BRPI0806616A2 - guincho, embarcação, e, método para operar um guincho de navio - Google Patents

Abstract

GUINCHO, EMBARCAçãO, E, METODO PARA OPERAR UM GUINCHO DE NAVIO. Guincho de navio compreendendo uma armação que pode ser acoplada a uma embarcação, e sobre a qual o tambor de cabo e motor acionando o mencionado tambor de cabo são providos. Adjacente ao tambor de cabo, uma embreagem deslizante é provida e ente a embreagem deslizante e o motor, um mecanismo de roda livre é provido, o qual trabalha em direção à armação. A embreagem deslizante é concretizada para não transmitir carga adicional ao mecanismo de roda livre ou motor, respectivamente, no caso de certa sobrecarga causada pela tração no cabo de içamento. Adicionalmente pelo posicionamento do mecanismo de roda livre/embreagem desta maneira, a transmissão do motor para tracionar certa carga sob tensões grandemente variáveis pode ser reduzida.

Description

"GUINCHO, EMBARCAÇÃO, Ε, MÉTODO PARA OPERAR UM GUINCHO DE NAVIO"

A presente invenção refere-se a um guincho. Um guincho deste tipo é conhecido pela US 4.004.780. Este documento revela um guincho para um veículo, tendo um atributo especial que confere ser possível desenrolar o cabo quando o mecanismo d eroda livre estiver ativo. Desse modo, é possível impedir a situação na qual o usuário desencaixa o mecanismo de roda livre quando o cabo estiver sendo desenrolado no estado descarregado e se esquece de encaixar o mecanismo de roda livre novamente mais tarde. Este guincho para veículo é provido de uma proteção contra sobrecarga. A proteção contra sobrecarga compreende uma embreagem, que atua em um maior ou menor grau entre duas partes por torcer estas duas partes uma em relação à outra, em combinação com uma construção de came. Esta embreagem é conectada diretamente a um mecanismo de roda livre que dissipa a sobrecarga para a armação (terra). O modo de realização é tal que a força proveniente do tambor é transferida para uma das partes, e de uma parte (engrenagem), por um lado, dissipada para a outra parte e a embreagem, e assim no caso de uma sobrecarga, para a terra, e é dissipada, em paralelo com este fluxo e forças, diretamente de uma parte para o motor por meio de uma conexão fresada e uma desaceleração opcional. Tal sistema é, inerentemente, inseguro, devido a, quando a embreagem falhar, o mecanismo de roda livre não ser mais efetivo e o motor ser sobrecarregado, com todas as conseqüências que isto acarreta.

Guinchos de navios da técnica anterior adequados para serem usados a cargas de grande flutuação usam um tambor de cabo centralmente ajustado. Sobre um seu lado, um frei é provido, enquanto sobre o outro lado um motor é provido, o qual é conectado a uma embreagem (possivelmente via uma transmissão). Em casos de extrema sobrecarga, a embreagem pode ser desencaixada e o sistema é travado por meio da embreagem. Neste caso, isto resulta no problema de, quando for tracionado sob carga pesada, o cabo ser mantido, na posição de partida, por meio do frio e uma transmissão ter que cuidar da operação do freio para operação da embreagem, ou seja, que o motor tem que suportar a força de tração necessária para tracionar ou manter o cabo pela ativação da embreagem e liberação do freio. De modo a possibilitar que tudo isto aconteça de maneira satisfatória, as várias operações têm que se sincronizadas e uma considerável transmissão do motor será necessária.

E um objetivo da presente invenção prover um guincho de navio simplificado que possa ser operado de uma maneira relativamente simples e que exija uma transmissão de motor relativamente pequena. Isto se aplica, em particular, a condições operacionais nas quais uma força de tração varia.

Com um guincho de navio acima descrito, este objetivo é obtido pelo fato do mencionado mecanismo de roda livre operar entre o mencionado motor de guincho e embreagem de guincho, e o mencionado guincho compreender um guincho de navio, o qual é provido de um meio de acoplamento a uma parte de um vaso.

De acordo com a presente invenção, a cremalheira ou mecanismo de roda livre é provido entre o motor e a embreagem. Como resultado, em caso de falha da embreagem, a cremalheira será posta em ação e o motor continuará protegido.

De acordo com a presente invenção, uma cremalheira ou mecanismo de roda livre é usado em combinação com a embreagem conhecida. Neste caso, a cremalheira ou mecanismo de roda livre atua em direção à área circundante (terra) e é provido a jusante (atrás) da embreagem em relação ao tambor de cabo. Como resultado, a embreagem pode atuar de maneira norma como uma proteção, ou seja, como uma embreagem deslizante. Primariamente, entretanto, esta proteção atua sobre o sistema de cremalheira. Ou seja, a parte a jusante do sistema de cremalheira, sendo uma transmissão e motor opcional, não é sujeita a qualquer sobrecarga. A aplicação de carga ao cabo de guincho é muito simples, usando a construção aqui proposta, uma vez que a ação da cremalheira é cancelada quando a transmissão do motor é aumentada e o tambor de guincho ode transferir a força ao cabo via a embreagem. Neste caso, não é mais necessário executar a operação de frenagem necessária na técnica anterior.

Adicionalmente como resultado da invenção, agora é possível absorver os efeitos de uma redução temporária na carga. Tal redução na carga ocorre, por exemplo, quando uma embarcação estiver sendo rebocada e, por exemplo, a tração do cabo de reboque é reduzida como resultado do movimento das ondas. Quando a tração se acumula novamente, isto pode resultar em grandes forças de tração e na ocorrência de correspondentes grandes cargas. No caso de uma estrutura da técnica anterior de um guincho de navio que usa um freio, não é prontamente possível aplicar uma tração relativamente baixa sobre o cabo de reboque durante tais períodos. Como a presente invenção, isto se torna possível de uma maneira muito simples e automática. Depois de tudo, se o motor suprir potência suficiente (de preferência, um hidromotor), o efeito da cremalheira será superado quando a carga for reduzida, e o tambor de guincho tracionará o cabo ainda mais. Quando a carga subseqüentemente aumenta, a cremalheira se tornará ativa novamente e, assim protegerá o motor contra sobrecarga. Caso a carga aumente ainda mais, a embreagem (deslizante) se tornará ativa, impedindo, desse modo, que o cabo se rompa.

Como, de acordo com a presente invenção, não há mais um tambor de freio, permanecerá apenas uma função de deslizamento que tem que ser controlada, ou seja, no tambor. Operação ativa não pode mais resultar em dano ao motor, uma vez que a cremalheira se tornará ativa nesses casos.

Com o sistema acima descrito, uma única função deslizante na embreagem é suficiente não sendo mais necessário prover uma na embreagem e no freio.

De acordo com um modo de realização vantajoso da invenção, a embreagem é concretizada como tendo uma bacia ou tambor e sapatas de embreagem que atuam sobre a sua superfície periférica e trabalham de modo que tudo isto não seja auto-atuante.

O guincho de navio acima descrito é projetado para exercer uma força de embreagem sobre o tambor da pelo menos dez toneladas.

Se, em um modo de realização vantajoso, um fluido for usado para resfriar o calor produzido durante a operação, o fluxo de fluido entre as várias partes produtoras de calor e um dispositivo de refrigeração adicional é passado através do eixo da embreagem. Tal fluido pode ser um fluido hidráulico que, por exemplo, também pode ser suado para operar a embreagem.

Adicionalmente um sensor de torque pode ser provido para controlar o sistema.

No caso de guincho de navio de acordo com um modo de realização da invenção, a transmissão e outras partes do mecanismo de acionamento, como o motor, podem ter uma construção relativamente leve em comparação com as construções da técnica anterior. A presença da cremalheira depois de tudo assegura que nenhuma sobrecarga possa ocorrer. O motor pode, por exemplo, ter um torque de acionamento sendo, aproximadamente, 10% da forca máxima de embreagem desejada.

De modo a desenrolar o cabo, a embreagem é operada (desacoplada) ou a cremalheira é operada. Adicionalmente outras medidas podem ser tomadas sobre a cremalheira de modo a refinar a sua operação. Como exemplo, o uso de materiais de amortecimento pode se mencionado para atenuar a movimentação de retorno da garra sobre os dentes tanto quanto possível. A invenção refere-se também a um vaso que é provido de um guincho de navio deste tipo. Mais particularmente, tal variante compreende um amortecedor no cabo entre a guincho e o objeto a ser deslocado.

A invenção será explicada com mais detalhe abaixo com referência a um modo de realização exemplificativo ilustrado nos desenhos, nos quais:

a figura 1 mostra um guincho de navio de acordo com um modo de realização da invenção em uma primeira posição;

a figura 2 mostra um guincho de navio da figura 1, em outra posição;

a figura 3 mostra uma seção transversal do guincho de navio de acordo com um modo de realização da invenção;

a figura 4 mostra diagramaticamente a operação da embreagem de acordo com um modo de realização da invenção;

a figura 5 mostra uma seção transversal através da cremalheira;

a figura 6 mostra uma parte de uma embarcação provida de um guincho de navio de acordo com um modo de realização da invenção;

as figuras 7a-c mostram diagramaticamente três estados operacionais diferentes de acordo com um modo de realização da invenção; e

as figuras 8a-c mostram diagramaticamente três mecanismos de acionamento conceituais portando mecanismos de modos de realização alternativos.

Nas figuras 1-7, um primeiro modo de realização do guincho de navio de acordo com um modo de realização da invenção é denotado, de modo geral, pela referência 1. Ele compreende uma armação 7 à qual á ajustado um conjunto compreendendo um tambor de cabo 6 para acomodar ou desenrolar um cabo 12. Esta armação 7 pode se acoplada ao convés de uma embarcação por meio de parafusos 13. E possível prover reforços sobre o convés ou abaixo do mesmo, em resultado do qual as forças do guincho podem ser introduzidas mais prontamente na estrutura da embarcação.

Tal reforço pode compreender uma armação de suporte provida sob convés aos qual os parafusos do guincho são acoplados. Adjacente ao tambor de cabo 6 e, de preferência, sobre o mesmo eixo, uma embreagem 5 é provida. Sobre o outro lado da embreagem 5, um a cremalheira/mecanismo de roda livre denotado pelo número de referência 4 é provida, cuja outra extremidade é, por sua vez, conectada a uma transmissão, como um trem de engrenagens 3 que pode ser acionado por um motor 2.

A figura 4 mostra a embreagem 5 em mais detalhe. Elas compreende um tambor 16 que é, de preferência, fixamente conectado ao tambor de cabo 6. Arranjado de modo giratório ao último, há uma chapa sobre a qual um par de sapatas de embreagem 17 é montado. O eixo rotativo 20 e a chapa são, de preferência, conectados à cremalheira/mecanismo de roda livre 4. De modo articulado ao redor do eixo 18, as sapatas 17 podem ser forçadas para dentro e para fora por meio de um mecanismo que não está mostrado com mais detalhe para a posição engatada ou desengatada, respectivamente. Um duto de fluido 21 se estende através do eixo central.

Como evidenciado pelas figuras 1 a 5, a cremalheira consiste de uma parte giratória central ou roda de cremalheira 8 que é provida de dentes 9. Um número de garras de cremalheira 10 está presente e fixamente conectadas à armação. Estas podem ser pressionadas contra a roda de cremalheira por pressão de mola e de acordo com um modo de realização particular da invenção, as garras de cremalheira 10 podem ser operadas de modo que os dentes 9 sejam forçados para fora. Isto pode ser efetuado, por exemplo, por meio de um disco (não mostrado) que gira ao redor do eixo 20 do conjunto e é provido de pinos por meio dos quais as garras podem se forçadas para fora. Outras construções (eletromagnéticas) são passíveis de concepção. De acordo com um modo de realização vantajoso da invenção, a operação da garra de cremalheira dependerá do torque máximo permissível do mecanismo de acionamento. Este é obtido, de modo concomitante, pela diminuição do valor de deslizamento da embreagem. Consequentemente, dano ao mecanismo de acionamento resultante de torque excessivo é impedido, se a garra da cremalheira não estiver operacional. Meios de amortecimento podem ser providos de qualquer modo adequado, de modo a impedir poluição sonora e impacto da cremalheira durante operação tanto quanto possível. Isto se aplica, em particular, ao amortecimento da movimentação de colisão da parte 10 contra a roda de cremalheira 8. Adicionalmente é possível que as garras de cremalheira 10 não sejam rigidamente conectadas ao meio circundante diretamente via seus pinos de articulação, mas, em vez disso, prover alguma forma adequada de material de amortecimento, resultando em que a força aumente gradativamente quando as garras 10 se tornam operacionais. Outras estruturas de amortecimento também podem ser providas, como guias de cabo sobre o convés do respectivo vaso.

A figura 6 mostra uma parte de um vaso 15 ao qual o guincho de navio 1 de acordo com um modo de realização da invenção é acoplado por meio de parafusos 13. As forças presentes no cabo são ligeiramente amortecidas por meio de um amortecedor 14. A operação da estrutura descrita acima será descrita com referência à figura. 3. De modo a desenrolar o cabo 12, é possível operar a embreagem 5 de maneira que ela deslize ou torne ao cremalheira/mecanismo de roda livre não-operacional. Quando uma carga tiver sido, subseqüentemente acoplada ao cabo 12, a tração deste último pode ser iniciada. Para este fim, o motor é ligado. Este motor 2 é, de preferência, um hidromotor, ou seja, um motor que pode produzir um torque significativo a baixas rotações sem que isto cause danos ao motor. Inicialmente, a uma carga relativamente baixa, esta situação não ocorrerá e o cabo 12 será tracionado por meio da transmissão 3, cremalheira 4 e embreagem 5. Depois, o cabo é esticado e sujeito a cargas de pico devido às vagas marinhas ou outras condições durante a operação do motor. Durante o estágio inicial, estas cargas de pico são, por um lado, suficientemente altas para resultar em dano do motor, mas, por outro lado, não suficientemente altas para causar o rompimento do cabo. Neste estágio, como resultado do tambor estar estático e, possivelmente, girar ao contrário, a cremalheira 4 se torna operacional, o que impede qualquer movimentação de retorno via a transmissão para o motor e evita danos. Se a carga sobre o cabo 12 aumentar até o ponto de ruptura deste último, a proteção de deslizamento da embreagem 5 se torna operacional, resultando no desenrolamento do cabo.

Entretanto, assim que as circunstâncias mudam por uma extensão em que a carga sobre o cabo 12 é reduzida novamente (oscilações do mar), o cabo pode ser retesado imediatamente sem outra intervenção. Finalmente, o motor será capaz de suprir potência à embreagem e, assim, ao tambor, via a cremalheira. Consequentemente, a transmissão exigida do motor pode ser reduzida consideravelmente. Adicionalmente o risco de cabos com folgas e, em particular, o movimento espasmódico quando esses últimos forem tracionados fortemente outra vez é significativamente reduzido. A estrutura é relativamente forte e simples, o que reduz falhas e custos de manutenção. Claramente, posições distintas de freios ou transmissão de motor como conhecidos pela técnica anterior não ocorrem por tal discreta extensão na presente invenção. O uso de tal cremalheira torna possível transições gradativas e diretas de uma posição para a outra.

No caso de um guincho de navio tendo uma carga de tração de, por exemplo, cinqüenta toneladas, a embreagem é projetada de modo a que ocorra deslizamento quando a carga de cinqüenta de toneladas for excedida. Entretanto, a cremalheira, em combinação com o motor, é concretizada de modo que, já a uma carga de vinte toneladas, nenhuma potência seja transferida à transmissão e ao motor. Se a carga da embreagem for medida pelo momento de torque, uma correção é feita, de preferência, de modo a permitir variações na distância do ponto de encaixe do cabo sobre o tambor. Finalmente, pelo uso da mesma força de tração sobre o cabo, um torque maior será aplicado quando o tambor estiver cheio do que quando vazio. A medição, em particular, da distância do cabo ao centro do tambor pode ser executada por meio de qualquer estrutura concebível.

As figuras 7a-c mostram diferentes estados operacionais do guincho de navio de acordo com um modo de realização da invenção, por meio de exemplo.

As figuras 8a-c mostram diferentes variantes do guincho de navio descrito acima.

A variante na figura 8a é denotada, no geral, pelo número de referência 31. A armação 37 compreende dois suportes de mancai 39 para suportar o eixo central.

O motor 32, juntamente com a transmissão 33 acoplada ao mesmo, é arranjado sobre um lado de tal suporte de mancai, enquanto a cremalheira 34, embreagem 35 e tambor 36 são arranjados sobre o outro lado. O tambor 36 é montado sobre o eixo central.

A figura 8b mostra uma variante, na qual os suportes de maçais 49 da armação 47 formam o limite mais externo da estrutura. O motor 42 é acoplado à armação em um local separado. A transmissão 43, garra de cremalheira 44 e embreagem 45 são montadas sobre o mesmo eixo comum. O tambor 46 é fixamente conectado ao eixo comum.

A figura 8c mostra uma variante, na qual os suportes 59 de armação 57 não são projetados como suportes e mancais. O eixo 60 é um eixo fixo e as várias partes são montadas sobre este eixo. Isto se opõe à variante de acordo com a figura 7b, na qual o eixo de tambor é montado nos suportes de mancais 49, e a variante de acordo com a figura 7a, na qual o eixo de saída da transmissão é montado nos suportes de mancais 39.

Embora a invenção tenha sido descrita acima com referência a um modo de realização preferido, deve ser entendido que numerosas modificações podem se feitas ao mesmo sem se afastar do escopo do presente relatório. Desse modo, é possível construir tanto a cremalheira como a embreagem em qualquer outro modo concebível. Adicionalmente deve ser entendido que outros componentes podem estar presentes entre os vários componentes descritos acima, ou seja, que a embreagem, por exemplo, não tenha que ser conectada diretamente ao tambor, mas que, caso desejado, uma transmissão possa ser provida entre eles. Adicionalmente é possível prover outras médias de segurança. Desse modo, é possível especificar que os guinchos tenham um frei adicional que entre em operação quando a embreagem ou cremalheira falha. Adicionalmente o motor pode ser provido por trás da caixa de engrenagens ou próximo à mesma. O eixo central pode ser montado em qualquer posição desejada, como entre a caixa de engrenagens e a cremalheira, ou "externamente" à cremalheira ou motor, respectivamente. Estas e outras variantes estão dentro do escopo da invenção, como descrito nas reivindicações anexas.

Claims (18)

1. Guincho (1), caracterizado pelo fato de compreender uma armação (7), um motor de guincho (2), tambor de cabo (6), mecanismo de roda livre (4) e embreagem de guincho (5), o mencionado mecanismo de roda livre (4), provendo uma conexão fixa à mencionada armação, dependendo da rotação e operação, e onde a mencionada embreagem de guincho (5) é arranjada entre o mencionado mecanismo de roda livre (4) e o mencionado tambor de cabo (6), onde o mencionado mecanismo de roda livre (4) opera entre o mencionado motor de guincho e embreagem de guincho, e o mencionado guincho compreender um guincho de navio, o qual é provido de meios de acoplamento (13) para acoplamento a uma parte de uma embarcação (15).

2. Guincho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender transmissão (3) arranjada entre o mencionado motor e o mencionado mecanismo de roda livre (4).

3. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da mencionada embreagem (5) compreender uma embreagem deslizante.

4. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da mencionada embreagem compreender uma embreagem deslizante com proteção contra sobrecarga.

5. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da mencionada embreagem compreender um bojo (16) e sapatas de embreagem (17) que atuam sobre sua superfície periférica.

6. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da mencionada embreagem ser concretizada de modo que, quando o tambor de cabo (6) gira quando um cabo (12) for desenrolado, ela não ser auto-atuante.

7. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da mencionada cremalheira poder ser desencaixada.

8. Guincho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato do valor de deslizamento da mencionada embreagem poder ser ajustado e, quando a mencionada cremalheira for desencaixada, o mencionado valor de deslizamento ser ajustado para o torque máximo permissível para o mecanismo de acionamento.

9. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de ser concretizado para exercer uma força de embreagem de pelo menos dez toneladas sobre o tambor de guincho.

10. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender um sistema de resfriamento de fluido para a mencionada embreagem.

11. Guincho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do eixo central (20) do mencionado tambor ser provido de um duto de fluido (21).

12. Guincho de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato do mencionado fluido compreender fluido operacional para a mencionada embreagem.

13. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender um sensor de torque (22).

14. Guincho de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da distância da força de tração atuando sobre o tambor para o centro do tambor ser medida.

15. Embarcação, caracterizada pelo fato de compreender um guincho de navio (1) como definido em uma das reivindicações precedentes.

16. Embarcação de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato do guincho de navio cooperar com um amortecedor de cabo (14) provido sobre a embarcação.

17. Método para operar um guincho de navio como definido em uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da mencionada embreagem ser operada de modo que ocorra deslizamento quando uma carga específica no mencionado tambor de guincho for excedida.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato da mencionada carga específica poder ser ajustada e lida.