NO770632L - Reguleringsanordning for krankrok. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår overføring av last mellom to stasjoner i bevegelse i forhold til hverandre, og der den annen stasjon har en kran.

Når det er behov for slik'overføring av last, f.eks. mellom, fartøyer i sjøen, blir når en krok på kranen på det første fartøy bringes over til det annet fartøy, de horison-tale komponenter av den innbyrdes bevegelse mellom kroken og det annet fartøy,motvirket ved normale svinge- og loffebevegelser av kranen. Hvis man ikke klarer å oppheve den hori-sontale bevegelse fullstendig kan dette være uheldig, men hvis størrelsen på den innbyrdes bevegelse ikke bringer kroken til å slå mot fartøyets overbygning er denne tilstand ikke betraktet som utillatelig farlig. Derimot kan vertikal bevegelse mellom kroken og fartøyet bli overordentlig farlig både for mannskap og for fartøyet fordi kroken må nærme seg dekket på fartøyet for opphektning eller frigjøring av.last fra kroken. Kontrollen med den vertikale bevegelse bestemmes av to faktorer. Der kranen har en krok som henger i en kabel kan for det første motoren som benyttes til oppheising av denne last på mange tonn og den måte motoren er forbundet med kabelens vinsj trommel på være uegnet til utførelse av hurtige korrigeringer når det gjelder posisjonen av kroken. Uansett krantype kan for det annet kran-føreren stå i en slik stilling at han ikke kan bedømme stør-relsen på de vertikale bevegelser av krok og/eller det annet fartøy ut fra dette å manøvrere kroken.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en lastoverføringskran som bæres på den første av to stasjoner som er bevegelig i forhold til hverandre, og å komme frem til utstyr til regulering av krankrokens vertikale bevegelse slik at man opphever de ovennevnte ulemper.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene. I denne forbindelse skal det pekes på at uttrykket "krok" her helt generelt skal betegne den del av en kravn' til hvilken en last er festet og uttrykket skal innbefatte alle vanlige anordninger for dette formål, herunder også elektromagneter og annet heiseutstyr.

Som eksempel beskrives oppfinnelsen i det følgende

som en kran med krok hengende i en line og:

Fig. 1 viser skjematisk en kranreguleringsanordning som viser virkemåten for krokreguleringen i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2 viser krokanordningen sett fra siden med den generelle oppbygning av transduktoranordningen kroken er utstyrt med,

fig. 3 gjengir skjematisk en del av transduktoren der også en elektrometkanisk innretning som er knyttet til et styretau er vist.

På fig.- 1 er en kran 10 montert på en første stasjon (ikke vist) som kan være et skip eller en plattform som står på bunnen eller er flytende, og kranen er innrettet slik at den kan foreta den vanlige svinge- og loffebevegelse med sin kranbom 11 styrt av en kranfører på en førerplass i kranen. Kranen har en vinsj trommel 12 drevet av en hydraulisk motor 13 og på trommelen er en kranline 14 viklet opp. Linen 14 strekker seg langs bommen og over en skive 15, hvorfra linen henger vertikalt ned og bærer en krankrok 16. Vinsjtrommelen er også innrettet til å bli drevet av en hydraulisk servomotor 17 styrt av en elektrisk betjent proporsjonal reguleringsventil 18. Servomotoren er ikke i stand til å gi samme heisekapasitet som hovedmotoren, men den vil bli påvirket av styresignaler og styretrommelen hurtigere.

En endestasjon 20 omfatter et fartøy som er mindre enn det kranen står på og det mindre fartøy vil derfor bevege seg i forhold til den første stasjon alt etter den herskende bølgebevegelse i sjøen, og det vil derfor også bevege seg i forhold til kroken. Fartøyet 20 har en last 21 som skal hektes på kroken ved hjelp av stropper 22, og en av mannskapet står ved 23.

På fig. 2 er kroken 16 vist mer i detalj og den er utstyrt med en servostyringstransduktor 24 med et styretau 25 som henger fra transduktoren og strekker seg omtrent 7 m. Transduktoren er vist skjematisk på fig. 3 og omfatter et motstandspotensiometer 26 med faste kontakter 27, 28, og en glidekontakt 29 forbundet med en feilsignalklemme 30. Glidekontakten 29

kan beveges ved hjelp av et stempel 31 som er lagret i kroklageret 16 og kan beveges i forhold til dette ved hjelp av styretauet 25. Stemplet har en skulder 32, og mellom denne og kroklageret 16 ligger det en forspenningsfjær 33. Plaseringen av skulderen og fjæren er slik at uten strekk i styretauet står glideren i potensiometeret i en ytterstilling (vist som den øvre stilling). I denne stilling vil stemplet 31 være i anlegg mot og styre en mikrobryter 34 som sperrer for driften av reguleringsanordningen. Dette vil si at når styretauet henger fritt, er reguleringsanordningen ute av drift,og den trer først i virksomhet når en kraft som utøves i tauet trekker stemplet og potensiometerets bevegelige kontakt fra den øvre endestilling mot virkningen av fjæren 33.

Transduktoren har også en radiosender 35 med hvilken signalene fra potensiometerets bevegelige kontakt og sperrebryteren 34 kan sendes til en radiomottaker 36 i regulerings-systemet for kranen.

En reguleringsanordning 37 som bæres av kranen innbefatter en servoforsterkning 38 som tilføres av feilsignalet fra transduktoren 17 etterat disse er mottatt av radiomottakeren 36, og forsterkeren avgir et servosignal til proporsjonalventilen 18. På denne måte velges hastigheten for servomotoren. Reguleringsanordningen 37 har også sperreanordninger 39 som påvirkes av en velger 40 for arbeidsmåten og som stilles av kran-føreren,og sperreanordningen 39 påvirkes også av sperrebryteren 34 i transduktoren for å muliggjøre driften av servoforsterkeren.

I bruk, når man skal ta lasten 21 fra fartøyet 20, manøvrerer kranføreren kranen ved svinge- og loffebevegelser og ved å fire ut line fra trommelen 12 ved hjelp av hovedmotoren 13,inntil kroken 16 står i en avstand fra fartøyets dekk svarende til lengden av styretauet 25, det vil si omtrent 7 meter. I dette øyeblikk velger kranføreren servostyrearbeids-måten ved betjening av velgeren 40, hvorved det går et signal til sperreanordningen 39. En av mannskapet 23 tar tauet og strammer dette. Bevegelse av stemplet 31 (fig. 2) bort fra dets øvre stilling frembringer et signal som fra bryteren 34 også overføres til sperreanordningen 3 9 ved hjelp av den nevnte radioforbindelse. Sperreanordningen 39 opphever sperresignalet på servoforsterkeren 38 og potensiometersignalet fra transduktoren 24 bevirker at servomotoren 17 settes i drift. Forspen-ningsfjæren 33 er valgt slik at et strekk på omtrent 1\ kg .■ bringer potensiometerets kontakt til å innta en midtstilling der null feilsignal påtrykkes servomotoren. Mens tauet holdes på denne måte eller bindes fast i fartøyet vil enhver økning eller reduksjon i strekket, frembrakt av fartøyets vertikale bevegelse, bli utliknet av servomotoren som forlenger eller korter inn linen. Derved vil kroken følge fartøyets

•vertikale bevegelse. Straks denne situasjon er oppnådd øker mannskapet 23 trekket i styretauet, noe som fører kroken til å

nærme seg lasten, men kroken vil fortsatt følge fartøyets bevegelse. Når kroken er kommet tilstrekkelig langt ned, festes stroppen 22, og strekket i styretauet avlastes inntil stroppen holdes stram ved servomotorens trekk oppad.

På et signal fra mannskapet 23 benytter kranføreren hovedheisemotoren til å løfte lasten klar av fartøyet når styretauet slippes.

Servoreguleringsanordningen i henhold til oppfinnelsen kan anvendes sammen med utstyr 41 som skal holde konstant stram-ning i heiselinen. I denne anordning blir stramningen i linen bestemt som en funksjon av belastningen på skiver 42 som linen løper rundt. Lagrene kan hvile på lastceller eller kan gli mot hverandre på grunn av strekket i linen mot en motsatt rettet kraft fra en hydrualisk sylinder som virker som en lineakkumu-lator for plutselige forandringer i strekket. Målte forandringer i strekket sammenliknes med en ønsket verdi for strekket i en ikke vist anordning ved at styresignal påtrykkes på ventilen 18 for å få servomotoren 17 til å holde et konstant strekk i linen 14 mot den last som skal løftes, slik at stroppene 22 holdes stramme. I kombinasjon med foreliggende oppfinnelse kan denne mulighet velges når styretauet 25 slippes og styreanordningen sperres slik at krokens evne til å følge fartøyets bevegelser bibeholdes inntil kranføreren bestemmer at forholdene er egnet til oppheising av lasten klar av fartøyet ved hjelp av hovedmotoren 13. Avgjørelsen om når. oppheisingen skal finne sted kan tas eller lettes av en løfteindikator av den utførelse som er beskrevet i norsk patent .... (ansøkning nr.

Det beskrevne reguleringssystem påvirkes av et enkelt førsteordens forskyvningsfeilsignal. Når styring av krokens posisjon oppnås ved vikling av linen av og på trommelen 12,

kan det anordnes en takogenerator 43 som gir et annenordens hastighets feilsignal slik at man får kroken til å følge far-tøyets bevegelse på en jevnere måte.

Man vil se at siden eventuell horisontal bevegelse mellom kroken på fartøyet må utliknes ved bevegelse av kranen vil den av mannskapet som holder styretauet strammet merke en strekkomponent på grunn av de nevnte bevegelser, og denne kan virke forstyrrende inn på reguleringen av den vertikale avstand. Denne forstyrrelse kan oppheves ved å sørge for at stemplet i transduktoren støter på en stor friksjonsmotstand mot bevegelse når styretauet virker i en vinkel på loddlinjen, som er større enn en på forhånd bestemt verdi.

Det skal også pekes på at transduktoren kan ha en annen-form enn det beskrevne motstandspotensiometer under forut-setning av at det fremkommer et feilsignal som er knyttet til strekket i styretauet eller på annen måte har tilknytning til den vertikale avstand mellom krok og fartøy. På samme måte kan andre midler enn radiooverføring anvendes når det gjelder å bringe informasjonene fra transduktoren til det styreutstyr som finnes i kranen, f.eks. kan det benyttes ultralydoverføring eller kopling av magnetfelter. Som et alternativ kan transduk-torinformasjonene føres av en ledning som er innlagt i linen 14.

Mens styreenheten 37 anvender en enkel analog servo-forsterker kan videre behandling av feilsignalinformasjonen fra transduktoranordningen, takogeneratoren og sperreanordningen gjøres av en datamaskin som også har andre funksjoner, f.eks. sammenlåsing mellom sikker arbeidsbelastning under hen-syntagen til kranbommens vinkel.

Der konstruksjonen av kranen er slik at for å mulig-gjøre manøvrering av kroken med hovedmotoren og for å gi den reaksjonshastighet og linearitet i styringen som det er behov for kan hovedmotoren 13 omfatte servomotoren for regulering av

krokens vertikale bevegelse.

Ved størstedelen av anvendelsene vil den stasjon som bærer kranen være forholdsvis stabil i forhold til jord, og f.eks. kan stasjonen være et stort skip eller en plattform eller en kai mens stasjonen som bærer lasten beveger seg i forhold til disse. Det skal imidlertid pekes på at den stasjon som er utstyrt med kran også kan bevege seg i forhold til en last som ligger stille i forhold til jord, f.eks. hvis stasjonen er et skip eller et helikopter, eller begge stasjoner kan være et helikopter og et skip, eller mellom to skip.

Den kran som er beskrevet ovenfor er av den type

der kroken henger i en line, men det skal pekes på at.kranen like godt kunne ha kroken båret av en leddet arm, der kroken beveges ved svingning av armseksjonene.i forhold til hverandre.

Claims (12)

1. Reguleringsanordning til regulering av den vertikale bevegelse av en krok på en kran som bæres av den ene av to stasjoner som er bevegelig i forhold til hverandre, karakterisert ved transduktoranordninger i kroken beregnet på ved betjening å frembringe et signal som er knyttet til avvikelsen fra en ønsket vertikal adskillelse mellom den annen stasjon og kroken, og servoanordninger som påvirkes av et feilsignal mottatt fra transduktoranordningene for å bevirke at kroken heves eller senkes av kranen for bibeholdelse av den ønskede vertikale adskillelse.

2. Reguleringsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved en sender som er beregnet på å sende signaler frembrakt i transduktoren og en mottaker på stasjonen som bærer kranen beregnet på å påtrykkes mottatte signaler på servoanordningen.

3. Reguleringsanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at senderen og mottakeren arbeider på radiofrekvenser.

4. Reguleringsanordning som angitt i krav 1, for anvend-else med en kran der kroken henger i en line, karakterisert ved en elektrisk kabel som strekker seg mellom kroken og kranens vinsjtrommel, og er innrettet til å overføre signaler frembrakt av transduktoranordningen til servoanordningen.

5. Reguleringsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at transduktoranordningen innbefatter et styretau som strekker seg fra anordningen mot den annen stasjon, idet transduktoren er innrettet til å avgi et signal som ikke angir noen feil når det i styretauet hersker en på forhånd bestemt strekkverdi, og et feilsignal som bevirker hevning av kroken når verdien av strekket er mindre enn den på forhånd bestemte verdi og et feilsignal som senker kroken når strekket overskrider den på forhånd bestemte verdi.

6. Reguleringsanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at transduktoranordningen omfatter et :potensiometer som er innrettet til å bli koplet mellom spen-ningskilder med motsatt polaritet og har en bevegelig kontakt som skal avgi feilsignaler, slik at når den bevegelige kontakt er i en på forhånd bestemt stilling mellom endepunktene av bevegelsen avgis det et potensial som representerer nullfeil-signalet.

7. Reguleringsanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved forspenningsanordninger som er beregnet på å bringe den bevegelige kontakt til å bevege seg til en ende av potensiometeret i en retning motsatt strekket i styretauet.

8. Reguleringsanordning som angitt i krav 7, karakterisert ved første venderanordninger som påvirkes av at den bevegelige kontakt er ved den nevnte ene ende av potensiometeret for dermed å avgi et sperresignal til servoanordningen.

9. Reguleringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at servoanordningen omfatter en forsterker som er beregnet på å motta signaler fra transduktoranordningen, og motorer som påvirkes av et utgangs.signal fra forsterkeren for å drive kranens vinsj i overensstemmelse med størrelsen og polariteten av signalet.

10. Reguleringsanordning som angitt i krav 9 når dette er avhengig av krav 8, karakterisert ved at servoanordningen innbefatter andre omkoplingsanordninger som er innrettet til å bli manuelt betjent og sperreanordninger som kan påvirkes av et signal mottatt fra den første eller andre omkoplingsanordning for å sperre utgangssignalet fra forsterkeren .

11. Reguleringsanordning som angitt i krav 9 eller 10, \ karakterisert ved at motoren omfatter den motor med hvilken kroken løftes.

12. Reguleringsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 9-11, karakterisert ved at den omfatter en takogenerator som påvirkes av motorens rotasjon for å avgi et annenordens feilsignal til forsterkeranordningen.