NO337420B1 - Mekanisk frikopling for hydraulisk aktivert løfteanordning - Google Patents

Description

MEKANISK FRIKOPLING FOR HYDRAULISK AKTIVERT LØFTEANORDNING

Oppfinnelsen vedrører en mekanisk frikopling for en hydraulisk aktiverbar løfteanordning for ei gangbru som i et første endeparti er tilkoplet et fundament og er dreibar om en horisontalakse, hvor løfteanordningen omfatter et bevegelsesoverførende aktuatororgan og er innrettet til å påføre gangbrua et dreiemoment om nevnte horisontalakse, og hvor løfteanordningen er statisk tilkoplet den ene av fundamentet og gangbrua.

Når et langstrakte element, for eksempel ei gangbru, som i sitt ene endeparti er dreibart opplagret på et fundament og ved hjelp av én eller flere lineæraktuatorer, typisk hydrauliske sylindre, manøv-reres slik at et motstående, fritt utragende endeparti lander på et fjerntliggende posisjonert landingssted, og hvor elementet er anbrakt på et bevegelig underlag, typisk på et fartøy, som er påvir-ket av bølgebevegelser og vindkrefter, eventuelt at elementet er anbrakt på et fast underlag og det utragende endepartiet skal posisjoneres i forhold til et bevegelig underlag, eller at både fundamentet og det fjerntliggende området er bevegelige, vil hivbevegelser resultere i at elementet i det minste dreier seg om en horisontal dreieakse i dreieledd som danner en forbindelse mellom elementet og fundamentet.

For at elementet skal kunne dreies fritt i forhold til fundamentet, må lineæraktuatorenes lengde kunne variere fritt. Anvendes det hydraulikksylindre, vil hydraulikkretsen(e) som er knyttet til sylindrene, typisk stilles i flytposisjon, for eksempel ved at en frikoplingsventil aktiveres automatisk når enden av elementet settes ned på underlaget og trykket i sylindrene faller til tilnærmet null når sylindrene avlastes. Dette medfører at sylindrene stadig pumper det hydrauliske fluidet, for eksempel hydraulikkolje, gjennom i det minste deler av nevnte hydraulikkrets(er), noe som kan føre til blant annet skadelig varmgang i hydraulikkmediet pga. friksjon i strømningsveiene.

Det anvendes ofte dobbeltvirkende hydraulikksylindre til løft av gangbruer, idet løftet tilveiebringes ved at hydraulikksylindrene ligger over den aktuelle dreieaksen og tilveiebringer løft ved sin sammentrekking, idet det settes trykk på hydraulikksylindrenes stempelstangside. Et problem ved et slikt arrangement er knyttet til at stempel- og stempelstangsiden i en hydraulikksylinder har ulikt volum pga. det volumet stempelstangen opptar, og det medfører at det er behov for etterfylling, henholdsvis avbløding av hydraulikkmedium alt etter om hydraulikkmediet skyves ut fra stempelstangsiden og inn på stempelsiden eller omvendt.

Et ytterligere problem med hydraulikksylindre som stadig teleskoperer, er at fremmede stoffer, for eksempel salt, vann, støvpartikler etc. kan passere sylinderstangpakningene og blande seg med hydraulikkmediet og forårsake skade.

WO2015009163A1 beskriver ei gangbru med et dreieelement som er opplagret på et fundament dreibar om en vertikal akse, og en utragende, teleskopisk gangvei som er hev- og senkbar ved

hjelp av en bomaktuator for å dreie bommen om en horisontal dreieakse. Bomaktuatoren i form av en sylinder er innfestet i dreieelementet og i den utragende gangveien i ikke-bevegelige festepunkt.

Fra GB2098959A er det kjent ei gangbru for anvendelse på et fartøy ved bekjempelse av brann på en oljerigg til havs. Til et øvre parti av et vertikal tårn som er dreibart anordnet på et underlag, er det tilkoplet ei teleskopisk gangbru, dreibar om en horisontal akse. En aktuator som strekker seg mellom gangbrua og et nedre parti av tårnet, er innrettet til å heve og å senke gangbruas ytre parti. Aktuatoren, i form av en sylinder, er innfestet i ikke-bevegelige festepunkt.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Selv om det i den videre beskrivelsen og i patentkravene er benyttet begrepet «gangbru», er oppfinnelsen også relatert til andre langstrakte elementer som er dreibart innfestet i et fundament og som anvendes som en bevegelig forbindelse mellom fartøyer og/eller andre strukturer som er på-virket av hivbevegelser på grunn av bølger, havstrømmer, vind, etc. og er løftbar ved hjelp av an-ordninger knyttet til fundamentet.

Det er tilveiebrakt en mekanisk frikopling for en hydraulisk aktiverbar løfteanordning for ei gangbru som i et første endeparti er koplet til et fundament dreibart om en horisontalakse, idet løfteanord-ningen omfatter minst én hydraulisk betjent aktuator, typisk én eller flere lineæraktuatorer i form av hydraulikksylindre eller én eller flere rotasjonsaktuatorer i form av hydraulikkmotorer med en egnet girutveksling, og hvor løfteanordningen tildanner en forbindelse mellom gangbrua og fundamentet i en avstand fra nevnte horisontalakse og kan påføre gangbrua et dreiemoment om nevnte horisontalakse for heving og senking av et andre endeparti i forhold til et landingssted.

I en foretrukket utførelse er løfteanordningen tildannet som minst én hydraulikksylinder hvor et

første endeparti på den minst ene hydraulikksylinderen er koplet til fundamentet, og et andre endeparti på den minst ene hydraulikksylinderen er koplet til nevnte endeparti av gangbrua i en avstand fra nevnte horisontalakse. En første kopling mellom den minst ene hydraulikksylinderen og den ene av fundamentet og gangbruas endeparti er dreibart fiksert i fundamentet, alternativt i gangbrua, mens en andre kopling mellom den minst ene hydraulikksylinderen og den andre av fundamentet og gangbruas endeparti er anordnet som en mekanisk frikopling som tilveiebringer en kopling som

er omstillbar mellom en arbeidstilstand og en hviletilstand, hvor koplingen kan bevege seg fritt i et område uten å påføre løfteanordningen nevneverdig belastning.

Det er en fordel om den minst ene hydraulikksylinderens stempelstang er koplet til frikoplingen og frikoplingen er anordnet på gangbrua, men dette er ikke avgjørende for oppfinnelsens funksjon.

Den mekaniske frikoplingen kan være tildannetsom en dreieleddforbindelse, for eksempel som hengsleledd som i et første endeparti er tilkoplet gangbrua, alternativt fundamentet, og som i et andre endeparti er tilkoplet den hydraulisk aktiverbare løfteanordningen. I sin arbeidsposisjon ligger hengsleleddet an mot et anleggsparti av gangbrua, alternativt fundamentet som frikoplingen er anordnet på. Ved en aktivering av løfteanordningen vil gangbrua dreies om den horisontale dreieaksen når hengsleleddet ligger an mot nevnte anleggsparti. Når gangbruas utragende endeparti er brakt til å ligge støttende an mot et landingssted, vil hengsleleddet ved ytterligere aktivering av løfteanordningen dreies til sin hvileposisjon i en avstand fra anleggspartiet, og gangbrua kan der-med fritt følge hivbevegelsene for landingsstedet eller et fartøy eller annen flytende installasjon som fundamentet er anordnet på, uten at denne bevegelsen genererer bevegelse i løfteanordning-en, idet dreieleddforbindelsen dreier i takt med gangbruas hivinduserte dreining om horisontalak-sen i tilkoplingen til fundamentet.

En dreieleddforbindelse av denne art kan også anvendes sammen med en dreieaktuator, idet dreieleddet anordnes med sin dreieakse sammenfallende med senteraksen i dreieaktuatorens utgående drivaksel og gangbruas horisontale dreieakse.

Alternativt kan den mekaniske frikoplingen være tildannet som en sleide anordnet forskyvbar i en føring i gangbruas lengderetning. Denne utførelsen er særlig egnet dersom løfteanordningen er anordnet som én eller flere lineæraktuatorer som ligger tilnærmet parallelt med gangbruas lengderetning og i høyde med gangbruas overkant. I frikoplingens arbeidstilstand er føringen ved sammentrekking av lineæraktuatoren(e) ført til en endestopp, mens føringen i frikoplingens hviletilstand ligger i avstand fra endestoppen og kan forskyves i takt med gangbruas hivinduserte bevegelse uten å berøre endestoppen.

Oppfinnelsen er definert av det selvstendige patentkravet. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt en mekanisk frikopling for en hydraulisk aktiverbar løfteanord-ning for ei gangbru som i et første endeparti er tilkoplet et fundament dreibar om en horisontalakse, hvor løfteanordningen omfatter et bevegelsesoverførende aktuatororgan og er innrettet til å påføre gangbrua et dreiemoment om nevnte horisontalakse, og hvor løfteanordningen er statisk tilkoplet den ene av fundamentet og gangbrua, kjennetegnet ved at det bevegelsesoverførende aktuatororganet er tilkoplet den andre av fundamentet og gangbrua enten via en dreieleddforbindelse som er dreibar mellom en kraftoverførende arbeidstilstand hvor en leddarm ligger an mot et anleggsparti, og en ikke-kraftoverførende hviletilstand hvor leddarmen er fritt bevegelig, eller via en lineært forskyvbar sleide som er omstillbar mellom en kraftoverførende arbeidstilstand hvor sleiden ligger an mot et anleggsparti i en føring, og en ikke-kraftoverførende hviletilstand hvor sleiden er fritt bevegelig i føringen.

Det bevegelsesoverførende aktuatororganet kan være aksielt forskyvbart eller roterbart.

Løfteanordningen kan omfatte minst én lineæraktuator.

Lineæraktuatoren kan være en hydraulikksylinder som er innrettet til å kunne bringe dreieleddforbindelsen eller den lineært forskyvbare sleiden til sin kraftoverførende arbeidstilstand ved inntrekking av ei sylinderstempelstang.

Lineæraktuatoren kan være en hydraulikksylinder som er innrettet til å kunne bringe dreieleddforbindelsen til sin kraftoverførende arbeidstilstand ved utskyvning av ei sylinderstempelstang.

Løfteanordningen kan omfatte minst én rotasjonsaktuator.

Rotasjonsaktuatoren kan være en hydraulikkmotor omfattende en roterbar drivaksel tilkoplet en radielt anordnet leddarm.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et sideriss av ei gangbru under løfting ved hjelp av en løfteanordning i form av skråstilte lineæraktuatorer og med en frikopling i form av en dreieleddforbindelse i en arbeidsstilling; Fig. 2 viser gangbrua posisjonert med et ytre endeparti understøttet på et landingssted og med dreieleddforbindelsen i en hvilestilling; Fig. 2a viser i større målestokk frikoplingen i hvilestilling; Fig. 3 viser i mindre målestokk et sideriss av et utsnitt av gangbrua med en i det vesentlige liggende løfteanordning med en frikopling for løfteanordningen i form av en lineært forskyvbar sleide; Fig. 4 viser i større målestokk et grunnriss av sleiden forskjøvet til en arbeidsstilling; Fig. 5 viser et sideriss av sleiden forskjøvet til en hvilestilling; Fig. 6 viser i større målestokk et enderiss av en løfteanordning i form av en rotasjonsaktuator, for eksempel en hydraulikkmotor med girkasse, med en frikopling i form av en

leddarm i inngrep med et spor i et gangbruparti ved gangbruas dreieledd, idet frikoplingen her står i en hvilestilling; og

Fig. 7 viser i mindre målestokk et sideriss av ei gangbru med løfteanordningen anordnet i underkant av gangbrua, her vist med frikoplingen i form av en dreieleddforbindelse i en hvilestilling.

På figurene angir henvisningstallet 1 et langstrakt element i form av ei teleskopisk gangbru som i et første endeparti 11 er koplet til et fundament 2 dreibart om en horisontal dreieakse 211 ved hjelp av dreieledd 21. Fundamentet 2 er anordnet på et fartøy 5. Et utragende, andre endeparti 12 av gangbrua 1 er innrettet til å kunne landes på et landingssted 6 ved hjelp av en løfteanordning 3 som typisk er betjent ved hjelp av et ikke vist hydraulikkanlegg.

Løfteanordningen 3 er fastgjort i et egnet parti 22 av fundamentet 2 og er koplet til gangbruas 1 første endeparti 11 via en frikopling 4 i en avstand fra dreieleddet 21 slik at løfteanordningen 3 kan påføre gangbrua 1 et dreiemoment som dreier gangbrua 1 om den horisontale dreieaksen 211 for løfting og senking av gangbrua 1 blant annet i forbindelse med opprettelse av en forbindelse mellom fartøyet 5 og landingsstedet 6 som kan være en fast eller flytende installasjon.

Det ligger i sakens natur at gangbrua 1 kan være plassert på en fast installasjon og være innrettet til å forbindes med et landingssted på en flytende installasjon eller et fartøy.

Det henvises så til figurene 1, 2 og 2a. Løfteanordningen 3 omfatter i en første utførelse minst én lineæraktuator 31, typisk en hydraulikksylinder, særlig en dobbeltvirkende hydraulikksylinder, som i et første endeparti 311 er fastgjort i fundamentet 2 og i et andre endeparti 312, typisk i form av et aksielt forskyvbart aktuatororgan 33 som ei sylinderstempelstang, er tilkoplet gangbrua 1 via en leddarm 413 som ved hjelp av et første og et andre dreieledd 411, 412 tildanner en dreieleddforbindelse 41 eller hengsleledd mellom løfteanordningen 3 og gangbrua 1. Dreieleddforbindelsen 41 er anordnet i gangbruas 1 overkant.

Når gangbrua 1 skal løftes, trekkes lineæraktuatoren 31 sammen, og leddarmen 413 dreier om sitt første dreieledd 411 til en arbeidstilstand hvor leddarmen 413 ligger an mot et anleggsparti 44 på gangbrua 1. Ytterligere sammentrekking av lineæraktuatoren 31 genererer en dreining av gangbrua 1 om den horisontale dreieaksen 211.

Når gangbruas 1 andre endeparti 12 har landet på landingsstedet 6, forlenges lineæraktuatoren 31 ytterligere slik at leddarmen 413 dreies klar av anleggspartiet 44 og til en hviletilstand. Med frikoplingen 3 i denne tilstanden kan gangbrua 1 bevege seg på grunn av hivbevegelse i landingsstedet 6 eller fundamentet 2 uten at bevegelsen forplantes til aksiell forskyvning i lineæraktuatoren 31 idet dreiningen vil være om det første dreieleddet 411.

I en utførelse vist på figur 7 er løfteanordningen 3 tilkoplet en underkant av gangbrua 1, idet line æraktuatoren(e) 31 er anordnet på skrå mellom et parti av fundamentet 2 i en avstand under den horisontale dreieaksen 211 og leddarmen 413 som er dreibart innfestet i underkant av gangbruas 1 første endeparti i en avstand fra og mellom den horisontale dreieaksen 211 og anleggspartiet 44, som er anordnet i underkant av gangbrua 1. En fordel med denne utførelsen er at lineæraktuatoren (e) 31 kan trekkes helt sammen i sin hviletilstand slik at det bevegelsesoverførende aktuatororganet 33 kan ligge beskyttet inne i lineæraktuatoren 31.

Det henvises så til figurene 3, 4 og 5, hvor løfteanordningen 3 og dens lineæraktuatorer 31 strekker seg i det vesentlige horisontalt mellom høytliggende festepunkt 22 på fundamentet 2 og frikoplingen 4 som utgjøres av en sleide 42 som er anordnet forskyvbar langs en føring 43 anordnet i overkant av gangbruas 1 første endeparti 11. Føringen 43 omfatter et anleggsparti 44 som sleiden 42 ligger an mot når frikoplingen 4 er i sin arbeidstilstand. Ved å forskyve sleiden 42 langs føringen 43 bort fra anleggspartiet 44, slik det er vist i figur 5, etter at gangbrua 1 har landet på landingsstedet 6, kan gangbrua 1 bevege seg uten at bevegelsen forplantes til aksiell forskyvning i lineæraktuatoren 31.

Figur 6 viser et ytterligere utførelseseksempel hvor løfteanordningen 3 utgjøres av en rotasjonsaktuator 32, typisk en hydraulikkmotor forsynt med en passende utveksling for tilveiebringe tilstrekke-lig dreiemoment og en formålstjenlig hastighet på et bevegelig aktuatororgan 33 som her er en utgående drivaksel. Drivakselens 33 senterakse er sammenfallende med gangbruas 1 horisontale dreieakse 211 og tildanner et dreieledd 411 i dreieleddforbindelsen 41 mellom løfteanordningen 3 og gangbrua 1. En leddarm 413 er fastgjort på drivakselen 33 og strekker seg i drivakselens 33 radielle retning bort fra dreieaksen 211, idet leddarmens 413 ytre endeparti er innrettet til å kunne ligge an mot et anleggsparti 44 i gangbruas 1 endeparti 11, på figur 6 vist som et endeparti av et kurveformet spor. På figur 6 er leddarmen 413 anbrakt i hviletilstand i en avstand fra anleggspartiet 44 slik at frikoplingen 4 tillater gangbrua 1 å bevege seg uten at det genererer dreining av rotasjonsaktuatoren 32.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende. Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former, ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Det faktum at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekk ikke med fordel kan brukes.

Claims (7)

1. Mekanisk frikopling (4) for en hydraulisk aktiverbar løfteanordning (3) for ei gangbru (1) som i et første endeparti (11) er tilkoplet et fundament (2) og er dreibar om en horisontalakse (211), hvor løfteanordningen (3) omfatter et bevegelsesoverførende aktuatororgan (33) og er innrettet til å påføre gangbrua (1) et dreiemoment om nevnte horisontalakse (211), og hvor løfteanordningen (3) er statisk tilkoplet den ene av fundamentet (2) og gangbrua (1),karakterisert vedat det bevegelsesoverførende aktuatororganet (33) er tilkoplet den andre av fundamentet (2) og gangbrua (1) enten via en dreieleddforbindelse (41) som er dreibar mellom en kraftoverførende arbeidstilstand hvor en leddarm (413) ligger an mot et anleggsparti (44), og en ikke-kraftoverførende hviletilstand hvor leddarmen (413) er fritt bevegelig, eller via en lineært forskyvbar sleide (42) som er omstillbar mellom en kraftoverfø-rende arbeidstilstand hvor sleiden (42) ligger an mot et anleggsparti (44) i en føring (43), og en ikke-kraftoverførende hviletilstand hvor sleiden (42) er fritt bevegelig i føringen (43).

2. Mekanisk frikopling (4) i henhold til krav 1, hvor det bevegelsesoverførende aktuatororganet (33) er aksielt forskyvbart eller roterbart.

3. Mekanisk frikopling (4) i henhold til krav 1, hvor løfteanordningen (3) omfatter minst én lineæraktuator.

4. Mekanisk frikopling (4) i henhold til krav 3, hvor lineæraktuatoren (3) er en hydraulikksylinder som er innrettet til å kunne bringe dreieleddforbindelsen (41) eller den lineært forskyvbare sleiden (42) til sin kraftoverførende arbeidstilstand ved inntrekking av ei sylinderstempelstang (33).

5. Mekanisk frikopling (4) i henhold til krav 3, hvor lineæraktuatoren (3) er en hydraulikksylinder som er innrettet til å kunne bringe dreieleddforbindelsen (41) til sin kraftoverførende arbeidstilstand ved utskyvning av ei sylinderstempelstang (33).

6. Mekanisk frikopling (4) i henhold til krav 1, hvor løfteanordningen (3) omfatter minst én rotasjonsaktuator (32).

7. Mekanisk frikopling (4) i henhold til krav 8, hvor rotasjonsaktuatoren (32) er en hydraulikkmotor omfattende en roterbar drivaksel (33) tilkoplet en radielt anordnet leddarm (413).