NO321182B1 - Svivel for sammenkopling av et tau til et annet tau - Google Patents

Description

SVIVEL

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en koblingsanordning, en såkalt svivel, hovedsakelig til bruk for å kople et tau, fortrinnsvis av stål, sammen med minst et annet tau eller en kjetting.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en koblingsanordning som i bestemte brukssituasjoner muliggjør tilnærmet fri rotasjon mellom de sammenkoplede deler, som for eksempel ståltau og kjetting, slik at torsjonsspenninger som har opp-stått i ståltauet under bruk, kan frigjøres på en kontrollert måte.

I forbindelse med bruk av for eksempel ståltau i løfteopera-sjoner kan det oppstå rotasjonsspenninger, ofte kalt snurr, i ståltauet. Disse spenningene frigjøres først når minst en av ståltauets ender gis mulighet til å rotere. I det øyeblikk rotasjonsspenningene frigjøres, kan ståltauet gjøre hurtige og vidtrekkende bevegelser. Dette kan være svært farlig eller skadelig for personell og gjenstander som befinner seg i nær-heten av ståltauet.

I brukssituasjonen kan det være vanskelig å vurdere om et ståltau er blitt tilført snurr i forbindelse med bruk. Som korrigerende tiltak etter ulykker i forbindelse med bruk av

ståltau i løfteoperasjoner offshore, er det av den grunn inn-ført omfattende sikkerhetstiltak i forbindelse med frigjøring av ståltau fra kjetting. Disse tiltakene er meget ressurskre-vende og arbeidsoperasjonen er fremdeles risikofylt.

Når et ståltau koples sammen med en kjetting eller et annet ståltau, er det vanlig å anvende en sjakkel. Den rotasjon som kan bli påført ståltauet i brukssituasjonen, vil først bli utløst i det øyeblikk sjakkelbolten løsnes og ståltauet fri-gjøres fra sjakkelen. Denne operasjon utføres manuelt og er som nevnt sikkerhetsmessig svært risikofylt.

Fra EP 0 649 996 er det kjent en svivelforbindelse som er innrettet for å kunne rotere både i belastet og ubelastet tilstand. Rotasjon oppnås ved bruk av rullelager i sviveifor-bindelsen. På grunn av rotasjon i svivelforbindelsen er faren for snurr i et ståltau som er koplet til svivelforbindelsen, redusert. Imidlertid er det ulemper forbundet med at forbindelsen tilrettelegger for rotasjon av lasten samtidig som en løfteoperasjon pågår.

WO 0125651 viser en kopling som er innrettet for å kunne ut-gjøre en i det vesentlige stiv kopling som er beregnet for permanente forbindelsessysterner for eksempel for kabler i brospenn. Koplingen er ikke praktisk egnet for gjentatte monteringer og demonteringer. Koplingen vist i WO 0125651 vil ikke kunne opptre både som en rotasjonsfast forbindelse og som en svivel, alt etter den belastning som koplingen er utsatt for.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller i det minste re-dusere en eller flere av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

I den foreliggende oppfinnelse inngår et endestykke som er permanent festet til en sammenkoplingsende i et ståltau og som utgjør én av delene av en svivelforbindelse. Ståltauet festes til endestykket ved hjelp av anerkjente fastgjørings-metoder som allerede benyttes i forbindelse med produksjon av løfteredskap. Avhengig av hva som skal koples til nevnte ståltau, et annet ståltau eller en sjakkel og en kjetting, benyttes et motstående endestykke hvis utforming i deler av sammenkoblingen er lik førstnevnte endestykke. Endestykkene koples sammen ved at deres senterlinjer innrettes tilnærmet sammenfallende og endestykkenes frie endeflater anbringes mot hverandre med en bestemt avstand mellom nevnte endeflater. To halvsirkelformede klammer, med en til endestykkene stort sett komplementær utforming, anbringes omsluttende omkring deler av endestykkene, og de to halvsirkelformede klammer festes til hverandre fortrinnsvis ved hjelp av en skrueforbindelse. Endestykkene og de komplementære halvsirkelformede klammer er utformet slik at selv når de komplementære halvsirkelformede klammer er fast anbrakt mot hverandre og omslutter deler av endestykkene, kan de to endestykkene likevel rotere individuelt. Når den sammenkoplede forbindelse er påført strekkbelastning, vil forbindelsen være låst mot bevegelse i forbindelsens lengderetning, mens hvert av endestykkene kan rotere individuelt i den sammenkoplede forbindelse slik at den ut-gjør en svivel. På grunn av friksjon mellom anleggsflater i den sammenkoplede forbindelsen, vil rotasjonsfriheten være avhengig av den strekkbelastning som forbindelsen utsettes for. Når strekkbelastningen i forbindelsen opphører etter en løfteoperasjon, vil friksjonen i svivelen være tilnærmet null, og eventuelle rotasjonsspenninger vil frigjøres på en kontrollert måte før fråkopling av forbindelsen blir fore-tatt .

Det parti av endestykkene som ikke blir dekket av klammeret kan utformes etter behov, for eksempel som sjakkel med løf-teøre eller andre spesialutforminger.

Selv om den svivelforbindelse som her omtales tillater er viss avbøyning i lengderetningen, kan to eller flere svivelforbindelser koples sammen ved hjelp av spesialutformede sam-menkopl ing ss tykker som tillater en betydelig kurvatur i for-bindelsenes lengderetning.

I brukssituasjoner hvor individuell rotasjon av endestykkene ikke er ønskelig, kan rotasjonen låses ved at det anbringes en torsjonslås, for eksempel en splinebolt, delvis inn i endestykkenes åpne senterhull.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en eksplodert sammenstilling av oppfinnelsen i en utførelsesform hvor to ståltau forbindes; Fig. 2a viser et oppriss hvor to ståltau er forbundet til hverandre; Fig. 2b viser et snitt I-l av forbindelsen i fig. 2a; Fig. 3 viser et snitt av en forbindelse hvor endestykkenes mulige rotasjonsretninger r er angitt; Fig. 4 viser en forbindelse hvor forbindelsens senterlinje er avbøyd; Fig. 5 viser en forbindelse hvor ett av endestykkene er utformet for ståltau og det andre endestykket utgjør en del av et større element; Fig. 6a viser et oppriss av en forbindelse hvor en sammenkoplingsanordning er anbrakt mellom to endestykker for ståltau og hvor sammenkoplingsanordningen og endestykkene er koplet sammen med klammer; Fig. 6b viser forbindelsen i fig. 6a i snitt II-II; Fig. 7 viser forbindelsen i fig. 6b hvor senterlinjen er betydelig avbøyd; Fig. 8a viser et oppriss av en forbindelse hvor et løfteøre er koplet sammen med et endestykke for ståltau; Fig. 8b viser et snitt III-III av forbindelsen i fig. 8a; Fig. 9a viser et oppriss av en forbindelse hvor det ene endestykket er utformet til bruk for ståltau og det andre endestykket utgjør en sjakkel; Fig. 9b viser et snitt IV-IV av forbindelsen i fig. 9a; Fig. 10a viser et oppriss av en forbindelse hvor det ene endestykket er utformet til bruk for ståltau og det andre endestykket utgjør et løfteøre; Fig. 10b viser et snitt V-V av fig. 10a og hvor forbindelsen er forsynt med en torsjonslås av typen splinebolt som forhindrer individuell rotasjon av endestykkene i forbindelsen; Fig. Ila viser et oppriss av en forbindelse hvor endestykkene er utformet som festeøre til for eksempel en sjakkelbolt; Fig. 11b viser et snitt VI-VI av forbindelsen i fig. Ila og hvor forbindelsen er forsynt med en torsjonslås av typen splinebolt som forhindrer individuell rotasjon av endestykkene i forbindelsen;

Fig. 12 viser et snitt VII-VII av forbindelsen i fig. Ila.

På tegningene betegner henvisningstallet 1, 1', 2, 2', 3, 3' svivelforbindelser som er sammensatt av endestykker 10, 10', 42, 42', 60, 70, 70' og koplet sammen med to halvsirkelformede klammer 20, 20' som er fast anbrakt mot hverandre slik at de i bruksstillingen utgjør en hylse som er anbrakt omsluttende omkring endepartiene til nevnte endestykker 10, 10', 42, 42', 60, 70, 70'.

I figur 1 og figur 2 vises en svivelforbindelse 1 satt sammen av to endestykker 10, 10' hvor et ståltau 5, 5' er fast anbrakt inne i hvert av endestykkenes 10, 10' koniske senterhull 12, 12' som har minst innvendig diameter i den del av endestykket 10, 10' hvor ståltauet 5, 5' i bruksstillingen er ført inn i nevnte endestykke 10, 10'.

Endestykket 10 har en sirkulær form og er utformet med et spor 14 anbrakt innenfor en flens 15 ved endeflaten 18 som i bruksstillingen vender mot innvendige flater 22 i de to halvsirkelformede klammer 20, 20'. I utførelseseksempelet er endestykket 10 utført med en skråflate 16 mellom sporet 14 og flensen 15.

Ved behov kan endestykket 10 i brukssituasjonen fastholdes mot bevegelse i lengderetningen ved at en klemanordning, i en såkalt "haikjeft"(ikke vist), føres ned i en forsenkning 17 anbrakt i endestykkets 10 utvendige overflate. Det andre endestykket 10' har samme utforming som det ovenfor omtalte endestykket 10.

De halvsirkelformede klammer 20, 20' har en innvendig overflate som stort sett er komplementær til den del av endestykket 10, 10' som klammeret 20, 20' omslutter i bruksstillingen. Klammerets 20, 20' ringformede parti 21, 21' plasseres omkring endestykkenes 10, 10' spor 14, 14' og klammerets 20 spor 23 ligger derved an mot endestykkets 10 flens 15 og klammerets 20' spor 23' ligger an mot endestykkets 10' flens 15' .

Bredden på det ringformede parti 25, 25' i klammeret 20,

20' vil i brukssituasjonen utgjøre minimum avstand mellom endestykkene 10 og 10'.

Klammeret 20, 20' er i utførelseseksempelet forsynt med en

skrue 24, 24' og to styretapper 30, 30', 31, 31' anbrakt vin-kelrett på det halvsirkelformede klammerets 20, 20' snittflate 27. Klammerets 20 andre snittflate 28 er forsynt med komplementære hull 36, 37 til styretappene 30', 31' og et gjenget hull 35 komplementært til skruen 24', slik at to halvsirkelformede klammer 20, 20' kan anbringes fast til hverandre og danne en hylse ved at det ene halvsirkelformede klammer 20 før sammenføyning dreies 180 i forhold til det andre klammerets 20' lengdeakse.

I fig. 6a og fig. 6b utgjøres svivelforbindelsen 1' av to endestykker 10, 10' for ståltau (ikke vist), to sett med klammer 20, 20'og 200, 2 00' og en sammenkoplingsanordning 40 som utgjøres av to sirkulære endestykker 42, 42' som er permanent anbrakt omsluttende omkring en sirkulær flensstav 44. Nevnte flensstav 44 utgjøres av en sirkulær aksel 45 forsynt med to kulesoneutformede flenser 46 og 46' hvis største diameter er ved flesstavens 44 endeflater.

Endestykket 42, som er en part av sammenkoplingsanordningen 40, har en utvendig utforming som er lik endestykkets 10 form i den del som omsluttes av klammeret 20, 20'. Endestykket 42' har fortrinnsvis samme utforming som endestykket 42 og klammeret 200, 200' har fortrinnsvis samme utforming som klammeret 20, 20'.

Endestykket 42, 42' inngår i sammenkoblingsanordningen 40 og er i det partiet som i bruksstillingen vender mot endestykket 10, 10', 60, 70, 70' som det kan koples sammen med, forsynt med en innvendig krummet flate 47, 47'. Den innvendig krummede flate 47, 47' er komplementær til flensen 46, 46'. Diameteren til flensen 46, 46' er betydelig mindre enn den minste diameter til den krummede flate 47, 47'. I motsatt parti av nevnte endestykke 42, 42' er flensen 46, 46' forsynt med en innvendig, rettavkortet kjegle 48, 48' som er sentrert om senteraksen. Diameteren til nevnte rettavkortede kjegle 48, 48' er størst ved endestykkets 42, 42' kantflate 49 og 49' som i bruksstillingen vender mot hverandre, og lik den minste diameteren til den krummede flate 47, 47' i det parti av endestykket 42, 42' hvor nevnte rettavkortede kjegle 48, 48' er sammenfallende med nevnte krummede flate 47, 47'.

Flere sammenkoplingsanordninger 40 kan koples sammen til en kjede av sammenkoplingsanordninger ved å anbringe klammer 20, 20' fast omsluttende omkring sammenkoblingsanordningens 40 endestykker 42, 42'.

I fig. 7 er svivelforbindelsens 1' senterlinje utsatt for en betydelig avbøyning, noe som kan være aktuelt når ståltauet (ikke vist) trekkes inn på en trommel (ikke vist). En liten del av denne avbøyningen oppnås på grunn av de klaringer som er mellom endestykket 10, 10' og hylsen sammensatt av klammeret 20, 20' og 200, 200' og mellom endestykket 42, 42' og nevnte hylse sammensatt av klammeret 20, 20' og 200, 200'. Den vesentligste avbøyningen oppnås ved at flensstaven 44 har en betydelig sideveis bevegelsesmulighet i endestykket 42, 42'. Når svivelforbindelsen 1' blir påført avbøyning, vil den kulesoneutformede flensen 46, 46' beveges langs den komplementære, krummede flate 47, 47' i endestykket 42, 42' helt til akselens 45 overflate ligger an mot den koniske flate i den rettavkortede kjegle 48, 48' i endestykkene 42, 42'.

I fig. 8a og fig. 8b er det vist et utførelseseksempel hvor svivelforbindelsen 2 utgjøres av et endestykke 10 for et ståltau (ikke vist) og et løfteøre 50 som er forsynt med en aksel 55 med en kulesoneutformet flens 56 i motsatt ende av løfteøret 50. Flensen 56 og et parti av akselen 55 er permanent omsluttet av et sirkulært endestykke 42 som er beskrevet over. Akselen 55 og flensen 56 er utformet henholdsvis som den sirkulære aksel 45 og flensen 46 omtalt tidligere, og har de samme egenskaper i brukssituasjonen som omtalt i beskri-velsen av fig. 7 ovenfor.

I fig. 9a og fig. 9b er det vist ytterligere et utførelsesek-sempel hvor svivelforbindelsen 2' utgjøres av et endestykke 10 for et ståltau (ikke vist) og en sjakkel 60 hvor sjakkelbolten 62 er innrettet for å kunne bli ført inn i en kjet-tingløkke (ikke vist). Det parti av sjakkelen 60 som omsluttes av klammeret 20, 20', er utformet identisk med det parti av endestykket 10 som omsluttes av samme klammer 20, 20'.

I fig. 10a og fig. 10b er det vist et utførelseseksempel av en forbindelse 3 som utgjøres av et endestykke 10 for et ståltau (ikke vist) og et løfteøre 70 som er låst mot individuell torsjon av løfteøret 70 og endestykket 10 ved at en torsjonslås 80, utformet som en splinebolt, er ført inn i en komplementær utsparing 13 i endestykket 10 og en komplementær utsparing 13' i løfteøret 70.

I det viste utførelseseksempel har endestykkets 10 og løfte-ørets 70 nevnte utsparing 13, 13' sylindrisk form i det parti hvor torsjonslåsen 80 er ført inn.

I fig. Ila og fig. 11b er det vist et utførelseseksempel av en forbindelse 3' som utgjøres av to løfteører 70 og 70' som er låst mot individuell torsjon ved at en torsjonslås 80 utformet som en splinebolt er ført inn i komplementære utspa-ringer i løfteørene 70 og 70' før de halvsirkelformede klammer 20, 20' er ført omsluttende omkring partier av løfteørene 70 og 70'. De partier av løfteørene 70 og 70' som omsluttes av klammeret 20, 20', har identisk utforming som tidligere omtalte endestykker 10, 10' i det parti som omsluttes av nevnte klammer 20, 20'.

Claims (6)

1. Anordning til bruk ved kopling av et første tau (5), fortrinnsvis av stål, som er forsynt med et endestykke (10), sammen med et andre tau (5') som er forsynt med et endestykke (10'), eller ved kopling av det første tau (5) sammen med en kjetting eller annet løfteredskap som er forsynt med et endestykke (60, 42, 42', 70, 70'), hvor to halvsirkelformede klammer (20, 20') er anbrakt omsluttende omkring komplementære partier av nevnte endestykker (10, 10', 42, 42' 60, 70, 70'), og hvor nevnte klammer (20, 20') og endestykker (10, 10', 42, 42' 60, 70, 70') utgjør en strekkfast forbindelse, karakterisert ved at hvert av endestykkene (10, 10', 42, 42', 60, 70, 70') fortrinnsvis er innrettet for å kunne rotere inne i klammeret (20, 20') når forbindelsen er i det vesentlige ubelastet og hvor endestykkene (10, 10', 42, 42', 60, 70, 70') er for-hindret fra i det vesentlige å kunne rotere inne i klammeret (20, 20') når forbindelsen er påført en s t rekkbe1astning.

2. Anordning i henhold krav 1, karakterisert ved at hver av de to halvsirkelformede klammer (20, 20') er forsynt med minst en skrue (24, 24') som skrues inn i et komplementært gjenget hull (35) i motstående halvsirkelformede klammer (20, 20') for dannelse av en hylse.

3. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregåen-de krav, karakterisert ved at en sam-menkopl ingsanordning (40), som utgjøres av to sirkulære endestykker (42, 42') som er permanent anbrakt omsluttende omkring en sirkulær flensstav (44) utformet som en sirkulær aksel (45) og som er forsynt med to kule-soneformede flenser (46) med størst diameter fortrinnsvis ved flensstavens (44) ender, er anbrakt i svivelforbindelsen (1', 2, 2') ved at hvert av endestykkene (42, 42') er omsluttet av et sett klammer (20, 20', 200, 200') som er koplet sammen med endestykker (10, 10' , 60, 70).

4. Sammenkoplingsanordning (40) i henhold krav 3, karakterisert ved at endestykket (42, 42') har en utvendig utforming lik endestykkets (10, 10', 60, 70, 70') utforming i det parti av endestykket (10, 10', 60, 70, 70') som omsluttes av klammeret (20, 20').

5. Sammenkolingsanordning (40) i henhold krav 3 og 4, karakterisert ved at hvert av de sirkulære endestykkene (42, 42') som i det partiet som i bruksstillingen vender mot endestykket (10, 10', 60, 70, 70') er forsynt med en innvendig krummet flate (47, 47') komplementær til flensen. (46, 46') som har en diameter som er betydelig mindre enn den minste diameteren til den krummede flate (47, 47'), og som i motsatt parti av nevnte endestykke (42, 42') er forsynt med en innvendig om senteraksen sentrert rettavkortet kjegle (48, 48') hvis diameter er størst ved kantflaten (49, 49') i motsatt ende av den største diameter til den krummede flate (47, 47') og lik den minste diameter til nevnte krummede flate (47, 47') i det parti av endestykket (42, 42') hvor den nevnte rettavkortede kjegle (48, 48') er sammenfallende med den nevnte krummede flate (47, 47').

6. Anordning i henhold krav 1, karakterisert ved at en torsjonslås (80) er innrettet til å kunne bli ført inn i endestykkets (10, 10', 60, 70, 70') åpne senterhull (13, 13') som er komplementær til nevnte torsjonslås (80), og som fortrinnsvis er utformet som en splinebolt, med en lengde av nevnte torsjonslås (80) som i bruksstillingen rager inn i begge endestykker (10, 10' 60, 70, 70') som låses mot individuell torsjon.