 og 20% beregnet last) blir firings-systemet ubestemt, og det er nødvendig å innstille kompensasjonsmotoren på nedkjøringstilstand. Trossen 66 må benyttes og høyden og tidsinnstillingen av kompensasjonssystemets aktivisering må vurderes av operatøren ved hjelp av signaler fra skipet og last-indikatoren som er montert i kranens førerhus. 1 dette tilfelle, når kompensasjonen er aktiv, bør kompensasjonsmotorens reguleringsanordning føres tilbake til "nøytral" for at for sterk slakk ikke skal kunne fremkomme i vinsj tauet og for at vektkulen skal gå klar av dekket.

Hvis kranen mister drivkraft når den er innstilt på aktiv kompensasjonsdrift, vil både vinsjens bremse og clutchen automatisk kobles inn av fjærene, slik at lasten hindres fra å falle.

Hvis krankroken på en eller annen måte er festet til skipet, vil en lastbegrensende slurekobling virke ved 150% beregnet last, slik at brudd på løftetauet hindres.

I ovenstående beskrivelse skal betegnelsen "tau" omfatte tau som sådant, enten av ståltråd eller annet materiale, likesom kabel, kjettingkabel e.l.

Det kan om ønsket benyttes en motor med fast volumfortrengning i stedet for en motor 20 med variabel volumfortrengning. Hastighetskontrol vil da utelukkende oppnås ved regulering av den hydrauliske pumpe som forsyner motoren.

Det reguleringssystem som er beskrevet i forbindelse med fig. 5, kan på samme måte benyttes for elektriske motorer ved kraner som omtalt i forbindelse med fig. 4.

Claims (2)

1. Vinsj for kran til håndtering av last som kan komme i svingninger f.eks. på grunn av sjøgang, med en første motor til drift av vinsjtrommelen under belastning og en andre motor til stramning av linen, der vinsjtrommelen med en halvdel er forbundet med en frihjulsanordning, mens den annen halvdel er forbundet med den første motor, idet en anordning er innrettet til frakobling av den første motor fra vinsjtrommelen, karakterisert ved at de deler av frihjulsanordningen (14) som beveges i forhold til hverandre ved hensettelse av en last, er tilsluttet en signalgiver som ved bevegelse avgir et signal til styring av anordningen til frakobling av den første motor.

2. Vinsj som angitt i krav 1, karakterisert ved at frakoblingsanordningen er en egen kobling (122, 150).