NO154491B

NO154491B - HYDRAULIC SYSTEM FOR OPERATING A WINCH.

Info

Publication number: NO154491B
Application number: NO740589A
Authority: NO
Inventors: Haakon Sverre Pedersen
Original assignee: Bergens Mek Verksted
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1986-06-23
Also published as: FI750474A; DE2507029A1; NO740589L; GB1509991A; DK63375A; JPS50118449A; CA1032444A; NL7502007A; SE7501876L; DE2507029C3; FI65973C; FR2261970A1; FI65973B; SE400265B; FR2261970B1; DE2507029B2; IT1031958B; ES434911A1

Description

Oppfinnelsen vedrører et hydraulisk system for drift av The invention relates to a hydraulic system for operation of

en vinsj eller lignende, med behov for hydraulisk bremsing. a winch or similar, with the need for hydraulic braking.

De på vinsjer ofte anvendte båndbremser er vanskelige å The band brakes often used on winches are difficult to

justere på grunn av den tendens de har til selvstramming, adjust due to their tendency to self-tighten,

en egenskap som forverres med omslutningsvinkelen. Bremseeffekten som omdannes til varme, krever videre kostbare opplegg for effektiv vannkjøling, med de korrosjonsproblemer dette medfører. Bruk av skivebremser er noe gunstigere fordi varmebortledningen er noe bedre, samt at friksjons-elementene har lengre levetid og er lettere å skifte. Skivebremser er imidlertid relativt kostbare i anskaffelse. a property that worsens with the wrap angle. The braking effect, which is converted into heat, also requires expensive systems for efficient water cooling, with the corrosion problems this entails. The use of disc brakes is somewhat more favorable because the heat dissipation is somewhat better, as well as the fact that the friction elements have a longer life and are easier to change. However, disc brakes are relatively expensive to acquire.

Det finnes også vinsjer som er forsynt med regenerativ There are also winches that are equipped with regenerative

bremsing, dvs. at elektromotoren, når vinsjen under bremsing har elektrisk drift, og generatoren bytter rolle slik at vinsjen blir en drivende del, idet energien føres tilbake til motoren. Dette system har også sine begrensninger fordi det ofte ikke er mulig å overføre all bremseenergien til drivmotoren. Ombord i skip har man løst dette ved å føre bremseenergien til propeLlerakselen via gir. I praksis er dette en meget kapitalkrevende og komplisert løsning. braking, i.e. that the electric motor, when the winch is under braking, has electrical operation, and the generator changes roles so that the winch becomes a driving part, as the energy is fed back to the engine. This system also has its limitations because it is often not possible to transfer all the braking energy to the drive motor. On board ships, this has been solved by feeding the braking energy to the propeller shaft via gears. In practice, this is a very capital-intensive and complicated solution.

Regenerativ bremsing kan også oppnås ved hydraulisk drevne vinsjer, hvor en motor med fast slagvolum drives av en pumpe med variabelt slagvolum. Under bremsing vil motoren virke som pumpe og levere den hydrauliske olje til vinsj- Regenerative braking can also be achieved with hydraulically driven winches, where a motor with a fixed displacement is driven by a pump with a variable displacement. During braking, the engine will act as a pump and deliver the hydraulic oil to the winch

pumpen som da virker som motor. Også ved dette system står man overfor problemet med å absorbere tilbakeført effekt, the pump, which then acts as a motor. With this system, too, one is faced with the problem of absorbing returned power,

og som regel må man ombord i skip utføre anlegget slik at den variable pumpe drives av hovedmotoren, hvilket forøvrig kan være uhensiktsmessig. and, as a rule, the system must be installed on board a ship so that the variable pump is driven by the main engine, which may otherwise be inappropriate.

Det er kjent et hydraulisk system som særlig er utviklet A specially developed hydraulic system is known

for trålvinsjer, men som også kan benyttes for slepevinsjer, ankervinsjer og forhalingsvinsjer hvor det er behov for hydraulisk bremsing. Dette sistnevnte system går ut på at for trawl winches, but which can also be used for towing winches, anchor winches and trailing winches where hydraulic braking is required. This latter system assumes that

den hydrauliske motor under låring av last virker som bremse, idet da systemets pumpe virker som matepumpe for motoren, og en oljemengde tilsvarende pumpens oljelevering strupes i en trykkreduksjonsventil mellom motor og pumpe. Energien omdannes derved til varme som tilføres det hydrauliske system, slik at energien ikke føres tilbake til driftsmaskinen. En overstrømningsventil er innrettet til åpning ved ulike, stillbare åpningstrykk, bestemt av strupingen i manøverventilen, slik at motorens bremsemoment kan reguleres trinnløst og systemet med manøverventil i ytterstilling for bremsing gir automatisk kontroll med et ønsket lavt bremsemoment, bestemt av en første pilotventil, idet systemet også med manøverventilen i stoppstilling gir automatisk kontroll, bestemt av en andre pilotventil, med ønsket maksimalt bremsemoment ved endelig oppbremsing. Foreliggende oppfinnelse tar utgangspunkt i dette sistnevnte system og er særlig utviklet under hensyntagen til de spesielle pro-blemer som man treffer på innenfor offshore-sektoren, the hydraulic motor under load acts as a brake, as the system's pump acts as a feed pump for the motor, and an amount of oil corresponding to the pump's oil delivery is throttled in a pressure reduction valve between motor and pump. The energy is thereby converted into heat which is supplied to the hydraulic system, so that the energy is not fed back to the operating machine. An overflow valve is designed to open at different, adjustable opening pressures, determined by the throttle in the maneuvering valve, so that the engine's braking torque can be regulated continuously and the system with maneuvering valve in the extreme position for braking provides automatic control with a desired low braking torque, determined by a first pilot valve, as the system also with the maneuvering valve in the stop position provides automatic control, determined by a second pilot valve, with the desired maximum braking torque during final braking. The present invention is based on this latter system and has been particularly developed taking into account the special problems encountered within the offshore sector,

særlig ved utlegging av anker fra boreplattformer. especially when laying out anchors from drilling platforms.

Ved utlegging av anker fra boreplattformer, festes ankeret When laying out anchors from drilling platforms, the anchor is fixed

på forsyningsbåtens hekk. Kjettin<q>en henger i en løkke fra boreplattformens: k jett ing kus oe og til forsyningsbåten. Forsyningsbåten setter kursen mot det sted hvor ankeret on the stern of the supply boat. The chain hangs in a loop from the drilling platform's: k jet ing kus oe and to the supply boat. The supply boat heads for the place where the anchor is

skal droppes, idet kjettingen løper fra kjettingkanten på boreplattformen over ankervinsjens kabelar som må bremses med en passende regulerbar bremsekraft. Dersom bremsemomentet er for lite, vil kjettingen gi for stor friksjon mot bunnen, slik at forsyningsbåtens propellkraft ikke lenger er tilstrekkelig til å drive båten forover. Dersom bremsemomentet blir for stort, vil den horisontale kjettingstrekk-komponent overstige båtens propellkraft. must be dropped, as the chain runs from the chain edge on the drilling platform over the anchor winch's cables, which must be braked with a suitably adjustable braking force. If the braking torque is too small, the chain will cause too much friction against the bottom, so that the supply boat's propeller power is no longer sufficient to propel the boat forward. If the braking torque becomes too great, the horizontal chain tension component will exceed the boat's propeller force.

Det er derfor av avgjørende betydning at bremsemomentet It is therefore of crucial importance that the braking torque

kan reguleres på tilfredsstillende måte. De involverte bremse-effekter avhenger av kjettingens totale lengde og vekt pr. løpemeter, forsyningsbåtens propellkraft og hastighet med can be regulated satisfactorily. The braking effects involved depend on the chain's total length and weight per running meters, the supply boat's propeller power and speed with

mer og kan komme opp i flere tusen hk. more and can reach several thousand hp.

Når forsyningsbåten er kommet i posisjon for ankerdropping, låres ankeret hengende i en wire som spoles av ankerhånd-terings-trommelen på vinsjen ombord i forsyningsbåten. When the supply boat has arrived in position for anchor dropping, the anchor is left hanging on a wire which is spooled by the anchor handling drum on the winch on board the supply boat.

Også denne operasjon stiller store krav med hensyn til bremseeffekt. This operation also makes great demands with regard to braking power.

Konvensjonelle båndbremser er lite egnet til slikt bruk, Conventional band brakes are not suitable for such use,

og det samme gjelder for skivebremser. Dette skyldes dels de uheldige egenskaper ved disse bremsetyper, f.eks. ten-densen til selvstramming i båndbremsen, og den store varme-utvikling . and the same applies to disc brakes. This is partly due to the unfortunate characteristics of these brake types, e.g. the tendency to self-tightening in the band brake, and the large heat generation.

Et hydraulisk system av den type som er nevnt tidligere, A hydraulic system of the type mentioned earlier,

og som innbefatter en hydraulisk motor for drift av vinsjen, med en pumpe for pumping av hydraulisk olje for drift av and which includes a hydraulic motor for operating the winch, with a pump for pumping hydraulic oil for operating the

motoren, en manøverventil for regulering av motorens hastighet og dreieretning, og med en strupeventil, trykkreduksjonsventil, som er seriekoblet med pumpen og med en annen strupeventil, overstrømningsventil, som er parallelt koblet med motoren, vil kunne anvendes fordi man med et slikt system oppnår den fordel at motoren når den virker som bremse,kan løpe med et større turtall enn det som tilsvarer pumpeleveransen, samtidig som pumpen kan drives med konstant turtall, hvilket forenkler anlegget. Det er imidlertid ønskelig med et meget elastisk system, hvor man kan foreta trinnvalg. the engine, a maneuvering valve for regulating the speed and direction of rotation of the engine, and with a throttle valve, pressure reduction valve, which is connected in series with the pump and with another throttle valve, overflow valve, which is connected in parallel with the engine, will be able to be used because with such a system you achieve the advantage is that when the motor acts as a brake, it can run at a higher speed than that corresponding to the pump delivery, while the pump can be operated at a constant speed, which simplifies the system. It is, however, desirable to have a very elastic system, where step selection can be made.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor å drive vinsjen med flere parallellkoblede hydrauliske motorer som ved hivoperasjon ved full trekkraft bare roterer med endel av sitt maksimale turtall, bestemt av disponibel pumpeeffekt, slik at motorene ved låring av ankeret og kjetting, kan virke som pumper og bremser lasten med en regulerbar effekt som er begrenset oppover av motorens maksimale turtall og trykk. Turtall og trykk på sin side begrenses av pilotstyrte over-strømningsventiler. Effekten som omdannes til varme, bort- According to the invention, it is therefore proposed to drive the winch with several parallel-connected hydraulic motors which, during lifting operation at full traction, only rotate at a fraction of their maximum speed, determined by the available pump power, so that the motors can act as pumps and brakes the load when the anchor and chain are lowered with an adjustable power that is limited upwards by the engine's maximum speed and pressure. Speed and pressure, in turn, are limited by pilot-controlled over-flow valves. The effect, which is converted into heat, away

ledes via kjøleren i den grad det er nødvendig. is conducted via the cooler to the extent necessary.

Et slikt system blir elastisk. Et eksempel fra såkalt ankerhåndtering ved boreplattformer vil bevise dette. Such a system becomes elastic. An example from so-called anchor handling at drilling platforms will prove this.

Når en boreplattform skal forflyttes, må forsyningsbåten heve anker og kjetting ved at en wire festet til en bøye overføres til ankerhåndteringstrommelen. Anker og kjetting kan da ligge begravet i tykke lag med sand og slam på bunnen. Løsriving av anker og kjetting avhenger derfor ikke av When a drilling platform is to be moved, the supply vessel must raise the anchor and chain by transferring a wire attached to a buoy to the anchor handling drum. Anchor and chain can then lie buried in thick layers of sand and mud on the bottom. Loosening of the anchor and chain therefore does not depend on

vekten av anker pluss endel av kjettingen alene, og vinsjens maksimale trekkraft bør derfor være f.eks. 100 til 200 tonn. Disponibel pumpeeffekt gir derfor en relativt beskjeden hivhastighet ved maksimal trekkraft, f.eks. 12 m pr. minutt. the weight of the anchor plus part of the chain alone, and the winch's maximum traction should therefore be e.g. 100 to 200 tonnes. Disposable pump power therefore gives a relatively modest heave speed at maximum traction, e.g. 12 m per minute.

Ved urolige værforhold vil skipets bevegelser ved løsrivning av ankeret, kreve den største påpasselighet for å hindre ukontrollerte påkjenninger. I virkeligheten vil det i mange tilfeller være vinsjens evne til å gi ut ved overbelastning som setter grensen for under hvilke forhold ankerhåndtering kan foretas. In turbulent weather conditions, the ship's movements when the anchor is detached will require the greatest care to prevent uncontrolled stresses. In reality, in many cases it will be the winch's ability to release when overloaded that sets the limit under which conditions anchor handling can be carried out.

Foreliggende oppfinnelse innebærer at vinsjen kan gi ut wire når båtens hekk løftes på en bølge når manøverventilspaken holdes i hivposisjon med tilstrekkelig hastighet, f.eks. The present invention implies that the winch can release wire when the stern of the boat is lifted on a wave when the maneuvering valve lever is held in the heave position with sufficient speed, e.g.

100 m pr. minutt, fordi motorene som i hivretningen ved full trekkraft bare roterer med en del av sitt maksimale turtall, begrenset av pumpeeffekten, kan rotere i reversretningen ved sitt maksimale turtall. Summen av den oljemengde som den egentlige pumpen leverer pluss den oljemengde som de parallellkoblede motorene leverer, kan strømme over pilotstyrte ven-tiler, overstrømningsventiler. 100 m per minute, because the motors which in the heave direction at full traction only rotate at a part of their maximum speed, limited by the pump power, can rotate in the reverse direction at their maximum speed. The sum of the amount of oil delivered by the actual pump plus the amount of oil delivered by the parallel motors can flow over pilot operated valves, overflow valves.

Når skipets hekk igjen faller, vil en ved å lede hele pumpeleveransen til kun en av de parallellkoblede motorer, eventuelt kun ett kammer dersom flertrinnsmotorer benyttes, oppnå When the ship's stern falls again, by directing the entire pump supply to only one of the parallel-connected motors, possibly only one chamber if multi-stage motors are used, you will achieve

den nødvendige hivhastighet for å unngå slakk wire, f.eks. the necessary lifting speed to avoid slack wire, e.g.

100 m pr. minutt. 100 m per minute.

Inn-og utkobling av motorene, eventuelt ett eller flere kamre på en av motorene, kan skje ved hjelp av trinnventiler. Switching on and off of the motors, possibly one or more chambers on one of the motors, can be done using stage valves.

Trinnventilene kan være servostyrt og/eller automatisk styrt av systemtrykket, slik at ved tendens til slakk wire kortsluttes et økende antall motorer, kamre. Ved økende belastning kobles et økende antall motorer, kamre, inn. The stage valves can be servo-controlled and/or automatically controlled by the system pressure, so that if there is a tendency for slack wire, an increasing number of motors, chambers are short-circuited. When the load increases, an increasing number of motors, chambers, are switched on.

Foreliggende oppfinnelse innebærer at vinsjen kan drives The present invention means that the winch can be operated

via enkel tannhjulsoversetning (36). Flere drev på de parallellkoblede motorer kan stå i inngrep med et felles tannhjul. Tannmodulen kan derfor gjøres relativt liten. via simple gear translation (36). Several drives on the parallel-connected motors can mesh with a common gear. The tooth module can therefore be made relatively small.

Av avgjørende betydning er at vinsjens mekaniske virknings-grad selvsagt bedres jo færre påfølgende mekaniske over-setninger som benyttes. Forheldet mellom utgivningskraft og trekkraft kan holdes nede på et akseptabelt nivå. Et annet vesentlig moment er at motorens relative lave turtall, samt den relativt beskjedne tannmodul, vesentlig reduserer de involverte massekrefter som ellers ville gi sjokkbelastning ved omkasting av vinsjens dreieretning. Of decisive importance is that the winch's mechanical effectiveness naturally improves the fewer successive mechanical gears that are used. The ratio between release force and traction force can be kept down to an acceptable level. Another important point is that the engine's relatively low rpm, as well as the relatively modest tooth module, significantly reduce the mass forces involved which would otherwise cause shock loads when the winch's direction of rotation is reversed.

Ved at utgivningskraften holdes nede på et akseptabelt nivå og ved at motorene og ventilene er dimensjonert for de aktu-elle oljemengder ved utgivning, kan utgivingskraften frem-bragt ved at båtens hekk løftes på en bølge, nyttes til å løsrive anker og kjetting. Dette vil si at vinsjens trekk-kraft kan reduseres. By keeping the release force down to an acceptable level and by the engines and valves being dimensioned for the relevant oil quantities when released, the release force produced by the boat's stern being lifted on a wave can be used to detach the anchor and chain. This means that the winch's pulling power can be reduced.

Man får også mulighet for trinnvalg i og med at vinsjen drives av flere parallellkoblede motorer som kan kortsluttes. Benyttes flertrinnsmotorer kan man også kortslutte ett You also get the option of step selection as the winch is powered by several parallel-connected motors that can be short-circuited. If multi-stage motors are used, one can also be short-circuited

eller flere kammere. or multiple chambers.

Antall mulige hydrauliske hastighetstrinn vil være antall motorer multiplisert med antall kammere i hver motor. The number of possible hydraulic speed steps will be the number of motors multiplied by the number of chambers in each motor.

Således vil fire to-trinns motorer gi åtte hastighetstrinn, fire en-trinns motorer vil gi fire hastighetstrinn, og to tre-trinns motorer kan gi seks hastighetstrinn. Thus, four two-stage motors will provide eight speed steps, four one-stage motors will provide four speed steps, and two three-stage motors can provide six speed steps.

Selvsagt kan en eller flere en-trinns motorer kobles Of course, one or more single-stage motors can be connected

parallelt med en eller flere fler-trinns motorer. in parallel with one or more multi-stage motors.

En en-trinns motorer og en to-trinns motor vil gi tre hastighetstrinn. A single-stage motor and a two-stage motor will provide three speed steps.

Motorenes slagvolumer og drevenes tanntall kan selvsagt være forskjellige i de tilfeller hvor det måtte være hensiktsmessig. The displacements of the engines and the number of teeth of the drives can of course be different in cases where it is appropriate.

Om ønskelig kan motorene drives av en eller flere en-trinns eller fler-trinns pumper. Det kan også benyttes pumper med variabelt slagvolum, pumper drevet av polomkobbelbar elektrisk motor, slik at trinnvalget kan økes ytterligere, og eventuelt kan pumpeleveransen innen hvert trinn varieres. If desired, the motors can be driven by one or more single-stage or multi-stage pumps. Pumps with variable displacement, pumps driven by a pole-switchable electric motor can also be used, so that the selection of stages can be further increased, and possibly the pump delivery within each stage can be varied.

To eller flere vinsjer som kan drives separat med hver sin pumpe/pumper kan gis øket hastighet ved at summen av pumpenes oljeleveranse ved seriekobling ledes gjennom de respektive manøverventiler. Two or more winches that can be operated separately with their own pump(s) can be given increased speed by the sum of the pumps' oil delivery when connected in series through the respective maneuvering valves.

Systemet innebærer at alle komponenter er innrettet for begge rotasjonsretninger med hensyn til hiv og begge rotasjonsretninger med hensyn til bremsing. The system means that all components are designed for both directions of rotation with regard to lifting and both directions of rotation with regard to braking.

Ventilarrangementet kan med fordel utføres slik at minst en motor påflenses en manøverventil som i tilfelle av en fler-trinns motor fortrinnsvis inkluderer en trinnventil som kan velge ett eller flere trinn på den motor manøverventilen er påflenset. De øvrige motorer påflenses trinnventiler som kobler motoren inn eller ut. The valve arrangement can advantageously be carried out so that at least one engine is flanged to a maneuvering valve which, in the case of a multi-stage engine, preferably includes a stage valve that can select one or more stages on the engine the maneuvering valve is flanged to. The other motors are flanged to stage valves that switch the motor on or off.

En mulighet er å påflense de øvrige motorene en trinnventil som velger ett eller flere trinn på tilhørende motor. Trinnventilen kan være manuelt betjent, men kan om ønsket være styrt av systemtrykket ved hjelp av trykkstyrte sjalte-releer. One option is to flange the other motors with a step valve that selects one or more steps on the corresponding motor. The step valve can be manually operated, but can, if desired, be controlled by the system pressure using pressure-controlled switching relays.

Ved å drenere overstrømningsventilene, kan motorene gi ut tilnærmet trykkløst. Vinsjen behøver derfor ikke utstyres med friksjonskobling. En forutsetning er at motorene og over-strømningsventilene er dimensjonert for de opptredende oljemengder ved utgivning. By draining the overflow valves, the engines can output virtually pressure-free. The winch therefore does not need to be equipped with a friction clutch. A prerequisite is that the motors and overflow valves are dimensioned for the occurring oil quantities at release.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen som viser et utførelseseksempel i form av et typisk koblingsskjema som naturligvis kan varieres innenfor de muligeheter i og for seg kjent oljehydraulikkteori gir. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, which shows an exemplary embodiment in the form of a typical connection diagram which can of course be varied within the possibilities provided by known oil hydraulic theory.

Systemet har to pumper 1a og 1b. Disse kan drives av en elektromotor, en dieselmotor eller en annen egnet kraft-kilde og leverer hydraulisk olje til hydrauliske motorer 2a, 2b, 2c og 2d via en manøverventil 3. De hydrauliske motorer 2a, 2b, 2c og 2d er parallellkoblet og er drivkoblet til samme vinsjaksel. The system has two pumps 1a and 1b. These can be powered by an electric motor, a diesel engine or another suitable power source and supply hydraulic oil to hydraulic motors 2a, 2b, 2c and 2d via a maneuvering valve 3. The hydraulic motors 2a, 2b, 2c and 2d are connected in parallel and are driven to the same winch shaft.

De hydrauliske motorer kan fortrinnsvis være flertrinnstypen og systemet innbefatter da trinnventiler, hvormed en eller flere motorer kan innkobles. Alternativt kan ett eller flere trinn i de enkelte motorer innkobles. The hydraulic motors can preferably be of the multi-stage type and the system then includes step valves, with which one or more motors can be switched on. Alternatively, one or more steps in the individual motors can be switched on.

De hydrauliske motorers turtall bestemmes ved struperegu-lering, idet den oljemengde som ledes gjennom manøverven-tilens by-pass-kanaler kan reguleres trinnløst fra full pumpelevering til null. Den hydrauliske motors dreieretning omkastes ved kryssing av løpene. The speed of the hydraulic motors is determined by throttling regulation, as the amount of oil that is led through the maneuvering valve's by-pass channels can be regulated steplessly from full pump delivery to zero. The direction of rotation of the hydraulic motor is reversed when the races cross.

I systemet er det en trykkreduksjonsventil 4 hvis oppgave In the system there is a pressure reduction valve 4 whose task

er å gi kontrollert firing av lasten når manøverventil- is to provide controlled release of the load when the maneuver valve

spaken er ført til ytterstilling "fir". Trykkreduksjonsventilsleiden vil, når manøverventilspaken står i stoppstilling, holdes i åpen stilling av pumpens "sirkulasjons-trykk" som vil virke mot en relativt svak fjær pluss et trykk bestemt av ekspansjonstankens 5 høydeforskjell. the lever is moved to extreme position "four". The pressure reduction valve slide will, when the maneuvering valve lever is in the stop position, be held in the open position by the pump's "circulation pressure" which will act against a relatively weak spring plus a pressure determined by the height difference of the expansion tank 5.

Ved hivoperasjon vil likeledes trykkreduksjonsventil- In heaving operation, the pressure reduction valve will likewise

sleiden holdes åpen av pumpetrykket, slik at returolje fra motorene 2a og 2b, o.s.v. strømmer fritt tilbake' til pumpene 1a, 1b. the slide is kept open by the pump pressure, so that return oil from engines 2a and 2b, etc. flows freely back' to the pumps 1a, 1b.

Ved firoperasjon vil manøversleiden 3 "gradvis" avdekke manøverventilens returkanal og strupe trykkolje fra den eller de hydrauliske motorer 2a, 2b, o.s.v., som da av lasten blir drevet som pumpe/pumper. Den eller de hydrauliske motorers turtall reguleres på denne måte trinnløst tilsvarende en oljemengde fra null opp til den egentlige pumpens oljelevering. Den del av den egentlige pumpes oljelevering som strømmer gjennom manøverventilens by-pass-kanal vil samtidig avta tilsvarende. In the case of four operation, the maneuver slide 3 will "gradually" uncover the maneuver valve's return channel and throttle pressurized oil from the hydraulic motor(s) 2a, 2b, etc., which are then driven by the load as pump(s). The speed of the hydraulic motor(s) is regulated in this way steplessly corresponding to an oil quantity from zero up to the actual pump's oil delivery. The part of the actual pump's oil delivery that flows through the maneuvering valve's by-pass channel will also decrease accordingly.

Føres manøverventilspaken til ytterstilling, vil manøver-ventilsleiden avdekke manøverventilens returkanal. Trykket vil da forplante seg til trykkreduksjonsventilen og den på overstrømningsventilen lavest innstilte pilotventil 8. Trykkreduksjonsventilen vil da strupe en oljemengde fra den hydrauliske motor tilsvarende den egentlige pumpes oljelevering, med et trykkfall i overkant av det lasten tilsier. Sleiden i trykkreduksjonsventilen vil "flyte" i en stilling bestemt av at fjærkraft pluss den egentlige pumpes matetrykk, bestemt av oljenivået i ekspansjonstanken 5, balanserer med et ønsket og i høyeste grad tilsiktet matetrykk for den hydrauliske motor 2a, 2b, o.s.v., på den egentlige pumpes 1a, 1b leveringstid. Synker trykket i pumpens leveringstid, vil trykkreduksjonsventilens utgående trykk, som er tilnærmet konstant og bestemt av fjær pluss ekspansjonstankens oljenivå, styre sleiden slik at denne struper mer. Stiger trykket i pumpens leveringsledninger over ønsket verdi, vil trykkreduksjonsventilen automatisk strupe mindre slik at trykket i pumpens leveringsledning igjen synker. Trykkreduksjonsventilen vil dermed sikre at den hydrauliske motor, når denne virker som pumpe, får tilstrekkelig matetrykk for å forhindre kavitasjon. Videre vil trykkreduksjonsventilen forhindre at den egentlige pumpe 1a, 1b, som kan være av konstruktiv sett enkel type med fast slagvolum og en leveringsretning, får uønsket trykk på retursiden. Den egentlige pumpes matetrykk vil under alle forhold være bestemt av høydeforskjellen mellom pumpe og ekspansjonstankens oljenivå. If the maneuvering valve lever is moved to the extreme position, the maneuvering valve slide will reveal the maneuvering valve's return channel. The pressure will then propagate to the pressure reduction valve and the lowest-set pilot valve 8 on the overflow valve. The pressure reduction valve will then throttle an amount of oil from the hydraulic motor corresponding to the actual pump's oil delivery, with a pressure drop in excess of what the load dictates. The slide in the pressure reduction valve will "float" in a position determined by spring force plus the actual pump's feed pressure, determined by the oil level in the expansion tank 5, balancing with a desired and highly intended feed pressure for the hydraulic motor 2a, 2b, etc., on the actual pumped 1a, 1b delivery time. If the pressure drops during the pump's delivery time, the pressure reduction valve's output pressure, which is approximately constant and determined by the spring plus the expansion tank's oil level, will control the slide so that it throttles more. If the pressure in the pump's delivery lines rises above the desired value, the pressure reduction valve will automatically throttle less so that the pressure in the pump's delivery line drops again. The pressure reduction valve will thus ensure that the hydraulic motor, when it acts as a pump, receives sufficient feed pressure to prevent cavitation. Furthermore, the pressure reduction valve will prevent the actual pump 1a, 1b, which can be of a structurally simple type with a fixed stroke volume and a delivery direction, from receiving unwanted pressure on the return side. The actual pump's feed pressure will under all conditions be determined by the height difference between the pump and the expansion tank's oil level.

Trykket fra de hydrauliske motorer ved fullt manøverventil-spakutslag vil forplante seg til pilotventilen 8. Denne pilotventil som er innstilt på et relativt lavt åpningstrykk, styrer da overstrømningsventilen 6. Denne ventil kan dre-neres ved hjelp av en toveis ventil 9. De hydrauliske motorer virker som pumpe og bremser lasten med et moment som er bestemt av pilotventilens 8 relativt lavt innstilte åpningstrykk, og leverer en oljemengde lik summen av de egentlige pumpers oljelevering pluss en variabel oljemengde som strømmer over overstrømningsventilen 6. Den oljemengde som strømmer fra motorens trykkside til sugeside over overstrømnings-ventilen 6 vil nemlig automatisk varieres i samsvar med variasjon i belastning. En økende tendens x belastningen vil føre til at overstrømningsventilen åpner mer, og en synkende tendens i belastningen vil resultere i at over-strømningsventilen åpner mindre. Den under bremseperioden tilførte energi vil dermed ved struping i trykkreduksjonsventil 4 og overstrømningsventil 6 omdannes til varme som tilføres systemet. The pressure from the hydraulic motors at full maneuvering valve lever travel will propagate to the pilot valve 8. This pilot valve, which is set to a relatively low opening pressure, then controls the overflow valve 6. This valve can be drained using a two-way valve 9. The hydraulic motors acts as a pump and brakes the load with a torque determined by the relatively low set opening pressure of the pilot valve 8, and delivers an amount of oil equal to the sum of the actual pumps oil delivery plus a variable amount of oil that flows over the overflow valve 6. The amount of oil that flows from the pressure side of the engine to the suction side across the overflow valve 6 will be automatically varied in accordance with variation in load. An increasing tendency x the load will cause the overflow valve to open more, and a decreasing tendency in the load will result in the overflow valve opening less. The energy supplied during the braking period will thus be converted into heat supplied to the system by throttling in pressure reduction valve 4 and overflow valve 6.

Ved å føre manøverventilspaken fra ytterstilling som gir automatisk kontroll med relativt lavt bremsemoment, mot nullstilling, vil manøverventilsleiden i økende grad dekke over manøverventilens returkanal. Trykket i de hydrauliske motorer og dermed bremsemomentet vil da øke trinnløst og turtallet vil avta tilsvarende i og med at strupingen av oljestrømmen fra de hydrauliske motorer føres over fra trykkreduksjonsventilen til manøverventilens returkanal. By moving the maneuvering valve lever from the extreme position, which provides automatic control with a relatively low braking torque, towards the zero position, the maneuvering valve slide will increasingly cover the maneuvering valve's return channel. The pressure in the hydraulic motors and thus the braking torque will then increase steplessly and the speed will decrease accordingly as the throttling of the oil flow from the hydraulic motors is transferred from the pressure reduction valve to the maneuvering valve's return channel.

Dersom manøverventilsleiden struper så mye at trykket øker If the maneuvering valve slide chokes so much that the pressure increases

til pilotventilens 7 innstilte åpningstrykk, vil over-strømningsventilen 6 strupe med maksimalt trykk og den hydrauliske motor vil da bremse med fullt bremsemoment. to the set opening pressure of the pilot valve 7, the overflow valve 6 will throttle with maximum pressure and the hydraulic motor will then brake with full braking torque.

Ved å sette manøverventilspaken i stoppstilling, vil den hydrauliske motors turtall avta mot null, bortsett fra motorens interne lekkasje. By placing the maneuvering valve lever in the stop position, the hydraulic motor speed will decrease towards zero, except for the motor's internal leakage.

Fordelene med det nye system skal belyses nærmere i forbin-delse med bruk for ankervinsjer med dynamisk bremsing. The advantages of the new system will be explained in more detail in connection with the use of anchor winches with dynamic braking.

For den etterfølgende forklaring forutsettes at hver av de For the subsequent explanation it is assumed that each of the

fire viste hydrauliske motorer 2a, 2b, 2c og 2d har to kammere eller to trinn hver. Antall hydrauliske motorer kan naturligvis økes etter behov. four shown hydraulic motors 2a, 2b, 2c and 2d have two chambers or two stages each. The number of hydraulic motors can of course be increased as required.

Når de fire hydrauliske motorers 8 kammere er innkoblet When the four hydraulic motors' 8 chambers are engaged

under en hivoperasjon, vil trykkreduksjonsventilen 4 holdes i åpen stilling av arbeidstrykket slik at returolje via manøverventilen 3 ledes tilnærmet trykkløst tilbake til pumpene 1a, 1b. Den pilotstyrte overstrømningsventil 6 during a lifting operation, the pressure reduction valve 4 will be held in the open position by the working pressure so that return oil via the maneuvering valve 3 is led almost pressure-free back to the pumps 1a, 1b. The pilot operated overflow valve 6

hindrer overbelastning under hivoperasjon og bestemmer den såkalte stallingkraft ved at pilotventilen 7 åpner over-strømningsventil 6 ved maksimalt innstilt trykk. Oljenivået i ekspansjonstanken 5 hindrer at pumpene 1a, 1b kaviterer. prevents overloading during lifting operation and determines the so-called stalling force by the pilot valve 7 opening the overflow valve 6 at the maximum set pressure. The oil level in the expansion tank 5 prevents the pumps 1a, 1b from cavitating.

Ved hjelp av trinnventilene 21b, 21c og 21d kan motorene By means of the step valves 21b, 21c and 21d, the motors can

2b, 2c og 2d kortsluttes. Ved hjelp av trinnventilen 21a kan ett av kamrene i motor 2a kortsluttes. 2b, 2c and 2d are short-circuited. By means of the step valve 21a, one of the chambers in motor 2a can be short-circuited.

Fire motorer innkoblet gir: Maks trekkraft, 1/8 ' maks. hast. Four motors engaged provide: Max traction, 1/8' max. haste

Tre motorer innkoblet gir : 3/4 maks.trekkraft,1/6 maks.hast. To motorer innkoblet gir : 1/2 maks.trekkraft,1/4 maks.hast. En motor innkoblet gir : 1/4 maks.trekkraft,1/2 maks.hast. Three motors connected give: 3/4 max. traction, 1/6 max. speed. Two motors connected give: 1/2 max. traction, 1/4 max. speed. A motor connected gives: 1/4 max. traction, 1/2 max. speed.

Kun ett kammer innkoblet gir:1/8 ' maks.trekkraft,maks.hast. Only one chamber connected gives: 1/8 ' max. traction, max. speed.

Det er selvsagt mulig at syv, fem eller tre kamre er innkoblet, slik at antall hastighetstrinn blir åtte. It is of course possible that seven, five or three chambers are connected, so that the number of speed steps becomes eight.

Forholdstallene for trekkraft og hastighet angitt ovenfor er teoretiske slik at hensyn ikke er tatt til forandring av volumetriske tap som følge av antall motorer innkoblet. Ved hivoperasjon med fire motorer innkoblet og trommel-rotasjon med klokken, vil vekselventil 35 bevirke at ventilene 6 og 7 fungerer også ved denne hivretning. The ratio figures for traction and speed stated above are theoretical so that no account has been taken of changes in volumetric losses as a result of the number of engines connected. In heave operation with four motors engaged and drum rotation clockwise, changeover valve 35 will cause valves 6 and 7 to also function in this heave direction.

Bremsekraften vil teoretisk være lik trekkraften med fire motorer innkoblet (når en ser bort fra mekanisk friksjon). Bremsehastdgheten vil kunne være større eller lik hiv-hastigheten med kun ett kammer innkoblet. The braking force will theoretically be equal to the traction force with four engines connected (when mechanical friction is disregarded). The braking speed will be greater than or equal to the heave speed with only one chamber engaged.

Den teoretiske bremseeffekten kan derfor være minst åtte ganger så stor som hiveffekten. The theoretical braking effect can therefore be at least eight times as great as the heaving effect.

Man kan så tenke seg at motorenes felles innløp'og utløp stenges av manøversleiden i manøverventilen 3, (fig. 1). Kjettingvekten vil da via vinsjen bygge opp et statisk trykk i de åtte kammere i de fire motorer 2a, 2b, 2c og 2d. Trykket i motorene er som nevnt bestemt av kjettingvekten, men begrenses av pilotventilen 7, som er innstilt på maksimalt arbeidstrykk. Pilotventilen 7 styrer som nevnt overstrømningsventilen 6. Pumpeleveransen fra pumpene 1a, 1b vil da sirkulere tilnærmet trykkløst, gjennom manøver-ventilens by-pass-kanaler og tilbake til pumpene. One can then imagine that the motors' common inlet and outlet are closed by the maneuver slide in the maneuver valve 3, (fig. 1). The chain weight will then via the winch build up a static pressure in the eight chambers in the four motors 2a, 2b, 2c and 2d. As mentioned, the pressure in the engines is determined by the chain weight, but is limited by the pilot valve 7, which is set to maximum working pressure. As mentioned, the pilot valve 7 controls the overflow valve 6. The pump delivery from the pumps 1a, 1b will then circulate almost pressure-free, through the maneuver valve's by-pass channels and back to the pumps.

Ved en bremseoperasjon føres manøverspaken gradvis fra stoppstilling mot bremsestilling. Manøversleiden vil da gradvis avdekke manøverventilens returkanal og strupe trykkolje fra de hydrauliske motorer som da av lasten blir drevet som pumper. De hydrauliske motorers turtall reguleres på denne måte trinnløst fra null og oppover. During a braking operation, the control lever is gradually moved from the stop position towards the brake position. The maneuvering slide will then gradually uncover the maneuvering valve's return channel and throttle pressure oil from the hydraulic motors which are then driven by the load as pumps. The speed of the hydraulic motors is regulated in this way steplessly from zero upwards.

Ved gradvis å føre manøverventilspaken mot bremsestillingen vil trykket i motorene i økende grad overføres og strupes av trykkreduksjonsventilen 4, samtidig som pumpenes 1a, 1b oljeleveranse ikke lenger sirkulerer fritt gjennom manøver-ventilens by-pass-kanaler, fordi manøversleiden føres ned og gradvis stenger by-pass-kanalene. Pumpeleveransen ledes derfor gjennom manøverventilen 3 til motorens 2a, 2b, 2c og 2d åtte kammere, ved et matetrykk som hindrer at motorene kaviterer. Matetrykkets størrelse er bestemt av en fjær som virker på trykkreduksjonsventilsleiden i reduksjonsventilen 4. Sleiden i reduksjonsventilen vil "flyte" i en stilling bestemt av at fjærkraft pluss returtrykket balanserer med matetrykket for de hydrauliske motorer 2a, 2b, 2c og 2d. Synker fylletrykket i pumpenes 1a, 1b leveringsledning, vil trykkreduksjonssleiden strupe mer, slik at fylletrykket igjen stiger. Stiger fylletrykket i pumpenes leveringsledning, vil trykkreduksjonssleiden strupe mindre, slik at fylletrykket igjen synker. By gradually moving the maneuvering valve lever towards the brake position, the pressure in the engines will increasingly be transferred and throttled by the pressure reduction valve 4, at the same time that the oil supply of the pumps 1a, 1b no longer circulates freely through the maneuvering valve's by-pass channels, because the maneuvering slide is moved down and gradually closes off -pass channels. The pump delivery is therefore led through the maneuvering valve 3 to the eight chambers of the engine 2a, 2b, 2c and 2d, at a feed pressure which prevents the engines from cavitating. The size of the feed pressure is determined by a spring that acts on the pressure reduction valve slide in the reduction valve 4. The slide in the reduction valve will "float" in a position determined by the spring force plus the return pressure balancing the feed pressure for the hydraulic motors 2a, 2b, 2c and 2d. If the filling pressure in the delivery line of the pumps 1a, 1b drops, the pressure reduction slide will throttle more, so that the filling pressure rises again. If the filling pressure in the pump's delivery line rises, the pressure reduction slide will throttle less, so that the filling pressure drops again.

Pilotventilen 8 er innstilt på et relativt lavt åpningstrykk. Når trykket som forplanter seg til trykkreduksjonsventilen 4 og som også forplanter seg til pilotventilen 8, øker til pilotventilens 8 åpningstrykk, vil denne åpne og styre over-strømningsventilen 6. The pilot valve 8 is set to a relatively low opening pressure. When the pressure which propagates to the pressure reduction valve 4 and which also propagates to the pilot valve 8, increases to the opening pressure of the pilot valve 8, this will open and control the overflow valve 6.

De hydrauliske motorer 2a, 2b, 2c og 2d virker som pumper The hydraulic motors 2a, 2b, 2c and 2d act as pumps

og bremser lasten, idet de leverer en oljemengde lik summen av de egentlige pumpers 1a, 1b oljelevering pluss en variabel oljemengde som strømmer over overstrømningsventilen 6. and slows the load, delivering an amount of oil equal to the sum of the oil delivery of the actual pumps 1a, 1b plus a variable amount of oil that flows over the overflow valve 6.

Føres manøverventilspaken til ytterstilling, vil manøver-ventiTsleiden helt avdekke manøverventilens returkanal. Trykket vil da forplante seg fra motorene 2a, 2b, 2c og 2d til trykkreduksjonsventilen 4 og pilotventilen 8. De hydrauliske motorer virker som pumper og bremser lasten med et minimum bremsemoment bestemt av pilotventilens 8 relativt lave åpningstrykk. Motorene leverer en oljemengde lik summen av de egentlige pumpers 1a, 1b oljelevering pluss en variabel oljemengde som strømmer over overstrømningsventilen 6. If the maneuvering valve lever is moved to the extreme position, the maneuvering valve slide will completely expose the maneuvering valve's return channel. The pressure will then propagate from the motors 2a, 2b, 2c and 2d to the pressure reduction valve 4 and the pilot valve 8. The hydraulic motors act as pumps and brake the load with a minimum braking torque determined by the pilot valve 8's relatively low opening pressure. The motors deliver an amount of oil equal to the sum of the oil delivery of the actual pumps 1a, 1b plus a variable amount of oil that flows over the overflow valve 6.

Dersom lasten bevirker at de hydrauliske motorene roterer hurtigere enn ca. 140 omdr./min., vil ved et praktisk ut-førelseseksempel alarm gis ved at magneter 30, som roterer med motorakselen, via en transducer 31 gi impulser som påvirker et relé 32. Manøverspaken bør da føres fra ytterstilling slik at det bygges opp et økende trykk i de hydrauliske motorer, for å bremse og retardere lasten med et økende bremsemoment. If the load causes the hydraulic motors to rotate faster than approx. 140 rpm, in a practical design example, an alarm will be given by magnets 30, which rotate with the motor shaft, via a transducer 31 giving impulses that affect a relay 32. The operating lever should then be moved from the extreme position so that a increasing pressure in the hydraulic motors, to brake and decelerate the load with an increasing braking torque.

Dersom vinsjoperatøren skulle miste kontrollen med bremse-hastigheten, vil magnetene 30 ved samme utførelseseksempel ved et motorturtall på 150 omdr./min. via transduceren 31 påvirke releet 32 som aktuerer en soleno:d-ventil 33. Solenoid-ventilen 33 vil da drenere pilotventilen 8 til sugesiden, slik at denne lukker. Overstrømningsventilen 6 vil da strupe ved pilotventilens 7 maksimalt innstilte trykk. Når lasten er retardert tilsvarende et motorturtall ca. 135 omdr./min. If the winch operator were to lose control of the braking speed, the magnets 30 in the same embodiment at an engine speed of 150 rev/min. via the transducer 31 influence the relay 32 which actuates a solenoid valve 33. The solenoid valve 33 will then drain the pilot valve 8 to the suction side, so that it closes. The overflow valve 6 will then throttle at the pilot valve 7's maximum set pressure. When the load is decelerated corresponding to an engine speed of approx. 135 rpm.

og pulsfrekvensen er mindre enn det som releet 32 er justert til, vil solenoid-ventilen 33 ikke lenger aktueres. Pilotventilen 8 vil da igjen åpne. På denne måten holdes motor-turtallet innen valgte grenser, selv om manøverspaken holdes i ytterstilling. and the pulse frequency is less than that to which the relay 32 is adjusted, the solenoid valve 33 will no longer be actuated. The pilot valve 8 will then open again. In this way, the engine speed is kept within selected limits, even if the control lever is kept in the extreme position.

Ved endelig oppbremsing føres manøverspaken gradvis mot stoppstilling. Manøverventilsleiden vil da gradvis stenge manøverventilens returkanal og struping av trykkolje blir i økende grad overført fra trykkreduksjonsventilen 4 til manøverventilsleiden. Trykket i de hydrauliske motorer vil derfor gradvis øke, inntil pilotventilen 7 åpner ved innstilt maksimaltrykk. During final braking, the control lever is gradually moved towards the stop position. The maneuvering valve slide will then gradually close the maneuvering valve's return channel and throttling of pressurized oil is increasingly transferred from the pressure reduction valve 4 to the maneuvering valve slide. The pressure in the hydraulic motors will therefore gradually increase, until the pilot valve 7 opens at the set maximum pressure.

Claims

1. Hydraulic system for operating a winch, including a hydraulic motor for the winch, a pump for pumping hydraulic oil for operating the motor, a maneuvering valve for regulating the speed and direction of rotation of the motor, a pressure reduction valve which is connected in series with the pump and an overflow valve which is connected in parallel with the motor, characterized in that the system includes two or more parallel-connected hydraulic motors (2a, 2b etc.) with flow in both directions, preferably of the multi-stage type, which motors are mechanically connected to the same winch shaft and that the motors are hydraulically connected in such a way that one or more motors or one or more chambers can be short-circuited to produce speed steps and in such a way that the hydraulic motors can brake when throttling.

2. Hydraulic system according to claim 1, characterized in that one or more pumps are used (1a, 1b), with a fixed delivery quantity.

3. Hydraulic system according to claim 1, characterized in that a speed sensor is used for the speed of the hydraulic motor which, in case of overspeed, affects the parallel-connected overflow valve, so that the engine's braking torque becomes the maximum and thus reduces the speed.