SE517178C2 - Förtöjningsanordning - Google Patents

Description

20 25 30 a|nna ', 35 517 178 2 Det finns därför behov av en förtöjningsanordning, som kan er- bjuda en tillförlitlig fast förbindelse för överföring av per- sonal och gods mellan ett fartyg och ett mindre föremål i ha- vet, eller mellan två fartyg.

Redogörelse för uppfinningen Syftet med den föreliggande uppfinningen är att på ett säkert, tillförligt och ekonomiskt sätt åstadkomma en förtöjnings- anordning, som eliminerar eller begränsar de problem som redo- visats ovan.

Detta syfte löses med de särdrag som är angivna i patentkrav l.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen anges i de beroende patentkraven 2 till 10.

Uppfinningen kan tillämpas vid förtöjning av i första hand mindre fartyg vid bottenfasta eller flytande föremål i havet, som exempelvis havsbaserade vindkraftverk, fyrar samt anord- ningar för utvinning och lastning av olja. Den kan även använ- das för förtöjning av två fartyg vid varandra, exempelvis en lotsbåt, som under gång skall föra över personal till ett stör- re fartyg.

Figurbeskrivning Olika utföringsformer av uppfinningen kommer att beskrivas när- mare nedan i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka Figur l visar ett koordinatsystem för ett fartyg,' Figur 2 visar en förtöjningsanordning under förtöjning till ett föremål, 10 15 20 25 30 5 1 7 1 7 8 3 Figur 3 visar en förtöjningsanordning när fartyget är förtöjt till föremålet, Figur 4 visar den principiella uppbyggnaden av en låsanordning, som utgör en del av förtöjningsanordningen, och Figur 5 visar hur lejdaren centreras mot föremålet.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen I det följande hänvisas till det koordinatsystem, som definie- ras i Figur l. Där representerar x-axeln fartygets långskepps- riktning, y-axeln dess tvärskeppsriktning medan z-axeln går vertikalt. Fartygets rörelser har totalt sex frihetsgrader (translation i x-, y- och z-riktning samt rotation kring x-, y- och z-axeln). Då fartyget är i vila och inte pâverkas av yttre krafter kommer det att inta ett neutralläge i var och en av de olika frihetsgraderna.

Olika utföringsformer kommer nu att beskrivas tillsammans med Figur 2 och 3, som visar en schematisk bild av förtöjningsan- ordningen monterad på ett mindre fartyg 1 under en förtöjnings- manöver respektive förtöjt mot ett föremål 2. Föremålet kan ut- göras av en bottenfast konstruktion eller ett flytande föremål med inom det aktuella området i huvudsak vertikala begräns- ningsytor. I fartygets förskepp är vid 3 ett förbindningsorgan 4 ledat infäst, vilket utgörs av en lasttagande balk som även kan utnyttjas som en lejdare för överföring av personal och gods. Med hjälp av ett manöverdon 5 på fartyget kan förbind- ningsorganet 4 ställas i valfri vinkel och eventuellt även fäl- las eller höjas till ett parkeringsläge. I enklaste fall utgörs manöverdonet av ett fast stöd. Företrädesvis i förbindningsor- ganets främre ände finns ena delen av en låsanordning 6 samt ett styrorgan 8, vilka kombineras med en led 7 som kan ha fjäd- rande och dämpande egenskaper. Styrorganet 8 kan utgöras av ett eller flera hjul, rullar eller dylikt. Det kan även bestå i att 10 15 20 25 30 npßax .35 517 178 Ål förbindnings organets avslutning getts en lämplig utformning.

Den andra delen 9 av lásanordningen utgörs av den infästning som i det aktuella fallet finns på föremålet 2. Så som visas i Figur 3 och Figur 4 kan lásanordningen 6 t.ex. vara utformad med en klo ll som griper om en rundstång, vilken går runt och är koncentriskt fäst på ett visst avstånd till föremålet 2 och utgör den andra delen av lásanordningen 9. Med den beskriva principen kan förtöjning ske från valfri riktning. Vidare kom- mer fartyget att passivt följa efter då vinden och vågorna änd- rar riktning. Den exemplifierade lásanordningen låses företrä- desvis automatiskt vid kontakt mellan delarna. Oavsiktlig upp- låsning förhindras exempelvis genom att klon ll belastas med en fjäder (ej visad). Upplåsningen utlöses från valfri plats, ex- empelvis genom att påverka en hydraulcylinder (ej visad). Här- efter kan fartyget omedelbart lämna platsen.

I ett annat utförande ersätts rundstàngen i lásanordningen 9 med en stållina, uppspänd mellan stöd, vilka fästs till tornet på likartat sätt som rundstàngen. Eftersom stållinan är efter- givlig ger detta normalt en fördelaktigare belastningssitua- tion, vilket kan medföra besparingar i material och kostnader.

Alternativt kan lásanordningen anordnas i anslutning till in- fästningen 3, varvid leden 7 ger en permanent förbindelse mel- lan förbindningsorganet 4 och föremålet 2. Övriga delar får därvid anpassas till detta utförande.

Infästningarna, som normalt medger viss rotation i tre frihets- grader, kan även vara utförda för att klara en begränsad trans- lation i upp till tre frihetsgrader. Infästningarna kan därut- över vara försedda med dämpare och fjädrar för att ytterligare dämpa rörelserna respektive för att skapa återförande moment.

Exempelvis kan manöverorganet 5, vars primära uppgift är att ställa förbindningsorganet 4 i valfri vinkel, bestå av en hyd- raulcylinder, vilken genom att kombineras med strypningar kan få en dämpande funktion och genom att kombineras med hydraulac- 10 15 20 25 1111: 35 51 7 51 7 8 kumulatorer kan få en fjädrande funktion. Därigenom uppnås krafter som verkar mothållande mot moment omkring y-axeln i denna infästning. Motsvarande verkan kan uppnås i andra fri- hetsgrader för de bägge infästningarna. Rörligheten i infäst- ningarna samt dämp- och fjäderfunktionen kan helt eller delvis ersättas genom att förbindningsorganet 4 görs eftergivligt.

På föremålet finns lämpligen även en plattform 10, vilken har en placering och utformning som är anpassad till balken 4.

Under inledningen av förtöjningsmanövern rör sig fartyget fram- åt med viss fart genom vattnet, d.v.s. i x-riktningen enligt koordinatsystemet i Figur 1. Därvid är förbindningsorganet 4 i normalfallet ställd i en sådan positiv vinkel, att dess främre ände kommer att träffa föremålet väl under låsanordningen 9.

Den kan vara ställd i vinklar mot horisontalplanet (xy-planet) mellan 0 och 90 grader; typiskt värde vid förtöjning är 45 gra- der. När förbindningsorganets ände kommit i kontakt med föremå- let kommer denna sedan till följd av fartygets återstående rö- relse i x-riktningen att röra sig uppåt i z-riktningen. Om ma- növerorganet 5 har en dämpande funktion kommer därvid fartygets rörelse att bromsas. Detta förlopp fortgår tills de bägge de- larna 6 och 9 av låsanordningen förenas, varvid låsning sker automatiskt. Även manuell låsning är möjlig. Förloppet under- lättas om hjul eller liknande är anordnade på styrorganet 8.

Härefter återstående rörelseenergi kommer sedan att på grund av geometrin hos de deltagande föremålen primärt tas upp genom att fartygets förskepp trycks ned och därmed ändrar trimmen (rota- tion omkring y-axeln). I Figur 2 har denna trimändring marke- rats som en vinkel a mellan den ursprungliga, heldragna far- tygskonturen och den nya, streckade fartygskonturen. Sedan rö- relsen framåt upphört återgår trimmen genom att fartyget rör sig ett stycke i negativ x-riktning. Genom dessa förändringar i rörelsernas frihetsgrader kommer energi att successivt absorbe- ras genom vågbildning och friktion, vilket medför att rörelser- na dämpas utan att stora krafter uppstår i konstruktionen. 1»|»: 10 15 20 25 30 35 517 178 :=::;:I=:.:':=::;.-:':1= 6 : : :n'.sa: n:.: .n: Det är även möjligt att utforma konstruktionen utgående från att förbindningsorganet 4 är ställt i en motsvarande negativ vinkel mot horisontalplanet. Därvid kommer förbindningsorganets ände att röra sig nedåt under förtöjnings- och làsningsförlop- pet. Låsanordningens rundstång eller stållina kommer då istäl- let vara anordnat på föremålets 2 nedre område.

I Figur 5 visas hur man genom att anordna hjulen 8 med en lämp- lig vinkel (B) utåt i förhållande till förbindningsorganets rö- relseriktning vid förtöjning (toe-out) kommer att uppnå att förbindningsorganet 4 centreras på föremålet 2, förutsatt att det senare inom aktuellt område har ett konvext tvärsnitt. Vid felaktig centrering kommer endast ett av hjulen i ett hjulpar i kontakt med föremålet. Toe-out-vinkeln medför att förbindnings- organets ände kommer att styras åt föremålets motsatta sida, tills även det andra hjulet i hjulparet får kontakt, varvid de bägge hjulens sidförande verkan tar ut varandra och förbind- ningsorganet fortsätter att röra sig centrerat. För att kunna kompensera för stora sidfel kan det vara lämpligt att anordna flera hjulpar. Vid en stor toe-out-vinkel uppnår man även att den passiva inriktningen i vinden underlättas. Om hjulen är fjädrat infästa kan det inträffa att bägge hjulen får kontakt med föremålet trots att centreringen är felaktig. Tack vare att trycken, som de bägge hjulen utövar mot föremålet, blir olika, kommer centreringen att fungera även i detta fall.

När fartyget är förtöjt medför sjögång och vind att det rör sig i flera frihetsgrader. Därvid kommer rörelser framåt och bakåt (translationsrörelser i positiv och negativ x-riktning) att tas upp genom trimändringar enligt ovan, dvs genom dämpade rota- tionsrörelser kring y-axeln. Stampning/trimändringar omvandlas på analogt sätt till del från rotation kring y-axeln till translation i x-led. Hävning (rörelser i z-led) omvandlas också till rörelser i x-led. Rörelser i y-led orsakar translation i x-led och rotation kring z-axeln. Även rullning (rotation kring 10 15 20 25 .y 35 517 1178 x-axeln) medges av rörligheten i konstruktionen, vilket inte inverkar på förtöjningens funktion.

För att möjliggöra förtöjning mot ett annat fartyg kan på detta anordnas ett vertikalt plan med en infästning 9 tvärs mot färd- riktningen och på lämplig höjd. Förtöjningen sker företrädesvis genom att det mindre fartyget går upp parallellt med det större tills den främre delen av förbindningsorganet 4 träffar det vertikala planet och infästningen 9 analogt med den tidigare beskrivningen av förtöjning vid ett fast eller flytande före- mål.

Bland de fördelar som uppfinningen ger bör framhållas att den medför att rörelser i frihetsgrader, som för förtöjningens funktion inte får fortgå obehindrat, till en inte oväsentlig del omvandlas till rörelser i andra frihetsgrader och därigenom kan tas om hand på ett kontrollerat och väl definierat sätt.

Det blir därigenom möjligt att genomföra en förtöjningsmanöver och upprätthålla en förtöjning även i öppet hav med sjögång och vind. Speciellt bör framhållas att uppfinningen medför att krafter tas upp genom dämpade rörelser snarare än genom stumma ryck. Genom att rörelserna är väl definierade kan krafterna också enkelt beräknas, vilket är en stor praktisk fördel vid utveckling och då en konstruktion skall bedömas av myndigheter och klassningssällskap m.fl.

Uppfinningen medger att det förtöjande fartyget kan nalkas fö- remålet och förtöja i en riktning mot den förhärskande våg- och vindriktningen, vilket innebär att man inte behöver riskera att fartyget kastas in mot föremålet av en brottsjö. Sedan förtöj- ningen kommit till stånd anpassas långskeppsriktningen passivt efter rådande riktning av vind och vågor.

Vid sjögång rör sig det förtöjande fartyget ojämnt och det är svårt att med precision styra in det i en låsanordning. Den ak- tuella uppfinningen medger avsevärda fel både i inriktning och 517 178 s fart. Den kompenserar också för fel i höjdläge på grund av in- ställningsfel, vågrörelser och vattenstånd. Slutligen medför uppfinningen att man på ett enkelt och säkert sätt kan lossa förtöjningen och gå från platsen.

Vid det föredragna byggsättet placeras praktiskt taget hela konstruktionen på fartyget, vilket kan betjäna många installa- tioner. Därigenom blir systemet ekonomiskt. En annan fördel är att underhåll och reparationer kan ske under skyddade förhål- 10 landen i hamn. »nym

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 o n ø . eo 517 178 9 Patentkrav

1. Förtöjningsanordning för att förtöja ett fartyg (1) (2), innefattande ett förbindningsorgan (4) an- (1), första ände av förbindningsorganet (4) vid ett föremål ordnat på fartyget ett manövreringsorgan (5) anordnat i en för inställning av en vinkel mellan förbindningsorganet (4) och horisontalplanet och en låsanordning (6) anordnad i en andra ände av förbindningsor- (2) vid för- ganet (4) för låsning av fartyget till föremålet töjning, kännetecknad av att ett styrorgan (8) är anordnat i den andra änden av förbindningsorganet (4), vilket vid förtöj- ning med hjälp av fartygets rörelse är flyttbart längs föremå- lets (2) en infästning (9) till ingrepp med (2). yta för att styra låsanordningen (6) som är anordnad på föremålet

2. Förtöjningsanordning enligt patentkrav l, känneteck- nad av att en infästning (3) är anordnad på fartyget, i vilken förbindningsorganet (4) är ledat anordnat.

3. Förtöjningsanordning enligt något av föregående pa- tentkrav, kännetecknad av att förbindningsorganet (4) är in- ställbart i ett vinkelområde mellan O och 90 grader i förhål- lande till horisontalplanet.

4. Förtöjningsanordning enligt något av föregående pa- tentkrav, kännetecknad av att infästningen (9) är anordnad och placerad på ett sådant sätt på föremålet (2) att fartyget (1) vid förtöjning kan inta ett valfritt radiellt läge gentemot fö- remålet utformad så att fartyget kan inta ett valfritt radiellt läge gentemot föremålet.

5. Förtöjningsanordning enligt något av föregående pa- tentkrav, kännetecknad av att styrorganet(8) innefattar minst ett hjulpar där hjulen parvis är anordnade på ett avstånd från 10 15 20 25 517 178 10 .. .. .. varandra och riktade snett utåt från styrorganets avsedda rö- relseriktning.

6. Förtöjningsanordning enligt något av föregående pa- tentkrav, kànnetecknad av att förbindningsorganet (4) eller åt- minstone en av infästningarna (3, 9) har en fjädrande funktion (5), vilken strävar efter att återföra förbindningsorganet (4) till neutralläget för minst en av fartygets rörelsefrihetsgra- der.

7. Förtöjningsanordning enligt något av föregående pa- tentkrav, kännetecknad av att förbindningsorganet (4) eller åt- minstone en av infästningarna (3, 9) har en dämpande funktion (5), vilken motverkar rörelser hos förbindningsorganet (4) i minst en av fartygets rörelsefrihetsgrader.

8. Förtöjningsanordning enligt något av föregående pa- tentkrav, kännetecknad av att låsanordningen (6) innefattar ett griporgan (ll) för att omsluta infästningen (9).

9. Förtöjningsanordning enligt något av föregående pa- tentkrav, kännetecknad av att låsanordningen (6) vid kontakt med infästningen (9) är automatiskt låsbar till infästningen (9).

10. Ett fartyg, kännetecknat av att det innefattar en förtöjningsanordning enligt något av föregående patentkrav.