NL2010094C2

NL2010094C2 - Kraan met deiningcompensatie.

Info

Publication number: NL2010094C2
Application number: NL2010094A
Authority: NL
Inventors: Pieter Kalkman
Original assignee: Innovative Input B V
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-07-09
Also published as: EP2943396A1; BR112015016335A2; WO2014109637A1; US20150344273A1; SG11201506136QA; KR20150113007A

Description

Kraan met deiningcompensatie

De uitvinding betreft een kraan, omvattende een basis, een op de basis ondersteunde, gelede giek alsmede vanaf de basis via de giek geleide hijsmiddelen, 5 zoals een hijskabel, welke gelede giek omvat giekdelen die draaibaar zijn ondersteund ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de basis, alsmede respectievelijke giekdeelaandrijvingen voor het variëren van de hoekstand van giekdelen ten opzichte van de basis of ten opzichte van een ander giekdeel.

Een dergelijke kraan is bekend uit WO-A-2009/036456. Deze kraan heeft een 10 giek die bestaat uit een tweetal giekdelen die via evenwijdige, horizontaal gerichte scharnieren met elkaar zijn verbonden. Door middel van hydraulische zuiger/cilinderinrichtingen kunnen deze giekdelen in de gewenste positie worden bewogen en gefixeerd. De giek is gemonteerd op een basis en kan via een draaikrans met verticale draaias heen en weer worden gezwenkt.

15 De kraan bevindt zich aan boord van een schip en kan worden gebruikt voor het uitvoeren van werkzaamheden op het water, zoals op zee of op een rivier en dergelijke. Afhankelijk van de heersende weersomstandigheden ondergaat het schip, en daarmee de kraan, deiningbewegingen die tot uiting komen in op en neer gaande verplaatsingen van de giek van de kraan, en daarmee van de hijskabel. Dit heeft invloed op de 20 werkzaamheden die met de kraan worden uitgevoerd. Indien bijvoorbeeld een last moet worden overgebracht tussen twee schepen, of werkzaamheden op de bodem van het water moeten worden uitgevoerd, kunnen als gevolg van de deining botsingsverschijnselen optreden. De last staat dan bloot aan vrij grote vertragingen/versnellingen die schade kunnen veroorzaken.

25 Bij deze bekende kraan is getracht een zekere compensatie voor deze deiningbewegingen te verkrijgen via de besturing van de windas waarop de hijskabel is gewikkeld. De besturing is gekoppeld met een meetsysteem dat de deiningbewegingen waarneemt. Afhankelijk van de waargenomen deiningbewegingen van het schip, wordt de hijskabel afgewikkeld respectievelijk opgewikkeld, zodanig dat de last aan de 30 hijskabel van die deiningbewegingen gevrijwaard moet blijven. Een nadeel van deze bekende wijze van deiningcompensatie is dat de besturing van de windas ingewikkeld is, en een zekere traagheid meebrengt die tot gevolg heeft dat de deiningbewegingen niet volledig kunnen worden opgeheven.

2

Het doel van de uitvinding is daarom een kraan te verschaffen die beter in staat is de deiningbewegingen te compenseren. Dat doel wordt bereikt doordat een der giekdeelaandrijvingen in serie geschakelde lineaire actuators omvat waarvan een is verbonden met een der giekdelen en waarvan de ander is verbonden met een aan dat 5 giekdeel grenzend giekdeel en welke lineaire aandrijvingen met elkaar samenwerken via een geleiding aan de giek.

Bij de kraan volgens de uitvinding kunnen de giekdelen door de lineaire actuatoren, bij voorkeur hydraulische zuiger/cilinderinrichtingen, ten opzichte van elkaar verdraaid en in de gewenste positie worden gebracht en gefixeerd. Daarnaast 10 echter kan een der actuatoren van de twee in serie geschakelde actuatoren worden gebruikt voor het verplaatsen van het betreffende giekdeel rondom de door de andere actuatoren gefixeerde positie. Door middel van die actuator kunnen dus instelbewegingen van de giek, en daarmee van de hijskabel worden opgewekt. Het is derhalve niet nodig om daartoe de windas te beïnvloeden; deze kan op de normale 15 wijze worden bedreven voor het hij sen respectievelijk vieren van de last. In het bijzonder kan een der actuatoren van de in serie geschakelde actuatoren bestuurbaar zijn als deiningcompensator. Deze als deiningcompensator fungerende actuator wordt door het regelsysteem bedreven in afhankelijkheid van de waargenomen deiningbewegingen.

20 De geleiding kan op verschillende manieren zijn uitgevoerd, bij voorbeeld als een geleiding die verschuifbaar is ten opzichte van een der giekdelen volgens een vooraf bepaalde baan. Het kan daarbij gaan om lineaire of rechtlijnige bewegingen, rotatiebewegingen of een combinatie daarvan. De voorkeur gaat uit naar een geleiding die een kantelorgaan omvat dat draaibaar is opgehangen aan tenminste een der 25 giekdelen die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren.

Daarbij zijn verschillende posities denkbaar. Volgens een eerste mogelijkheid kan het kantelorgaan zijn opgehangen tussen en op afstand van beide einden of beide draaiverbindingen van een der giekdelen die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren. In deze variant kan ervoor gezorgd worden dat het 30 kantelorgaan, de giekdelen die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren en de actuator die zich bevindt tussen het andere giekdeel en kantelorgaan, welke actuator is ingesteld op een lengte die gelijk is aan de afstand tussen de draaiverbinding van dat ene giekdeel en het kantelorgaan enerzijds, en de draaiverbinding tussen beide 3 giekdelen anderzijds, samenwerken volgens draaiverbindingen die zich bevinden op de vier hoeken respectievelijk van een parallellogram. De actuator die is ingesteld op een zodanig lengte dat de parallellogramvorm wordt verkregen is dan gefixeerd, terwijl de andere actuator van de in serie geschakelde actuatoren fungeert als 5 deiningcompensator.

Het voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat deze deiningcompensator zich bevindt op een relatief dicht bij de basis gelegen positie. Daardoor kunnen de verbindingen, in het bijzonder hydraulische leidingen, kort blijven. De verder naar het uiteinde liggende giekdelen blijven vrij van dergelijke onderdelen, hetgeen de 10 kwetsbaarheid van de kraan vermindert. De verlenging/verkorting van de deiningcompensator worden een op een gekopieerd naar het verder naar buiten gelegen giekdeel door de parallellogramvorm, hetgeen de gewenste deiningbesturing van de kraan vereenvoudigt.

Volgens een andere mogelijkheid kan de ophanging van het kantel orgaan 15 samenvallen met de draaiverbinding tussen de giekdelen die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren. De lineaire aandrijving tussen het kantelorgaan en het verder naar buiten gelegen giekdeel, zoals het uiterste giekdeel, dat wil zeggen het giekdeel dat het vrije eind van de giek vormt, fungeert dan bij voorkeur als actieve deiningcompensator. Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat de giek in 20 verschillende standen kan worden gebracht, meer of minder ver naar buiten reikend, terwijl steeds deiningcompensatie kan worden bewerkstelligd door middel van de als deiningcompensator fungerende actuator.

Bij voorkeur zijn twee en slechts twee giekdelen voorzien, zoals een topgiekdeel direct is verbonden met een basisgiekdeel dat direct is ondersteund op de basis. Het is 25 echter ook mogelijk meer dan twee in serie geschakelde giekdelen toe te passen die alle twee aan twee draaibaar met elkaar zijn verbonden.

De uitvinding betreft tevens werkwijzen voor het bedrijven van de verschillende hiervoor beschreven varianten van de kraan. Deze werkwijze omvat de stappen van: - blokkeren van een der in serie geschakelde actuatoren, 30 - doen heen en weer zwenken van een giekdeel dat aan de geblokkeerde actuator der in serie geschakelde actuatoren is verbonden onder verkorten respectievelijk verlengen van de andere actuator van de in serie geschakelde actuatoren, bij voorkeur rond een horizontale positie van dat giekdeel.

4

Bij een kraan met slechts twee giekdelen omvat de werkwijze de stappen van: - het plaatsen van het topgiekdeel in een ongeveer horizontale positie, - het blokkeren van de actuator tussen het kantelorgaan en het topgiekdeel, - doen heen en weer zwenken van het topgiekdeel rond de horizontale positie 5 onder verkorten respectievelijk verlengen van de andere actuator der in serie geschakelde actuatoren.

Volgens een andere mogelijkheid kan de werkwijze de stappen omvatten van: - het plaatsen van het topgiekdeel in een ongeveer horizontale positie, - het blokkeren van de actuator tussen het kantelorgaan en het basisgiekdeel, 10 - doen heen en weer zwenken van het topgiekdeel rond de horizontale positie onder verkorten respectievelijk verlengen van de andere actuator der in serie geschakelde actuatoren.

Tenslotte betreft de uitvinding een vaartuig of platform, voorzien van een kraan zoals hiervoor beschreven.

15 De uitvinding zal verder worden beschreven aan de hand van de in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.

Figuren 1-4 tonen een eerste variant van de kraan.

Figuren 5-8 tonen een tweede variant.

De in de figuren 1-4 weergegeven kraan is geplaatst op een voet 1 die op een 20 schip of platform kan zijn gemonteerd. Draaibaar rond een verticale hartlijn is op deze voet de basis of het kraanhuis 2 van de kraan aangebracht. In dit kraanhuis zijn op bekende wijze een cabine met bedieningsorganen ondergebracht. Ook de aandrijving voor de diverse installaties van de kraan kunnen in dit kraanhuis zijn voorzien. Draaibaar rond een in wezen horizontale hartlijn is het basisgiekdeel 3 op het kraanhuis 25 2 aangebracht; eveneens draaibaar rond een daaraan evenwijdige hartlijn is aan het basisgiekdeel het topgiekdeel 4 aangebracht. Vanaf de windas 6 op het kraanhuis is de hijskabel 5 over geschikte schijven 7 en8 langs deze giekdelen 3, 4 geleid; aan het eind van de hijskabel 5 is de haak 9 voorzien.

Het basisgiekdeel 3 is ten opzichte van het kraanhuis bedienbaar onder invloed 30 van de zuiger/cilinderinrichting 10 die enerzijds draaibaar is verbonden met dat kraanhuis en anderzijds met het basisgiekdeel. Het topgiekdeel is bedienbaar door twee in serie geschakelde zuiger/cilinderinrichtingen 11, 12. Aan hun naar elkaar gekeerde einden zijn deze in serie geschakelde zuiger/cilinderinrichtingen 11, 12 daartoe 5 verbonden aan het kantelorgaan 13 dat op zijn beurt via de draai ophanging 15 draaibaar is verbonden met het basisgiekdeel 3. Aan hun andere eind zijn de in serie geschakelde zuiger/cilinderinrichtingen 11, 12 respectievelijk verbonden met het basisgiekdeel 3 en het topgiekdeel 4.

5 Door middel van de zuiger/cilinderinrichting 10 en de met het topgiekdeel verbonden zuiger/cilinderinrichting 12 kunnen de giekdelen in een bepaalde gewenste positie ten opzichte van elkaar worden gebracht. Vervolgens kan door het variëren van de lengte van de met het basisgiekdeel verbonden, in serie geschakelde zuiger/cilinderinrichting 11 het topgiekdeel via de andere in serie geschakelde doch 10 gefixeerde zuiger/cilinderinrichting 11, het topgiekdeel op een neer worden gezwenkt ter compensatie van deiningbewegingen. Bij voorkeur is daarbij de lengte van de met het topgiekdeel verbonden in serie geschakelde zuiger/cilinderinrichting 12 zodanig ingesteld dat een parallellogramvorm is bepaald door de onderlinge verbindingen van het basisgiekdeel 3, het topgiekdeel 4, het kantelorgaan 13 en die 15 zuiger/cilinderinrichting 12.

In de figuren 1-3 is het topgiekdeel 4 in een in wezen horizontale, nominale positie geplaatst. Rond deze positie kan het topgiekdeel op en neer gezwenkt worden door de als deiningcompensator fungerende zuiger/cilinderinrichting 11. Daarbij wordt een optimale compensatiebeweging voor de hijskabel 5 met haak 9 verkregen die 20 hoofdzakelijk in verticale richting plaatsvindt met nauwelijks een horizontale component. De kraan kan evenwel ook buiten dit compensatiegebied worden bewogen, zoals is weergegeven in figuur 4 waarbij de haak zo dicht mogelijk naar de voet 1 is bewogen.

In de variant van de figuren 5-8 zijn de diverse onderdelen die overeenkomen met 25 die van de figuren 1-4 met dezelfde verwijzingstekens aangeduid. Het kantelorgaan 13 is hierbij draaibaar verbonden met de draaiverbinding 14 tussen het basisgiekdeel 3 en het topgiekdeel 4. De hydraulische zuiger/cilinderinrichting 10 is aangebracht tussen het kraanhuis 2 en het basisgiekdeel 3, de hydraulische zuiger/cilinderinrichting 12 tussen het basisgiekdeel 3 en het kantelorgaan 13. Verder is de hydraulische 30 zuiger/cilinderinrichting 11 aangebracht tussen het kantelorgaan 13 en het topgiekdeel 4. Nadat de hydraulische zuiger/cilinderinrichtingen 10, 12 in en gefixeerde toestand zijn gebracht, kan door het variëren van de lengte van de hydraulische zuiger/cilinderinrichting 11, die als deiningcompensator fungeert, de positie van het 6 topgiekdeel gevarieerd worden rond de in wezen horizontale uitgangspositie, ter compensatie van deiningbewegingen.

5 7

Lijst van verwijzingstekens 1. Voet 2. Kraanhuis 5 3. Basisgiekdeel 4. Topgiekdeel 5. Kabel 6. -8. Schijf 9. Haak 10 10.-12. Zuiger/cilinderinrichting 13. Kantelorgaan 14. Draaiverbinding tussen giekdelen 15. Draaiophanging 15

Claims

1. Kraan, omvattende een basis (1, 2), een op de basis ondersteunde, gelede giek (3, 4) alsmede vanaf de basis via de giek geleide hijsmiddelen (5, 9), zoals een 5 hijskabel, welke gelede giek omvat giekdelen (3, 4) die draaibaar zijn ondersteund ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de basis (1, 2), alsmede respectievelijke giekdeelaandrij vingen (10-12) voor het variëren van de hoekstand van giekdelen ten opzichte van de basis of ten opzichte van een ander giekdeel, met het kenmerk dat een der giekdeelaandrij vingen in serie geschakelde lineaire actuators (11, 12) omvat 10 waarvan een is verbonden met een der giekdelen en waarvan de ander is verbonden met een aan dat giekdeel grenzend giekdeel en welke lineaire aandrijvingen met elkaar samenwerken via een geleiding (13) aan de giek.

2. Kraan volgens conclusie 1, waarbij een der actuatoren (11, 12) van de in serie 15 geschakelde actuatoren bestuurbaar is als deiningcompensator.

3. Kraan volgens conclusie 1 of 2, waarbij de geleiding (13) is opgehangen aan tenminste een der giekdelen die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren.

4. Kraan volgens conclusie 3, waarbij de geleiding een kantelorgaan (13) omvat dat draaibaar (15) is opgehangen aan tenminste een der giekdelen die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren.

5. Kraan volgens conclusie 3 of 4, waarbij de geleiding (13) is opgehangen tussen 25 en op afstand van beide einden of beide draaiverbindingen van een der giekdelen (3) die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren.

6. Kraan volgens conclusie 3 en 5, waarbij het kantelorgaan (13), de giekdelen (3, 4. die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren en de actuator (12) die 30 zich bevindt tussen het andere giekdeel (4) en kantelorgaan (13), welke actuator (12) is ingesteld op een lengte die gelijk is aan de afstand tussen de draaiverbinding van dat ene giekdeel en het kantelorgaan enerzijds, en de draaiverbinding tussen beide giekdelen anderzijds, samenwerken volgens draaiverbindingen die zich bevinden op de vier hoeken respectievelijk van een parallellogram (figuren 1-4).

7. Kraan volgens conclusie 2 en 6, waarbij de andere actuator (11) van de in serie 5 geschakelde actuatoren fungeert als deiningcompensator.

8. Kraan volgens conclusie 4, waarbij de ophanging van het kantelorgaan (13) samenvalt met de draai verbinding (14) tussen de giekdelen (3, 4) die zijn verbonden met de in serie geschakelde actuatoren (11, 12) (figuren 5-8). 10

9. Kraan volgens conclusie 2 en 8, waarbij de lineaire aandrijving (11) tussen het kantelorgaan (13) en het uiterste giekdeel (4) fungeert als actieve deiningcompensator.

10. Kraan volgens een der voorgaande conclusies, waarbij twee en slechts twee 15 giekdelen (3, 4) zijn voorzien, zoals een topgiekdeel (4) direct is verbonden met een basisgiekdeel (3) dat direct is ondersteund op de basis (1,2).

11. Werkwijze voor het bedrijven van de kraan volgens een der voorgaande conclusies, omvattende de stappen van: 20. blokkeren van een (12) der in serie geschakelde actuatoren (11, 12), - doen heen en weer zwenken van een giekdeel (4) onder verkorten respectievelijk verlengen van de andere actuator (11) van de in serie geschakelde actuatoren, bij voorkeur rond een horizontale positie van dat giekdeel (4).

12. Werkwijze volgens conclusie 11 voor het bedrijven van de kraan volgens een der conclusies 5-7 in combinatie met 10, omvattende de stappen van: - het plaatsen van het topgiekdeel (4) in een ongeveer horizontale positie, - het blokkeren van de actuator (12) tussen het kantelorgaan (13) en het topgiekdeel (4), 30. doen heen en weer zwenken van het topgiekdeel (4) rond de horizontale positie onder verkorten respectievelijk verlengen van de andere actuator (11) der in serie geschakelde actuatoren.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 voor het bedrijven van de kraan volgens conclusie 8 en 10 of 9 en 10, omvattende de stappen van: - het plaatsen van het topgiekdeel (4) in een ongeveer horizontale positie, - het blokkeren van de actuator (12) tussen het kantelorgaan (13) en het 5 basisgiekdeel (3), - doen heen en weer zwenken van het topgiekdeel (4) rond de horizontale positie onder verkorten respectievelijk verlengen van de andere actuator (11) der in serie geschakelde actuatoren (11, 12).

14. Vaartuig, omvattende een drijvende romp alsmede een op de romp gemonteerde kraan volgens een der conclusies 1-10, omvattende een basis, een op de basis ondersteunde, gelede giek alsmede vanaf de basis via de giek geleide hijsmiddelen, zoals een hijskabel, welke gelede giek omvat giekdelen die draaibaar zijn ondersteund ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de basis, alsmede 15 respectievelijke giekdeelaandrijvingen voor het variëren van de hoekstand van giekdelen ten opzichte van de basis of ten opzichte van een ander giekdeel, met het kenmerk dat een der giekdeelaandrijvingen in serie geschakelde lineaire actuators omvat waarvan een is verbonden met een der giekdelen en waarvan de ander is verbonden met een aan dat giekdeel grenzend giekdeel en welke lineaire aandrijvingen 20 met elkaar samenwerken via een geleiding aan de giek.

15. Platform, omvattende een dek alsmede poten die zich vanaf het dek neerwaarts uitstrekken, alsmede een op het dek gemonteerde kraan volgens een der conclusies 1-10, omvattende een basis, een op de basis ondersteunde, gelede giek 25 alsmede vanaf de basis via de giek geleide hijsmiddelen, zoals een hijskabel, welke gelede giek omvat giekdelen die draaibaar zijn ondersteund ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de basis, alsmede respectievelijke giekdeelaandrijvingen voor het variëren van de hoekstand van giekdelen ten opzichte van de basis of ten opzichte van een ander giekdeel, met het kenmerk dat een der giekdeelaandrijvingen in serie 30 geschakelde lineaire actuators omvat waarvan een is verbonden met een der giekdelen en waarvan de ander is verbonden met een aan dat giekdeel grenzend giekdeel en welke lineaire aandrijvingen met elkaar samenwerken via een geleiding aan de giek.